CN106628138A - 一种太阳能供电垂直升降无人机 - Google Patents

Abstract

本发明适用于无人机领域，提供了一种太阳能供电垂直升降无人机，包括机体框架、固定旋翼、若干太阳能电池片和调节旋翼，所述固定旋翼设置在机体框架的一端，并平行于所述机体框架，所述若干太阳能电池片设置在所述机体框架的上表面，所述调节旋翼设置在所述机体框架的另一端，并可转动地在平行和垂直于所述机体框架的状态之间切换，所述调节旋翼上设有摆动方向调节件，所述摆动方向调节件控制所述调节旋翼在垂直于所述机体框架状态时左右摆动。该无人机通过自身携带的太阳能电池片不断为内部进行供电和充电，提高了无人机的续航能力；同时，通过调节旋翼调节作用同时实现无人机的起飞、前进和转向，进而提高了无人机运行的便捷性。

Description

一种太阳能供电垂直升降无人机

技术领域

本发明属于无人机领域，尤其涉及一种太阳能供电垂直升降无人机。

背景技术

目前，旋翼式无人机已经广泛应用于农业、工业领域，多用于辅助工作人员完成特定的工作。

现有的无人机大多是四旋翼、六旋翼或八旋翼无人机，各个旋翼在同一高度的平面上，大小完全相同，由相应分布在旋翼支架端的电机提供动力。续航时间在20-35分钟，电机越多续航时间越短，而且充电时间长，降低工作时效。此外，现有的无人机的旋翼仅用于无人机的起飞，无人机的转向需要通过尾部舵机等机构实现，结构复杂，生产成本高。

例如用于对光伏电站进行勘察航拍，由于光伏电站占地面积大，现阶段对光伏电站的短路、太阳能热斑的检测主要由人工不定期或定期人工巡查为主，人工巡检效率底下，无人机可以辅助工作人员进行一些简单的航拍操作，但由于没有稳定的续航能力以及便利的可操作性，给实际应用带来不便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题为提供一种太阳能供电垂直升降无人机，旨在提高无人机的续航能力，并提高无人机运行的便捷性。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的，一种太阳能供电垂直升降无人机，包括机体框架和固定旋翼，所述固定旋翼设置在所述机体框架的一端，并平行于所述机体框架，所述无人机还包括若干太阳能电池片和调节旋翼，所述若干太阳能电池片设置在所述机体框架的上表面，所述调节旋翼设置在所述机体框架的另一端，并可转动地在平行和垂直于所述机体框架的状态之间切换，所述调节旋翼上设有摆动方向调节件，所述摆动方向调节件控制所述调节旋翼在垂直于所述机体框架状态时左右摆动。

进一步地，所述机体框架的前端开设有至少一个通孔，所述机体框架的后端开设有至少一个通孔，所述机体框架前端的通孔和所述机体框架后端的通孔均关于所述机体框架的中心线对称设置，所述固定旋翼容置在所述机体框架前端的通孔内，所述调节旋翼可转动地容置在所述机体框架后端的通孔内。

进一步地，所述机体框架的前端开设有两个通孔，所述机体框架的后端开设有一个通孔，所述机体框架后端的通孔位于所述机体框架前端两个通孔连线的中心线上，所述固定旋翼包括第一旋翼和第二旋翼，所述第一旋翼和第二旋翼分别容置在所述机体框架前端的通孔内，所述调节旋翼可转动地容置在所述机体框架后端的通孔内。

进一步地，所述无人机还包括第一盖板和第二盖板，所述第一盖板和第二盖板分别可转动地安装在所述第一旋翼和第二旋翼的一侧并相互对称，所述第一盖板和第二盖板分别与所述第一旋翼和第二旋翼所在的通孔相扣合或沿各自旋翼的一侧展开。

进一步地，所述第一盖板和第二盖板上与各自通孔相扣合后临近固定旋翼的一面设有若干太阳能电池片，其另一面上设有航行灯。

进一步地，所述机体框架上安装有第一电机，所述第一电机与所述调节旋翼通过齿轮传动连接，所述第一电机带动所述调节旋翼相对于所述机体框架水平/垂直旋转。

进一步地，所述调节旋翼包括调节座、旋翼电机和旋转叶片，所述调节座与所述第一电机通过齿轮传动连接，并在所述第一电机的带动下可转动地安装在所机体框架上，所述旋翼电机固定在所述调节座上，所述旋转叶片安装在所述旋翼电机上。

进一步地，所述摆动方向调节件包括调节件和第二电机，所述调节件安装在所述调节旋翼上，所述第二电机固定在所述调节旋翼的外缘上并与所述调节件连接，所述第二电机带动所述调节件摆动。

进一步地，所述机体框架的后端开设有通孔，所述调节旋翼可转动地容置在所述通孔内，所述通孔内壁上开设有用于放置所述第二电机的凹槽，所述调节旋翼与所述机体框架处于平行状态下，所述第二电机相应地卡合在所述凹槽内。

进一步地，所述无人机还包括红外热视摄像头和航拍摄像头，所述红外热视摄像头和航拍摄像头安装在所述机体框架的下表面，并靠近所述机体框架的前端。

进一步地，所述无人机还包括用于对故障区域进行标记的标记装置，所述标记装置内盛装有有色液体。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：本发明的一种太阳能供电垂直升降无人机，其包括机体框架、若干太阳能电池片、固定旋翼和调节旋翼。由于在机体框架的上表面设置了若干太阳能电池片，白天无人机飞行时，通过自身携带的太阳能电池片不断为内部进行供电和充电，白天无人机未飞行时，也在阳光下不断给无人机电池进行充电，直到电池充满，从而提高了无人机的续航能力。此外，无人机起飞时，通过将所述调节旋翼调整到与固定旋翼相平行的状态，通过固定旋翼和调节旋翼的高速旋转产生升力实现无人机的起飞。当无人机上升后需要前进时，通过调整所述调节旋翼与固定旋翼相垂直，则调节旋翼与气流产生较大的向前的推力，实现无人机的飞行。当无人机需要转向时，通过所述调节旋翼上的摆动方向调节件的左右摆动，改变无人机尾部气流的方向，实现无人机的转向，通过调节旋翼的调节作用同时实现无人机的起飞、前进和转向，提高了无人机运行的便捷性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种太阳能供电垂直升降无人机的结构示意图。

图2是图1的另一个状态的结构示意图。

图3是图1的仰视结构示意图。

图4是图1中第一电机与调整旋翼的结构示意图。

图5是图4中A部分的局部放大示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1至图3所示，为本发明实施例提供的一种太阳能供电垂直升降无人机100，其包括机体框架1、若干太阳能电池片2、固定旋翼3和调节旋翼4。所述固定旋翼3设置在所述机体框架1的一端，并平行于所述机体框架1，所所述若干太阳能电池片2设置在所述机体框架1的上表面，用于源源不断的给无人机100的内部电池进行充电。所述调节旋翼4设置在所述机体框架1的另一端，并可转动地在平行和垂直于所述机体框架1的状态之间切换，通过所述调节旋翼4的平行和垂直相互切换，实现无人机100的起飞和前进。所述调节旋翼4上设有摆动方向调节件41，所述摆动方向调节件41控制所述调节旋翼4在垂直于所述机体框架1的状态时左右摆动，以此改变无人机100尾部的气流方向，从而实现无人机100的转向。

所述机体框架1的前端开设有至少一个通孔，所述机体框架1的后端开设有至少一个通孔，所述机体框架1前端的通孔和所述机体框架1后端的通孔均关于所述机体框架1的中心线对称设置。所述固定旋翼3容置在所述机体框架前端1的通孔内，所述调节旋翼4可转动地容置在所述机体框架1后端的通孔内，以此保护所述固定旋翼3和调节旋翼4不受到损伤。

具体地，在本发明实施例中，所述机体框架1的前端开设有两个通孔(未标注)，所述机体框架1的后端开设有一个通孔(未标注)，所述机体框架后端的通孔位于所述机体框架前端两个通孔连线的中心线上。所述固定旋翼3包括第一旋翼31和第二旋翼32，所述第一旋翼31和第二旋翼32分别容置在所述机体框架1前端的通孔内，所述调节旋翼4可转动地容置在所述机体框架1后端的通孔内，从而形成等腰三角形的三旋翼机构。本发明实施例中，所述机体框架1一体成型，通过将所述第一旋翼31、第二旋翼32以及调节旋翼4容置在所述机体框架1的通孔内，避免使各旋翼裸露在机体框架1的外部，不会在飞行时因为旋翼的旋转而误伤到工作人员、物件等；同时避免了因误操作而导致无人机100坠落后打坏旋翼，可以起到保护旋翼的作用，提高了产品的安全性以及经济性。此外，一体式的三旋翼机构有利于提高整机的稳定性，增强抗风系数，确保无人机100飞行过程的平稳性和可靠性。

所述无人机100还包括第一盖板5和第二盖板6，所述第一盖板5和第二盖板6分别可转动地安装在所述第一旋翼31和第二旋翼32的一侧并相互对称。所述第一盖板5和第二盖板6分别与所述第一旋翼31和第二旋翼32所在的通孔相扣合或沿各自旋翼的一侧展开。所述第一盖板5和第二盖板6上与各自通孔相扣合后临近固定旋翼3的一面设有若干太阳能电池片2，其另一面上设有航行灯7。当所述无人机100在非使用状态下，通过所述第一盖板5和第二盖板6与所述第一旋翼31和第二旋翼32所在的通孔相扣合，从而防止所述第一旋翼31和第二旋翼32受到损伤。当所述无人机100开始使用时，将所述第一盖板5和第二盖板6展开，此时，所述第一盖板5和第二盖板6上的若干太阳能电池片2配合所述机体框架1上的若干太阳能电池片2共同为所述无人机100提供续航。此外，当无人机100在夜晚飞行时，可通过所述第一盖板5和第二盖板6上的高亮LED航行灯7为操控者提供视野。

参照图4和图5，所述机体框架1上安装有第一电机8，所述第一电机8与所述调节旋翼4通过齿轮传动连接，所述第一电机8带动所述调节旋翼4相对于所述机体框架1水平/垂直旋转。

所述调节旋翼4包括调节座42、旋翼电机43和旋转叶片44，所述调节座42与所述第一电机8通过齿轮传动连接，并在所述第一电机8的带动下可转动地安装在所机体框架1上，所述旋翼电机43固定在所述调节座42上，所述旋转叶片44安装在所述旋翼电机43上。所述第一电机8带动所述调节座42相对于所述机体框架1水平垂直旋转。当所述调节座42处于与机体框架1相平行的位置时，通过手持式控制操作杆控制所述调节旋翼4的旋转叶片44配合所述第一旋翼31和第二旋翼32的旋转叶片共同高速旋转形成升力，当升力大于无人机100的整机重量时，则无人机100实现垂直起飞，不需要跑道和起降空域，使用灵活方便。当所述无人机100垂直上升需要前进时，通过手持式控制操作杆将所述调节座42调整到与机体框架1相垂直的位置，此时所述旋转叶片44与气流产生较大的向前的推力，从而实现无人机100的前行，相比于传统无人机的飞行，本发明的无人机100的行进方式，能够具备更高的前进飞行速度。

所述摆动方向调节件41包括调节件411和第二电机412，所述调节件411安装在所述调节旋翼4的调节座42上，所述第二电机412固定在所述调节座42的外缘上并与所述调节件411连接。通过手持式控制操作杆控制所述第二电机412带动所述调节件411在所述无人机100飞行状态下左右摆动，从而改变无人机100的尾部气流方向，实现转向，使所述无人机100的转向飞行更为便捷快速。本发明实施例中的调节件411为半圆形的方向舵，但不限定于所述调节件411的形状。

所述机体框架1后端的通孔内壁上开设有用于放置所述第二电机412的凹槽11。所述调节座42与所述机体框架1处于平行状态下，所述第二电机412相应地卡合在所述凹槽11内，在无人机100不运行时，防止所述第二电机412受到损伤。

参照图4，本发明实施例中所述第一旋翼31与第二旋翼32结构相同，所述第一旋翼31包括固定座311、电机312和旋转叶片313，所述固定座311固定在所述机体框架1前端的通孔内，所述电机312固定在所述固定座311上，所述旋转叶片313安装在所述电机312上。

参照图3，所述无人机100还包括红外热视摄像头和航拍摄像头9，所述红外热视摄像头和航拍摄像头9安装在所述机体框架1的下表面，并靠近所述机体框架1的前端。双摄像头结合的设计中，红外热视摄像头用于拍摄电站中电性能短路和热斑不良组件，并快速采集反馈；航拍摄像头则用于采集传统照片和视频。双摄像头将拍摄数据共同反馈到地面人员采集中心，以便工作人员及时发现并解决问题。无人机100飞过光伏电站上空时，对光伏电站内的设备组件进行红外热成像拍摄，当光伏电站中有组件发生短路、热斑或有异物遮挡时，电站组件会随之温度升高，所述无人机100的红外热视摄像头和航拍摄像头9扫描到短路组件时，可迅速发现升温组件，并将图像反馈至底面工作人员的电脑中，让地面工作人员快速定位，提高巡检及短路组件检测的工作效率。

所述无人机100还包括标记装置10，所述标记装置10内盛装有有色液体。当所述红外热视摄像头和航拍摄像头9扫描到电站的问题组件时，可控制所述无人机100下降到问题组件上方，并通过所述标记装置10向问题组件喷涂有色液体，对问题组件进行标记，方便检修人员定位检修，节省工作时间。

所述无人机100还包括若干起落架支脚20，所述若干起落架支脚20固定在所述无人机框架1的下表面，用于在所述无人机100降落时，支撑所述无人机框架1，防止所述无人机100直接落在地上而对机体造成损伤。

具体工作时，工作人员通过手持式控制操作杆调整所述调节旋翼4到平行状态，此时控制无人机100上第一旋翼的电机312、第二旋翼的电机(未标注)和调节旋翼上的旋翼电机43共同启动，带动各旋转叶片高速旋转形成升力，当升力大于无人机100的总重时，使无人机100垂直起飞。飞行到一定高度后，工作人员通过手持式控制操作杆控制第一电机8启动，并带动调节座42旋转，从而将所述调节旋翼4转换成垂直状态，所述调节旋翼4垂直后，与气流产生较大的向前的推力，使无人机100向前飞行。需要转弯时，通过所述手持式控制操作杆控制第二电机412启动，所述第二电机412控制所述调节件411左右摆动，从而改变气流的方向，使无人机100向需要的方向转向。无人机100飞行过程中，通过所述红外热视摄像头和航拍摄像头9对光伏电站进行扫描，发现问题组件后，将图像返回至地面工作人员的电脑上，工作人员通过所述手持式控制操作杆控制无人机100降落到问题组件的上方，并通过标记装置10对问题组件进行标记，便于后期维修定位。如果在夜间使用所述无人机100时，可通过所述第一盖板5和第二盖板6上的高亮LED航行灯7为工作人员照明，提供视野。

综上所述，本发明实施例提供的的一种太阳能供电垂直升降无人机100，其包括机体框架1、若干太阳能电池片2、固定旋翼3和调节旋翼4。由于在机体框架1的上表面设置了若干太阳能电池片2，白天无人机飞行时，通过自身携带的太阳能电池片2不断为内部进行供电和充电，白天无人机未飞行时，也在阳光下不断给无人机电池进行充电，直到电池充满，从而提高了无人机100的续航能力。此外，无人机100起飞时，通过将所述调节旋翼4调整到与固定旋翼3相平行的状态，通过固定旋翼3和调节旋翼4的高速旋转产生升力实现无人机100的起飞。当无人机100上升后需要前进时，通过调整所述调节旋翼4与固定旋翼3相垂直，则调节旋翼4与气流产生较大的向前的推力，实现无人机100的飞行。当无人机100需要转向时，通过所述调节旋翼4上的方向调节件41的左右摆动，改变无人机100尾部气流的方向，实现无人机100的转向，通过调节旋翼4的调节作用同时实现无人机的起飞、前进和转向，提高了无人机运行的便捷性。无人机100上的红外热视摄像头和航拍摄像头9可以对光伏电站的组件进行红外线检测，当存在问题组件时，则该区域温度升高，无人机100将图像返回至地面工作人员，工作人员可以控制无人机100下降到问题组件上方，通过所述标记装置10向问题组件喷涂有色液体，对问题组件进行标记，方便检修人员定位检修，节省工作时间。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种太阳能供电垂直升降无人机，包括机体框架和固定旋翼，所述固定旋翼设置在所述机体框架的一端，并平行于所述机体框架，其特征在于，所述无人机还包括若干太阳能电池片和调节旋翼，所述若干太阳能电池片设置在所述机体框架的上表面，所述调节旋翼设置在所述机体框架的另一端，并可转动地在平行和垂直于所述机体框架的状态之间切换，所述调节旋翼上设有摆动方向调节件，所述摆动方向调节件控制所述调节旋翼在垂直于所述机体框架状态时左右摆动。

2.如权利要求1所述的太阳能供电垂直升降无人机，其特征在于，所述机体框架的前端开设有至少一个通孔，所述机体框架的后端开设有至少一个通孔，所述机体框架前端的通孔和所述机体框架后端的通孔均关于所述机体框架的中心线对称设置，所述固定旋翼容置在所述机体框架前端的通孔内，所述调节旋翼可转动地容置在所述机体框架后端的通孔内。

3.如权利要求2所述的太阳能供电垂直升降无人机，其特征在于，所述机体框架的前端开设有两个通孔，所述机体框架的后端开设有一个通孔，所述机体框架后端的通孔位于所述机体框架前端两个通孔连线的中心线上，所述固定旋翼包括第一旋翼和第二旋翼，所述第一旋翼和第二旋翼分别容置在所述机体框架前端的通孔内，所述调节旋翼可转动地容置在所述机体框架后端的通孔内。

4.如权利要求3所述的太阳能供电垂直升降无人机，其特征在于，所述无人机还包括第一盖板和第二盖板，所述第一盖板和第二盖板分别可转动地安装在所述第一旋翼和第二旋翼的一侧并相互对称，所述第一盖板和第二盖板分别与所述第一旋翼和第二旋翼所在的通孔相扣合或沿各自旋翼的一侧展开。

5.如权利要求4所述的太阳能供电垂直升降无人机，其特征在于，所述第一盖板和第二盖板上与各自通孔相扣合后临近固定旋翼的一面设有若干太阳能电池片，其另一面上设有航行灯。

6.如权利要求1所述的太阳能供电垂直升降无人机，其特征在于，所述机体框架上安装有第一电机，所述第一电机与所述调节旋翼通过齿轮传动连接，所述第一电机带动所述调节旋翼相对于所述机体框架水平/垂直旋转。

7.如权利要求6所述的太阳能供电垂直升降无人机，其特征在于，所述调节旋翼包括调节座、旋翼电机和旋转叶片，所述调节座与所述第一电机通过齿轮传动连接，并在所述第一电机的带动下可转动地安装在所机体框架上，所述旋翼电机固定在所述调节座上，所述旋转叶片安装在所述旋翼电机上。

8.根据权利要求1所述的太阳能供电垂直升降无人机，其特征在于，所述摆动方向调节件包括调节件和第二电机，所述调节件安装在所述调节旋翼上，所述第二电机固定在所述调节旋翼的外缘上并与所述调节件连接，所述第二电机带动所述调节件摆动。

9.如权利要求8所述的太阳能供电垂直升降无人机，其特征在于，所述机体框架的后端开设有通孔，所述调节旋翼可转动地容置在所述通孔内，所述通孔内壁上开设有用于放置所述第二电机的凹槽，所述调节旋翼与所述机体框架处于平行状态下，所述第二电机相应地卡合在所述凹槽内。

10.如权利要求1至9中任意一项所述的太阳能供电垂直升降无人机，其特征在于，所述无人机还包括红外热视摄像头和航拍摄像头，所述红外热视摄像头和航拍摄像头安装在所述机体框架的下表面，并靠近所述机体框架的前端。

11.如权利要求1至9中任意一项所述的太阳能供电垂直升降无人机，其特征在于，所述无人机还包括用于对故障区域进行标记的标记装置，所述标记装置内盛装有有色液体。