CN108820199A - 系留四旋翼无人机及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种系留四旋翼无人机及其使用方法，属于无人机技术领域。本发明包括长机臂，长机臂的一端安装有电机底座，另一端安装有折叠件，电机底座上安装有高压无刷电机，高压无刷电机上安装有螺旋桨，短机臂的一端安装有折叠件，另一端和机壳内的机身结构相连接，机壳的上部安装有磁罗盘和GPS模块，机壳的前侧面和左右侧面安装有散热窗，后侧面安装有飞控状态指示灯，高压电调安装在机壳的底部，散热片露在机身外部，起落架立杆的一端和机壳底部相连接固定，另一端和起落架横杆相连接固定，机壳底部安装固定有系留线缆保持架，系留线缆保持架的底部安装有系留线缆接头，系留线缆接头和系留线缆连接。

Description

系留四旋翼无人机及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种系留四旋翼无人机及其使用方法，属于无人机技术领域。

背景技术

当前系留无人机普遍采用在机载端加降压模块的方式来实现电压的转换，其工作原理是地面发电机发出380V交流电然后经过地面端的电源模块将其整合成400V的直流电，然后通过系留线缆把电流输送到机载端的降压模块，然后机载端的降压模块再把电压降到飞行器工作所需要的电压(一般降压后的电压为24V或者是48V)；这种技术方案存在两个弊端，一个是机载端要增加一个降压模块，这样就增加了无人机的重量，相应的就使机身的载重量减小；另一个是机载端的降压模块在长期工作时会产生很大的热量，长时间发热很容易引发电路的一些问题，造成设备出现故障；对于无人机追求高效和稳定作业目的来看，这种已有的方案还存在着弊端；另外，现有的机体一般都是碳板组合的形式或者是在机体上方简单的加装一个外壳，起不到真正的防雨防尘作用，在外观上看着也不太美观。

发明内容

针对现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了一种系留四旋翼无人机及其使用方法，采用高压无刷电机无需降压直接输送给电调和电机，结构紧凑且防雨防尘。

本发明所述的系留四旋翼无人机，包括机体和机臂，机臂包括长机臂和短机臂，长机臂的一端安装有电机底座，另一端安装有折叠件Ⅱ，电机底座上安装有电机，电机上安装有螺旋桨；短机臂的一端安装有折叠件Ⅰ，另一端和机壳内的机身结构相连接，机壳的上部安装有磁罗盘和GPS模块，机壳的前侧面和左右侧面安装有散热窗，后侧面安装有飞控状态指示灯，电调安装在机壳的底部，散热片露在机身外部；起落架立杆的一端和机壳底部相连接固定，另一端和起落架横杆相连接固定，机壳底部安装固定有系留线缆保持架，系留线缆保持架的底部安装有系留线缆接头，系留线缆接头和系留线缆连接。

优选地，所述机体采用四旋翼形式，机臂为可横向折叠式机臂。

优选地，所述螺旋桨选为可更换折叠桨。

优选地，所述机体单侧采用两根起落架立杆支撑。

优选地，所述机身有是全封闭的机壳，机壳上开有散热孔。

优选地，所述电调为高压电调，电机为高压无刷电机，地面端的高压400V直流电无需降压直接输送给电调和电机。

优选地，所述电调在机身上为半裸露安装，散热片透过机身露在外部。

本发明所述的系留四旋翼无人机的使用方法，包括如下步骤：

第一步：按下启动按键，系留四旋翼无人机展开折叠件Ⅰ和折叠件Ⅱ，长机臂和短机臂伸展呈直杆状；

第二步：电机上安装的螺旋桨在高压无刷电机的带动下高速转动；

第三步：起落架立杆脱离地面，机壳底部的系留线缆保持架通过系留线缆接头捆绑有系留线缆，系留线缆连接高压电源；

第四步：磁罗盘和GPS模块在系留四旋翼无人机飞行过程中，实时与控制系统通信控制方位；

第五步：系留四旋翼无人机在飞行过程中，产生的热量经过散热窗、散热片和散热孔扩散到空气中，并且通过飞控状态指示灯闪烁便于观察；

第六步：完成指定任务后，系留四旋翼无人机根据规划路径返回，起落架立杆触及地面后收起折叠件Ⅰ和折叠件Ⅱ，长机臂和短机臂回拢，减少占用空间。

本发明的有益效果是：机体采用四旋翼形式，机臂为可横向折叠式机臂，折叠后机身体积小巧，可方便的实现储藏和运输，螺旋桨根据实际需要可更换折叠桨，折叠桨有利于机身体积的进一步缩小，机体单侧采用两根起落架立杆支撑，使无人机在大载重的时候也有很稳固的支撑，机身有基本是全封闭的外壳，外壳上开有散热孔，此散热孔还具有防尘和防雨的作用，可以在雨天的时候也能实现正常作业；电调为高压电调，电机为高压电机，这样地面端的高压400V直流电就可以不用降压直接输送给电调和电机，相应的减轻了机体自身的重量，并且也避免了使用降压模块带来的长时间严重发热等问题；电调在机身上为半裸露安装，散热片透过机身露在外部，可以实现很好的散热功能。

附图说明

图1是本发明的展开状态立体图。

图2是本发明的系留线缆结构示意图。

图3是本发明的收拢状态立体图。

图中：1、长机臂；2、短机臂；3、折叠件Ⅰ；4、折叠件Ⅱ；5、螺旋桨；6、电机；7、电机底座；8、机壳；9、磁罗盘；10、GPS模块；11、散热窗；12、起落架立杆；13、起落架横杆；14、飞控状态指示灯；15、电调；16、系留线缆保持架；17、系留线缆接头。

具体实施方式

为了使本发明目的、技术方案更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

如图1至图3所示，本发明所述的系留四旋翼无人机及其使用方法，包括长机臂1，长机臂1的一端安装有电机底座7，另一端安装有折叠件，电机底座7上安装有电机6，电机6上安装有螺旋桨5，短机臂2的一端安装有折叠件，另一端和机壳8内的机身结构相连接，机壳8的上部安装有磁罗盘9和GPS模块10，机壳8的前侧面和左右侧面安装有散热窗11，后侧面安装有飞控状态指示灯14，电调15安装在机壳8的底部，散热片露在机身外部，起落架立杆12的一端和机壳8底部相连接固定，另一端和起落架横杆13相连接固定，机壳8底部安装固定有系留线缆保持架16，系留线缆保持架16的底部安装有系留线缆接头17，系留线缆接头17和系留线缆连接。

所述机体采用四旋翼形式，机臂为可横向折叠式机臂。采用四旋翼形式，可完成折叠，使可转动机臂部分与无人机支架持平，无需拆卸机臂，结构简单、操作方便,并且节省空间，提升便携性。

所述螺旋桨5选为更换折叠桨。在运输的过程中可以使折叠桨可靠的保持在折叠状态，防止运输过程中桨叶摆动造成的各种问题，需要在展开状态时限位结构保证在飞行时可以可靠处于展开状态，保证顺利起飞，应用在折叠桨上能够产生良好的技术效果。

所述机体单侧采用两根起落架立杆12支撑。起落架立杆的上端连接在机身下壳的底部侧面，起落架横杆通过三通件连接在起落架立杆的下端，在环境比较恶劣的条件下也能有较强的支撑稳定性。在起落架立杆12上还设置有设置减震组件，提高无人机降落时的稳定性。

所述机身有基本是全封闭的外壳，外壳上开有散热孔。外壳上还设置有引风罩，引风罩向无人机内的散热孔中引风，使集成面板表面的空气流速加快，从而起到对集成面板散热的作用，延长了无人机内元器件的使用寿命。

所述电调15为高压电调，电机6为高压电机，地面端的高压400V直流电就不用降压直接输送给电调15和电机6。将电机和电调都固定在电机座上，简化了安装过程，操作简单，电机座设有散热底盖，能够有效地将电机和电调产生的热量散发出去，提高了散热效果，延长了电机和电调的使用寿命。控制系统获取电机6或/及电调15自身的状态信息；根据电机6或/及电调15自身的状态信息，以便较为直观地得知电调15与电机6的工作状态，减少因为不知道电调15与电机6的状态而引发的飞行故障，帮助分析飞机的运行等情况。

所述电调15在机身上为半裸露安装，散热片透过机身露在外部，提高了机体中电调15的散热性能。

采用高压无刷电机无需降压直接输送给电调15和电机6，结构紧凑且防雨防尘；通过散热窗11、散热片和散热孔解决散热问题。高压电调，与高压电源电连接，用于使用直流电为无人机的高压电机供电，解决了现有技术中系留旋翼无人机中使用大功率降压模块，占用无人机允许装载的负载的技术问题。本发明还设置有温度传感器，温度传感器位于系留四旋翼无人机电机和电调附近，集成面板的主控模块分别与温度传感器、磁罗盘9和GPS模块10电性连接。主控模块包括主控芯片、电流测量电路、电压测量电路、桨叶转速测量电路和温度测量电路。

系留线缆，分别连接于高压电源与高压电调、降压设备之间，用于将所述高压电源输出的直流电传输至电调和降压设备。高压电源输出的直流电压处于300V至600V的范围内。

实施例2：

发明所述的系留四旋翼无人机的使用方法，包括如下步骤：

第一步：按下启动按键，系留四旋翼无人机展开折叠件Ⅰ3和折叠件Ⅱ4，长机臂1和短机臂2伸展呈直杆状；

第二步：电机6上安装的螺旋桨5在高压无刷电机的带动下高速转动；

第三步：起落架立杆12脱离地面，机壳8底部的系留线缆保持架16通过系留线缆接头17捆绑有系留线缆，系留线缆连接高压电源；

第四步：磁罗盘9和GPS模块10在系留四旋翼无人机飞行过程中，实时与控制系统通信控制方位；

第五步：系留四旋翼无人机在飞行过程中，产生的热量经过散热窗11、散热片和散热孔扩散到空气中，并且通过飞控状态指示灯14闪烁便于观察；

第六步：完成指定任务后，系留四旋翼无人机根据规划路径返回，起落架立杆12触及地面后收起折叠件Ⅰ3和折叠件Ⅱ4，长机臂1和短机臂2回拢，减少占用空间。

本发明的有益效果是：机体采用四旋翼形式，机臂为可横向折叠式机臂，折叠后机身体积小巧，可方便的实现储藏和运输，螺旋桨5根据实际需要可更换折叠桨，折叠桨有利于机身体积的进一步缩小，机体单侧采用两根起落架立杆12支撑，使无人机在大载重的时候也有很稳固的支撑，机身有基本是全封闭的外壳，外壳上开有散热孔，此散热孔还具有防尘和防雨的作用，可以在雨天的时候也能实现正常作业；电调15为高压电调，电机6为高压电机，这样地面端的高压400V直流电就可以不用降压直接输送给电调15和电机6，相应的减轻了机体自身的重量，并且也避免了使用降压模块带来的长时间严重发热等问题；电调15在机身上为半裸露安装，散热片透过机身露在外部，可以实现很好的散热功能。

本发明可广泛运用于无人机场合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而己，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的均等修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的专利涵盖范围内。

Claims (8)

1.一种系留四旋翼无人机，包括机体和机臂，机臂包括长机臂(1)和短机臂(2)，其特征在于，长机臂(1)的一端安装有电机底座(7)，另一端安装有折叠件Ⅱ(4)，电机底座(7)上安装有电机(6)，电机(6)上安装有螺旋桨(5)；短机臂(2)的一端安装有折叠件Ⅰ(3)，另一端和机壳(8)内的机身结构相连接，机壳(8)的上部安装有磁罗盘(9)和GPS模块(10)，机壳(8)的前侧面和左右侧面安装有散热窗(11)，后侧面安装有飞控状态指示灯(14)，电调(15)安装在机壳(8)的底部，散热片露在机身外部；起落架立杆(12)的一端和机壳(8)底部相连接固定，另一端和起落架横杆(13)相连接固定，机壳(8)底部安装固定有系留线缆保持架(16)，系留线缆保持架(16)的底部安装有系留线缆接头(17)，系留线缆接头(17)和系留线缆连接。

2.根据权利要求1所述的系留四旋翼无人机，其特征在于，所述机体采用四旋翼形式，机臂为可横向折叠式机臂。

3.根据权利要求2所述的系留四旋翼无人机，其特征在于，所述螺旋桨(5)选为可更换折叠桨。

4.根据权利要求1所述的系留四旋翼无人机，其特征在于，所述机体单侧采用两根起落架立杆(12)支撑。

5.根据权利要求1所述的系留四旋翼无人机，其特征在于，所述机身有是全封闭的机壳(8)，机壳(8)上开有散热孔。

6.根据权利要求1所述的系留四旋翼无人机，其特征在于，所述电调(15)为高压电调，电机(6)为高压无刷电机，地面端的高压400V直流电无需降压直接输送给电调(15)和电机(6)。

7.根据权利要求6所述的系留四旋翼无人机，其特征在于，所述电调(15)在机身上为半裸露安装，散热片透过机身露在外部。

8.一种根据权利要求1～7任一所述的系留四旋翼无人机的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步：按下启动按键，系留四旋翼无人机展开折叠件Ⅰ(3)和折叠件Ⅱ(4)，长机臂(1)和短机臂(2)伸展呈直杆状；

第二步：电机(6)上安装的螺旋桨(5)在高压无刷电机的带动下高速转动；

第三步：起落架立杆(12)脱离地面，机壳(8)底部的系留线缆保持架(16)通过系留线缆接头(17)捆绑有系留线缆，系留线缆连接高压电源；

第四步：磁罗盘(9)和GPS模块(10)在系留四旋翼无人机飞行过程中，实时与控制系统通信控制方位；

第五步：系留四旋翼无人机在飞行过程中，产生的热量经过散热窗(11)、散热片和散热孔扩散到空气中，并且通过飞控状态指示灯闪烁便于观察；

第六步：完成指定任务后，系留四旋翼无人机根据规划路径返回，起落架立杆(12)触及地面后收起折叠件Ⅰ(3)和折叠件Ⅱ(4)，长机臂(1)和短机臂(2)回拢，减少占用空间。