CN109050868B - 一种智能系留无人机系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能系留无人机系统，包括有升空平台、起降管理平台和光伏发电系统，升空平台通过光电复合缆与起降管理平台连接，光伏发电系统与起降管理平台连接进行供电。本发明设置有光伏发电系统，可对起降管理平台进行持续供电，并采用光电复合缆对升空平台进行持续供电和远程监控，实现无人机系统在无人值守条件下的正常运行及远程作业，减轻了后勤保障需求，增加了部署灵活性，同时有效利用绿色清洁能源，避免系统运行对环境的污染。该系留无人机系统应用场景非常广泛，配合相关协议连接地面控制站软件，即可实现无人机在多种环境下的远程工作。
Description
技术领域
本发明涉及系留无人机领域，具体是一种智能系留无人机系统。
背景技术
近年来无人机飞速发展，系留无人机凭着其结构灵活简便、成本低廉和滞空时间长的优点在侦察监视、空中预警、通讯中继、揭露伪装、精确定位、海陆救援等领域得以广泛应用。系留无人机系统通过复合线缆将发电机提供的电源传输至空中的无人机平台进行无限时的供电，使无人机可以长时间持续工作。然而现有的无人机大多需要人值守在现场，很难实现无人值守条件下无人机的部署；且随着经济的发展、社会的进步，人们对能源提出了越来越高的要求，系留无人机系统的发电机一般采用柴油发电机，柴油机储油量有限，且柴油机长期运行时需要进行定期维护，无法做到长期无人值守。
可见，目前系留无人机系统存在难以在无人值守条件下部署以及供电能源的不可再生问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种智能系留无人机系统，通过光伏发电系统对系留无人机和起降管理平台进行源源不断的智能充电，智能化远程控制，无需人为值守，降低了劳动力，且监控数据实时准确。
本发明的技术方案为：
一种智能系留无人机系统，包括有升空平台、起降管理平台和光伏发电系统，所述的升空平台通过光电复合缆与起降管理平台连接，所述的光伏发电系统与起降管理平台连接进行供电，所述的光电复合缆的一端为固定端，光电复合缆的另一端为移动端；所述的升空平台包括有多旋翼飞行器和设置于多旋翼飞行器上的任务载荷，所述的起降管理平台包括有地面控制站、地面电源设备、光电收发器和自动升降平台，所述的地面电源设备的输入端与光伏发电系统连接供电，所述的地面控制站的供电端、光电收发器的电信号接口、自动升降平台的供电端均与地面电源设备的输出端连接，所述的光电收发器的光信号接口、自动升降平台的控制端均与地面控制站通讯连接，光电收发器的光信号接口、地面电源设备的输出端均与光电复合缆的固定端连接，光电复合缆的移动端与多旋翼飞行器连接。
所述的多旋翼飞行器包括有机载电源设备、机载配电设备、导航飞控系统、机载通讯设备和动力系统，所述的机载通讯设备连接于导航飞控系统上，所述的机载通讯设备、机载电源设备的输入端均与光电复合缆的移动端连接，所述的机载电源设备的输出端与机载配电设备的输入端连接，所述的导航飞控系统的供电端、机载通讯设备的供电端、动力系统的供电端、任务载荷的供电端均与机载配电设备的输出端连接，所述的动力系统与导航飞控系统通讯连接，所述的任务载荷与机载通讯设备通讯连接。
所述的光伏发电系统包括有太阳能电池组、蓄电池和配电控制器，所述的蓄电池的充电端口和配电控制器的输入端均与太阳能电池组连接，所述的蓄电池的放电端口与配电控制器的输入端连接，所述的地面电源设备的输入端与配电控制器的输出端连接，所述的配电控制器与起降管理平台的光电收发器通讯连接。
所述的任务载荷为通信中继基站、光电吊舱、雷达、探照灯和远程喊话系统。
所述的起降管理平台还包括有收放线设备，所述的光电复合缆缠绕于收放线设备上，收放线设备与地面电源设备连接实现供电。
所述的多旋翼飞行器还包括有与机载配电设备连接的机载备用电源。
本发明的优点：
本发明设置有光伏发电系统，可对起降管理平台进行持续供电，并采用光电复合缆对升空平台进行持续供电和远程监控，实现无人机系统在无人值守条件下的正常运行及远程作业，减轻了后勤保障需求，增加了部署灵活性，同时有效利用绿色清洁能源，避免系统运行对环境的污染。该系留无人机系统应用场景非常广泛，配合相关协议连接地面控制站软件，即可实现无人机在多种环境下的远程工作。
附图说明
图1是本发明的原理框图，其中，“—”表示供电线路，“- -”表示光电复合缆传输线路，“……”表示数据传输线路。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
见图1，一种智能系留无人机系统，包括有升空平台1、起降管理平台2、光伏发电系统3和光电复合缆4，升空平台1通过光电复合缆4与起降管理平台2连接，光伏发电系统3与起降管理平台2连接进行供电；光电复合缆4的一端为固定端，光电复合缆4的另一端为移动端；
升空平台1包括有多旋翼飞行器和设置于多旋翼飞行器上的任务载荷17，多旋翼飞行器包括有机载电源设备11、机载配电设备12、机载备用电源13、导航飞控系统14、机载通讯设备15和动力系统16，机载通讯设备15连接于导航飞控系统14上，机载通讯设备15、机载电源设备11的输入端均与光电复合缆4的移动端连接，机载电源设备11的输出端、机载备用电源13的输出端均与机载配电设备12的输入端连接，导航飞控系统14的供电端、机载通讯设备15的供电端、动力系统16的供电端、任务载荷17的供电端均与机载配电设备13的输出端连接，动力系统16与导航飞控系统14通讯连接，任务载荷17与机载通讯设备15通讯连接；其中，任务载荷17可选为通信中继基站、光电吊舱、雷达、探照灯和远程喊话系统；
光伏发电系统3包括有太阳能电池组31、蓄电池32和配电控制器33，蓄电池32的充电端口和配电控制器33的输入端均与太阳能电池组31连接，蓄电池32的放电端口与配电控制器33的输入端连接；
起降管理平台2包括有地面控制站21、地面电源设备22、光电收发器23、自动升降平台24和用于自动收放光电复合缆4的收放线设备25，地面控制站21的供电端、光电收发器23的电信号接口、自动升降平台24的供电端、收放线设备25的供电端均与均与地面电源设备22的输出端连接，地面电源设备22的输入端与配电控制器33的输出端连接，光电收发器23的光信号接口、自动升降平台24的控制端均与地面控制站21通讯连接，光电收发器23的光信号接口、地面电源设备22的输出端均与光电复合缆4的固定端连接，光电复合缆4的移动端与升空平台1连接，且光电收发器22与配电控制器33通讯连接，便于地面控制站21掌握配电控制器33的运行状态。
本发明的工作原理：
（1）、供电：首先太阳能电池组31为蓄电池32充电，同时将电能传输给配电控制器33，配电控制器33再向地面电源设备22供电，地面电源设备22同时给地面控制站21、自动升降平台24和收放线设备25供电，同时地面电源设备22通过光电复合缆4将电能传输给机载电源设备11，机载电源设备11再传输给机载配电设备12，机载配电设备12同时给导航飞控系统14、机载通讯设备15、动力系统16和任务载荷17供电；
（2）、数据传输：光电收发器23将地面控制站21的控制信号转换成光信号，然后通过光电复合缆4传输给机载通讯设备15，机载通讯设备15再传输给导航飞控系统14，导航飞控系统14对动力系统16进行控制，同时机载通讯设备15将对应的控制信号传给任务载荷17，任务载荷17进行相应操控；然后任务载荷17的状态信息、导航飞控系统14采集的动力系统16的状态信息会回传给机载通讯设备15，机载通讯设备15再次通过光电复合缆4回传给光电收发器23，光电收发器23将光信号进行转换后发送给地面控制站21；同时配电控制器33会将其状态信息通过光电收发器23发送给地面控制站21，便于地面控制站21掌握配电控制器33的运行状态。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种智能系留无人机系统，其特征在于：包括有升空平台、起降管理平台和光伏发电系统，所述的升空平台通过光电复合缆与起降管理平台连接，所述的光伏发电系统与起降管理平台连接进行供电，所述的光电复合缆的一端为固定端，光电复合缆的另一端为移动端；
所述的升空平台包括有多旋翼飞行器和设置于多旋翼飞行器上的任务载荷，多旋翼飞行器包括有机载电源设备、机载配电设备、导航飞控系统、机载通讯设备和动力系统，所述的机载通讯设备连接于导航飞控系统上，所述的机载通讯设备、机载电源设备的输入端均与光电复合缆的移动端连接，所述的机载电源设备的输出端与机载配电设备的输入端连接，所述的导航飞控系统的供电端、机载通讯设备的供电端、动力系统的供电端、任务载荷的供电端均与机载配电设备的输出端连接，所述的动力系统与导航飞控系统通讯连接，所述的任务载荷与机载通讯设备通讯连接；
所述的光伏发电系统包括有太阳能电池组、蓄电池和配电控制器，所述的蓄电池的充电端口和配电控制器的输入端均与太阳能电池组连接，所述的蓄电池的放电端口与配电控制器的输入端连接，所述的地面电源设备的输入端与配电控制器的输出端连接，所述的配电控制器与起降管理平台的光电收发器通讯连接；
所述的起降管理平台包括有地面控制站、地面电源设备、光电收发器和自动升降平台和有收放线设备，所述的光电复合缆缠绕于收放线设备上，所述的地面电源设备的输入端与光伏发电系统连接供电，所述的地面控制站的供电端、光电收发器的电信号接口、自动升降平台的供电端、收放线设备的供电端均与地面电源设备的输出端连接，所述的光电收发器的光信号接口、自动升降平台的控制端均与地面控制站通讯连接，光电收发器的光信号接口、地面电源设备的输出端均与光电复合缆的固定端连接，光电复合缆的移动端与多旋翼飞行器连接。
2.根据权利要求1所述的一种智能系留无人机系统，其特征在于：所述的任务载荷为通信中继基站、光电吊舱、雷达、探照灯和远程喊话系统。
3.根据权利要求1所述的一种智能系留无人机系统，其特征在于：所述的多旋翼飞行器还包括有与机载配电设备连接的机载备用电源。
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