CN109625268A - 一种新型农业遥感用电动固定翼无人机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型农业遥感用电动固定翼无人机，包括机体、动力系统、航电系统、地面控制系统和任务载荷系统；所述机体为固定翼结构，比多旋翼无人机飞的快，飞的久，单次覆盖面积大，作业效率高，同时，比多旋翼无人机受天气、环境的影响较小，可以进行长时间、多频次的监控，再者，固定翼无人机的技术相对成熟，可靠性和安全性比较高，维护、运营费用更低；所述动力系统使用高能电池作为动力能源，不会在使用过程中对环境产生污染，同时，受海拔高度的影响比较小，同时操作简单，维护方便，进一步提高了作业效率；所述任务载荷系统包括多种任务设备，可同时采集目标区域的多种数据，更加有利于提高作业效率。

Description

一种新型农业遥感用电动固定翼无人机

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种新型农业遥感用电动固定翼无人机。

背景技术

无人机具有机动快速、使用成本低、维护使用简单等特点，因此在国内外已经广泛被运用。但到目前为止，因为技术的局限性，无人机在实际使用中并没有得到全方位应用。

目前市场上的无人机绝大多为多旋翼无人机，通常都是采用多个旋翼呈对称设计，此种设计虽然具有较高的灵活性，但整体结构并不符合传统的空气动力学，不能借助风力产生的升力及推力。同时，多旋翼无人机还存在着动力浪费大、载重小、飞行速度慢及续航距离短等不足，在农业遥感中作业效率较低。

在多旋翼无人机之外，在市场上还有着不少的传统的固定翼无人机，但这些固定翼无人机绝大部分是采用汽油作为动力能源。这种无人机虽然能解决多旋翼无人机的很多缺陷，但也存在着发动机震动大、受海拔影响严重、操作维护复杂、废油污染等问题，并不适合农业遥感使用。

所以，如何设计一种新型的适合农业遥感使用的无人机，成为我们当前要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种新型农业遥感用电动固定翼无人机，以便提高农业遥感作业的效率。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：一种新型农业遥感用电动固定翼无人机，包括机体、动力系统、航电系统、地面控制系统和任务载荷系统；所述机体包括机身、机翼、尾管、尾翼和降落伞，所述机翼通过固定孔插入机身上部后再通过螺栓进行锁定，所述尾管插入机身后部后再通过螺栓进行锁定，所述尾翼通过自锁机构锁定在尾管后部；所述动力系统包括高能电池、电机、电调和螺旋桨，所述高能电池与电机电连接，所述电机、电调和螺旋桨之间传动连接；所述航电系统与地面控制系统信号连接。

进一步，所述机翼包括左段翼体、中段翼体和右段翼体，所述左段翼体和右段翼体分别通过自锁机构锁接在中段翼体的左右两端。

进一步，所述航电系统包括飞行控制模块、GPS模块、电源管理模块和机体通信模块。

进一步，所述地面控制系统包括地面控制站和地面通信模块，所述地面通信模块与机体通信模块信号连接。

进一步，所述任务载荷系统包括电控连接的任务载荷电源、任务载荷控制和任务设备。

进一步，所述任务设备包括可见光相机、多光谱相机和红外热像仪。

进一步，所述机身上设置有容纳任务载荷系统的任务载荷仓。

进一步，所述机身上设置有多个数据采集窗口。

进一步，所述机身前部设置有容纳高能电池的电池仓，所述电机、电调和螺旋桨均安装在中段翼体上，电机外部安装有导流罩。

进一步，所述机身上设置有降落伞仓。

本发明的有益效果：

1、同时搭载了多种任务设备，可同时采集目标区域的多种数据。

2、使用高能电池作为动力能源，不会在使用过程中对环境产生污染。

3、使用电动机作为推进系统，受海拔高度的影响比较小，同时操作简单，维护方便。

4、固定翼无人机比多旋翼无人机飞的快，飞的久，单次覆盖面积大，作业效率高。

5、固定翼无人机比多旋翼无人机受天气、环境的影响较小，可以进行长时间、多频次的监控。

6、固定翼无人机的技术相对成熟，可靠性和安全性比较高，维护、运营费用更低。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明的立体图；

图2为本发明的左视图；

图3为本发明的仰视图；

图4为本发明的俯视图；

图5为本发明的系统结构示意图；

图6为本发明的工作示意图。

图中：1-1--左段翼体；1-2--中段翼体；1-3--右段翼体；2--机身；2-1--电池仓；2-2--任务载荷仓；2-3--降落伞仓；3--尾管；4--尾翼；5--降落伞；6--数据采集窗口；7--高能电池；8--电机；9--电调；10--螺旋桨；11--地面控制站；12--地面通信模块。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

实施例1

如图1-6，所述的新型农业遥感用电动固定翼无人机，包括机体、动力系统、航电系统、地面控制系统和任务载荷系统。所述机体包括机身2、机翼、尾管3、尾翼4和降落伞5；所述机身2的前部设置有电池仓2-1，机身2的后部设置有容纳降落伞的降落伞仓2-3；所述机翼包括左段翼体1-1、中段翼体1-2和右段翼体1-3，所述左段翼体1-1和右段翼体1-3分别通过自锁机构锁接在中段翼体1-2的左右两端，机翼整体通过固定孔插入机身上部后再通过螺栓进行锁定；所述尾管插入机身后部后再通过螺栓进行锁定，所述尾翼通过自锁机构锁定在尾管后部；所述降落伞设置在降落伞仓内。所述动力系统包括高能电池7、电机8、电调9和螺旋桨10，所述高能电池与电机电连接，高能电池容纳在电池仓内，所述电机、电调和螺旋桨之间传动连接，通过电机带动螺旋桨转动，电机、电调和螺旋桨均安装在中段翼体上，电机外部安装有导流罩，以便快速散热。所述航电系统包括飞行控制模块、GPS模块、电源管理模块和机体通信模块，所述地面控制系统包括地面控制站11和地面通信模块12，所述地面通信模块与机体通信模块信号连接。GPS模块可以实时采集GPS卫星所提供的该无人机所处的三维位置信息(经度、维度、高度)；飞行控制模块根据事先或实时导入的任务路线，控制无人机在GPS模块的精确定位下按照任务航线设置飞行；机体通信模块则将空中的无人机与地面控制站相连通，将无人机的速度、高度、坐标、三轴角度等参数实时回传到地面控制站，也可将接收到的地面操作人员的操作实时传递给飞行控制模块。在地面控制系统中，地面控制站与地面通信模块相连接；地面人员通过地面控制站可以实时监控无人机的飞行状态，有必要时可对飞行状态或路线进行即时修正。所述任务载荷系统包括电控连接的任务载荷电源、任务载荷控制和任务设备，机身上设置有容纳任务载荷系统的任务载荷仓2-2，所述任务设备包括可见光相机、多光谱相机和红外热像仪。

本发明的具体实施包括以下步骤：

1)在无人机进行作业前，应对无人机各部分进行全面的检查；

2)检查无误后，给无人机进行上电操作，GPS模块自动开始进行卫星定位；

3)定位完成后，地面操作人员通过地面控制站编辑任务路线，编辑完成后通过通信模块上传给无人机的飞行控制模块；

4)航线上传完成后，即可进行起飞操作：固定在机翼上的电机开始启动，电机上的螺旋桨发生旋转，并产生向后的推力；无人机主体在机翼升力和电机推力的作用下采用弹射或者滑跑的方式升空飞行；

5)无人机起飞后，飞行控制模块根据起飞航线的设置，控制无人机在起飞点盘旋并提升高度，直至达到任务飞行高度；

6)到达任务飞行高度后，飞行控制模块切换到任务航线，控制无人机按照设定的任务航线和指定的空速进行任务作业飞行；

7)在到达指定区域后，飞行控制模块控制搭载的任务设备进行数据采集；

8)完成作业后，飞行控制模块切换到返航航线，控制无人机返回到起飞点的上空盘旋并降低高度；

9)当确认任务完成后，地面操作人员控制无人机以滑跑或者伞降的方式进行降落。

综上所述，本申请的新型农业遥感用电动固定翼无人机，包括机体、动力系统、航电系统、地面控制系统和任务载荷系统；所述机体为固定翼结构，比多旋翼无人机飞的快，飞的久，单次覆盖面积大，作业效率高，同时，比多旋翼无人机受天气、环境的影响较小，可以进行长时间、多频次的监控，再者，固定翼无人机的技术相对成熟，可靠性和安全性比较高，维护、运营费用更低；所述动力系统使用高能电池作为动力能源，不会在使用过程中对环境产生污染，同时，受海拔高度的影响比较小，同时操作简单，维护方便，进一步提高了作业效率；所述任务载荷系统包括多种任务设备，可同时采集目标区域的多种数据，更加有利于提高作业效率。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于：在机身上设置有多个数据采集窗口6，每个数据采集窗口对应不同的任务设备，则可以同时对多种数据进出采集，大大提高了数据采集效率和作业效率。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种新型农业遥感用电动固定翼无人机，其特征在于：包括机体、动力系统、航电系统、地面控制系统和任务载荷系统；所述机体包括机身、机翼、尾管、尾翼和降落伞，所述机翼通过固定孔插入机身上部后再通过螺栓进行锁定，所述尾管插入机身后部后再通过螺栓进行锁定，所述尾翼通过自锁机构锁定在尾管后部；所述动力系统包括高能电池、电机、电调和螺旋桨，所述高能电池与电机电连接，所述电机、电调和螺旋桨之间传动连接；所述航电系统与地面控制系统信号连接。

2.根据权利要求1所述的新型农业遥感用电动固定翼无人机，其特征在于：所述机翼包括左段翼体、中段翼体和右段翼体，所述左段翼体和右段翼体分别通过自锁机构锁接在中段翼体的左右两端。

3.根据权利要求2所述的新型农业遥感用电动固定翼无人机，其特征在于：所述航电系统包括飞行控制模块、GPS模块、电源管理模块和机体通信模块。

4.根据权利要求3所述的新型农业遥感用电动固定翼无人机，其特征在于：所述地面控制系统包括地面控制站和地面通信模块，所述地面通信模块与机体通信模块信号连接。

5.根据权利要求4所述的新型农业遥感用电动固定翼无人机，其特征在于：所述任务载荷系统包括电控连接的任务载荷电源、任务载荷控制和任务设备。

6.根据权利要求5所述的新型农业遥感用电动固定翼无人机，其特征在于：所述任务设备包括可见光相机、多光谱相机和红外热像仪。

7.根据权利要求6所述的新型农业遥感用电动固定翼无人机，其特征在于：所述机身上设置有容纳任务载荷系统的任务载荷仓。

8.根据权利要求7所述的新型农业遥感用电动固定翼无人机，其特征在于：所述机身上设置有多个数据采集窗口。

9.根据权利要求2所述的新型农业遥感用电动固定翼无人机，其特征在于：所述机身前部设置有容纳高能电池的电池仓，所述电机、电调和螺旋桨均安装在中段翼体上，电机外部安装有导流罩。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的新型农业遥感用电动固定翼无人机，其特征在于：所述机身上设置有降落伞仓。