CN110217381A - 一种无人机增稳的动态配重平衡系统及其平衡方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机增稳的动态配重平衡系统及其平衡方法。本发明采用第一和第二金属齿轮环、微型直流电机、配重电机套筒、滚动套筒和连接杆共同构成可动配重；在正常使用时，实现无人机的重心自动平衡，从而降低飞控系统平衡机身的负担，增强无人机的飞控性能；同时它不需要依赖于外部传感器，通过高可靠性的机械装置实现自适应平衡，当无人机的飞控传感器系统失效后，仍然能够通过此平衡系统保持无人机姿态角平稳，使得无人机保持悬停状态，从而得以被安全回收。

Description

一种无人机增稳的动态配重平衡系统及其平衡方法

技术领域

本发明涉及无人机飞行控制技术，具体涉及一种无人机增稳的动态控制配重平衡系统及其平衡方法。

背景技术

伴随着无人机技术的快速发展普及，应用场景不断拓宽，广泛用于航拍摄影，农业植保，国防安保等方向。同时，无人机当前所能承受的载荷上限不断提高，其作为具体工具的平台，经常会面临载荷大小，重量，形状变化的情况，无人机搭载云台相机时候，相机转动使得重心位置偏移；无人机运送快递时，运送货物载重情况各异，造成重量分布不均衡。无人机的重量分布常常是对称的，但是载荷的重量分布却总不对称，使得无人机的重心位置脱离旋翼升力的位置，进而使得无人机角度偏斜，使无人机无法悬停，产生颠簸。同时过重而不对称的载荷容易是造成无人机飞行失去稳定的诱因，不对称载荷使得无人机在应对大风，上升下降气流和其他恶劣天气时被载荷牵引晃动，甚至在面对一些扰动时，由于载荷的重量分布不规则，无人机更加难以控制自身稳定，极易倾覆坠毁。而现有的无人机常常通过起飞前临时调整好配重载荷安装位置，这种方法耗时较长，不够精确；或者依靠飞控系统调节螺旋桨转动进行平衡，从而避免无人机发生失稳，旋转情况，这增大了现有飞控系统的负担。且无人机的飞行控制借助于机上传感器反馈信息，而面临一些突发意外情况如碰撞等，会使得传感器失效，严重可导致无人机坠毁。因此，仍有两个问题有待解决：一是无人机的安全性问题，如何将无人机的事故风险概率控制在合理范围，目前的技术无法完全保证飞行和故障回收可靠性；二是稳定性问题，与民航客机或者货机相同，无人机尤其小型无人机对天气影响更敏感，无论是可见的风、雨、雪、雾等大范围天气因素，还是晴空风切变、突发气流等难以预见的情况，都会对无人机产生较大影响。

发明内容

为了增强无人机的载重平衡能力，增强无人机悬停飞行可靠性，本发明提出了一种无人机增稳的动态控制配重平衡系统及其平衡方法，在正常使用时，它实现无人机的重心自动平衡，从而降低飞控系统平衡机身的负担，增强无人机的飞控性能；同时它不需要依赖于外部传感器，通过高可靠性的机械装置实现自适应平衡，当无人机的飞控传感器系统失效后，仍然能够通过此平衡系统保持无人机姿态角平稳，使得无人机保持悬停状态，从而得以被安全回收。

本发明的一个目的在于提出一种无人机增稳的动态控制配重平衡系统。

本发明的无人机增稳的动态控制配重平衡系统包括：固定架、正极导电齿条、负极导电齿条、第一和第二金属齿轮环、微型直流电机、配重电机套筒、滑动电阻片、滑动电阻触点、连接杆和控制电路；其中，微型直流电机设置在配重电机套筒内，微型直流电机的转轴与配重电机套筒的中心轴重合，并且微型直流电机的外壁与配重电机套筒的内壁互相不接触，配重电机套筒采用绝缘材料，微型直流电机的转轴固定在配重电机套筒的底壁圆心上；第一和第二金属齿轮环分别嵌套在配重电机套筒外，第一和第二金属齿轮环同轴且与配重电机套筒共轴；固定架安装在无人机的底部；在固定架上，设置有互相平行的正极导电齿条、负极导电齿条和滑动电阻片；第一和第二金属齿轮环分别设置在正极导电齿条和负极导电齿条内，能够沿正极导电齿条和负极导电齿条滚动；连接杆的一端设置有滑动电阻触点，滑动电阻触点与滑动电阻片相接触，连接杆的另一端穿过配重电机套筒固定连接至微型直流电机的底座上；第一和第二金属齿轮环、微型直流电机、配重电机套筒和连接杆共同称为可动配重，第一和第二金属齿轮环、配重电机套筒以及微型直流电机整体沿正极导电齿条和负极导电齿条运动，并通过固定在微型直流电机上连接杆带动滑动电阻触点沿滑动电阻片同步运动；正极导电齿条和负极导电齿条分别连接至控制电路，并分别通过正极导线和负极导线连接至微型直流电机，为微型直流电机供电，正极导线和负极导线分别盘绕于配重电机套筒内；滑动电阻片的两个固定端和滑动电阻触点分别连接至控制电路；控制电路连接至无人机的主机；当无人机处于垂直起飞状态或者处于颠簸状态时，无人机的主机向控制电路发出开启控制信号，控制电路向微型直流电机输出解锁电压，微型直流电机解锁，控制电路实时检测可动配重的位置；如果无人机的基准平面水平，可动配重位置不变，控制电路检测到电压不变，则不对微型直流电机输出驱动电压，在锁定时间内微型直流电机没有接收到驱动电压则进行自锁；如果无人机的基准平面不水平，可动配重向下滑动；滑动电阻触点在滑动电阻片上的位置发生改变，控制电路检测到电压的变化，得到可动配重的位置，并结合前一时刻的位置和时间间隔得到可动配重的速度，进一步得到加速度，通过加速度得到倾角，根据倾角和无人机的重量，再结合可动配重的速度和位置以及前一时刻的微型直流电机的驱动电压值，解算出微型直流电机的驱动电压，动态调整可动配重至新的位置，直至可动配重的速度趋于零，达到基准平面回归水平，同时向微型直流电机施加的驱动电压处于自锁阈值范围之内，微型直流电机进行自锁，可动配重的位置固定，无人机重新实现静态配重平衡。

无人机的基准平面是指无人机的正前与正后的连线以及正左与正右的连线所在的平面。

本发明的微型直流电机自带断电刹车器，具有通过自带的断电刹车器进行电机转轴断电自锁以及通电解锁的能力。在电机壳体内，微型直流电机的断电刹车器和电机转子共用一个电源，形成并联，当电压小于自锁阈值时，微型直流电机的转轴会被其自身的断电刹车器锁死，当接收到解锁电压时，解锁电压大于自锁阈值，断电刹车器即松开，使得电机转轴能够自由地正常转动。如果超过锁定时间，微型直流电机没有接收到驱动电压，则断电刹车器对微型直流电机自锁，因此，在不施加驱动电压时，微型直流电机由于自身断电刹车器断电而自主锁死。解锁电压为大于自锁阈值的最小值，解锁电压的持续时间为大于解锁延迟时间的最小时间；自锁阈值和锁定时间均是微型直流电机的自带属性，从微型直流电机中测量读取。微型直流电机的解锁是指电机壳体与电机转轴相互独立，电机转轴的转动不带动电机壳体运动；电机转轴锁定后，电机壳体带动连接杆与配重电机套筒和齿轮环形成一个整体，而电机壳体和其固连连接杆由于导轨槽上下卡位，不能随着配重电机套筒和齿轮环转动，因此配重电机套筒和齿轮环不能转动来移动位置，因此可动配重的位置被锁定。

控制电路包括：直流电机控制芯片、电源管理单元、稳压电路、解算控制芯片、定值电阻和模数转换电路；其中，来自无人机的外部电源连接至电源管理单元；电源管理单元分别连接至电机控制芯片、稳压电路和解算控制芯片，为其提供工作电压；解算控制芯片包括处理单元和存储单元；解算控制芯片连接至无人机的主机；直流电机控制芯片和模数转换电路分别连接至解算控制芯片；稳压电路的两端通过定值电阻分别连接在滑动电阻片的两个固定端；滑动电阻片的一个固定端和滑动电阻触点分别连接至模数转换电路的两端；直流电机控制芯片的正极和负极分别连接至正极导电齿条和负极导电齿条。当无人机处于垂直起飞状态或者处于颠簸状态时，无人机的主机向解算控制芯片发出开启控制信号，解算控制芯片控制直流电机控制芯片向无人机输出解锁电压；当无人机处于失稳状态时，无人机基准平面不水平，可动配重向下滑动；滑动电阻触点在滑动电阻片上的位置发生改变，导致模数转换电路两端的电压变化，模数转换电路将电压的模拟信号转换为数字信号传输至解算控制芯片，解算控制芯片根据电压的数字信号计算的电压，从而计算得到滑动电阻触点的位置，得到当前可动配重的位置；解算控制芯片存储当前位置，并结合前一时刻可动配重的位置，计算得到可动配重的速度，进一步得到加速度，通过加速度得到倾角；解算控制芯片根据倾角和无人机的重量，再结合可动配重的速度和位置以及前一时刻的微型直流电机的驱动电压值，解算出微型直流电机的驱动电压，动态调整可动配重至新的位置，直至可动配重的速度趋于零，达到基准平面回归水平，同时向微型直流电机施加的驱动电压处于自锁阈值范围之内，微型直流电机进行自锁，可动配重的位置固定，无人机重新实现静态配重平衡。

微型直流电机为圆柱体；配重电机套筒为圆筒状，材料为绝缘体。配重电机套筒的内径大于微型直流电机的外径。

滑动电阻触点为弹性金属片，焊接在连接杆的顶端。

进一步，本发明还包括限位装置，安装在导轨槽的两端；在导轨槽两端的侧壁上，分别设置有一对定位销孔，一对定位销孔内插入定位销，防止滚动套筒向导轨槽外运动，从而限制了可动配重的运动区间。

正极导线和负极导线的长度长于导轨槽的长度，采用细镀漆铜线。

固定架的顶部通过螺钉固定安装在无人机的底部。正极导电齿条、负极导电齿条和导轨槽安装在固定架的底部。

进一步，本发明还包括导轨槽和滚动套筒；其中，导轨槽设置在固定架上，导轨槽的方向平行于正极导电齿条和负极导电齿条；在连接杆上固定有分支杆，滚动套筒套在分支杆上，分支杆位于滚动套筒的中心轴上，滚动套筒位于导轨槽内，滚动套筒能够绕着分支杆转动从而沿着导轨槽滚动。滚动套筒在导轨槽中的滚动，承载了可动配重整体的重力，通过滚动形式减少整个可动配重移动的摩擦。如果安装了滚动套筒，则第一和第二金属齿轮环、微型直流电机、配重电机套筒、连接杆和滚动套筒共同构成可动配重。

固定架、正极导电齿条、负极导电齿条、第一和第二金属齿轮环、微型直流电机、配重电机套筒、滑动电阻片、滑动电阻触点和连接杆构成机械部分；或者，固定架、正极导电齿条、负极导电齿条、第一和第二金属齿轮环、微型直流电机、配重电机套筒、滑动电阻片、滑动电阻触点、连接杆、导轨槽和滚动套筒构成机械部分。

动态控制配重平衡系统配准一个方向，则沿无人机的正前与正后的连线或者正左与正右的连线安装在无人机的底部；或者配准两个方向，则沿无人机的前后方向平行安装两套前后方向的机械部分，两套前后方向的机械部分的正极和负极导电齿条互相平行，安装时关于正前与正后的连线对称；在两套前后方向的机械部分之间位于正左与正右的连线上安装一套左右方向的机械部分。两套前后方向的机械部分和一套左右方向的机械部分共用一个控制电路，模数转换电路采用三通道采样，输出的三组信号通过三组独立通道传输给同一解算控制芯片，解算控制芯片输出三组独立控制信号给同一直流电机控制芯片，直流电机控制芯片输出对应的三组驱动电压分别驱动三个微型直流电机。

本发明的另一个目的在于提供一种无人机增稳的动态控制配重平衡系统的平衡方法。

本发明的无人机增稳的动态控制配重平衡系统的平衡方法，包括以下步骤：

1)在无人机使用之前，将动态控制配重平衡系统安装在无人机上；

2)当安装完成之后，无人机启动，系统开始供电；

3)无人机启动后，初始处于垂直起飞状态，通过无人机的主机向动态控制配重平衡系统发送开启控制信号；

4)收到来自无人机的控制开启信号后，动态控制配重平衡系统开启，控制电路向微型直流电机输出解锁电压，微型直流电机解锁；

5)控制电路实时检测可动配重的位置；

a)如果无人机的基准平面水平，可动配重位置不变，控制电路检测到电压不变，则不对微型直流电机输出驱动电压，在锁定时间内微型直流电机没有接收到驱动电压则进行自锁；控制电路向无人机的主机发送配重调整就绪信号，无人机继续飞行程序；

b)当无人机处于失稳状态时，无人机的基准平面不水平，可动配重向下滑动；控制电路向无人机的主机发送配重调整信号，进入悬停状态；滑动电阻触点在滑动电阻片上的位置发生改变，控制电路检测到电压的变化，得到可动配重的位置，并结合前一时刻的位置和时间间隔得到可动配重的速度，进一步得到加速度，通过加速度得到倾角，根据倾角和无人机的重量，再结合可动配重的速度和位置以及前一刻微型直流电机的驱动电压，解算出当前时刻微型直流电机的驱动电压，动态调整可动配重至新的位置，直至可动配重的速度趋于零，达到基准平面回归水平，同时向微型直流电机施加的驱动电压处于自锁阈值范围之内，微型直流电机进行自锁，可动配重的位置固定，无人机重新实现静态配重平衡；控制电路向无人机的主机发送配重调整就绪信号，无人机继续飞行程序；

6)当无人机的传感器感受到无人机颠簸过大，超过阈值范围，这时无人机自身控制已经失效，无人机的主机向动态控制配重平衡系统发送开启控制信号，动态控制配重平衡系统开启，控制电路向微型直流电机发送解锁电压，微型直流电机解锁，控制电路实时检测可动配重的位置，滑动电阻触点在滑动电阻片上的位置发生改变，控制电路检测到电压的变化，得到可动配重的位置，并结合前一时刻的位置和时间间隔得到可动配重的速度，进一步得到加速度，通过加速度得到倾角，根据倾角和无人机的重量，再结合可动配重的速度和位置以及前一时刻的微型直流电机的驱动电压值，解算出微型直流电机的驱动电压，动态调整可动配重至新的位置，直至可动配重的速度趋于零，达到基准平面回归水平，同时向微型直流电机施加的驱动电压处于自锁阈值范围之内，微型直流电机进行自锁，可动配重的位置固定，无人机重新实现静态配重平衡；控制电路向无人机的主机发送配重调整就绪信号，无人机继续稳定飞行。

其中，在步骤1)中，动态控制配重平衡系统配准一个方向，则沿无人机的正前与正后的连线或者正左与正右的连线安装在无人机的底部；或者配准两个方向，则沿无人机的前后方向平行安装两套前后方向的机械部分，两套前后方向的机械部分的正极和负极导电齿条互相平行，安装时关于正前与正后的连线对称；在两套前后方向的机械部分之间位于正左与正右的连线上安装一套左右方向的机械部分。

本发明的优点：

本发明采用第一和第二金属齿轮环、微型直流电机、配重电机套筒、滚动套筒和连接杆共同构成可动配重；在正常使用时，实现无人机的重心自动平衡，从而降低飞控系统平衡机身的负担，增强无人机的飞控性能；同时它不需要依赖于外部传感器，通过高可靠性的机械装置实现自适应平衡，当无人机的飞控传感器系统失效后，仍然能够通过此平衡系统保持无人机姿态角平稳，使得无人机保持悬停状态，从而得以被安全回收。

附图说明

图1为本发明的无人机增稳的动态控制配重平衡系统的实施例一的结构示意图；

图2为本发明的无人机增稳的动态控制配重平衡系统的实施例一的导轨槽的结构示意图；

图3为本发明的无人机增稳的动态控制配重平衡系统的控制电路的结构框图；

图4为本发明的无人机增稳的动态控制配重平衡系统的控制电路检测位置的电路原理图；

图5为本发明的无人机增稳的动态控制配重平衡系统的实施例二的安装示意图，其中，图(a)为主视图，(b)为俯视图。

具体实施方式

下面结合附图，通过具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例一

如图1所示，本实施例的无人机增稳的动态控制配重平衡系统包括：固定架2、正极导电齿条1、负极导电齿条3、第一和第二金属齿轮环8和9、微型直流电机、配重电机套筒10、滑动电阻片4、滑动电阻触点、连接杆7、导轨槽5、滚动套筒6、限位装置11和控制电路；其中，微型直流电机设置在配重电机套筒10内，微型直流电机的转轴与配重电机套筒10的中心轴重合，并且微型直流电机的外壁与配重电机套筒10的内壁互相不接触，配重电机套筒10采用绝缘材料，微型直流电机的转轴固定在配重电机套筒10的底壁圆心上；第一和第二金属齿轮环分别嵌套在配重电机套筒10外，第一和第二金属齿轮环同轴且与配重电机套筒10共轴；固定架2安装在无人机的底部；在固定架2上，设置有互相平行的正极导电齿条1、负极导电齿条3和滑动电阻片4；第一和第二金属齿轮环8和9分别设置在正极导电齿条1和负极导电齿条3内，能够沿正极导电齿条1和负极导电齿条3滚动；连接杆7的一端设置有滑动电阻触点，滑动电阻触点与滑动电阻片4相接触，连接杆7的另一端穿过配重电机套筒10固定连接至微型直流电机的底座上；在连接杆7上固定有分支杆，滚动套筒6套在分支杆上，分支杆位于滚动套筒6的中心轴上，滚动套筒6位于导轨槽5内，滚动套筒6能够绕着分支杆转动从而沿着导轨槽5滚动；第一和第二金属齿轮环8和9、配重电机套筒10、滚动套筒6以及微型直流电机整体沿正极导电齿条1和负极导电齿条3运动，并通过固定在微型直流电机上连接杆7带动滑动电阻触点沿滑动电阻片4同步运动；正极导电齿条1和负极导电齿条3分别连接至控制电路，并分别通过正极导线和负极导线连接至微型直流电机，为微型直流电机供电，正极导线和负极导线分别盘绕于配重电机套筒10内。

如图2所示，限位装置11安装在导轨槽5的两端；在导轨槽5两端的侧壁上，分别设置有一对定位销孔，一对定位销孔内插入定位销。

如图3所示，控制电路包括:直流电机控制芯片、电源管理单元、稳压电路、解算控制芯片、定值电阻和模数转换电路；其中，来自无人机的外部电源连接至电源管理单元；电源管理单元分别连接至电机控制芯片、稳压电路和解算控制芯片，为其提供工作电压；解算控制芯片包括处理单元和存储单元；解算控制芯片连接至无人机的主机；直流电机控制芯片和模数转换电路分别连接至解算控制芯片；稳压电路的两端通过定值电阻分别连接在滑动电阻片的两个固定端；滑动电阻片的一个固定端和滑动电阻触点分别连接至模数转换电路的两端；直流电机控制芯片的正极和负极分别连接至正极导电齿条和负极导电齿条。图3中，实线箭头代表电流传输，虚线箭头代表信号传输。

如图4所示，稳压电路作为电源，两端通过定值电阻R₀分别连接在滑动电阻片R_f的两个固定端；滑动电阻触点在滑动电阻片R_f上的位置发生改变，模数转换电路两端的电压V发生变化，从而根据电压检测位置。

当无人机处于失稳状态时，无人机基准平面不水平，可动配重向下滑动；滑动电阻触点在滑动电阻片R_f上的位置发生改变，模数转换电路两端的电压V检变化，模数转换电路将电压的模拟信号转换为数字信号传输至解算控制芯片，解算控制芯片根据电压的数字信号计算的电压，从而计算得到滑动电阻触点的位置，也就得到当前可动配重的位置；解算控制芯片存储当前位置，并结合前一时刻可动配重的位置，计算得到可动配重的速度；解算控制芯片根据速度与位置通过直流电机控制芯片驱动微型直流电机运转调整可动配重的位置，使得可动配重的速度趋于零，同时不输出驱动电压，无人机重新实现配重平衡。

本实施例的无人机增稳的动态控制配重平衡系统的平衡方法，包括以下步骤：

1)在无人机使用之前，将动态控制配重平衡系统安装在无人机上，导轨槽沿着无人机的前后方向或者左右正方向严格安装；

2)当安装完成之后，无人机启动，系统开始供电；

3)无人机启动后，初始处于垂直起飞状态，通过无人机的主机向动态控制配重平衡系统发送开启控制信号；

4)收到来自无人机的控制开启信号后，动态控制配重平衡系统开启，控制电路向微型直流电机输出解锁电压，微型直流电机解锁；

5)控制电路实时检测可动配重的位置；

a)如果无人机的基准平面水平，可动配重位置不变，控制电路检测到电压不变，则不对微型直流电机输出驱动电压，在锁定时间内微型直流电机没有接收到驱动电压则进行自锁；控制电路向无人机的主机发送配重调整就绪信号，无人机进入平飞状态；

b)当无人机处于失稳状态时，无人机的基准平面不水平，可动配重向下滑动；控制电路向无人机的主机发送配重调整信号，进入悬停状态；滑动电阻触点在滑动电阻片上的位置发生改变，控制电路检测到电压的变化，得到可动配重的位置，并结合前一时刻的位置和时间间隔得到可动配重的速度，进一步得到加速度，通过加速度得到倾角，根据倾角和无人机的重量，再结合可动配重的速度和位置以及前一刻微型直流电机的驱动电压，解算出当前时刻微型直流电机的驱动电压，动态调整可动配重至新的位置，直至可动配重的速度趋于零，达到基准平面回归水平，同时向微型直流电机施加的驱动电压处于自锁阈值范围之内，微型直流电机进行自锁，可动配重的位置固定，无人机重新实现静态配重平衡；控制电路向无人机的主机发送配重调整就绪信号，无人机进入平飞状态；

6)当无人机的传感器感受到无人机颠簸过大，超过阈值范围，这时无人机自身控制已经失效，无人机的主机向动态控制配重平衡系统发送开启控制信号，动态控制配重平衡系统开启，控制电路向微型直流电机发送解锁电压，微型直流电机解锁，控制电路实时检测可动配重的位置，滑动电阻触点在滑动电阻片上的位置发生改变，控制电路检测到电压的变化，得到可动配重的位置，并结合前一时刻的位置和时间间隔得到可动配重的速度，进一步得到加速度，通过加速度得到倾角，根据倾角和无人机的重量，再结合可动配重的速度和位置以及前一时刻的微型直流电机的驱动电压值，解算出微型直流电机的驱动电压，动态调整可动配重至新的位置，直至可动配重的速度趋于零，达到基准平面回归水平，同时向微型直流电机施加的驱动电压处于自锁阈值范围之内，微型直流电机进行自锁，可动配重的位置固定，无人机重新实现静态配重平衡。

实施例二

固定架、正极导电齿条、负极导电齿条、第一和第二金属齿轮环、微型直流电机、配重电机套筒、滑动电阻片、滑动电阻触点、连接杆、导轨槽和滚动套筒构成机械部分。

如图5所示，在本实施例中，配准两个方向，沿无人机的前后方向平行安装两套前后方向的机械部分A，两套前后方向的机械部分的正极和负极导电齿条互相平行，安装时关于正前与正后的连线对称；在两套前后方向的机械部分之间位于正左与正右的连线上安装一套左右方向的机械部分B。左右方向的机械部分与前后方向的机械部分互相垂直。两套前后方向的机械部分和一套左右方向的机械部分共用一个控制电路，模数转换电路采用三通道采样，输出的三组信号通过三组独立通道传输给同一解算控制芯片，解算控制芯片输出三组独立控制信号给同一直流电机控制芯片，直流电机控制芯片输出对应的三组驱动电压分别驱动三个微型直流电机。其他同实施例一。

最后需要注意的是，公布实施例的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种无人机增稳的动态控制配重平衡系统，其特征在于，所述动态控制配重平衡系统包括：固定架、正极导电齿条、负极导电齿条、第一和第二金属齿轮环、微型直流电机、配重电机套筒、滑动电阻片、滑动电阻触点、连接杆和控制电路；其中，微型直流电机设置在配重电机套筒内，微型直流电机的转轴与配重电机套筒的中心轴重合，并且微型直流电机的外壁与配重电机套筒的内壁互相不接触，配重电机套筒采用绝缘材料，微型直流电机的转轴固定在配重电机套筒的底壁圆心上；第一和第二金属齿轮环分别嵌套在配重电机套筒外，第一和第二金属齿轮环同轴且与配重电机套筒共轴；固定架安装在无人机的底部；在固定架上，设置有互相平行的正极导电齿条、负极导电齿条和滑动电阻片；第一和第二金属齿轮环分别设置在正极导电齿条和负极导电齿条内，能够沿正极导电齿条和负极导电齿条滚动；连接杆的一端设置有滑动电阻触点，滑动电阻触点与滑动电阻片相接触，连接杆的另一端穿过配重电机套筒固定连接至微型直流电机的底座上；第一和第二金属齿轮环、微型直流电机、配重电机套筒和连接杆共同称为可动配重，第一和第二金属齿轮环、配重电机套筒以及微型直流电机整体沿正极导电齿条和负极导电齿条运动，并通过固定在微型直流电机上连接杆带动滑动电阻触点沿滑动电阻片同步运动；正极导电齿条和负极导电齿条分别连接至控制电路，并分别通过正极导线和负极导线连接至微型直流电机，为微型直流电机供电，正极导线和负极导线分别盘绕于配重电机套筒内；滑动电阻片的两个固定端和滑动电阻触点分别连接至控制电路；控制电路连接至无人机的主机；当无人机处于垂直起飞状态或者处于颠簸状态时，无人机的主机向控制电路发出开启控制信号，控制电路向微型直流电机输出解锁电压，微型直流电机解锁，控制电路实时检测可动配重的位置；如果无人机的基准平面水平，可动配重位置不变，控制电路检测到电压不变，则不对微型直流电机输出驱动电压，在锁定时间内微型直流电机没有接收到驱动电压则进行自锁；如果无人机的基准平面不水平，可动配重向下滑动；滑动电阻触点在滑动电阻片上的位置发生改变，控制电路检测到电压的变化，得到可动配重的位置，并结合前一时刻的位置和时间间隔得到可动配重的速度，进一步得到加速度，通过加速度得到倾角，根据倾角和无人机的重量，再结合可动配重的速度和位置以及前一时刻的微型直流电机的驱动电压值，解算出微型直流电机的驱动电压，动态调整可动配重至新的位置，直至可动配重的速度趋于零，达到基准平面回归水平，同时向微型直流电机施加的驱动电压处于自锁阈值范围之内，微型直流电机进行自锁，可动配重的位置固定，无人机重新实现静态配重平衡。

2.如权利要求1所述的动态控制配重平衡系统，其特征在于，所述控制电路包括：直流电机控制芯片、电源管理单元、稳压电路、解算控制芯片、定值电阻和模数转换电路；其中，来自无人机的外部电源连接至电源管理单元；电源管理单元分别连接至电机控制芯片、稳压电路和解算控制芯片，为其提供工作电压；解算控制芯片包括处理单元和存储单元；解算控制芯片连接至无人机的主机；直流电机控制芯片和模数转换电路分别连接至解算控制芯片；稳压电路的两端通过定值电阻分别连接在滑动电阻片的两个固定端；滑动电阻片的一个固定端和滑动电阻触点分别连接至模数转换电路的两端；直流电机控制芯片的正极和负极分别连接至正极导电齿条和负极导电齿条。

3.如权利要求1所述的动态控制配重平衡系统，其特征在于，所述微型直流电机为圆柱体；配重电机套筒为圆筒状，材料为绝缘体；配重电机套筒的内径大于微型直流电机的外径。

4.如权利要求1所述的动态控制配重平衡系统，其特征在于，所述滑动电阻触点为弹性金属片，焊接在连接杆的顶端。

5.如权利要求1所述的动态控制配重平衡系统，其特征在于，还包括限位装置，所述限位装置，安装在导轨槽的两端；在导轨槽两端的侧壁上，分别设置有一对定位销孔，一对定位销孔内插入定位销。

6.如权利要求1所述的动态控制配重平衡系统，其特征在于，还包括导轨槽和滚动套筒，所述导轨槽设置在固定架上，导轨槽的方向平行于正极导电齿条和负极导电齿条；在连接杆上固定有分支杆，滚动套筒套在分支杆上，分支杆位于滚动套筒的中心轴上，滚动套筒位于导轨槽内，滚动套筒能够绕着分支杆转动从而沿着导轨槽滚动。

7.如权利要求1所述的动态控制配重平衡系统，其特征在于，固定架、正极导电齿条、负极导电齿条、第一和第二金属齿轮环、微型直流电机、配重电机套筒、滑动电阻片、滑动电阻触点和连接杆构成机械部分；或者，固定架、正极导电齿条、负极导电齿条、第一和第二金属齿轮环、微型直流电机、配重电机套筒、滑动电阻片、滑动电阻触点、连接杆、导轨槽和滚动套筒构成机械部分；所述动态控制配重平衡系统配准一个方向，则沿无人机的正前与正后的连线安装或者正左与正右的连线安装在无人机的底部；或者配准两个方向，则沿无人机的前后方向平行安装两套前后方向的机械部分，两套前后方向的机械部分的正极和负极导电齿条互相平行，安装时关于正前与正后的连线对称；在两套前后方向的机械部分之间位于正左与正右的连线上安装一套左右方向的机械部分；两套前后方向的机械部分和一套左右方向的机械部分共用一个控制电路。

8.一种如权利要求1所述的无人机增稳的动态控制配重平衡系统的平衡方法，其特征在于，所述平衡方法包括以下步骤：

1)在无人机使用之前，将动态控制配重平衡系统安装在无人机上；

2)当安装完成之后，无人机启动，系统开始供电；

3)无人机启动后，初始处于垂直起飞状态，通过无人机的主机向动态控制配重平衡系统发送开启控制信号；

4)收到来自无人机的控制开启信号后，动态控制配重平衡系统开启，控制电路向微型直流电机输出解锁电压，微型直流电机解锁；

5)控制电路实时检测可动配重的位置；

a)如果无人机的基准平面水平，可动配重位置不变，控制电路检测到电压不变，则不对微型直流电机输出驱动电压，在锁定时间内微型直流电机没有接收到驱动电压则进行自锁；控制电路向无人机的主机发送配重调整就绪信号，无人机继续飞行程序；

b)当无人机处于失稳状态时，无人机的基准平面不水平，可动配重向下滑动；控制电路向无人机的主机发送配重调整信号，进入悬停状态；滑动电阻触点在滑动电阻片上的位置发生改变，控制电路检测到电压的变化，得到可动配重的位置，并结合前一时刻的位置和时间间隔得到可动配重的速度，进一步得到加速度，通过加速度得到倾角，根据倾角和无人机的重量，再结合可动配重的速度和位置以及前一刻微型直流电机的驱动电压，解算出当前时刻微型直流电机的驱动电压，动态调整可动配重至新的位置，直至可动配重的速度趋于零，达到基准平面回归水平，同时向微型直流电机施加的驱动电压处于自锁阈值范围之内，微型直流电机进行自锁，可动配重的位置固定，无人机重新实现静态配重平衡；控制电路向无人机的主机发送配重调整就绪信号，无人机继续飞行程序；

6)当无人机的传感器感受到无人机颠簸过大，超过阈值范围，这时无人机自身控制已经失效，无人机的主机向动态控制配重平衡系统发送开启控制信号，动态控制配重平衡系统开启，控制电路向微型直流电机发送解锁电压，微型直流电机解锁，控制电路实时检测可动配重的位置，滑动电阻触点在滑动电阻片上的位置发生改变，控制电路检测到电压的变化，得到可动配重的位置，并结合前一时刻的位置和时间间隔得到可动配重的速度，进一步得到加速度，通过加速度得到倾角，根据倾角和无人机的重量，再结合可动配重的速度和位置以及前一时刻的微型直流电机的驱动电压值，解算出微型直流电机的驱动电压，动态调整可动配重至新的位置，直至可动配重的速度趋于零，达到基准平面回归水平，同时向微型直流电机施加的驱动电压处于自锁阈值范围之内，微型直流电机进行自锁，可动配重的位置固定，无人机重新实现静态配重平衡；控制电路向无人机的主机发送配重调整就绪信号，无人机继续稳定飞行。

9.如权利要求8所述的平衡方法，其特征在于，在步骤1)中，动态控制配重平衡系统配准一个方向，则沿无人机的正前与正后的连线或者正左与正右的连线安装在无人机的底部；或者配准两个方向，则沿无人机的前后方向平行安装两套前后方向的机械部分，两套前后方向的机械部分的正极和负极导电齿条互相平行，安装时关于正前与正后的连线对称；在两套前后方向的机械部分之间位于正左与正右的连线上安装一套左右方向的机械部分。