CN203902841U - 一种可进行太阳能跟踪的无人机 - Google Patents

Abstract

一种可进行太阳能跟踪的无人机，包括无人机机身、主旋转电机、固定座、光敏感应器、翻转式太阳能电池板、电池板固定框、侧旋转电机、固定架、升降气缸和机翼，无人机机身上有主旋转电机，固定座固定在主旋转电机的转轴上，翻转式太阳能电池板成排固定在电池板固定框内，电池板固定框两侧有侧旋转电机，侧旋转电机的转轴固定在电池板固定框侧端中部，电池板固定框两侧的固定架下方有升降气缸，升降气缸固定在固定座上，固定座上有4个光敏感应器。本实用新型无人机顶部太阳能跟踪机构的翻转式太阳能电池板成排设置可同时进行翻转，而水平面旋转则由主旋转电机进行控制，从而能最大限度的对太阳能进行收集，并且成本更为低廉，安装更为方便。

Description

一种可进行太阳能跟踪的无人机

技术领域

本实用新型涉及无人机领域，特别是涉及一种可进行太阳能跟踪的无人机。

背景技术

无人机是利用无线电遥控或自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，随着科技的不断进步，无人机技术的发展越来越成熟，运用越来越广泛，不但可用于完成战场侦察和监视、定位校射、毁伤评估、电子战等军事任务，还可自己作为靶机，也可用于民用，如边境巡逻、核辐射探测、航空摄影、航空探矿、灾情监视、交通巡逻、治安监控等。

无人机由于需要功能扩展，就必需提高整体续航能力，因此续航能力对其性能影响极大，目前较好地提高无人机续航能力的方式是将无人机的机翼做成太阳能电池板或者在机翼上铺设太阳能电池板，将机翼做成太阳能电池板往往需要很大面积，成本很高，而在机翼上铺设太阳能电池板又会影响飞行，因此目前最好的方式是在机身上加装太阳能收集装置，但是由于受到机体限制，所能安装的太阳能板有限，因此为了提高续航效果，就必需使用太阳能跟踪装置。

目前国内专利有专利号为CN201210373741.5名称为太阳能无人机，如图1和2所示采用太阳能跟踪技术，但是其存在如下问题，首先该申请每个电池板分别由跟踪设备组装在飞机上，这样成本极高，安装难度大，如果太阳能电池板安装过密则容易互相干涉，影响太阳能收集效果，并且由于无人机大部分是在天空飞行，而太阳能电池板是在飞机上的，因此遇到大风或者其他恶劣天气这种方式太阳能电池板特别容易发生损坏，而且在起飞和降落时候或者执行特殊任务时候对飞机飞行速度有一定要求，此时这种方式太阳能电池板会影响飞行。

实用新型内容

针对以上问题，本实用新型提供一种可进行太阳能跟踪的无人机及其充能过程，该无人机顶部太阳能跟踪机构的翻转式太阳能电池板成排设置，由侧旋转电机控制进行翻转，而水平面旋转则由主旋转电机进行控制，从而能最大限度的对太阳能进行收集，相对于单个翻转太阳能板设计机构成本更为低廉，安装更为方便，为达此目的，本实用新型提供一种可进行太阳能跟踪的无人机，包括无人机机身、主旋转电机、固定座、光敏感应器、翻转式太阳能电池板、电池板固定框、侧旋转电机、固定架、升降气缸和机翼，所述无人机机身两侧有机翼，所述无人机机身上有主旋转电机，所述固定座固定在主旋转电机的转轴上，所述固定座上有至少2个电池板固定框，所述翻转式太阳能电池板成排固定在电池板固定框内，所述电池板固定框两侧有侧旋转电机，所述侧旋转电机的转轴固定在电池板固定框侧端中部，所述侧旋转电机通过固定件固定在固定架的通孔内，所述电池板固定框两侧的固定架下方有升降气缸，所述固定架固定在升降气缸伸缩杆端部，所述升降气缸固定在固定座上，所述固定座上有4个光敏感应器，所述光敏感应器等角度绕固定座中心一周。

作为本实用新型的进一步改进，所述固定座上有槽，所述升降气缸固定在固定座上的槽内，由于升降气缸本身会占用一定高度，因此最好将升降气缸固定在固定座上的槽内，这样可将翻转式太阳能电池板尽可能的收起，减少飞行影响。

作为本实用新型的进一步改进，所述固定座上有电池板放置槽，所述电池板放置槽在电池板固定框下方，设置电池板放置槽后可将翻转式太阳能电池板收至其内，这样可更进一步防止太阳能电池板被破坏或减少对飞行的影响。

作为本实用新型的进一步改进，所述机翼上铺设有翼式太阳能电池板，并将收集到的太阳能和太阳能跟踪机构收集到的太阳能一起为无人机供电。

作为本实用新型的进一步改进，所述固定座为矩形或者圆形，当固定座为矩形可设置的翻转式太阳能电池板较多，而固定座为圆形对飞行的影响较小，厂家可根据无人机实际情况进行选择。

作为本实用新型的进一步改进，所述无人机机身和固定座均采用通过薄膜冶金成型技术获得的碳化硼Ｂ4Ｃ颗粒增强的超轻高比强镁锂Mg-Li基复合材料制成，该材料质量极轻，因此可大大减轻无人机整体重量，并且其在冷轧后可以获得细小的晶粒组织，屈服强度比铸态组织高50％，比刚度较商业铝合金和钛合金高22％，因此可大大提高无人机的整体强度。

作为本实用新型的进一步改进，所述无人机机身和固定座外部均镀膜有纳米微粒的铁磁性物质Mn-Zn、Ni-Zn铁氧体与铁电性的BaTiO3复合而成的纳米吸波复合材料，由于侦查预警是无人机的一个重要功能，因此使用在这些领域时对隐形能力要求很高，而本实用新型虽然可将太阳能电池板收起，但是依然容易被敌方雷达侦查到，无人机为了隐身，表面镀膜采用自行研制的纳米微粒的铁磁性物质Mn-Zn、Ni-Zn铁氧体与铁电性的BaTiO3复合，形成的涂敷型纳米吸波复合材料，从而能够极大地提高无人机的整体吸波性能。

本实用新型一种可进行太阳能跟踪的无人机的充能过程，具体充能过程如下：

1）当飞机不处于飞行状态处于停机状态，通过光敏感应器判断最佳光照方向和光照角度，由主旋转电机带动固定座旋转至最佳方向，由侧旋转电机带动翻转式太阳能电池板旋转至最佳角度，并不断根据光敏感应器所得的结果对固定座方向及翻转式太阳能电池板进行调整，以达到最佳充能效果；

2）当飞机处于起飞或者降落状态，由于起飞或者降落时气流量较大，为了防止气流对翻转式太阳能电池板造成损坏，起飞或者降落时，侧旋转电机将翻转式太阳能电池板翻转至与固定座端面平行，升降气缸伸缩杆下降，带动翻转式太阳能电池板至电池板放置槽内，以防止上升或者下降气流对翻转式太阳能电池板造成损坏；

3）当飞机处于飞行状态，光敏感应器感应到其光线强度不高，处于阴天或者恶劣天气情况下，翻转式太阳能电池板由升降气缸带动至电池板放置槽内；

4）当飞机处于飞行状态，光敏感应器感应到光线处于晴天状态，翻转式太阳能电池板由升降气缸伸缩杆升起，通过光敏感应器判断最佳光照方向和光照角度，由主旋转电机带动固定座旋转至最佳方向，由侧旋转电机带动翻转式太阳能电池板旋转至最佳角度，并不断根据光敏感应器所得的结果对固定座方向及翻转式太阳能电池板进行调整，以达到最佳充能效果。

作为本实用新型的进一步改进，当飞机处于飞行状态，光敏感应器感应到光线处于晴天状态，飞机超出普通速度飞行或飞机执行特殊任务时候，翻转式太阳能电池板由升降气缸带动至电池板放置槽内，由于翻转式太阳能电池板升起后虽然可以大幅提高太阳能收集，但是会对飞行速度产生影响，因此当飞机出于自身需要进行超速飞行或执行侦察、边境巡逻、灾情监视等特殊任务时候根据需要最好还是将其收起。

本实用新型提供一种可进行太阳能跟踪的无人机及其充能过程，该无人机顶部设置有太阳能跟踪机构，由主旋转电机控制旋转，然后每排翻转式太阳能电池板由侧旋转电机控制翻转，相对于整体翻转收集太阳能效果好，相对于单个翻转成本更为低廉，安装更为方便，此外本实用新型固定座上有电池板放置槽，成排的翻转式太阳能电池板两侧电机固定架底部设置有升降气缸，遇到阴天或者特殊情况可将翻转式太阳能电池板通过升降气缸收至电池板放置槽内，这样遇到恶劣天气，太阳能电池板也不容易发生损坏，此外本实用新型无人机机翼上铺设有翼式太阳能电池板，并且由于其主要有太阳能跟踪电池板进行供电，机翼只是辅助供电，因此对机翼面积设计要求并不高，从而可大大降低机翼的设计难度，此外本实用新型根据太阳高度角和方位角情况以及无人机运行规律设计了相应的充能过程，从而能最大限度地提高无人机太阳能收集效率，以及无人机续航能力。

附图说明

图1是现有技术示意图；

图2是现有技术局部示意图；

图3是本实用新型结构图；

图4是本实用新型侧视图；

图5是本实用新型局部结构图；

图中的构件为：

1、无人机机身；   2、主旋转电机；        3、固定座；

4、光敏感应器；   5、翻转式太阳能电池板；6、电池板固定框； 

7、电池板放置槽； 8、侧旋转电机；        9、固定架； 

10、升降气缸；    11、固定件；           12、机翼；

13、翼式太阳能电池板。

具体实施方式

以下结合附图和实例对本实用新型做详细的说明：

本实用新型提供一种可进行太阳能跟踪的无人机及其充能过程，该无人机顶部太阳能跟踪机构的翻转式太阳能电池板成排设置，由侧旋转电机控制进行翻转，而水平面旋转则由主旋转电机进行控制，从而能最大限度的对太阳能进行收集，相对于单个翻转太阳能板，本机构成本更为低廉，安装更为方便。

作为本实用新型一种实例，本实用新型提供一种可进行太阳能跟踪的无人机，包括无人机机身1、主旋转电机2、固定座3、光敏感应器4、翻转式太阳能电池板5、电池板固定框6、侧旋转电机8、固定架9、升降气缸10和机翼12，所述无人机机身1两侧有机翼12，所述无人机机身1上有主旋转电机2，所述固定座3固定在主旋转电机2的转轴上，所述固定座3上有至少2个电池板固定框6，所述翻转式太阳能电池板5成排固定在电池板固定框6内，所述电池板固定框6两侧有侧旋转电机8，所述侧旋转电机8的转轴固定在电池板固定框6侧端中部，所述侧旋转电机8通过固定件11固定在固定架9的通孔内，所述电池板固定框6两侧的固定架9下方有升降气缸10，所述固定架9固定在升降气缸10伸缩杆端部，所述升降气缸10固定在固定座3上，所述固定座3上有4个光敏感应器4，所述光敏感应器4等角度绕固定座3中心一周。

作为本实用新型一种最佳具体实例，本实用新型提供结构图如图3、图4和图5所示的一种可进行太阳能跟踪的无人机，包括无人机机身1、主旋转电机2、固定座3、光敏感应器4、翻转式太阳能电池板5、电池板固定框6、侧旋转电机8、固定架9、升降气缸10和机翼12，所述无人机机身1两侧有机翼12，所述机翼12上铺设有翼式太阳能电池板13，为了更一步提高续航效果可在机翼上铺设有翼式太阳能电池板收集太阳能，并将收集到的太阳能和太阳能跟踪机构收集到的太阳能一起为无人机供电，所述无人机机身1上有主旋转电机2，所述固定座3固定在主旋转电机2的转轴上，所述固定座3为圆形，当固定座为矩形可设置的翻转式太阳能电池板较多，而固定座为圆形对飞行的影响较小，厂家可根据无人机实际用途进行选择，所述固定座3上如图2所示有至少2个电池板固定框6，所述翻转式太阳能电池板5成排固定在电池板固定框6内，所述电池板固定框6两侧有侧旋转电机8，所述侧旋转电机8的转轴固定在电池板固定框6侧端中部，所述侧旋转电机8通过固定件11固定在固定架9的通孔内，所述电池板固定框6两侧的固定架9下方有升降气缸10，所述固定架9固定在升降气缸10伸缩杆端部，所述固定座3上有槽，所述升降气缸10固定在固定座3上的槽内，由于升降气缸本身会占用一定高度，因此最好将升降气缸固定在固定座上的槽内，这样可将翻转式太阳能电池板尽可能的收起，减少飞行影响，所述固定座3上有电池板放置槽7，所述电池板放置槽7在电池板固定框6下方，设置电池板放置槽后可将翻转式太阳能电池板收至其内，这样可更进一步防止太阳能电池板被破坏或减少对飞行的影响，所述固定座3上有4个光敏感应器4，所述光敏感应器4等角度绕固定座3中心一周。

本实用新型所述无人机机身和固定座均采用通过薄膜冶金成型技术获得的碳化硼Ｂ4Ｃ颗粒增强的超轻高比强镁锂Mg-Li基复合材料制成，该材料重量极轻，因此可大大减轻无人机整体重量，并且其在冷轧后可以获得细小的晶粒组织，屈服强度比铸态组织高50％，比刚度较商业铝合金和钛合金高22％，因此可大大提高无人机的整体强度，所述无人机机身和固定座外部均镀膜有纳米微粒的铁磁性物质Mn-Zn、Ni-Zn铁氧体与铁电性的BaTiO3复合而成的材料，由于侦查预警是无人机的一个重要功能，因此使用在这些领域时对隐形能力要求很高，而本实用新型虽然可将太阳能电池板收起，但是依然容易被敌方雷达侦查到，因此本实用新型无人机为了隐身需要表面镀膜采用自行研制的纳米微粒的铁磁性物质Mn-Zn、Ni-Zn铁氧体与铁电性的BaTiO3复合，形成有涂敷型纳米吸波复合材料，从而能够极大地提高无人机的整体吸波性能。

本实用新型一种可进行太阳能跟踪的无人机的充能过程，具体充能过程如下：

1）当飞机不处于飞行状态处于停机状态，通过光敏感应器4判断最佳光照方向和光照角度，由主旋转电机2带动固定座3旋转至最佳方向，由侧旋转电机8带动翻转式太阳能电池板5旋转至最佳角度，并不断根据光敏感应器4所得的结果，对固定座3方向及翻转式太阳能电池板5进行调整，以达到最佳充能效果；

2）当飞机处于起飞或者降落状态，由于起飞或者降落时气流量较大，为了防止气流对翻转式太阳能电池板5造成损坏，起飞或者降落时，侧旋转电机8将翻转式太阳能电池板5翻转至与固定座3端面平行，升降气缸10伸缩杆下降带动翻转式太阳能电池板5至电池板放置槽7内，以防止上升或者下降气流对翻转式太阳能电池板5造成损坏；

3）当飞机处于飞行状态，光敏感应器4感应到其光线强度不高，处于阴天或者恶劣天气情况下，翻转式太阳能电池板5由升降气缸10带动至电池板放置槽7内；

4）当飞机处于飞行状态，光敏感应器4感应到光线处于晴天状态，翻转式太阳能电池板5由升降气缸10伸缩杆升起，通过光敏感应器4判断最佳光照方向和光照角度，由主旋转电机2带动固定座3旋转至最佳方向，由侧旋转电机8带动翻转式太阳能电池板5旋转至最佳角度，并不断根据光敏感应器4所得的结果，对固定座3方向及翻转式太阳能电池板5进行调整，以达到最佳充能效果。

其中当飞机处于飞行状态，光敏感应器4感应到光线处于晴天状态，若飞机超出普通速度飞行或飞机执行特殊任务时候，翻转式太阳能电池板5由升降气缸10带动至电池板放置槽7内，由于翻转式太阳能电池板升起后虽然可以大幅提高太阳能收集，但是会对飞行速度产生影响，因此当飞机出于自身需要进行超速飞行或执行侦察、边境巡逻、灾情监视等特殊任务时候根据需要最好还是将其收起。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实例而已，并非是对本实用新型作任何其他形式的限制，而依据本实用新型的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种可进行太阳能跟踪的无人机，包括无人机机身（1）、主旋转电机（2）、固定座（3）、光敏感应器（4）、翻转式太阳能电池板（5）、电池板固定框（6）、侧旋转电机（8）、固定架（9）、升降气缸（10）和机翼（12），所述无人机机身（1）两侧有机翼（12），其特征在于：所述无人机机身（1）上有主旋转电机（2），所述固定座（3）固定在主旋转电机（2）的转轴上，所述固定座（3）上有至少2个电池板固定框（6），所述翻转式太阳能电池板（5）成排固定在电池板固定框（6）内，所述电池板固定框（6）两侧有侧旋转电机（8），所述侧旋转电机（8）的转轴固定在电池板固定框（6）侧端中部，所述侧旋转电机（8）通过固定件（11）固定在固定架（9）的通孔内，所述电池板固定框（6）两侧的固定架（9）下方有升降气缸（10），所述固定架（9）固定在升降气缸（10）伸缩杆端部，所述升降气缸（10）固定在固定座（3）上，所述固定座（3）上有4个光敏感应器（4），所述光敏感应器（4）等角度绕固定座（3）中心一周。

2.根据权利要求1所述的一种可进行太阳能跟踪的无人机，其特征在于：所述固定座（3）上有槽，所述升降气缸（10）固定在固定座（3）上的槽内。

3.根据权利要求1所述的一种可进行太阳能跟踪的无人机，其特征在于：所述固定座（3）上有电池板放置槽（7），所述电池板放置槽（7）在电池板固定框（6）下方。

4.根据权利要求1所述的一种可进行太阳能跟踪的无人机，其特征在于：所述机翼（12）上部铺设有翼式太阳能电池板（13）。

5.根据权利要求1所述的一种可进行太阳能跟踪的无人机，其特征在于：所述固定座（3）为矩形或者圆形。