CN204481814U

CN204481814U - 一种基于无线网络的多旋翼飞行器

Info

Publication number: CN204481814U
Application number: CN201520186395.9U
Authority: CN
Inventors: 余兆兵; 高路; 闫华; 资蔡鄂; 于超凡
Original assignee: Tianjin Xiaoqi Technology Development Co Ltd
Current assignee: TIANJIN XIAOQI TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO., LTD.
Priority date: 2015-03-31
Filing date: 2015-03-31
Publication date: 2015-07-15
Anticipated expiration: 2025-03-31

Abstract

本实用新型公开了一种基于无线网络的多旋翼飞行器，包括飞行器支架、脚架、动力装置、以及信息采集模块；所述飞行器支架与脚架固定连接；其特征在于：所述动力装置包括驱动电源和带动飞行器支架动作的电机；其中：所述驱动电源通过电子调速器与电机电连接；所述信息采集模块包括电连接的模拟视频采集装置和模数转换器；所述模拟视频采集装置通过云台安装于飞行器支架上；还包括与地面控制终端进行无线网络通信的无线信号通信装置和OSD模块；所述OSD模块分别与陀螺仪传感器、位置传感器、速度传感器电连接；所述模数转换器与OSD模块电连接；所述无线信号通信装置、OSD模块、以及模数转换器被集成封装于一个密封盒子内。

Description

一种基于无线网络的多旋翼飞行器

技术领域

本实用新型涉及飞行器技术领域，特别是涉及一种基于无线网络的多旋翼飞行器。

背景技术

随着控制技术的不断提高和智能控制理论的完善，在飞机领域中出现了一类不需要人驾驶就能够执行任务的小型飞行器——多旋翼飞行器。多旋翼飞行器以其优越的性能，在现代高科技战争中发挥着独特的作用。无人飞机，顾名思义，就是不用驾驶员驾驶，而依靠嵌在飞机内的自动飞机驾驶仪器或地面无线电遥控飞行的飞机。多旋翼飞行器跟普通飞机一样，必须具备起落装置，机身、机翼、机载控制系统等，还因无人驾驶，必须配备自动驾驶仪、电子计算机、自动起落装置、程序控制装置等，因要求实现远距离控制，必须装有遥控接收机、电子摄像机等实时控制设备，相应的在遥控站设有机外遥控站、起飞装置和监测系统。多旋翼飞行器同时具有多个正迎角旋翼来产生升力，并按照不同方向转动来克服反扭力的飞行器，因为多个旋翼向不同方向转动，这样扭距就是零，甚至可以实现撒手悬停，手控起来也操作自如，在缩短飞行员培训时间的同时，安定性也提高了，如果加装飞控的话，那么复杂的姿态控制程序就可以忽律掉，在空中任意稳定飞行。近年来，多旋翼飞行器这个概念随着其应用的广泛性越来越被人们所重视，引起了人们极大的兴趣。与其他类型的飞行器相比，多旋翼飞行器在实现静态飞行上具有明显的优势，无论是在专业航拍监视还是在研究和营救应用中都有应用前景。

尽管多旋翼飞行器的适用性广工作效率高，但不可否认的是在功能强大的背后难免会有大量设备的外部支持。就例如它运作时所需要的周边设备(如：电子摄像机、图像传输接收器、图像传输发射器、远程遥控器、显示屏幕设备等)繁多复杂，导致其飞行的续航能力差，不能持续飞行到达较远的目的地，且设备体积大重量大，携带不便，导致了许多的局限性；即：多旋易飞行器的任务载荷非常的小，几百克就已经到达极限了，如果要提升负重指标的话，其飞行器的尺寸就要大的惊人了，而且电机、电调、甚至电池的重量都是问题；以及它所需要实时环境拍摄的周边设备很多，导致其飞行的续航能力差，不能持续飞行到达较远的目的地，且设备体积大重量大，携带不便，导致了许多的局限性。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种基于无线网络的多旋翼飞行器。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种基于无线网络的多旋翼飞行器，包括飞行器支架、脚架、动力装置、以及信息采集模块；所述飞行器支架与脚架固定连接；其特征在于：所述动力装置包括驱动电源和带动飞行器支架动作的电机；其中：所述驱动电源通过电子调速器与电机电连接；所述信息采集模块包括电连接的模拟视频采集装置和模数转换器；所述模拟视频采集装置通过云台安装于飞行器支架上；还包括与地面控制终端进行无线网络通信的无线信号通信装置和OSD模块；所述OSD模块分别与陀螺仪传感器、位置传感器、速度传感器电连接；所述模数转换器与OSD模块电连接；所述无线信号通信装置、OSD模块、以及模数转换器被集成封装于一个密封盒子内。

进一步：所述动力装置还包括电源管理器、以及与电源管理器电连接的报警器；所述驱动电源包括至少两块聚合物锂电池；所述驱动电源与电源管理器电连接。

本实用新型具有的优点和积极效果是：本实用新型针对FPV航拍设备与遥控收发进行高度集成，将模拟视频传输装置、OSD模块和无线信号通信装置三大模块组成一个设备盒子，分别能实现其三大设备的基本功能。因此在一定程度上可以节约电能，同时通过电源管理器还可以实时监控供电电池的电压；利于地面控制终端(比如手机或者是其他专用设备)和无线网络的开放性，大大增加了基于无线网络手机控制多旋翼飞行器的实用性；在便携性上将图像传输功能、无人机专用遥控器与发射器、FPV显示器与OSD设备等等高度集成在一起，以模拟视频采集装置、无线信号通信装置和遥控数据接收技术三大模块组成设备盒取而代之，变相减轻设备繁多重量大的负担。

附图说明

图1是本实用新型基于无线网络的多旋翼飞行器的结构图；

图2是本实用新型的局部电路图，主要用于显示模数转换器的电路结构；

图3是本实用新型的局部电路图，主要用于显示OSD模块的电路结构；

图4是本实用新型的局部电路图，主要用于显示无线信号通信装置的电路结构.。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的实用新型内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1，一种基于无线网络的多旋翼飞行器，包括飞行器支架、脚架、动力装置、信息采集模块、与地面控制终端进行无线网络通信的无线信号通信装置和OSD模块；上述飞行器支架和脚架为现有技术，因此此处不再对其具体结构进行赘述；所述飞行器支架与脚架固定连接；所述动力装置为多旋翼飞行器提供动能能源，本优选实施例中的动力装置采用电驱动，该动力装置包括驱动电源和带动飞行器支架动作的电机；驱动电源可以是各种型号的蓄能电池，但是考虑到多旋翼飞行器的载荷问题，本优选实施例中的驱动电源包括多块聚合物锂电池；一般优选是2-6块；所述驱动电源通过电子调速器与电机电连接；这样电机即可将自身的旋转动能转换为多旋翼飞行器的运动动能；信息采集模块主要用于对多旋翼飞行器自身数据和周边环境数据进行获取，信息采集模块的核心部件主要为各种传感器，在本优选实施例中主要为：模拟视频采集装置、陀螺仪传感器、位置传感器、速度传感器、以及模数转换器；所述模拟视频采集装置通过云台安装于飞行器支架上；所述OSD模块(屏幕菜单显示模块，该模块为现有技术，比如中国专利申请号为201120402429.5、发明名称为：单片集成OSD芯片；或者中国专利申请号为201220434439.1、发明名称为：一种双画面OSD显示装置)分别与陀螺仪传感器、位置传感器、速度传感器电连接；所述模数转换器与OSD模块电连接；所述无线信号通信装置、OSD模块、以及模数转换器被集成封装于一个密封盒子内。

进一步：为了提供该飞行器的安全性能，所述动力装置还包括电源管理器、以及与电源管理器电连接的报警器；所述驱动电源包括至少两块聚合物锂电池；所述驱动电源与电源管理器电连接。这样当驱动电源的电能不足时，报警器能够及时地发出报警信号，进而提醒工程师做出处理。

请参阅图2，模数转换器是采用SH88F2051芯片为主的MCU电路模块，其功能主要是分别实现视频信号的采集、分析与解码编码。SH88F2051/4051是一颗采用单机器周期增强型8051内核的单片机，内部采用4K/8K字节FLASH存储程序代码，同时还具有512字节的类EEPROM存储区。基于8051兼容流水指令的8位单片机SH88F4051芯片会对整体电路加以控制，其内部包含的8通道10位模数转换器也会对模拟视频信号进行模数转换，把采集到的视频以数据的形式进行分析，加以解码编码等操作之后，分析视频的模拟输入信号转换成数字信号进行输出。

请参阅图3，以CS5530芯片为核心的OSD模块，其主要作用为结合飞行控制器分析多旋翼飞行器的飞行高度、地面速度、飞行机身倾角、机头方向、收发信号强度与飞行姿态，并将分析出的数据通过上述的无线传输模块传输到手机上，利用手机APP软件内部的调用包调用这些数据并在用户使用APP飞行多旋翼飞行器时清晰的显示在实况视频图像上层，便于用户观察飞行器的飞行状况，在手机屏幕的视频显示上更直观更快捷。芯片供电电压为5V，OSC1与OSC2引脚外接时钟信号串联晶振X2，并与C7、C8并联接地；C1、C2引脚间串联C17；AIN1+与AIN1-串联R2、R3、W1和J3组成信号输入4PIN接口。VA+、VD+、VREF+外接+5V电压，VA-与VREF-接地拉低电平，NC、DGND接地。

请参阅图4，由于图传数据传输、OSD数据传输和遥控数据传输三个设备的作用都是传输数据，但其天线数据传输所需的频道却不是一个类型的，本优选实施例采用的是三频道自动转换技术，将图传数据传输、OSD数据传输和遥控数据传输三者兼容在一起，图中遥控数据传输为YD_Count信息输出，OSD数据传输和图传数据传输分别是YD_Motor1与YD_Motor2输入，信息经过相应的硬件滤波放大处理之后，传输至无线传输模块进行信号无线传输。U4B74HC04主要作用于信息传输的单向滤波，N28050与N38050会对信号放大处理，G1与G2单元用来控制YD_Motor1与YD_Motor2的选择，当G1导通时G2断开，反之那么G1断开G2导通，转换开关器件旁路并联电容C21与C22对电路信号去耦在分别传入J5的2、3、4、5引脚，YD_Count信号经滤波去耦传入J5的6引脚，最后三线路信号都可以由J5导出传输至无线传输模块当中。通过无线网络传输技术将数据发送至手机客户端。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims

1.一种基于无线网络的多旋翼飞行器，包括飞行器支架、脚架、动力装置、以及信息采集模块；所述飞行器支架与脚架固定连接；其特征在于：所述动力装置包括驱动电源和带动飞行器支架动作的电机；其中：所述驱动电源通过电子调速器与电机电连接；所述信息采集模块包括电连接的模拟视频采集装置和模数转换器；所述模拟视频采集装置通过云台安装于飞行器支架上；还包括与地面控制终端进行无线网络通信的无线信号通信装置和OSD模块；所述OSD模块分别与陀螺仪传感器、位置传感器、速度传感器电连接；所述模数转换器与OSD模块电连接；所述无线信号通信装置、OSD模块、以及模数转换器被集成封装于一个密封盒子内。

2.根据权利要求1所述基于无线网络的多旋翼飞行器，其特征在于：所述动力装置还包括电源管理器、以及与电源管理器电连接的报警器；所述驱动电源包括至少两块聚合物锂电池；所述驱动电源与电源管理器电连接。