CN206782068U - 一种测量风速用多旋翼无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种测量风速用多旋翼无人机，包括机身、旋翼、激光器、扫描仪、机架。机身为长方体结构，四角位置各安装一个支架，支架通过旋翼架安装旋翼，旋翼架与旋翼之间销轴连接，机身底面中心位置安装有充电座；激光器有6颗，对称分布在机身底面，扫描仪1处安装在机身底面且靠近充电座位置处，机架位于机身底面且分布在四角位置。根据姿态倾角、旋翼转速通过内置的计算系数通过处理器进行计算之后获得当前风速信息，方便地应用地面、近地层、边界层的风速测量，提高测量数据的连续型和真实性。

Description

一种测量风速用多旋翼无人机

技术领域

本实用新型属于无人机技术领域，涉及多旋翼无人机，尤其是一种测量风速用多旋翼无人机。

背景技术

近年来，随着无人机技术的快速发展和日趋成熟，民用无人机的“无人机+行业应用”正在迅速兴起，目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄等领域广泛应用，大大的拓展了无人机本身的用途。风速测量往往需要测量地面、近地层、边界层等不同高度的空气流动状况，定点观测因受地面气象观测站站点布局制约的，其数据的代表性往往无法完全满足科研的实际需求；小型声雷达测风技术因其价格昂贵、维护复杂等因素制约了在市场中的推广；系留气艇施放时一般要求地面风速不得超过3m/s，从而导致在风速较大时的数据缺失，造成观测数据不连续。无人机进行风速测量具有其他方式无可比拟的优势，可以根据需要在垂直方向随意调整，并且可以进行动态连续测量，满足密集数据信息采集的要求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种测量风速用多旋翼无人机，基于多旋翼无人机倾角姿态检测风速，可方便地应用地面、近地层、边界层的风速测量，提高测量数据的连续型和真实性。

一种测量风速用多旋翼无人机，包括机身、旋翼、激光器、扫描仪、机架。

机身为长方体结构，四角位置各安装一个支架，支架通过旋翼架安装旋翼，旋翼架与旋翼之间销轴连接，机身底面中心位置安装有充电座；激光器有6颗，对称分布在机身底面，扫描仪1处安装在机身底面且靠近充电座位置处，机架位于机身底面且分布在四角位置。

激光器分布在机身底面矩形的对角线上，一条对角线均布4颗，另一条对角线端头处各1颗。

作为优选，充电座为圆柱结构，且具有自动充电功能，包括正极圈和负极圈，正极圈位于中心且凸起，负极圈位于正极圈外围。扫面议通过扫描激光器和停机坪上的定位点，确定充电座与地面的充电桩之间的相对位置，并进行自动对接，从而完成对无人机的自动充电。

工作原理：由于多旋翼无人机在空中无加速度时合力为零，可以根据旋翼转速获得升力，结合重力即可计算出风阻，通过风阻即可计算得到风速。实际测量时，多旋翼无人机将自动将姿态调整到相对地面静止或者相对与风无加速度状态，根据姿态倾角、旋翼转速通过内置的计算系数通过处理器进行计算之后获得当前风速信息。

本实用新型的效果和益处是：

（1）该测量风速用多旋翼无人机，具有良好的便携性能，方便地应用地面、近地层、边界层的风速测量，提高测量数据的连续型和真实性；

（2）具有激光器、扫描仪和充电座，可以在无外界干预的前提下实现自动定位停机坪进行自助充电，提高了无人机的续航能力。

附图说明

图1多旋翼无人机结构示意图。

图2 多旋翼无人机仰视图。

图3多旋翼无人机工作状态示意图。

图4多旋翼无人机测量风速原理示意图。

图中：1机身；2 旋翼；3 激光器；4 扫描仪；5 机架；11 支架；12 充电座；111旋翼架；121 负极圈；122 正极圈。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

一种测量风速用多旋翼无人机，如说明书附图1和附图2所示，包括机身1、旋翼2、激光器3、扫描仪4、机架5。机身1为长方体结构，四角位置各安装一个支架11，支架11通过旋翼架111安装旋翼2，旋翼架111与旋翼2之间销轴连接，机身1底面中心位置安装有充电座12；激光器3有6颗，对称分布在机身1底面，扫描仪4具有1处安装在机身1底面且靠近充电座12位置处，机架5位于机身1底面且分布在四角位置。

测量风速用多旋翼无人机工作原理如说明书附图4所示，由于多旋翼无人机在空中无加速度时合力为零，可以根据旋翼2转速获得升力F、机身姿态倾角α，结合重力G即可计算出风阻f，通过风阻f即可计算得到风速v。实际测量时，多旋翼无人机将自动将姿态调整到相对地面静止或者相对与风无加速度状态，根据姿态倾角、旋翼转速通过内置的计算系数通过处理器进行计算之后获得当前风速信息。

多旋翼无人机出厂时经过实际测量计算获得风速与机身姿态以及旋翼转速的对应计算系数。通过控制旋翼转速水平上升，依靠旋翼架111与旋翼2之间的转轴，旋翼2始终保持水平状态，机身1的迎风侧旋翼2提高转速使机身1迎风倾斜，如说明书附图3所示。根据此时机身1姿态倾角α、旋翼转速、机身重力等信息，可以计算出此时的风速。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (3)

1.一种测量风速用多旋翼无人机，包括机身（1）、旋翼（2）、激光器（3）、扫描仪（4）、机架（5），其特征在于：所述机身（1）为长方体结构，四角位置各安装一个支架（11），所述支架（11）通过旋翼架（111）安装旋翼（2），所述旋翼架（111）与旋翼（2）之间销轴连接，所述机身（1）底面中心位置安装有充电座（12）；所述激光器（3）有6颗，对称分布在机身（1）底面，所述扫描仪（4）1处安装在机身（1）底面且靠近充电座（12）位置处，所述机架（5）位于机身（1）底面且分布在四角位置。

2.根据权利要求1所述的一种测量风速用多旋翼无人机，其特征在于：所述激光器（3）分布在机身（1）底面矩形的对角线上，一条对角线均布4颗，另一条对角线端头处各1颗。

3.根据权利要求1所述的一种测量风速用多旋翼无人机，其特征在于：所述充电座（12）为圆柱结构，包括正极圈（122）和负极圈（121），正极圈（122）位于中心且凸起，负极圈（121）位于正极圈（122）外围。