CN207809794U - 一种气象无人机螺旋桨涡流除冰装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种气象无人机螺旋桨涡流除冰装置，包括设置在螺旋桨叶片上的涡流线圈，在螺旋桨机臂上设置有和涡流线圈平行的电磁线圈，电磁线圈的输入端接有变压器，变压器上连接微型控制计算机，本实用新型能够在无人机飞行时自动对螺旋桨进行持续供热和除冰。

Description

一种气象无人机螺旋桨涡流除冰装置

技术领域

本实用新型涉及一种气象无人机，尤其涉及一种气象无人机螺旋桨涡流除冰装置。

背景技术

气象无人机作为一种新型高效的大气探测型机械，但是目前的气象无人机主要是一普通的无人机搭载气象仪器进行承载飞行。由于气象探测的特殊性，气象无人机往往要在更为复杂，恶劣的高空环境进行探测研究。在飞行过程中，飞行器遇到某些低温高湿环境易使飞行器螺旋桨结冰。结冰对飞机特性影响较大，导致飞行性能下降。

现有的去除螺旋桨结冰的方法主要有：

机械除冰，需要重新设计螺旋桨叶外形，而当前飞机上拥有的外形一般是最优气动外形，重新设计新的螺旋桨气动外形不但耗费成本和资金，还会降低螺旋桨气动增益；

液体除冰，需要在螺旋桨外部涂抹，每次飞行时需要重新涂抹。维护成本高，而且长时间飞机时，会由于表面防冻液的脱落而导致效果下降；

热力除冰，普通的热力除冰需要在螺旋桨内部埋入环形脉状管，通入暖液体或液体，不适合小型轻薄的螺旋桨使用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种气象无人机螺旋桨涡流除冰装置，其能够在无人机飞行时自动对螺旋桨进行持续供热和除冰。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种气象无人机螺旋桨涡流除冰装置，包括设置在螺旋桨叶片上的涡流线圈，在螺旋桨机臂上设置有和涡流线圈平行的电磁线圈，电磁线圈的输入端接有变压器，变压器上连接微型控制计算机。

进一步的，所述微型控制计算机上连接有温度传感器、湿度传感器和气压传感器。

进一步的，所述电磁线圈设有6个并且并列设置。

进一步的，所述电磁线圈内设置有电磁铁芯。

进一步的，所述螺旋桨朝向机臂的一侧设置有容置槽，所述涡流线圈嵌设在容置槽内。

进一步的，所述涡流线圈通过胶水固定在容置槽内。

进一步的，所述电磁线圈设置在机臂内部。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、利用计算机功率计算。省电，高效，智能化；

2、普适于多种螺旋桨，包括普通桨(外贴线圈方式），复合桨（线圈内置，轻薄不改变微型螺旋桨的气动外形），金属桨（天生自带的涡流效应）；

3、结构简单可靠、小巧，无需再电机旋转处安装复杂的电、气交换装置，给高速旋转的螺旋桨内部原件进行供电或者供能；

4、变废为宝，利用了涡流特性和螺旋桨旋转特性进行发热除冰。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

1、螺旋桨；11、涡流线圈；2、机臂；21、电磁线圈；211、电磁铁芯；22、变压器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：

一种气象无人机螺旋桨涡流除冰装置，如图1所示，包括设置在螺旋桨1叶片上的涡流线圈11，在螺旋桨机臂2的背部设置有和涡流线圈11平行的电磁线圈21，电磁线圈21设有6个并且并列设置，电磁线圈21内设置有电磁铁芯211。电磁线圈21的输入端接有可自动调节的变压器22，变压器22上连接微型控制计算机，微型控制计算机选用Raspberry pi微型控制计算机。微型控制计算机上连接有温度传感器、湿度传感器和气压传感器。

优选的，螺旋桨朝向机臂的一侧设置有容置槽，所述涡流线圈嵌设在容置槽内，涡流线圈通过胶水固定在容置槽内。

具体实施说明：

1、无人机在飞行过程中，其温度传感器、湿度传感器和气压传感器检测外界的气温、湿度以及气压信息，然后传输给微型控制计算机；微型控制计算机通过气象公式的运算，计算出当前环境的露点温度，以及结冰概率；

2、微型控制计算机把结冰概率、任务飞行高度、螺旋桨转速相匹配，输出合适pwm（脉冲宽度调制）高频交变信号，然后控制变压器，从而给电磁线圈输入合适的电压；

3、电磁线圈通过电磁铁芯的增益，产生恒定合适的电磁场，在不停的转动过程中，螺旋桨内部(或者外贴)的涡流线圈反复切割由电磁铁产生的电场，产生感应电流，利用感应电流和自身阻抗发热原理，螺旋桨在自身运动中产生了热量，从而降低螺旋桨叶片的结冰几率。

本实用新型能够变废为宝，利用了涡流效应对高速旋转的飞行器螺旋桨进行加热，防止由于冬季飞行螺旋桨结冰对飞行器飞行性能造成的影响。涡流加热原理配合螺旋桨的增热和甩动，使气象无人机在高寒、高湿的雨雪冰以及云层内部等恶劣飞行环境也能安全飞行。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。上面对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以再不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (7)

1.一种气象无人机螺旋桨涡流除冰装置，其特征在于：包括设置在螺旋桨叶片上的涡流线圈，在螺旋桨机臂上设置有和涡流线圈平行的电磁线圈，电磁线圈的输入端接有变压器，变压器上连接微型控制计算机。

2.根据权利要求1所述的一种气象无人机螺旋桨涡流除冰装置，其特征在于：所述微型控制计算机上连接有温度传感器、湿度传感器和气压传感器。

3.根据权利要求1所述的一种气象无人机螺旋桨涡流除冰装置，其特征在于：所述电磁线圈设有6个并且并列设置。

4.根据权利要求3所述的一种气象无人机螺旋桨涡流除冰装置，其特征在于：所述电磁线圈内设置有电磁铁芯。

5.根据权利要求1所述的一种气象无人机螺旋桨涡流除冰装置，其特征在于：所述螺旋桨朝向机臂的一侧设置有容置槽，所述涡流线圈嵌设在容置槽内。

6.根据权利要求5所述的一种气象无人机螺旋桨涡流除冰装置，其特征在于：所述涡流线圈通过胶水固定在容置槽内。

7.根据权利要求1所述的一种气象无人机螺旋桨涡流除冰装置，其特征在于：所述电磁线圈设置在机臂内部。