CN211139645U - 一种氦气球无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种氦气球无人机，其特征在于，包括氦气球及设置在所述氦气球下部中央的起落架，所述起落架上设置有检测云台和飞行控制器；所述氦气球包括氦气球本体，所述氦气球本体上设置有若干上下向的通孔，且各通孔内均设置有无刷电机和桨叶的组合件，所述氦气球本体的上表后部设置有尾翼气囊、左右部分别设置有侧翼气囊，所述氦气球本体的下表设置有四个起落气囊，所述氦气球本体与各气囊之间分别设置有气阀；所述气阀、无刷电机、检测云台与所述飞行控制器连接；所述氦气球是左右对称结构。本实用新型，可以实现较长时间、较高飞行高度的滞空，可以替代一些农业、林业无人机，搭载多种传感器进行长时间空中监测。

Description

一种氦气球无人机

技术领域

本实用新型属于无人机技术领域，具体涉及一种氦气球无人机。

背景技术

目前，采用无人机进行空中监控、测绘已经较为普及，但无人机飞行时间较短，以大疆无人机为例，悟系列的无人机飞行时间只有十至二十分钟，无法满足长时间监控、测绘的工作需要。

实用新型内容

本实用新型设计了一种氦气球无人机，用氦气球平衡无人机的重力，延长了无人机的滞空时间，解决了现有无人机滞空时间短的问题。

为了解决上述存在的技术问题，本实用新型采用了以下方案：

一种氦气球无人机，包括氦气球及设置在所述氦气球下部中央的起落架，所述起落架上设置有检测云台、飞行控制器和电池；所述氦气球包括氦气球本体，所述氦气球本体上设置有若干上下向的通孔，且各通孔内均设置有无刷电机和桨叶的组合件，所述氦气球本体的上表后部设置有尾翼气囊、左右部分别设置有侧翼气囊，所述氦气球本体的下表设置有四个起落气囊，所述氦气球本体与各气囊之间分别设置有气阀；所述气阀、无刷电机、检测云台与所述飞行控制器连接；所述氦气球是左右对称结构。

进一步，所述氦气球本体是扁圆状结构或梭形结构或碟形结构。

进一步，所述无刷电机和桨叶的组合件通过龙骨碳管与所述氦气球本体连接，所述桨叶设置在所述无刷电机的输出端。

进一步，所述龙骨碳管还通过连接件与所述起落架连接。

进一步，所述通孔有四个。

进一步，所述飞行控制器包括主控制器及与所述主控制器连接的高度检测传感器。

进一步，所述检测云台包括摄像机、温度检测装置和湿度检测装置。

进一步，所述起落架采用碳管加工而成。

该氦气球无人机具有以下有益效果：

（1）本实用新型采用氦气球平衡无人机的重量，延长了无人机的滞空时间；增加导通气囊，在高空外界气压减小的情况下可以增大体积，保持内外气压平衡，增加浮力，进一步减小电机转速，延长滞空时间，同时可以提高无人机的飞行高度。

（2）本实用新型，可以实现较长时间、较高飞行高度的滞空，可以替代一些农业、林业无人机，搭载多种传感器进行长时间空中监测，可以替代一些高空气球、高空气象气球进行可重复长时间飞行。

附图说明

图1：本实用新型实施方式中氦气球无人机高空模式的立体结构示意图；

图2：本实用新型实施方式中氦气球无人机的主视图；

图3：本实用新型实施方式中氦气球无人机高空模式的左视图；

图4：本实用新型实施方式中氦气球无人机低空模式的左视图。

附图标记说明：

1—氦气球；11—通孔；12—尾翼气囊；13—侧翼气囊；14—起落气囊；15—气阀；2—龙骨碳管；3—无刷电机；4—桨叶；5—起落架；6—检测云台；7—飞行控制器。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型做进一步说明：

图1至图4示出了本实用新型一种氦气球无人机的具体实施方式。图1是本实施方式中氦气球无人机高空模式的立体结构示意图；图2是本实施方式中氦气球无人机的主视图；图3是本实施方式中氦气球无人机高空模式的左视图；图4是本实施方式中氦气球无人机低空模式的左视图。

如图1至图4所示，本实施方式中的氦气球无人机，包括氦气球1及设置在氦气球1下部中央的起落架5，起落架5上设置有检测云台6、飞行控制器7和电池（本实施例中，电池没有画出）；氦气球1包括氦气球本体，氦气球本体上设置有若干上下向的通孔11，且各通孔内11均设置有无刷电机3和桨叶4的组合件，氦气球本体的上表后部设置有尾翼气囊12、左右部分别设置有侧翼气囊13，氦气球本体的下表设置有四个起落气囊14，氦气球本体与各气囊之间分别设置有气阀15；气阀15、无刷电机3、检测云台6与飞行控制器7连接；氦气球1是左右对称结构。

优选地，所述氦气球本体是扁圆状结构或梭形结构或碟形结构。本实施例中，所述氦气球本体是扁圆状结构，如图1至图4所示。

优选地，无刷电机3和桨叶4的组合件通过龙骨碳管2与氦气球本体连接，桨叶4设置在无刷电机3的输出端，如图2所示。本实施例中，无刷电机3通过螺栓、螺母固定在龙骨碳管2上。

本实施例中，龙骨碳管2还通过连接件与起落架5连接。具体地，起落架5与龙骨碳管2通过相应的连接件、螺栓、螺母连接在一起。

本实施例中，通孔11有四个。

优选地，飞行控制器7包括主控制器及与所述主控制器连接的高度检测传感器。

优选地，检测云台6包括摄像机、温度检测装置和湿度检测装置等。

本实施例中，起落架5采用碳管加工而成。

工作时，首先要完成起飞准备，即各气囊处于收缩状态，内无氦气，相应的各气阀15处于截流状态；氦气球本体内氦气体积充至提供浮力为无人机总重力的87%左右（氦气提供的浮力按1.44kg/m3计算）。

起飞时，飞行控制器7控制各个无刷电机3带动相应桨叶4旋转，提供剩余所需的为无人机总重力13%左右的浮力，无人机完成起飞。

当无人机到达一定高度时，氦气球本体外部的大气压降低，外界大气压降低，氦气球本体内气压为使内外气压平衡，会将氦气球本体撑大，并给球体壁一定的压力。当飞行控制器7的高度检测传感器测量到无人机到达设定的某一海拔高度时，飞行控制器7启动高空模式，即将各气阀15开启，氦气球本体内的气体沿各气阀15进入各气囊，使得氦气球1体积扩大，浮力进一步增大，可以进一步减小电机转速，减小电量消耗，保障无人机的滞空时间和在高空飞行的安全性。

当高度检测传感器检测到无人机到达指定高度时，飞行控制器7控制各无刷电机3停止转动，使无人机保持滞空状态，检测云台6开始工作，开始收集该地域的图像、温度、湿度等信息。在信息收集完毕后，飞行控制器7控制各无刷电机3转动，无人机按原路径返航。

当飞行控制器7收到检测云台6发送的信息收集完毕信号区，也即转变方向信号时，飞行控制器7控制各无刷电机3的转速、转向存在差异，使无人机的质心出现力矩，无人机方向改变。

本实用新型采用氦气球平衡无人机的重量，延长了无人机的滞空时间；增加导通气囊，在高空外界气压减小的情况下可以增大体积，保持内外气压平衡，增加浮力，进一步减小电机转速，延长滞空时间，同时可以提高无人机的飞行高度。

本实用新型，可以实现较长时间、较高飞行高度的滞空，可以替代一些农业、林业无人机，搭载多种传感器进行长时间空中监测，可以替代一些高空气球、高空气象气球进行可重复长时间飞行。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性的描述，显然本实用新型的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种氦气球无人机，其特征在于，包括氦气球及设置在所述氦气球下部中央的起落架，所述起落架上设置有检测云台、飞行控制器和电池；所述氦气球包括氦气球本体，所述氦气球本体上设置有若干上下向的通孔，且各通孔内均设置有无刷电机和桨叶的组合件，所述氦气球本体的上表后部设置有尾翼气囊、左右部分别设置有侧翼气囊，所述氦气球本体的下表设置有四个起落气囊，所述氦气球本体与各气囊之间分别设置有气阀；所述气阀、无刷电机、检测云台与所述飞行控制器连接；所述氦气球是左右对称结构。

2.根据权利要求1所述的氦气球无人机，其特征在于，所述氦气球本体是扁圆状结构或梭形结构或碟形结构。

3.根据权利要求1或2所述的氦气球无人机，其特征在于，所述无刷电机和桨叶的组合件通过龙骨碳管与所述氦气球本体连接，所述桨叶设置在所述无刷电机的输出端。

4.根据权利要求3所述的氦气球无人机，其特征在于，所述龙骨碳管还通过连接件与所述起落架连接。

5.根据权利要求1、2或4所述的氦气球无人机，其特征在于，所述通孔有四个。

6.根据权利要求1、2或4所述的氦气球无人机，其特征在于，所述飞行控制器包括主控制器及与所述主控制器连接的高度检测传感器。

7.根据权利要求1、2或4所述的氦气球无人机，其特征在于，所述检测云台包括摄像机、温度检测装置和湿度检测装置。

8.根据权利要求1、2或4所述的氦气球无人机，其特征在于，所述起落架采用碳管加工而成。

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