長航時(shí)多旋翼無人機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及無人機(jī)飛行技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種超長航時(shí)的多旋翼無人機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，無人機(jī)已經(jīng)開始應(yīng)用到社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，如軍事領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域、生活領(lǐng)域等。無人機(jī)常常用于大范圍的精細(xì)觀測(cè)，隨之出現(xiàn)了無人機(jī)三維測(cè)量，但傳統(tǒng)的無人機(jī)飛行時(shí)間不足，難以完成長航時(shí)任務(wù)，不可以在空中長時(shí)間的懸停，并且有飛行高度的限制，很難有效的監(jiān)測(cè)到農(nóng)作物的實(shí)際情況。
[0003]因此，現(xiàn)有的無人機(jī)在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不足，而如何能創(chuàng)設(shè)一種超長航時(shí)的新的多旋翼無人機(jī)，是當(dāng)前重要研發(fā)課題之一。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種超長航時(shí)的多旋翼無人機(jī)，使其延長無人機(jī)的飛行時(shí)間，滿足完成無人機(jī)更多任務(wù)的需求，從而克服現(xiàn)有的無人機(jī)的不足。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種長航時(shí)多旋翼無人機(jī)，包括至少四個(gè)螺旋槳和與其個(gè)數(shù)相同的且一一對(duì)應(yīng)連接的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、剛性交叉支架、電池和控制系統(tǒng)，所述螺旋槳分別固定連接在剛性交叉支架的端部，所述電池與各驅(qū)動(dòng)電機(jī)和控制系統(tǒng)相連，所述控制系統(tǒng)控制各驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，所述電池采用高密度鋰聚合物電池，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用盤式無刷直流電動(dòng)機(jī)，所述螺旋槳和剛性交叉支架均采用碳纖維材質(zhì)。
[0006]作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述無人機(jī)包括兩塊高密度鋰聚合物電池，所述兩塊高密度鋰聚合物電池由控制系統(tǒng)控制能連續(xù)為驅(qū)動(dòng)電機(jī)供電。
[0007]進(jìn)一步改進(jìn)，所述高密度鋰聚合物電池為6000mAh。
[0008]進(jìn)一步改進(jìn)，所述盤式無刷直流電動(dòng)機(jī)的外殼體采用鋁合金材質(zhì)。
[0009]進(jìn)一步改進(jìn)，所述碳纖維螺旋槳采用12寸旋翼，其重量小于0.1kg0
[0010]進(jìn)一步改進(jìn)，所述無人機(jī)的機(jī)身設(shè)置為密封式流線型結(jié)構(gòu)。
[0011]采用上述的技術(shù)方案，本實(shí)用新型至少具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0012]本實(shí)用新型長航時(shí)多旋翼無人機(jī)采用特制盤式鋁合金小型無刷直流電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力裝置、兩塊高密度鋰聚合物電池作為動(dòng)力源，超輕材質(zhì)的碳纖維螺旋槳和剛性支架，以及密封式流線型機(jī)身外殼，實(shí)現(xiàn)了 80分鐘超長航時(shí)飛行和遠(yuǎn)距離控制，解決了現(xiàn)有技術(shù)中無人機(jī)飛行時(shí)間不足的問題。
【附圖說明】
[0013]上述僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，以下結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0014]圖1是本實(shí)用新型長航時(shí)多旋翼無人機(jī)的原理示意圖；
[0015]圖2是本實(shí)用新型長航時(shí)多旋翼無人機(jī)流線型機(jī)身的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本實(shí)用新型無人機(jī)包括四個(gè)螺旋槳、剛性十字交叉支架、動(dòng)力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，該螺旋槳分別固定連接在剛性十字交叉支架的端部，動(dòng)力系統(tǒng)包括電池和分別與螺旋槳對(duì)應(yīng)的獨(dú)立電機(jī)，各獨(dú)立電機(jī)由電池供電驅(qū)動(dòng)各螺旋槳旋轉(zhuǎn)，控制系統(tǒng)通過控制各獨(dú)立電機(jī)的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)該無人機(jī)的飛行。
[0017]參照附圖1所示，為了能延長該無人機(jī)的飛行時(shí)間，本實(shí)用新型無人機(jī)包括兩塊高密度鋰聚合物電池，且該兩塊高密度鋰聚合物電池由控制系統(tǒng)控制能連續(xù)為四個(gè)電機(jī)供電。本實(shí)施例中該高密度鋰聚合物電池為6000mAh。該高密度鋰聚合物電池具有安全性能好、厚度小、重量輕、容量大、內(nèi)阻小、形狀可定制、放電特性佳及成本低等優(yōu)點(diǎn)。
[0018]本實(shí)用新型的兩塊6000mAh高密度鋰聚合物電池還配備有為其提供大功率電流的專配充電箱，使其能為該兩塊6000mAh高密度鋰聚合物電池循環(huán)充電。
[0019]本實(shí)用新型無人機(jī)的獨(dú)立電機(jī)采用特制盤式小型無刷直流電動(dòng)機(jī)，該特制盤式小型無刷直流電動(dòng)機(jī)采用輕金屬鋁合金材質(zhì)作為外殼體，減輕電機(jī)的重量，進(jìn)而減輕該無人機(jī)重量。該特制盤式鋁合金小型無刷直流電動(dòng)機(jī)與現(xiàn)有的鼓式電機(jī)相比，具備制動(dòng)效能穩(wěn)定、水穩(wěn)定性好、尺寸和質(zhì)量較小、散熱性好且保養(yǎng)修理作業(yè)方便的特點(diǎn)，且具有效率高、高效區(qū)域大、功率和轉(zhuǎn)矩密度高、散熱好、功率因數(shù)(COS?)接近1、系統(tǒng)效率> 90%的優(yōu)點(diǎn)。
[0020]為了進(jìn)一步減輕該無人機(jī)的重量，本實(shí)用新型無人機(jī)中螺旋槳和剛性十字交叉支架均采用碳纖維材質(zhì)，其中，碳纖維螺旋槳采用12寸旋翼，其重量不到0.1kg0該剛性碳纖維材質(zhì)兼具碳材料抗拉力強(qiáng)和纖維柔軟加工性強(qiáng)的兩大特征，是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料，其拉伸強(qiáng)度約為2?7GPa，拉伸模量約為200?700GPa，密度約為1.5到2.0g/cm3。碳纖維的熱膨脹系數(shù)與其它纖維不同，它有各向異性的特點(diǎn)。碳纖維的比熱容一般為7.12，熱導(dǎo)率隨溫度升高而下降平行于纖維方向是負(fù)值(0.72到0.90)，而垂直于纖維方向是正值(32到22)。碳纖維的比電阻與纖維的類型有關(guān)，在25°C時(shí)，高模量為775，高強(qiáng)度碳纖維為每厘米1500，這使得碳纖維在所有高性能纖維中具有最高的比強(qiáng)度和比模量。同鈦、鋼、鋁等金屬材料相比，碳纖維在物理性能上具有強(qiáng)度大、模量高、密度低、熱膨脹系數(shù)小等特點(diǎn)。
[0021]參照附圖2所示，為了減少無人機(jī)飛行時(shí)受到的空氣阻力，本實(shí)用新型無人機(jī)采用密封式流線型機(jī)身設(shè)計(jì)，最大程度的減少空氣阻力，進(jìn)而減少電能消耗，延長該無人機(jī)的飛行時(shí)間。
[0022]綜合上述技術(shù)特點(diǎn)，本實(shí)用新型無人機(jī)在空中可實(shí)現(xiàn)精度范圍為I米的懸停，能夠有效的長時(shí)間觀察目標(biāo)動(dòng)態(tài)，且操控靈活；由于兩塊電池的持續(xù)供電能實(shí)現(xiàn)長達(dá)80分鐘的續(xù)航能力，最大速度能達(dá)到55公里/小時(shí)，最大飛行高度達(dá)到海拔3000米，且能夠適應(yīng)-10°?50°的溫度范圍，最大飛行重量2kg，可攜帶攝影機(jī)等設(shè)備，詳細(xì)觀測(cè)和完成現(xiàn)有無人機(jī)無法完成或不易完成的任務(wù)。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型無人機(jī)有益效果是:螺旋槳和剛性支架均采用剛性碳纖維材質(zhì)，具有輕量化，控制靈活等特點(diǎn)，兩塊高密度鋰聚合物電池的循環(huán)使用、特制盤式鋁合金小型無刷直流電機(jī)、密封流線型機(jī)身設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)80分鐘航時(shí)，實(shí)現(xiàn)超長航時(shí)飛行和遠(yuǎn)距離控制。
[0024]當(dāng)然，本實(shí)用新型無人機(jī)的四旋翼還可改為四個(gè)以上多旋翼，此時(shí)需配備與之旋翼數(shù)目相等的特制盤式鋁合金小型無刷直流電機(jī)，以實(shí)現(xiàn)無人機(jī)更靈活的飛行控制。
[0025]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種長航時(shí)多旋翼無人機(jī)，包括至少四個(gè)螺旋槳和與其個(gè)數(shù)相同的且一一對(duì)應(yīng)連接的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、剛性交叉支架、電池和控制系統(tǒng)，所述螺旋槳分別固定連接在剛性交叉支架的端部，所述電池與各驅(qū)動(dòng)電機(jī)和控制系統(tǒng)相連，所述控制系統(tǒng)控制各驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，其特征在于，所述電池采用高密度鋰聚合物電池，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用盤式無刷直流電動(dòng)機(jī)，所述螺旋槳和剛性交叉支架均采用碳纖維材質(zhì)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機(jī)，其特征在于，所述無人機(jī)包括兩塊高密度鋰聚合物電池，所述兩塊高密度鋰聚合物電池由控制系統(tǒng)控制能連續(xù)為驅(qū)動(dòng)電機(jī)供電。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無人機(jī)，其特征在于，所述高密度鋰聚合物電池為6000mAh。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機(jī)，其特征在于，所述盤式無刷直流電動(dòng)機(jī)的外殼體采用鋁合金材質(zhì)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機(jī)，其特征在于，所述碳纖維螺旋槳采用12寸旋翼，其重量小于0.1kg06.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機(jī)，其特征在于，所述無人機(jī)的機(jī)身設(shè)置為密封式流線型結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了長航時(shí)多旋翼無人機(jī)，該無人機(jī)采用兩塊高密度鋰聚合物電池作動(dòng)力源，采用盤式鋁合金無刷直流電動(dòng)機(jī)作動(dòng)力裝置，采用碳纖維材質(zhì)的螺旋槳和剛性支架，以及采用密封式流線型結(jié)構(gòu)的機(jī)身設(shè)置。本實(shí)用新型兩塊高密度鋰聚合物電池在飛行時(shí)持續(xù)為各盤式無刷直流電機(jī)供電，并通過采用超輕材質(zhì)的碳纖維螺旋槳和剛性支架及密封流線型機(jī)身，減輕該無人機(jī)重量和最大限度的減少空氣阻力，能實(shí)現(xiàn)該無人機(jī)在空中精度范圍為1米的懸停，80分鐘的長航時(shí)飛行，最大速度達(dá)到55公里/小時(shí)，最大飛行高度達(dá)到海拔3000米，且能夠適應(yīng)-10°～50°的溫度范圍，最大飛行重量2kg，可攜帶攝影機(jī)等設(shè)備，詳細(xì)觀測(cè)和完成現(xiàn)有無人機(jī)無法完成的任務(wù)。
【IPC分類】B64C27/08, B64D27/24
【公開號(hào)】CN204776009
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520356518
【發(fā)明人】馬云飛
【申請(qǐng)人】北京歐諾嘉科技有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年5月28日