CN104085529A - 八旋翼无人机系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种八旋翼无人机系统，它涉及无人机技术领域。它包括机体、遥测设备、地面工作站、螺旋桨、锂电池、旋翼支架、无刷电机、增稳云台系统、飞控系统和图传系统，机体上均布有多个旋翼支架，旋翼支架端部通过无刷电机和电调系统连接有螺旋桨，机体上方设置有锂电池，机体下方通过增稳云台系统设置有飞控系统和图传系统，且机体两侧的旋翼支架内侧设置有无人机支撑架；所述的飞控系统与遥测设备相连，遥测设备与地面工作站相连，且地面工作站还与增稳云台系统、飞控系统和图传系统相连。本发明具有载重量大、续航时间长、体积小、重量轻、目标特性小，使用快捷、机动灵活、操作使用及维修简便等特点，自成体系独立执行电力巡检任务。

Description

八旋翼无人机系统

技术领域

 本发明涉及的是无人机技术领域，具体涉及一种八旋翼无人机系统。

背景技术

目前国内的旋翼无人机，有的体积较大，可以载重较大，但价格贵以及油动，飞行五十几个小时就有积碳，需要进行清理，维护成本很贵 ；有些小型的四旋翼无人机，虽然体形较小，但载重也很小，只有 500-1000 克，很难满足目前的需求，飞行的平稳性和易操作性均有待提高。

    综上所述，目前现有的无人机的载重小，续航时间短，目标特性大，使用不便，操作也比较复杂，不能独立执行电力巡检任务。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种八旋翼无人机系统，具有载重量大、续航时间长、体积小、重量轻、目标特性小，使用快捷、机动灵活、操作使用及维修简便等特点，自成体系独立执行电力巡检任务。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：八旋翼无人机系统，包括机体、遥测设备、地面工作站、螺旋桨、锂电池、旋翼支架、无刷电机、增稳云台系统、飞控系统和图传系统，机体上均布有多个旋翼支架，旋翼支架端部通过无刷电机和电调系统连接有螺旋桨，机体上方设置有锂电池，机体下方通过增稳云台系统设置有飞控系统和图传系统，且机体两侧的旋翼支架内侧设置有无人机支撑架；所述的飞控系统与遥测设备相连，遥测设备与地面工作站相连，且地面工作站还与增稳云台系统、飞控系统和图传系统相连。

作为优选，所述的地面工作站包括控制系统、电源、充电器、电压电流检测装置、视频显示器、机载设备控制发射机、地面站电脑、无线视频接收机、操纵杆功能开关和数据接收机，控制系统分别与电源、视频显示器、机载设备控制发射机、地面站电脑相连，电源分别与充电器、电压电流检测装置相连，视频显示器、机载设备控制发射机、地面站电脑分别与无线视频接收机、操纵杆功能开关和数据接收机相连。

作为优选，所述的增稳云台系统包括机载姿态传感器、单片机、伺服驱动装置、Z轴角度调整装置、X轴角度调整装置和Y轴角度调整装置,机载姿态传感器通过单片机与伺服驱动装置相连，伺服驱动装置分别与Z轴角度调整装置、X轴角度调整装置和Y轴角度调整装置相连。所述单片机用于接收机载姿态传感器的数据，并运算该数据得到伺服驱动信息，并将该伺服驱动信息传给伺服驱动装置，由伺服驱动装置驱动相应的X轴角度调整装置、Y轴角度调整装置和Z轴角度调整装置。

本发明的有益效果：

1、飞行器具有遥控、自主飞行能力，可以实时修改飞行航路和任务设置；

2、测控与信息传输设备具有遥控、实时信息传输的功能，具有多机、多站兼容工作及一定的抗截获、抗干扰能力；

3、侦察任务设备能昼夜实时获取目标图像信息，具有手动、自动控制工作模式，可迅速发现、捕获、识别、跟踪目标；

4、飞行控制与信息处理站具有对飞行器进行遥控飞行和对机载任务设备进行操控的功能，具有飞行参数/航迹显示、航路规划和实时修改飞行计划、重新设置任务样式的能力；具有通过视频实现第一视角控制飞行的能力；具有接收标准视频信号、实时处理/存储图像、数据叠加等能力，具有目标定位和引导打击的能力，且能与上级指挥机关、情报处理中心和指挥系统相通连；

5、地面保障设备具有简易检测、维修与训练的能力，具有快速更换易损件、备用动力电池组和双模态充电的功能；

6、全系统外场展开迅速，具有车载大范围机动和携行能力。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

    图1为本发明的结构示意图；

    图2为本发明中的机体的背面结构示意图；

图3为本发明的地面工作站的控制框图；

图4为本发明的增稳云台系统的结构框图。

  

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

参照图1-4，本具体实施方式采用以下技术方案：八旋翼无人机系统，包括机体1、遥测设备2、地面工作站3、螺旋桨4、锂电池5、旋翼支架6、无刷电机7、增稳云台系统8、飞控系统9和图传系统10，机体1上均布有多个旋翼支架6，旋翼支架6端部通过无刷电机7和电调系统连接有螺旋桨4，机体1上方设置有锂电池5，机体1下方通过增稳云台系统8设置有飞控系统9和图传系统10，且机体1两侧的旋翼支架6内侧设置有无人机支撑架；所述的飞控系统9与遥测设备2相连，遥测设备2与地面工作站3相连，且地面工作站3还与增稳云台系统8、飞控系统9和图传系统10相连。

值得注意的是，所述的电调系统采用分立式设计，各元器件采用集成化设计，具有体积小、重量轻、引出线和焊接点少、寿命长、可靠性高、性能好等优点。

所述的机体结构采用新型复合材料，材质选用美国DuPont公司高强度碳纤维合成材料和7075航空铝合金材料，7075航空铝合金抗拉强度≥560MPa 。机体结构拟采用框架式结构，保证了机体结构稳固。

所述的地面工作站3采用高强度工程塑料作为壳体、坚固耐摔、防水性好，适合在野外进行作业。屏幕采用17寸高亮度液晶屏。配置高性能工业级计算核心。内置高灵敏度数字接收机。采用定向卫星自动跟踪天线系统。支持操作杆及键盘等操作。

所述的增稳云台系统8可进行X/Y/Z三轴控制并自动水平稳定的无人机自稳定云台，包括机载姿态传感器，与所述机载姿态传感器相连的单片机，与所述单片机相连的伺服驱动装置，由所述伺服驱动装置驱动的X轴角度调整装置、Y轴角度调整装置和Z轴角度调整装置；所述单片机用于接收机载姿态传感器的数据，并运算该数据得到伺服驱动信息，并将该伺服驱动信息传给伺服驱动装置，由伺服驱动装置驱动相应的X轴角度调整装置、Y轴角度调整装置和Z轴角度调整装置。本具体实施方式的无人机自稳定云台，使地面人员可通过地面控制设备对，使机载设备（如高清相机、摄像机等）进行X轴/Y轴/Z轴运动，使其达到图像的稳定度和方位的准确度。

所述的图传系统9采用NEX-5单反相机。

本具体实施方式的无人机全包覆外壳设计，能有效阻挡沙层、雨雾影响。对电机等关键部位做防水防沙处理。对电线等接头部分采用防水接头。对飞控控制盒加装密封圈等。防护等级达到IP45。

本具体实施方式的遥测设备2有以下几个特点：

1. 简洁、传统的显示介面与设置风格。有“系统菜单”、“关联菜单”、等复杂的菜单层级设置，将所有的功能分为“BASIC（基础菜单）”和“ADVANCE（高级菜单）”，这与FF9等原有设备的界面风格相同，某些功能设置项的内容和显示格式几乎未变，这种设计使得老用户更容易上手。 

2． 拥有新一代遥控设备的诸多基本功能。10C是从新的高度进行系统化设计的产品，而不仅仅是旧有9通道设备的简单升级。例如可以在PCM制式和FASST2. 4G制式之间进行选择、仍然强调应用“飞行条件”等高级功能、对飞机舵面和混控的分类十分详细等。在使用过程中，你的确会感受到它就像新一代设备与前一代的融合体，在新的标准下设计，但去掉了复杂、费解的菜单与PCM2048这样并非必备的内容，从而降低了成本、加快了数据输入的速度。 

本具体实施方式选用自主驾驶设备，大大提高飞控稳定性。可携带多种任务载荷。可用于执行资料收集、测量、检测、侦查等多种空中任务，在电力巡检领域能发挥其高效、隐蔽性强的特点，能对目标物进行远距离监视。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.八旋翼无人机系统，其特征在于，包括机体(1)、遥测设备(2)、地面工作站(3)、螺旋桨(4)、锂电池(5)、旋翼支架(6)、无刷电机(7)、增稳云台系统(8)、飞控系统(9)和图传系统(10)，机体(1)上均布有多个旋翼支架(6)，旋翼支架(6)端部通过无刷电机(7)和电调系统连接有螺旋桨(4)，机体(1)上方设置有锂电池(5)，机体(1)下方通过增稳云台系统(8)设置有飞控系统(9)和图传系统(10)，且机体(1)两侧的旋翼支架(6)内侧设置有无人机支撑架；所述的飞控系统(9)与遥测设备(2)相连，遥测设备(2)与地面工作站(3)相连，且地面工作站(3)还与增稳云台系统(8)、飞控系统(9)和图传系统(10)相连。

2.根据权利要求1所述的八旋翼无人机系统，其特征在于，所述的地面工作站(3)包括控制系统(31)、电源(32)、充电器(33)、电压电流检测装置(34)、视频显示器(35)、机载设备控制发射机(36)、地面站电脑(37)、无线视频接收机(38)、操纵杆功能开关(39)和数据接收机(310)，控制系统(31)分别与电源(32)、视频显示器(35)、机载设备控制发射机(36)、地面站电脑(37)相连，电源(32)分别与充电器(33)、电压电流检测装置(34)相连，视频显示器(35)、机载设备控制发射机(36)、地面站电脑(37)分别与无线视频接收机(38)、操纵杆功能开关(39)和数据接收机(310)相连。

3.根据权利要求1所述的八旋翼无人机系统，其特征在于，所述的增稳云台系统(8)包括机载姿态传感器(81)、单片机(82)、伺服驱动装置(83)、Z轴角度调整装置(84)、X轴角度调整装置(85)和Y轴角度调整装置(86), 机载姿态传感器(81)通过单片机(82)与伺服驱动装置(83)相连，伺服驱动装置(83)分别与Z轴角度调整装置(84)、X轴角度调整装置(85)和Y轴角度调整装置(86)相连。所述单片机(82)用于接收机载姿态传感器(81)的数据，并运算该数据得到伺服驱动信息，并将该伺服驱动信息传给伺服驱动装置(83)，由伺服驱动装置(83)驱动相应的X轴角度调整装置(85)、Y轴角度调整装置(83)和Z轴角度调整装置(84)。

4.根据权利要求1所述的八旋翼无人机系统，其特征在于，所述的电调系统采用分立式结构。

5.根据权利要求1所述的八旋翼无人机系统，其特征在于，所述的机体(1)采用新型复合材料，材质选用美国DuPont公司高强度碳纤维合成材料和7075航空铝合金材料。

6.根据权利要求1所述的八旋翼无人机系统，其特征在于，所述的地面工作站(3)采用高强度工程塑料作为壳体、坚固耐摔、防水性好，适合在野外进行作业；屏幕采用17寸高亮度液晶屏。配置高性能工业级计算核心；内置高灵敏度数字接收机；采用定向卫星自动跟踪天线系统；支持操作杆及键盘等操作。