[發明專利]一種可對日跟蹤型太陽能四旋翼飛行器

有效

• 申請號: 201410486020.4
• 申請日: 2014-09-22
• 公開（公告）號: CN104267737B
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 孫康文;許冬冬;祝明;鄭澤偉;陳曉明;孫謀
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種可對日跟蹤型太陽能四旋翼飛行器，其特征在于：

在常規四旋翼飛行器的四個旋翼交叉點安裝對日跟蹤傳感器，實時測量太陽方位；四個旋翼中相鄰所述旋翼之間安裝有兩軸電機以實現太陽能電池模塊的兩軸轉動；所述對日跟蹤傳感器主要由外殼、接口電線、探頭以及安裝于殼內的電路組成，當太陽光偏離電池板法線時，所述對日跟蹤傳感器發出偏差信號；所述兩軸電機主要由步進電機、傳動軸、控制盒以及支架構成，控制系統將會根據對日跟蹤傳感器發出的信號，實時調節太陽能電池模塊的位置，以對日跟蹤傳感器測量的角度為目標點；

所述外殼包括蓋子和底座，所述蓋子為空心半球體，所述空心半球體上有多個通孔，所述通孔用于安裝感光探頭；所述感光探頭由鏡筒、凸透鏡和光敏電阻器組成，所述光敏電阻器安裝在凸透鏡的焦點位置上方，且在所述鏡筒的中心線上；所述接口電線與外部電路和控制器相連；

考慮到新型四旋翼飛行器飛行過程受力的均衡性，對四個兩軸電機進行合理布局。

2.根據權利要求1所述的可對日跟蹤型太陽能四旋翼飛行器，其特征在于：

將對日跟蹤傳感器和可實現兩軸轉動的太陽能電池模塊運用到四旋翼飛行器，不僅可以利用太陽能的可長時提供能量的特性，而且解決了傳統四旋翼飛行器留空時間短的致命缺陷，進而可以將四旋翼飛行器穩定駐空飛行的能力充分發揮，從而可以擴大四旋翼飛行器的應用范圍。

3.根據權利要求1所述的可對日跟蹤型太陽能四旋翼飛行器，其特征在于：

兩軸電機的運用可以使太陽能電池模塊一次性轉到最佳方位，從而節省了系統的能源；最大功率跟蹤器的運用可以使太陽能電池模塊始終在最大功率點處工作，從而實現對太陽能最大能量的獲取。

4.根據權利要求1所述的可對日跟蹤型太陽能四旋翼飛行器，其特征在于：可對日跟蹤型太陽能四旋翼飛行器的基本研制流程如下：

(1)結合預設的技術參數和任務參數以及升重平衡、推阻平衡、能量平衡原則，對新型四旋翼飛行器進行概念設計，并對設計方案進行論證以及仿真驗證；

(2)進行四旋翼飛行器的機載平臺，包括機體、軟件系統和電子部件這三大部分；

(3)與此同時，設計對日跟蹤機構，要求能夠時刻精確的監測太陽方位角的變化；此部分設計包括外形設計和電路設計，所述外形設計包括透鏡的焦距和探頭的個數，所述電路設計包括光電轉化電路和傾角檢測電路兩大部分；

(4)檢驗對日跟蹤機構工作狀態；

(5)進行兩軸電機的設計；為了提高新型四旋翼飛行器的飛行性能，在能夠達到系統功能的前提下，對兩軸電機機械結構進行優化，盡量減輕電機的重量；此外對電機的控制器進行設計；

(6)與此同時，考慮到新型四旋翼飛行器飛行過程受力的均衡性，對四個兩軸電機進行合理布局；

(7)進行硅基光伏電池輸出特性的研究，保證太陽能電池在實際中輸出的功率能夠滿足系統能源的需求功率；

(8)與此同時，按照理論鋪設面積，對太陽能電池片的進行鋪設，組成太陽能電池模塊，并安裝最大功率跟蹤器；

(9)測試太陽能電池模塊的性能；

(10)進行整個系統的總裝工作；包括四旋翼飛行器機身、對日跟蹤機構、兩軸電機以及太陽能電池模塊這四大主體部分；

(11)與此同時，進行各個模塊之間的電路連接以及軟件的結合；

(12)最后，對整個新型四旋翼飛行器進行試驗驗證。