[發(fā)明專利]一種基于多旋翼飛行平臺的系留系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510557583.2
• 申請日: 2015-09-02
• 公開（公告）號: CN105109704B
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚霞林;李余冬
• 申請（專利權(quán)）人: 南京國業(yè)科技有限公司
• 主分類號: B64F3/02
• 分類號: B64F3/02
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

1.一種基于多旋翼飛行平臺的系留系統(tǒng)，其特征在于：所述系留系統(tǒng)包括：地面設(shè)備、系留線纜、多旋翼飛行器和任務(wù)設(shè)備；

所述任務(wù)設(shè)備安裝于所述多旋翼飛行器的設(shè)備安裝架上，所述系留線纜兩端分別連接所述設(shè)備安裝架和所述地面設(shè)備,所述多旋翼飛行器的設(shè)備安裝架通過萬向節(jié)與多旋翼飛行器連接；所述多旋翼飛行器的旋翼圓周均布在所述多旋翼飛行器的飛行器結(jié)構(gòu)本體周邊；

所述地面設(shè)備包括：地面供電設(shè)備、地面回收設(shè)備、減震支撐設(shè)備和地面定位與通訊設(shè)備；

所述地面回收設(shè)備位于最底層，上層放有所述減震支撐設(shè)備，所述減震支撐設(shè)備為凹字形設(shè)備，其下凹部位貫通，使所述系留線纜連接所述地面回收設(shè)備；

所述地面供電設(shè)備上方設(shè)有所述地面定位與通信設(shè)備，兩者的整體放置于所述減震支撐設(shè)備和地面回收設(shè)備的一側(cè)，所述地面供電設(shè)備為地面回收設(shè)備和地面定位與通訊設(shè)備供電；

所述減震支撐設(shè)備為發(fā)泡材料組成的型腔，在運(yùn)輸?shù)倪^程中，所述發(fā)泡材料減小運(yùn)輸震動，在飛行器回收的過程中，所述減震支撐設(shè)備能吸收掉飛行器下降時的沖擊力，保護(hù)飛行器結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部電子設(shè)備；

所述地面供電設(shè)備輸入380V、50Hz交流電，經(jīng)輸入濾波器濾波后，由主動功率因數(shù)校正整流后與備用電池并接進(jìn)行boost升壓，升至800～2400V高壓直流后，經(jīng)輸出濾波器濾波后輸出到所述系留線纜的供電線路；

所述地面回收設(shè)備，包括：絞線盤、壓力傳感器、轉(zhuǎn)速控制器和系留線纜；

所述壓力傳感器采集所述絞線盤基座上的壓力，根據(jù)拉力大小、通過所述轉(zhuǎn)速控制器控制所述絞線盤的電機(jī)轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速，控制所述系留線纜的拉力，保持所述系留線纜的拉力在其所能承受的安全范圍內(nèi)；

所述地面定位與通訊設(shè)備，包括差分GPS定位器和光通訊設(shè)備；

所述光通訊設(shè)備中光電轉(zhuǎn)換裝置采用以太網(wǎng)光纖收發(fā)器，傳輸速率為0Mbps到1000Mbps，用于傳輸飛控信息、任務(wù)設(shè)備產(chǎn)生的圖像、音頻信息；

所述系留線纜包括：位于中心位置的FRP中心加強(qiáng)件、所述FRP中心加強(qiáng)件外層的兩條導(dǎo)線、兩條光纖和兩條填充繩，及位于外側(cè)的芳綸加強(qiáng)層和PE外護(hù)套；

所述系留線纜長期抗拉強(qiáng)度為1100N/100mm，重量為0.060kg/m～0.180kg/m；

所述任務(wù)設(shè)備采用可見光和紅外綜合光學(xué)電子吊艙或?qū)I(yè)小型雷達(dá)設(shè)備，用于對預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)進(jìn)行識別和跟蹤；

所述多旋翼飛行器，包括：飛行器結(jié)構(gòu)本體、任務(wù)安裝架、機(jī)載電源設(shè)備、動力設(shè)備、飛行控制器和機(jī)載通訊設(shè)備；

所述飛行控制器位于所述飛行器結(jié)構(gòu)本體中，所述動力設(shè)備和所述機(jī)載通訊設(shè)備分別安裝于所述飛行器結(jié)構(gòu)本體的旋翼系統(tǒng)上；所述飛行器結(jié)構(gòu)本體下方裝有所述機(jī)載電源設(shè)備，所述機(jī)載電源設(shè)備連接所述任務(wù)安裝架，所述任務(wù)安裝架上安裝任務(wù)設(shè)備；

所述飛行器結(jié)構(gòu)本體，采用高效的高壓大功率無刷外轉(zhuǎn)子電機(jī)和旋翼系統(tǒng)，提升10-20kg的任務(wù)設(shè)備；

所述多旋翼飛行器接收地面電源后，將其電壓穩(wěn)到較低電壓后，驅(qū)動多個高壓大功率無刷外轉(zhuǎn)子電機(jī)和旋翼系統(tǒng)，為機(jī)載電子設(shè)備和機(jī)載任務(wù)設(shè)備提供電力支持；

所述機(jī)載電源設(shè)備接收經(jīng)供電線路輸送的高壓電，經(jīng)電源變換模塊降壓輸出，再經(jīng)濾波后分為兩路與備用電池并接輸出300V～600V的電流提供給動力系統(tǒng)，以驅(qū)動多個高壓大功率無刷外轉(zhuǎn)子電機(jī)和旋翼系統(tǒng)，及輸出12V～36V的電流提供給機(jī)載電子設(shè)備和機(jī)載任務(wù)設(shè)備使用；

系留纜線中的通訊線路和供電線路通過所述任務(wù)安裝架接入所述機(jī)載電源設(shè)備；

所述動力設(shè)備為高壓大功率無刷外轉(zhuǎn)子電機(jī)和旋翼系統(tǒng)，單臺電機(jī)的工作電壓為300V～600V，輸出功率為2.5kw～5kw，多臺電機(jī)組合后能有效提升10kg～20kg的任務(wù)設(shè)備；

飛行控制器板載GPS/BD接收機(jī)和慣性導(dǎo)航組件，采集慣性導(dǎo)航組件的姿態(tài)信息和加速度信息及GPS/BD的經(jīng)緯度、高度信息，與地面?zhèn)魉蛠淼牟罘諫PS經(jīng)緯度、高度信息和航向航速信息比較，獲得準(zhǔn)確的相對地面錨點的高度、相對地面錨點的平面坐標(biāo)位置和地面錨點的航向航速，經(jīng)PID控制算法得到各旋翼的轉(zhuǎn)速，產(chǎn)生控制飛行姿態(tài)的力矩，控制飛行姿態(tài)、飛行高度和飛行方向；

所述機(jī)載通訊設(shè)備采用以太網(wǎng)光纖收發(fā)器，傳輸速率為10Mbps到1000Mbps，傳輸飛控信息、任務(wù)設(shè)備產(chǎn)生的圖像和音頻信息。