[實用新型]一種多旋翼機長航時飛行電源系統

有效

• 申請號: 201520344125.6
• 申請日: 2015-05-26
• 公開（公告）號: CN205150261U
• 公開（公告）日: 2016-04-13
• 發明（設計）人: 陶文英;楊紹文
• 申請（專利權）人: 陶文英
• 主分類號: B64D27/24
• 分類號: B64D27/24;B64D47/00;B60L8/00
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 李余江;劉楠

技術領域

本實用新型涉及一種多旋翼機應用太陽能電源供電的設計方法及系統，屬于新能源和航空技術領域。

背景技術

無人機是指可重復使用的無人駕駛飛行器，它有相應的航電系統、傳感器系統、通信系統、飛行控制系統等，具有自主飛行和獨立完成某項任務的功能，也有人稱之為空中機器人。相對于有人駕駛飛行器，無人機具有造價低廉，適用于多種復雜任務環境、可降低人員傷亡等優點。英國早在1917年就研制成功了世界上第一架無人機，到20世紀80年代左右，無人機的發展逐漸得到重視，目前，世界上很多國家都展開了無人機的研究和制造。

旋翼式無人機是無人機的一個主要分類，依靠一個或者多個旋翼提供機體的升力和動力。隨著無人機在各個領域中的深入發展，旋翼式無人機以其獨特的空中懸停能力、較固定翼式無人機更優良的低空低速特性、對起降場地的低要求、極佳的機動靈活性以及高可靠性得到了越來越多的青睞，被廣泛運用于軍民各個行業。

無人機的續航對無人機的應用影響非常大，無人機在飛行中會直接受到光照，太陽能是環保能源，無人機在飛行中可通過太陽能進行充電，目前被越來越多的用于無人機領域，而現在常見的由三個及多個電動螺旋槳升力的組合控制飛行的電動多軸旋翼機（簡稱多旋翼機）在使用上存在電池的持續供電能力弱，飛行續航時間較短的缺點，僅靠解決電池技術實現多旋翼機較長時間飛行續航的需求在近幾年里較難取得進展。

旋翼式無人機通常機體中部為一個球形體，可以考慮將球形體表面設置太陽能集能板從而利用太陽能進行供電，但由于球面的采光面積受限制，且不容易擴展面積因而原理上采能受限很大，而且太陽能電池基本材料硅片絕大多數是平面材料，特制球面的不宜推廣。另外，多旋翼機的飛行速度慢，對太陽能板面積擴大不敏感，利用其低速特點安裝面積較大的平面采光面板更具實用性。

因此，如何實現多旋翼無人機的長航時飛行是目前需要解決的一個重要技術問題。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種多旋翼機應用太陽能電源供電的電源系統，以解決多旋翼無人機較長時間飛行續航的問題。

本實用新型的技術方案如下：

首先，本實用新型提出了一種多旋翼機長航時飛行的設計方法，它至少包括如下A、B、C三種方案之一或者A方案與B方案的結合或者A方案與C方案的結合：

A方案：通過多旋翼機上自帶的太陽能電池板向多旋翼機上的蓄電池充電以實現多旋翼機的長航時飛行；

B方案：多旋翼機定點飛行時，多旋翼機采用供電電纜與地面的或汽車上的太陽能電池，汽車發電機，或引入市電組成的電源管理系統連接以實現對多旋翼機供電，電源管理系統可通過地面太陽能電源板或市電對其蓄電池進行充電再連接到供電電纜；

C方案：多旋翼機移動飛行時，多旋翼機采用供電電纜與地面的汽車上的電源管理系統連接以實現對多旋翼機供電，電源管理系統可以配置蓄電池，通過車載太陽能電源對其蓄電池進行充電再連接到供電電纜。

其中，在A方案中，多旋翼機自帶的太陽能電池板及其支撐結構安裝在多旋翼機的電動機軸臂延長結構上，可以拆卸，太陽能電池板的設計使多旋翼機的螺旋槳氣流順利向下流通，太陽能電池板設計變結構的減小風阻的機構，以及調節板面結構形式的機構。

B方案和C方案中，汽車在行駛過程中，通過導航信息讓移動飛行的多旋翼機獲得汽車的實時位置，引導和控制移動飛行的多旋翼機跟隨汽車移動，保持相互的位置和距離從而獲得持續的供電。供電電纜通過安裝在汽車上的電纜收放裝置實現電纜長度的調節，對電纜收放長度的控制采用電動和手動結合的兩種方式；手動方式可用在斷電或其他特殊情況；電動調節方式設計為通電狀態處于放線的松弛狀態，電纜收放裝置自動記錄放線長度，電纜收放裝置根據其自動測量數據或與導航信息結合實現對放線長度的收線和放線的控制。

在以上各方案中，還可以在多旋翼機上與通常配置的遙測遙控與信息傳輸鏈路并聯加裝4G/LTE（含LTE-A）通訊設備，將任務載荷或探測傳感器的數據在機上記錄或下傳給指定的接收設備，指定的地面或移動平臺上的接收設備可以多臺同時接收下傳的信息。

基于上述方法，本實用新型的一種多旋翼機長航時飛行控制系統是這樣的：它包括設有蓄電池和充電器的多旋翼機，該多旋翼機設有太陽能供電系統；所述太陽能供電系統為下面任意一種：

第一種是：太陽能供電系統包括設置在多旋翼機上的太陽能電池板，該太陽能電池板向多旋翼機上的蓄電池充電；