[發明專利]多級級聯式自平衡系留無人機系統

在審

• 申請號: 201710016045.1
• 申請日: 2017-01-10
• 公開（公告）號: CN106585972A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 張永飛;周欣
• 申請（專利權）人: 周欣
• 主分類號: B64C27/08
• 分類號: B64C27/08;B64F3/02
• 代理公司: 廣東深宏盾律師事務所44364
• 代理人: 康宇寧

技術領域

本發明申請涉及一種無人機，具體是一種多級級聯式自平衡系留無人機系統。

背景技術

系留無人機系統由多旋翼無人機、系留線纜、地面起降平臺組成，無人機使用地面供電長時間滯空懸停，同時，機載設備采集的高清視頻等數據可以通過系留線纜內置的光纖回傳到地面，具有空中長時間作業、數據傳輸帶寬大的優勢，整個系統可獨立式安裝，也可以車載安裝，并能自動同步跟隨車輛移動。適用于電視直播、信號發射、視頻監控等領域。當前“系留無人機”主要以多旋翼無人機或共軸無人機為機體，通過旋翼產生升力，通過系纜為旋翼電機供電，從而構成的一套完整的長時間滯空平臺；系留無人機是目前比較理想的長時、高載荷、高性價比、操作簡便的滯空平臺。

目前系留無人機技術領域存在著“升空效益”，由于地球表面曲率的影響，無線電波、光線的傳輸受到視距的限制和影響；解決這一問題的有效方法是：將無線設備、光電設備升空，增加此類設備高度，形成“升空效益”。 目前常見‘升空平臺’的局限性：固定翼飛機、垂直旋翼飛機（直升機）、飛艇等平臺，需要自身攜帶能源，所以留空時間有限，且成本較高；系留氣球等平臺，體積龐大、升降較慢、載荷較低；普通無人機平臺，受自身電池容量限制，載荷和續航時間均有限。

當前系留無人機全部采用單機模式（即整套系統只存在一架無人機），所以在載荷、穩定性、可靠性、升空高度等核心技術指標方面均存在極限值，且因為只能通過核心部件（如電機）的性能提升來提升系留無人機的整體性能，造成整體性能提升的技術難度很大；另外，當前系留無人機全部采用單一的飛控模塊方式進行無人機的姿態控制，存在技術要求高、抗風性較差、功耗損失大、成本高、起飛慢、動力利用率低等缺陷；以上問題造成當前系留無人機作為滯空平臺，在核心技術指標（升空高度、穩定性、可靠性、載荷等）上存在瓶頸，限制了整個系留無人機產業的發展。

發明內容

本發明申請的目的在于提供多級級聯式自平衡系留無人機系統，由多級級聯式無人機系統和自平衡系留無人機系統兩部分組成，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明申請提供如下技術方案：

具體來說，本發明申請所述的多級級聯式自平衡系留無人機系統，整套系統由多臺“系留無人機”組成（無人機主體可以選用多旋翼無人機、共軸反旋翼無人機等多種無人機方案，且不局限于上述這些種類的無人機）。每臺無人機均安裝“上部接口模塊”和“下部標準線纜模塊”， 通過其中一臺無人機的下部標準線纜模塊和相鄰另外一臺無人機的上部接口模塊相連接，組成串行架構的系留無人機組，從而實現系留無人機在載荷、穩定性、可靠性、升空高度等方面核心技術指標的大幅提升。

進一步的，本發明申請所述的多級級聯式自平衡系留無人機系統，每一臺無人機均單獨安裝上部接口模塊和下部標準線纜模塊；其中，上部接口模塊包括卡榫結構和系留線纜接口；下部標準線纜模塊包括系留線纜箱和系留線纜，上部接口模塊和下部標準線纜模塊之間由系留線纜連接，下部標準線纜模塊的系留線纜與上部接口模塊的系留線纜接口連接。

更進一步的，所述下部標準線纜模塊的系留線纜的末端設有用于與上部接口模塊的系留線纜接口連接的連接頭。

再進一步的，所述連接頭上設有連接螺母。

進一步的，所述系留線纜由外至內依次包括外層彈性保護套、信號屏蔽網、凱夫拉材質線纜和內芯防水絕緣層，內芯防水絕緣層的中心為信號線，信號線的周圍設有若干電源線，電源線的外壁為外層絕緣層。

進一步的，系留無人機下部安裝“平衡桿掛件模塊”（采用重錘自平衡原理），通過此模塊實現系留無人機的部分穩定性功能和懸掛各種功能吊艙的功能；自平衡系留無人機系統使系留無人機的核心技術指標“穩定性”實現起來更便捷；使系留無人機的起飛速度更快；且可以和其它各種飛控裝置配合使用，提升系留無人機整體安全系數。

更進一步的，所述平衡桿掛件模塊由自平衡桿和外掛接口兩部分組成，使其在無人機下部達到重錘自平衡的效果，從而提升無人機的穩定性。

進一步的，本發明申請所述的多級級聯式自平衡系留無人機系統，還包括地面平臺，地面平臺包括互相連接的線纜控制系統和動力系統，系留線纜與線纜控制系統連接。

本發明申請所述的多級級聯式自平衡系留無人機系統，具有以下的優點：

1、多級級聯式自平衡系留無人機實現了無人機的級聯、堆疊設計，使得系留無人機的動力性、可靠性、核心部件的可靠性等方面實現了線性擴展；傳統系留無人機沒有此方面設計；