[發明專利]適用于無人機的變角度太陽能機翼結構

在審

• 申請號: 202111214948.3
• 申請日: 2021-10-19
• 公開（公告）號: CN113788138A
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 武明建;張瑞潔;吳志林;李忠新
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: B64C3/32
• 分類號: B64C3/32;B64C3/38;B64D27/24;H02S20/30;H02S30/20
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 汪清

本發明公開了一種適用于無人機的變角度太陽能機翼機構，具體包括內側機翼、外側機翼和機翼調節機構的結構設計。該變角度太陽能機翼工作時，固定于中間機翼上的伺服舵機可帶動擺桿和連桿轉動，實現對外側機翼角度的調節，使太陽光能夠以更大角度照射外側機翼上的太陽能電池板，增強無人機的續航能力。本專利采用拆分機翼的方式，在外側機翼上安裝太陽能電池板，通過舵機實現對外側機翼的一定角度的調節，解決了無人機在飛行時的耗能問題，創造性地提出了一種適用于無人機的變角度太陽能機翼設計方法。

技術領域

本發明涉及無人機的變角度太陽能機翼結構設計，特別是一種適用于無人機的變角度太陽能機翼結構。

背景技術

隨著對機載監視要求的提升，人們希望無人飛行器相對有人飛行器能夠實現更長時間的飛行，然而僅依靠燃油難以實現連續幾個月甚至數年的持續飛行，以用于執行偵察監視與通信中繼任務。太陽能飛行器在白天飛行當中，將太陽能轉換為電能，一部分直接供飛行使用，并將多余的電能儲存到蓄電池中供夜晚或太陽輻射較弱時使用，第二天太陽升起來時可繼續循環該運行方式。太陽能飛行器實現不間斷持續飛行的關鍵技術在于在白天轉換得到的能量不僅能夠滿足白天飛行消耗，而且需要滿足夜晚飛行需求。

由于夏季附近的太陽光照強烈、光照時間長、太陽高度角較高等因素，使得太陽能飛行器在白天飛行過程中可以轉換得到較多的電能，因此多數太陽能飛行器僅能在夏季附近實現持續飛行。冬季北緯中高緯度地區太陽高度角小、光照時間短等因素導致太陽能飛行器轉換得到的電能較少，使其難以實現晝夜持續飛行。

發明內容

本發明的目的在于提供一種適用于無人機的變角度太陽能機翼結構，以完成無人機飛行過程中的機翼間相對角度的調節工作，以調整機翼上太陽能面板受陽光照射角度，提高飛行續航時間。

實現本發明目的的技術解決方案為：

一種適用于無人機的變角度太陽能機翼結構，

該機翼分為三段：包括中間機翼和位于中間機翼兩側的外側機翼；

所述中間機翼通過機翼變體機構與外側機翼鉸接，成對稱變體構型；

所述機翼變體機構用于驅動外側機翼相對中間機翼的轉動；

所述外側機翼上設有太陽能電池板和光照采集模塊；

所述光照采集模塊用于采集光照強度，并通過航控系統控制機翼變體機構的運動，實現外側機翼角度的控制。

本發明與現有技術相比，其顯著優點是：

(1)在無人機機翼上安裝帶有太陽能電池板的蒙皮，使飛機在飛行時可利用太陽能作為飛行能源，有利于提高續航能力，并保護環境。

(2)將無人機機翼拆分出外側機翼，當陽光照射在飛機外側機翼上的太陽能電池板的角度較小時，可在不改變飛機整體飛行姿態的前提下，通過調整外側機翼的角度實現對陽光照射角度的調整，提高對太陽能的利用率。

(3)通過伺服舵機-連桿的機翼調節機構，可牢固連接無人機外側機翼和中間機翼，并實現對外側機翼角度的有效控制。整個設計布局均勻平衡，機翼可實現預期動作。

附圖說明

圖1是變角度太陽能機翼與無人機機身安裝示意圖；

圖2是中間機翼結構示意圖；

圖3是左側機翼結構示意圖；

圖4是機翼調節機構結構示意圖；

圖5是無人機調節外側機翼角度工作示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施例對本發明做進一步的介紹。