[发明专利]一种延长电动多旋翼航时的电池抛撒方法及装置、无人机

说明书

本发明属于多旋翼无人机技术领域，公开了一种延长电动多旋翼航时的电池抛撒装置及方法、无人机；在飞行过程中，先使用机臂携带的电池；通过电压检测，当机臂电池下降到平均每层3.7V时，通过舵机控制抛撒机构；将机臂电池抛下；再利用机身的电池继续飞行。本发明为了保证电池能够安全的同步的与电动无人机的机臂分离。在打开抛撒机构时，需要做机动动作；为了防止电池跌落时，干扰有效载荷，电动无人机采用悬停方式抛撒电池；在抛撒机构打开后，无人机同时将偏航快速转动一个角度，甩开电池；既可以保证每个机臂上的电池都能够脱落，而且能够保证脱落的同时性，有利于电动多旋翼的姿态保持。

技术领域

本发明属于多旋翼无人机技术领域，尤其涉及一种延长电动多旋翼航时的电池抛撒方法及装置、无人机。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：多旋翼无人机在近年来得到了广泛的研究。其机动性强，可以定点悬停，且结构简单，操纵方便，得到了各领域的持续关注。在航拍、植保、测绘、电力巡线、短途运输以及警用军用等领域均有应用。随着技术的不断突破，多旋翼无人机势必会承担更多更重的任务。譬如火情中，搭载灭火弹，在满足往返时间的前提下，如果可以多携带一枚灭火弹，则对扑灭火情极为有帮助；在战场上，负责侦查的无人机，如果能够多搭载一种侦查设备，则能够获取更多的战场信息。但是多旋翼无人机的飞行时间和有效载荷的重量是一对矛盾。这是因为多旋翼无人机利用旋翼转动产生和自身重量相等的拉力，保持自身能够悬停。旋翼的效率和旋翼的直径的四次方成正比。因此，相对于直升机和固定翼飞机，多旋翼无人机工作效率较低。同一机型，要想获得长航时，就只能搭载更小的载重；要搭载大载重，就只能降低飞行时间。这严重限制了多旋翼无人机的应用。现有的技术方案，通常是根据应用场景，平衡设计飞行时间和有效载重，以期达到最佳的使用体验。或者是使用油机，但是这增加了机械传动装置，不利于保养和维修。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有的多旋翼无人机获得长航时，就只能搭载更小的载重；搭载大载重，只能降低飞行时间，严重限制了多旋翼无人机的应用。

解决上述技术问题的难度和意义：

多旋翼无人机的载重和航时是一对矛盾，是影响用户体验的关键点。如果还没有完成飞行任务，就需要降落更换电池，这在航拍，巡检和消防等应用场合都是不允许的。一般情况下，通过增加电池容量和提高动力系统效率，能够有效改善这一矛盾。但是电池的容质比和动力系统的效率，短时间内无法取得快速的技术突破。因此，采用电池抛撒方法，增大载荷同时，又可以延长飞行时间，以应对特殊应用场景的需求，就显得很有必要了。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种延长电动多旋翼航时的电池抛撒方法及装置、无人机。

本发明是这样实现的，一种延长电动多旋翼航时的电池抛撒方法，所述延长电动多旋翼航时的电池抛撒方法通过飞行控制器(stm32f103)发出一定占空比的PWM信号，高扭矩舵机(RDS3218)按照接收到的PWM信号转动，将电池抛出。

具体的工作过程如下：

开机上电，飞行控制器启动，进行开机自检；

飞行控制器通过控制高低电平信号进行电子开关(IRF540NPBF IRF540TO-220100V 33A)的通断控制。

在开始的时候，飞行控制器输出低电平，电子开关闭合，此时使用的是机臂携带的电池；

在飞行过程中，通过对电池电压检测(飞行控制器的ADC接口)，当检测到机臂电池的电压下降到平均每层3.7V时，认为机臂电池的电量已经基本用完，此时飞行控制器输出高电平，打开电子开关，接通机身电池；

无人机进行悬停动作；

飞行控制器通过PWM控制高扭矩舵机转动，打开抛撒机构，同时进行偏航机动，将机臂电池抛下；

无人机利用机身电池继续飞行。