[发明专利]一种浮空器无人机的组合系统

说明书

技术领域

本发明属于飞行器技术领域，具体涉及一种浮空器无人机。

背景技术

旋翼无人机升力完全依靠旋翼电机带动旋翼叶片提供，耗能大，无法胜任长时间空中作业。无论是航拍作业还是执行大面积农药喷洒，其作业时间都较短。

目前提高旋翼无人机续航能力的设计方案大多数是依靠的是电池容量的增大，但是电池容量增大使得无人机的负重变大，而采用高能效高密度电池，增加了成本，而且能够起到的效果并不明显。

在无人机执行植保任务时，对于需要进行喷洒农药等工作时，由于其负载有限，携带药量有限，故每次喷洒范围较小，许多次作业。

一般旋翼无人机完成各类工作，除了自重以外，还需要携带相关设备，从连续作业能力来看，无论旋翼无人机具备多大的负重能力，其携带的设备重量都有很大的限制，限制了其作用的发挥。

发明内容

本发明解决的问题是现有技术中针对旋翼无人机执行飞行作业时续航能力极为有限，连续作业时操作手需要携带多块电池，并且无人机需要降落换电池；无人机携带药品进行植保等任务时，其带药量很低，每次作业范围有限。

为解决上述问题，本发明提供一种浮空器无人机组合系统，该系统可让旋翼无人机在空中长时间停留，无人机电力系统由浮空器携带的电源系统提供，电源系统除了在地面充满外，还可以利用浮空器上表面的太阳能板向蓄电池充电。除了电源系统，浮空器还可以根据作业需求，携带液罐等设备，在无人机执行农药喷洒等任务时，无人机不需要落地；在旋翼无人机不需要飞行时，可在浮空器停机坪反向停机，停机时无人机无能源消耗。无人机机身可不携带电池，由电缆供电，减低了飞行自重，可携带更多的外挂设备。由于液罐不在无人机机身上，所以无人机负重较低，而且浮空器可以携带重量更大的液罐，无人机执行农药喷洒任务时可以在更大范围内长时间起作用，整个系统极大的提高了旋翼无人机的作业能力和作业效率。

本发明共分为五个部分组成，分别是浮空器系统、电源控制系统、停机系统、缆线收纳系统和外挂液罐系统。

浮空器系统包括了囊体、升降控制器、推进器、液罐腔、连接杆、吊舱、吊舱停机吸盘。

进一步的，囊体与吊舱通过连接杆连接，连接杆内部可以布线，升降控制器通过对囊体内部副气囊空气量的控制，改变浮力大小，实现整体设备的上升和降落，推进器由安装在囊体侧面的多个叶片组成，使浮空器稳定悬停，并可以改变浮空器空中悬停位置，吊舱外壳下表面安装吊舱停机吸盘。

电源控制系统包括了太阳能板、充电电缆、输电电缆、充放电控制器和蓄电池。

进一步的，太阳能板安装在囊体上表面，可将太阳能转换为电能；充电电缆经过连接杆与吊舱内的蓄电池连接；蓄电池安装在吊舱内上部，其输出端连接输电电缆；输电电缆由吊舱内下部的电缆集线盘收纳，电缆另一端与无人机连接，为旋翼无人机飞行直接提供电力，充放电控制器管理电能的输入输出。

停机系统包括无人机停机连杆、无人机停机吸盘。

进一步的，停机连杆内部空心，下端安装在无人机机体上表面，上端安装无人机停机吸盘，完成安装后，连杆上端高过无人机旋翼叶片高度，在停机连杆侧面高于旋翼叶片位置设置线缆孔，用于电缆和液体软管等线路布置；吊舱停机吸盘为电磁铁，通电时产生吸力，无人机停机吸盘为铁磁性材质，在吊舱停机吸盘通电工作时，无人机停机吸盘可与吊舱停机吸盘吸合，无人机停机吸盘与吊舱停机吸盘配合作用，使旋翼无人机不工作的时候能够在吊舱下方停机。

缆线收纳系统包括电缆集线盘、软管集线盘、集线电机、转轴、收纳控制器。

进一步的，电缆集线盘、软管集线盘通过转轴同轴连接，集线电机输出端为转轴另一端，收纳控制器控制电机转向和速率，实现对线缆的收放功能，电缆集线盘、软管集线盘、集线电机、转轴和收纳控制器安装在吊舱内下部。

外挂液罐系统包括储液罐、软管，根据浮空器无人机执行的任务决定是否使用。

进一步的，储液罐安装在浮空器的液罐腔内，软管一端连接储液罐，另一端通过连接杆布线位置进入吊舱，通过软管集线盘收纳，并通过无人机停机连杆上的线缆孔接入无人机上的喷液口。

无人机由输电电缆直接供电，不需要携带电池，输电电缆连接旋翼电机，旋翼电机带动旋翼叶片旋转，为无人机提供升力和动力，无人机各个旋翼电机下方设置喷液口，执行喷液任务时连接软管，喷洒农药等液体，无人机下方携带外挂设备，可携带摄像机等航拍设备。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1 浮空器无人机组合系统示意图。