一种可自充电的旋翼电动无人机的制作方法

1.本发明属于无人飞行器技术领域，具体涉及一种可自充电的旋翼电动无人机。


背景技术：

2.旋翼电动无人机可垂直起降，对起降场地要求不高，且飞行噪声小，机动能力强，是执行秘密侦查的有效手段，尤其是在复杂城市环境中，可作为一种潜伏式侦查手段，执行长时侦查任务，携带战斗部的无人机，在发现合适时机甚至可以执行打击任务。然而，旋翼电动无人机存在一个很大的缺点，就是续航时间短，大大缩短了潜伏式侦查的时间，导致在很大的程度上限制了无人机的功能使用。


技术实现要素：

3.针对现有旋翼电动无人机续航时间短，无法有效执行潜伏式侦查任务的问题，本专利提供一种可自充电的旋翼电动无人机，该无人机通过一种特制的起落架实现在城市输电线缆上的起降，并且通过该起落架直接从城市配电线缆上取电，对无人机储能装置或者动力电池充电，从而达到提升其续航能力的目的。
4.本发明所述的一种可自充电的旋翼电动无人机所采用的技术方案：包括机体、动力系统(电调、电动机、螺旋桨)、侦查载荷、起落架折叠展开驱动舵机、起落架、夹紧机构等。在机体上设置有三个以上起落架折叠展开驱动舵机，起落架撑杆安置在起落架折叠展开驱动舵机上，在每个起落架撑杆的另一端安置有夹紧机构驱动舵机、丝杆、丝杆支撑块、移动螺母、夹爪、刀片等部件；在起落架撑杆的端部设置有一个端块；夹爪与移动螺母活动衔接，夹爪中部通过中心轴安置在端块上；丝杆与移动螺母相连接，由夹紧机构驱动舵机驱动丝杆，丝杆驱动移动螺母上下移动，安置在起落架撑杆头部端块和与移动螺母关联衔接的夹爪就可以作出夹紧和放开的动作。
5.所述的夹紧机构包括：夹紧机构驱动舵机、丝杆、丝杆支撑块、移动螺母、夹爪等。在夹爪上可安置有刀片。
6.所述旋翼电动无人机为常规四旋翼无人机布局，包括三个以上旋翼臂，四个电调、四个电机和四个螺旋桨。
7.所述无人机起落架，具有起落架折叠展开驱动舵机，可实现折叠展开，以实现适配不同跨度的配电线缆。
8.所述无人机起落架，其末端为爪式夹紧机构，在夹紧机构驱动舵机的驱动下，可实现夹紧功能；
9.所述夹紧机构的夹爪，其内侧安置有多个长形刀片，用于切割低压配电线缆的绝缘层。
10.所述自充电方案，取电自城市内配电线缆。
11.所述侦查载荷可为常规可见光、红外相机等；可用于侦查目标，也可用于指引无人机在配电线缆上的起降。
12.该无人机提供了一种新的增长无人机续航能力的方案，即直接从城市配电线缆上取电，给无人机充能，可解决无人机续航短的问题。具体实施方式是，当无人机电量不足时，无人机通过侦查载荷飞行至城市配电线缆附近，在侦查载荷的指引下，无人机利用特制的起落架实现在配电线缆上的降落。具体过程为，侦查载荷进行持续指引，无人机起落架展开宽度通过起落架折叠展开舵机驱动进行控制，根据不同的配电线缆跨度调整起落架展开宽度，可适配不同跨度的配电线缆；起落架展开到位后，起落架末段的夹紧机构，在夹紧机构驱动舵机的驱动下张开，待配电线缆进入夹紧机构范围内时，舵机驱动夹紧机构夹紧，无人机则固定在配电线缆上，实现降落；从夹爪内侧看布置多条锋锐的刀片，此刀片用于切割低压配电线缆上的绝缘层，对于高压裸露线缆则无需切割；无人机两侧夹紧机构夹紧后，可以获取配电线缆上的交流电，该交流电通过夹紧机构、起落架，进入无人机机体内，再通过设置在机体内的整流、变压装置，实现给无人机充电，解决无人机续航问题；当无人机充满电后，夹紧机构驱动舵机张开夹爪，解除线缆约束，然后自行起飞，并折叠起落架，执行后续任务。
13.本发明最大的优点是，克服了现有技术中旋翼电动无人机续航时间短，无法长时间长距离地有效执行潜伏式侦查任务的不足，依照本发明提供一种可自充电的旋翼电动无人机，可以使得该无人机在电力不足的情况下，通过一种特制的起落架实现在城市输电线缆上的起降，并且通过该起落架直接从城市配电线缆上取电，对无人机储能装置或者动力电池充电，从而达到提升其续航能力的目的。
附图说明
14.图1为一种可自充电的旋翼电动无人机示意图；
15.图2为一种特制起落架示意图；
16.图3为起落架夹紧机构展开状态示意图；
17.图4为起落架夹紧机构夹紧状态示意图。
18.图中：1为机体，2为动力系统，3为侦查载荷，4为起落架折叠展开驱动舵机，5为起落架撑杆，6为配电线缆，7为夹紧机构驱动舵机，8为丝杆，9为丝杆支撑块，10为移动螺母，11为夹爪，12为刀片，13为端块，14为中心轴。
具体实施方式
19.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
20.本发明实施方式如图1所示。图1为一种可自充电的旋翼电动无人机示意图。本发明使用的旋翼电动无人机为常规四旋翼电动无人机，包括机体1、动力系统2(包括电调、电机、螺旋桨)、侦查载荷3及起落架等。在机体上设置有四个起落架折叠展开驱动舵机4，起落架撑杆5安置在起落架折叠展开驱动舵机4上，在起落架撑杆5的另一端部分安置有夹紧机构驱动舵机7、丝杆8、丝杆支撑块9、移动螺母10、夹爪11、刀片12等部件，在起落架撑杆5的另一端部有一个端块13；夹爪11与移动螺母10活动衔接，夹爪11中部通过中心轴14安置在
端块13上；在夹爪11上安置有刀片12；丝杆8与移动螺母10相连接，由夹紧机构驱动舵机7驱动丝杆8，丝杆8驱动移动螺母10上下移动，则安置在起落架撑杆5头部端块13和与移动螺母10关联衔接的夹爪11可以作出夹紧和放开的动作。
21.当无人机电量不足时，无人机通过安置在机体1上的侦查载荷飞行至城市配电线缆缆6附近，在侦查载荷1的指引下，无人机利用特制的起落架实现在配电线缆6上的降落。具体过程为，侦查载荷3进行持续指引，根据配电线缆的跨度不同，无人机调整起落架撑杆5的展开宽度，起落架展开宽度调节通过起落架折叠展开舵机驱动4进行控制；起落架展开到位后，起落架末段的夹爪11在夹紧机构驱动舵机7的驱动下张开，待配电线缆6进入夹爪11范围内时，夹紧机构驱动舵机7驱动夹爪11夹紧，无人机则固定在配电线缆6上，实现降落；因该夹紧机构外形为爪式，可以适应不同粗细的配电线缆；夹紧机构的夹爪11内侧布置了多条锋锐的刀片，此刀片可用于切入低压配电线缆上的绝缘层，与金属导线相接触；无人机两侧夹紧机构夹紧后，可以获取配电线缆6上的交流电，该交流电通过夹紧机构、起落架，进入无人机机体内，再通过预先设置在机体内的整流、变压装置，实现给无人机充电，解决无人机续航问题；当无人机充满电后，夹紧机构驱动舵机张开，解除线缆约束，然后自行起飞，并折叠起落架，执行后续任务。
22.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种可自充电的旋翼电动无人机，包括机体、动力系统、侦查载荷、起落架折叠展开驱动舵机、起落架、夹紧机构，其特征在于，在机体上设置有三个以上起落架折叠展开驱动舵机，起落架撑杆安置在起落架折叠展开驱动舵机上，在每个起落架撑杆的另一端安置有夹紧机构驱动舵机、丝杆、丝杆支撑块、移动螺母、夹爪；在起落架撑杆的端部设置有一个端块；夹爪与移动螺母活动衔接，夹爪中部通过中心轴安置在端块上；丝杆与移动螺母相连接，由夹紧机构驱动舵机驱动丝杆。2.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述的夹紧机构包括：夹紧机构驱动舵机、丝杆、丝杆支撑块、移动螺母、夹爪；在夹爪上安置有刀片。3.根据权利要求1或2所述的无人机，其特征在于，所述的起落架，其末端采用爪式夹紧机构。4.根据权利要求1或2所述的无人机，其特征在于，在所述夹紧机构的夹爪内侧安置有刀片。5.根据权利要求4所述的无人机，其特征在于，所述侦查载荷安置在机体上；所述侦查载荷为常规可见光、红外相机。6.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，在机体内设置有整流、变压装置。

技术总结
本发明属于一种可自充电的旋翼电动无人机，包括机体、动力系统(电调、电动机、螺旋桨)、侦查载荷、起落架折叠展开驱动舵机、起落架、夹紧机构等。在机体上设置有三个以上起落架折叠展开驱动舵机，起落架撑杆安置在起落架折叠展开驱动舵机上，在每个起落架撑杆的另一端安置有夹紧机构，可降落在城市配电线上，该无人机设计了一种特制的起落架，其展开宽度可调节，用以适配不同跨度的配电线缆，其末端采用爪式夹紧机构，可以有效夹紧不同粗细的配电线缆，其夹紧机构的内侧安装有刀片，用以切割低压配电线缆的绝缘层，可以适应不同电压的配电线缆。并通过获取城市配电线上电能，给无人机充能，增加航时提升其续航能力。增加航时提升其续航能力。增加航时提升其续航能力。


技术研发人员：刘青 裴家涛 李钟谷 付中乐 刘亮 李盛 黄广 李康伟
受保护的技术使用者：湖北航天飞行器研究所
技术研发日：2022.12.29
技术公布日：2023/4/28