本發明專利技術涉及一種基于貫流風機的自動導航飛行器。本發明專利技術包括基于貫流風機的飛行器，所述基于貫流風機的飛行器包括主機機架、四組固定柱、四組風道、四臺無刷電機、四組葉輪、四組支撐柱，四組風道分別通過固定柱以主機機架中心點對稱安裝于機架平面上側，四組支撐柱以主機機架中心點對稱直立安裝于機架平面下側，四組葉輪分別安裝于相應風道內側，并且分別與四臺無刷電機共軸相連，通過固定柱與主機機架相連接，組成貫流風機。主機機架設有控制平臺，所述控制平臺上設置有機載飛行控制單元和供電電源。本發明專利技術能夠實現無人控制下的自動導航飛行，可無線調整飛行參數及獲取機體飛行數據。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種飛行器，尤其是一種基于貫流風機的自動導航飛行器。
技術介紹
無人駕駛飛機是一種以無線電遙控或由自身程序控制為主的不載人飛機。它的研制成功和戰場運用，揭開了以遠距離攻擊型智能化武器、信息化武器為主導的“非接觸性戰爭”的新篇章。與載人飛機相比，它具有體積小、造價低、使用方便、對作戰環境要求低、戰場生存能力較強等優點，備受世界各國的關注。在現代戰爭中，無人駕駛飛機以其準確、高效和靈便的偵察、干擾、欺騙、搜索、校射及在非正規條件下作戰等多種作戰能力，發揮著顯著的作用，并引發了層出不窮的軍事學術、裝備技術等相關問題的研究。四軸飛行器是一種常見的多旋翼飛行器，通過支撐臂連接四個旋翼，并且分為兩組，互為正反槳，每組兩個旋翼旋向相同，但兩組旋翼旋向相反，以此抵消其對機體產生的扭力矩，保持機體平衡，旋翼轉速的改變能夠改變升力，進而決定飛行器的空中姿態和移動位置，正因為其靈活的運動能力、較強的抗風性能、緊湊的設計結構，能夠在狹小閉塞或復雜的人力難以抵達的地形環境中完成行動任務。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術的目的是提供一種針對現有基于貫流風機的自動導航無人飛行器，采用在動力性和穩定性更有優勢的貫流風機作為驅動方式，將裝載高精度、低功耗導航定位系統，實現無人控制的自主導航飛行，并可無線調整飛行參數及獲取機體飛行數據。本專利技術解決技術問題所采取的技術方案為 基于貫流風機的自動導航飛行器，包括基于貫流風機的飛行器，所述基于貫流風機的飛行器包括主機機架、四組固定柱、四組風道、四臺無刷電機、四組葉輪、四組支撐柱，所述四組風道分別通過固定柱以主機機架中心點對稱安裝于機架平面上側，所述四組支撐柱以主機機架中心點對稱直立安裝于機架平面下側，與機架所處平面呈90度夾角，所述四組葉輪分別安裝于相應風道內側，并且分別與四臺無刷電機共軸相連，通過固定柱與主機機架相連接，組成貫流風機，相鄰的貫流風機處于同一平面且相互之間的夾角為90°。所述主機機架設有控制平臺，所述控制平臺上設置有機載飛行控制單元和供電電源；所述機載飛行控制單元包括微控制器、三軸陀螺儀、三軸傾角傳感器、用于測量飛行高度的數字氣壓傳感器、用于確定航向的數字羅盤和用于導航定位的GPS導航定位芯片。其中，三軸陀螺儀和三軸傾角傳感器將飛行器的空中運動姿態信號傳輸到微控制器，信號數據經過平衡控制算法處理后，微控制器調整四臺無刷電機的轉速，使得相應方向電機的轉速增加或減少從而保持飛行器的平衡，數字氣壓傳感器每隔一定時間采集飛行高度數據，當飛行器升高至預定飛行高度時，可配合三軸陀螺儀和三軸傾角傳感器，令飛行器在指定高度移動或懸停作業。所述的機載飛行控制單元還通過無線收發模塊與地面控制中心進行通訊。本專利技術相對于現有技術具有以下有益效果 本專利技術采用以基于貫流風機為驅動方式的四軸飛行器作為基本設備載體，通過高精度、低功耗的數字羅盤和GPS導航定位芯片，能夠實現無人控制下的自動導航飛行，可無線調整飛行參數及獲取機體飛行數據。貫流風機相較于傳統旋翼，在動力性和穩定性方面有更大提升，并且避免了機體空中自旋問題，使得航向控制，空中姿態調整更為自如。飛行器通過機載飛行控制單元能夠實現兩種控制模式飛行無人自動導航和地面手動遙控，而且控制模式可以高效，靈活地隨時轉換，當特殊電磁環境引起導航定位不準，機體反饋數據受干擾時，可調為手動遙控，保證飛行器飛行控制。本飛行器的地面控制中心可實時監控飛行狀態數據，根據具體飛行環境，通過無線數據收發模塊調整飛行器控制參數，保證飛行過程魯棒性。本專利技術集機身姿態控制、飛行高度檢測、航向校準、自動導航定位、無線收發等功能于一體，機體飛行具有可靠穩定性與操控性，結構緊湊、設計合理，并保留通用擴展接口，具有良好應用價值和使用前景。附圖說明為了更清楚說明本專利技術的技術方案和設計優點，下面將結合附圖對本專利技術作進一步詳細描述，其中 圖1為本專利技術的飛行器的結構俯視 圖2為飛行器的側視 圖3為飛行器機載飛行控制單元各元件布置 圖4為飛行控制單元各元件連接示意圖。具體實施例方式以下結合附圖對本專利技術作進一步描述。如圖1和圖2所示，本專利技術的基于貫流風機的自動導航飛行器，包括基于貫流風機的飛行器，飛行器包括主機機架1、四組固定柱2、四組風道3、四臺無刷電機4、四組葉輪5、四組支撐柱6，四組風道3分別通過固定柱2以主機機架I中心點對稱安裝于機架平面上偵牝四組支撐柱6以主機機架I中心點對稱直立安裝于機架平面下側，與機架所處平面呈90度夾角，四組葉輪5分別安裝于相應風道3內側，并且分別與四臺無刷電機4共軸相連，通過固定柱2與主機機架相連接，組成貫流風機。貫流風機根據其長度分為兩組，分別對應安裝于矩形的長邊與短邊，各相鄰兩風機處于同一平面且相互之間的夾角為90°。如圖2和3所示，本專利技術的技術方案中，機載飛行控制單元通過安裝平臺設置于主機機架I上，所述機載飛行控制單元包括微控制器7、三軸陀螺儀8、三軸傾角傳感器9、用于測量飛行高度的數字氣壓傳感器10、用于確定航向的數字羅盤11和用于導航定位的GPS導航定位芯片12。其中，三軸陀螺儀8和三軸傾角傳感器9將飛行器的空中運動姿態信號傳輸到微控制器7，信號數據經過平衡控制算法處理后，微控制器7調整四臺無刷電機的轉速，使得相應方向電機的轉速增加或減少從而保持飛行器的平衡，數字氣壓傳感器10每隔一定時間采集飛行高度數據，當飛行器升高至預定飛行高度時，可配合三軸陀螺儀8和三軸傾角傳感器9，令飛行器在指定高度移動或懸停作業； 飛行器還搭載有數字羅盤11和GPS導航定位芯片12，通過兩者的協同工作，可使飛行器按照既定規劃的航線無人控制自動飛行。如圖4所示，可清楚表示機載飛行控制單元各元器件之間以及與之配合工作的地面控制中心的連接關系，機載飛行控制單元和地面控制中心組成無人導航飛行控制系統，能夠控制整個飛行器的姿態控制、飛行、懸停、定位和導航，地面控制中心包括控制微機13、無線數據收發模塊14和遙控器15。機載飛行控制單元通過無線數據收發模塊14實時發送飛行器在飛行過程中的各類數據，控制微機13實時接收并顯示所得到的數據，如供電電池電壓、電量、姿態、方向、高度、位置、飛行時間、飛行路程、與起點距離、電機轉速、GPS信號狀態等關鍵信息，并根據具體情況發出相應控制命令。基于貫流風機的自動導航無人飛行器供電電源16采用聚合物鋰電池供電，由于聚合物鋰電池的安全性能，相較于傳統鎳鎘電池或氫電池更好，例如重量輕，容量大，放電特性理想，內阻小等，特別適合飛行器的大電流供應。最后說明，以上描述僅用以說明本專利技術的技術方案而非限制其所包含范圍，即對本專利技術的技術方案進行修改或者等同替換，而并未脫離其目的和范圍的，均應涵蓋于本專利技術的權利要求范圍當中。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
基于貫流風機的自動導航飛行器，包括基于貫流風機的飛行器，其特征在于：所述基于貫流風機的飛行器包括主機機架、四組固定柱、四組風道、四臺無刷電機、四組葉輪、四組支撐柱，所述四組風道分別通過固定柱以主機機架中心點對稱安裝于機架平面上側，所述四組支撐柱以主機機架中心點對稱直立安裝于機架平面下側，與機架所處平面呈90度夾角，所述四組葉輪分別安裝于相應風道內側，并且分別與四臺無刷電機共軸相連，通過固定柱與主機機架相連接，組成貫流風機，相鄰的貫流風機處于同一平面且相互之間的夾角為90o；所述主機機架設有控制平臺，所述控制平臺上設置有機載飛行控制單元和供電電源；所述機載飛行控制單元包括微控制器、三軸陀螺儀、三軸傾角傳感器、用于測量飛行高度的數字氣壓傳感器、用于確定航向的數字羅盤和用于導航定位的GPS導航定位芯片；其中，三軸陀螺儀和三軸傾角傳感器將飛行器的空中運動姿態信號傳輸到微控制器，信號數據經過平衡控制算法處理后，微控制器調整四臺無刷電機的轉速，使得相應方向電機的轉速增加或減少從而保持飛行器的平衡，數字氣壓傳感器每隔一定時間采集飛行高度數據，當飛行器升高至預定飛行高度時，可配合三軸陀螺儀和三軸傾角傳感器，令飛行器在指定高度移動或懸停作業；所述的機載飛行控制單元還通過無線收發模塊與地面控制中心進行通訊。...
【技術特征摘要】
1.基于貫流風機的自動導航飛行器，包括基于貫流風機的飛行器，其特征在于所述基于貫流風機的飛行器包括主機機架、四組固定柱、四組風道、四臺無刷電機、四組葉輪、四組支撐柱，所述四組風道分別通過固定柱以主機機架中心點對稱安裝于機架平面上側，所述四組支撐柱以主機機架中心點對稱直立安裝于機架平面下側，與機架所處平面呈90度夾角，所述四組葉輪分別安裝于相應風道內側，并且分別與四臺無刷電機共軸相連，通過固定柱與主機機架相連接，組成貫流風機，相鄰的貫流風機處于同一平面且相互之間的夾角為 90° ； 所述主機機架設有控制平臺，所述控制平臺上設置有機載飛行控制單元和供電電...
【專利技術屬性】
技術研發人員：鄒洪波，胡琦逸，王建中，陳云，
申請(專利權)人：杭州電子科技大學，
類型：發明
國別省市：
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