一種持續續航的互聯網無人機的制作方法
【專利摘要】本實用新型適用于遙控機器人技術領域，提供了一種持續續航的互聯網無人機，包括飛行裝置、續航電纜、具有收放線纜功能的卷線裝置及遙控器，所述遙控器通過無線通信連接所述飛行裝置，所述遙控器還通過無線通信連接所述卷線裝置，所述飛行裝置的供電裝置的輸入端連接所述續航電纜的一端，所述續航電纜的另一端連接所述卷線裝置。該無人機能夠持續續航，實現了持續供電，使得無人機能夠一直處于工作狀態，并且比多旋翼無人機更高的抗風能力，加上防雨防護，就能在除極其惡劣天氣外的持續工作。該無人機結構簡單，使用方便，實現了遠程互聯網操作，自動化智能收放電纜，節省人力，節省低成本地解決高空作業、監視等平時用有人飛機才能實現的難題。
【專利說明】
一種持續續航的互聯網無人機
技術領域
[0001]本實用新型屬于遙控機器人領域，尤其涉及一種持續續航的互聯網無人機。
【背景技術】
[0002]善攻者，動于九天之上！空中的優勢，遠比地面更大。故無人機一時成為當今的熱點，就是因為空中視野更廣，可以保持絕對空中高位，建立空中指揮中心，全局把控。如無人機的高度1000米，記載各種設備，如3D建模，高倍相機，紅外夜視，激光補光，可以對10公里半徑區域進行監控。
[0003]如軍用:軍事偵查、情報收集、單兵作戰偵查、邊境巡邏、禁區；
[0004]警用:特警反恐、武警、消防監測、大型安保、交警、高速、森林公安、搶險救災、海關、環保(如霧霾)、海洋、城管應用；
[0005]民用:氣象、水利、電力、通訊、物流、倉庫、國土、地產、礦業、石油、輸油氣管道、港口、測繪考古、影視、景區、漁場、農場、牧場、工業、農業、商業等應用；
[0006]多旋翼無人機小巧，成本低廉。但它有致命缺點，就是續航時間短，在10多分鐘。另多旋翼的結構，導致它的抗風性太差，一旦天氣大于如4級以上的風，就不能飛，沒法適應大部分天氣。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型的目的在于提供一種持續續航的互聯網無人機，旨在解決上述的技術問題。
[0008]本實用新型是這樣實現的，一種持續續航的互聯網無人機，所述無人機包括飛行裝置、續航電纜、具有收放線纜功能的卷線裝置及遙控器，所述遙控器通過無線通信連接所述飛行裝置，所述遙控器還通過無線通信連接所述卷線裝置，所述飛行裝置的供電裝置的輸入端連接所述續航電纜的一端，所述續航電纜的另一端連接所述卷線裝置。
[0009]本實用新型的進一步技術方案是:所述卷線裝置包括控制系統、底座、卷線器、變速箱、線張力傳感器及具有圓周旋轉的接觸導電接頭，所述卷線器的一端設于底座上并置于所述變速箱內與齒輪連接，所述卷線器的另一端連接所述接觸導電接頭，所述線張力傳感器設于所述底座上并置于所述卷線器的上方，所述控制系統設于所述底座上并與所述變速箱連接，所述接觸導電接頭的輸出端電性連接所述續航電纜的另一端。
[0010]本實用新型的進一步技術方案是:所述控制系統包括電源單元、微處理器、第一通信單元、第一電子調速器、線張力傳感器及電機(如步進電機)，所述微處理器的輸出端通過所述第一電子調速器連接所述電機(如步進電機)的控制端，所述第一通信單元的輸出端連接所述微處理器的輸入端，所述第一通信單元通過無線通信連接所述飛行裝置，所述線張力傳感器的輸出端連接所述微處理器的輸入端，所述線張力傳感器設于所述卷線器上，所述電源單元的輸出端分別電性連接所述微處理器、第一通信單元、第一電子調速器及電機(如步進電機)，所述電源單元的輸出端還連接所述接觸導電接頭的輸入端。
[0011]本實用新型的進一步技術方案是:所述續航電纜的長度為10-3000米，所述續航電纜采用極低電阻率、線徑小于3平方毫米的電纜。
[0012]本實用新型的進一步技術方案是:所述飛行裝置包括機架、電氣控制系統、垂直動力裝置及若干旋翼動力裝置，所述電氣控制裝置設于所述機架上，所述垂直動力裝置設于所述機架的頂面，若干所述旋翼動力裝置分別連接所述機架上，相鄰的兩個所述旋翼動力裝置間的間距相等。
[0013]本實用新型的進一步技術方案是:所述垂直動力裝置包括連接桿、同軸正反轉電機、同軸上下正反轉螺旋槳及機座，所述連接桿的一端連接所述機座，所述連接桿的另一端連接所述機架，所述同軸正反轉電機設于所述機座上，所述同軸上下正反轉螺旋槳設于所述同軸正反轉電機的機軸上。通過垂直動力裝置來提升整體飛機的抗風能力。
[0014]本實用新型的進一步技術方案是:所述旋翼動力裝置包括連接桿、安裝機座、電機或舵機及螺旋槳，所述連接桿的一端連接所述安裝機座，所述電機或舵機安裝于所述安裝機座上，所述螺旋槳設于所述電機或舵機的機軸上。
[0015]本實用新型的進一步技術方案是:所述電氣控制系統包括中央處理器、遙控器接收模塊、陀螺儀、衛星定位系統、第二通信單元、供電裝置及若干電子調速器或通道，所述遙控器接收模塊的輸出端連接所述中央處理器的輸入端，所述衛星定位系統連接所述中央處理器雙向通信，所述陀螺儀的輸出端連接所述中央處理器的輸入端，所述中央處理器連接所述第二通信單元雙向通信，若干所述電子調速器或通道的一端分別連接所述中央處理器的輸出端，若干所述電子調速器或通道的另一端分別連接所述電機或舵機的控制端。所述供電裝置分別電性連接中央處理器、、遙控器接收模塊、陀螺儀、衛星定位系統及第二通信單元。
[0016]本實用新型的進一步技術方案是:所述供電裝置包括電源分配單元及直流降壓模塊，所述電源分配單元的輸入端連接所述直流降壓模塊的輸出端;所述衛星定位系統包括定位單元及天線，所述定位單元的輸入端連接所述天線的輸出端;所述第二通信單元包括無線通信電路，連接互聯網。
[0017]本實用新型的進一步技術方案是:所述第二通信單元還包括無線通信中繼電路，所述無線通信中繼電路通過無線通信連接所述無線通信電路，連接互聯網；所述第一通信單元及第二通信單元均采用無線通訊;所述天線采用北斗衛星天線或GPS衛星天線。
[0018]本實用新型的有益效果是:該無人機能夠持續續航，實現了持續供電，使得無人機能夠一直處于工作狀態，并且比多旋翼無人機更高的抗風能力，加上防雨防護，就能在除極其惡劣天氣外的持續工作。該無人機結構簡單，使用方便，實現了遠程互聯網操作，自動化智能收放電纜，低成本地解決高空作業、監視等平時只能用有人飛機才能實現的難題。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型實施例提供的持續續航的互聯網無人機的結構圖。
[0020]圖2是本實用新型實施例提供的電氣控制的結構框圖。
【具體實施方式】
[0021]附圖標記:10-飛行裝置20-卷線裝置30-續航電纜101-垂直動力裝置102-旋翼動力裝置103-機架201-卷線器202-接觸導電接頭203-底座204-電源單元205-微處理器206-第一電子調速器207-變速箱208-線張力傳感器
[0022]如圖1-2所示，本實用新型提供的一種持續續航的互聯網無人機，所述無人機包括飛行裝置10、續航電纜30、具有收放線纜功能的卷線裝置20及遙控器，所述遙控器通過無線通信連接所述飛行裝置10，所述遙控器還通過無線通信連接所述卷線裝置20，所述飛行裝置10的供電裝置的輸入端連接所述續航電纜30的一端，所述續航電纜30的另一端連接所述卷線裝置20。其中卷線裝置20可以是自動化的，也可以是機械的，還可以是手動的。
[0023]所述卷線裝置20包括控制系統、底座203、卷線器201、變速箱207、線張力傳感器208及具有圓周旋轉的接觸導電接頭202，所述卷線器201的一端設于底座203上并置于所述變速箱207內與齒輪連接，所述卷線器201的另一端連接所述接觸導電接頭202，所述線張力傳感器208設于所述底座203上并置于所述卷線器201的上方，所述控制系統設于所述底座203上并與所述變速箱207連接，所述接觸導電接頭202的輸出端電性連接所述續航電纜30的另一端。控制系統可以與遙控器通過無線通信，利用遙控器控制收放線，也可以與無人機的中央處理器進行通訊，獲取中央處理器的數據信息來自動控制收放線纜，在實際應用總可以根據現場的需求來自由靈活的調整其采用何種類型來控制收放線纜的過程。
[0024]所述控制系統包括電源單元204、微處理器205、第一通信單元、第一電子調速器206、線張力傳感器及電機(如步進電機)，所述微處理器205的輸出端通過所述第一電子調速器206連接所述電機(如步進電機)的控制端，所述第一通信單元的輸出端連接所述微處理器的輸入端，所述第一通信單元通過無線通信連接所述飛行裝置，所述線張力傳感器的輸出端連接所述微處理器的輸入端，所述線張力傳感器設于所述卷線器上，所述電源單元204的輸出端分別電性連接所述微處理器205、第一通信單元、第一電子調速器206及電機(如步進電機)，所述電源單元204的輸出端還連接所述接觸導電接頭202的輸入端。
[0025]所述續航電纜的長度為10-3000米，所述續航電纜采用極低電阻率(如金、銀等)、線徑小于3平方毫米的電纜。
[0026]所述飛行裝置包括機架103、電氣控制系統、垂直動力裝置101及若干旋翼動力裝置102，所述電氣控制裝置設于所述機架103的頂面，所述垂直動力裝置102設于所述機架103的頂面，若干所述旋翼動力裝置102分別連接所述機架102，相鄰的兩個所述旋翼動力裝置102間的間距相等。
[0027]所述垂直動力裝置包括連接桿、同軸正反轉電機、同軸上下正反轉螺旋槳及機座，所述連接桿的一端連接所述機座，所述連接桿的另一端連接所述機架，所述同軸正反轉電機設于所述機座上，所述同軸上下正反轉螺旋槳設于所述同軸正反轉電機的機軸上。通過垂直動力裝置來提升整體飛機的抗風能力。
[0028]所述垂直動力裝置包括定位三角板101、三根連接桿、同軸正反轉電機、同軸上下正反轉螺旋槳及機座，三根所述連接桿截面呈三角形設置，三根所述連接桿的一端連接所述機座，三根所述連接桿的另一端連接所述機架，所述定位三角板的三個頂點分別與三根所述連接桿連接，所述同軸正反轉電機設于所述機座上，所述同軸上下正反轉螺旋槳設于所述同軸正反轉電機的機軸上。
[0029]所述旋翼動力裝置包括連接桿、安裝機座、電機或舵機及螺旋槳，所述連接桿的一端連接所述安裝機座，所述電機或舵機安裝于所述安裝機座上，所述螺旋槳設于所述電機或舵機的機軸上。
[0030]所述電氣控制系統包括中央處理器、遙控器接收模塊、陀螺儀、衛星定位系統、第二通信單元、供電裝置及若干電子調速器或通道，所述遙控器接收模塊的輸出端連接所述中央處理器的輸入端，所述衛星定位系統連接所述中央處理器雙向通信，所述陀螺儀的輸出端連接所述中央處理器的輸入端，所述中央處理器連接所述第二通信單元雙向通信，若干所述電子調速器或通道的一端分別連接所述中央處理器的輸出端，若干所述電子調速器或通道的另一端分別連接所述電機或舵機的控制端。所述供電裝置分別電性連接中央處理器、遙控器接收模塊、陀螺儀、衛星定位系統及第二通信單元。
[0031]所述供電裝置包括電源分配單元及直流降壓模塊，所述電源分配單元的輸入端連接所述直流降壓模塊的輸出端。
[0032]所述衛星定位系統包括定位單元及天線，所述定位單元的輸入端連接所述天線的輸出端。
[0033]所述第二通信單元包括無線通信電路，連接互聯網。
[0034]所述第二通信單元還包括無線通信中繼電路，所述無線通信中繼電路通過無線通信連接所述無線通信電路。
[0035]所述第一通信單元及第二通信單元均采用無線通訊。
[0036]所述天線采用北斗衛星天線或GPS衛星天線。
[0037](一)、總體設計
[0038]—種持續續航的互聯網無人機，充分考慮空氣動力學和電機技術，具體為:
[0039]1、機身:增加載重，提高續航時間，必須降低本機的重量。首先機身框架設計，材料采用高強度碳纖維結構，航空鋁材CNC，輕質材料。
[0040]2、能源:無人飛機動力大致可分為燃油動力、電動和其它三類。其它主要有噴氣發動機、渦輪發動機和火箭發動機等幾種;而燃油動力是指用汽油、煤油和甲醇等燃料發動機做動力；電動則是指以電池推動電動機做動力的動力系統。相比較而言，前兩類是傳統的動力系統，其發展幾近百年，而電動則是最近幾年才發展起來的而且是由于手機廠家為增加待機時間和減輕手機重量，不斷推出容量大、體積小、重量輕的鋰電池為前提而推廣起來的。因此，基于蓄電池的基本特點優勢和便捷的可再充電模式，可靠、方便，體積小，故選擇蓄電池就是本實用新型設計所使用的一種動力，并給電機等部件工作提供能量。
[0041]3、動力系統:目前，微型飛行器的動力裝置的機翼主要有:電動機或內燃機帶動螺旋槳驅動、微型渦輪發動機驅動等。雖然內燃機具有燃料效率高、輸出功率大等特點，但是它的調速不方便、啟動困難等缺點限制了它在微型飛行器上的應用。微型渦輪發動機從理論上說是最理想的選擇，但是世界上對微型渦輪發動機的研究還不足以達到實際應用的水平。而電動機雖然由于電池容量的限制、存在飛行時間短等特點，但是它具有極高的可靠性、低噪音和價格經濟等優點，使電動機裝螺旋槳在微型飛行器的動力裝置的機翼中使用最為普遍。
[0042]4、飛行控制系統:由遙控(通過地面站遙控指令控制)和自主飛行控制(二維、三維或四維)兩種。在遙控方式下，地面操作手根據無人機的狀態信息和任務要求控制無人機的飛行。在自主控制方式下，飛行控制系統根據傳感器獲取的飛行器狀態信息和任務規劃信息自動控制無人機的飛行。在半自主控制方式下，飛行控制系統一方面根據傳感器獲取的飛行器狀態信息和任務規劃信息自主控制無人機的飛行，另一方面，接收地面控制站的遙控指令，改變飛行狀態。
[0043](二)、分部設計
[0044]旋翼無人機是能量源自電池，經過電調、傳給電機，直接帶動較長的葉片高速旋轉，使空氣相對葉片快速氣流，在翼面上下產生壓力差從而獲得升力，從而抵抗重力得到飛行。
[0045]1、螺旋槳:大載重的用碳纖維槳。載重很大的話可以選擇櫸木槳，不易變形。螺旋槳規格，一般由4位數字表示，前兩位數表示直徑，后兩位表示螺距。以1060漿為例，10表示槳的直徑是10英寸，60表示漿角(螺距，6.0英寸，也就是152.4mm) ο
[0046]根據流體力學，空氣和水不一樣，密度不同，水的密度是空氣的800倍。空氣密度小，為了加快空氣向后流動對飛行器的推力，飛行器螺旋槳的空隙是比較大的。如果飛行器槳葉太密，向后的空氣流動量就小了。三葉的效率會高，升力比同等兩葉要大，但發動機馬力要大，槳平衡也很難解決，兩葉槳做一次平衡就能配好一對，三葉槳做兩次平衡才能配好一組，8軸的話，兩葉做8次平衡;太麻煩，故一般采用兩葉槳。螺旋槳葉片表面積相對越大，產生推力越大、效率越高。但相對較大的螺旋槳，飛行器飛行起來會很耗電，因為螺旋槳產生的阻力會比較大。所以，選擇什么型號的螺旋槳必須根據電機kV值和蓄電池提供的電壓及容量進行搭配，尤其是不能選用較高kV值的電機，主要是避免電機連同電調燒掉。
[0047]螺旋槳拉力計算公式為:直徑(米)X螺距(米)X漿寬度(米)X轉速如P(轉/秒)XI大氣壓力(I標準大氣壓)X經驗系數(0.25)=拉力(公斤)，前提是通用比例的漿，精度較好，大氣壓為I標準大氣壓，如果高原地區，要考慮大氣壓力的降低，如西藏，壓力在0.6-
0.7。1000米以下基本可以取I。例如:100 X 50的漿，最大寬度10左右，動力傘使用的，轉速3000轉/分，合50轉/秒，計算可得:100 X 50 X 10 X 50P X I X 0.00025=31.25公斤。如果轉速達到6000轉/分，那么拉力等于:100 X 50 X 10 X 100P X I X 0.00025=125公斤
[0048]3、電調:電調全稱電子調速器，英文electronic speed controller，簡稱ESC。針對電機不同，可分為有刷電子調速器和無刷電子調速器。它根據控制信號調節電動機的轉速。本飛行器就是通過遙控對無刷電子調速器的控制以達到調整飛行器的各種飛行姿態和動作。電調參數:輸出能力，例如:80A;電調的輸出為三?四個舵機供電是沒問題的
[0049]4、電池:模型動力的電池種類很多，鎳氫(N1-MH)、鎳錳(Ni0H-Mn02)、鋰金屬(Li)、鋰聚合物(L1-Poly)等電池都行。但為了減少重量，提高電量，我們采用高性能鋰離子聚合物電池組;它的參數:電壓+容量+放電倍率，例如:33(11.1￥)，420011^，30〇
[0050 ] a、電池容量:舉例5200mAh，意味著以5.2A電流放電，可以放I小時。
[0051 ] b、放電能力:30C電池，指的是電池的放電能力。對于30C電池，最大持續放電電流為:電池容量X放電C。例如:5200MA，30C電池，則最大的持續電流就是=5.2X30=156A(安培)。如果該電池長時間超過156安或以上電流工作，那么電池的壽命會變短。
[0052]C、電壓:對于電池的單片電壓，充滿電時應為4.15-4.20較合適(3S電池，就是3個單片電壓串接，就是4.20 V *3個，對應12.6V)，用后的最低電壓為單片3.7以上(3S對應
11.1V，切記不要過放)，長期不用的保存電壓最好為3.9(3S對應11.7V)。為了提高飛行器續航能力，我們會選擇電池容量大的，但本身電池的重量太重，反而降低續航時間。需要注意的是，電池的串聯和并聯要求單節電池或電池組的性能一致，這是因為在電路中如果有個別電池的電壓過低，其它電池就會為它充電，那總電壓或總電流就會低于我們的要求，同時也會造成好電池的損壞，這也是為什么鋰電池要用平衡充電的原因。充電過程對電池的壽命有相當大的影響。一般來說，電池的充電時間是和充電器的電流相關聯的。所以，對于16000mAH的電池，充電電壓是它的額定電壓，充電器的電流是5000毫安，那么充電時間就等于16000+ 5000=3.2小時。但這只是說從零電壓充起情況下的，屬于理想狀態，實際的充電時間還要看蓄電池的時間電量。但這不能說明使用大電流充電就能節約時間，實驗證明，大電流充電會對電池的性能造成一定程度的破壞。
[0053]5、電機:傳統的有刷直流電動機具有刷換方向設備、是以機械方式進行換向，存在噪聲、火花及壽命短等缺點。微型無刷直流電動機采用的是電子換向，其輸出功率和效率較高，同時噪音小、可控性強、壽命較長并無其他明顯缺點，本次設計所選定的是無刷直流電機。它的參數:最大電流(A)，最大電壓(V)，kV值.例如:2860，最大電流80A，最大電壓17V, 3400kVo
[0054]相同的電機，不同的kV值，用的螺旋槳也不一樣，每個電機都會有一個推薦的螺旋槳。相對來說螺旋槳配得過小，不能發揮最大推力;螺旋槳配得過大，電機會過熱，會使電機退磁，造成電機性能的永久下降；
[0055]a、電機kV值:大kV配小槳，小kV配大槳。kV值是每IV的電壓下電機每分鐘空轉的轉速，例如kV800，在IV的電壓下空轉轉速是800轉每分鐘。1V的電壓下是8000轉每分鐘的空轉轉速。
[0056]繞線匝數多的，kV值低，最高輸出電流小，但扭力大，可帶更大的槳，震動也小；
[0057]繞線匝數少的，kV值高，最高輸出電流大，但扭力小，只能帶小槳，但效率高；
[0058]b、電機型號:定子粗的，力氣大。電機型號，如2212，3508，4010，這些數字表示電機定子的直徑和高度。前面兩位是定子直徑，后面兩位是定子高度，單位是毫米。前兩位越大，電機越肥，后兩位越大，電機越高。又大又高的電機，力氣大，效率高，價格貴，而且電機自重就會很大。為了驅動力增大，必須將每個單元輸出的力a變為n*a，由安培力F=BIL可知，相當于增大了電流或者導線長度，考慮到硅鋼片的磁化曲線，為了輸出同樣的轉速和扭矩，縮小電機的半徑，即使增加了響應的定子高度，也會造成硅鋼片接近磁飽和導致的效率降低、電流增大導致效率降低和繞線困難等問題。所以我們設計采用盤式電機(又名鈴鐺電機)。電機的槽數在理論上是越多越好的。該電機的磁路長度非常短，采用扁平的外形，定子高度也非常小，這樣有利于用較小的電流產生較大的扭矩和較低的轉速，才能與大直徑低轉速螺旋槳匹配。
[0059]c、電機效率:3?5A，效率高；效率的標注方式是:g/W(克/每瓦)電機的功率和拉力并不是成正比的，也就是說50W的時候450g拉力，100W的時候就不是900g了，可能只有700g。具體效率查電機的效率表。
[0060]電機能耗管理:為了節約能耗，提高效率。我們使用比較大直徑螺旋槳，從而提高螺旋槳效率和電機效率。現在行業使用的開環方案(飛行控制系統只管控制電調的PWM值，不管電機轉速是否隨之升高，只是由陀螺儀來判別飛行器的姿態)，電機頻繁做變速運動引起的額外能量損耗。現在無人機多軸動力系統在微風的時候這部分損耗高達25%左右，風力風向如果劇烈變化這部分損耗則變得更大。為此我們設計電調輸出的導線有6根，比較粗一點的應該是電源線，其余四根應為信號線，采用串口或者其他方式與飛行控制系統進行雙向通信，飛行控制系統可以給電調發送指令，電調也可以將動力系統的信息(比如電機的轉速)反饋給飛行控制系統，這樣飛行控制系統對動力系統的控制就是閉環控制。
[0061 ] 6、推進系統各部件協調設計:
[0062]電池和電調的設計原則:
[0063]I)電池電壓不能超過電調最高承載電壓；
[0064]2)電池電流持續輸出大于電調最大持續電流輸出；
[0065]電機承受的電流由電機的負載決定，只要負載功率不超出電機額定，電機就不會有問題，而電池和電調僅提供到達這一負載的功率輸出，其能力超過該功率即可，并不代表能力大于該功率的電池電調組合一定會輸出最大功率。
[0066]電池和電機的原則:
[0067]I)電機工作電壓由電調決定，而電調電壓由電池輸出決定，所以電池的電壓要等于或小于電機的最大電壓；
[0068]2)電調最大電壓不能超過電機能承受的最大電壓；
[0069]7、機架的設計:
[0070]2kg以下的無人機可以選玻纖機架;2kg以上的用3K碳纖維。
[0071]碳纖維復合材料在無人戰斗機和直升機上主要應用于戰機主結構、次結構件和戰機特殊部位的特種功能部件。國外將碳纖維/環氧和碳纖維/雙馬復合材料應用在戰機機身、主翼、垂尾翼、平尾翼及蒙皮等部位，起到了明顯的減重作用，大大提高了抗疲勞、耐腐蝕等性能。碳纖維應宇航工業對耐燒蝕和輕質高強材料的迫切需求發展起來，它主要是由碳元素組成的一種特種纖維，是繼玻璃纖維之后出現的第二代纖維增強復合材料。碳纖維的含碳量在90%以上，具有優異的力學性能，與其它高性能纖維相比具有最高比強度和最高比模量。在2000°C以上高溫惰性環境中，碳纖維是唯一的一種強度不下降的物質，更可貴的是，碳纖維與其它材料具有很高的相容性，兼備紡織纖維的柔軟可加工性，并且容易復合，具有很大的設計自由度。
[0072]由槳長度，計算出機架軸距=(槳的英寸*25.4/0.8/根號2)*2。
[0073]機架軸距計算出槳的尺寸(英寸)=(機架軸距/2)*根號2*0.8/25.4。
[0074]下面是一些槳和軸距的搭配建議:
[0075]10寸槳搭配軸距450MM機架
[0076]11寸槳搭配軸距500麗機架
[0077]12寸槳搭配軸距550麗機架
[0078]13寸槳搭配軸距600麗機架
[0079]14寸槳搭配軸距650MM機架
[0080]15寸槳搭配軸距680麗機架[0081 ] 16寸槳搭配軸距720MM機架
[0082]17寸槳搭配軸距780MM機架
[0083]18寸槳搭配軸距820MM機架
[0084]19寸槳搭配軸距860MM機架
[0085]20寸槳搭配軸距900MM機架
[0086]機架的平衡設計:
[0087]特別是高腳架的無人機，一定要整機的重心落入到飛行器的幾何中心。
[0088]8、旋翼無人機的動力驅動及平衡設計(按四軸舉例說明:)
[0089]四軸飛行器其構造特點是在它的四個角上各裝有一旋翼，由電機分別帶動，葉片可以正轉，也可以反轉。為了保持飛行器的穩定飛行，在四軸飛行器上裝有3個方向的陀螺儀和3軸加速度傳感器組成慣性導航模塊，它還通過電調來保證其快速飛行。四個電機軸距幾何中心的距離相等，當對角兩個軸產生的升力相同時能夠保證力矩的平衡，四軸不會向任何一個方向傾轉；而四個電機一對正轉，一對反轉，使得繞豎直軸方向旋轉的反扭矩平衡，保證了四軸航向的穩定。根據四個輸入力和六個坐標輸出的欠驅動動力學，四個電機的轉速做相應的變化即可實現四軸橫向、縱向、豎直方向和偏航方向上的運動；飛行器實現空間6個自由度(分別沿3個坐標軸作平移和旋轉運動)的運動。在實際使用情況下，有用的主要運動為沿3個坐標軸作平移運動和繞垂直軸的旋轉運動，俯仰運動和翻滾運動為水平運動的誘導運動。四個槳產生的推力，超過或者低于四軸本身重力的時候能夠實現豎直方向上升與下降的運動，當槳的升力與四軸本身的重力相等的時候即實現懸停。
[0090]9、陀螺儀的原理就是一個旋轉物體的旋轉軸所指的方向在不受外力影響時，用它來保持方向，制造出來的儀器就叫陀螺儀。例如，騎自行車其實也是利用了這個原理。輪子轉得越快越不容易倒，因為車軸有一股保持水平的力量。遙控飛機陀螺儀在工作時要給它一個力，使它快速旋轉起來，一般能達到每分鐘幾十萬轉，可以工作很長時間。然后用多種方法讀取軸所指示的方向，并自動將數據信號傳給控制系統。
[0091]多旋翼無人機是一種安裝根據幾何對稱圖形來確定數量的動力軸和螺旋槳的可垂直起降的無人飛行系統，也叫多軸飛行器，常見的有4軸、6軸、8軸等無人機。決定多旋翼飛行器旋翼個數的，就是飛行器穩定性、幾何尺寸和單發動力性能三者的平衡。數量越多越穩定，而且可以承受雙發/單發失效，但相比較旋翼直徑的縮小，旋翼中心與飛行器幾何中心的距離增加得更快，飛行器的尺寸也就會做得越大。此飛行器可以外掛很多設備、儀器、工具、武器等用于各種用途。當然也可以外掛我們的載體，如各類運輸物資、藥水等。
[0092]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種持續續航的互聯網無人機，其特征在于，所述無人機包括飛行裝置、續航電纜、具有收放線纜功能的卷線裝置及遙控器，所述遙控器通過無線通信連接所述飛行裝置，所述遙控器還通過無線通信連接所述卷線裝置，所述飛行裝置的供電裝置的輸入端連接所述續航電纜的一端，所述續航電纜的另一端連接所述卷線裝置。2.根據權利要求1所述的無人機，其特征在于，所述卷線裝置包括控制系統、底座、卷線器、變速箱、線張力傳感器及具有圓周旋轉的接觸導電接頭，所述卷線器的一端設于底座上并置于所述變速箱內與齒輪連接，所述卷線器的另一端連接所述接觸導電接頭，所述線張力傳感器設于所述底座上并置于所述卷線器的上方，所述控制系統設于所述底座上并與所述變速箱連接，所述接觸導電接頭的輸出端電性連接所述續航電纜的另一端。3.根據權利要求2所述的無人機，其特征在于，所述控制系統包括電源單元、微處理器、第一通信單元、第一電子調速器、線張力傳感器及電機，所述微處理器的輸出端通過所述第一電子調速器連接所述電機的控制端，所述第一通信單元的輸出端連接所述微處理器的輸入端，所述第一通信單元通過無線通信連接所述飛行裝置，所述線張力傳感器的輸出端連接所述微處理器的輸入端，所述線張力傳感器設于所述卷線器上，所述電源單元的輸出端分別電性連接所述微處理器、第一通信單元、第一電子調速器及電機，所述電源單元的輸出端還連接所述接觸導電接頭的輸入端。4.根據權利要求3所述的無人機，其特征在于，所述續航電纜的長度為10-3000米，所述續航電纜采用極低電阻率、線徑小于3平方毫米的電纜。5.根據權利要求4所述的無人機，其特征在于，所述飛行裝置包括機架、電氣控制系統、垂直動力裝置及若干旋翼動力裝置，所述電氣控制裝置設于所述機架上，所述垂直動力裝置設于所述機架的頂面，若干所述旋翼動力裝置分別連接所述機架上，相鄰的兩個所述旋翼動力裝置間的間距相等。6.根據權利要求5所述的無人機，其特征在于，所述垂直動力裝置包括連接桿、同軸正反轉電機、同軸上下正反轉螺旋槳及機座，所述連接桿的一端連接所述機座，所述連接桿的另一端連接所述機架，所述同軸正反轉電機設于所述機座上，所述同軸上下正反轉螺旋槳設于所述同軸正反轉電機的機軸上。7.根據權利要求6所述的無人機，其特征在于，所述旋翼動力裝置包括連接桿、安裝機座、電機或舵機及螺旋槳，所述連接桿的一端連接所述安裝機座，所述電機或舵機安裝于所述安裝機座上，所述螺旋槳設于所述電機或舵機的機軸上。8.根據權利要求5所述的無人機，其特征在于，所述電氣控制系統包括中央處理器、遙控器接收模塊、陀螺儀、衛星定位系統、第二通信單元、供電裝置及若干電子調速器或通道，所述遙控器接收模塊的輸出端連接所述中央處理器的輸入端，所述衛星定位系統連接所述中央處理器雙向通信，所述陀螺儀的輸出端連接所述中央處理器的輸入端，所述中央處理器連接所述第二通信單元雙向通信，若干所述電子調速器或通道的一端分別連接所述中央處理器的輸出端，若干所述電子調速器或通道的另一端分別連接所述電機或舵機的控制端，所述供電裝置分別電性連接中央處理器、遙控器接收模塊、陀螺儀、衛星定位系統及第二通信單元。9.根據權利要求8所述的無人機，其特征在于，所述供電裝置包括電源分配單元及直流降壓模塊，所述電源分配單元的輸入端連接所述直流降壓模塊的輸出端;所述衛星定位系統包括定位單元及天線，所述定位單元的輸入端連接所述天線的輸出端;所述第二通信單元包括無線通信電路。10.根據權利要求9所述的無人機，其特征在于，所述第二通信單元還包括無線通信中繼電路，所述無線通信中繼電路通過無線通信連接所述無線通信電路;所述第一通信單元及第二通信單元均采用無線通訊;所述天線采用北斗衛星天線或GPS衛星天線。
【文檔編號】G05D1/10GK205608525SQ201620209934
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年3月18日
【發明人】吳李海
【申請人】吳李海