[实用新型]一种燃料动力多旋翼无人机

说明书

技术领域

本实用新型属于无人机领域，尤其涉及一种燃料动力多旋翼无人机。

背景技术

四旋翼飞行器，国外又称Quadrotor，Four-rotor，4rotors helicopter，X4-flyer等等，是一种具有垂直起降和悬停能力的四螺旋桨飞行器。其特点是维护容易，结构简单，稳定性高，在民用及军用领域中得到广泛应用。

目前多旋翼飞行器均采用电池驱动，由于电池的能量密度远低于燃料的能量密度，因此续航能力低且补充充电受限，使得多旋翼飞行器在实际应用中受到局限。

燃料动力因能量密度高较电池动力具有很大的优势。目前市面上尚无燃料动力的多旋翼无人飞行器。天津大学申请了一种油电混合动力四旋翼无人飞行器的专利[公布号CN 103359284 A]，该方案因从机械能到电能再到机械能的两次转换使得能量损失太大，在提升续航能力方面显得不足。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种燃料动力多旋翼无人机，旨在解决目前无人机续航能力低的问题。

本实用新型是这样实现的，一种燃料动力多旋翼无人机，包括动力单元、驱动单元、控制单元和监测传感单元；所述控制单元同时与所述动力单元、驱动单元、监测传感单元连接，所述动力单元还同时与所述驱动单元、所述监测传感单元连接；其中：

所述动力单元，包括发电模块、与所述发电模块连接的AC-DC转换模块，用于接收所述控制单元传输的控制指令后，所述发电模块输出交流电，经所述AC-DC转换模块进行转换后输出直流电至所述驱动单元和所述监测传感单元；

所述驱动单元，用于接收所述控制单元传输的驱动控制指令对所述多旋翼无人机的旋翼进行驱动操作；

所述监测传感单元，监测所述无人机的实时飞行状态，并将监测数据传输至所述控制单元。

进一步地，所述控制单元包括相互连接的收发模块和控制模块，其中：

收发模块，用于接收所述监测数据，并通过无线传输协议传输至外部控制系统；还用于接收外部控制系统传输的控制指令并传输所述控制模块；

控制模块，用于接收所述控制指令并传输至所述动力单元和所述驱动单元。

进一步地，所述动力单元包括发电模块、转换模块，其中：

所述发电模块，包括燃料发动机和发电机，用于接收到所述控制单元传输的发电控制指令时，所述燃料发动机为所述发电机提供发电动力，输出交流电；

所述AC-DC转换模块，与所述发电模块相连接，包括变压器、整流滤波器和稳压电路，用于接收到所述控制单元传输的转换控制指令时，将所述发电模块的输出的交流电转换为直流电并输出至所述驱动单元和所述监测传感单元。

再进一步地，所述动力单元还包括蓄电池模块；

所述蓄电池模块，与所述转换模块和所述驱动单元相连接，包括蓄电池和充放电控制子模块，用于接收到所述控制单元传输的充电控制指令时，在充放电控制子模块的控制下对所述蓄电池进行充电；还用于接收到所述控制单元传输的断电控制指令时，在充放电控制子模块的控制下停止对所述蓄电池充电；还用于接收到所述控制单元传输的供电控制指令时，为所述驱动单元和监测传感单元提供电力。

进一步地，所述监测传感单元包括：

卫星定位传感器和惯性传感器，用于监测无人机的水平坐标；

激光测距传感器，用于监测无人机的相对高度；

激光扫描传感器，用于障碍物的监测；

视觉传感器，用于对特定目标的捕捉；

旋转编码器，用于反馈无人机旋翼的旋转速度；

第一电压传感器，用于监测所述燃料发电机的发电电压；

第二电压传感器，用于监测所述AC-DC转换模块的输出电压；

第三电压传感器，用于监测所述蓄电池模块的蓄电池电压；

燃料检测传感器，用于监测所述燃料发电机的剩余燃料值。

进一步地，所述驱动单元包括相互连接的直流电机驱动器和直流电机，所述直流电机驱动器在接收到所述控制单元传输的驱动控制指令后驱动所述直流电机工作。

进一步地，所述无人机的机架采用碳纤维材料制成，所述机架包括多根机臂、中心盘及起落架，其中：每根机臂尾端安装一个所述直流电机、一个旋转编码器及一个旋翼，起始端铰接于所述中心盘上，所述起落架铰接于所述中心盘，所述中心盘含上下板，分别用于连接所述机臂、起落架，并安装所述燃料发动机、所述发电机、所述AC-DC转换模块、所述蓄电池、所述直流电机驱动器、所述监测传感单元。