[实用新型]一种带外壳的四轴飞行器

说明书

技术领域

本实用新型涉及小微型无人飞行器领域，特别是涉及一种具有可拆卸外壳的四轴飞行器。

背景技术

四轴飞行器是无人飞行器的一种，也是一种智能机器人，“四轴”指飞行器的动力由四个旋翼式的飞行引擎提供。文献“四旋翼飞行器自动驾驶仪设计”（作者：杨明志，出版地及出版社：南京，南京航空航天大学，出版时间：2008）中提到，人们对四轴飞行器的研究从军用到民用、商用领域都有涉及，近几十年来，随着现代控制理论与电子控制技术的发展，运用现代控制技术，使用电机代替油动力引擎进行四轴飞行器控制。四轴飞行器不需要专门的反扭矩浆，可以通过反扭矩作用使飞行器扭矩平衡。同时由于飞行器能够共享电池、电路板等，使得可以设计更加精简紧凑的结构，使电机旋翼产生的升力得到更加有效的利用。因此四轴飞行器的发展更加小型化、多样化，使得四轴飞行器的应用范围也越来越广泛。

以四轴飞行器为代表的小型无人机体积小，在执行任务时具有很强的防侦察能力，因此具有很好的军事应用前景。微小型无人机能够在士兵的操控下进行战场上近距离、小范围、复杂地形环境的敌情侦察，操作实施简便。在文章“无人系统路线图”（Unmanned Systems Roadmap. United States Department of Defense. 2005）中还涉及到微小型无人机除了执行侦察任务外，还可以用作通信联系工具或者指示目标机，甚至还能装上弹药直接执行战略攻击任务。以将小型无人机装备到美国军队为目标，美国国防高级研究计划局开展了一系列微小型无人机研制计划，并将其作为美军武器装备向信息化、微小型化方向发展的一部分。

在民用与工业领域，微小型无人机也具有广泛的应用前景。在救险、城市交通、环境监控以及工业安全巡检等领域都有大量的应用之处。微小型无人机在检测生化武器以及核辐射危险区域等任务中也能发挥重要作用。通过携带特定的功能检测模块，微小型无人机可以感知有毒物质的浓度或者核辐射范围、程度等。通过在无人机上安装GPS，通过GPS等定位手段加上机载检测模块，可以检测出危险区的范围以及大致形状，跟踪报告危险区的中心位置移动情况等，能够实时发出警报。

在现代化工、电力、桥梁建设等领域经常会遇到一些特殊环境的安全巡检问题。例如，在国际会议论文“Locating defects in high voltage transmissionlines”（JaenschG., HoffmannH., MarkeesA., et al.. Proceedings of the 1998 IEEE 8th International Conference on Transmission& Distribution Construction, Operation & Live-line Maintenance. Orlando, FL USA :1998.179-186）中提到，由于地理环境特殊、工作环境危险，因此此类巡检往往会付出比较大的代价。例如在高空电力线巡检中通常采用“地面目测法”和“航测法”，然而，由于工作环境的复杂性，使得这两种方法分别存在精确度不高、劳动强度大和代价高昂、低空飞行危险性高的问题。无人机技术的发展，为特殊环境安全巡检提供了新的平台。无人机能够在工作人员的操控下进行工作，可以代替人工对巡检对象实施接近检测，减少工人的劳动强度。而以四轴飞行器为代表的小型化无人机，可以在体积上做进一步的优化，能够进入传统航测法无法到达的环境。通过文章“Aerial video inspection ofoverhead power lines”（Whitworth C. C. ,Duller A. W. G., Jones D. I., et al. Power Engineering Journal, 2001,15 (1) : 25-32）和文章“Control of an Inspection Robot for110KV Power Transmission Lines Based on Expert System Design Methods”（Zhou F Y, Wang J D, Li Y B, et al. Proceedings of the 2005 IEEE Conference on Control Applications Toronto, Canada , August 28-31, 2005. 1563-1568），我们可以知道小型化无人机可以携带传感仪器、摄像机等，对巡检对象进行数据收集、分析与存储，能够进一步提高巡检的工作效率和巡检精度，也离线分析提供数据基础。正是小型化无人机具有的低成本、低损耗、零伤亡、可重复使用等特点，将小型化无人机引入安全巡检领域将会是一个研究热点。