[发明专利]天然气管道巡线固定翼无人机

权利要求书

1.一种天然气管道巡线固定翼无人机，包括机身和机翼，所述机身内设置有飞控系统、GPS、电池、挂载、左副翼舵机、右副翼舵机、水平尾翼舵机、垂起电机、外置磁罗盘、推进电机、数据通信电台、垂起电机电子调速器组、遥控接收机、推进电机电子调速器和降压稳压器；其特征在于：飞控系统分别与GPS、外置磁罗盘、左副翼舵机、右副翼舵机和水平尾翼舵机相连；GPS以每秒20次的频率采集飞机实时经纬度信息并发送给飞控系统；外置磁罗盘将采集到的方位角信息发送给飞控系统，飞控系统接收到GPS和外置磁罗盘发来的信息后，以每秒120次的频率与飞控系统自身记忆体中的位置信息进行比较，并且结合飞控系统自身集成的三轴角速度仪、三轴加速度仪、气压计来推测计算出飞机的偏航误差，并且得出修正所需的具体数值；飞控系统将上述数值打包后以每秒120次的频率发送给左副翼舵机、右副翼舵机和水平尾翼舵机，左副翼舵机、右副翼舵机和水平尾翼舵机将以每秒300次的频率响应飞控系统发来的数据包并实施物理上的舵面变化，控制机身保存3米内的循迹飞行。

2.根据权利要求1所述的天然气管道巡线固定翼无人机，其特征在于：左副翼舵机、右副翼舵机和水平尾翼舵机的控制信号为PWM信号，脉宽中立点为1.5毫秒，低点为1毫秒，高点为2毫秒，刷新频率为300赫兹。

3.根据权利要求1所述的天然气管道巡线固定翼无人机，其特征在于：机翼上反角为3.5度。

4.根据权利要求3所述的天然气管道巡线固定翼无人机，其特征在于：所述机翼选用克拉克W翼型，其翼根翼弦为275毫米，翼尖翼弦为185毫米，机翼中段展长为640毫米，巡航速度设定为60公里每小时。

5.根据权利要求4所述的天然气管道巡线固定翼无人机，其特征在于：所述克拉克W翼型的最大厚度11.22%在30.0%的翼弦，最大曲面3.76%在40.0的翼弦。

6.根据权利要求5所述的天然气管道巡线固定翼无人机，其特征在于：所述机翼的翼展为2300毫米，整机全长为1590毫米，机身长为965毫米、机身宽、高为165毫米；垂起纵轴距为906毫米，垂起横轴距为640毫米，起飞重量为6.9公斤。

7.一种如权利要求1所述天然气管道巡线固定翼无人机的工作方法，其特征在于：包括如下工作步骤：

第一步，通过管道沿线的DEM获得被测线路中线的坐标及高程数据；

第二步，加密中线坐标数量，进行飞控系统路由参数和舵机参数配置；

第三步，根据中线坐标生成航线，写入航线到飞控系统自身记忆体中；

第四步，开启自动飞行模式，飞控系统实时采集无人机瞬间姿态数据，并计算修正姿态并实时发送给舵机控制器；

第五步，舵机控制器执行飞机控制及甲烷激光器扫描。

8.根据权利要求7所述的天然气管道巡线固定翼无人机的工作方法，其特征在于：舵机控制器具备舵机控制参数，舵机控制参数包括舵机水平微调和舵机纵向微调。