[实用新型]一种四旋翼多模式飞行器

摘要

本实用新型发明提供了一种四旋翼多模式飞行器，该飞行器具有监测模式、航拍模式和通信模式功能，用于环境监测、航拍侦查和应急通信。通过遥控装置唤醒和休眠不同功能传感器，完成飞行器的多模式切换，并通过无线传输方式将监测信息、航拍图像信息发送到遥控装置及地面监测站，并提供WiFi无线通信接口和TD‑LTE空中接口，可以向地面通信终端提供无线接入和移动通信功能。本实用新型通过平衡四个螺旋桨产生的升力来实现稳定的盘旋和精确飞行，结构简单、操控方便，具有垂直升降、系统功耗低和通信速率高等特点，具备空中监控、实时拍摄、自主导航、地面报警和应急通信等功能，适合在复杂的环境下或狭小区域垂直起降、目标侦测和应急通信。

主权项

一种四旋翼多模式飞行器，用于环境监测、航拍侦查和应急通信，其特征在于，所述飞行器由主控单元(1)、驱动模块(2)、导航模块(3)、感知模块(4)、无线通信模块(5)、太阳能电池组件(6)和遥控装置(7)构成，其中，所述主控单元(1)用于收集传感器信息，存储飞行器航行记录和实时采集信息，接收遥控信号及返回飞行状态信息，并通过遥控装置(7)捕获指令、实时跟踪与检测飞行器状态；所述驱动模块(2)由驱动电路和电机组成，驱动模块通过电机控制端口与主控单元(1)连接，并通过驱动电机和旋翼来为飞行器提供飞行动力；所述导航模块(3)集成电子罗盘、三轴MEMS陀螺仪和三轴MEMS加速度计，通过SPI接口与主控单元(1)连接，并通过I2C接口与三轴磁力计进行多轴数据融合，实现飞行器的平衡控制、姿态调节和精确定位；所述感知模块(4)采用集成式结构，包含温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、PM2.5传感器、CCD视觉传感器和超声波测距传感器，与主控单元(1)连接，用于对目标环境中的温度、湿度、烟雾、PM2.5浓度监测和场景拍摄，以及实现飞行器飞行高度检测与避障控制；所述无线通信模块(5)装有收发天线，通过SPI接口与主控单元(1)连接，实现与地面监测站的无线通信，并将飞行器的飞行状态以及监测信息，以无线传输方式发送到遥控装置及地面监测站；所述太阳能电池组件(6)为薄膜太阳能光伏电池，其利用光伏电池将太阳光能转化为电能，通过电机驱动螺旋桨产生飞行动力，既可以维持飞行器的正常工作，也可通过储能元件对机载电源充电及给飞行器续航供电；所述遥控装置(7)用于飞行器远程控制和模式切换；其特征还在于，所述飞行器具有监测模式、航拍模式和通信模式，并通过遥控装置完成模式切换功能；所述飞行器为轻质材料四旋翼飞行器，相邻的螺旋桨桨叶方向相反，相对的螺旋桨桨叶方向相同，以抵消飞行器运动时的旋转力矩；以及，所述飞行器通过调整电机的PWM波输出信号，实现其向前、向后、向左和向右的平移运动，以及完成俯仰方向、横滚方向和偏航方向上的旋转运动。