[发明专利]多旋翼无人飞行器系留系统

说明书

技术领域

本发明涉及系留系统技术领域，尤其涉及一种多旋翼无人飞行器系留系统。

背景技术

气球、飞艇和涵道式飞行器等无人飞行器具有垂直起降和稳定悬停的特点，在侦查、通信及航拍等领域作为系留平台被广泛应用。系留气球或系留飞艇虽然可以在空中长时间滞留，但其体积很大，且填充气体昂贵，维护成本高。而涵道飞行器必须使用多条系缆，成本高、架设开通复杂，且需要较大的架设场地；多条系缆系留飞行时，机身水平朝向是固定的，无法根据任务的实际需求灵活旋转水平朝向，除非将飞行器降下后，将各个方向的系缆同时移动到另一水平角度后重新升起，操作十分麻烦；并且必须考虑整个飞行器的平衡配重，否则会影响飞行器的稳定性，对系统的实际应用提出了许多限制；由于涵道飞行器的自稳定能力有限，因此对伺服系统的自动控制能力要求很高。

可见，目前系留平台在经济性、稳定性、架设方便性、任务载荷承载的方便性和实用性、使用的灵活性等方面存在缺陷。

发明内容

基于此，本发明提供了一种多旋翼无人飞行器系留系统。

一种多旋翼无人飞行器系留系统，包括作为系留平台的多旋翼无人飞行器、系缆和地面装置，所述系缆连接所述多旋翼无人飞行器和所述地面装置；所述多旋翼无人飞行器包括系留电源装置，所述系缆包括输电线缆，所述地面装置包括地面供电装置，所述系留电源装置通过所述系缆中的输电线缆连接所述地面供电装置。

与一般技术相比，本发明多旋翼无人飞行器系留系统具有结构简单、可靠性高、悬停稳定、使用方便和成本低廉等特点，将系留方式应用于多旋翼无人飞行器上，解决了系留平台在稳定性、架设方便性、使用灵活性和使用成本等方面普遍存在的问题。通过系缆中的输电线缆使得地面电源连续向系留平台供电，极大地延长了飞行器的滞空时间。

附图说明

图1是本发明多旋翼无人飞行器系留系统的结构示意图；

图2是本发明系留供电系统结构示意图；

图3是本发明光电综合系缆的结构示意图；

图4是本发明系留通信系统结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及取得的效果，下面结合附图及较佳实施例，对本发明的技术方案，进行清楚和完整的描述。

请参阅图1，为本发明多旋翼无人飞行器系留系统的结构示意图。本发明多旋翼无人飞行器系留系统，包括作为系留平台的多旋翼无人飞行器、系缆和地面装置，所述系缆连接所述多旋翼无人飞行器和所述地面装置；所述多旋翼无人飞行器包括系留电源装置，所述系缆包括输电线缆，所述地面装置包括地面供电装置，所述系留电源装置通过所述系缆中的输电线缆连接所述地面供电装置。

作为其中一个实施例，所述输电线缆由包含在所述系缆中的两条导线组成，两条导线的两端分别与所述系留电源装置和所述地面供电装置连接。

作为其中一个实施例，所述地面供电装置包括依次连接的桥式整流电路、boost升压电路和第一滤波电路，所述桥式整流电路连接所述地面供电装置的交流输入端，所述第一滤波电路连接所述输电线缆；

作为其中一个实施例，所述系留电源装置包括相互连接的降压/稳压电路和第二滤波电路，所述降压/稳压电路连接所述输电线缆，所述第二滤波电路连接所述系留电源装置的直流输出端。

系留供电系统的功能是实现地面电源通过系缆向飞行器及飞行器上所搭载任务载荷提供电能。请参阅图2，为系留供电系统结构示意图，系留供电系统包括地面供电装置、系缆及搭载在飞行器上的系留电源装置。

以四旋翼无人飞行器为例，四旋翼无人飞行器的动力完全来源于四个直流电机带动螺旋桨转动所产生的风压。目前最大起飞重量在6公斤左右的四旋翼无人飞行器，其四个直流电机所需的总平均供电功率约700W，总峰值功率可达到1000W以上。如果通过系缆直接输送25V直流电源到飞行器，则平均电流为28A，峰值电流可达56A。显然可输送如此大的电流的导线很粗，单位长度重量很大，导线长度增加引起的线损也非常严重，根本不适合小型无人机系留使用。