[发明专利]一种面向任务载荷的模块化无人直升机

说明书

技术领域

本发明涉及无人机领域，特别是一种面向任务载荷的模块化无人直升机。

背景技术

近年来，随着科技水平的不断提高，无人机技术不断发展。无人机可分为固定翼和旋翼两大类，前者是目前国际上无人机的主流，而后者由于其技术含量较高，对无人机的设计和制造技术提出了更大的挑战。无人机和航模的重要区别在于：后者仅关注其飞行性能，属于运动和娱乐产品；前者则关注的是所能搭载的载荷，并完成指定的任务，是一种任务和作业平台。无人直升机具有垂直起降、悬停、低速和近目标飞行等功能，在民用领域具有广阔的应用潜力。

对于无人直升机的总体设计，通常人们的思路来自于两个方向：一是专业的航空设备制造者，多为由飞控系统取代飞行员的设计理念；二是航模设计和爱好者，多趋向于模型放大和整合。这两种设计理念均将注意力集中在飞行性能方面，对无人直升机的实际应用目的有所忽略。无人直升机作为一个任务平台，除飞行性能外，最重要的功能是搭载不同的任务载荷来进行作业。在现有的无人直升机设计中，任务载荷与飞机没有直接关联，常常通过外部悬挂来实现任务载荷搭载。由于任务载荷大小、尺寸、形状以及重量各异，且在无人直升机飞行时需要考虑相应的重心配重问题，故现有的这种外挂方法使得任务实施较为繁琐，出错几率较高，也容易造成设备的损害。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有无人直升机载荷舱形状和容量有限，无法适用各种不同种类、不同尺寸和形状的载荷设备，同时，任务载荷外部悬挂方法实施复杂、操作繁琐、出错率高、设备易损。

本发明为解决上述技术问题的技术方案是：将任务载荷作为无人直升机的组成部分进行无人直升机的总体设计，将无人直升机分成上部飞行平台模块1和下部任务载荷模块2，飞行平台模块1中包括由机身101、旋翼系统102、飞控系统103、动力系统104、电力系统105、电缆及接口106组成的无人直升机常规基本组件，任务载荷模块2主要由一个载荷舱201组成，两模块严密吻合、牢固连接，组成整体无人直升机。

在任务载荷模块2中安装一套或者多套任务载荷设备或系统、附加油箱202或备用电池203、配重物204，任务载荷模块2根据载荷的形状、尺寸、重量和应用特征进行独立设计和配重。按任务需求，附加油箱202和备用电池203可用于提高无人直升机的续航能力。配重物204用于调节机身重心配重，增加无人直升机的飞行稳定性。

飞行平台模块1可根据任务的需求进行替换。例如，根据任务需求选择使用不同类型的动力系统104，如电力发动机、柴油发动机或涡轮轴发动机等；根据任务需求选择使用不同的旋翼系统102，如单旋翼尾桨式或双旋翼交叉式等。

飞行平台模块1和任务载荷模块2可以通过固定卡扣、螺丝或其他固定装置3进行严密吻合、牢固连接。

一种飞行平台模块1可以和多种不同形状的任务载荷模块2配合使用。一种任务载荷模块2也可以与多种不同性能的飞行平台模块1配合使用。

本发明的一种面向任务载荷的模块化无人直升机，还包括一个起落架4，起落架4可安装在飞行平台模块1的构架上，也可安装在任务载荷模块2的构架上。所述起落架4为固定高度或采用可调节高度结构。

本发明的一种面向任务载荷的模块化无人直升机，所述飞控系统103和电力系统105将提供统一的标准化接口，与相应的任务载荷进行连接，实现供电和两者间的数据、指令传输。

本发明的有益效果包括：

(1)本发明的一种面向任务载荷的模块化无人直升机，将任务载荷作为无人直升机的组成部分加以整体考虑，分成具有无人直升机常规结构的飞行平台模块1和面向载荷设备的任务载荷模块2，无人直升机执行不同任务时，可通过更换任务载荷模块2来满足不同任务的需求。

(2)本发明的一种面向任务载荷的模块化无人直升机，致力于无人直升机飞行平台模块1和任务载荷模块2的独立设计，追求其整合后的整体性，提高了任务载荷综合使用的灵活性和广泛性，且便于安装。

(3)本发明的一种面向任务载荷的模块化无人直升机，一种飞行平台模块1可以和多种任务载荷模块2配合使用，反过来，一种任务载荷模块2又可和多种飞行平台模块1配合使用，从而实现了无人直升机的一机多用和多机组合使用，提高了无人直升机的多任务执行能力，使得无人直升机的应用更为经济。

(4)本发明的一种面向任务载荷的模块化无人直升机，任务载荷模块2是无人直升机的组成部分，且密封并提供标准接口，由此可有效保护任务载荷设备，并保障设备的正常运行，便于实现重心配重，以求达到最佳飞行效率。