[发明专利]低噪声无人机及其降噪控制方法

说明书

本发明公开一种低噪声无人机及其降噪控制方法，设置有机架和机臂，其关键在于：机臂上设置有电机安装舱，电机安装舱内的电机驱动螺旋桨旋转，所述电机安装舱的内壁和底部设有振动采集发生装置，该振动采集发生装置通过传输线与控制器连接，该控制器驱动所述振动采集发生装置自振，抵消电机产生的振动。该振动采集发生装置采集电机产生的振动频率并将振动频率发送给设置在机架上的控制器，该控制器根据振动频率控制所述振动采集发生装置产生与所述振动频率相反的频率的振动来抵消电机产生的振动。采用本发明的低噪声无人机，能降低无人机电机产生的噪声，并且对无人机的重量没有影响。

技术领域

本发明涉及无人机领域，特别是涉及一种低噪声无人机及其降噪控制方法。

背景技术

现有的无人机因为结构和材料的原因，无人机在飞行时产生的噪声较大，而在现代的无人机应用中，有部分应用对无人机的噪声有严格要求，比如需要在低噪声环境下进行图像采集，如果无人机飞高，则图像采集可能会不清楚，而如果飞低，则无人机产生的噪声就会加大噪声。

无人机产生噪音的主要部件为电动机，电动机的高速旋转使电动机在电动机安装舱内发生振动，从而产生了较大的噪声。在现有技术中通常采用改变电机安装舱的材料和产生频率相反的声音抵消噪声的方式进行降噪。对于改变无人机的材料进行降噪的方式，因为所需材料多为纳米材料，价格较高，增加了无人机的成本。

而采用产生相反频率的声音来抵消噪声的方式需要在电机安装舱处安装声音采集装置和声音发生装置。这两个装置不仅增加了整个无人机的重量，而且为保证能在电机安装舱中安装这两个装置，必须增大电机安装舱，增加无人机重量。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种低噪声无人机及其降噪控制方法，因为声音是通过振动产生，所以通过振动采集发生装置采集电机的振动频率，通过逆压电效应，控制器根据振动频率控制振动采集发生装置产生与振动频率相反振动，抵消电机产生的振动，从而降低噪声。

技术方案如下：

一种低噪声无人机，设置有机架和机臂，其关键在于：机臂上设置有电机安装舱，电机安装舱内的电机驱动螺旋桨旋转，所述电机安装舱的内壁和底部设有振动采集发生装置，该振动采集发生装置通过传输线与控制器连接，该控制器驱动所述振动采集发生装置自振，抵消电机产生的振动。

采用上述结构，振动采集发生装置根据压电效应感应将电机的机械振动转换成电压信号，不会受到其他噪声(如环境噪声)的干扰。控制器对电压信号进行频谱分析得出电机的振动频率，并根据振动频率生成与该振动频率相反的反向频率。

控制器根据反向频率生成反向电压信号，振动采集发生装置根据逆压电效应产生与电机振动相反的振动，抵消电机振动，降低噪音。其中，控制器得出振动频率为现有技术，通过电压信号驱动集发生装置产生振动同样是现有技术。

更进一步的，所述振动采集发生装置包括第一振动采集发生装置和第二振动采集发生装置，所述第一振动采集发生装置设置在所述电机与电机安装舱底部之间，所述第二振动采集发生装置设置在所述电机与电机安装舱侧壁之间，所述第一振动采集发生装置和第二振动采集发生装置的输出端分别与所述控制器连接。

采用上述结构，第一振动采集发生装置能抵消电机上下振动，第二振动采集发生装置能抵消电机左右振动，便于控制器进行振动频率的采集和相反频率的产生，增强降噪效果。

更进一步的，所述振动采集发生装置的信号输出端经信号放大器与控制器的输入端连接，所述控制器的输出端经功率放大器与振动采集发生装置的信号输出端连接。

采用上述结构，信号放大器能对采集的振动信号进行放大，确保采集的信号的准确性，功率放大器能对控制器输出的控制信号进行放大，便于驱动振动采集发生装置产生自振。