[发明专利]智能模块化太阳能无人机

说明书

本发明提供了智能模块化太阳能无人机，包括机身模块、动力系统模块和智能太阳能机翼模块，太阳能机身模块为无人机的主体承重部分，其上安装有尾翼、智能太阳能机翼模块和动力系统模块，并由机身模块控制智能太阳能机翼模块和动力系统模块的运行与转换；所述智能太阳能机翼模块为无人机的核心部件，其上集成多种核心部件，为无人机提供充足的电能，所述动力系统模块安装于智能太阳能机翼模块上，为无人机提供飞行的动力。本发明将无人机拆分为机身模块、动力系统模块、智能太阳能机翼模块，可以自由组合、灵活配置飞机的各种模块来改变飞机的物理参数，适用不同的载荷和飞行任务，飞机翼展可以组合到几米到上几十米长，单个模块又很适合运输制造。

技术领域

本发明涉及太阳能无人机技术领域，特别涉及智能模块化太阳能无人机。

背景技术

太阳能无人机是利用太阳能电池提供电能驱动电机带动螺旋桨的无人机，它具备超长航时的特点，未来留空时间可长达数月至数年，且飞行高度高，超过两万米，任务区域广阔，具备“准卫星”特征，具有部署灵活、经济性好等优势，可广泛应用于军民融合领域，包括重大自然灾害预警、常态化海域监管、应急抢险救灾、反恐维稳等公益事业领域以及偏远地区互联网无线接入、移动通信、数字电视信号广播等商业及产业类领域，目前世界航空航天业也在争相开发研制以太阳能为动力的载人和无人机。现有太阳能无人机虽发展迅速，但还存在许多需要完善的的地方，例如光伏电池的效率和重量等因素，限制了太阳能飞机的发展速度；为了提高飞机的性能，太阳能飞机的外形尺寸都比较庞大，而庞大的飞机在运输、组装、制造过程都存在很多困难，使得成本十分高昂。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供智能模块化太阳能无人机。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

智能模块化太阳能无人机，包括机身模块、动力系统模块和智能太阳能机翼模块，太阳能机身模块为无人机的主体承重部分，其上安装有尾翼、智能太阳能机翼模块和动力系统模块，并由机身模块控制智能太阳能机翼模块和动力系统模块的运行与转换；所述智能太阳能机翼模块为无人机的核心部件，其上集成多种核心部件，为无人机提供充足的电能，所述动力系统模块安装于智能太阳能机翼模块上，为无人机提供飞行的动力。

进一步的，所述机身模块是连接智能太阳能机翼模块与尾翼的构件，所述尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼，对无人机的飞行起导向作用，所述机身模块上承载无人机所需的控制设备、导航设备、通讯设备和各种航测机载设备。

进一步的，所述机身模块上的控制设备采用飞行控制器，所述飞行控制器上连接有多个智能太阳能机翼模块内的智能电力分配器、航测设备、尾翼舵面执行机构，可控制智能电力分配器切换电池供电。

进一步的，所述智能太阳能机翼模块集成了光伏电池片、储能电池、智能电力分配器、附面层抽气减阻装置、机翼构架和舵面执行机构，所述智能电力分配器为智能太阳能机翼模块的核心部件，控制两侧机翼上的若干光伏电池片、储能电池，同时控制舵面执行机构与动力系统。

进一步的，所述智能电力分配器安装在智能太阳能机翼模块内部，每块光伏电池与每块储能电池与智能电力分配器连接，智能电力分配器检测每一片光伏电池的发电电压、电流、效率等，根据飞机飞控对飞机动力系统用的要求，自动组合光伏电池和储能电池的串、并联的方式来获得最大的效能；白天有阳光时自动根据光伏电池剩余电量调整储能电池的串、并联方式获得最佳的充电效率；当多个智能机翼模块组合在一起时，每个智能机翼模块即相当于独立的个体与其他智能机翼模块进行串、并联工作，又可以通过飞行控制器统一调动每一片光伏电池的组合，形成一个整体的电力系统。

进一步的，所述光伏电池片安装在智能太阳能机翼模块的表面，所述储能电池安装在智能太阳能机翼模块内部延展长方向均匀分布，重量载荷分布均匀对机翼机构强度要求低。