CN205150226U - 基于倾转机身式旋翼无人机的空中巡逻*** - Google Patents

基于倾转机身式旋翼无人机的空中巡逻*** Download PDF

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林一平
王迎春
王红雨
陈世明
王明才
刘伶
刁其卓
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Abstract

本实用新型提供了一种基于倾转机身式旋翼无人机的空中巡逻***，包括：倾转机身式旋翼无人机、地面站和巡逻设备，其中：所述倾转机身式旋翼无人机设有云台，用于搭载巡逻设备；所述地面站与所述倾转机身式旋翼无人机和所述巡逻设备之间分别通过无线连接。本实用新型所述倾转机身式旋翼无人机可以垂直起飞和降落，并且升空后可以转入水平状态高速巡航；本实用新型能够在社区、校园、仓库上空进行安防巡逻。

Description

基于倾转机身式旋翼无人机的空中巡逻***
技术领域
本实用新型涉及空中社区巡逻机器人技术领域，具体的，涉及一种在倾转机身式旋翼无人机平台上加装机载摄像、照相拍摄记录装置进行空中巡逻。
背景技术
我国正处于社会转型期，人口流动频繁且规模巨大。虽然我国社会秩序整体稳定健康，但无论是城市还是农村都存在安防人力资源不足、***、群防范意识差的问题。而使用无人机进行社区空中巡逻，既节省成本，又可解决人力不足的问题。并且无人机空中巡逻视野无死角，巡逻速度快，效率更高。
倾转机身式旋翼无人机是综合多旋翼和固定翼无人机的优点，既可垂直起降、定点悬停(多旋翼模态)，又可低能耗高速巡航(固定翼模态)的多模态无人机。倾转机身式旋翼无人机因其既可定点悬停又可高速巡航，所以在社区巡逻方面有较强的应用优势。
随着巡逻仪器装置技术的发展，一些高精度侦查仪器已经轻量化，并可以用在小型无人机上，包括红外成像仪，高分辨率摄像机等。
实用新型内容
针对当先社区安防人力资源不足、***、群众防范意识差的问题，本实用新型的目的是提供一种基于倾转机身式旋翼无人机的空中巡逻***。
为实现以上目的，本实用新型提供一种基于倾转机身式旋翼无人机的空中巡逻***，包括：倾转机身式旋翼无人机、地面站和巡逻设备，其中：所述倾转机身式旋翼无人机设有云台，用于搭载巡逻设备；所述地面站与所述倾转机身式旋翼无人机和所述巡逻设备之间分别通过无线连接。
优选地，所述云台，包括：姿态检测模块、相机挂架、云台执行电机、电机驱动器和减震装置，其中：所述相机挂架用于安装固定巡逻设备；所述姿态检测模块设置于相机挂架处，用于检测相机挂架的角度并将检测到的角度信息无线发送给地面站；所述减震装置设置于倾转机身式旋翼无人机与云台的连接处，用于减震；所述云台执行电机连接相机挂架和电机驱动器，所述云台执行电机由电机驱动器驱动。
优选地，所述云台通过无线连接地面站，所述地面站实时控制云台的角度，从而调整巡逻设备的拍摄角度。
优选地，所述倾转机身式旋翼无人机包括：翼身和安装在翼身上的飞控模块、第一通讯模块和动力装置，其中：飞控模块通过第一通讯模块连接地面站并进行信号传输；动力装置用于给倾转机身式旋翼无人机提供驱动动力。
更优选地，所述翼身为双翼身型，包括一双对称机翼。
更优选地，所述飞控模块是包括多种传感器的嵌入式***。
更优选地，所述动力装置包括动力源和执行机构，其中：动力源为驱动电机及电池，执行机构为舵机。
更优选地，所述第一通讯模块包括无线数传电台和无线图传装置，其中：无线数传电台用于接收地面站的控制信号，无线图传装置用于向地面站发送飞行数据。
优选地，所述地面站包括第二通讯模块、带显示器的计算机***以及充电装置，其中：计算机***通过第二通讯模块、第一通讯模块连接倾转机身式旋翼无人机，并进行无线信号传输；充电装置为倾转机身式旋翼无人机充电。
优选地，所述巡逻设备包括机载摄像机、照相机，所述倾转机身式旋翼无人机还自带有数据存储器。
本实用新型所述倾转机身式旋翼无人机可以垂直起降、定点悬停，升空后可以转入水平状态高速巡航，同时能够搭载较大有效载荷。
本实用新型与现有的巡逻***相比优势在于：
本实用新型为一种既可以垂直起降和空中悬停，又可以利用机翼产生的气动升力进行低能耗、长航时巡航的倾转机身式旋翼无人机，其创新点是以解决常规多旋翼无人机续航时间短、载荷小，而固定翼无人机起降需要专门提供跑道或发射装置等一系列技术要求苛刻的难题。本实用新型通过采用可以高速巡航、垂直起降、自动充电、自主导航的巡逻无人机，完成社区的动态巡逻，该巡逻***受天气影响小，在不影响巡逻性能的情况下可减少对社区巡逻人力的需求、降低使用成本、提高巡逻效率。
附图说明
图1为本实用新型一实施例的基于倾转机身式旋翼无人机空中巡逻***示意图；
图2为本实用新型一实施例的倾转机身式旋翼无人机平台示意图；
图3为本实用新型一实施例的巡逻工作示意图；
图中：倾转机身式旋翼无人机11，地面站12，数据链13，充电装置14，需要详查的地方15，巡逻设备16；机翼21，云台22，摄像机23，传感器嵌入式***24。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
如图1-图3所示，本实施例提供一种基于倾转机身式旋翼无人机的空中巡逻***，包括：倾转机身式旋翼无人机11、地面站12和巡逻设备16，其中：所述倾转机身式旋翼无人机11携带有云台22，用于搭载巡逻设备16；所述地面站12与所述倾转机身式旋翼无人机11和所述巡逻设备16之间分别通过无线连接，进行信号传输。
本实施例中，所述地面站12对要巡逻的区域进行智能路径规划，并将飞行指令无线发送给倾转机身式旋翼无人机11；所述倾转机身式旋翼无人机11按照地面站12规划的巡逻路径飞行，并通过数据链13向地面站12无线传输飞行参数；所述巡逻设备16采集巡逻路径的图像资料，并将采集到的信息通过数据链13传递给地面站12；所述地面站12显示巡逻设备16采集到的监控图像和倾转机身式旋翼无人机11飞行参数。
如图1所示，为基于倾转机身式旋翼无人机的空中巡逻***示意图。无人机平台使用倾转机身式旋翼无人机11，所述倾转机身式旋翼无人机11既可以垂直起降、定点悬停，又可以高速经济巡航，同时能够搭载较大有效载荷。
本实施例中，所述巡逻设备16为摄像机23(如图2所示)。在其他实施例里，也可以是照相机，或者摄像机和照相机的组合。
作为一个优选实施方式，所述云台22包括：姿态检测模块、相机挂架、云台执行电机、电机驱动器和减震装置，其中：所述相机挂架用于安装固定巡逻设备；所述姿态检测模块设置于相机挂架处，用于检测相机挂架的角度并将检测到的角度信息无线发送给地面站；所述减震装置设置于倾转机身式旋翼无人机与云台的连接处，用于减震；所述云台执行电机连接相机挂架和电机驱动器，所述云台执行电机由电机驱动器驱动，并根据地面站12的指令实时调整云台22的角度，从而调整巡逻设备16的拍摄角度。
作为一个优选实施方式，所述倾转机身式旋翼无人机11包括：翼身和安装在翼身上的飞控模块、第一通讯模块和动力装置，其中：飞控模块通过第一通讯模块接收地面站12的控制指令，同时通过第一通讯模块发送自身的飞行参数给地面站12；动力装置用于给倾转机身式旋翼无人机11提供驱动动力。如图2所示：
所述翼身为双翼机型，包括一双对称机翼21；
所述飞控模块为包括多种传感器嵌入式***24，比如包含MEMS陀螺仪、电子罗盘和GPS，以及控制器和接口电路；传感器具体包括视觉传感器、超声传感器、气压高度传感器；
所述动力装置包括动力源和执行机构，其中：动力源为驱动电机及电池，执行机构有舵机；
所述第一通讯模块包括无线数传电台和无线图传装置，其中：无线数传电台用于接收地面站12的控制指令，无线图传装置用于向地面站12发送飞行参数。
作为一个优选实施方式，所述地面站12包括第二通讯模块、带显示器的计算机***，其中：计算机***通过第二通讯模块向第一通讯模块发送智能路径规划给倾转机身式旋翼无人机11、接收倾转机身式旋翼无人机11的飞行参数，以及巡逻设备16传输的图像信息，并通过显示器显示监控图像和倾转机身式旋翼无人机11飞行参数。
本实施例中，所述地面站12还包括充电装置；当倾转机身式旋翼无人机11电量不足时，倾转机身式旋翼无人机11自动返航通过充电装置完成充电，充电完成后继续进行巡逻任务。
如图3所示，所述倾转机身式旋翼无人机11垂直起飞，到达指定高度后可切换到水平飞行模式，进行高速巡逻，遇到需要详查的地方15则切换到多旋翼垂直状态，定点逼近详查。该倾转机身式旋翼无人机11通过GPS定位，通过地面站12可以规划倾转机身式旋翼无人机11巡逻路径。当倾转机身式旋翼无人机11电量不足时，倾转机身式旋翼无人机11自动返回基站充电，充满电后继续巡逻，如此往复。倾转机身式旋翼无人机11拍摄的录像则通过无线图传传递到地面站12。
进一步的，所述无线图传装置使用数字图传，传输的图像自动叠加倾转机身式旋翼无人机11的实时参数。对于传输的数据，也可以采用加密数据，数据包括倾转机身式旋翼无人机11的参数等。地面人员可以实时观看传回的图像、了解倾转机身式旋翼无人机11参数，并能通过地面站远程控制倾转机身式旋翼无人机11，做指定动作。同时倾转机身式旋翼无人机11上的数据存储***还能存储当前拍下的录像和记录当前的倾转机身式旋翼无人机11参数。倾转机身式旋翼无人机11返航降落后地面人可以对存储的录像和数据进行回放和具体分析研究。
本实用新型所述倾转机身式旋翼无人机可以垂直起飞和降落，并且升空后可以转入水平状态高速巡航；本实用新型能够在社区、校园、仓库上空进行安防巡逻。
以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。

Claims (10)

1.一种基于倾转机身式旋翼无人机的空中巡逻***，其特征在于，包括：倾转机身式旋翼无人机、地面站和巡逻设备，其中：所述倾转机身式旋翼无人机设有云台，用于搭载巡逻设备；所述地面站与所述倾转机身式旋翼无人机和所述巡逻设备之间分别通过无线连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于倾转机身式旋翼无人机的空中巡逻***，其特征在于，所述云台，包括：姿态检测模块、相机挂架、云台执行电机、电机驱动器和减震装置，其中：所述相机挂架用于安装固定巡逻设备；所述姿态检测模块设置于相机挂架处，用于检测相机挂架的角度并将检测到的角度信息无线发送给地面站；所述减震装置设置于倾转机身式旋翼无人机与云台的连接处，用于减震；所述云台执行电机连接相机挂架和电机驱动器，所述云台执行电机由电机驱动器驱动。
3.根据权利要求1所述的一种基于倾转机身式旋翼无人机的空中巡逻***，其特征在于，所述云台通过无线连接地面站，所述地面站实时控制云台的角度，从而调整巡逻设备的拍摄角度。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种基于倾转机身式旋翼无人机的空中巡逻***，其特征在于，所述倾转机身式旋翼无人机包括：翼身和安装在翼身上的飞控模块、第一通讯模块和动力装置，其中：飞控模块通过第一通讯模块连接地面站并进行信号传输；动力装置用于给倾转机身式旋翼无人机提供驱动动力。
5.根据权利要求4所述的一种基于倾转机身式旋翼无人机的空中巡逻***，其特征在于，所述翼身为双翼身型，包括一双对称机翼。
6.根据权利要求4所述的一种基于倾转机身式旋翼无人机的空中巡逻***，其特征在于，所述飞控模块是包括多种传感器的嵌入式***。
7.根据权利要求4所述的一种基于倾转机身式旋翼无人机的空中巡逻***，其特征在于，所述动力装置包括动力源和执行机构，其中：动力源为驱动电机及电池，执行机构为舵机。
8.根据权利要求4所述的一种基于倾转机身式旋翼无人机的空中巡逻***，其特征在于，所述第一通讯模块包括无线数传电台和无线图传装置，其中：无线数传电台用于接收地面站的控制信号，无线图传装置用于向地面站发送飞行数据。
9.根据权利要求1-3任一项所述的一种基于倾转机身式旋翼无人机的空中巡逻***，其特征在于，所述地面站包括第二通讯模块、带显示器的计算机***以及充电装置，其中：计算机***通过第二通讯模块、第一通讯模块连接倾转机身式旋翼无人机，并进行无线信号传输；充电装置为倾转机身式旋翼无人机充电。
10.根据权利要求1-3任一项所述的一种基于倾转机身式旋翼无人机的空中巡逻***，其特征在于，所述巡逻设备包括机载摄像机、照相机，所述倾转机身式旋翼无人机还自带有数据存储器。
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