CN208979092U - 一种混合布局无人机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种混合布局无人机,包括对称设置于机身两侧的固定翼;设置于机身尾部,为固定翼提供推力的水平螺旋桨;与机身相连,为机身提供垂直升降力的垂直螺旋桨;为水平螺旋桨和垂直螺旋桨提供电能的电池组;覆盖于机身和固定翼外部的薄膜太阳能电池;其中,薄膜太阳能电池与电池组、水平螺旋桨及垂直螺旋桨均相连。通过在混合布局无人机的机身和机翼均设置薄膜太阳能电池,在光源照射下,可以在混合布局无人机飞行过程中不断地提供电能,并且还可以为电池组供电,相较于现有技术采用蓄电池供电的方式,较大地延长了航时。
Description
技术领域
本实用新型涉及无人机技术领域,特别是涉及一种混合布局无人机。
背景技术
随着无人机技术的发展,无人机被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,大多数的无人机一般是采用是固定翼,其中,固定翼具有飞行速度快、航程远及效率高等优势,但是它的缺点也较为明显,比如必须要借助跑道助飞和降落,不能够悬停。而旋翼无人机具有起降方便和机动性强的特点,不需要专门的跑道就可以直接起飞,但旋翼无人机依靠旋翼提供动力,机体结构无机翼,飞行速度慢。
基于此,混合布局无人机结合了固定翼无人机与旋翼无人机的双重优势,达到了起降时无需跑道,采用旋翼起降,巡航时采用尾推螺旋桨提供推力,飞行速度快的效果。但是现有的混合布局无人机,由于既需要提供旋翼进行垂直起降的升力,又需要在巡航时给尾推螺旋桨提供推力,需要消耗大量的电量,导致混合布局无人机航时较短。
综上所述,如何有效地解决混合布局无人机航时较短的问题,是目前本领域技术人员急需解决的问题。
实用新型内容
为解决上述技术问题,本实用新型提供如下技术方案:
一种混合布局无人机,包括:
对称设置于机身两侧的固定翼;
设置于所述机身尾部,为所述固定翼提供推力的水平螺旋桨;其中,所述水平螺旋桨旋转形成的平面与所述固定翼的上表面垂直;
与所述机身相连,为所述机身提供垂直升降力的垂直螺旋桨;其中,所述垂直螺旋桨旋转形成的平面与所述固定翼的上表面平行;
为所述水平螺旋桨和所述垂直螺旋桨提供电能的电池组;
覆盖于所述机身和所述固定翼外部的薄膜太阳能电池;其中,所述薄膜太阳能电池与所述电池组、所述水平螺旋桨及所述垂直螺旋桨均相连。
在本实用新型的一种具体实施方式中,所述电池组具体为高倍率锂离子电池。
在本实用新型的一种具体实施方式中,还包括:
对所述薄膜太阳能电池和所述电池组进行切换的供电切换装置。
在本实用新型的一种具体实施方式中,所述供电切换装置包括光敏传感器和切换开关;其中,所述切换开关与所述光敏传感器、所述薄膜太阳能电池及所述电池组均相连。
在本实用新型的一种具体实施方式中,还包括:
设置于所述电池组和所述薄膜太阳能电池之间,当检测到电池组电量充满时,将电池组进行断电隔离的保护隔离电路。
在本实用新型的一种具体实施方式中,所述薄膜太阳能电池包括硅基薄膜太阳能电池、和/或铜铟镓硒薄膜太阳能电池、和/或碲化镉薄膜太阳能电池。
在本实用新型的一种具体实施方式中,所述垂直螺旋桨对称分布于所述机身两侧。
在本实用新型的一种具体实施方式中,所述水平螺旋桨和所述垂直螺旋桨均为碳纤维螺旋桨。
在本实用新型的一种具体实施方式中,还包括:
设置于所述机身,与地面站建立通信连接的通信设备。
应用本实用新型实施例所提供的混合布局无人机,包括对称设置于机身两侧的固定翼;设置于机身尾部,为固定翼提供推力的水平螺旋桨;其中,水平螺旋桨旋转形成的平面与固定翼的上表面垂直;与机身相连,为机身提供垂直升降力的垂直螺旋桨;其中,垂直螺旋桨旋转形成的平面与固定翼的上表面平行;为水平螺旋桨和垂直螺旋桨提供电能的电池组;覆盖于机身和固定翼外部的薄膜太阳能电池;其中,薄膜太阳能电池与电池组、水平螺旋桨及垂直螺旋桨均相连。通过在混合布局无人机的机身和机翼均设置薄膜太阳能电池,在光源照射下,可以在混合布局无人机飞行过程中不断地提供电能,并且还可以为电池组供电,相较于现有技术采用蓄电池供电的方式,较大地延长了航时。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例中一种混合布局无人机的结构示意图;
图2为本实用新型实施例中一种混合布局无人机的俯视图。
附图中标记如下:
1-机身、2-固定翼、3-水平螺旋桨、4-垂直螺旋桨。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案,下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
参见图1和图2,图1为本实用新型实施例中一种混合布局无人机的结构示意图,图2为本实用新型实施例中一种混合布局无人机的俯视图,该混合布局无人机可以包括:
对称设置于机身1两侧的固定翼2;
设置于机身1尾部,为固定翼2提供推力的水平螺旋桨3;其中,水平螺旋桨3旋转形成的平面与固定翼2的上表面垂直;
与机身1相连,为机身1提供垂直升降力的垂直螺旋桨4;其中,垂直螺旋桨4旋转形成的平面与固定翼2的上表面平行;
为水平螺旋桨3和垂直螺旋桨4提供电能的电池组;
覆盖于机身1和固定翼2外部的薄膜太阳能电池;其中,薄膜太阳能电池与电池组、水平螺旋桨3及垂直螺旋桨4均相连。
如图1和图2所示,本实用新型实施例所提供的混合布局无人机可以包括设置于机身1两侧的固定翼2,无人机在前飞的状态下,利用固定翼2提供升力,充分利用固定翼2高机动性的特点。该混合布局无人机还可以包括设置于机身1尾部的水平螺旋桨3,水平螺旋桨3旋转时形成的平面与固定翼2的上表面垂直,在无人机前飞的过程中提供推力。该混合布局无人机还可以包括与机身1相连的垂直螺旋桨4,垂直螺旋桨4旋转形成的平面与固定翼2的上表面平行,无人机在起降的状态下,垂直螺旋桨4工作并产生升力,可以垂直起降,不需要专门的跑道就可以直接起飞。当无人机处于前飞的状态下,垂直螺旋桨4停止工作,水平螺旋桨3提供推力,充分利用了固定翼2和旋翼两者各自的优势。
该混合布局无人机还可以包括为水平螺旋桨3和垂直螺旋桨4提供电能的电池组,具体的可以采用锂电池,充分利用其高能量密度、开路电压高、输出功率大、无记忆效应、低自放电、工作温度范围宽及充、放电速度快等优点。还可以包括覆盖于机身1和固定翼2外部的薄膜太阳能电池,并设置该薄膜太阳能电池与电池组、水平螺旋桨3及垂直螺旋桨4均相连,白天使用该薄膜太阳能电池吸收太阳光辐射能,并将吸收的太阳光辐射能转换为电能,给水平螺旋桨3和垂直螺旋桨4提供动力,并可以给电池组充电,利用电池组进行储能。在夜间使用电池组存储的电能维持无人机的正常运行。采用薄膜太阳能电池维持水平螺旋桨3和竖直螺旋桨4等动力***、航空电子设备及有效载荷的运行,薄膜太阳能电池只要被满足一定照度条件的光照到,瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生电流,通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能,较大地延长了航时,使得无人机的任务区域更广阔,部署更加灵活,并且其用硅量极少,成本较低。
应用本实用新型实施例所提供的混合布局无人机,包括对称设置于机身两侧的固定翼;设置于机身尾部,为固定翼提供推力的水平螺旋桨;其中,水平螺旋桨旋转形成的平面与固定翼的上表面垂直;与机身相连,为机身提供垂直升降力的垂直螺旋桨;其中,垂直螺旋桨旋转形成的平面与固定翼的上表面平行;为水平螺旋桨和垂直螺旋桨提供电能的电池组;覆盖于机身和固定翼外部的薄膜太阳能电池;其中,薄膜太阳能电池与电池组、水平螺旋桨及垂直螺旋桨均相连。通过在混合布局无人机的机身和机翼均设置薄膜太阳能电池,在光源照射下,可以在混合布局无人机飞行过程中不断地提供电能,并且还可以为电池组供电,相较于现有技术采用蓄电池供电的方式,较大地延长了航时。
在本实用新型的一种具体实施方式中,电池组具体为高倍率锂离子电池。
用于为水平螺旋桨3和垂直螺旋桨4提供电能的电池组具体可以为高倍率锂离子电池,其具有低内阻导通性电芯,大约为常规电芯内阻的三分之一,可以在低温和高温环境下均能稳定放电,可较好地与薄膜太阳能电池进行充放电。并且其充放电次数可达500次以上,降低了无人机全寿命周期的维护费用。
在本实用新型的一种具体实施方式中,该混合布局无人机还可以包括:
对薄膜太阳能电池和电池组进行切换的供电切换装置。
该混合布局无人机还可以包括对薄膜太阳能电池和电池组进行切换的供电切换装置。该供电切换装置与薄膜太阳能电池和电池组分别相连,在白天巡航时,使用薄膜太阳能电池给水平螺旋桨3和垂直螺旋桨4供电,通过供电切换装置将电池组与耗电端隔离,有利于电池组对电量的保存。在夜间时,通过该供电切换装置切换到电池组,使用电池组给水平螺旋桨3和垂直螺旋桨4供电,从而充分利用薄膜太阳能电池通过对吸收的太阳光辐射能转化来的电能,延长航时。
在本实用新型的一种具体实施方式中,供电切换装置包括光敏传感器和切换开关;其中,切换开关与光敏传感器、薄膜太阳能电池及电池组均相连。
基于上述实施例,用于对薄膜太阳能电池和电池组进行切换的供电切换装置可以包括光敏传感器和切换开关,将切换开关设置为与光敏传感器、薄膜太阳能电池及电池组均相连。通过光敏传感器对所处巡航环境的光强进行检测,如可以预先设置一个光强值,当检测到光强小于该光强值时,可以向切换开关发送切换到电池组进行供电的切换指令,当检测到光强大于该光强值时,可以向切换开关发送切换到薄膜太阳能电池的切换指令。
在本实用新型的一种具体实施方式中,该混合布局无人机还可以包括:
设置于电池组和薄膜太阳能电池之间,当检测到电池组电量充满时,将电池组进行断电隔离的保护隔离电路。
本实用新型实施例所提供的混合布局无人机还可以包括设置于锂电池和薄膜太阳能电池之间的保护隔离电路。薄膜太阳能电池在无人机白天巡航时,给水平螺旋桨3供电的过程中,或者在升降时,给垂直螺旋桨4供电的过程中,还会给电池组充电,电池组如果长期处于过满状态,会缩短电池组的使用寿命。基于此,通过设置的保护隔离电路可以对电池组的电量状态进行检测,若电池组处于满电状态,且当前无人机可以使用薄膜太阳能电池进行供电,则可以将电池组与薄膜太阳能电池隔离,从而避免电池组长时间处于过充状态,有效地对电池组进行保护,延长电池组的使用寿命。
在本实用新型的一种具体实施方式中,薄膜太阳能电池包括硅基薄膜太阳能电池、和/或铜铟镓硒薄膜太阳能电池、和/或碲化镉薄膜太阳能电池。
本实用新型实施例所提供的薄膜太阳能电池可以包括硅基薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池及碲化镉薄膜太阳能电池中的一种或几种。这几种薄膜太阳能电池的柔性度很大,容易对机翼和机身1进行贴合覆盖。
在本实用新型的一种具体实施方式中,垂直螺旋桨4对称分布于机身1两侧。
垂直螺旋桨4可以对称分布于机身1两侧,这样可以尽量避免无人机在使用垂直螺旋桨4提供升力进行垂直起降的过程中发生翻转的现象,提高无人机在垂直起降的过程中的平稳度。
在本实用新型的一种具体实施方式中,水平螺旋桨3和垂直螺旋桨4均为碳纤维螺旋桨。
设置于机身1尾部的水平螺旋桨3和与机身1相连的垂直螺旋桨4均可以设置为碳纤维螺旋桨。使用碳纤维制作的螺旋桨强度高、耐腐蚀性强、质量轻、耐水、运行寿命长,具有良好的性能。
在本实用新型的一种具体实施方式中,该混合布局无人机还可以包括:
设置于机身1,与地面站建立通信连接的通信设备。
本实用新型实施例所提供的混合布局无人机还可以包括设置于机身1的通信设备,通过设置于机身1的通信设备与地面站建立通信连接,该混合布局无人机可以接收地面站的控制指令,也可以将自身信息通过通信设备反馈给地面站。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本实用新型所提供的一种混合布局无人机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以对本实用新型进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
还需要说明的是,在本说明书中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
Claims (9)
1.一种混合布局无人机,其特征在于,包括:
对称设置于机身(1)两侧的固定翼(2);
设置于所述机身(1)尾部,为所述固定翼(2)提供推力的水平螺旋桨(3);其中,所述水平螺旋桨(3)旋转形成的平面与所述固定翼(2)的上表面垂直;
与所述机身(1)相连,为所述机身(1)提供垂直升降力的垂直螺旋桨(4);其中,所述垂直螺旋桨(4)旋转形成的平面与所述固定翼(2)的上表面平行;
为所述水平螺旋桨(3)和所述垂直螺旋桨(4)提供电能的电池组;
覆盖于所述机身(1)和所述固定翼(2)外部的薄膜太阳能电池;其中,所述薄膜太阳能电池与所述电池组、所述水平螺旋桨(3)及所述垂直螺旋桨(4)均相连。
2.根据权利要求1所述的混合布局无人机,其特征在于,所述电池组具体为高倍率锂离子电池。
3.根据权利要求1或2所述的混合布局无人机,其特征在于,还包括:
对所述薄膜太阳能电池和所述电池组进行切换的供电切换装置。
4.根据权利要求3所述的混合布局无人机,其特征在于,所述供电切换装置包括光敏传感器和切换开关;其中,所述切换开关与所述光敏传感器、所述薄膜太阳能电池及所述电池组均相连。
5.根据权利要求1所述的混合布局无人机,其特征在于,还包括:
设置于所述电池组和所述薄膜太阳能电池之间,当检测到电池组电量充满时,将电池组进行断电隔离的保护隔离电路。
6.根据权利要求1所述的混合布局无人机,其特征在于,所述薄膜太阳能电池包括硅基薄膜太阳能电池、和/或铜铟镓硒薄膜太阳能电池、和/或碲化镉薄膜太阳能电池。
7.根据权利要求1所述的混合布局无人机,其特征在于,所述垂直螺旋桨(4)对称分布于所述机身(1)两侧。
8.根据权利要求1所述的混合布局无人机,其特征在于,所述水平螺旋桨(3)和所述垂直螺旋桨(4)均为碳纤维螺旋桨。
9.根据权利要求1所述的混合布局无人机,其特征在于,还包括:
设置于所述机身(1),与地面站建立通信连接的通信设备。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201821624208.0U CN208979092U (zh) | 2018-09-30 | 2018-09-30 | 一种混合布局无人机 |
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CN201821624208.0U CN208979092U (zh) | 2018-09-30 | 2018-09-30 | 一种混合布局无人机 |
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CN201821624208.0U Active CN208979092U (zh) | 2018-09-30 | 2018-09-30 | 一种混合布局无人机 |
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Cited By (1)
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CN115709623A (zh) * | 2022-11-30 | 2023-02-24 | 南京航空航天大学 | 太阳能动力的水陆两栖迁徙探潜无人机及工作方法 |
-
2018
- 2018-09-30 CN CN201821624208.0U patent/CN208979092U/zh active Active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN115709623A (zh) * | 2022-11-30 | 2023-02-24 | 南京航空航天大学 | 太阳能动力的水陆两栖迁徙探潜无人机及工作方法 |
CN115709623B (zh) * | 2022-11-30 | 2023-10-17 | 南京航空航天大学 | 太阳能动力的水陆两栖迁徙探潜无人机及工作方法 |
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