长时间留空飞行装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种长时间留空飞行装置，其包括相互通信的地面发射站和空中接收端两部分，空中接收端包括机身外壳、机翼外壳、尾翼外壳，所述机翼外壳位于机身外壳前端，所述尾翼外壳位于机身外壳后端，所述机身外壳尾部设有螺旋桨，所述机身外壳内部装有一个信号发送器、一个控制器和一个数据处理器，所述信号发送器位于数据处理器后方，所述控制器位于数据处理器的前方，所述机翼外壳外层设有储能电池、覆膜光伏电池、升力风扇，所述覆膜光伏电池位于机翼外壳上下面的顶端，所述储能电池位于覆膜光伏电池内侧。本发明专利技术实现长时间高空留空，实现大功率近红外人眼安全的高质量光束，传递更准确，低功率。

【技术实现步骤摘要】
长时间留空飞行装置
本专利技术涉及一种飞行装置，特别是涉及一种长时间留空飞行装置。
技术介绍
现有的飞行器采用化学燃料无法实现长时间尤其是高空留空，并且有排放，成本的问题。以太阳能为动力的飞行器需要携带大量的储能电池，而且光伏转换效率，日照时间，空气流速，气候云层等影响也比较难实现长时间有效留空。近地轨道卫星的速度太快，单个卫星无法实现有效稳定的留空以实现其通讯监控等功用，卫星群也存在造价高，无法有效回收，太空垃圾等问题。地球同步轨道则距离地球表面距离太远，无法完成大数据量传输及其他精细的遥感监测等功能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种长时间留空飞行装置，其实现长时间高空留空，实现大功率近红外人眼安全的高质量光束，传递更准确，低功率。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种长时间留空飞行装置，其特征在于，其包括相互通信的地面发射站和空中接收端两部分，空中接收端包括机身外壳、机翼外壳、尾翼外壳，所述机翼外壳位于机身外壳前端，所述尾翼外壳位于机身外壳后端，所述机身外壳尾部设有螺旋桨，所述机身外壳内部装有一个信号发送器、一个控制器和一个数据处理器，所述信号发送器位于数据处理器后方，所述控制器位于数据处理器的前方，所述机翼外壳外层设有储能电池、覆膜光伏电池、升力风扇，所述覆膜光伏电池位于机翼外壳上下面的顶端，所述储能电池位于覆膜光伏电池内侧，所述升力风扇位于储能电池内侧，所述机翼外壳的一边的升力风扇与储能电池之间设有一高速发光二极管，地面发射站包括高精度跟踪云台与聚焦透镜，所述高精度跟踪云台与聚焦透镜相连，所述高精度跟踪云台内设有光放大器和信号处理器，所述光放大器与信号处理器相连。优选地，所述储能电池采用砷化镓电池。优选地，所述机身外壳、机翼外壳上的所有元件都通过导线连接。优选地，所述机聚焦透镜内设有光纤激光器。本专利技术的积极进步效果在于：采用高能量激光提供远程动力实现长时间高空留空，采用光纤激光器实现大功率近红外人眼安全的高质量光束，实时精确追踪光斑的位置与飞行器接收端上，飞行器接收端采用砷化镓高效转化光能为电能，将通信信号通过光纤放大器将之载波于能量光束之上，传递更准确，采用LED，实现低成本的类似解决方案用于较近距离，低功率的应用。附图说明图1为本专利技术的仰视图。图2为本专利技术的俯视图。图3为本专利技术的内部结构示意图。图4为信号处理器等元件的结构示意图。具体实施方式下面结合附图给出本专利技术较佳实施例，以详细说明本专利技术的技术方案。如图1至图4所示，本专利技术长时间留空飞行装置包括相互通信的地面发射站和空中接收端两部分，空中接收端包括机身外壳1、机翼外壳2、尾翼外壳3，所述机翼外壳2位于机身外壳1前端，所述尾翼外壳3位于机身外壳1后端，所述机身外壳1尾部设有螺旋桨8，所述机身外壳1内部装有一个信号发送器7、一个控制器10和一个数据处理器11，所述信号发送器7位于数据处理器11后方，所述控制器10位于数据处理器11的前方，所述机翼外壳2外层设有储能电池4、覆膜光伏电池6、升力风扇9，所述覆膜光伏电池6位于机翼外壳2上下面的顶端，所述储能电池4位于覆膜光伏电池6内侧，所述升力风扇9位于储能电池4内侧，所述机翼外壳2的一边的升力风扇9与储能电池4之间设有一高速发光二极管5，地面发射站包括高精度跟踪云台13与聚焦透镜12，所述高精度跟踪云台13与聚焦透镜12相连，所述高精度跟踪云台13内设有光放大器14和信号处理器15，所述光放大器14与信号处理器15相连。所述储能电池4采用砷化镓电池，高效转化光能为电能。所述机身外壳1、机翼外壳2上的所有元件都通过导线连接，形成完整的电路，方便控制和提供电能。所述机聚焦透镜12内设有光纤激光器，实现大功率近红外人眼安全的高质量光束。机身外壳、机翼外壳、尾翼外壳内形成的密闭空间，储能电池用于储存覆膜光伏电池收集的电能和提供电能，提供远程动力实现长时间高空留空。高速发光二极管用于感应地面的高精度跟踪云台上聚焦透镜传来的光信号，螺旋桨提供飞行器向前的力，升力风扇提供飞行器向上的力，控制器控制飞行器上所有元件的开启和关闭，信号处理器将数据信号转换为光信号，光放大器再将光信号放大发送给高精度跟踪云台上的聚焦透镜，数据处理器将高速发光二极管感应到的光信号进行处理并发送给控制器，信号发送器将高速发光二极管的信息发送给数据处理器。本实施方式分为地面发射站和空中接收端两部分。地面发射站采用高能量光纤激光器（100W-10KW），波长800-1600nm，主要可用波段为人眼安全及空气水蒸气吸收较低的的1060nm，1550nm左右，尤其是1550波段，波长较长，受云层，客气微粒影响更小，对人眼更安全，同时可将光通讯用的1550nm高带宽光信号加载在其之上。光纤激光具有光束能量高，光束质量好，发射孔径小的优点，可将其用透镜会聚后形成发散角度极小的激光束，在20公里的距离可将其发散光斑控制在5平方米之内，用高精度的隔振压电3D云台控制激光束的角度位置使其能够实时跟踪在接收端的光电转换装置上。接收端采用高光电转换效率（25-45%）的砷化镓或者铟镓砷光电池薄膜于飞行器的底部（或者配备上述光伏薄膜的飞行器倒飞），以及其他电探测器，通过实时发出位置信号引导地面激光束的角度和位置以达到最大接收功率。转换的电能可以作为光伏能量的补充直接用于动力，或者存储于储能电池及运用在机载设备中。通讯用光电探测器可将光信号接受处理后用微波或者光信号放大器放大与会聚后发射到使用端（地面接受点，其他飞行器，卫星等）。另一种简单应用如用于监控及航拍的单轴及多轴无人机也可用此结构实现长时间留空，只是发射端出于成本，功率及传输距离需求较短的因素，更多采用会聚可见光或者近红外LED，而不是光纤激光器，接收端则采用与之匹配的硅基光电池或者砷化镓光电池组件，光束跟踪部分也可采用精度较低的云台来控制。本专利技术采用高能量激光或电池提供远程动力实现长时间高空留空，采用光纤激光器实现大功率近红外人眼安全的高质量光束，实时精确追踪光斑的位置与飞行器接收端上，飞行器接收端采用砷化镓高效转化光能为电能，将通信信号通过光纤放大器将之载波于能量光束之上，传递更准确，采用LED，实现低成本的类似解决方案用于较近距离，低功率的应用。以上所述的具体实施例，对本专利技术的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本专利技术的具体实施例而已，并不用于限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种长时间留空飞行装置，其特征在于，其包括相互通信的地面发射站和空中接收端两部分，空中接收端包括机身外壳、机翼外壳、尾翼外壳，所述机翼外壳位于机身外壳前端，所述尾翼外壳位于机身外壳后端，所述机身外壳尾部设有螺旋桨，所述机身外壳内部装有一个信号发送器、一个控制器和一个数据处理器，所述信号发送器位于数据处理器后方，所述控制器位于数据处理器的前方，所述机翼外壳外层设有储能电池、覆膜光伏电池、升力风扇，所述覆膜光伏电池位于机翼外壳上下面的顶端，所述储能电池位于覆膜光伏电池内侧，所述升力风扇位于储能电池内侧，所述机翼外壳的一边的升力风扇与储能电池之间设有一高速发光二极管，地面发射站包括高精度跟踪云台与聚焦透镜，所述高精度跟踪云台与聚焦透镜相连，所述高精度跟踪云台内设有光放大器和信号处理器，所述光放大器与信号处理器相连。

【技术特征摘要】
1.一种长时间留空飞行装置，其特征在于，其包括相互通信的地面发射站和空中接收端两部分，空中接收端包括机身外壳、机翼外壳、尾翼外壳，所述机翼外壳位于机身外壳前端，所述尾翼外壳位于机身外壳后端，所述机身外壳尾部设有螺旋桨，所述机身外壳内部装有一个信号发送器、一个控制器和一个数据处理器，所述信号发送器位于数据处理器后方，所述控制器位于数据处理器的前方，所述机翼外壳外层设有储能电池、覆膜光伏电池、升力风扇，所述覆膜光伏电池位于机翼外壳上下面的顶端，所述储能电池位于覆膜光伏电池内侧，所述升力风扇位于储...

【专利技术属性】
技术研发人员：高任峰，
申请(专利权)人：苏州峰通光电有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32