一种智能控制的四旋翼无人机制造技术

一种智能控制的四旋翼无人机，涉及无人机技术领域，它包括无人机机架(1)、四旋翼组件、主控制系统和姿态测量模块，无人机机架(1)上设有用于安装旋翼的四个支杆，所述四旋翼组件包括四个旋翼(2)和用于驱动旋翼转动的四个无刷电机(3)，所述四个旋翼(2)分别通过转轴和轴承活动安装在无人机机架(1)的四个支杆端部，所述四个无刷电机(3)分别安装在无人机机架(1)上；本发明专利技术对四旋翼无人机基于高频振动传统自稳系统模式下出现的问题进行实质性的改善，使得数据的采集更加真实可靠，从而保障了四旋翼无人机的高稳定性控制，具有很好的实用价值。

An Intelligent Controlled Four-Rotor UAV

The invention relates to an intelligent control Four-rotor UAV, which relates to the technical field of UAV. It comprises an UAV frame (1), a Four-rotor assembly, a main control system and an attitude measurement module. The UAV frame (1) is equipped with four supports for installing rotors. The Four-rotor assembly comprises four rotors (2) and four brushless motors (3) for driving rotors to rotate. The four rotors (2) are connected separately. The overturning shaft and the bearing are movably mounted at the end of four supports of the UAV frame (1). The four brushless motors (3) are respectively mounted on the UAV frame (1). The invention substantially improves the problems of the Four-rotor UAV based on the traditional self-stabilization system mode of high frequency vibration, so that the data acquisition is more real and reliable, thus ensuring the high stability of the Four-rotor UAV. Control has a good practical value.

【技术实现步骤摘要】
一种智能控制的四旋翼无人机
本专利技术涉及四旋翼无人机
，具体涉及一种智能控制的四旋翼无人机。
技术介绍
四旋翼无人机是一种微型飞行器，也是智能机器人的一种，四旋翼飞行器逐渐成为航空学术研究中新的前沿和热点。它利用有四个旋翼作为飞行引擎来进行空中飞行，四旋翼无人机的姿态控制是非常复杂的，涉及很多年知识领域，如空气动力学、机械、电子硬件、软件等，具有尺寸较小、重量较轻、稳定、可垂直升降、飞行成本低、结构简单等特点，通过调节蝶形分布的四个旋翼的转速，实现对四旋翼飞行器飞行姿态的控制，四个旋翼的提升力比单旋翼更加均匀，具备自主导航飞行能力。在复杂、危险的环境下完成特定的飞行任务，目前四旋翼无人机仍停留在研发阶段,但是其商用价值越来越明显,它可以应用于低空侦测、探索未知环境、空中送货等生活、工业领域。未来,四旋翼无人机还会应用在军事战争中。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决上述技术问题，而提供一种智能控制的四旋翼无人机。本专利技术包括无人机机架、四旋翼组件、主控制系统和姿态测量模块，无人机机架上设有用于安装旋翼的四个支杆，所述四旋翼组件包括四个旋翼和用于驱动旋翼转动的四个无刷电机，所述四个旋翼分别通过转轴和轴承活动安装在无人机机架的四个支杆端部，所述四个无刷电机分别安装在无人机机架上，且四个无刷电机的动力输出轴分别通过传动装置与四个旋翼的转轴传动相连，所述主控制系统包括主控制盒和基于微型芯片的无人机主控板，所述主控制盒安装在无人机机架上，所述基于微型芯片的无人机主控板安装在主控制盒内，并分别控制四个无刷电机的启动、停止和转速，所述姿态测量模块包括加速度计和电子罗盘，所述加速度计和电子罗盘分别安装在无人机机架上，并分别与基于微型芯片的无人机主控板的微型芯片通信相连。还有无刷电调，所述基于微型芯片的无人机主控板通过无刷电调分别控制四个无刷电机的启动、停止和转速。还有无线通信模块，所述基于微型芯片的无人机主控板通过无线通信模块与地面控制器无线通信相连。还有电源模块，所述电源模块分别为四个无刷电机、主控制系统和姿态测量模块供电。本专利技术具有以下优点：本专利技术对四旋翼无人机基于高频振动传统自稳系统模式下出现的问题，如陀螺仪在温度、积分过程的影响下存在累积漂移误差，不利于长时间进行数据采；加速度计受动态加速度影响大，不适合跟踪动态角度运动等进行实质性的改善，使得数据的采集更加真实可靠，从而保障了四旋翼无人机的高稳定性控制，具有很好的实用价值。附图说明图1是本专利技术结构示意图。图2是本专利技术电气原理示意图。图中：1、无人机机架；2、四个旋翼；3、四个无刷电机；4、无人机主控板；5、加速度计；6、电子罗盘；7、无刷电调；8、无线通信模块；9、电源模块；10主控制盒。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明。如图1、2所示，本专利技术包括无人机机架1、四旋翼组件、主控制系统和姿态测量模块，无人机机架1上设有用于安装旋翼的四个支杆，所述四旋翼组件包括四个旋翼2和用于驱动旋翼转动的四个无刷电机3，所述四个旋翼2分别通过转轴和轴承活动安装在无人机机架1的四个支杆端部，所述四个无刷电机3分别安装在无人机机架1上，且四个无刷电机3的动力输出轴分别通过传动装置与四个旋翼2的转轴传动相连，所述主控制系统包括主控制盒10和基于微型芯片的无人机主控板4，所述主控制盒10安装在无人机机架1上，所述基于微型芯片的无人机主控板4安装在主控制盒10内，并分别控制四个无刷电机3的启动、停止和转速，所述姿态测量模块包括加速度计5和电子罗盘6，所述加速度计5和电子罗盘6分别安装在无人机机架1上，并分别与基于微型芯片的无人机主控板4的微型芯片通信相连。还有无刷电调7，所述基于微型芯片的无人机主控板4通过无刷电调7分别控制四个无刷电机3的启动、停止和转速。还有无线通信模块8，所述基于微型芯片的无人机主控板4通过无线通信模块8与地面控制器无线通信相连。还有电源模块9，所述电源模块9分别为四个无刷电机3、主控制系统和姿态测量模块供电。工作方式及原理：可通过加速度计、电子罗盘测得四旋翼无人机当前时刻的翻滚角、俯仰角、偏航角，将当前采集数据作为测量角度，结合当前状态下四旋翼无人机高频振动平台下噪声偏差和对应的协方差经数据处理所得为测量噪声协方差，通过陀螺仪计采集的姿态角偏差和前一时刻的实际姿态角之和为预测角度，将预测值与测量值以卡尔曼增益比例进行融合，得到当前时刻的实际姿态角。本专利技术的无人机主控的微型芯片，可计算当前系统的状态变量及其误差协方差，为下一个时间状态提供先验估计，得到当前时刻姿态角的预测结果后，通过加速度计、电子罗盘可以获取当前时刻姿态角的测量值，结合姿态角的预测值和测量值，从而计算得出时刻的最优姿态角估算，对陀螺仪、加速度计和电子罗盘所测得的数据进行综合和校正，就值采集反馈到四旋翼无人机主控系统上，进而通过调整无刷电调来控制无刷电机的运行状态，从而实时智能的调节四个旋翼的转速，实现对四旋翼无人机自测自稳自调的姿态高稳定控制飞行。以上实施方式仅用于说明本专利技术，而并非对本专利技术的限制，有关
的普通技术人员，在不脱离本专利技术的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本专利技术的范畴，本专利技术的专利保护范围应由权利要求限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能控制的四旋翼无人机，其特征在于它包括无人机机架(1)、四旋翼组件、主控制系统和姿态测量模块，无人机机架(1)上设有用于安装旋翼的四个支杆，所述四旋翼组件包括四个旋翼(2)和用于驱动旋翼转动的四个无刷电机(3)，所述四个旋翼(2)分别通过转轴和轴承活动安装在无人机机架(1)的四个支杆端部，所述四个无刷电机(3)分别安装在无人机机架(1)上，且四个无刷电机(3)的动力输出轴分别通过传动装置与四个旋翼(2)的转轴传动相连，所述主控制系统包括主控制盒(10)和基于微型芯片的无人机主控板(4)，所述主控制盒(10)安装在无人机机架(1)上，所述基于微型芯片的无人机主控板(4)安装在主控制盒(10)内，并分别控制四个无刷电机(3)的启动、停止和转速，所述姿态测量模块包括加速度计(5)和电子罗盘(6)，所述加速度计(5)和电子罗盘(6)分别安装在无人机机架(1)上，并分别与基于微型芯片的无人机主控板(4)的微型芯片通信相连。

【技术特征摘要】
1.一种智能控制的四旋翼无人机，其特征在于它包括无人机机架(1)、四旋翼组件、主控制系统和姿态测量模块，无人机机架(1)上设有用于安装旋翼的四个支杆，所述四旋翼组件包括四个旋翼(2)和用于驱动旋翼转动的四个无刷电机(3)，所述四个旋翼(2)分别通过转轴和轴承活动安装在无人机机架(1)的四个支杆端部，所述四个无刷电机(3)分别安装在无人机机架(1)上，且四个无刷电机(3)的动力输出轴分别通过传动装置与四个旋翼(2)的转轴传动相连，所述主控制系统包括主控制盒(10)和基于微型芯片的无人机主控板(4)，所述主控制盒(10)安装在无人机机架(1)上，所述基于微型芯片的无人机主控板(4)安装在主控制盒(10)内，并分别控制四个无刷电机(3)的启动、停止和转速，所述姿态测量...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴佳，
申请(专利权)人：吴佳，
类型：发明
国别省市：陕西,61