非接触式模块化多旋翼无人机系统技术方案

本发明专利技术属于旋翼无人机设计技术领域，具体涉及一种非接触式模块化多旋翼无人机系统，该无人机包括：电池、航空电子设备、动力装置、通讯系统、非接触能量信息传输系统、任务载荷挂架、任务载荷、起落架和地面操控终端；本发明专利技术基于非接触能量信息传输系统实现无人机平台与任务载荷之间的能量、信息无线传输，有利于无人机系统的模块化设计，可提高使用便捷性。可提高使用便捷性。可提高使用便捷性。

【技术实现步骤摘要】
非接触式模块化多旋翼无人机系统


[0001]本专利技术属于旋翼无人机设计
，具体涉及一种非接触式模块化多旋翼无人机系统。

技术介绍

[0002]多旋翼无人机具备起降方便、机动灵活、操作简单等优势，目前在军用和民用两个领域都受到广泛使用。但市面上现有多旋翼无人机系统大都针对特定任务需求进行整机成套设计，存在模块化程度不高，加装多任务载荷匹配性不好，运输使用不便，采购成本高等问题，特别是不能依据使用场景快速组装多种适用于不同任务需求的多旋翼无人机系统。为提高多旋翼无人机系统的通用性、易用性和便携性，如何构建模块化多旋翼无人机系统，实现电池、航空电子设备、动力装置、通讯系统和任务载荷等组成部分的灵活组装和优化配置急需解决。
[0003]非接触能量传输也称无线能量传输技术，是指通过微波、电磁共振、超声波、电磁感应、激光等非接触的方式实现能量传输。近年来，无线能量传输技术伴随着电子器件、功率转换及测控技术的发展，在传输距离、转换效率、安全性等方面逐渐取得突破，研究和应用发展迅猛。多旋翼无人机系统利用该技术能够实现在无人机平台组装状态下对电池进行非接触式充电，可以提高系统的待命值守能力，缩短起飞准备时间，有利于多旋翼无人机系统执行应急任务。

技术实现思路

[0004](一)要解决的技术问题
[0005]本专利技术要解决的技术问题是：如何提供一种应用非接触能量信息传输技术，模块设计合理的非接触式模块化多旋翼无人机系统，以解决现有技术条件下多旋翼无人机系统种类繁多，模块化程度低，多任务载荷适配性差，运输使用不便，采购成本高等问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种非接触式模块化多旋翼无人机系统，所述系统包括以下模块：
[0008]电池11，其用于为无人机机上航空电子设备12、动力装置13、通讯系统14、非接触能量信息传输系统15和任务载荷17提供工作电源；
[0009]航空电子设备12，其包括飞行控制与管理设备、定位和导航设备以及制导设备；用于实现飞行控制、任务管理和定位导航功能；
[0010]动力装置13，其由电机、电调、螺旋桨和机臂组成独立模块，能够在机体上快速组装和拆卸，用于为无人机飞行提供动力；
[0011]通讯系统14，其用于无人机平台与地面控制站之间的信息无线传输；
[0012]非接触能量信息传输系统15，其用于实现无人机平台与任务载荷之间的电源能量传递和信息交互管理；
[0013]任务载荷挂架16，其挂装于无人机平台，设置为通用电气和机械接口，用于承载非接触能量信息传输系统15和任务载荷17；
[0014]任务载荷17，其用于完成特定具体的使命任务；
[0015]起落架18，其由多个连杆组成，各连杆设置有快速机械连接接口，使得起落架可迅速组装，与机身连接，用于在地面、起飞和着陆状态下承载无人机；
[0016]地面操控终端19，其包括信息处理器、操控组件、显示屏和电池；用于实现无人机的飞行操纵、设备管理、状态综合显示和航迹规划等任务。
[0017]其中，所述通讯系统14包括通讯系统机载端和通讯系统地面端两部分；所述通讯系统14以无线形式按照既定的通信协议进行无人机平台和地面操控终端19之间的信息传输。
[0018]其中，所述非接触能量信息传输系统15包括非接触能量信息传输系统平台端，以下简称非接触系统平台端，和非接触能量信息传输系统载荷端，以下简称非接触系统载荷端，两部分组成；
[0019]所述非接触系统平台端安装在无人机平台上，以无线形式将电源能量传输给安装在任务载荷挂架16上的非接触系统载荷端，所述非接触系统载荷端将该能源转换为直流电源给任务载荷17供电；非接触系统平台端与非接触系统载荷端按照既定的通信协议进行信息传输。
[0020]其中，所述电池11根据不同的系统用电需求和使用环境要求，选择蓄电池或者锂电池，并选装使用电池数量。
[0021]其中，所述航空电子设备12可根据不同应用场景和任务载荷，选择传感器的精度和数量。
[0022]其中，所述动力装置13的螺旋桨，根据不同应用场景，选择平原桨或者高原桨。
[0023]其中，所述动力装置13机臂的旋翼数量为4到12个。
[0024]其中，所述通讯系统14根据不同应用需求，选择宽带图数链路或者窄带数据链或者4G/5G公网图数链路或者上述各类链路综合使用。
[0025]其中，所述任务载荷17的种类包括光电吊舱、喊话器、航拍摄像机和武器装备。
[0026]其中，所述系统组装和工作的步骤如下：
[0027]步骤1：完成非接触能量信息传输系统15的非接触系统平台端与航空电子设备12的结构电气连接；
[0028]步骤2：完成起落架18的组装并将组装完成的起落架18同非接触能量信息传输系统15的非接触系统平台端和航空电子设备12的组合体进行结构连接；
[0029]步骤3：将电池11安装于航空电子设备12的顶部，实现结构电气连接；
[0030]步骤4：将通讯系统14的机载端和非接触能量信息传输系统15的非接触系统载荷端安装于任务载荷挂架16的对应位置，实现结构电气连接；
[0031]步骤5：将步骤4形成的组合体安装于前3步完成的组合体下部，实现结构连接；
[0032]步骤6：将任务载荷17的光电吊舱安装于任务载荷挂架16的下部，实现结构电气连接；
[0033]步骤7：将动力装置13安装于航空电子设备12的周向对应位置，实现结构电气连接；
[0034]步骤8：将通讯系统14的地面端和地面操控终端19进行组装，实现结构电气连接；
[0035]步骤9：多旋翼无人机系统在操控人员的控制下起飞，飞抵目标区域执行搜索侦查任务，并实时将光电吊舱图像传回地面操控终端，任务完成后或者电池电量不足时，多旋翼无人机系统自动或者在操控人员的控制下实现返航；
[0036]步骤10：多旋翼无人机系统返航后，可选择拆卸或者更换电池和其它任务载荷继续执行下一项任务。
[0037](三)有益效果
[0038]与现有技术相比较，本专利技术的技术效果是：本专利技术所述的非接触式模块化多旋翼无人机系统旨在模块设计合理条件下，实现无人机系统的“一机多能、一机多用”。可依据需求实行模块批量采购模式，大幅降低整机成本，提升便携运输和任务适应能力，满足高效费比需求。有利于实现在无人机平台组装状态下的电池非接触式充电，缩短系统起飞准备时间。
附图说明
[0039]图1是本专利技术功能模块图；
[0040]图2是某型非接触式模块化八旋翼无人机系统示意图。
具体实施方式
[0041]为使本专利技术的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。
[0042]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种非接触式模块化多旋翼无人机系统，所述系统包括以下模块：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非接触式模块化多旋翼无人机系统，其特征在于，所述系统包括以下模块：电池(11)，其用于为无人机机上航空电子设备(12)、动力装置(13)、通讯系统(14)、非接触能量信息传输系统(15)和任务载荷(17)提供工作电源；航空电子设备(12)，其包括飞行控制与管理设备、定位和导航设备以及制导设备；用于实现飞行控制、任务管理和定位导航功能；动力装置(13)，其由电机、电调、螺旋桨和机臂组成独立模块，能够在机体上快速组装和拆卸，用于为无人机飞行提供动力；通讯系统(14)，其用于无人机平台与地面控制站之间的信息无线传输；非接触能量信息传输系统(15)，其用于实现无人机平台与任务载荷之间的电源能量传递和信息交互管理；任务载荷挂架(16)，其挂装于无人机平台，设置为通用电气和机械接口，用于承载非接触能量信息传输系统(15)和任务载荷(17)；任务载荷(17)，其用于完成特定具体的使命任务；起落架(18)，其由多个连杆组成，各连杆设置有快速机械连接接口，使得起落架可迅速组装，与机身连接，用于在地面、起飞和着陆状态下承载无人机；地面操控终端(19)，其包括信息处理器、操控组件、显示屏和电池；用于实现无人机的飞行操纵、设备管理、状态综合显示和航迹规划等任务。2.如权利要求1所述的非接触式模块化多旋翼无人机系统，其特征在于，所述通讯系统(14)包括通讯系统机载端和通讯系统地面端两部分；所述通讯系统(14)以无线形式按照既定的通信协议进行无人机平台和地面操控终端(19)之间的信息传输。3.如权利要求1所述的非接触式模块化多旋翼无人机系统，其特征在于，所述非接触能量信息传输系统(15)包括非接触能量信息传输系统平台端，以下简称非接触系统平台端，和非接触能量信息传输系统载荷端，以下简称非接触系统载荷端，两部分组成；所述非接触系统平台端安装在无人机平台上，以无线形式将电源能量传输给安装在任务载荷挂架(16)上的非接触系统载荷端，所述非接触系统载荷端将该能源转换为直流电源给任务载荷(17)供电；非接触系统平台端与非接触系统载荷端按照既定的通信协议进行信息传输。4.如权利要求1所述的非接触式模块化多旋翼无人机系统，其特征在于，所述电池(11)根据不同的系统用电需求和使用环境要求，选择蓄电池或者锂电池，并选装使用电池数量...

【专利技术属性】
技术研发人员：王军，赵涛，郑红星，王欢，陈金球，刘航航，石京鑫，黄叙磊，王略，樊杰，吴宇凡，闫腾，贾硕，常冠男，韩薇，
申请(专利权)人：西安现代控制技术研究所，
类型：发明
国别省市：