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一种优化改良四轴飞行器续航时间的专利申请方案

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一种优化改良四轴飞行器续航时间的专利申请方案 

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一种优化改良四轴飞行器续航时间的方案 技术领域 本发明是一种基于空气动力学原理以及多能源混动式新型输出转化实现四轴飞行器续航时间优化的方案,属于实用新型类 背景技术 近年来,四轴飞行器的应用以及关注度得到了惊人的提高,无人机领域的研究以及扩张得到了国内外的一致重视。在2014年11月举办的珠海航展上,更是提出成立无人机全国研究院以提升我国国内对于无人机领域的发展。无人机未来可应用于抢险勘测,灾地直播,高效运输,高危作业以及在军事方面的定位打击以及作为先锋队作斩头行动等方面。其市场及应用价值不可估量。在最近著名的网络交易平台阿里巴巴更是在其快递平台试运营了无人运输机运输买家的货物等,足见对无人运输机—四轴飞行器的研究及改良有着重要的意义。无人运输机作为一个独立的系统运行时,其执行任务能力强且成本低,受广大商家看好,但当执行任务时,四轴飞行器的弊端便无疑显现出来,特别是作为长距离运输系统时,其续航时间短,续航时间不足等问题使得四轴飞行器执行任务能力大打折扣。试想让四轴飞行器运输货物时,由于现有供电模式的电池续航时间不足导致中途电量不足坠落以及无法准确运输货物导致货物丢失,对这种运输模式的存在具有极大的威胁。目前为四轴飞行器供电的方法主要是锂电池,3~4V进行并联3块灌封达到11~12V的方法,但由于这种方法电池电量较小,且电池本身具有重量较大,易发热等固有缺点,使得四轴飞行器的负载性能以及安全性能降低,不利于现阶段飞行器的发展。本发明着重于四轴飞行器的续航时间的提高,提出了以修改现阶段使用的四轴飞行器飞行桨以及增加混动式供电方式的方法来优化改良现阶段电量不足所产生的问题。 发明内容 本发明目的:设计一套满足现阶段四轴飞行器作为无人运输机动能提供续航时间不足的问题,采用空气动力学修改现有螺旋桨的形状和设计一套混动式能源输出作为四轴飞行器的稳定续航保障。采用太阳能电池板与锂电池相结合的设计方案作为主体思想,增加四轴飞行器的飞行时间。 本发明为了达到上述目的采用的技术方案为:一种优化改良四轴飞行器续航时间的方案,其步骤如下: 步骤(1):修改现阶段的四轴飞行器所用螺旋桨 步骤(2):修改现阶段使用的单纯锂电池供电模式为混动式供电模式,单纯锂电池供电现阶段主要采取为 A V的锂电池,本方案拟定在锂电池供电模式下,由太阳能电池为其续航,总体思路为当太阳能电池电压高于锂电池电压时,采取太阳能电池为四轴飞行器供电的方法,当锂电池电压低于太阳能电池电压时,将太阳能电池作为主电源为四轴飞行器供电,并由部分太阳能电池为锂电池充电至太阳能电池储存电压低于锂电池电压,再由锂电池作为主电源为四轴飞行器供电。如此循环,已达到利用混动式——锂电池,太阳能电池为四轴飞行器电源增加续航的目的; 步骤(3):设计太阳能电池稳压模块以使太阳能电池稳定输出直接为四轴飞行器提供稳定电源 步骤(4):设计太阳能为锂电池充电接口电路 步骤(5): 附图说明 图1为现阶段使用四轴飞行器螺旋桨 图2为经本方案改良后四轴飞行器螺旋桨 图3为现阶段使用单纯锂电池供电电源原型 图4为经本方案改良后四轴飞行器混动式电源原型 图5为太阳能电池稳压输出模块电路设计图 图6为太阳能电池为锂电池充电接口电路设计图 具体实施方式 结合附图这里详细介绍本改良四轴飞行器续航时间的方案: 如图1所示,现阶段使用四轴飞行器螺旋桨存在材料,设计外形等问题,本方案参考空气动力学基础相关知识,提出以新型碳纤维作为四轴飞行器螺旋桨材料,并采用可根据飞行姿态调整变形螺旋桨结构的适合最大程度降低阻力,使机身所遇阻力下降从而提高四轴飞行器输出得到一个最大程度的优化使用的螺旋桨,具体设计改良后桨原型如图2所示,众所周知,飞行器升空飞行主要客服阻力与自身重力,利用升力使飞行器上身,考虑飞行器重力不可避免因素。本方案着重降低飞行器阻力,于是方案定于使桨在旋转时可根据飞行姿态做出相应变化,从而达到最大程度降低空气阻力与其他干扰因素的影响,使得电源输出更大程度地为飞行器飞行所使用而不是受阻力影响使得电机输出仍需克服大阻力降低电源输出的利用率。 如图3所示为现阶段使用单纯锂电池供电电源原型,现阶段使用锂电池有飞行时间短,个体重量较大的缺点。若是单纯增加锂电池作为四轴飞行器的备用电池,效果差强人意,毕竟电池重量较大,单纯增加备用锂电池作为电源输出会大大增加飞行器本身重量。使得负荷增加加重了飞行器重力,电机输出需抵消大部分电池重量,会有适得其反的作用。本方案采用锂电池供电模式下,由太阳能电池为其续航。如图4所示:总体思路为当太阳能电池电压高于锂电池电压时,采取太阳能电池为四轴飞行器供电的方法,当锂电池电压低于太阳能电池电压时,将太阳能电池作为主电源为四轴飞行器供电,并由部分太阳能电池为锂电池充电至太阳能电池储存电压低于锂电池电压,再由锂电池作为主电源为四轴飞行器供电。如此循环,已达到利用混动式——锂电池,太阳能电池为四轴飞行器电源增加续航的目的; 期间需设计太阳能电池稳定输出稳压模块以使太阳能电池稳定为四轴飞行器输出,如图5所示; 期间需设计太阳能与锂电池充电接口电路使太阳能电池能稳定为处于休眠等待的锂电池充电,其电路设计如图6所示; 陈贞丰 黄毓琦 指导老师:陈贞丰 附件: 图1为现阶段使用四轴飞行器螺旋桨 图1 图2为经本方案改良后四轴飞行器螺旋桨 图2 图3为现阶段使用单纯锂电池供电电源原型 图3 图4为经本方案改良后四轴飞行器混动式电源原型 图4 图5为太阳能电池稳压输出模块电路设计图 图5 图6为太阳能电池为锂电池充电接口电路设计图 图6

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