本發(fā)明涉及多旋翼無人機領域，具體涉及一種多旋翼無人機航母平衡控兩級制裝置。

背景技術：

無人機是一種處于迅速發(fā)展中的飛行器。多旋翼無人機作為無人機中的一種，多旋翼無人機具有操作簡單、體積小、重量輕、費用低等特點，被廣泛應用于航空拍攝、電力巡檢、地理測繪、農藥噴灑等。本專利提出的多旋翼無人機航母，實為一種給無人機群提供補給及信息中轉的大型無人機平臺。無人機飛行的實現(xiàn)，依靠電力驅動下的電機帶動螺旋槳，獲得升力，根據(jù)現(xiàn)有無人機控制技術，無人機姿態(tài)僅受到單獨飛行控制器的控制，依據(jù)無人機的實時姿態(tài)，調整各電機電流輸入的大小，改變升力，從而實現(xiàn)無人機的姿態(tài)調整。若無人機航母完全采用上述控制方式，任一槳葉或電機出現(xiàn)故障，都會使無人機航母難以保證平衡，出現(xiàn)高空墜落事故，極易造成人員受傷及財產損失。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術所存在的不足，提供一種多旋翼無人機航母的兩級平衡控制裝置。利用子母式兩級飛行控制器，多臺子無人機輔助調整無人機航母姿態(tài)，本發(fā)明可有效避免無人機航母任意槳葉或電機故障時，飛行姿態(tài)失衡，航母急速墜落的惡性事故。

本發(fā)明的技術方案是：一種多旋翼無人機航母的兩級平衡控制裝置，由?？繂卧?、輔助提升單元和控制系統(tǒng)組成。所述?？繂卧ê侥笝C架、停機坪、電磁吸盤、固定架；所述輔助提升單元由子無人機、彈簧和吸附板構成；控制系統(tǒng)有航母飛行控制器、子無人機飛行控制器、信號發(fā)射器和信號接收器，子無人機飛行控制器和信號接收器位于子無人機上，航母飛行控制器和信號發(fā)射器位于航母機架上。輔助提升單元整體停在?？繂卧耐C坪上。

本發(fā)明一種多旋翼無人機航母的兩級平衡控制裝置的?？繂卧泻侥干涤玫穆菪龢晒潭馨惭b在航母機架端部，停機坪也固定在航母機架上，從停機坪的下端嵌入有電磁吸盤，需要時電磁吸盤通電可產生強大吸引力，停機坪水平固定并略高于航母螺旋槳旋轉面，電磁吸盤上表面與停機坪上表面齊平。由于每個停機坪都安裝有電磁吸盤，輔助提升單元可以根據(jù)提升需要任意?？?。

本發(fā)明一種多旋翼無人機航母的兩級平衡控制裝置輔助提升單元中吸附板是薄鐵板經剪切、沖壓而成的鈑金件，由彈簧連接固定在子無人機的底端，與子無人機支腿形成的支承平面相平。彈簧起到子無人機本體與吸附板間的連接、牽引以及減震的作用。

本發(fā)明一種多旋翼無人機航母的兩級平衡控制裝置中輔助提升單元可以為一個，最好為兩個，輔助提升單元為兩個時，輔助提升單元在?？繂卧蠈ΨQ布置，工作中可以保證輔助提升力平衡。

本發(fā)明一種多旋翼無人機航母的兩級平衡控制裝置控制系統(tǒng)中本裝置由成套的信號發(fā)射器和信號接收器完成控制信號的傳輸。如遇故障或其它原因導致航母某一側升力不足或消失，航母的飛行控制器通過監(jiān)測控制器中平衡陀螺儀記錄的無人機航母空中姿態(tài)異常狀況和電機扭矩監(jiān)測異常狀況進行系統(tǒng)自我監(jiān)測，通過信號發(fā)射、接收器向子無人機傳送相關對應救援指令，子無人機的飛行控制器既根據(jù)指令為航母提供所需升力，又依據(jù)自身實時的飛行姿態(tài)調整自身平衡。

本發(fā)明一種多旋翼無人機航母的兩級平衡控制方法是(以下以四旋翼為例)：在正常工作狀態(tài)下，無人機航母和子無人機的飛行狀態(tài)都只通過自身飛行控制器控制，相互之間不受影響；無人機航母故障發(fā)生時，某一側失去動力，即利用無人機航母所搭載的信號發(fā)射器，向其周圍的帶有吸附板的子無人機發(fā)送求救信號，距離最近的兩架帶有吸附板的無人機迅速動作前來救援，?？吭诠收想姍C兩側的停機坪上。固定架將電磁吸盤固定在停機坪下方，無人機航母控制器為相應的電磁吸盤通電，電磁場中鐵質吸附板被磁化，與電磁吸盤之間產生較大的吸力，子無人機與無人機航母之間保持相對固定，其吸力足以克服兩機分離所需的拉力。無人機航母控制器的飛行控制器通過監(jiān)測控制器中平衡陀螺儀記錄的無人機航母空中姿態(tài)異常狀況和電機扭矩監(jiān)測異常狀況進行系統(tǒng)自我監(jiān)測，判斷故障側是否需增加升力，將無人機航母故障信號實時發(fā)送給子無人機。子無人機在得到航母信號后，結合自身實時的飛行姿態(tài)，調整各驅動電機的輸出功率，一方面牽引無人機航母為其提供足夠升力，另一方面維持自身飛行姿態(tài)的平穩(wěn)。以此方法實現(xiàn)無人機航母在電機動力故障情況下，能夠平穩(wěn)飛行，避免無人機航母高空失衡墜落。

與傳統(tǒng)僅依靠獨立控制器控制的無人機相比，本發(fā)明通過無人機航母控制其它子無人機為自身提供升力，可實現(xiàn)無人機群等級控制，防止無人機航母故障墜落的功能，一定程度上提高了無人機群整體運行穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1是一種多旋翼無人機航母的兩級平衡控制裝置系統(tǒng)整體示意圖。

圖2是一種多旋翼無人機航母的兩級平衡控制裝置的?？繂卧Y構示意圖。

圖3是一種多旋翼無人機航母的兩級平衡控制裝置的?？繂卧型C坪部分局部示意圖。

圖4是一種多旋翼無人機航母的兩級平衡控制裝置的輔助提升單元結構示意圖。

圖中：1-?？繂卧?；2-輔助提升單元；3-子無人機飛行控制器；4-信號接收器；5-停機坪；6-吸附板；7-彈簧；8-信號發(fā)射器；9-無人機航母飛行控制器；10-航母機架；11-電磁吸盤；12-固定架；13-子無人機。

具體實施方式

本發(fā)明提供了一種多旋翼無人機航母的兩級平衡控制裝置，如圖1所示，該裝置由?？繂卧?、輔助提升單元2和控制系統(tǒng)組成。所述?？繂卧?包括航母機架10、停機坪5、電磁吸盤11和固定架12，如圖2和圖3所示；輔助提升單元2由子無人機13、吸附板6和彈簧7構成，如圖4所示；控制系統(tǒng)有航母飛行控制器9、子無人機飛行控制器3、信號發(fā)射器8和信號接收器4。

本發(fā)明一種多旋翼無人機航母的兩級平衡控制裝置的工作過程是當無人機航母因電機故障時或其他原因致使某側升力不足，故障電機一側所需的升力可通過兩臺子無人機13協(xié)同替代。航母飛行控制器9通過監(jiān)測控制器中平衡陀螺儀記錄的無人機航母空中姿態(tài)異常狀況和電機扭矩監(jiān)測異常狀況進行系統(tǒng)自我監(jiān)測，判斷故障側是否需增加升力，通過信號發(fā)射器8發(fā)送指令，當臨近兩臺子無人機13的信號接收器4收到后，子無人機2受飛行控制器3控制，迅速前往故障電機兩側的停機坪5，電磁吸盤11由固定架12固定在停機坪底部，當子無人機臨近停機坪，電磁吸盤供電工作，電磁吸盤吸引子無人機13上的吸附板6，使子無人機13與航母相對固定。航母控制器對當前故障一側是否需要增加升力做出判斷，實時發(fā)送給子無人機13。子無人機13飛行控制器實時接收信號，結合自身飛行姿態(tài)，調整子無人機13各驅動電機輸出功率，為無人機航母提供升力的同時，調整自身飛行姿態(tài)。即利用子無人機13提供的升力，恢復無人機航母飛行姿態(tài)平穩(wěn)。

技術特征：

技術總結
本發(fā)明提供了一種多旋翼無人機航母的兩級平衡控制裝置，由?？繂卧?、輔助提升單元和控制系統(tǒng)組成，?？繂卧ê侥笝C架、停機坪、電磁吸盤、固定架；所述輔助提升單元由子無人機、彈簧和吸附板構成，吸附板位于子無人機的底面，吸附板與子無人機通過彈簧相連；控制系統(tǒng)有航母飛行控制器、子無人機飛行控制器、信號發(fā)射器和信號接收器，子無人機飛行控制器和信號接收器位于子無人機上，航母飛行控制器和信號發(fā)射器位于航母機架上，輔助提升單元停在?？繂卧耐C坪上。與傳統(tǒng)僅依靠獨立控制器控制的無人機相比，本發(fā)明通過無人機航母控制其它子無人機為自身提供升力，可實現(xiàn)無人機群等級控制，防止無人機航母故障墜落，提高無人機群運行穩(wěn)定性。

技術研發(fā)人員：楊衛(wèi)民;馬昊鵬;閻華;丁玉梅
受保護的技術使用者：北京化工大學
技術研發(fā)日：2017.06.08
技術公布日：2017.10.20