系留无人机及系留无人机系统

技术领域

本发明涉及无人飞行器领域，具体是涉及一种系留无人机及系留无人机系统。

背景技术

目前市场上系留无人机的供电方式为：将交流电整流为直流电形成AC-DC地面电源，该AC-DC地面电源升压后通过系留线对无人机进行供电，系留线连接无人机上的DC-DC降压模块，电流经过DC-DC降压模块后流至电子调速器和电机，便于电机驱动桨叶转动以及电子调速器调整电机转速，从而控制系留无人机的飞行装置。但是该种供电方式，需在无人机上安装DC-DC降压模块，增加成本的同时，增加飞机重量，降低无人机的负载能力。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种减少无人机上的DC-DC降压模块安装数量、电子调速器和AC-DC电源的系留无人机。

本发明的第二目的是提供一种包括上述系留无人机的系留无人机系统。

为了实现上述的第一目的，本发明提供的系留无人机包括桨叶组件、系留输电线缆、低压供电模块和主控电路，桨叶组件包括桨叶和高压交流电机，高压交流电机驱动桨叶转动，系留输电线缆与高压交流电机连接并直接为高压交流电机供电；低压供电模块连接在系留输电线缆和主控电路之间，主控电路上设置有主控单元和通讯模块。

由上述方案可见，系留无人机上通过高压交流电机驱动桨叶转动，高压交流电机可直接接入地面提供的高压交流电，使得高压交流电机之间与地面电源之间无需设置DC-DC降压模块，减少无人机上DC-DC降压模块的数量，进而降低成本和无人机重量，增加无人机负载能力；另外无人机中的低压供电模块连接在系留输电线缆与主控电路之间，低压供电模块对高压交流电降压后对主控电路供电，实现主控电路上的元件正常工作。

进一步的方案是，系无人机包括螺距变化组件和中心轴，高压交流电机驱动桨叶沿中心轴的轴向转动，螺距变化组件驱动桨叶沿中心轴的径向转动。

可见，无人机中通过高压交流电机驱动桨叶转动，而螺距变化组件驱动桨叶偏转变距，进而改变无人机的速度，改变无人机的飞行状态，无需在无人机内设置有电子调速器，进一步减少部件的使用，进而降低成本和无人机的重量，增加无人机负载能力。

进一步的方案是，螺距变化组件包括螺距驱动舵机和螺距连杆组件，螺距连杆组件与桨叶连接，螺距驱动舵机驱动螺距连杆组件移动，带动桨叶沿中心轴的径向转动；螺距驱动舵机与主控电路连接。

可见，由于无人机上的主控电路与低压供电模块连接，而螺距驱动舵机与主控电路连接，使得低压供电模块输出的低压电通过主控电路输送至舵机，使得舵机能够在适应的电压范围内工作。

进一步的方案是，系留无人机包括应用设备，应用设备与主控电路连接，应用设备包括光电吊舱和/或通信中转模块。

可见，低压供电模块通过主控电路输出低压电至无人机的应用设备中，以保证应用设备的正产工作。

进一步的方案是，无人机为多旋翼无人机或直升机无人机。

为实现上述的第二目的，本发明提供的系留无人机系统包括如上述的系留无人机。

进一步的方案是，系留无人机系统包括地面电源，系留输电线缆连接在地面电源与系留无人机之间，地面电源为市政电源、发电机或高压线路电源，地面电源的电压为220V+交流电。

可见，当地面电源为市政电源、发电机或高压线路电源时，在系留供电线缆的一端连接插头，直接与连接电源的插座连接，从而减少地面系留箱内的AC-DC电源，进一步节约成本。

附图说明

图1是本发明系留无人机系统实施例的原理图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

本发明的系留无人机应用于无人机高空持续作业，系留无人机上通过高压交流电机直接驱动桨叶转动，带动无人机飞行，高压交流电机适应地面电源直接输出的高压电源，无需在地面电源与驱动桨叶转动的电机之间增加DC-DC降压模块，从而降低无人机重量，增加无人机负载能力。

参见图1，系留无人机包括桨叶组件、系留输电线缆、低压供电模块、主控电路和应用设备，桨叶组件包括桨叶和高压交流电机，高压交流电机一般指输出电压值大于220V的电机，高压交流电机驱动桨叶转动。系留输电线缆用于连接地面电源，系留输电线缆连接无人机的一端直接与高压交流电机连接，使得高压交流电机之间与地面电源之间无需设置DC-DC降压模块，减少无人机上低压供电模块的数量，进而降低成本和无人机重量，增加无人机负载能力。

低压供电模块连接在系留输电线缆与主控电路之间，主控电路上设置有主控单元和通讯模块，主控电路还与应用设备连接；由于系留输电线缆向无人机输出高压电，而低压供电模块对系留输电线缆输出的高压电进行降压，再输出至主控电路，并且通过主控电路对无人机上的应用设备进行供电，从而实现主控电路及应用设备能够在其所能适应的电压范围内工作，保证其正常工作。应用设备可根据无人机主要作用类型来进行调整，如监控系留无人机上的应用设备为光电吊舱，应急系留无人机上的应用设备为通信中转模块。

低压供电模块包括5V、12V、24V或48V等其他小功率的DC-DC降压模块，在使用安装过程中，根据无人机上的用电元件与应用设备进行调整。

在本实施例中，多旋翼无人机包括多组螺距变化组件和多个中心轴，其中一个中心轴对应一组螺距变化组件，一组螺距变化组件对应一组桨叶，高压交流电机驱动桨叶沿中心轴的轴向转动，螺距变化组件驱动桨叶沿中心轴的径向转动。多旋翼无人机中通过高压交流电机驱动桨叶转动，而螺距变化组件驱动桨叶偏转变距，进而改变无人机的速度，改变无人机的飞行状态，无需在无人机内设置有电子调速器，进一步减少部件的使用，进而降低成本和无人机的重量，增加无人机负载能力。螺距变化组件包括螺距驱动舵机和螺距连杆组件，螺距连杆组件与桨叶连接，螺距驱动舵机驱动螺距连杆组件移动，带动桨叶沿中心轴的径向转动。螺距驱动舵机与主控电路连接；使得低压供电模块输出的低压电通过主控电路输送至舵机，使得舵机能够在适应的电压范围内工作。螺距变化组件的结构有多种，如公开号为CN111924096A、名称为直升机旋翼头和直升机的中国发明专利中所记载的旋翼头结构。系留无人机还可为直升机无人机，直升机无人机也可通过螺距变化组件驱动桨叶沿中心轴的径向转动。

系留无人机系统包括系留无人机和地面电源，系留供电线缆连接在地面电源与系留无人机之间，地面电源为市政电源或发电机电源或高压电路电源，当地面电源为发电机电源时，发电机电源的电压为220+交流电，系留箱内设置有系留线缆和绞盘以及自动收放系统，发电机直接通过系留供电线缆供电至无人机，从而减少地面系留箱内的AC-DC电源，系留线缆绞盘用于收纳系留供电线缆。当地面电源为市政电源时，市政电源的电压为220V+交流电，在系留供电线缆的一端连接插头，直接与连接市政电源的插座连接、或者系留供电线缆与高压电路电源直接连接，同样从而减少地面系留箱内的AC-DC电源，进一步节约成本。

本发明的系留无人机通过发电机或市政电源通过系留供电线缆直接对无人机上的高压交流电机供电，省去地面AC-DC电源的同时，供电电源与高压交流电机之间中间无需连接电子调速器，而高压交流电机直接驱动无人机桨叶转动，进而减少无人机上的DC-DC降压模块的设置数量。

最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。