一种集群表演无人机、设计方法及应用

技术领域

本发明属于无人机技术领域，尤其涉及一种集群表演无人机、设计方法及应用。

背景技术

目前，集群表演无人机均为改装飞机，利用现有的消费无人机，去掉摄像头或者其它负载，加装灯板和灯罩，通信模块及定位模块安装在飞机外表面，通信天线也简单的安装在脚架部位，处于裸露状态，导致产品档次降低；现有集群表演无人机受限于现有结构，给硬件的设计带来了很多不便，如果出现炸机情况，硬件损坏比较严重，可回收利用的零件也较少；现有集群表演无人机均不具备很好的防水性能，对于突如其来的天气变化无法应对。

随着无人机技术的快速发展，对于集群表演无人机的一体化设计、防水防尘、快速拆装维修、灯光效果、控制精度等提出了越来越高的要求；为了满足性能的要求，无人机需要进行综合性设计，传统的结构是上下两个壳形成机身，内部腔体安装电路板以及电池，电路板位于电池上方，电路板集成设计，这种结构设计，会在飞机底部加装灯组件，导致整机一体性差，另外电路板集成设计，出问题时会导致整个电路板报废，并且热量集中，不能很好散热；电路板集成设计，在拆装维修时，会将整个机身打开，导致维修困难；传统集群表演无人机都会加装散热风扇，导致整机重量增加；传统集群表演无人机的灯罩与机身为固连方案，在灯罩损坏时，更换费时，效率低。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)现有集群表演无人机，硬件模块集中设计，拆装维修时，需要把整机全部拆开，维修非常不方便，拆装过程中会损伤外壳或者其他硬件。

(2)现有集群表演无人机，各个电路板模块布置比较集中，导致整机的散热性能差。

(3)现有集群表演无人机，灯模组体积小，亮度低，在空中表演效果不好；

(4)现有集群表演无人机的灯罩与机身为固连方案，在灯罩损坏时，更换时间长，效率低；

(5)现有集群表演无人机内部会加装散热风扇，导致整机重量增加；

(6)现有集群表演无人机，航时较短，表演画面不足，观看效果差；

(7)现有集群表演无人机，防水性能不好，遇到突发性天气，会导致飞机受损；

(8)现有集群表演无人机，气动性能不好，抗风能力不足。

解决以上问题及缺陷的难度为：

想要解决以上问题，需要对整机的内部架构以及外部造型进行重新设计，进行动力系统、电池的重新选型，灯光组件的重新设计，灯光效果的重新验证，防水性能的验证、抗风能力的验证等，所以要想综合解决以上问题，是一项很复杂和庞大的工程；

解决以上问题及缺陷的意义为：

以上问题及缺陷解决之后，在编队表演市场，将是一场颠覆性的改变，重新定义了集群表演无人机的性能，航时更长，抗风性能更好，灯光亮度更好，维修方便，具备一定的防水能力，同时整机重量轻了，还能挂载其它载荷，使编队表演的效果更丰富。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种集群表演无人机、设计方法及应用。

本发明是这样实现的，一种集群表演无人机的设计方法，所述集群表演无人机的设计方法包括：

对无人机飞行中产生的自身风场以及自然风，通过下壳开设的多个散热结构，将无人机飞机内部产生的热量携带出去；

在所述散热结构部位安装用于防水防尘的防水防尘结构；

将无人机中壳、上壳内部安装的电路板组件围绕电池仓组件布置，组成一体化模块组装结构；

将设计有快拆结构的灯罩旋卡在所述下壳上。

进一步，所述电池仓组件内安装有电池，所述电池的头盖做为机身的结构(如图2)；所述机身采用流线型。

进一步，所述灯罩的四周带有翻边结构，在所述下壳上带有多个小凸起，所述小凸起带有引导结构，用于灯罩旋入，同时所述小凸起有下壳限位结构，用于避免灯罩从下壳上旋出。

进一步，所述无人机通过搭载的飞控系统控制飞行轨迹，利用灯光在空中绘制预先设定的图案。使整机的亮度提升50％，主要原因是灯板和灯罩的设计进行了优化，灯珠变亮，灯罩的透光率增加。

本发明的另一目的在于提供一种集群表演无人机，包括机身、与所述机身连接的电池仓组件、脚架组件以及安装在机身上的电机，所述机身包括下壳；

所述下壳周边开有多个下壳散热结构；

所述下壳下部通过灯罩快拆结构安装有灯罩；

所述下壳内安装有灯板；

所述下壳从下往上依次卡接有中壳、上壳；

所述中壳、上壳内部安装有电路板组件与电池仓组件，所述电路板组件围绕电池仓组件布置，组成一体化模块组装结构；所述灯板安装在所述电路板组件上。

进一步，所述在灯罩的四周带有翻边结构(如图5)；

所述下壳上带有小凸起，所述小凸起带有引导结构，用于所述灯罩旋入，同时小凸起有下壳限位结构；

所述下壳散热结构为散热孔。

进一步，所述下壳内部安装防水防尘结构；

所述脚架组件包含脚架及内部天线；所述脚架卡接在中壳上。

本发明的另一目的在于提供一种所述集群表演无人机搭载冷烟花在进行烟花表演上的应用、在景区驻场，大型公益活动集群表演上的应用、在品牌宣传、空中广告集群表演上的应用。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：

发明的无人机提供一种将电池的头盖做为机身的结构，使机身结构得到简化同时利于无人机散热。电池仓内安装电池，电池头部为所述机身的一部分。

本发明的无人机在下壳散热孔部位安装了防水防尘结构，使整机在具备较好散热性能的同时具备较好的防水防尘性能；本发明取消了灯组件的散热风扇，有效的降低了整机的重量；本发明实现了灯罩与外壳的快拆结构，安装与更换灯罩时，效率更高。

本发明实现了集群表演无人机一体化设计和模块化设计，方便模块维修。

本发明在满足灯光效果的前提下，实现了机身的流线型设计，提升了抗风能力。

本发明利用飞机自身产生的风场以及自然风对飞机进行散热，取消了飞机的散热风扇，有效降低了整机重量。

本发明提供的集群表演无人机用于做无人机编队灯光表演，编队中的无人机由飞控系统控制飞行轨迹，可以利用灯光在空中绘制预先设定的图案，也可以搭载冷烟花进行烟花表演，应用场景为景区驻场，大型公益活动、品牌宣传、空中广告。

本发明通过此次系统性设计，使整机的防水防尘能力达到IP54等级，实际表演续航时间达到30分钟以上，抗风能力达到5级以上；

通过此次系统性设计，有效降低了模块的维修成本和时间，提高了维修效率，效率提升50％以上；

通过此次系统性设计，有效降低了整机重量，使整机的额外负载载荷再增加200g；

通过此次系统性设计，使整机的亮度提升了50％，达到更好的表演效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的无人机示意图。

图2是本发明实施例提供的电池仓组件图。

图3是本发明实施例提供的电路板组件围绕电池仓组件布置图。

图4是本发明实施例提供的下壳、灯罩、散热孔连接示意图。

图5是本发明实施例提供的翻边结构示意图。

图1-5中：1、电机；2、RTK定位模块；3、上壳；4、中壳；5、下壳；6、灯罩；7、脚架组件；8、电池头盖；9、电路板组件；10、电池仓组件；11、灯板；12、散热孔；13、下壳限位结构；14、小凸起；15、灯罩快拆结构；16、翻边结构；17、引导结构。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种集群表演无人机，下面结合附图对本发明作详细的描述。

本发明提供一种集群表演无人机的设计方法，所述集群表演无人机的设计方法包括：

对无人机飞行中产生的自身风场以及自然风，通过下壳开设的多个散热结构，将无人机飞机内部产生的热量携带出去；

在所述散热结构部位安装用于防水防尘的防水防尘结构；

将无人机中壳、上壳内部安装的电路板组件围绕电池仓组件布置，组成一体化模块组装结构；

将设计有快拆结构灯罩的灯罩旋卡在所述下壳上。

所述电池仓组件内安装有电池，所述电池的头盖做为机身的结构；所述机身采用流线型。

所述灯罩的四周带有翻边结构，在所述下壳上带有多个小凸起，所述小凸起带有引导结构，用于灯罩旋入，同时所述小凸起有下壳限位结构，用于避免灯罩从下壳上旋出。

所述无人机通过搭载的飞控系统控制飞行轨迹，利用灯光在空中绘制预先设定的图案。

图1是一个实施例中无人机的立体图，包括机身、与所述机身连接的电池仓组件、灯组件、脚架组件以及安装在机身上的电机1；所述机身包含上壳3与中壳4，所述灯组件包含下壳5、灯罩6以及灯板11，所述脚架组件7包含脚架及内部天线(未标识)。灯板11安装在电路板组件9上。

所述下壳5，其周边开了众多的下壳散热结构，为散热孔12，有效的将飞机内部产生的热量散发出去，并且避免了使用散热风扇，有效降低了整机重量，所述下壳内安装有灯板11；下壳限位结构13用于灯板安装时的定位作用，提高安装效率。

本发明实施例提供了一种集群表演无人机，首先将集群表演无人机进行了一体化设计，在不影响飞机气动性能的前提下，实现了灯组件与机身很好的融合；机身分为上壳和中壳，内部包含电路板组件与电池仓组件(如图3)，电路板组件9围绕电池仓组件10(如图2)进行布局，实现了模块化组装，并且有利于电路板散热；在机身底部，拆掉灯组件，便可以看到电路板的核心部件，不用全部拆掉飞机，再进行维修；在机身的周围开了散热孔，并且内部安装了防水防尘结构，在不影响飞机散热的情况下，用于防水防尘。

所述上壳3内安装有RTK定位模块2。

本发明的无人机提供一种将电池的头盖8(如图3)做为机身的结构，使机身结构得到简化同时利于无人机散热。电池仓内安装电池，电池头盖8为所述机身的一部分。

如图4所示，本发明在下壳5上带有小凸起14，小凸起带有引导结构17，可以方便灯罩旋入，同时小凸起有下壳限位结构13，避免灯罩从下壳上旋出。

本发明的灯罩6，其上包含灯罩快拆结构15，一方面提高生产安装效率，另一方面在灯罩损坏时，可以快速的更换灯罩。所述在灯罩的四周带有翻边结构16(如图5)。

本发明通过此次系统性设计，使整机的防水防尘能力达到IP54等级，实际表演续航时间达到30分钟以上，抗风能力达到5级以上。

通过此次系统性设计，有效降低了模块的维修成本和时间，提高了维修效率，效率提升50％以上。

通过此次系统性设计，有效降低了整机重量，使整机的额外负载载荷再增加200g。

通过此次系统性设计，使整机的亮度提升了50％，达到更好的表演效果。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。