智能四旋翼滑翔无人机及其飞行控制方法技术

一种智能四旋翼滑翔无人机及其飞行控制方法，采用固定翼舱式机身作为货仓，克服了一般旋翼动力无人机载重上限小的问题，运输效率提高；采用封闭式仓储，电源、装置设备以及所运输的货物均在封闭空间放置，增强了对各种地形和气候因素的适应能力，同时增大了对货物运输的保护力度，使用更加安全可靠；动力结构采用对称分布的4个旋翼，可以垂直起飞、垂直降落，克服了一般固定翼式机型起降对场地要求严格的问题，使用更加自由方便；配备了光伏太阳能电池板，能够在飞行的同时继续为电池充入电能，增加了飞行距离，运输效率提高。

Intelligent Four-rotor gliding UAV and its flight control method

An intelligent Four-rotor gliding UAV and its flight control method adopt fixed-wing cabin fuselage as warehouse, which overcomes the problem of small upper load limit of general rotor powered UAV and improves transportation efficiency. Closed warehouse is adopted, power supply, equipment and cargo are placed in closed space, which enhances the adaptability to various terrain and climate factors. It enhances the protection of cargo transportation and makes it safer and more reliable to use; the power structure adopts four rotors with symmetrical distribution, which can take off and land vertically, overcomes the strict requirement of site for general fixed-wing aircraft taking off and landing, and makes it more convenient to use; it is equipped with photovoltaic solar panels, which can continue to charge power for batteries while flying, and increases the power structure. Flight distance and transportation efficiency are improved.

【技术实现步骤摘要】
智能四旋翼滑翔无人机及其飞行控制方法
本专利技术属于无人机结构设计和控制
，尤其涉及一种智能四旋翼滑翔无人机及其飞行控制方法。
技术介绍
面对物流产业的迅速膨胀，为了解决低成本、高效率地运送包裹和物资，无人机逐渐被运用到这一领域中；同时在该领域的实际运用当中对此类无人机提出了许多新的要求：1.无人机载重上限需要提高；2.无人机单次飞行距离需要增长；3.无人机的飞行控制范围需要增大；4.无人机的起降方式需要更加便捷等等。现有的无人机大体可以分为两类：旋翼无人机和固定翼无人机。旋翼无人机的优势在于可以垂直起降，操控灵活，但其由于设计结构较小，容易受各种因素影响，故无法搭载大量货物，无法实现长时间的飞行和远距离的控制；固定翼无人机的优势在于可长时间、远距离飞行，可一次搭载大量货物，但其起降方式对场地要求较高，能耗较大，因此没有被普及。
技术实现思路
本专利技术提供一种智能四旋翼滑翔无人机及其飞行控制方法，该装置设计融合了旋翼无人机可垂直起降和固定翼无人机可借助气流飞行、装载力强等优点，结合本专利技术的控制方法，可以有效的控制飞行，解决了现有选择中和载重上限、飞行距离、飞行控制以及升降有关本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.智能四旋翼滑翔无人机，其特征在于：所述无人机包括柱形主机身、固定式主翼、固定式尾翼、舱门、支架、光伏电池板、装置板、电机、转轴、旋翼和刚性固定杆；所述固定式主翼为两个，刚性对称固定于柱形主机身中部两侧，所述固定式尾翼固定于柱形主机身的尾部，所述舱门安装于柱形主机身上表面，所述支架固定在柱形主机身的下表面，所述太阳能光伏电池固定于两侧的固定式主翼的上表面，所述风速传感计固定于两侧的固定式主翼的外侧边缘，所述装置板固定于柱形主机身内部中心下侧；所述刚性固定杆为4根，一端由固定式主翼与柱形主机身连接处水平上形成的四个角的顶点伸出，中心对称分布于机身四周，另一端分别将4只所述电机固定在同一高度上，...

【技术特征摘要】
1.智能四旋翼滑翔无人机，其特征在于：所述无人机包括柱形主机身、固定式主翼、固定式尾翼、舱门、支架、光伏电池板、装置板、电机、转轴、旋翼和刚性固定杆；所述固定式主翼为两个，刚性对称固定于柱形主机身中部两侧，所述固定式尾翼固定于柱形主机身的尾部，所述舱门安装于柱形主机身上表面，所述支架固定在柱形主机身的下表面，所述太阳能光伏电池固定于两侧的固定式主翼的上表面，所述风速传感计固定于两侧的固定式主翼的外侧边缘，所述装置板固定于柱形主机身内部中心下侧；所述刚性固定杆为4根，一端由固定式主翼与柱形主机身连接处水平上形成的四个角的顶点伸出，中心对称分布于机身四周，另一端分别将4只所述电机固定在同一高度上，并将4只所述旋翼分别经由转轴对应地与各个电机相连，所述4个旋翼的位置位于同一高度且刚好高于机身和主翼；所述装置板上设置有控制芯片、气压高度计、GPS模块、电源、电调；所述电源为所述无人机提供动力来源，且通过导线分别与所述光伏太阳能电池和控制芯片相连；所述气压高度计用于获取无人机当前飞行高度数据；所述风速传感计用于获取当前无人机周围气流流动信息；所述控制芯片与所述电调、所述气压高度计、所述风速传感计由导线相连，用于接收上述测量设备的电信号数据，并通过计算，向所述装置板上的电调发出控制指令；所述电调为4个，分别与所述4个电机由导线相连，电调接收控制芯片发出的指令进而分别控制4个电机；所述GPS模块用于识别和报告无人机的当前位置。2.根据权利要求1所述的智能四旋翼滑翔无人机，其特征在于：所述柱形主机身、固定式主翼、固定式尾翼和刚性固定杆均采用碳纤维复合材料。3.根据权利要求1所述的智能四旋翼滑翔无人机，其特征在于：所述固定式主翼形状选用克拉克Y翼形状。4.根据权利要求1所述的智能四旋翼滑翔无人机，其特征在于：所述的4个旋翼采用X型分布。5.根据权利要求1所述的智能四旋翼滑翔无人机，其特征在于：所述装置板上还搭载XBee-Pro无线通信模块，用于与地面站进行信息传递，同时装置板上还搭载SBus无线接收模块，用于实时接收地面指令。6.根据权利要求1所述的智能四旋翼滑翔无人机，其特征在于：所述装置板上还配有IMU惯性测量单元，通过导线和控制芯片及电源相连，IMU包含的加速度计用于检测无人机加速度，陀螺仪用于检测角速度，测量无人机的加速度和角速度以计算无人机的飞行姿态。7.智能四旋翼滑翔无人机的飞行控制方法，其特征在于：所述飞行控制方法，通过对所述控制芯片发送不同的飞行动作指令，控制无人机实现包括起飞、悬停、前进、后退、偏航、翱翔、滑翔和降落的飞行动作；起飞：所述控制芯片接收到起飞指令，并向4个电调分别发出指令，电调控制对应的4个电机启动，使得位于对角线上的两个旋翼旋转方向相同，任意相邻的两个旋翼旋转方向相反，所述的4个旋翼的旋转角速度、角加速度均相同，然后...

【专利技术属性】
技术研发人员：李逸轩，孟冉，张家祯，黄海平，朱洁，袁宵翔，赵科，杨一帆，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32