本发明专利技术提供的一种基于静电力的微型飞行器驱动装置及无人机，包括充电纤维、框架和阵列尖端电极组；通过高压给充电纤维充满负电荷，从而与大气电场相互作用产生向上的电场力，实现飞行器的上升；通过给阵列尖端电极组施加一定高压，电极尖端附近空气会发生电离，从而在电极附近产生大量正离子和自由电子。由于电极周围的阳离子距离电极很近，会被吸附在电极附近，而自由电子则会分散出去，与空气中的分子或者原子结合形成负离子，这些负电荷与纤维接触从而给纤维充电，两者配合则可实现飞行器的上升、下降以及悬停功能，该微型飞行器驱动装置耗能低且无需不间断持续耗能，具有超长续航、结构简单、质量轻、无噪音、运行平稳、应用场景广泛等优点。用场景广泛等优点。用场景广泛等优点。
【技术实现步骤摘要】
基于静电力的微型飞行器驱动装置及无人机
[0001]本专利技术涉及超轻质电场微型飞行器技术，具体为一种基于静电力的微型飞行器驱动装置。
技术介绍
[0002]微型飞行器具有体积小、重量轻、易隐蔽、室内小环境中也能来去自如等特点，使得微型飞行器无论是民用还是军用都有着十分广阔的前景。对于微型飞行器来说，如何提高续航能力，以及如何尽量减小其体积与质量，一直是研究人员致力突破的方向。而对于超轻质的MAV，续航能力的提高与飞行器自身重量要求的矛盾一直是一大难题。
[0003]传统微型飞行器，质量大多都在几十克的范围，续航能力只在5
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20分钟左右。当质量下降到克甚至毫克级时，基本只有扑翼型飞行器能够满足飞行要求，但其续航能力基本难以保持，大多在5分钟以内或者依靠有缆飞行。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种长续航能力，小质量以及飞行无噪音的基于静电力的微型飞行器驱动装置。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案来实现：
[0006]一种基于静电力的微型飞行器驱动装置，包括充电纤维、框架和阵列尖端电极组；
[0007]所述阵列尖端电极组设置在框架的顶面，所述充电纤维的下端与框架连接，多个充电纤维沿框架的边缘设置并呈放射状，充电纤维与阵列尖端电极组绝缘隔离设置。
[0008]阵列尖端电极组，用于利用尖端效应将尖端附近的空气电离，在阵列尖端电极组附近产生阳离子和自由电子，阵列尖端电极组吸附阳离子，自由电子与空气中的分子或者原子结合形成负离子，负离子给充电纤维充电。
[0009]优选的，所述框架包括相互套设的外框架和内框架，外框架和内框架之间通过绝缘装置连接，充电纤维设置在外框架上，阵列尖端电极组设置在内框架上。
[0010]优选的，所述外框架和内框架分别为外圆环和内圆环，外圆环和内圆环同心设置，外圆环和内圆环之间通过多个绝缘连接条连接。
[0011]优选的，所述阵列尖端电极组包括多个尖端放电电极，多个尖端放电电极呈圆周阵列设置，尖端放电电极垂直设置，其下端与框架固接。
[0012]优选的，所述尖端放电电极为柱形结构，其上端为尖端。
[0013]优选的，所述充电纤维为高导电率轻质充电纤维。
[0014]优选的，所述框架为碳纤维框架。
[0015]一种无人机，包括无人机本体，以及微型飞行器驱动装置，微型飞行器驱动装置设置在无人机本体的顶部。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
[0017]本专利技术提供的一种基于静电力的微型飞行器驱动装置，包括充电纤维、框架和阵
列尖端电极组；通过高压给充电纤维充满负电荷，从而与大气电场相互作用产生向上的电场力，实现飞行器的上升。在空中通过提高连接到充电纤维上的电压，使其发生放电现象从而失去一部分负电荷，则可减小向上的电场力；通过给阵列尖端电极组施加一定高压，利用尖端效应，电极尖端附近空气会发生电离，从而在电极附近产生大量正离子和自由电子。由于电极周围的阳离子距离电极很近，会被吸附在电极附近，而自由电子则会分散出去，与空气中的分子或者原子结合形成负离子，这些负电荷与纤维接触从而给纤维充电，用于飞行器在飞行过程中的电荷补充提高向上的电场力；两者配合则可实现飞行器的上升、下降以及悬停功能。本专利技术在应用时，只需要在起飞阶段给飞行器的高导电率轻质纤维充满电荷即可实现飞行，耗能极低也无需不间断持续耗能，具有超长续航、结构简单、质量轻、无噪音、运行平稳、应用场景广泛等优点。
附图说明
[0018]图1时本专利技术微型飞行器驱动装置的结构示意图；
[0019]图2是本专利技术的双圆环碳纤维框架和阵列式尖端电极组装结构示意图；
[0020]图3是本专利技术的双圆环碳纤维框架结构示意图；
[0021]图4是本专利技术的单根阵列式尖端电极结构示意图；
[0022]图5是本专利技术应用到无人机上的示意图；
[0023]各图中的附图标记及其对应的部件名称如下：
[0024]1、充电纤维；2、框架；3、阵列尖端电极组；4、外圆环；5、绝缘连接条；6、内圆环；7、尖端放电电极；8、无人机。
具体实施方式
[0025]下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。
[0026]参阅图1
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5，一种基于静电力的微型飞行器驱动装置，包括充电纤维1、框架2和阵列尖端电极组3。
[0027]所述阵列尖端电极组3设置在框架的顶面，所述充电纤维1的下端与框架2连接，多个充电纤维1沿框架的边缘设置并呈放射状，充电纤维1与阵列尖端电极组3绝缘隔离设置。
[0028]所述框架2包括相互套设的外框架和内框架，外框架和内框架之间通过绝缘装置连接，充电纤维1设置在外框架上，阵列尖端电极组3设置在内框架上。
[0029]外框架和内框架均采用碳纤维材料制成，外框架和内框架分别为外圆环4和内圆环6，外圆环4和内圆环6同心设置，外圆环4和内圆环6之间通过多个绝缘连接条5连接，优选为两个绝缘连接条，两个绝缘连接条对称设置。
[0030]阵列尖端电极组3包括多个尖端放电电极7，多个尖端放电电极7呈圆周阵列设置，尖端放电电极7垂直设置，其下端与内圆环固接。
[0031]所述尖端放电电极7为柱形结构，其上端为尖端，形成尖端电极。
[0032]所述充电纤维1为高导电率轻质充电纤维。
[0033]固定在外圆环上的高导电率轻质充电纤维，做为基于静电力的微型飞行器驱动装置的动力部件，可通过高压直流电源充满负电荷，与方向向上的大气电场产生相互作用，在
电场中产生升力。通过高压直流给高导电率轻质充电纤维充满负电荷，通过大气电场的作用而产生向上的电场力，该基于静电力的微型飞行器驱动装置就能以一定初速度上升。在上升到期望高度后，通过提高连接到高导电率轻质充电纤维上的电压，使其发生放电现象从而失去一部分负电荷，减小向上的电场力直至电场力与重力达到平衡，则可实现一定高度的悬停。
[0034]无人机的电池组通过变压模块输出一定高压，给阵列电极组施加一定高压，利用尖端效应，电极尖端电场强度极高，将电极尖端附近空气电离，从而在阵列尖端电极组3附近产生大量正离子和自由电子。由于阵列尖端电极组3周围的阳离子距离电极很近，会被吸附在阵列式尖端电极3附近，而自由电子则会分散出去，与空气中的分子或者原子结合形成负离子，这些负电荷与高导电率轻质充电纤维接触从而给纤维充电，用于微型飞行器驱动装置在飞行过程中的电荷补充提升向上的电场力，两者配合实现飞行器的上升、下降以及悬停控制。
[0035]参阅图5，一种无人机，包括无人机本体，以及设置在其顶部的上述微型飞行器驱动装置。
[0036]该微型飞行器驱动装置由于耗能极低也无需不间断持续耗能，超长续航、结构简单、质量轻、无噪音、运行平稳等特点，除实现自身飞行外，装设在无人机8上，给无人机提供垂直向上的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于静电力的微型飞行器驱动装置，其特征在于，包括充电纤维(1)、框架(2)和阵列尖端电极组(3)；所述阵列尖端电极组(3)设置在框架的顶面，所述充电纤维(1)的下端与框架(2)连接，多个充电纤维(1)沿框架的边缘设置并呈放射状，充电纤维(1)与阵列尖端电极组(3)绝缘隔离设置。2.根据权利要求1所述的一种基于静电力的微型飞行器驱动装置，其特征在于，所述框架(2)包括相互套设的外框架和内框架，外框架和内框架之间通过绝缘装置连接，充电纤维(1)设置在外框架上，阵列尖端电极组(3)设置在内框架上。3.根据权利要求2所述的一种基于静电力的微型飞行器驱动装置，其特征在于，所述外框架和内框架分别为外圆环(4)和内圆环(6)，外圆环(4)和内圆环(6)同心设置，外圆环(4)和内圆环(6)之间通过多个绝缘连接条(5)连接。...
【专利技术属性】
技术研发人员：王朝晖，王燎，郑腾飞，李永康，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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