一种无人机自动配平装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于无人机技术领域，涉及一种无人机自动配平装置及方法，通过控制模块用于实时采集旋翼信息并分析是否配平从而控制下一步动作，若配平则控制锁紧模块动作，若未配平则控制传动模块动作，传动模块用于带动配重模块前后移动，用于配平无人机前后重量，锁紧模块用于配平完成后锁紧配重模块，电源模块用于给装置提供电源。本发明专利技术实现了不需要人力干预使用电子秤称重的方法进行配平，在安装完成机载设备或者更改了机身内部设备位置后，通过实时采集旋翼信息，无人机飞行时自动配平，保证无人机机头方向重量比机尾方向重且差值固定，保障无人机最优最安全姿态飞行。障无人机最优最安全姿态飞行。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机自动配平装置及方法


[0001]本专利技术属于无人机
，涉及一种无人机自动配平装置及方法。

技术介绍

[0002]石油管道安全运输是当今石油经济中的一个重要环节，如何保证整个管道的畅通、安全显得尤为重要。传统的人工巡线方法不仅工作量大而且条件艰苦，所花时间长、人力成本高、困难大。无人机具有成本低廉、方便运输、操作简便以及维护简单等特点，这些特点使得无人机很适合对石油管道的监测和维护。管道巡线无人机的投入使用，不仅可以省去耗时耗力的人工监测，而且巡线速度快，信息反馈及时，保证了及早发现问题及早修复，将损失减到最低，垂直起降固定翼无人机由于起降不占用跑道，就是其中广泛应用的一种机型，而此种无人机在安装任务设备后起飞之前需要进行无人机的配平工作，保证无人机能在空中以最优最安全的姿态飞行。
[0003]现有的配平工作中，在无人机中安装好任务设备后，需要在四个旋翼正下方放置四个电子秤，电子秤上放置支撑架，将无人机抬起后放置在支撑架上，根据四个电子秤称得的重量进行计算，总重不超标的前提下使得机身前侧的重量略大于机身后侧重量，并且不能超过一定值，否则就须在机身内放置铅块以实现此目的，当机身前后差值超过一定值时就需要不断调整铅块位置及铅块重量，且重复多次称重。现有配平方法需要多人配合，用电子秤称重时旋翼下方支撑点稍有偏差就会影响称重结果，且调整铅块重量及位置时也需多次尝试才能最终实现无人机的配平工作。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种无人机自动配平装置及方法，本专利技术的目的是实现无人机自动配平，不需要人力干预，在安装完成机载设备或者更改机身内部设备位置后，起飞过程中就可以实现自动配平，不再需要多人配合使用电子秤称重的方法进行配平，在过程中保证无人机机头方向重量比机尾方向重且差值固定，保障无人机以最优最安全姿态飞行。
[0005]本专利技术是采用下述技术方案实现：一种无人机自动配平装置，包括：控制模块、传动模块、配重模块、锁紧模块、电源模块。装置安装于垂直起降固定翼无人机内部，其中控制模块用于实时采集旋翼信息并分析是否配平从而控制下一步动作，若配平则控制锁紧模块动作，若未配平则控制传动模块动作，传动模块用于带动配重模块前后移动，可选用电动滑轨，配重模块放置于传动模块上，用于配平无人机前后重量，可选用形状规则的铅块或铜块，锁紧模块用于配平完成后锁紧配重模块，电源模块用于给装置提供电源。
[0006]配平过程中，控制模块控制传动模块前后移动，从而带动配重模块前后移动，直至控制模块判断达到配平条件，控制模块发出锁紧指令控制锁紧模块锁紧配重模块，实现无人机前后重量的配平工作。控制模块实时采集旋翼信息，无人机飞行时自动配平，保证无人
机机头方向重量比机尾方向重且差值固定，保障无人机最优最安全姿态飞行。
[0007]一种无人机自动配平方法，其特征在于步骤如下：1、旋翼上电，无人机在旋翼带动下离开地面，此时四个旋翼转速分别是R1、R2、R3、R4，其中机头两旋翼转速为R1、R2，对应的升力分别为F1、F2，机尾两旋翼转速为R3、R4，对应的升力分别为F3、F4；控制模块实时采集旋翼信息并计算旋翼的升力，旋翼升力F=D
×
P
×
A
×
R
×
p
×
k，其中D为旋翼直径，P为旋翼浆的螺距，A为旋翼桨宽度，R为旋翼转速，p为大气压力，k为经验系数，F单位为kg。
[0008]2、若满足R1+R2>R3+R4，且0<（F1+F2）
‑
（F3+F4）<m，即1号和2号旋翼转速相加大于3号和4号旋翼转速，且机头重量大于机尾重量，重量差满足（0，m）区间，则控制模块判断已经配平，控制模块发出锁紧指令控制锁紧模块锁紧配重模块。
[0009]3、若不满足以上条件否则，根据（F1+F2）
‑
（F3+F4）重量差值控制模块控制传动模块带动配重模块前后移动，当（F1+F2）
‑
（F3+F4）≧m，则说明机头机尾重量差超过了m临界值，控制模块控制传动模块带动配重模块向后移动，直至满足配平条件，控制模块发出锁紧指令控制锁紧模块锁紧配重模块，当（F1+F2）
‑
（F3+F4）≦0，则说明机尾重量超过了机头重量，控制模块控制传动模块带动配重模块向前移动，直至满足配平条件，控制模块发出锁紧指令控制锁紧模块锁紧配重模块。
[0010]本专利技术所达到的有益效果如下：本专利技术实现了不需要人力干预使用电子秤称重的方法进行配平，在安装完成机载设备或者更改了机身内部设备位置后，通过实时采集旋翼信息，无人机飞行时自动配平，保证无人机机头方向重量比机尾方向重且差值固定，保障无人机最优最安全姿态飞行。
附图说明
[0011]下面将结合说明书附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明，其中：图1为一种无人机自动配平装置结构图；图2为一种无人机自动配平装置工作流程图。
具体实施方式
[0012]下面结合附图对本专利技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0013]图1为本专利技术实施例中一种无人机自动配平装置结构图，包括：控制模块、传动模块、配重模块、锁紧模块、电源模块。装置安装于垂直起降固定翼无人机内部，其中控制模块用于实时采集旋翼信息并分析是否配平从而控制下一步动作，若配平则控制锁紧模块动作，若未配平则控制传动模块动作，传动模块用于带动配重模块前后移动，可选用电动滑轨，配重模块放置于传动模块上，用于配平无人机前后重量，可选用形状规则的铅块或铜块，锁紧模块用于配平完成后锁紧配重模块，电源模块用于给装置提供电源。
[0014]配平过程中，控制模块控制传动模块前后移动，从而带动配重模块前后移动，直至控制模块判断达到配平条件，控制模块发出锁紧指令控制锁紧模块锁紧配重模块，实现无人机前后重量的配平工作。控制模块实时采集旋翼信息，无人机飞行时自动配平，保证无人
机机头方向重量比机尾方向重且差值固定，保障无人机最优最安全姿态飞行。
[0015]图2为一种无人机自动配平装置工作流程图，当飞机上电，无人机在旋翼带动下离开地面，此时四个旋翼转速分别是R1、R2、R3、R4，其中机头两旋翼转速为R1、R2，对应的升力分别为F1、F2，机尾两旋翼转速为R3、R4，对应的升力分别为F3、F4；控制模块实时采集旋翼信息并计算旋翼的升力，旋翼升力F计算表达式为：F=D
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k，其中D为旋翼直径，P为旋翼浆的螺距，A为旋翼桨宽度，R为旋翼转速，p为大气压力，k为经验系数，F单位为kg。
[0016]控制模块根据各旋翼转速及升力判断是否配平，若满足R1+R2&本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机自动配平装置及方法，其特征在于，一种无人机自动配平装置包括控制模块、传动模块、配重模块、锁紧模块、电源模块，通过控制模块用于实时采集旋翼信息并分析是否配平从而控制下一步动作，若配平则控制锁紧模块动作，若未配平则控制传动模块动作，传动模块用于带动配重模块前后移动，用于配平无人机前后重量，锁紧模块用于配平完成后锁紧配重模块，电源模块用于给装置提供电源；一种无人机自动配平方法步骤如下：a、旋翼上电，无人机在旋翼带动下离开地面，此时四个旋翼转速分别是R1、R2、R3、R4，其中机头两旋翼转速为R1、R2，对应的升力分别为F1、F2，机尾两旋翼转速为R3、R4，对应的升力分别为F3、F4；控制模块实时采集旋翼信息并计算旋翼的升力，旋翼升力F=D
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k，其中D为旋翼直径，P为旋翼浆的螺距，A为旋翼桨宽度，R为旋翼转速，p为大气压力，k为经验系数，F单位为kg；b、若满足R1+R2>R3+R4，且0<（F1...

【专利技术属性】
技术研发人员：史晓锋，齐少飞，周林生，
申请(专利权)人：北京航空航天大学东营研究院，
类型：发明
国别省市：