專利名稱：無人機偵察系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種偵察系統(tǒng)，尤其涉及一種通過無人機代替有人飛機執(zhí)行高危險、 隱蔽性強的偵察任務的無人機偵察系統(tǒng)。
背景技術：
無人機是通過無線電遙控設備或機載計算機程控系統(tǒng)進行操控的不載人飛行器。 無人機不但能完成有人駕駛飛機執(zhí)行的任務，更適用于有人飛機不宜執(zhí)行的任務。
目前無人機主要用于軍事領域，對于應急搶險等領域尚不成熟，存在一定的使用局限，而且目前的無人飛機對于不同的任務要求和使用條件差別很大，并且大都攜帶不便， 成本較高。發(fā)明內容
本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術中存在的問題，提供了一種無人機偵察系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術中存在使用局限、攜帶不便的問題，而且本發(fā)明成本較低。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案如下 設有飛行平臺系統(tǒng)，保證飛機的正常飛行；設有地面站系統(tǒng)，實現(xiàn)對無人機設定航線的程控航行，完成航線的精確控制； 所述的飛行平臺系統(tǒng)包括結構部、動力部、導航控制部、數據鏈路部、載荷部及電氣部； 所述的地面站系統(tǒng)包括地面測控部和地面保障部。
所述的結構部為，機體采用飛翼式氣動布局，升力體機身，控制舵面采用升降副^r ο
所述的動力部包括無刷電機、無刷調速器、碳纖維折疊式螺旋槳及動力電池，無刷電機和無刷調速器設置在機體的內部，動力電池設置在機體上。
所述的導航控制部包括遙控器和自動駕駛儀，遙控器用于發(fā)射和回收過程中對飛行器姿態(tài)的調整和干預，飛行器爬升到安全高后由遙控器將機載自動駕駛儀切換到自動駕駛狀態(tài)，在回收飛行器時，先由遙控器將機載自動駕駛儀切換回遙控狀態(tài)。
所述的數據鏈路部包括機載數據傳輸電臺和地面站數據傳輸電臺，機載數據傳輸電臺安裝于垂直尾翼內。
所述的載荷部采用板式攝像機，攝像頭安裝位置為當飛機以60°的傾斜角進行盤旋飛行時，攝像頭始終對準地面某一目標。
所述的地面測控部用于接收和傳輸機載數據傳輸電臺和載荷部的相關數據，并將接收到的數據進行處理并顯現(xiàn)。
所述的地面保障部包括無人機的發(fā)射和回收以及地面站供電，為飛機的安全起飛和返航提供保障。
本發(fā)明的優(yōu)點效果如下本發(fā)明是針對災情評估、應急監(jiān)測、緊急偵察、反恐等方面的需求研制的一款小型電動無人機。具有攜帶方便、維護使用簡單、成本低、可重復使用等特點，在應急搶險方面具有較強優(yōu)勢，有著廣闊的市場需求，易于推廣應用。


以下，結合附圖，對本發(fā)明進行詳細說明。
圖1為本發(fā)明的結構原理示意框圖。
圖2為本發(fā)明機載布局示意圖。
圖3為本發(fā)明工作示意圖。
圖中，1、機身，2、機翼，3、圖傳天線，4、數傳天線，5、自動駕駛儀/降落傘，6、空速管，7、圖像電臺，8、動力電池，9、攝像頭，10、數傳電臺。
具體實施方式
實施例
如圖1-3所示，設有飛行平臺系統(tǒng)，保證飛機的正常飛行；設有地面站系統(tǒng)，實現(xiàn)對無人機設定航線的程控航行，完成航線的精確控制；所述的飛行平臺系統(tǒng)包括結構部、動力部、導航控制部、數據鏈路部、載荷部及電氣部；所述的地面站系統(tǒng)包括地面測控部和地面保障部。
所述結構部，機體采用飛翼式氣動布局，升力體機身，矩形機翼，上反角為1.5°。 控制舵面采用升降副翼，兩個舵面同向偏轉控制飛機的俯仰姿態(tài)，反向偏轉控制飛機的橫向姿態(tài)。設計飛行速度70km/h 90km/h，設計飛行高度IOOm 300m，雷諾數約200，000。 主翼翼型為EMX-07，重心位于機翼前緣后60mm。
所述的動力部包括無刷電機、無刷調速器、碳纖維折疊式螺旋槳及動力電池，無刷電機和無刷調速器設置在機體的內部，動力電池設置在機體上。無刷電機的效率超過85%， 不會因機械換向器而產生電火花干擾，也無需更換電刷，降低了維護難度，提高了可靠性。 無刷電機工作時的峰值電流約50A，為了保證在出現(xiàn)意外情況時不損壞電子調速器，選用了最大電流為75A的捷克產ADVANCE 77PLUS電子無刷調速器。螺旋槳采用14X9. 5碳纖維折疊式螺旋槳。無刷電機工作時兩片槳葉靠離心力的作用自動打開，電機停車滑行時兩片槳葉自動收回。采用折疊式螺旋槳可以降低停車滑翔時的阻力，減少滑降時螺旋槳的損壞機率，以降低使用成本。Iip0電池單節(jié)容量為8000 mAh，單節(jié)電壓為3.7V，采用6節(jié)串聯(lián)的連接方法。電池組總容量為8000 mAh，飽和電壓為25. 2V，總重量為1. lkg，續(xù)航時間為 60mino
所述的導航控制部包括遙控器和自動駕駛儀，遙控器用于發(fā)射和回收過程中對飛行器姿態(tài)的調整和干預，在發(fā)射時飛行器主要由遙控設備控制，當飛行器爬升到安全高后即可由遙控器將機載自動駕駛儀切換到自動駕駛狀態(tài)。在回收飛行器時，先由遙控器將機載自動駕駛儀切換回遙控狀態(tài)，然后目視操縱飛行器降落。在完成自動起飛和自動開傘回收的調試后，無人機的發(fā)射和回收將完全脫離遙控設備，地面操縱人員手擲方式發(fā)射無人機即可?？刂品桨覆捎糜强刂骑w行器的高度，升降舵控制飛行器的迎角，油門控制飛行器的速度。橫向控制采用升降副翼組合控制方式，當飛行器的飛行航路點與設定的航路點出現(xiàn)偏差后，副翼按控制率輸出舵量使飛行器保持固定的坡度，升降舵保持飛行器的高度。
所述的數據鏈路部包括機載數據傳輸電臺和地面站數據傳輸電臺，機載數據傳輸電臺安裝于垂直尾翼內。數據傳輸電臺的天線采用板式天線或柱狀天線；地面站數據傳輸電臺可以采用增益高的天線。
所述的載荷部采用板式攝像機，攝像頭安裝位置為當飛機以60°的傾斜角進行盤旋飛行時，攝像頭始終對準地面某一目標。對于偵察興趣點的航路點可設定制式航線，使無人機到達預定點后進入定坡度盤旋，對目標進行360°方位觀察。
所述的地面測控部用于接收和傳輸機載數據傳輸電臺和載荷部的相關數據，并將接收到的數據進行處理并顯現(xiàn)。
所述的地面保障部包括無人機的發(fā)射和回收以及地面站供電，為飛機的安全起飛和返航提供保障。
發(fā)射方式采用手擲發(fā)射或彈射。在手擲發(fā)射的瞬間，根據公式 7 = 1^2^，可以得出當總重量為4. 7kg時，發(fā)射迎角為5度左右時，飛行器的升力系數C, = 0.6 ,發(fā)射速度V=4.8m/s。對于一般操作人員很容易達到此要求。
完成航線調試后可進行手擲自動起飛調試，手擲后采用固定舵面偏角或保持空速的方式進行控制，當飛機高度達到安全高度后，自動進入巡航狀態(tài)。
回收可采用自動開傘，采用自動駕駛儀的航路點事件設置可以設定為到達設定點坐標即打開降落傘同時關閉電動機，因該飛機采用拉進式布局，不存在降落傘與螺旋槳纏繞的問題。
本發(fā)明通過飛行平臺系統(tǒng)各個分系統(tǒng)的集成可以保證飛機的正常飛行，地面站系統(tǒng)可以實現(xiàn)對無人機設定航線的程控航行，可完成特殊要求航線的精確控制。通過拋投或彈射兩種方式使無人機保持飛行初始狀態(tài)，在發(fā)射時無人機主要由地面系統(tǒng)進行手動控制，當無人機爬升到安全高后切換到自動導航狀態(tài)。通過導航控制系統(tǒng)完成無人機預制任務航線的自主航行控制，可在無人機到達指定位置后執(zhí)行盤旋任務動作。通過搭載不同的有效載荷設備可以完成不同領域的應用，執(zhí)行相應任務。在回收飛行器時，先由地面站系統(tǒng)將無人機切換回手動狀態(tài)，然后目視操縱無人機滑降或傘降。
本發(fā)明總體技術指標如表1所示。
權利要求
1.無人機偵察系統(tǒng)，其特征在于設有飛行平臺系統(tǒng)，保證飛機的正常飛行； 設有地面站系統(tǒng)，實現(xiàn)對無人機設定航線的程控航行，完成航線的精確控制； 所述的飛行平臺系統(tǒng)包括結構部、動力部、導航控制部、數據鏈路部、載荷部及電氣部；所述的地面站系統(tǒng)包括地面測控部和地面保障部。
2.根據權利要求1所述的無人機偵察系統(tǒng)，其特征在于所述的結構部為，機體采用飛翼式氣動布局，升力體機身，控制舵面采用升降副翼。
3.根據權利要求1所述的無人機偵察系統(tǒng)，其特征在于所述的動力部包括無刷電機、 無刷調速器、碳纖維折疊式螺旋槳及動力電池，無刷電機和無刷調速器設置在機體的內部， 動力電池設置在機體上。
4.根據權利要求1所述的無人機偵察系統(tǒng)，其特征在于所述的導航控制部包括遙控器和自動駕駛儀，遙控器用于發(fā)射和回收過程中對飛行器姿態(tài)的調整和干預，飛行器爬升到安全高后由遙控器將機載自動駕駛儀切換到自動駕駛狀態(tài)，在回收飛行器時，先由遙控器將機載自動駕駛儀切換回遙控狀態(tài)。
5.根據權利要求1所述的無人機偵察系統(tǒng)，其特征在于所述的數據鏈路部包括機載數據傳輸電臺和地面站數據傳輸電臺，機載數據傳輸電臺安裝于垂直尾翼內。
6.根據權利要求1所述的無人機偵察系統(tǒng)，其特征在于所述的載荷部采用板式攝像機，攝像頭安裝位置為當飛機以60°的傾斜角進行盤旋飛行時，攝像頭始終對準地面某一目標。
7.根據權利要求1所述的無人機偵察系統(tǒng)，其特征在于所述的地面測控部用于接收和傳輸機載數據傳輸電臺和載荷部的相關數據，并將接收到的數據進行處理并顯現(xiàn)。
8.根據權利要求1所述的無人機偵察系統(tǒng)，其特征在于所述的地面保障部包括無人機的發(fā)射和回收以及地面站供電，為飛機的安全起飛和返航提供保障。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過無人機代替有人飛機執(zhí)行高危險、隱蔽性強的偵察任務的無人機偵察系統(tǒng)。主要用于完成對前沿地面目標的視頻偵察任務，向地面測控站提供實時視頻數據。系統(tǒng)為飛行平臺系統(tǒng)和地面站系統(tǒng)兩部分。本發(fā)明是針對災情評估、應急監(jiān)測、緊急偵察、反恐等方面的需求研制的一款小型電動無人機。具有攜帶方便、維護使用簡單、成本低、可重復使用等特點，在應急搶險方面具有較強優(yōu)勢，有著廣闊的市場需求，易于推廣應用。
文檔編號G05D1/08GK102520727SQ20111045676
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權日2011年12月31日
發(fā)明者關維寰, 關雅雯, 劉鐵軍, 史鋒, 宋曉明, 張兆鋒, 張超 申請人:沈陽航天新光集團有限公司