本發(fā)明涉及一種測風(fēng)向風(fēng)速專用無人機，屬于無人機領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

氣象要素包含氣溫、氣壓、風(fēng)、濕度、云、降水等等，而對于氣象海洋工作者，風(fēng)向風(fēng)速尤為重要，太陽輻射是全球氣候變化的根本原因，某種意義上，風(fēng)是導(dǎo)致全球氣候變化的重要原因。風(fēng)的存在對熱量進行了輸送，對水氣進行的轉(zhuǎn)移，從而影響氣候。

目前測風(fēng)主要有氣象站的多普勒雷達，以及各種固定式測風(fēng)裝備。這些設(shè)備要么只能測得大范圍平均風(fēng)向風(fēng)速，要么只能測得某一固定點的風(fēng)向風(fēng)速。對于氣象海洋工作者來說，某一區(qū)域三維空間里的風(fēng)向風(fēng)速對研究有非常大的幫助。

近年來，無人機、無人船發(fā)展迅速，無人船可以長航時，但缺點是只能測得二維平面；科研工作者目前使用的垂直風(fēng)速測量方法還是探空氣球。但探空氣球無法回收，成本較高，不適宜大范圍使用。無人機在氣象監(jiān)測領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，基于多旋翼平臺的風(fēng)速風(fēng)向測量無人機，可解決監(jiān)測成本高，操作不靈活的問題；多旋翼無人機可以實現(xiàn)垂直方向上的風(fēng)數(shù)據(jù)測量，也可以實現(xiàn)小區(qū)域多頻率的數(shù)據(jù)測量。

但通過無人機進行風(fēng)速風(fēng)向的測量有一個技術(shù)需要克服，那就是多旋翼無人機自身槳葉的轉(zhuǎn)動所帶來的風(fēng)；雖然槳葉在無人機上方形成的風(fēng)比較微小，但科研工作是精確嚴(yán)謹?shù)?，任何微小的誤差都會導(dǎo)致結(jié)果的出錯。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種測風(fēng)向風(fēng)速專用無人機，其能夠?qū)⒍嘈頍o人機槳葉所造成的風(fēng)對測風(fēng)向風(fēng)速儀造成的影響降到最小，從而將誤差控制在可忽略的范圍，提高測量儀器測得數(shù)據(jù)的精確性。

技術(shù)方案：為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種測風(fēng)向風(fēng)速專用無人機，包括無人機主體、風(fēng)向風(fēng)速測量儀器(11)、風(fēng)削弱單元，所述無人機主體包括中心盤(1)、機軸(2)、槳葉(3)、電機(4)以及螺旋槳套環(huán)(5)，所述機軸(2)一端與中心盤(1)固定，另一端與電機(4)以及螺旋槳套環(huán)(5)固定，所述槳葉(3)安裝在電機(4)上，且所述槳葉(3)位于螺旋槳套環(huán)(5)內(nèi)，同時螺旋槳套環(huán)(5)與槳葉(3)并不接觸；所述風(fēng)削弱單元包括兩根窄板(7)、兩個弧板(8)、豎支架(9)、螺旋槳罩(10)、擋風(fēng)模塊(15)、螺旋伸縮桿(16)；兩根窄板(7)交叉成X形狀，其交叉點固定在機軸(2)上，而兩個弧板(8)分別與兩根窄板(7)交叉開口端相固定連接；所述豎支架(9)固定安裝在弧板(8)上，且所述螺旋槳套環(huán)(5)位于豎支架(9)內(nèi)，而螺旋槳罩(10)套裝在豎支架(9)上；所述擋風(fēng)模塊(15)通過螺旋伸縮桿(16)安裝在中心盤(1)上，而所述風(fēng)向風(fēng)速測量儀器(11)安裝在擋風(fēng)模塊(15)上。

優(yōu)選的：所述擋風(fēng)模塊(15)包括底圓盤(13)、中間凸盤(14)和上方圓臺(12)；所述底圓盤(13)與螺旋伸縮桿(16)相固定，而所述上方圓臺(12)、中間凸盤(14)、底圓盤(13)由上到下依次設(shè)置，而所述風(fēng)向風(fēng)速測量儀器(11)安裝在上方圓臺(12)上。

優(yōu)選的：所述底圓盤(13)高于螺旋槳罩(10)。

優(yōu)選的：所述搭載平臺為四旋翼無人機或者六旋翼無人機。

優(yōu)選的：所述四旋翼無人機的軸距在580-620mm，所述四旋翼無人機載重1.5kg以上。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果：

本發(fā)明能夠?qū)⒍嘈頍o人機槳葉所造成的風(fēng)對測風(fēng)向風(fēng)速儀造成的影響降到最小，從而將誤差控制在可忽略的范圍，提高測量儀器測得數(shù)據(jù)的精確性，能夠為氣象海洋科研工作者提供一種新型有效高效的測風(fēng)向風(fēng)速方式。。

附圖說明

圖1為多旋翼無人機螺旋槳外套俯視圖；

圖2為風(fēng)削弱單元結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例，進一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。

一種測風(fēng)向風(fēng)速專用無人機，如圖1所示，為一種四軸無人機，圖中以四周無人機為例，但不代表只適用于四軸無人機。所述無人機包括中心盤1、機軸2、槳葉3、電機4以及螺旋槳套環(huán)5，所述機軸2一端與中心盤1固定，另一端與電機4以及螺旋槳套環(huán)5固定，所述槳葉3安裝在電機4上，且所述槳葉3位于螺旋槳套環(huán)5內(nèi)，同時螺旋槳套環(huán)5與槳葉3并不接觸，只是在槳葉外圍擋住部分因槳葉造成的誤差風(fēng)。多旋翼無人機主體為一款可以實現(xiàn)長航時的多軸無人機，包括多旋翼無人機必須的飛行控制系統(tǒng)、GPS模塊、鋰電池組、機架、電機、電調(diào)。中心盤1上搭載著四旋翼無人機的GPS、飛控、數(shù)傳、電源等儀器，考慮到這些在本發(fā)明中并無變化，所以圖中沒有示出。鋰電池組可以使用12000mah，這種型號電池容量既能保證足夠的續(xù)航又不影響載重。

如圖2所示，所述移動氣象站包括風(fēng)向風(fēng)速測量儀器11、風(fēng)削弱單元，風(fēng)削弱單元夠?qū)⒍嘈頍o人機槳葉所造成的風(fēng)對測風(fēng)向風(fēng)速儀造成的影響降到最小，從而將誤差控制在可忽略的范圍，提高測量儀器測得數(shù)據(jù)的精確性。所述風(fēng)削弱單元包括兩根窄板7、兩個弧板8、豎支架9、螺旋槳罩10、擋風(fēng)模塊15、螺旋伸縮桿16；兩根窄板7交叉成X形狀，其交叉點固定在機軸2上，位于電機4的下方。而兩個弧板8分別與兩根窄板7交叉開口端相固定連接，窄板7與弧板8連為一體，為方便說明將其分開。所述豎支架9固定安裝在弧板8上，且所述螺旋槳套環(huán)5位于豎支架9內(nèi)，而螺旋槳罩10套裝在豎支架9上，螺旋槳罩10的功能是將槳葉3產(chǎn)生的風(fēng)擋在下方，其與槳葉有一定距離，這樣可以保證空氣流動而不至于影響飛行。由此可見，螺旋槳套環(huán)5是為了削弱槳葉3產(chǎn)生的四周誤差風(fēng)，而螺旋槳罩10是為了削弱槳葉3產(chǎn)生的上方誤差風(fēng)。所述擋風(fēng)模塊15通過螺旋伸縮桿16安裝在中心盤1上，而所述風(fēng)向風(fēng)速測量儀器11安裝在擋風(fēng)模塊15上。

所述擋風(fēng)模塊15包括底圓盤13、中間凸盤14和上方圓臺12；中心盤1下方是機架6，上方是螺旋伸縮桿16，可用于調(diào)整高度。而螺旋伸縮桿上方固定底圓盤13，所述底圓盤13高度略高于螺旋槳罩10，這樣因槳葉產(chǎn)生的誤差風(fēng)就完全不會到達測量儀器處影響測量結(jié)果了。所述上方圓臺12、中間凸盤14、底圓盤13由上到下依次設(shè)置，而所述風(fēng)向風(fēng)速測量儀器11安裝在上方圓臺12上，風(fēng)速風(fēng)向測量儀器包括風(fēng)向計、風(fēng)速計、無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。中間凸盤14是一個拱起，將上方圓臺12抬升一定高度，這樣是為了避免底圓盤13和螺旋槳罩10將來自下方有一定傾角的真實風(fēng)也擋住，測風(fēng)儀器11離底圓盤有一定距離，這樣才能保證儀器測得的風(fēng)是準(zhǔn)確的。測風(fēng)儀器11安裝在上方圓臺12上，所述測風(fēng)儀器可以選擇超聲波測風(fēng)儀、三杯式風(fēng)速計，也可以使用其它測風(fēng)儀器。

風(fēng)削弱單元主要是對多旋翼無人機自身槳葉產(chǎn)生的誤差風(fēng)進行削弱，以保證風(fēng)速風(fēng)向測量裝置測得的數(shù)據(jù)足夠精確。所述風(fēng)測量裝置分為兩個部分，即螺旋槳套環(huán)和測風(fēng)裝置下板。所述螺旋槳套環(huán)罩即固定在螺旋槳外圍，但不與螺旋槳接觸。因為多旋翼無人機槳葉所殘生的誤差風(fēng)本身就說上風(fēng)小，下風(fēng)較大，通過螺旋槳套環(huán)罩，已經(jīng)可以進一步削弱上風(fēng)。所述測風(fēng)裝下板式固定在測風(fēng)裝置下邊，所述下板采用質(zhì)輕材料；優(yōu)選的，所述下板呈圓形，可以在不影響所測風(fēng)速為真是風(fēng)速的情況下最大成都的削弱螺旋槳的誤差風(fēng)。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。