一種抗干擾的無人機系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及無人機技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種抗干擾的無人機系統(tǒng)。
【【背景技術(shù)】】
[0002]無人機是一種無人駕駛的飛機，其為利用自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機，其上面搭載一攝像裝置，該攝像裝置可對底面上的場景和活動進行視頻拍攝。對于無人機控制技術(shù)的研究是目前國內(nèi)外大學(xué)和研究機構(gòu)關(guān)注的熱點之一，近年來，無人機已被廣泛應(yīng)用于航拍攝影、電力巡檢、環(huán)境監(jiān)測、森林防火、災(zāi)情巡查、防恐救生、軍事偵察、戰(zhàn)場評估等領(lǐng)域，有效克服了有人駕駛飛機空中作業(yè)的不足，降低了成本，同時也提高了運載工具的安全性。
[0003]然而目前的無人機的遙控終端發(fā)送指令給無人機，該遙控終端也可以發(fā)送指令給無人機上的攝像頭對其進行操控，然而，通過同一個遙控終端對無人機和攝像頭中的一者發(fā)送指令時，由于無人機和攝像頭同時受該遙控終端的控制，所以避免不了另一者會受到發(fā)射信號的干擾，使其接收到干擾信號后錯誤的執(zhí)行指令。
[0004]無人機很多都是通過地面站設(shè)定飛行軌跡來實現(xiàn)自主飛行和返航，即使通過終端設(shè)備的遙控也只是控制無人機的起飛和降落，對于其飛行軌跡的自由選擇卻較難實現(xiàn)，除此之外，多數(shù)無人機都是采用單工通信，這樣的通信方式在無人機的使用過程中很不方便。
[0005]現(xiàn)有的無人機在夜間飛行及拍攝方面還存在著明顯的不足，由于夜間光源覆蓋范圍窄、光照不足、搜索視線不佳，影響了攝像裝置拍攝圖像，這使得無人機出勤能力也大大降低，從而造成資源浪費并使其應(yīng)用范圍受到一定的限制。
[0006]無人機在飛行過程中，很容易撞到障礙物而造成機體故障或損毀，所以很需要對無人機采取空中防撞措施。除此之外，無人機在飛行過程中不僅是前方容易撞到障礙物，其四面八方都有可能會受到其他障礙物的侵襲，如何成功且高效的避開不同方向的障礙物又保證無人機整體美觀成了很多研究人員思考的問題。
[0007]現(xiàn)有的無人機續(xù)航時間短，不能保持長時間的飛行狀態(tài)，往往只飛行了短暫的時間就要返程進行充電，這樣給無人機的工作帶來很大不便，因此如何研發(fā)出一種續(xù)航時間長的無人機成了困擾本領(lǐng)域技術(shù)人員的主要問題。
【【實用新型內(nèi)容】】
[0008]為了克服現(xiàn)有技術(shù)問題，本實用新型提供了一種新型的抗干擾的無人機系統(tǒng)。
[0009]本實用新型解決技術(shù)問題的方案是提供一種抗干擾的無人機系統(tǒng)，其包括空中設(shè)備和地面設(shè)備，空中設(shè)備包括一無人機，地面設(shè)備包括遙控終端、地面站和圖傳一體接收機，無人機包括一機身，機身下搭載一紅外熱像儀，機身包括一飛控系統(tǒng)，該飛控系統(tǒng)包括遙控信號收發(fā)模塊，其內(nèi)設(shè)置2.4G頻率收發(fā)電臺，紅外熱像儀包括一第二接收模塊和圖傳信號收發(fā)模塊，該圖傳信號收發(fā)模塊內(nèi)設(shè)置5.SG頻率發(fā)射器和1.2G頻率接收器，圖傳一體接收機包括一無線視頻接收模塊，其內(nèi)設(shè)置5.SG頻率接收器和1.2G頻率發(fā)射器，遙控終端包括控制信號收發(fā)模塊，其內(nèi)設(shè)置2.4G頻率發(fā)射器，地面站內(nèi)部設(shè)置2.4G頻率收發(fā)模塊。
[0010]優(yōu)選地，機身包括中心板，中心板的正中間設(shè)置一分線器，中心板上進一步設(shè)置第一電調(diào)、第二電調(diào)、第三電調(diào)、第四電調(diào)、第五電調(diào)、第六電調(diào)、第七電調(diào)和第Λ電調(diào)，該八個電調(diào)等距離間隔分布在中心板的四周，第二電調(diào)和第三電調(diào)之間設(shè)置2.4G地面站發(fā)射電臺，第三電調(diào)和第四電調(diào)之間設(shè)置遙控信號收發(fā)器，第四電調(diào)和第五電調(diào)之間設(shè)置飛控系統(tǒng)，第五電調(diào)和第六電調(diào)之間設(shè)置信號燈，第六電調(diào)和第七電調(diào)之間設(shè)置圖傳信號發(fā)射模塊和降壓模塊，降壓模塊位于第六電調(diào)和圖傳信號發(fā)射模塊之間。
[0011]優(yōu)選地，2.4G地面站發(fā)射電臺、遙控信號收發(fā)器、飛控系統(tǒng)、信號燈、圖傳信號發(fā)射模塊、降壓模塊之間彼此獨立分開封裝，且彼此間互相屏蔽。
[0012]優(yōu)選地，無人機進一步包括多個電機、熱成像系統(tǒng)、分線器、起落架控制器、多個傳感器組合模塊和GPS天線，它們彼此獨立分開封裝，且彼此間互相屏蔽。
[0013]優(yōu)選地，機身包括兩個對稱的起落架，每個起落架包括一豎軸，每根豎軸的兩端分別設(shè)置橡膠膠圈。
[0014]優(yōu)選地，無人機的左右兩側(cè)對稱設(shè)置第一橫桿、第二橫桿和第三橫桿，該三根橫桿從上至下平行排列，第一橫桿與第二橫桿之間通過細(xì)桿連接，第二橫桿與第三橫桿通過細(xì)桿連接，其在第二橫桿處的連接位置分別設(shè)置橡膠膠圈。
[0015]優(yōu)選地，橡膠膠圈上設(shè)置多個凸出環(huán)體。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型一種抗干擾的無人機系統(tǒng)通過在飛控系統(tǒng)中設(shè)置遙控信號收發(fā)模塊，并在其內(nèi)部設(shè)置2.4G頻率收發(fā)電臺，紅外熱像儀內(nèi)部設(shè)置第二接收模塊和圖傳信號收發(fā)模塊，圖傳信號收發(fā)模塊內(nèi)設(shè)置5.SG頻率發(fā)射器和1.2G頻率接收器，圖傳一體接收機內(nèi)設(shè)置無線視頻收發(fā)模塊，其內(nèi)設(shè)置5.SG頻率接收器和1.2G頻率發(fā)射器，遙控終端內(nèi)設(shè)置控制信號收發(fā)模塊，其內(nèi)設(shè)置2.4G頻率發(fā)射器，使該具有無人機的通信系統(tǒng)采用2.4G、1.2G和5.SG這三種不同的頻率進行通信，當(dāng)通信處于三者之一的同頻率情況下，內(nèi)部采取跳頻技術(shù)，通信中使用的載波頻率受偽隨機變化碼的控制而隨機跳變，這種錯開通信頻率及同頻率情況下采取跳頻技術(shù)的通信方式使該具有無人機的通信系統(tǒng)5具有較強的抗干擾能力和保密性能。通過將2.4G地面站發(fā)射電臺、遙控信號收發(fā)器、飛控系統(tǒng)、信號燈、圖傳信號發(fā)射模塊、降壓模塊、八個電機、八個電調(diào)、以及無人機上的路由器、電池、熱成像系統(tǒng)、分線器、起落架控制器、多個傳感器組合模塊和GPS天線，這些模塊與元件之間設(shè)置成彼此獨立分開封裝且彼此間互相屏蔽，使數(shù)字電路與模擬電路的模塊、信號發(fā)射模塊與信號接收模塊、大電流電路模塊和小電流電路模塊都彼此分開，從而降低了模塊間的電磁干擾，且使整個電路布局更加安全。通過在起落架的橫軸的兩端部和機架多個連接處分別設(shè)置橡膠膠圈，起到了緩沖作用，使無人機在降落時不至于給整個機體造成硬傷；通過在橡膠膠圈上設(shè)置多個凸出于外表面的凸出環(huán)體，使該橡膠膠圈的緩沖和減震效果更好，這樣的減震結(jié)構(gòu)提升了無人機內(nèi)部傳感器的監(jiān)測穩(wěn)定性，從而實現(xiàn)抗干擾功能。
[0017]本實用新型一種抗干擾的無人機系統(tǒng)通過導(dǎo)航顯示軟件模塊設(shè)置導(dǎo)航路線，并通過其內(nèi)部的2.4G頻率收發(fā)模塊將信號發(fā)送至無人機的2.4G頻率收發(fā)電臺對其飛行軌跡進行操控，無人機將反饋信號從2.4G頻率收發(fā)電臺發(fā)送至2.4G頻率收發(fā)模塊，除此之外，地面站和紅外熱像儀之間通過TCP/IP WLAN模塊和第二 TCP/IP WLAN模塊152之間進行信號的雙向傳輸，從而實現(xiàn)地面站與無人機及紅外熱像儀的雙工通信。除此之外，中央處理器將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并通過圖傳信號收發(fā)模塊發(fā)送至無線視頻收發(fā)模塊，該無線視頻收發(fā)模塊經(jīng)過圖像處理及解碼模塊將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號并通過圖像顯示模塊顯示出來，整個系統(tǒng)實現(xiàn)了數(shù)字雙工通信，使其更加具有更高的智能效果。
[0018]本實用新型一種抗干擾的無人機系統(tǒng)通過通過紅外熱像儀感應(yīng)拍攝和獲得物體表面或近表面熱像圖，使其實時探測物體表面的溫度并形成熱像圖，通過設(shè)置模式切換控制模塊，使該紅外熱像儀在可見光傳感器和紅外探測傳感器之間準(zhǔn)確的切換，使可見光傳感器輔助拍攝視頻畫面，使該紅外熱像儀能夠根據(jù)不同情況切換模式，使其更加人性化。通過設(shè)置聲光報警模塊，使其在有異常信號的情況下通過此模塊進行報警。
[0019]本實用新型一種抗干擾的無人機系統(tǒng)通過在飛控系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置避障模塊，在外圍下邊緣處等距離間隔設(shè)置四個超聲波傳感器且該四個超聲波傳感器分別位于兩個折疊翼之間，當(dāng)該避障模塊工作時，該四個方向的超聲波傳感器同時探測，使該無人機從四個方向來感測障礙物從而使其避障效果更好一些，其保證了在緊急狀況下該無人機不會有損傷或墜機。通過飛控芯片預(yù)先設(shè)定的探測距離可以根據(jù)實際飛行狀況來預(yù)先設(shè)定，使避障距離具有靈活性。
[0020]本實用新型一種抗干擾的無人機系統(tǒng)采用特殊KV值的電極和特定尺寸和攻角參數(shù)的螺旋槳，電機KV值設(shè)置于100?450之間、螺旋槳的尺寸介于16?29英寸之間、攻角介于3?5之間，這時螺旋槳的效率最高，從而使無人機的續(xù)航時間長。通過采用八個高導(dǎo)磁電機，使其具有磁阻小、效率高的優(yōu)點，從而使渦流損耗大大降低。通過采用聚合物鋰電池，由于鋰電池容量輕，使無人機飛行效率高。通過將整個無人機的機身采用碳纖維材質(zhì)，使無人機的重量得到很大的減輕，從而使其能量消耗大大降低。
【【附圖說明】】
[0021]圖1是本實用新型抗干擾的無人機系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2是本實用新型無人機的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3是本實用新型無人機的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖4是本實用新型無人機的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖5是本實用新型無人機螺旋槳有效功率隨飛行速度的變化曲線圖。
[0026]圖6是本實用新型無人機避障模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖7是本實用新型熱成像系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖8是本實用新型抗干擾的無人機系統(tǒng)的電路模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
【【具體實施