一种高空长续航双翼无人机及其制造方法与流程

本发明涉及无人机技术领域，具体为一种高空长续航双翼无人机及其制造方法。

背景技术：

无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“uav”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。与有人驾驶飞机相比，无人机往往更适合那些太“愚钝，肮脏或危险”的任务。无人机按应用领域，可分为军用与民用。

现有的无人机大部分受动力源影响，续航时间较短，不能长久地于天上持续飞行进行巡航，且采用燃料作为动力源会消耗更多的能源，并造成环境污染，不利于节能环保。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种高空长续航双翼无人机及其制造方法，采用太阳能作为动力源，清洁无污染，有利于节能环保，且在高空飞行时可长时间吸收太阳能为高能电池充电，大大延长了续航时间，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高空长续航双翼无人机，包括无人机主体，所述无人机主体上安装有下机翼，无人机主体的上表面通过安装架安装有上机翼，上机翼的长度和下机翼的长度均为无人机主体宽度的三十倍，安装架为镂空的等腰梯形海绵钛架体，且安装架的底边小于顶边长度，下机翼的上表面和上机翼的上表面均设置有可调节角度的光电池板，光电池板与无人机主体内部安装的高能电池电连接，光电池板的外侧安装有无色高透光的亚克力板，亚克力板固定安装在上机翼和下机翼上。

所述上机翼和下机翼之间通过连接柱固定连接，连接柱的周侧表面均匀地倾斜设置有连接杆，连接杆的顶端与上机翼的下表面固定连接，所述上机翼和下机翼在竖直方向上相互错开，所述下机翼设置在无人机主体下侧的靠前方向，所述上机翼设置在无人机主体上侧的靠后方向，所述下机翼的侧边端点与上机翼的侧边端点连线的角度范围在二十到三十度之间。

所述无人机主体的下表面通过起落架安装有飞机滑轮，所述无人机主体的尾部安装有尾翼，尾翼包括两个对称设置的水平翼和一个垂直设置的垂直翼，所述无人机主体的前端安装有螺旋桨。

作为本发明的一种优选技术方案，所述上机翼的上表面和下机翼的上表面均匀地固定设置有底座，底座的上表面开设有圆槽，圆槽内转动设置有转动支架，所述光电池板安装在转动支架上，所述亚克力板设置在转动支架和光电池板的外侧。

所述底座的内部空腔中安装有伺服电机ⅰ，伺服电机ⅰ的输出轴通过联轴器与转轴连接，转轴穿出圆槽的上表面并与转动支架固定连接，转动支架的顶端两侧均开设有扇形的限位槽，限位槽内侧转动设置有转动杆，光电池板固定设置在转动杆的顶端，所述转动杆的一侧表面安装有从动齿轮，所述转动支架上设置有伺服电机ⅱ，伺服电机ⅱ的输出轴穿过转动支架并与主动齿轮连接，主动齿轮与从动齿轮相互啮合，所述转动杆的另一侧表面安装有角位移传感器。

作为本发明的一种优选技术方案，所述伺服电机ⅰ的输入端和伺服电机ⅱ的输入端均与无人机主体上安装的控制系统的输出端电连接，所述角位移传感器的输出端电连接无人机主体上安装的控制系统的输入端。

作为本发明的一种优选技术方案，所述转动支架的转动角度范围不超过180度，所述转动杆的转动角度范围不超过120度。

本发明还提供一种高空长续航双翼无人机的制造方法，包括以下步骤：

s1）无人机打印：根据设计参数通过金属3d打印机打印机身、下机翼、上机翼、安装架、连接柱、连接杆、起落架及机身的各个部件，并将其组装起来，组装时上下机翼相互错开，上机翼靠后，下机翼靠前；

s2）安装配件：将高能电池、电机及动力系统等安装到机身的相应位置处，并进行线路连接；

s3）安装光电池：在上机翼和下机翼的上表面安装可调节的光电池板，并进行相应的线路连接；

s4）安装亚克力板：在上机翼和下机翼上固定安装亚克力板，使亚克力板罩在光电池板的外侧。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤s1）机身打印中所用的3d打印材料为海绵钛。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明示例的高空长续航双翼无人机，采用太阳能作为动力源，清洁无污染，有利于节能环保，且在高空飞行时可长时间吸收太阳能为高能电池充电，大大延长了续航时间，同时采用了上下双翼的形式，在提高无人机升力的同时可以增加翼展面积，便于安装更多的光电池板，能够为无人机提供持续的电力，续航时间更久，光电池板可以根据太阳照射角调整角度，延长了光照时长，提高了光照率，进一步延长了续航时间，亚克力板设置在光电池板外侧，其具有高透光率、密度小、重量轻的特点，可以在提高光利用的同时降低机身重量，电源采用具有较高比能量的高能电池，耐用且供电量高，使用更加安全可靠。

本发明示例的高空长续航双翼无人机的制造方法，采用3d打印的方式对机身主体及其他主要部件进行打印，提高了加工效率和产品质量，同时可以减轻机身重量，使其能耗降低，续航延长；组装时使上下机翼错开，可以减小上机翼对下机翼的遮挡面积，提高光照面积，从而加快充电速度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的正视图；

图3为本发明的侧视结构示意图；

图4为本发明的右视图；

图5为本发明光电池板的安装结构示意图；

图6为本发明光电池板的结构示意图；

图7为本发明图6的侧视结构示意图；

图8为本发明图7的截面图。

图中：1无人机主体、2下机翼、3上机翼、4亚克力板、5安装架、6连接柱、7连接杆、8飞机滑轮、9尾翼、10螺旋桨、11底座、12圆槽、13转动支架、14伺服电机ⅰ、15转轴、16滚珠槽、17滚珠、18限位槽、19转动杆、20光电池板、21伺服电机ⅱ、22主动齿轮、23从动齿轮、24角位移传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种高空长续航双翼无人机，包括无人机主体1，无人机主体1上安装有下机翼2，无人机主体1的上表面通过安装架5安装有上机翼3，上机翼3的长度和下机翼2的长度均为无人机主体1宽度的三十倍，安装架5为镂空的等腰梯形海绵钛架体，且安装架5的底边小于顶边长度，下机翼2的上表面和上机翼3的上表面均设置有可调节角度的光电池板20，光电池板20与无人机主体1内部安装的高能电池电连接，光电池板20的外侧安装有无色高透光的亚克力板4，亚克力板4固定安装在上机翼3和下机翼2上，该高空长续航双翼无人机，采用太阳能作为动力源，清洁无污染，有利于节能环保，且在高空飞行时可长时间吸收太阳能为高能电池充电，大大延长了续航时间，同时采用了上下双翼的形式，在提高无人机升力的同时可以增加翼展面积，便于安装更多的光电池板20，能够为无人机提供持续的电力，续航时间更久，光电池板20可以根据太阳照射角调整角度，延长了光照时长，提高了光照率，进一步延长了续航时间，亚克力板设置在光电池板外侧，其具有高透光率、密度小、重量轻的特点，可以在提高光利用的同时降低机身重量，电源采用具有较高比能量的高能电池，耐用且供电量高，使用更加安全可靠。

上机翼3和下机翼2之间通过连接柱6固定连接，连接柱6的周侧表面均匀地倾斜设置有连接杆7，连接杆7的顶端与上机翼3的下表面固定连接，上机翼3和下机翼2在竖直方向上相互错开，下机翼2设置在无人机主体1下侧的靠前方向，上机翼3设置在无人机主体1上侧的靠后方向，下机翼2的侧边端点与上机翼3的侧边端点连线的角度范围在二十到三十度之间，上下机翼错开，可以减小上机翼3对下机翼2的遮挡面积，提高光照面积，从而加快充电速度。

无人机主体1的下表面通过起落架安装有飞机滑轮8，无人机主体1的尾部安装有尾翼9，尾翼9包括两个对称设置的水平翼和一个垂直设置的垂直翼，无人机主体1的前端安装有螺旋桨10。

优选的，上机翼3的上表面和下机翼2的上表面均匀地固定设置有底座11，底座11的上表面开设有圆槽12，圆槽12内转动设置有转动支架13，光电池板20安装在转动支架13上，亚克力板4设置在转动支架13和光电池板20的外侧，亚克力板设置在光电池板外侧，其具有高透光率、密度小、重量轻的特点，可以在提高光利用的同时降低机身重量。

底座11的内部空腔中安装有伺服电机ⅰ14，伺服电机ⅰ14的输出轴通过联轴器与转轴15连接，转轴15穿出圆槽12的上表面并与转动支架13固定连接，伺服电机ⅰ14通过转轴15带动转动支架13在圆槽12内转动，调节光电池板20在垂直方向的角度，转动支架13的顶端两侧均开设有扇形的限位槽18，限位槽18内侧转动设置有转动杆19，限位槽18对转动杆19起到一个角度限位的作用，光电池板20固定设置在转动杆19的顶端，转动杆19的一侧表面安装有从动齿轮23，转动支架13上设置有伺服电机ⅱ21，伺服电机ⅱ21的输出轴穿过转动支架13并与主动齿轮22连接，主动齿轮22与从动齿轮23相互啮合，伺服电机ⅱ21通过主动齿轮22带动从动齿轮23转动，从动齿轮23带动转动杆19和光电池板20在水平方向上转动调整角度，转动杆19的另一侧表面安装有角位移传感器24，用于检测转动杆19和光电池板20在水平方向上的旋转角度。

优选的，伺服电机ⅰ14的输入端和伺服电机ⅱ21的输入端均与无人机主体1上安装的控制系统的输出端电连接，角位移传感器24的输出端电连接无人机主体1上安装的控制系统的输入端，无人机的控制系统采用现有技术，通过角位移传感器24检测转动杆19的转动角度即光电池板20的转动角度，反馈给控制系统后进行相应修正，提高了自动化程度。

优选的，转动支架13的转动角度范围不超过180度，转动杆19的转动角度范围不超过120度，可以满足所有的光照角度，通过控制系统自动控制，提高光照利用率。

本发明还提供一种高空长续航双翼无人机的制造方法，包括以下步骤：

s1）无人机打印：根据设计参数通过金属3d打印机打印机身、下机翼、上机翼、安装架、连接柱、连接杆、起落架及机身的各个部件，并将其组装起来，组装时上下机翼相互错开，上机翼靠后，下机翼靠前；

s2）安装配件：将高能电池、电机及动力系统等安装到机身的相应位置处，并进行线路连接，动力系统采用n级涡轮压气机代替原有的涡轮发动机进行驱动，其中n大于等于3；

s3）安装光电池：在上机翼和下机翼的上表面安装可调节的光电池板，并进行相应的线路连接；

s4）安装亚克力板：在上机翼和下机翼上固定安装亚克力板，使亚克力板罩在光电池板的外侧。

本高空长续航双翼无人机的制造方法，采用3d打印的方式对机身主体及其他主要部件进行打印，提高了加工效率和产品质量，同时可以减轻机身重量，使其能耗降低，续航延长；组装时使上下机翼错开，可以减小上机翼对下机翼的遮挡面积，提高光照面积，从而加快充电速度。

优选的，步骤s1）机身打印中所用的3d打印材料为海绵钛，钛具有高强度、低密度的特点，是航天航空中最适合的材料之一，可以在保证无人机质量的前提下大大减轻无人机的机身重量，减少能耗。

本发明中所使用的高能电池、光电池板20、伺服电机ⅰ14、伺服电机ⅱ21和角位移传感器24等均为现有技术中常用的电子元件，其工作方式及电路结构均为公知技术，在此不作赘述。

本发明中未公开部分均为现有技术，其具体结构、材料及工作原理不再详述。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。