固定翼无人机及其工作方法

专利主权项内容

1.一种无人机的工作方法，其特征在于，所述无人机包括：充放电控制模块、与该充放电控制模块相连的燃料电池和锂电池，所述充放电控制模块由一处理器模块控制；所述工作方法包括：当处理器模块获得无人机上升或悬停指令，则所述处理器模块通过充放电控制模块控制燃料电池和锂电池同时对飞机动力系统进行供电；以及在巡航过程中，所述处理器模块通过充放电控制模块控制燃料电池对飞机动力系统进行供电，且同时通过燃料电池对锂电池进行充电；所述处理器模块还与用于检测无人机飞行姿态的陀螺仪、用于对无人机进行定位的GPS模块相连；所述飞机动力系统包括：由处理器模块控制的水平动力子系统和垂直动力子系统；其中所述水平动力子系统位于机身处，且包括水平螺旋桨机构；所述垂直动力子系统包括：对称设于左、右机翼处的垂直螺旋桨机构；所述垂直螺旋桨机构包括至少一垂直螺旋桨，用于将垂直螺旋桨机构悬挂于机翼下方的悬挂装置，所述垂直螺旋桨适于通过相应微型电机驱动转动；所述悬挂装置包括：适于使垂直螺旋桨向前或向后倾斜的第一角度微调电机，以及使垂直螺旋桨向左或向右倾斜的第二角度微调电机；其中所述第一、第二角度微调电机和微型电机均由处理器模块控制，以根据飞行姿态调节垂直螺旋桨的倾角和垂直螺旋桨的转速；根据飞行姿态调节垂直螺旋桨的倾角和转速的方法包括：所述处理器模块适于控制第一角度微调电机带动垂直螺旋桨向前倾斜，同时控制水平螺旋桨机构中水平螺旋桨工作，以缩短无人机到达设定的巡航高度的时间，且在无人机在达到巡航高度的同时，满足其巡航速度；所述无人机还包括：用于控制无人机按相应路径飞行的处理器模块，与该处理器模块相连的第一、第二GPS模块，第一、第二GPS模块通过相应串口与处理器模块相连，所述处理器模块适于在第一GPS模块无法工作时，启动第二GPS模块工作；无人机控制系统的工作方法，还包括：对无人机飞至目的地的路径进行选择，以获得最优路径；对无人机飞至目的地的路径进行选择，以获得最优路径的方法包括：获得各楼间风的实时数据，并建立城市楼间风道网；当无人机设定飞行目的地后，无人机内的处理器模块通过路径优化子系统适于根据城市楼间风道网选择无人机飞至该目的地的最优路径；并且所述无人机的机翼上覆盖有光伏电池，所述路径优化子系统还适于获得各楼间的实时光照强度；所述路径优化子系统在选择最优路径时，若两条或两条以上的路段具有相同数据的楼间风，则将实时光照强度最大的路段选入最优路径中；以及所述路径优化子系统还适于获得城市上空的云层数据，且在选择最优路径时，避开云层覆盖区的路段；所述无人机还设有用于拍摄建筑物全景的摄像装置，该摄像装置与处理器模块相连，且所述处理器模块适于根据建筑物全景识别该建筑物的高度；当无人机在雨雪天气飞行时，所述路径优化子系统适于选择建筑物的背风路段作为无人机在最优路径中的路径选择；并且使无人机的飞行高度低于该建筑物的高度，以通过该建筑物遮挡雨雪；所述工作方法还包括：根据飞行姿态调节垂直螺旋桨的倾角和转速的方法，即所述处理器模块适于控制第一角度微调电机带动垂直螺旋桨向前倾斜，同时控制水平螺旋桨机构中水平螺旋桨工作，以缩短无人机到达设定的巡航高度的时间，且在无人机在达到巡航高度的同时，满足其巡航速度；以及若无人机在空中悬停，则水平螺旋桨停止工作，且垂直螺旋桨工作，所述处理器模块适于根据侧风的风向和风速数据，改变垂直螺旋桨的倾角和转速，以稳定悬停姿态；若无人机巡航飞行时，所述处理器模块适于根据侧风的风向和风速数据，改变垂直螺旋桨的倾角和转速，以保持巡航高度；所述处理器模块与机内的充放电控制模块相连，且所述充放电控制模块适于将机载电池电量发送至处理器模块，且当机载电池电量低于一设定值时，所述处理器模块控制无人机停至一光照强度高的区域，以通过所述光伏电池对机载电池进行充电；或所述处理器模块控制无人机停至一风力较大的区域，以通过风吹动水平螺旋桨和/或垂直螺旋桨产生电能对机载电池进行充电；其中所述垂直螺旋桨适于通过第一、第二角度微调电机调节倾角，以使垂直螺旋桨迎风旋转。