一種多旋翼無人機(jī)子母機(jī)系統(tǒng)及其控制方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種多旋翼無人機(jī)子母機(jī)系統(tǒng)，包括母機(jī)、N個(gè)子機(jī)、N個(gè)電磁吸附裝置，N為大于1的自然數(shù)；其中，在子機(jī)的機(jī)架平臺(tái)上方設(shè)置有鐵片，所述電磁吸附裝置安裝在所述母機(jī)的任一旋翼下方且與該旋翼的電機(jī)軸固定連接，通過電磁吸附裝置吸附子機(jī)上的鐵片，使子機(jī)與母機(jī)吸附成為一體。本發(fā)明專利技術(shù)還公開了一種多旋翼無人機(jī)子母機(jī)系統(tǒng)的控制方法。采用無人機(jī)子母機(jī)系統(tǒng)，不僅可以實(shí)現(xiàn)某個(gè)時(shí)刻多個(gè)地點(diǎn)數(shù)據(jù)信息的采集，還可以保證足夠的蓄電進(jìn)行采集任務(wù)，相對(duì)于單個(gè)無人機(jī)具有高效率的突出優(yōu)勢(shì)，具有實(shí)用性較強(qiáng)，調(diào)控靈活，拆卸方便的優(yōu)點(diǎn)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種多旋翼無人機(jī)子母機(jī)系統(tǒng)及其控制方法
本專利技術(shù)涉及多旋翼無人機(jī)
，尤其涉及一種多旋翼無人機(jī)的子母機(jī)系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
多旋翼無人機(jī)是目前逐漸實(shí)用化的一種飛行器，其具有機(jī)動(dòng)靈活、反應(yīng)快速、無人駕駛、操作要求低等優(yōu)點(diǎn)。在多旋翼無人機(jī)上裝載多類傳感器，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)觀測(cè)傳輸。目前多旋翼無人機(jī)技術(shù)側(cè)重于無人機(jī)單機(jī)的研究，對(duì)多旋翼無人機(jī)子母機(jī)的研究不深入。而多旋翼無人機(jī)子母機(jī)系統(tǒng)能夠很好地彌補(bǔ)多旋翼無人機(jī)單機(jī)的局限性與不足。對(duì)于多旋翼無人機(jī)的續(xù)航能力不足，無人機(jī)子母機(jī)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)雙倍的續(xù)航能力，無人機(jī)單機(jī)無法完成的工作，可以由子母機(jī)共同完成。目前還沒有出現(xiàn)多旋翼無人機(jī)子母機(jī)系統(tǒng)，對(duì)于固定翼無人機(jī)子母機(jī)系統(tǒng)，子機(jī)脫離母機(jī)飛行，某種程度上并未彌補(bǔ)無人飛行器續(xù)航能力不足的弱點(diǎn)，而且固定翼無人機(jī)子母機(jī)系統(tǒng)的子機(jī)數(shù)量存在一定限制。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是：為了解決多旋翼無人機(jī)單機(jī)無法長(zhǎng)時(shí)間續(xù)航、無法在短時(shí)間內(nèi)采集到大范圍或者多個(gè)地點(diǎn)數(shù)據(jù)信息的問題，提供一種多旋翼無人機(jī)子母機(jī)系統(tǒng)。本專利技術(shù)為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：本專利技術(shù)首先提出一種多旋翼無人機(jī)子母機(jī)系統(tǒng)，包括母機(jī)、N個(gè)子機(jī)、N個(gè)電磁吸附裝置，N為大于1的自然數(shù)；其中，在子機(jī)的機(jī)架平臺(tái)上方設(shè)置有鐵片，所述電磁吸附裝置分別安裝在所述母機(jī)的任一旋翼下方且與該旋翼的電機(jī)軸固定連接，通過電磁吸附裝置吸附子機(jī)上的鐵片，使各子機(jī)與母機(jī)吸附成為一體；所述電磁吸附裝置包括電磁鐵、開關(guān)、電源、控制器，其中所述電磁鐵的一端與開關(guān)連接，開關(guān)與電源串聯(lián)后與電磁鐵的另一端連接，控制器與開關(guān)連接，用于控制開關(guān)的斷開和閉合來控制電磁鐵的電源通斷，使得子機(jī)與母機(jī)吸附或分離。進(jìn)一步，本專利技術(shù)的多旋翼無人機(jī)子母機(jī)系統(tǒng)，所述子母機(jī)系統(tǒng)還包括一遙控裝置，所述遙控裝置用于控制母機(jī)和子機(jī)的飛行航向，以及向電磁吸附裝置中的控制器發(fā)送指令，控制開關(guān)的斷開和閉合。進(jìn)一步，本專利技術(shù)的多旋翼無人機(jī)子母機(jī)系統(tǒng)，子機(jī)上的鐵片設(shè)置于子機(jī)機(jī)架平臺(tái)上方的中心位置，鐵片為方形。進(jìn)一步，本專利技術(shù)的多旋翼無人機(jī)子母機(jī)系統(tǒng)，所述母機(jī)為四軸以上且為偶數(shù)軸的多旋翼無人機(jī)，所述子機(jī)為四軸以上且為偶數(shù)軸的多旋翼無人機(jī)。進(jìn)一步，本專利技術(shù)的多旋翼無人機(jī)子母機(jī)系統(tǒng)，所述子機(jī)軸長(zhǎng)小于母機(jī)軸長(zhǎng)的一半，并且子機(jī)軸距小于母機(jī)相鄰兩個(gè)旋翼的電機(jī)之間的距離。進(jìn)一步，本專利技術(shù)的多旋翼無人機(jī)子母機(jī)系統(tǒng)，所述電磁吸附裝置還設(shè)置在母機(jī)的機(jī)架平臺(tái)下方，與母機(jī)機(jī)架平臺(tái)固定連接。本專利技術(shù)還提出一種多旋翼無人機(jī)子母機(jī)系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：打開母機(jī)電源，通過電磁吸附裝置通電時(shí)產(chǎn)生磁吸引力，吸附子機(jī)上的鐵片，使子機(jī)與母機(jī)吸附成為一體；母機(jī)攜帶子機(jī)上升到一定高度并到達(dá)預(yù)定位置后，啟動(dòng)子機(jī)并達(dá)到預(yù)定轉(zhuǎn)速；通過地面端的遙控裝置遠(yuǎn)程向電磁吸附裝置中的控制器發(fā)送指令，控制器操控開關(guān)斷電，使子機(jī)脫離母機(jī)并按照遙控裝置的指令進(jìn)行工作；當(dāng)子機(jī)完成工作后，按照遙控裝置預(yù)設(shè)航線控制子機(jī)返回到母機(jī)下方，通過控制電磁吸附裝置通電產(chǎn)生磁吸引力，將子機(jī)吸附到母機(jī)下方，子機(jī)停止工作，完成工作返航。本專利技術(shù)采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：本專利技術(shù)能夠在短時(shí)間內(nèi)采集到多個(gè)地點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息，利用攜帶的子機(jī)可以完成多個(gè)獨(dú)立任務(wù)，對(duì)于復(fù)雜的飛行任務(wù)具有突出的優(yōu)勢(shì)。例如需要采集多個(gè)地方的數(shù)據(jù)信息，采用無人機(jī)單機(jī)需要輾轉(zhuǎn)在各個(gè)地點(diǎn)，一方面受續(xù)航能力的限制，另一方面沒辦法高效率地完成任務(wù)。如果采用無人機(jī)子母機(jī)系統(tǒng)，不僅可以實(shí)現(xiàn)某個(gè)時(shí)刻多個(gè)地點(diǎn)數(shù)據(jù)信息的采集，還可以保證足夠的蓄電進(jìn)行采集任務(wù)。由此可見，無人機(jī)子母機(jī)系統(tǒng)相對(duì)于單個(gè)無人機(jī)具有高效率的突出優(yōu)勢(shì)。因此本專利技術(shù)具有應(yīng)用目的明確、需求廣泛、經(jīng)濟(jì)適用和效益顯著等非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。同時(shí)具有實(shí)用性較強(qiáng)，調(diào)控靈活，拆卸方便的優(yōu)點(diǎn)，可進(jìn)行量產(chǎn)而達(dá)到普及推廣作用。附圖說明圖1是多旋翼無人機(jī)子母機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。圖2是本專利技術(shù)實(shí)施例中電磁鐵裝置的電路原理圖。圖中標(biāo)號(hào)：1-母機(jī)，2-旋翼，3-電磁吸附裝置，4-方形鐵片，5-子機(jī)，6-母機(jī)電池，7-開關(guān)，8-線圈，9-鐵芯。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明,應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本專利技術(shù)，并不用于限定本專利技術(shù)。本
技術(shù)人員可以理解的是，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語（包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語）具有與本專利技術(shù)所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會(huì)用理想化或過于正式的含義來解釋。圖1為多旋翼無人機(jī)子母機(jī)裝置及系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，圖中以一個(gè)子機(jī)為例，實(shí)際上可以是母機(jī)的每個(gè)旋翼的下方都安裝一個(gè)子機(jī)，或者在部分旋翼下安裝子機(jī)，子機(jī)與該旋翼的電機(jī)軸固定連接。在子機(jī)的機(jī)架平臺(tái)上方設(shè)置有方形鐵片4，多旋翼無人機(jī)母機(jī)1的旋翼2下方通過電磁吸附裝置3吸附子機(jī)5，使子機(jī)與母機(jī)吸附成為一體。電磁吸附裝置包括電磁鐵、開關(guān)、電源、控制器，圖2為電磁吸附裝置的電路原理圖，其中電磁鐵的一端與開關(guān)連接，開關(guān)與電源串聯(lián)后與電磁鐵的另一端連接，控制器（圖中未示出）與開關(guān)連接，用于控制開關(guān)的斷開和閉合來控制電磁鐵的電源通斷，使得子機(jī)與母機(jī)吸附或分離。其中電源由多旋翼無人機(jī)母機(jī)的電池6提供電源，通過開關(guān)7控制開關(guān)來達(dá)到線圈8是否通電的目的。本專利技術(shù)的工作原理是：多旋翼無人機(jī)母機(jī)1攜帶子機(jī)5上升到一定高度并到達(dá)預(yù)定位置后，地面遙控裝置啟動(dòng)子機(jī)5并達(dá)到預(yù)定轉(zhuǎn)速。地面遙控器遠(yuǎn)程控制電磁吸附裝置的開關(guān)7斷開，子機(jī)5脫離母機(jī)1并按照地面遙控裝置的指令進(jìn)行工作。（地面遙控裝置包括顯示屏和遙控器，顯示屏主要功能是顯示子機(jī)與母機(jī)的相對(duì)位置，遙控器是操作子機(jī)母機(jī)飛行的裝置）。當(dāng)工作完成后，子機(jī)按照地面站預(yù)設(shè)航線返回到母機(jī)5下方，將母機(jī)5上的電磁吸附裝置的開關(guān)7閉合，電磁鐵產(chǎn)生吸引力將子機(jī)吸附到母機(jī)的旋翼2下方，完成工作返航。實(shí)施例一：本專利技術(shù)包括：多旋翼無人機(jī)母機(jī)、多旋翼無人機(jī)子機(jī)、電磁吸附裝置。本實(shí)施例中，母機(jī)以八旋翼無人機(jī)為例，子機(jī)以四旋翼為例，（并不代表所述系統(tǒng)只適用于八旋翼無人機(jī)母機(jī)和四旋翼子機(jī)，而是為了更好地表達(dá)該系統(tǒng)的原理以八旋翼為例）。在母機(jī)電機(jī)下方的軸上固定電磁吸附裝置。所述子機(jī)軸長(zhǎng)小于母機(jī)軸長(zhǎng)一半，所述子機(jī)機(jī)架中心平臺(tái)上方有磁性較好的方形鐵片4。所述電磁吸附裝置由電磁鐵、開關(guān)、電源和控制器組成，其中電磁鐵由控制器控制開合，電磁鐵通電時(shí)產(chǎn)生磁吸引力，吸附母機(jī)旋翼下方的子機(jī)與母機(jī)成為一體，子機(jī)停止工作。連接控制器的電磁吸附裝置通過母機(jī)電路板供電，所述控制器為電磁吸附裝置內(nèi)部部件，不同于地面遙控器，但控制器的指令由地面端遙控器或地面站軟件發(fā)出。。實(shí)施例二：在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本專利技術(shù)還可以做如下改進(jìn)：通過控制子母機(jī)大小，除旋翼下方的子機(jī)外，在母機(jī)1的中心盤下方通過電磁吸附裝置懸掛中號(hào)子機(jī)，控制系統(tǒng)及電磁吸附裝置同實(shí)施例一。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，可以增加多旋翼無人機(jī)子母機(jī)的多樣性。一套裝置有三種型號(hào)的無人機(jī)更便于利用自身優(yōu)勢(shì)執(zhí)行不同任務(wù)。實(shí)施例三：所述母機(jī)可以攜帶少于母機(jī)旋翼數(shù)的任意數(shù)量子機(jī)，因母機(jī)飛控具有自穩(wěn)功能，所以不用擔(dān)心因子機(jī)數(shù)量不同導(dǎo)致的重心偏移。控制系統(tǒng)及電本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種多旋翼無人機(jī)子母機(jī)系統(tǒng)，其特征在于：包括母機(jī)、N個(gè)子機(jī)、N個(gè)電磁吸附裝置，N為大于1的自然數(shù)；其中，在子機(jī)的機(jī)架平臺(tái)上方設(shè)置有鐵片，所述電磁吸附裝置分別安裝在所述母機(jī)的任一旋翼下方且與該旋翼的電機(jī)軸固定連接，通過電磁吸附裝置吸附子機(jī)上的鐵片，使各子機(jī)與母機(jī)吸附成為一體；所述電磁吸附裝置包括電磁鐵、開關(guān)、電源、控制器，其中所述電磁鐵的一端與開關(guān)連接，開關(guān)與電源串聯(lián)后與電磁鐵的另一端連接，控制器與開關(guān)連接，用于控制開關(guān)的斷開和閉合來控制電磁鐵的電源通斷，使得子機(jī)與母機(jī)吸附或分離。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種多旋翼無人機(jī)子母機(jī)系統(tǒng)，其特征在于：包括母機(jī)、N個(gè)子機(jī)、N個(gè)電磁吸附裝置，N為大于1的自然數(shù)；其中，在子機(jī)的機(jī)架平臺(tái)上方設(shè)置有鐵片，所述電磁吸附裝置分別安裝在所述母機(jī)的任一旋翼下方且與該旋翼的電機(jī)軸固定連接，通過電磁吸附裝置吸附子機(jī)上的鐵片，使各子機(jī)與母機(jī)吸附成為一體；所述電磁吸附裝置包括電磁鐵、開關(guān)、電源、控制器，其中所述電磁鐵的一端與開關(guān)連接，開關(guān)與電源串聯(lián)后與電磁鐵的另一端連接，控制器與開關(guān)連接，用于控制開關(guān)的斷開和閉合來控制電磁鐵的電源通斷，使得子機(jī)與母機(jī)吸附或分離。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多旋翼無人機(jī)子母機(jī)系統(tǒng)，其特征在于：所述子母機(jī)系統(tǒng)還包括一遙控裝置，所述遙控裝置用于控制母機(jī)和子機(jī)的飛行航向，以及向電磁吸附裝置中的控制器發(fā)送指令，控制開關(guān)的斷開和閉合。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多旋翼無人機(jī)子母機(jī)系統(tǒng)，其特征在于：子機(jī)上的鐵片設(shè)置于子機(jī)機(jī)架平臺(tái)上方的中心位置，鐵片為方形。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多旋翼無人機(jī)子母機(jī)系統(tǒng)，其特征在于：所述母機(jī)為四軸...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張彪，陳沖，曹政，王寧，丘仲鋒，陳明健，趙陽，錢銘，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：南京信息工程大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：江蘇,32