多軸飛行器異步電機(jī)并聯(lián)調(diào)速法及產(chǎn)品的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及多軸飛行器異步電機(jī)并聯(lián)調(diào)速法及產(chǎn)品。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的多軸飛行器采用多軸旋翼對(duì)稱布置，當(dāng)初始狀態(tài)為懸停，此時(shí)令其中一個(gè)或者相鄰2至3個(gè)旋翼的轉(zhuǎn)速適當(dāng)變慢且總的升力不變，由于速度變慢的旋翼升力相應(yīng)變小導(dǎo)致飛行器軸心線傾斜，從而各旋翼的風(fēng)力產(chǎn)生一個(gè)水平方向的分量推動(dòng)飛行器沿減慢速度的旋翼所在位置方向作水平移動(dòng)?，F(xiàn)有的多軸飛行器多采用電池供電，其滯空時(shí)間與電池容量有關(guān)而比較短。鑒于異步電機(jī)具有某些優(yōu)點(diǎn)和我們提出采用外部電源有線供電，因此需要開發(fā)適合多軸飛行器的交流調(diào)速技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是要提供多軸飛行器異步電機(jī)并聯(lián)調(diào)速法及產(chǎn)品。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題的方法多軸飛行器異步電機(jī)并聯(lián)調(diào)速法:制造一個(gè)交流電源供電的多軸飛行器，包括機(jī)身、多個(gè)電動(dòng)旋翼、飛行器負(fù)荷、飛行狀態(tài)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、遙控器和交流電源，飛行狀態(tài)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)包括衛(wèi)星定位終端、加速計(jì)、磁力計(jì)、氣壓傳感器、陀螺儀和通訊模塊，交流電源包括采用輸電線從外部引入的交流電源以及在飛行器內(nèi)通過逆變用直流電源產(chǎn)生的交流電源；驅(qū)動(dòng)電動(dòng)旋翼的電機(jī)為交流異步電機(jī)；電動(dòng)旋翼的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制以三相交流異步電機(jī)為例介紹，對(duì)于三相交流異步電機(jī)以外的情況參照這些內(nèi)容變通實(shí)現(xiàn)；
將所有驅(qū)動(dòng)電動(dòng)旋翼的各交流異步電機(jī)按照空間軸對(duì)稱分布兩個(gè)一組分為一個(gè)以上的電機(jī)組，令每個(gè)電機(jī)組的各電機(jī)的三相繞組串聯(lián)連接形成三條支路，對(duì)各個(gè)電機(jī)組形成的所有支路采取串聯(lián)或者并聯(lián)的方式，與電源連接；
對(duì)每臺(tái)電機(jī)的至少一相繞組或者部分繞組對(duì)稱并聯(lián)一個(gè)多功能模塊并且每條支路至少含有一個(gè)多功能模塊；
多功能模塊包括飛行控制電路、可控整流或者斬波電路、充電電池、用電負(fù)載及假負(fù)載?？煽卣骰蛘邤夭娐吠ㄟ^改變整流器件的開通時(shí)間來調(diào)節(jié)其電能輸出。用電負(fù)載包括穩(wěn)壓濾波電路、飛行狀態(tài)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、飛行控制電路、用于檢測各多功能模塊電流和電壓的檢測器件、無線電接收發(fā)射電路和其他所有可能的用電器件；假負(fù)載包括可變電阻，也包括固定電阻器件和與其串接的可控硅，假負(fù)載用于消耗電能以影響其所并聯(lián)的旋翼電機(jī)及所有旋翼電機(jī)的狀態(tài)；飛行控制電路正常工作時(shí)也可以完全從充電電池取電而不從可控整流或者斬波電路取電，這意味著飛行器升力的增加；飛行控制電路作為飛行狀態(tài)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的一部分與飛行狀態(tài)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)主機(jī)信號(hào)連接并接受其控制。
[0005]通過改變多功能模塊的狀態(tài)來改變控制所述各電機(jī)的狀態(tài)，包括:根據(jù)需要，當(dāng)飛行器的狀態(tài)控制要求向某個(gè)方向飛行，可在陀螺儀的指南下，令與位于所述方向的旋翼電機(jī)并聯(lián)的多功能模塊多耗用一些電流，具體包括令相關(guān)多功能模塊的假負(fù)載支路的可控硅的開通時(shí)間長一些，或者令可變電阻的阻值變小一些，因此該旋翼因?yàn)殡姍C(jī)的旁路電流增加自身輸入功率減小升力也減小導(dǎo)致飛行器軸心線發(fā)生傾斜從而飛行器的升力產(chǎn)生一個(gè)向所述方向的水平分量推動(dòng)飛行器向所述方向移動(dòng)。與假負(fù)載串接的可控硅作為飛行控制電路的一個(gè)執(zhí)行部件，確保飛行控制電路對(duì)各多功能模塊的功率控制。對(duì)于因?yàn)樗龆喙δ苣K增加使用電能而可能導(dǎo)致飛行器升力不足的問題，可以通過其他方式解決，包括增加外部三相交流電源的電壓。屬性合適的用電負(fù)荷還可以與所有所述電機(jī)組成的支路串聯(lián)或者并聯(lián)。
[0006]本發(fā)明按照上述方法實(shí)現(xiàn)其目的的技術(shù)方案:制造一個(gè)外部三相交流電源供電的多軸飛行器，包括機(jī)身、多個(gè)電動(dòng)旋翼、飛行器負(fù)荷、飛行狀態(tài)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、遙控器和交流電源，飛行狀態(tài)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)包括衛(wèi)星定位終端、加速計(jì)、磁力計(jì)、氣壓傳感器、陀螺儀和通訊模塊，交流電源包括采用輸電線從外部引入的交流電源以及在飛行器內(nèi)通過逆變用直流電源產(chǎn)生的交流電源；電動(dòng)旋翼的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制以三相交流異步電機(jī)為例介紹，對(duì)于三相交流異步電機(jī)以外的情況參照這些內(nèi)容變通實(shí)現(xiàn)；
采用三根輸電線與外部三相交流電源和所述飛行器的用電負(fù)載組成回路；
將所有驅(qū)動(dòng)電動(dòng)旋翼的各交流異步電機(jī)按照空間軸對(duì)稱分布兩個(gè)一組分為一個(gè)以上的電機(jī)組，令每個(gè)電機(jī)組的電機(jī)的三相繞組串聯(lián)連接形成三條支路，對(duì)各個(gè)電機(jī)組形成的所有支路采取串聯(lián)或者并聯(lián)的方式，與電源連接；
對(duì)所述各電機(jī)的至少一個(gè)繞組或者一個(gè)繞組的一部分并聯(lián)一個(gè)多功能模塊并且每條支路至少含有一個(gè)多功能模塊；多功能模塊包括飛行控制電路、可控整流或者斬波電路、充電電池、用電負(fù)載及假負(fù)載；可控整流或者斬波電路通過改變整流器件的開通時(shí)間來調(diào)節(jié)其電能輸出；用電負(fù)載包括穩(wěn)壓濾波電路、飛行狀態(tài)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、飛行控制電路、用于檢測各多功能模塊電流和電壓的檢測器件、無線電接收發(fā)射電路和其他所有可能的用電器件；假負(fù)載包括可變電阻，也包括固定電阻器件和與其串接的可控硅；飛行控制電路正常工作時(shí)可以完全從充電電池取電而不從可控整流或者斬波電路取電；飛行控制電路作為飛行狀態(tài)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的一部分與飛行狀態(tài)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)主機(jī)信號(hào)連接并接受其控制。
[0007]還可以在輸電線與所述飛行器之間串接一個(gè)自動(dòng)接線器，自動(dòng)接線器包括一個(gè)接線器插座和一個(gè)接線器插頭；接線器插頭與輸電線連接；并含有一個(gè)輸電線自動(dòng)鎖定器件；接線器插座和輸電線自動(dòng)鎖定器件設(shè)置于機(jī)身上；輸電線自動(dòng)鎖定器件作為飛行狀態(tài)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的執(zhí)行部件；輸電線自動(dòng)鎖定器件包括一個(gè)電動(dòng)壓舌；電動(dòng)壓舌包括電磁壓舌；電動(dòng)壓舌常閉壓住輸電線；當(dāng)電動(dòng)壓舌的狀態(tài)由常閉變?yōu)榇蜷_時(shí)，接線器插頭在自身及輸電線重力作用下脫離機(jī)身掉落，或者:
飛行器含有一個(gè)自動(dòng)卷線裝置，用于收放位于下面的輸電線，或者；
在飛行器上以及外部電源處均含有一個(gè)與輸電線信號(hào)連接的電力線載波通訊模塊，利用輸電線實(shí)現(xiàn)有線信號(hào)傳輸。
[0008]還可以令接線器插頭和/或機(jī)身連接一個(gè)降落傘，當(dāng)向接線器插頭發(fā)出脫離機(jī)身的指令后0.2秒鐘，降落傘開始打開。
[0009]還可以令所述飛行器為一軸以上旋翼式飛行器，其包括一個(gè)大致與旋翼處于同一水平面位置的薄膜狀物體；該薄膜狀物體在電動(dòng)旋翼處開孔。
[0010]還可以令自動(dòng)卷線裝置與基礎(chǔ)之間含有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副機(jī)構(gòu)。
[0011]還可以采用兩架以上的所述飛行器，兩架以上所述飛行器的用電負(fù)載通過同一組輸電線串接成一個(gè)電路回路。
[0012]還可以組成一個(gè)噴灑機(jī)組，包括兩架多軸飛行器噴藥飛行器、輔助飛行器和跟蹤小車，跟蹤小車裝載有自動(dòng)卷線裝置、水輸送管的自動(dòng)收放裝置、外部電源和藥罐；用輸電線連接外部電源和飛行器機(jī)組上的用電負(fù)荷、噴灑飛行器上含有噴灑端口、采用一根兩端分別與噴灑端口和藥罐連通的輸送管，或者；
組成一個(gè)播種機(jī)組，包括兩架多軸飛行器播種飛行器、輔助飛行器和跟蹤小車，跟蹤小車裝載有自動(dòng)卷線裝置、外部電源、種子輸送管的自動(dòng)收放裝置和種子倉；用輸電線連接外部電源和飛行器機(jī)組上的用電負(fù)荷、播種飛行器上含有播種模塊、采用一根兩端分別與播種模塊和種子倉連通的種子輸送管。
[0013]本文所說的調(diào)速包括用于對(duì)飛行器的狀態(tài)控制。
[0014]旋翼飛行器包括一柱和多軸旋翼飛行器，一柱包括單翼和雙翼。
[0015]本發(fā)明的有益效果:在只需要固定點(diǎn)或者一個(gè)小范圍使用有關(guān)飛行器時(shí)，本發(fā)明外部三相交流電源供電的多軸飛行器借助于外部電源設(shè)施可以節(jié)省許多電池的重量并且擁有長時(shí)間滯空飛行的能力。業(yè)余攝影者也可