蓄电电池电压)*1.4(蓄电池充电倍率)充电电压在3S蓄电池充电倍率之内，符合条件。
[0028]微化简化模型的设计计算:
[0029]当把所有部件缩小尺寸后，可使用新西达A1510电机，其尺寸参数为:
[0030]KV:2200 ;尺寸:Φ18_ χ 17.5mm (不含轴);重量:16.lg/0.57oz ;输出轴直径:Φ2_;输出轴长度:8mm;内阻:0.52 Ω ;最大效率电流:2A to 6A, >70% ；
[0031]最大工作电流:8.5A;10: 0.5A/10V;计算出保守功率(按电流为4A，效率为70%)则功率 P=4*4*0.52*70%=5.824W。
[0032]太阳能供电电路设计计算:
[0033]由太阳能电池板UMa产2V，I?370mA-400mA,得:
[0034]a.3*680kQ 两端电压?16V
[0035]b.由于串联分压原理得
[0036]c.中间两电位点分别获压16/3V、32/3V
[0037]d.满足之上3S锂电池等电压平衡充电原理
[0038]e.由于 3*680k Ω >>R3S内
[0039]f.电阻分流较小，减小了电量的损耗
[0040]g.因为电池内阻〈25ι?Ω，所以电流损耗不到1/27.2JO6
[0041]h.若停转时以太阳能充电，约1300mAh/400 mA=3.25h
[0042]1.可以充满
[0043]j.但电池本身不会放电到过于10.6V，则充电时间不到2h。
[0044]IN5399 MIC可采用更多种类的二极管替换，因为充电电流和反向电压并不大，并不需要5399那么大的电流通量和反向峰值电压，同时也可以减小管压降。
[0045]升力计算:
[0046]公式:拉力(公斤)=直径(米)X螺距(米)X浆宽度(米)X转速2 (转/秒)X I大气压力(I标准大气压)X经验系数(0.25)
[0047]此飞行器参数代入F=0.2032 X 0.1524 (几何螺距)/1.2 X 0.02 X (16000*0.45/60)2 (转/秒)X I X 0.25 X 0.45 (修正阻力系数)=0.836127 (公斤)与试验数值830克相差不多，足以证明数据合理。
[0048]采用新型轻薄可弯曲的太阳能电池板封装工艺，铺设在飞行器表面，减少了对飞行器气动外形的影响，同时减轻了重量。
[0049]以太阳能作为续航动力来源，机上载有蓄能装置以储存太阳能电池板的富余能量，实现低空长航时飞行。满足飞行器所有部件的正常运转。
[0050]材料性能分析:组件封装采用了 UV固化聚合物而且该封装聚合物主要包括EVA和含氟聚合物ETEE(高耐力的ETEE是具有很强透光性的聚合物)，优点在于重量轻、耐摔耐踩、可折叠、便携、易配置、柔韧性好。具有良好的缓冲性能，保证了飞行器结构的安全性能；另一方面很高的耐用性使得太阳能电板的使用寿命大大加长，缩短更换电池的周期，最终可实现电脑终端控制。
[0051]电机性能分析:无刷电机速度范围宽，可以在任何转速下全功率运行；效率高，尤其是在轻载状况下仍能保持较高的效率，这对珍贵的电池能量是很重要的，该种电机可比永磁直流电动机提高效率10%以上，比Y系列电动机提高效率20%以上；体积小、重量轻、比功率大、可有效地减轻重量、节省空间。
[0052]经过一系列的实验测试，飞行器飞行高度随着改进的过程逐步提高并趋于稳定，实验测得飞行高度如图4所示。
[0053]经过一系列的实验测试，飞行器载重随着改进的过程逐步提高并趋于稳定，实验测得载重量如图5所示。
[0054]稳定性能分析:通过遥控器控制飞行器的起降。通过蓝牙模块控制陀螺仪参数实现对飞行器的平衡微调，极大的提高了飞行器的抗风性。辅助平衡系统在不同的风向风速的情况下，会自动调整四个空心杯电机的转速，达到平衡的效果，从而保证飞行器的稳定飞行。
【主权项】
1.一种结合柯恩达效应的微型太阳能侦察飞行器，其特征在于，包括螺旋桨、数块太阳能电池板、动力控制单元、平衡控制单元，数块太阳能电池板以旋转轴中心对称架设，每块太阳能板的边缘架固定置于碳纤维环上，每块太阳能板的间隙均匀并与飞行器底部圆形骨架连接，螺旋桨轴线与数块太阳能电池板架设的旋转轴重合，螺旋桨位于上方，架设后数块太阳能电池板的面积大于螺旋桨的桨面，数块太阳能电池板架设在螺旋桨产生的气流区域之外，动力控制单元和平衡控制单元中电机的总质心与机架对称线重合。2.根据权利要求1所述结合柯恩达效应的微型太阳能侦察飞行器，其特征在于，所述动力控制单元包括无刷电机、六通道接收机、电子调速器和蓄电池，六通道接收机与遥控器无线通讯，六通道接收机输出通过电子调速器控制无刷电机工作，太阳能板给蓄电池充电，蓄电池给动力控制单元中各个部件供电。3.根据权利要求1所述结合柯恩达效应的微型太阳能侦察飞行器，其特征在于，所述平衡控制单元包括陀螺仪、带自平衡程序的arduino pro mini芯片、放大器和四个空心杯电机，陀螺仪信号送arduino pro mini芯片，arduino pro mini芯片输出控制信号通过放大器控制对称放置的四个空心杯电机的转速。4.根据权利要求1所述结合柯恩达效应的微型太阳能侦察飞行器，其特征在于，所述太阳能电池板采用轻薄可弯曲的太阳能电池板。5.根据权利要求1所述结合柯恩达效应的微型太阳能侦察飞行器，其特征在于，还包括摄像头和图像传系统，摄像头采集图像通过图像传系统将图像信息送出。
【专利摘要】本实用新型涉及一种结合柯恩达效应的微型太阳能侦察飞行器，包括螺旋桨、数块太阳能电池板、动力控制单元、平衡控制单元，数块太阳能电池板以旋转轴中心对称架设，每块太阳能板的边缘架固定置于碳纤维环上，每块太阳能板的间隙均匀并与飞行器底部圆形骨架连接，螺旋桨轴线与数块太阳能电池板架设的旋转轴重合，螺旋桨位于上方，架设后数块太阳能电池板的面积大于螺旋桨的桨面，数块太阳能电池板架设在螺旋桨产生的气流区域之外，动力控制单元和平衡控制单元中电机的总质心与机架对称线重合。全太阳能续航；体积小、重量轻；在运行过程中发热量少；飞行平稳，空中长时间悬停，可进行人流量、车流量的实时传输。
【IPC分类】B60L8/00, B64D27/24
【公开号】CN204776038
【申请号】CN201520490910
【发明人】王竹, 邵胜博, 汪星辰, 吴进厚, 赵雨
【申请人】上海理工大学
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年7月8日