一种风光一体新能源无人机的制作方法

1.本发明涉及无人机技术领域，更具体的说是涉及一种风光一体新能源无人机。


背景技术：

2.现有无人机行业，技术成熟，种类繁多，产业兴旺，用途广，前景好。当前，世界能源科技革命日新月异，世界主要国家都把能源技术革命视为科技革命和经济转型的重要突破口，在科技创新驱动下，能源清洁化，低碳化，智能化步伐将进一步加快，无人机行业也需要增加更多种类的无人机。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种风光一体新能源无人机，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
5.一种风光一体新能源无人机，包括无人机本体、风光一体发电机模块以及外挂任务工具模块，所述无人机本体上设有动力组件，所述动力组件为所述无人机本体提供提升物理重量、飞行以及悬停空中的动力；所述风光一体发电机模块与所述无人机本体连接，用于提供能满足所述无人机本体在空中长时间悬停、续航飞行以及外挂任务工具模块所需要的电源；所述外挂任务工具模块包括安装于无人机本体上的可替換的外挂装置以及与所述外挂装置连接的可执行不同任务和各自独立的外挂任务工具箱体。
6.优选的，所述无人机本体包括无人机体架、无人机体架基底座平台以及无人机体架底落地及防撞装置；
7.所述无人机体架包括框架体、第一立柱以及第二立柱，所述框架体为长方形结构；多个所述第一立柱等间距垂直竖立于所述框架体的长边侧，且相邻两个所述第一立柱的顶端之间设有顶面横樑；多个所述第二立柱等间距垂直竖立于所述框架体的短边侧，且相邻两个所述第二立柱的顶端之间设有顶面横樑；
8.所述无人机体架基底座平台为长方形结构，安装于所述框架体底面；
9.所述无人机体架底落地及防撞装置安装于所述无人机体架基底座平台底面。
10.优选的，所述动力组件包括安装杆以及无人机体架顶旋转飞行翼，所述安装杆为圆柱体结构，所述安装杆固定连接于所述顶面横樑顶端，多个所述无人机体架顶旋转飞行翼通过安装杆均匀分布于所述顶面横樑顶端。
11.优选的，所述风光一体发电机模块由发电机主旋转轴，发电机主旋转轴两头顶端连接安装的电动机，发电机主旋转轴中点上固定连接的横向旋转主横杆，横向旋转主横杆两头顶端连接光伏发电风叶片中间位置上的承力拉杆构成，光伏发电风叶片顶端和底端横杆中间上安装轨道原动车，顶端和底端安装的轨道原动车车轮都各自落入各自的圆周轨道内，顶端圆周轨道向下方向安装，底端圆周轨道向上方向安装在各自的发电机定子支架上，所述发电机由一个转子支架配二个定子支架方式安装四个转子支架和八个定子支架在发
电机主旋转轴上，其中，四个转子支架中点位置与发电机主旋转轴固定连接，使四个转子支架与主旋转轴一起旋转；八个定子支架中点安装八个轴承并套装在主旋转轴上，使八个定子支架不会与主旋转轴一同旋转，四个转子支架上安装四个安装永磁体安装框，在框内安装四套永磁体，八个定子支架上安装八个定子磁轭，在其上安装有八套铜线圈。
12.优选的，在所述无人机体架基底座平台上还设有无人机体架防雷装置以及无人机体架自热装置。
13.优选的，所述外挂装置与所述无人机体架底落地及防撞装置一体连接。
14.本发明的有益效果为：本发明提供了一种配备制造大批价格低廉，具有风力发电为主，光伏发电为辅的自发电自用电的可再生能源为唯一动力能源，能实现能源清洁化，低碳化和智能化的风光一体新能源无人机，本发明无人机能长时间在空中悬停或续航飞行和实现外挂任务工具模块所需要执行的任务；本发明选配合适的防雷装置并安装到适当位置，保证了无人机的安全；无人机在极端天气面前，持别是高寒冰冻条件下，针对可预料的恶劣天气采取加强措施是必须的，为了保障无人机的正常运行，设置无人机体架自热装置，可确保无人机不会覆冰。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
16.图1附图为本发明提供的风光一体新能源无人机整体结构示意图。
具体实施方式
17.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。
18.参见图1，本发明实施例公开了一种风光一体新能源无人机，包括无人机本体1、风光一体发电机模块2以及外挂任务工具模块3，无人机本体1上设有动力组件11，动力组件11为无人机本体1提供提升物理重量、飞行以及悬停空中的动力；风光一体发电机模块2与无人机本体1连接，用于提供能满足无人机本体1在空中长时间悬停、续航飞行以及外挂任务工具模块3所需要的电源；外挂任务工具模块3包括安装于无人机本体1上的可替換的外挂装置31以及与外挂装置31连接的可执行不同任务和各自独立的外挂任务工具箱体32。
19.为了进一步优化上述技术方案，无人机本体1包括无人机体架12、无人机体架基底座平台13以及无人机体架底落地及防撞装置14；
20.无人机体架12包括框架体、第一立柱以及第二立柱，框架体为长方形结构；多个第一立柱等间距垂直竖立于框架体的长边侧，且相邻两个第一立柱的顶端之间设有顶面横樑；多个第二立柱等间距垂直竖立于框架体的短边侧，且相邻两个第二立柱的顶端之间设有顶面横樑；
21.无人机体架基底座平台13为长方形结构，安装于框架体底面；
22.无人机体架底落地及防撞装置14安装于无人机体架基底座平台13底面。
23.为了进一步优化上述技术方案，动力组件11包括安装杆112以及无人机体架顶旋转飞行翼113，安装杆112为圆柱体结构，安装杆112固定连接于顶面横樑顶端，多个无人机体架顶旋转飞行翼113通过安装杆112均匀分布于顶面横樑顶端。
24.为了进一步优化上述技术方案，风光一体发电机模块2由发电机主旋转轴21，发电机主旋转轴21两头顶端连接安装的电动机22，发电机主旋转轴 21中点上固定连接的横向旋转主横杆23，横向旋转主横杆23两头顶端连接光伏发电风叶片24中间位置上的承力拉杆25构成，光伏发电风叶片24顶端和底端横杆中间上安装轨道原动车26，顶端和底端安装的轨道原动车车轮都各自落入各自的圆周轨道27内，顶端圆周轨道向下方向安装，底端圆周轨道向上方向安装在各自的发电机定子支架上，发电机由一个转子支架配二个定子支架方式安装四个转子支架和八个定子支架在发电机主旋转轴21上，其中，四个转子支架中点位置与发电机主旋转轴21固定连接，使四个转子支架与主旋转轴一起旋转；八个定子支架中点安装八个轴承并套装在主旋转轴上，使八个定子支架不会与主旋转轴一同旋转，四个转子支架上安装四个安装永磁体安装框28，在框内安装四套永磁体29，八个定子支架上安装八个定子磁轭，在其上安装有八套铜线圈。
25.为了进一步优化上述技术方案，在无人机体架基底座平台13上还设有无人机体架防雷装置15以及无人机体架自热装置16。
26.为了进一步优化上述技术方案，外挂装置31与无人机体架底落地及防撞装置14一体连接。
27.本发明无人机实行模块化设计制造到总装成产品，具体包括无人机模块，风光一体发电机模块，外挂任务工具模块；首例实施例首先在军事领域实现运用，为国防边防严寒地区哨所，提供一种结构简单，技术先进，用途广泛的好用管用耐用的，轻质小型化，机动潜能大的风光一体新能源无人机；
28.本发明实行模块化设计制造到总装成产品，即实行模块比系统：是以一个固定的尺度作为基本模块，而系统中的其他部件都必须依照这一模块的比例关系进行设计制造到总装成产品；这是为适应变化不同环境条件下，便于就地总装及运输储存和維护更換修理等实地使用需求，而进行特殊设计的风光一体新能源无人机产品。
29.无人机体架：根据一种风光一体新能源无人机项目计划任务书(以下简称为项目书，可以确定实施例的无人机体架的标准尺寸是：长度为5mx宽度为 4mx高度为2.8m；无人机体架决定无人机的外观形状，是执行起飞悬停或飞行的承力结构，同时是保障风光一体发电机模块实现电力保供的安装位置和外围护结构，而且是空间通透阳光和风力通道的大网格结构；也是下挂外挂任务工具模块的承力结构；
30.无人机体架的框架体为长方形结构，长度5m的两条长边上坚立的第一立柱，按距离0.4m1根计算，长度一边12根第一立挂，两边共24根第一立柱；第一立柱高度24根均为2.8m；每2根第一立柱配1根顶面横樑，24根第一立柱共配12根顶面横標；宽度4m的两条宽边上竖立的第二立柱，按距离 0.5m1根计算，宽度一边8根第二立柱，两边共16根第二立柱；第二立桂高度16根均为2.75m(每根均需减去长度长边立柱顶面横实际高度尺寸0.05m)；每2根第二立柱配1根顶面横樑，16根第二立柱共配8根顶面横樑；第一立柱、第二立柱与顶面横
標均使用直角连接件，用镙丝镙帽紧固连接成大网格结构的无人机体架；所有立柱的底端都与无人机体架基底座平台上使用直角连接件，用镙丝镙帽紧固连接成整体。
31.无人机体架基底座平台，根据项目书，可以确定实施例的无人机体架基底座平台上安装风光一体发电机模块及所有相关设备设置；其下外挂任务工具模块；其承载的总重量为15吨(包含自身及活动承重重量之和)，作为电能总需求的计算基准数；实施例的全部电力来源都来自风光一体发电机模块，以15顿重量起飞至额定最高飞行高度的所有电力保障要求是必须满足，确保秘定安全的电力来源；因此，无人机体架基底座平台必须提供足够的安装面积和足够强度刚度的无人机体架基底座平台；无人机体架基底座平台的标准尺寸是：长度为5mx宽度为4m。采用符合长度标准的回收废旧汽车底盘车架进行两侧加宽改造成无人机体架基底座平台；加宽改造部件按模块组装件制作，方便总装和更換维修。采用回收废旧汽车底盘车架改装成无人机体架基底座平台时，实施例选择性能良好的架驶性能保留完整的回收汽车，并改装成纯电动车以实现风光一体新能源无人机地面有人驾驶移动功能，方便地面使用。
32.无人机体架顶旋转飞行翼及安装杆，其组构成的系统，为无人机提供提升物理重量和飞行或悬停空中的动力。现有无人机技术成熟，其飞行及操控枝术也丰富多彩如武装无人机巳经在战场上大显身手。虽然可能寻找不到适配的飞行翼产品，却有一定参考价值，为本无人机旋转飞行翼及安装杆选型有技术支持价值；无人机体架顶旋转飞行翼及安装杆，如附图所示，是安装在无人机体架顶端上的适当位置，其关键点在于：首先要根据总载荷物理重要，包括无人机自身总重和活动载荷可能需要的总重量；再是根据无人机任务确定的飞行高度，飞行距离和时间要求，计算出不同高度，不同距离和时间所需的提升能力和飞行或悬停空中的能力；然后是根据选定的飞行翼所能提供的升力或飞行及悬停能力，计算出所需飞行翼的数量；最后根据无人机所必须保证飞行或悬停空中的平衡，合理分布式安装飞行翼；举例实施例总载荷15吨，即为起飞提升重量；假定选定的每只飞行翼为100kg提升重量，额定15吨提升重量共需150只飞行翼，而且必须一键控制，分布平衡，才能安全起飞；同时，根据提升不同高度，直至额定高度200m所必须增加的飞行翼数量和提升力，确定飞行翼的总数量，进行总平衡分布安装，保证无人机的安全可靠作业状态。
33.无人机体架底落地及防撞装置，根据项目书，可以确定实施例的落地及防撞装置，必须满足风光一体新能源无人机的两种落地及防撞装置的需要，一是没有外挂任务工具模块的情况下，用于有人驾驶纯电动车移动使用时，从空中落地及防撞装置；二是有外挂任务工具模块时，从空中整体落地及防撞装置；为此，设计制造一套兼顾两种不同落地装置和防撞装置，按模块化和实用要求.实施例的具体落地及防撞装置举例如下：无人机体架底落地及防撞装置，由于实施例采用回收废旧汽车底盘车架作为无人机体架，并保留回收废旧汽车的实施例，要求选择性能良好的架驶性能保留完整的回收汽车，并改装成纯电动车以实现风光一体新能源无人机地面有人驾驶移动功能，方便地面使用，因此无人机体架底落地及防撞装置必须安装可收放自如的，符合要求的独立系统落地及防撞装置；无人机体架底落地及防撞装置，是主要无人机起落的承力结构，在设计制作时，要注意的是，选择支撑杆及其收放关节的合理性，可操作性和安全性。
34.无人机体架防雷装置，无人机无论处于地面，还是空中，安装防雷装置都是必须的备置，选配合适的防雷装置并安装到适当位置，是保证无人机安全的必要措施；无人机体架
自热装置，无人机在极端天气面前，持别是高寒冰冻条件下，针对可预料的恶劣天气采取加强措施是必须的，为了保障无人机的正常运行，设置无人机体架自热装置，可确保无人机不会覆冰；实施例的自热装置，属于无人机自用二次设备，易于取得和安装使用。
35.发电机主旋转轴，该技术特征主旋转轴，其特征在于：由八台发电机组成的风光一体发电机模块，是由一根竖立的主旋转轴承担同步发电的核心结构件；其材质性能要求很高，不但要求具有优良的刚度和强度，而且具有优良的抗变形和拉扭性能，从而保证八台发电机的四个转子支架同步旋转，不会产上偏差快慢不同步。所以，实施例的这一根主旋转轴必须严格按设计要求选定材料，不能用一般轴料代替使用，发电机主旋转轴两头顶端连接安装的电动机，其特征在于：主旋转轴两头顶端连接安装的两台电动机，一台电动机向下方向固定安装在顶端定子支架的中心点位置上，电动机旋转轴与主旋转轴连接，井保证两旋转轴的旋转方向相同；另一台电动机向上方向固定安装在底端定子支架的中心点位置上，电动机轴与主旋转轴连接，，并保证两旋转轴的旋转方向相同；两台电动机既可单独开关上电动机或下电动机，也可两台电动机同时开或同时关；两台电动机同关闭时，不会影响主旋转轴的正常旋转运行。
36.发电机主旋转轴中点上固定连接的横向旋转主横杆，其特征在于：竖向主旋转轴中点上固定连接的横向旋转主横杆组件是发电机的核心组成构件；其是光伏发电风叶片的风能动力传递给发电机主旋转轴的动力源，从而组构成竖向主旋转轴和横向旋转主横杆组一同旋转的核心组件，从而带动发电机的转子支架一起旋转，实现磁力线切割实现发电。
37.实施例只用一根横向旋转主横杆，其材质要求与主旋转轴基本相同，若有差别，在于材质形状。
38.横向旋转主横杆两头顶端连接光伏发电风叶片中间位置上的承力拉杆：技术持征横向旋转主横杆组是风力发电的动力源传递到主旋转轴运行的主构件；光伏发电风叶片是风力动力源接受和传递出来的结构件，它的中部设置的承力拉杆，每二片光伏发电叶片为一组，与横向旋转主横杆组的每一根主横杆的两头项端进行有效连接。
39.光伏发电风叶片顶端和底端横杆中间上安装轨道原动车，光伏发电风叶片的数量，由横向旋转主横杆的数量所决定；并在每片光伏发电风叶片的顶端和底端横杆中间上安装一台轨道原动车。
40.顶端和底端安装的轨道原动车车轮都各自落入各自的圆周轨道内，光伏发电风叶片顶安装的轨道原动车车轮向上方向；底端安装的轨道原动车车轮向下方向，所有的光伏发电风叶片顶端和底端安装的轨道原动车车轮都必须落入各自的圆周轨道内。
41.顶端圆周轨道向下方向安装，底端圆周轨道向上方向安装在各自的发电机定子支架上，顶端圆周轨道向下方向，固定安装在发电机组的顶端定子支架上，底端圆周轨通向上方向安装在发电机组底端定子支架上；井保证顶端和底端轨道原动车车轮在各自的圆周轨道内正常运行。
42.发电机由一个转子支架配二个定子支架方式安装四个转子支架和八个定子支架在发电机主旋转轴上，其中，四个转子支架中点位置与主旋转轴固定连接，使四个转子支架与主旋转轴一起旋转；八个定子支架中点安装八个轴承并套装在主旋转轴上，使八个定子支架不会与主旋转轴一同旋转，其特征在于：一个转子支架配二个定子的组构方式，即为二台发电机；四个转子支架配八个定子支架，即为八台发电机；每一个转子支架上安装一套安
装永磁体安装框，框内安装一套永磁体；每一个定子支架上，安装一套磁轭，其上安装一套铜钱图；实施例八台发电机组成一台风光一体发电机组，由横向旋转主横杆組分隔成上下两部分，上部分四台发电机，下部分四台发电机；用一根主旋转轴带动八台发电机一同发电，四个转子支架中心点与主旋转轴固定连接，并与主旋转轴一起旋转；八个定子支架中心点上安装八个轴承，并套装在主旋转轴上，不能与主旋转轴一同旋转。
43.四个转子支架上安装四个安装永磁体安装框，在框内安装四套永磁体，实施例采用永碱体的h/s两极面同用；永磁体h极机s极之间，在安装永磁体安装框内设有间隔空间，以保持磁力线通道。
44.八个定子支架上安装八个定子磁轭，在其上安装八套铜线圈，八个定子磁轭，均用有取向的硅钢带绕制；八套铜线圈，均采用厚绝缘铜线绕制；
45.无人机体架基底座平台下安装的可替換的外挂装置，可替換外挂装置是与无人机体架底落地及防撞装置进行一体化设计制作安装使用；可执行不同任务和各自独立的外挂任务工具箱体，由使用者自己制作使用或按需求制作。
46.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
47.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。