一種矩陣飛行器的制作方法

本發(fā)明屬于航空技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種矩陣飛行器。

背景技術(shù)：

隨著材料、電子技術(shù)、控制等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，以四旋翼為代表的多旋翼飛行器成為了學(xué)術(shù)研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)。多旋翼飛行器相比直升機(jī)取消了復(fù)雜的變矩結(jié)構(gòu)，依靠多個(gè)旋翼的轉(zhuǎn)速變化實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行器的控制，相比無(wú)人直升機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作靈活、穩(wěn)定性高、自主容易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，已在軍事偵察、反恐、公安、消防、森林巡查、農(nóng)藥噴灑、核泄漏探測(cè)以及搶險(xiǎn)救災(zāi)等眾多軍用和民用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了成功應(yīng)用。目前的多旋翼飛行器主要在小載荷任務(wù)比如航拍中使用，隨著社會(huì)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，對(duì)多旋翼飛行器的載重能力和精確自主飛行能力有著越來(lái)越高的要求。比如在農(nóng)業(yè)方面，我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，對(duì)多旋翼飛行器在噴藥、施肥、授粉等應(yīng)用中的需求特別迫切。但當(dāng)前的農(nóng)用多旋翼飛行器還沒有大規(guī)模應(yīng)用，其主要不足有：一、載重有限，像大疆的MG-1植保機(jī)載重只有10公斤，也有一些公司開發(fā)了載重20公斤甚至30公斤的農(nóng)用多旋翼飛行器，但受執(zhí)行器動(dòng)態(tài)特性限制導(dǎo)致上述開發(fā)的重載農(nóng)用多旋翼飛行器抗風(fēng)性差且事故率奇高，無(wú)法使用；二、多旋翼飛行器由于執(zhí)行器動(dòng)態(tài)特性限制了螺旋槳的直徑，因此現(xiàn)有的農(nóng)用多旋翼飛行器的噴幅都很窄，最大的也不到5米；三、受傳感器定位精度的限制，現(xiàn)有的農(nóng)用多旋翼飛行器一般都是操作手遙控操作，自主作業(yè)飛行“漏噴”、“重噴”嚴(yán)重，作業(yè)效率低，也是限制農(nóng)用多旋翼飛行器大規(guī)模使用的重要原因。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服上述技術(shù)不足，本發(fā)明的目的是提供一種載重能力大且能夠高效率自主作業(yè)的多旋翼矩陣飛行器。

本發(fā)明的一種矩陣飛行器，由多個(gè)(兩個(gè)或兩個(gè)以上)基礎(chǔ)多旋翼飛行器構(gòu)成，多個(gè)基礎(chǔ)多旋翼飛行器構(gòu)成一個(gè)m×n階矩陣，以飛行器前飛方向?yàn)榍胺?，則m表示矩陣飛行器的左右方向上的基礎(chǔ)飛行器數(shù)量，n表示矩陣飛行器的前后方向上的基礎(chǔ)飛行器數(shù)量，m≥1，n≥1。基礎(chǔ)多旋翼飛行器可以單獨(dú)存儲(chǔ)和運(yùn)送，當(dāng)矩陣飛行器使用時(shí)，按照基礎(chǔ)多旋翼飛行器在矩陣飛行器中的位置，將基礎(chǔ)多旋翼飛行器通過機(jī)械連接的方法相互連接起來(lái)組成矩陣飛行器。

基礎(chǔ)多旋翼飛行器可以是四旋翼、六旋翼、八旋翼或其它類型的多旋翼飛行器，每個(gè)基礎(chǔ)多旋翼飛行器可以單獨(dú)控制，也可以共用一套飛行控制系統(tǒng)或幾套飛行控制系統(tǒng)；基礎(chǔ)多旋翼飛行器之間通過有線或無(wú)線方式構(gòu)成網(wǎng)狀通訊結(jié)構(gòu)，相互之間都可以通訊，保證在任意一個(gè)或幾個(gè)基礎(chǔ)多旋翼飛行器出現(xiàn)故障時(shí)矩陣飛行器仍然可以正常工作；每個(gè)基礎(chǔ)多旋翼飛行器可以單獨(dú)供電或者幾個(gè)基礎(chǔ)多旋翼飛行器共同使用一套電池供電，矩陣飛行器上使用的電池組成并聯(lián)系統(tǒng)，保證電池系統(tǒng)的能量共用且有故障冗余能力。使用兩個(gè)或兩個(gè)以上GPS天線，GPS天線安裝在不同的基礎(chǔ)多旋翼飛行器上，拉大兩個(gè)GPS天線之間的安裝距離，通過多重差分算法得到更高精度位置數(shù)據(jù)和航向數(shù)據(jù)。矩陣飛行器包含兩個(gè)攝像頭，兩個(gè)攝像頭分別安裝在不同行或不同列的兩個(gè)基礎(chǔ)多旋翼飛行器上構(gòu)成雙目視覺系統(tǒng)，通過拉大兩個(gè)攝像頭的距離獲得更高精度的景深數(shù)據(jù)，提高定位精度。

本發(fā)明的一種矩陣飛行器，通過將多個(gè)常規(guī)多旋翼飛行器連接組成矩陣飛行器，在保證飛行品質(zhì)的基礎(chǔ)上獲得更大的載重能力；通過采用多個(gè)GPS天線并拉長(zhǎng)天線安裝距離獲得了更高的位置精度和航向精度，提高了矩陣飛行器自主飛行時(shí)的軌跡精度和飛行品質(zhì)；雙目視覺系統(tǒng)通過拉長(zhǎng)兩個(gè)攝像頭的安裝距離，獲得更高精度的景深數(shù)據(jù)，提高定位精度；具有更高的可靠性，可以在一個(gè)或幾個(gè)基礎(chǔ)多旋翼飛行器出現(xiàn)故障時(shí)正常飛行，其電池組成并聯(lián)系統(tǒng)可以提高電池的利用效率并具有電池故障冗余能力；該矩陣飛行器具有大載重、高可靠性、精確的軌跡跟蹤能力，可在農(nóng)業(yè)、電力、軍用等多個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1基礎(chǔ)多旋翼飛行器的簡(jiǎn)要示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1基礎(chǔ)多旋翼飛行器連接件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

以下結(jié)合附圖給出的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

參照?qǐng)D1，本實(shí)施例的一種矩陣飛行器，由11號(hào)、12號(hào)、…、33號(hào)9個(gè)基礎(chǔ)多旋翼飛行器構(gòu)成一個(gè)3×3階矩陣。11號(hào)、12號(hào)、…、33號(hào)9個(gè)基礎(chǔ)多旋翼飛行器可以單獨(dú)存儲(chǔ)和運(yùn)送，當(dāng)矩陣飛行器使用時(shí)，按照11號(hào)、12號(hào)、…、33號(hào)9個(gè)基礎(chǔ)多旋翼飛行器在矩陣飛行器中的位置，將11號(hào)、12號(hào)、…、33號(hào)9個(gè)基礎(chǔ)多旋翼飛行器通過機(jī)械連接的方法相互連接起來(lái)組成一個(gè)3×3階矩陣飛行器。

基礎(chǔ)多旋翼飛行器為四旋翼飛行器，11號(hào)、12號(hào)、…、33號(hào)9個(gè)基礎(chǔ)多旋翼飛行器每個(gè)都單獨(dú)使用一個(gè)飛行控制系統(tǒng)2控制；11號(hào)、12號(hào)、…、33號(hào)9個(gè)基礎(chǔ)多旋翼飛行器之間通過有線方式構(gòu)成網(wǎng)狀通訊結(jié)構(gòu)，相互之間都可以通訊，保證在任意一個(gè)或幾個(gè)基礎(chǔ)多旋翼飛行器出現(xiàn)故障時(shí)矩陣飛行器仍然可以正常工作；11號(hào)、12號(hào)、…、33號(hào)9個(gè)基礎(chǔ)多旋翼飛行器每個(gè)都單獨(dú)使用電池3供電，9個(gè)電池3組成并聯(lián)系統(tǒng)，保證9個(gè)電池3的能量共用且有故障冗余能力。矩陣飛行器使用兩個(gè)GPS天線4，兩個(gè)GPS天線分別安裝在11號(hào)和33號(hào)基礎(chǔ)多旋翼飛行器上，保證兩個(gè)GPS天線之間距離盡量遠(yuǎn)，通過多重差分算法得到更高精度位置數(shù)據(jù)和航向數(shù)據(jù)。矩陣飛行器包含有兩個(gè)攝像頭5，兩個(gè)攝像頭5分別安裝在11號(hào)和13號(hào)基礎(chǔ)多旋翼飛行器上構(gòu)成雙目視覺系統(tǒng)，通過拉大兩個(gè)攝像頭的安裝距離獲得更高精度的景深數(shù)據(jù)，提高定位精度。

參照?qǐng)D2和圖3，基礎(chǔ)多旋翼飛行器的四根連接臂101上有兩個(gè)連接件201和兩個(gè)連接件202，連接件201和202通過連接件203連接在一起，將11號(hào)、12號(hào)、…、33號(hào)9個(gè)基礎(chǔ)多旋翼飛行器連接組成一個(gè)3×3階矩陣飛行器。

實(shí)施例2

參照?qǐng)D4，本實(shí)施例的一種矩陣飛行器，其工作原理與實(shí)施例1相同，區(qū)別在于：11號(hào)、12號(hào)、13號(hào)基礎(chǔ)多旋翼飛行器共用一個(gè)飛行控制系統(tǒng)2控制，21號(hào)、22號(hào)、23號(hào)基礎(chǔ)多旋翼飛行器共用一個(gè)飛行控制系統(tǒng)2控制，31號(hào)、32號(hào)、33號(hào)基礎(chǔ)多旋翼飛行器共用一個(gè)飛行控制系統(tǒng)2控制，每個(gè)飛行控制系統(tǒng)2可以安裝在該飛行控制系統(tǒng)2所控制的三個(gè)基礎(chǔ)多旋翼飛行器中的任意一個(gè)上面；11號(hào)、12號(hào)、13號(hào)基礎(chǔ)多旋翼飛行器共用一個(gè)電池3供電，21號(hào)、22號(hào)、23號(hào)基礎(chǔ)多旋翼飛行器共用一個(gè)電池3供電，31號(hào)、32號(hào)、33號(hào)基礎(chǔ)多旋翼飛行器共用一個(gè)電池3供電，每個(gè)電池3可以安裝在由該電池供電的三個(gè)基礎(chǔ)多旋翼飛行器中的任意一個(gè)上面；矩陣飛行器使用四個(gè)GPS天線4，四個(gè)GPS天線分別安裝在11號(hào)、13號(hào)、31號(hào)和33號(hào)基礎(chǔ)多旋翼飛行器上。

對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案和構(gòu)思做出其它各種相應(yīng)的改變以及變形，而所有的這些改變以及變形都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要保護(hù)的范圍之內(nèi)。