北京恒星箭翔科技有限公司于剑桥获国家专利权
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龙图腾网获悉北京恒星箭翔科技有限公司申请的专利一种基于可控增速装置的变速突防旋翼无人机系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115129076B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-30发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210745403.3,技术领域涉及:G05D1/495;该发明授权一种基于可控增速装置的变速突防旋翼无人机系统是由于剑桥;蒋军;王宏斌;陈伟;罗森森;王涛设计研发完成,并于2022-06-27向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于可控增速装置的变速突防旋翼无人机系统在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于可控增速装置的变速突防旋翼无人机系统,该无人机系统包括:无人机平台和可控增速装置;所述无人机平台采用多轴旋翼无人机作为基本飞行平台,可进行垂直起降、悬停、前后左右四个方向的质心运动和俯仰、偏航、滚转三个方向的姿态运动;所述可控增速装置安装在无人机平台的底部,可控增速装置包括:伺服平台和推力发生器;伺服平台用于带动推力发生器进行转动,控制推力发生器产生推力的方向;推力发生器在短时间内产生远大于旋翼拉力的推力,用于在短时间内对无人机系统进行增速。本发明能够解决无人机难以在多障碍、强对抗战场环境中运用的问题。
本发明授权一种基于可控增速装置的变速突防旋翼无人机系统在权利要求书中公布了:1.一种基于可控增速装置的变速突防旋翼无人机系统,其特征在于,该无人机系统包括:无人机平台和可控增速装置; 所述无人机平台采用多轴旋翼无人机作为基本飞行平台,可进行垂直起降、悬停、前后左右四个方向的质心运动和俯仰、偏航、滚转三个方向的姿态运动; 所述可控增速装置安装在无人机平台的底部,可控增速装置包括:伺服平台和推力发生器;伺服平台用于带动推力发生器进行转动,控制推力发生器产生推力的方向;推力发生器在短时间内产生远大于旋翼拉力的推力,用于在短时间内对无人机系统进行增速; 所述无人机系统的控制方法为: 该控制方法基于“多旋翼动力+推力”多模控制力输入的动力学模型,本模型为: 式1中,为无人机系统的加速度;分别为无人机系统在滚转、偏航和俯仰三个方向的姿态角加速度;分别为无人机系统在滚转、偏航和俯仰三个方向的姿态角速度;m为无人机系统的重量;Jx、Jy、Jz分别为无人机系统关于三个惯性主轴的转动惯量;l为无人机系统的轴距;g为重力加速度;Uγ为滚转通道的控制力,Uψ为偏航通道的控制力,Uθ为俯仰通道的控制力;为干扰力,为干扰力矩; 式1中,为可控增速装置的推力在加速度方向上的投影,具体为: 式2中,P为推力发生器的推力,εz为二自由度伺服云台转动的高低角,εy为二自由度伺服云台转动的方位角; 式1中,为旋翼的推力在三个加速度方向上的投影,具体为: 式3中,Ur为旋翼产生的垂直于旋翼平面的控制力,γ为滚转角,ψ为偏航角,为俯仰角; 式1中,为气动力在加速度方向上的投影,为气动力矩在角加速度方向上的投影,具体为: 式4中,ρ为大气密度,S为迎风面积,L为无人机系统的长度,为无人机系统的气动力系数,为无人机系统的气动力矩系数,为无人机系统的飞行速度; 控制方法为:当可控增速装置不工作时,无人机系统的位置控制和姿态控制均由旋翼的拉力实现;当可控增速装置工作时,无人机系统的位置控制由可控增速装置实现,而姿态控制由旋翼的拉力实现; 1当可控增速装置不工作时,期望控制力计算方法如下: 根据期望的加速度,且可控增速装置推力为0,可得期望的旋翼推力在三个加速度方向上的投影值为: 联立式3和式5,任意选定期望偏航角ψD,可得期望的俯仰角滚转角γD和旋翼7产生的垂直于旋翼平面的控制力Ur为: 计算得到期望的姿态角后,可根据PID、滑模控制等控制算法得到相应的姿态角加速度,根据期望的姿态角加速度可计算期望的滚转、偏航、俯仰控制力为: 2当可控增速装置工作时,期望控制力计算方法如下: 旋翼7产生的垂直于旋翼平面的控制力Ur需要克服自身重力,具体为: Ur=gm8根据式1和式8,可得可控增速装置的推力在加速度方向上的投影为: 联立式9和式2,可得推力发生器的推力P和二自由度伺服云台转动的高低角εz和方位角εy为: 期望的俯仰角和滚转角为0,期望的滚转、偏航、俯仰控制力计算方法与式7相同。
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