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无人机市场发展迅猛 核心硬件技术有哪些?

目前存在于市面的大大小小无人机产品,在性能上的差异十分明显。一款好用的无人机,肯定不会是装个摄像头外加个通信模块,用航模的身体送上天能飞能降落即可,属于无人机的技术细节还是要比一般智能硬件产品多的。那么,无人机的核心硬件技术到底有哪些?

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无人机的动力系统,通常有电动机以及内燃机两种,其中以电动机为主。而电动的动力系统主要包含电机、电调(控制电机转速)、螺旋桨以及电池。动力系统各个部分之间是否匹配、动力系统与整机是否匹配,直接影响到整机效率、稳定性,所以说动力系统是至关重要的。

1、电机。无人机的电机主要以无刷电机为主,一头固定在机架力臂的电机座,一头固定螺旋桨,通过旋转产生向下的推力。不同大小、负载的机架,需要配合不同规格、功率的电机,电机并不是说越大越好,效率才是王道。

2、电调。单独的电机并不能工作,需要配合电调,后者用于控制电机的转速。与电机一样,不同负载的动力系统需要配合不同规格的电调,虽然电调用大了没太大影像,但电调大了,自然也重了,效率自然也不会提高。

3、螺旋桨。螺旋桨是直接产生推力的部件,同样是以追求效率为第一目的。匹配的电机、电调和螺旋桨搭配,可以在相同的推力下耗用更少的电量,这样就能延长无人机的续航时间。大家有没有发现上图的螺旋桨是有正反两种方向的?因为电机驱动螺旋桨转动时,本身会产生一个反扭力,会导致机架反向旋转。而通过一个电机正向旋转、一个电机反向旋转,可以互相抵消这种反扭力,相对应的螺旋桨的方向也就相反了。

4、电池。现时无人机的电池主要以锂聚合物电池为主,特点是能量密度大、重量轻、耐电流数值较高等等,这些特性都是较为适合无人机的。手机领域也有部分使用锂聚合物电池,但充、放电能力远远不及无人机的这些电池(单片电芯放电能力理论值超过400安)。而由于这些电池用于无人机的动力系统,所以也会被叫做“动力电池”。

导航飞控计算机,简称飞控计算机,是导航飞控系统的核心部件。那作为飞手你了解它的构造吗?今天就给拆开给你看看。

1、主处理控制器。主要有通过型处理器(MPU)、微处理器(MCU)、数字信号处理器(DSP)。随着FPGA技术的发展,相当多的主处理器将FPGA和处理器成功能强大的主处理控制器。

2、二次电源。二次电源是飞控计算机的一个关键部位。飞控计算机的二次电源一般为5V、±15V等直流电源电压,而无人机的一次电源根据型号不同区别较大,要对一次电源根据不同型号不同区别较大,要对一次电源进行变换。现在普遍使用集成开关电源模块。

3、模拟量输入/输出接口。模拟量输入接口电路将各传感器输入的模拟量进行信号调整、增益变换,模/数(A/D)转换后,提供给微处理器进行相应的处理。模拟信号一般可分为直流模拟信号和交流调制信号两类。模拟量输出接口电路用于将数字控制信号转换为伺服机构能识别的模拟控制信号,包括模/数转换、幅值变换和驱动电路。

4、离散量接口。离散量输入电路用于将飞控计算机内部及外部的开关量信号变换为与微处理器工作电平兼容的信号。

5、通信接口。用于将接受的串行数据转换为可以让主处理器读取的数据或将主处理器要发送的数据转换为相应的数据。飞控计算机和传感器之间可以通过RS232/RS422/RS485或ARINC429等总线方式通信,随着技术的不断发展,1553B总线等其他总线通信方式也将应用到无人机系统中。

6、余度管理。无人机余度类型飞控计算机多为双余度配置。余度支持电路用于支持多余度机载计算机协调运行,包括:通道计算机间的信息交换电路,同步指示电路,通道故障逻辑综合电路及故障切换电路。通道计算机间的信息交换电路是两个通道飞控计算机之间进行共享信息传递的信息通路。同步指示电路是同步运行的余度计算机之间相互同步的支持电路。通道故障逻辑综合电路将软件监控和硬件监控电路的监控结果进行综合,他的输出用于故障切换和故障指示。

7、加温电路。通常用于工作环境超出工业品级温度范围的飞控计算机当中,以满足加温电路所需功率和加温方式的需求。

8、检测接口。飞控计算机应留有合适的接口,方便与一线检测设备、二线检测设备连接。

9、飞控计算机机箱。它直接影响计算机抗恶劣环境的能力以及可靠性、可维护性、使用寿命。(来源:中国智能制造网)

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