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無(wú)人機(jī)幾乎可以永遠(yuǎn)高空飛行的方法！

2019-10-08 09:54 性質(zhì)：轉(zhuǎn)載 作者：劉眾楷 來(lái)源：中國(guó)機(jī)器人網(wǎng)
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電池電量是世界各地機(jī)器人的限制因素，但對(duì)于無(wú)人機(jī)而言，這尤其成問(wèn)題，因?yàn)闊o(wú)人機(jī)必須在它們攜帶的電池?cái)?shù)量，它們攜帶的其他更有用的物品的數(shù)量以及它們可以使...

電池電量是世界各地機(jī)器人的限制因素，但對(duì)于無(wú)人機(jī)而言，這尤其成問(wèn)題，因?yàn)闊o(wú)人機(jī)必須在它們攜帶的電池?cái)?shù)量，它們攜帶的其他更有用的物品的數(shù)量以及它們可以使用多長(zhǎng)時(shí)間之間進(jìn)行權(quán)衡取舍?？諝狻ＯM(fèi)者無(wú)人駕駛飛機(jī)似乎已經(jīng)解決了其電池總質(zhì)量的大約三分之一，導(dǎo)致飛行時(shí)間最多為20到25分鐘，之后您必須將無(wú)人機(jī)帶回以更換電池。如果無(wú)人機(jī)應(yīng)該做的一切都取決于它在空中停留，那么您就很不走運(yùn)了。

當(dāng)更大的飛機(jī)出現(xiàn)此問(wèn)題時(shí)，尤其是軍用飛機(jī)有時(shí)需要長(zhǎng)時(shí)間停留在站上時(shí)，解決方案就是空中加油。為什么在可能的情況下將飛機(jī)一直送回燃料源而是將燃料來(lái)源帶到飛機(jī)上？當(dāng)然，使用液體燃料比使用電池更容易，但是加州大學(xué)伯克利分校的研究人員提出了一個(gè)聰明的解決方案：只需給電池加電即可?；蛘撸谶@種情況下，加個(gè)轉(zhuǎn)軸。（原：You just give the batteries wings. Or, in this case, rotors.）

(照片：加州大學(xué)伯克利分校，每個(gè)飛行電池可以為主四旋翼飛機(jī)供電約6分鐘，然后飛走，然后換上新的飛行電池)

重量為820克的大型四旋翼飛行器搭載了自己的2.2 Ah鋰聚合物電池，該電池本身的飛行時(shí)間約為12分鐘。每個(gè)小型四旋翼飛機(jī)重320克，包括自己的0.8 Ah電池和1.5 Ah電池作為貨物。小孩子不能一直保持高空飛行，但這沒關(guān)系，因?yàn)轱w行電池時(shí)，他們唯一的工作就是從地面轉(zhuǎn)到大型四旋翼并再返回。

飛行電池的工作原理

當(dāng)每個(gè)飛行電池接近主四旋翼時(shí)，較小的四旋翼將位于安裝在較大無(wú)人機(jī)頂部的無(wú)源對(duì)接托盤上方約30厘米的位置。然后，它緩慢下降到約3厘米以上，等待其對(duì)齊正確，然后掉落，降落在托盤上，這有助于將其腳與電觸點(diǎn)對(duì)齊。一旦建立連接，主四旋翼飛機(jī)就能夠從較小的無(wú)人機(jī)的電池有效載荷完全為自身供電。每個(gè)飛行電池可以為主四旋翼飛機(jī)供電約6分鐘，然后飛走，然后換上新的飛行電池。如果一切順利，則主四旋翼僅在拆裝和對(duì)接階段使用其主電池，在測(cè)試中，這將其飛行時(shí)間從12分鐘增加到將近一個(gè)小時(shí)。

（照片：加州大學(xué)伯克利分校，飛行中的電池降落在主無(wú)人機(jī)頂部安裝的托盤上，并將其支腳與電氣觸點(diǎn)對(duì)齊）

所有這一切都發(fā)生在運(yùn)動(dòng)捕捉環(huán)境中，這是一個(gè)很大的限制，研究人員希望弄清楚這種精確的對(duì)接動(dòng)作可以在室外工作，或者在主無(wú)人機(jī)移動(dòng)時(shí)進(jìn)行。在無(wú)人駕駛飛機(jī)的連續(xù)監(jiān)視很重要的情況下，有一些潛在的應(yīng)用程序—您可能會(huì)說(shuō)，關(guān)閉兩架相同的無(wú)人機(jī)可能是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的更簡(jiǎn)單方法，但它也需要兩架（大概是花哨的）無(wú)人機(jī)，而不是一架加一架。一堆相對(duì)簡(jiǎn)單且便宜的飛行電池。

加利福尼亞大學(xué)伯克利分校高性能機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室的Karan P. JAIn和Mark W. Mueller撰寫了“飛行電池：飛行中的電池切換以增加多旋翼飛行時(shí)間” ，可在arXiv上找到。

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