基于物联网的无人机?无人驾驶运用了哪些物联网技术( 五 ) _生活百科

固定翼无人机的起降需要比较空旷的场地，比较适合林业及草场监测、矿山资源监测、海洋环境监测、城乡结合部和土地利用监测以及水利、电力等领域的应用。
四、无人机相关技术
无人机相关技术主要有无人机动力技术和无人机电子技术。
1.无人机动力技术
飞控是无人机的大脑，动力装置是无人机的心脏。动力是无人机的关键技术之一，直接影响到无人机的性能、成本和可靠性。无人机动力装置包括无人机的发动机以及保证发动机正常工作所必需的系统和附件。无人机动力装置系统分为燃油类发动机系统和电力动力系统两类，大多数民用无人机采用电力动力技术，电力动力系统优点是体积小、重量轻、使用灵活、易于维护。
无人机使用的燃油类发动机，主要有活塞式发动机、涡喷发动机、涡扇发动机、涡轴发动机。大型、小型、轻型无人机广泛采用活塞发动机系统。活塞式发动机是无人机主要使用的燃油类发动机，又称复式发动机，由汽缸、活塞、连杆、曲轴、气门机构、螺旋桨减速器，机闸等组成。该发动机通过燃料在汽缸内燃烧，将热能转变为机械能。活塞式发动机系统一般由发动机本体、进气系统、镇压器、点火系统、燃油系统、启动系统、润滑系统以及排气系统构成。
小、微无人机中普遍使用的是电动机动力系统。电动机动力系统主要由动力电机、动力电源、调速系统、螺旋桨四部分组成。
（1）无人机使用的动力电机主要分为有刷电机和无刷电机，无人机大多采用无刷电机，无刷电机无摩擦，外壳旋转，线圈不动，效率高，寿命长，成本低，耐用。无人机动力电机的技术指标最常用的是转速和功率。电机转速常采用kV进行标识，kV值定义为转速/V，表示输入电压增加IV，无刷电机空转转速增加的转速值。如电机标识kV1600，当使用15V的电池时，空转转速可以达到1600X15=24000，也就是每分钟24000转。kV值越大转速越高扭力越小，kV值越小转速越低扭力越大。转矩（力矩、扭矩）是指电机中转子产生的可以用来带动机械负载的驱动力矩，在同等的功率下，转矩和转速基本成反比。
大疆的动力系统采用的是无刷电机，最佳工作点的效率能达到70%，属于高转速低扭矩类型，如果实际要求低转速高扭矩，减速箱会导致效率很快下降。电机内离心式风冷系统，内置高效散热阵列。
极飞的无人机电机主要是非密封盘式电机，盘式电机又叫碟式电机，体积小、重量轻、效率高，一般电机的转子和定子是里外套着装的，盘式电机为了薄，定子在平的基板上，转子是盖在定子上的，一般定子是线圈，转子是永磁体或粘有永磁体的圆盘。常规永磁电机齿根部容易饱和、齿槽转矩严重，电机的定位力矩比较大，启动困难，传统的电机定子把转子包在里面了，散热性差，盘式电机比较好地克服这些弱点。
瑞道采用纳米高分子复合材料取代传统电机铁芯的永磁无刷同步盘式电机，如图6所示。

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图6 瑞道电动机和发电机
由于无铁芯，彻底消除了由于铁芯形成涡流而造成的电能损耗、磁滞损耗，同时其重量和转动惯量大幅降低，从而减少了转子自身的机械能损耗，效率高达98%，体积小、功率密度高，采用碟片叠加结构可以成倍增加功率和扭矩，不但具有突出的节能特点，更为重要的是具备了铁芯电动机所无法达到的控制、容错、回馈储能特性。除了在无人机中特别是载重无人机应用，这种电机还可以广泛应用于电动汽车、机器人、舰船潜艇、飞机航天、高铁地铁、发电、医疗、家电中。
无人机载重，一般无人机普通的电机情况下，多旋翼的四旋翼载重最多达到3kg，工业级无人机，一般是5~50kg的荷重。大壮多旋翼无人机，可载60kg 。顺丰大型无人机.航程3000km、载重1200kg，并实现了无人化自主控制。目前小型无人机集中在航拍这个领域，所以该类无人机载重能力较小。大型的无人机可以应用于物流、医疗救援（如图7所示）等领域。

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图7 载人物流无人机
载重无人机对电机要求也很高，除了电机效率，还要较大的转矩，如采用盘式电机叠加结构可以容易达到转矩需求。
（2）动力电源主要为动力电机的运转提供电能。常用电池包括镣氢电池、镣铭电池、锂聚合物、锂离子动力电池。前两种电池因能量密度低基本上被锂聚合物动力电池取代。动力电池不同于普通意义上的电池，需要具有能量密度大、质量轻等特点。对于电池最为关键的性能参数就是电压值、储能容量以及放电能力，特别是极端环境下如超低温、超高温（如瑞道的电池技术能做到-55℃~+90℃温度范围使用）的正常放电能力。