空中对接式飞行电池可以大大延长无人机的飞行时间 | 智能技术

发布日期:2019-10-16 10:00


每块飞行电池模组可以为主四旋翼无人机供电6分钟左右,充电完毕后然后飞离,再用一块新的飞行电池取代它。

电池电量是任何一款人工智能机器人的限制因素,对无人机来说尤其是一个大问题,它们必须在携带电池的数量、载物的数量以及它们能在空中呆多久之间做出抓狂的权衡。普通的无人机似乎已经减少了电池的质量是原来质量的三分之一,导致飞行时间最多20至25分钟,然后你不得不带无人机回来进行电池交换。如果无人机需要长时间的空中续航,那么你就几乎失去了所有的工作效率。

当然大得多的飞机也有这个问题,特别是军用飞机,它们需要很强大的续航风行能力,解决办法是空中加油。所以,这是用液体燃料比用电池更容易做到这一点,在加州大学伯克利分校的研究人员想出了一个聪明的解决方案:你只需给电池插上翅膀。或者,在这种情况下,螺旋翼。

这款重达820克的四旋翼机本身搭载了2.2Ah锂聚合物电池,它的飞行时间约为12分钟。每个螺旋翼重320克,包括装载到它自己身上的0.8安培电池和1.5安培电池。这台小家伙们不会让自己在高空呆那么长时间,但这没关系,因为它作为飞行电池,它们唯一的工作就是从地面飞到无人机,然后再飞回来。


飞行电池降落并在安装在无人机顶部的托盘上,并将与它们的动力臂的电触点对齐

飞行电池的工作原理

当每块飞行电池接近无人机时,较小的充电螺旋翼会对准无人机顶部的对接充电托盘上方约30厘米处。然后,它慢慢下降到大约3厘米左右,等待它的对齐是正确,然后下降,降落在托盘上,这个动作有助于对齐它的支架与电接触。一旦连接好,无人机就可以完全依靠小型无人机的电池负载供电。每个飞行电池可以为主四旋翼机供电约5分钟,然后飞离,一个新的飞行电池取而代之。如果一切顺利,无人机只需要在离开地面和对接阶段使用主电池,在测试中,这将其飞行时间从12分钟提高到近1小时。

所有这些动作都发生在一个运动捕捉环境中,让这种精确(ish)对接动作在室外工作,或者当主无人机在移动时,这是一个限制性问题,也是研究人员想弄清楚的。在无人机的持续监控非常重要的情况下,还有一些潜在的应用,你可以说停下两个相同的无人机可能是实现这精准捕抓这一点的更简单的方法,但它也需要两个(可能是能执行更复杂动作的)无人机,而不是仅仅一个加上一堆相对简单和廉价的飞行电池。

来自加州大学伯克利分校高性能机器人实验室的Karan p.jain和Mark w.mueller在Arxiv上提供了“飞行电池:飞行电池切换以增加无人机的飞行时间”。