系留无人机系统方案

1. 系留无人机系统概述
   • 系统组成

系留无人机系统主要由无人机、系留供电系统组成。

图 天鹰M6-180六旋翼系留无人机系统组成框图

天鹰M6-180六旋翼系留无人机系统组成如表所示。

表 天鹰M6-180六旋翼无人机系统组成

序号	组成分类	详细组成	数量	单位	备注
1	无人机	无人机	1	套
		机载系留电源	1	套
		飞行控制系统	1	套
		机载通信单元	1	套
2	系留供电系统	系留线缆	1	套	可选配光纤通信
		自动收放线装置	1	套
		高压电源	1	套
		发电机	1	套
3	挂载	照明灯	1	套
		喊话器	1	套

• 系统特点

天鹰M6-180六旋翼无人机系统，是一款具备通用挂载能力的六旋翼无人机平台，可搭载不同任务载荷，平台具备全自主飞行能力。该系统具有以下技术特点：

1)总体性能优异，飞机控制精度高；

2)可靠性高，采用成熟技术；

3)续航时间长，载重大；

4)适应能力强，支持多种任务载荷；

5)系统部署灵活，使用方便。

图 天鹰M6-180六旋翼无人机

• 典型应用领域

通过搭载侦察吊舱、照明装置、应急处置装置，能够广泛应用于侦察监视、险情侦测、现场照明、抗震救灾等领域。

2. 分系统设备技术指标及说明
   • 无人机

天鹰M6-180采用六旋翼布局，机身采用全封闭设计，可以有效杜绝杂物进入飞机内部，机臂采用折叠设计，方便运输，全机采用碳纤维复合材料和航空铝材料。飞行平台外形如图所:

图 天鹰M6-180六旋翼无人机飞行平台

天鹰M6-180六旋翼无人机系统技术指标如表所示。

 

• 系留供电系统

2.2.1.功能概述

1.1 无人机系留收放供电系统主要由发电机（市电）、系留箱、机载电源组成。

1.2 系留箱内包含自动收放绞车、地面电源、系留线缆、交流输入接口、空气开关、工作状态指示灯、液晶显示屏等。

1.3 系留箱将发电机（市电）提供的单相220V（或三相380V）交流电转换为高压直流电DC400-1500V输出到系留电缆，经机载电源降压为适合无人机动力供电的直流稳压输出（例如12S为50V），为无人机提供长续航供电模式，能自适应跟随无人机在中高空、大风速环境下升降，自动同步收放电缆。

 

2.2.2.系留箱介绍

表 系留箱技术参数

 

性能指标	性能参数
系留箱输入电压	AC220V/AC380V±20%三相五线制
系留箱输出功率	20KW
供电模式	发电机/市电双模式供电
系留箱输出电压	200～1000vdc（可调）
线缆长度	200-300米可选
线缆抗拉力	1500N

绞车特性	1.功能： 1.1 被动放缆功能，且放缆过程中能使电缆保持一定张力，防止电缆过度堆积； 1.2 自动收缆功能，且收缆过程中能使电缆保持一定张力，防止电缆过度堆积，并帮助无人机安全降落。 1.3 排缆功能，电缆收放过程中能自动把电缆排得均匀整齐，并能根据电缆外径进行调节； 1.4 电缆保护功能，能应对风速突变、绞盘卷筒的惯性对电缆造成的冲击，防止电缆被拉断； 1.5 手自动切换功能，能在自动模式切换到手动模式时，通过转动卷筒可以实现人工手动收放电缆； 1.6 传送信号功能，可配置光电滑环，能在电缆收放状态下持续供电并提供光纤通信功能； 1.7 检测功能，能够检测电缆的收放长度。 2.性能： 2.1 绞车最大收放速度：2.2m/s； 2.2 绞车工作张力（收放）：5-10N可调； 2.3 供电电源：AC220V（交流伺服电机）。
系留电缆特性	1.电性能 1.1 载流量：15A@25℃，线缆散开状态； 1.2 工作电压：DC400-1600V； 1.3 长度：300m±1m； 1.4 重量：约29g/m； 1.5 外径：≤5.2mm； 1.6 直流电阻（20°）：≤11.5Ω/km； 1.7 耐压：3000V(DC)60S不击穿； 1.8 工作温度：-45℃~80℃； 1.9 材料方式：凯夫拉编织； 1.10 弯曲半径：50mm； 1.11 抗拉力：≥1500N； 1.12 绝缘电阻（MΩ·km）：≥500MΩ·km； 1.13 可选配连接器XT60、XT90、航插 2.光性能（选配） 2.1 单模1芯光纤； 2.2 材料朔管； 2.3 外径Φ1.60±0.05； 2.4 ≤0.45dB/km（1310nm）；≤0.35dB/km（1550nm）； 2.5 可选配光纤连接器LC、FC、ST。
系留箱特性	1.控制面板 1.1 配备7寸触摸显示屏：亮度 ≤1000nit（可调）显示箱体温度，放线长度，地面电源电流电压，中英文切换，输出电流、输出功率、系统温度、实时飞行高度等系统运行状态信息，强收按钮等； 1.2 观察窗：观察箱内绞车工作状况； 1.3 地面电源指示灯：指示灯亮表示飞机可以起飞； 1.4 手动强收按钮：收回未计米的多余线缆； 1.5 扭力调节按钮：手动调节实时扭力（0-10N）； 1.6 可选配FC连接器：用于光信号传输。 1.7 可以一键起飞/降落、高度调节、航向调节和高压开启等功能； 1.8 具备系统异常报警功能：可监控RTK信号、浮空平台电压、浮空平台抖动、卫星定位、与浮空平台断开连接报警等功能； 1.9 系留平台应具备自动收放线功能和自动排线功能，系留线缆需具备信号传输能力，可通过单模光纤与无人机进行信号传输； 2.0 地面电源系统支持显示电源相关数值参数、线缆相关数值参数、飞行相关数值参数。系统可兼容内置备用电池，可支持电源异常状态下与无人机的通讯保障； 2.1 地面电源系统应具备飞行控制功能，具备对飞行器进行一键起飞/降落、一键返航、高度调节控制，地面电源系统应具备紧急报警功能； 2.2 系留平台具备安全保护功能，具有短路保护、输入输出过/欠压保护、PFC母线过压保护、过温保护、缺相保护 2.侧出线口 2.1 腰型出线口：减小出线扭力，更大角度飞行空间； 2.2 井子滚轮：线缆出线灵滑不卡缆，并有更大箱体散热效果。 3.散热与输入 3.1 四只散热风机：向箱体吹风，降低箱体温度。正对面有箱体排风网状窗口，形成通风通道； 3.2 防呆快插航空连接器：外部电源输入（AC220V）； 3.3 空开1：控制箱体内收放绞车供电； 3.4 空开2：控制地面电源与飞机供电。
系留箱箱尺寸	约620*570*448mm（L*W*H不含脚轮）
系留箱工作温度	-20~55°
系留箱箱重量	约52kg

2.2.3.机载电源介绍

表 机载电源技术参数

性能指标	性能参数
机载电源电气参数	输入380~1000vdc，输出50vdc±5%，额定功率12kw，峰值功率13.2kw
机载电源效率	典型效率高达94.5%
机载电源保护特性	具有输入过欠压，输出过压、过流、短路、过温保护功能
机载电源外壳材质	铝
机载电源散热方式	强制风冷
海拔高度	3000-5000米不降额
机载电源工作温度	-20~55°
机载电源重量	约5.7kg（不含线缆）

• 飞行控制系统

大力神B4四旋翼无人机搭载工业级V5+飞行控制系统，具备多旋翼的自主起降与规划航线，支持超视距的自动飞行的能力；支持在线切换飞行模式（自动/手动）；能够控制飞行器的姿态、高度、航向、位置等飞行状态，实现稳定可靠的自动飞行。

大力神B4四旋翼无人机控制系统的外形如图所示。

图 外形图

V5+飞行控制系统的性能参数如表所示：

表 技术指标

技术指标	参数
主处理器MainProcessor	STM32F765 (32 Bit Arm® Cortex®-M7, 216MHz,)
协处理器 Coprocessor	STM32F100(32 Bit Arm® Cortex®-M3, 24MHz,8K)
传感器 Sensors
加速计 Accelerometer	ICM-20602 & ICM-20689 & BMI055
陀螺仪 Gyroscope	ICM-20602 & ICM-20689 & BMI055
电子罗盘 Magnetometer	IST8310
气压计 Barometer	MS5611
外部接口 External interface
UART	5	GPS / 数传 / 调试等
I2C	4	罗盘 / 空速计 / 超声波等
SPI	1	外接传感器
CAN	2	GPS / 智能电池等
ADC	2	模拟信号检测
PWM out	14	舵机 / 电调 等信号输出
PWM in	6	编码器 / 热靴反馈等信号输入
PPM in	1	遥控器信号
DSM/SBUS/RSSI	1	遥控器信号/信号强度输入
电源 1 POWER MODEL 1	1	电源输入&电压电流AD检测
电源 2 POWER MODEL 2	1	电源输入&智能电池
安全开关 Safety switch	1	物理解锁允许开关
蜂鸣器 Buzzer	1	声音警告提示
USB-TYPE-C	1	USB供电调试
TF卡槽 TF slot	1	存储日志信息
支持功能 Support function
固件 Hardware	PX4 / Ardupilot
机型 Model	多旋翼/固定翼/直升机/VTOL垂直起降/无人船/无人车
电源 Power	三路电源输入冗余 Three-way power input red
尺寸和重量 Size&Weight
尺寸 Size	85.5×42 ×33 mm

• 通信系统

大力神B4四旋翼无人机系统标配MK32图数遥一体链路，MK32图数遥是一款点对点宽带图/数/控一体化数据传输产品。该产品采用高度集成，大大降低系统功耗，减小产品尺寸，满足客户视频监控等业务产品需求，且该产品具有丰富的外接端口，满足不同载荷任务数据格式，可以满足不同业务需求。

图 外形图

表 技术指标

 

 

整体性能
最大通信距离 （无干扰、无遮挡）	15 KM
通道	物理通道：16个 通讯通道：16个
数传支持飞控	开源飞控 PIX、APM等 或其他任何带UART数传输出功能的飞控
图传支持地面站 （安卓）	QgroundControl SIYI FPV
图传支持地面站 （Windows）	QgroundControl
地面端
显示设备		7英寸高清高亮LCD触摸显示屏
系统配置		Android 9.0 4G运行内存，64G存储空间
尺寸（天线收起）		308 x 148 x 72 mm
重量		1440 g
电池容量及类型		10200 mAh 7.4V 2S 锂离子电池
快充协议		PD 30W
充电时间		3.5 H（30W快充）
作业续航		10小时
功能接口		视频输出：标准HDMI 外接设备：USB-A 麦克风输入：顶部音频口 充电：Type-C 固件升级：Type-C 文件传输：Type-C / USB-A 移动网络：SIM卡槽 外置存储：TF卡槽 / USB-A 通讯接口：LAN网口 遥控信号输出/输入：底部音频口
防水等级		IP4X
工作环境温度		-10℃ ~ 50℃
天空端
信号输出	16通道S.BUS 5通道PWM
功能接口	S.BUS：3-Pin 数传（连接飞控）：UART (GH1.25 4-Pin) PWM通道1-5：6-Pin 视频输入：8-Pin 固件升级：Type-C
尺寸（不含天线）	70 x 55 x 16 mm (含风扇高度)
重量（不含天线）	74 g
天线增益	全向天线：5 dBi
工作电压	11 ~ 16.8 V (可购买BEC扩展为14~58.8V)
工作环境温度	-10℃ ~ 50℃

• 挂载

2.3.1.照明灯

图 单只产品外观图

无人机照明灯，由4支组成光源采用高光效灯珠芯片。驱动自带温度保护功能，过热可降功率运行或关闭。

低气压高海拔环境地工作能力：整套灯组可在气压达到54kPa (对应高度 5000m)， 温度-20℃±2℃情况下可正常工作

表 技术参数

产品名称	照明灯
功率	240W
电压	300Vdc
色温	6000K
光通量	12000lm
照明范围	最佳照明面积5000 ㎡ ，有效照明范围18000㎡；距离地面10米处中心照度值400lx，距离地面50米处中心照度值15lx，距离地面100米处中心照度值4lx
单只重量	170g
防护等级	IP54
环境温度	-20℃-50℃
产品尺寸	150*45*22mm
连续工作时间	≥24h

2.3.1.喊话器

远程喊话系统，声音嘹亮清晰，通过遥控器链路在遥控器上安装APP和收音麦后，即可通过遥控器随时进行广播喊话。无需额外对讲机，安装方便，即插即用，无人机飞到哪里，喊话喊到哪里。

图 产品外观图

1)直接走遥控器链路，无人机能飞到就能喊道均可实时喊话；

2)实时TTS文字转语音录音多种广播方式，适应各类场景；

3)针对高空环境进行大幅优化，清晰度及传播距离大幅提升。

4）支持双输出，可挂载两个喊话模块

5）可用频率范围UHF：400-470MHz，且支持多个地面端同时通讯喊话；

6)模块信道数：16个，且支持10个加密通道通讯；

7)支持由地面站软件发送控制指令；

8)模块支持快速拆装

表 技术参数

产品名称	喊话器
重量	600g
功率	30W
控制距离	3km
俯仰角度可调节范围	0-30°
广播距离	500m
最大声压	130db
喊话方式	实时喊话、内存播放、录音上传、音频文件播放、一键警报、男女声切换

 

• 地面站软件

翼飞地面站软件将系统分为3个子系统：用户操作子系统、数据通信子系统、数据管理子系统。

用户操作子系统主要是实现软件界面上各个功能模块，由通用设置模块、任务规划模块、飞行监控模块、载荷操控模块组成。

通用设置模块包括语言设置、单位设置、地图设置、数据链设置、日志回放等基本功能模块;

任务规划模块是根据飞行任务需求，在地面站通过添加航点，构成完整航线并发送至飞机;

飞行监控模块包含飞行状态、配电状态的监控，飞行模式控制负责在数据解析后，将相关数据显示在虚拟仪表或者以数字形式显示;

载荷操控模块包含对任务设备的监控和操作。

无人机和地面站之间的数据传输主要包括通信连接、数据打包和数据解析3大功能，由数据通信子系统完成。该子系统对所配置的地空通信链路进行连接，按照EFLink地空通信协议，对上行数据帧进行打包，对下行数据帧进行解析，实现实时、可靠的地空数据通信。

数据管理子系统对整个地面站的数据进行存储和分析，具体内容包括存储预先规划的航点、航迹及地理围栏。在预先规划的飞行任务执行后，按日志格式将飞行数据进行自动存储，通过回放功能可以重现整个飞行过程。

用户操作子系统在界面上主要提供4个界面:

• 通用设置界面，用户在此进行基础设置;
• 任务规划界面，编辑相关航点，构成完整的任务航线;
• 飞行监控界面，显示飞行状态，如飞行姿态仪表、地图上的航点和航迹显示，以及配电设备的工作状态;
• 载荷操控界面，实时操控任务设备。

数据管理子系统主要负责数据存储和分析，接收到的飞行状态数据、航点航线数据、地理围栏数据等将由地面站软件进行存储，并利用数据分析子模块进行相应数据分析。

• 运输箱

无人机运输箱能安全存放一架机体及部分配套设备，飞机运输箱能保证旋翼机在1-4级公路运输和航空托运的安全。飞机运输箱箱体采用木质外壳加铝合金包边，内部采用泡沫隔框。

图 外形图（示例、以交货为准）

• 发电机

V型双缸发动机，强制风冷，排放低，性能稳定全铜电机配备AVR自动调压，功率强劲，励磁可靠，维护方便加粗型框架设计，牢固经久耐用，标配脚轮，移动更加便捷机组过载断路器保护，机油过少保护特制消声器，降噪效果更好

具备电压、燃油量、机油告警显示，配备蓄电池、车轮、过滤保护，满足机身和机

载设备全负荷运转

启动方式	电启动
相数	三相/单相
额定电压	380/220V
额定功率	20kw
连续工作时间	6h
励磁方式	AVR 电压自动调节
绝缘等级	F 级
点火方式	电磁点火

 

 

2.9.图形工作站

CPU（i5-14600K）	CPU：14核20线程
内存	16G*2
硬盘	1T 固态
显卡（RTX4060）	显存容量8GB，128bit 的显存位宽

 

3. 保障和服务
   • 维修保障

（1）现场保障

在飞行现场进行的技术保障工作是指地面设备自检、无人机起飞前状态检查和回收后无人机机体结构的现场简单维护，包括备附件更换、易损伤件更换，以

及其它简单维修。

（2）基地保障

建议每半年进行一次无人机全系统状态检查和维护，检查完好后再装入包装箱保存。基地维修由专业维修人员完成。

• 售后服务

（1）保修期一年，质保期内在得到故障报告后，在24h内对故障进行响应，并给出应急方案，如需要在48h内免费为客户提供上门技术服务；质保期内，免费为客户维修、更换非人为操作故障造成的受损零部件，在保修期外提供有偿维修服务；

（2）保证稳定供应专用设备及备附件；

（3）根据用户要求和改进建议进行一定程度的系统优化，服务期向甲方免费提供软件升级服务，包括：自动驾驶仪软件升级、地面控制站软件升级；涉及系统硬件方面的升级，和甲方沟通开展硬件升级工作。

• 培训和资料

供货方负责制定详细的培训计划，培训分为理论培训、实际操作培训。理论培训一般在产品发货前，在供货方所在地进行；实际操作培训一般在货物到达买方后，在使用方所在地进行。

随产品提供资料清单包括：产品技术规格书、使用维护说明书、产品质量证明书、装箱清单和备品/附件清单等文件。