CN106143912A - 无人机的分布式供电装置及无人机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无人机的分布式供电装置及无人机。所述无人机的分布式供电装置包括：第一供电模块，其用于为第一电机组中的各电机供电；第二供电模块，其用于为第二电机组中的各电机供电；其中，每个所述电机分别连接所述无人机的一个螺旋桨，所述第一电机组与所述第二电机组中包括的电机不同。本发明实施例的无人机的分布式供电装置，通过两个供电模块分别为无人机的不同电机组中的各电机供电。在一个供电模块出现供电故障例如接触不良或失效的情况下，另一个供电模块仍能够为无人机继续供电，使无人机能够安全、可靠的降落，避免坠毁风险。

Description

无人机的分布式供电装置及无人机
技术领域
本发明涉及无人机领域，尤其涉及一种无人机的分布式供电装置及无人机。
背景技术
随着技术的日新月异，无人驾驶飞行器(Unmanned Aerial Vehicle，简称无人机)得到普及，广泛应用于航拍、农业、植保、自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等领域。
现有技术中，主要采用集中式的无人机供电策略，即采用电池给无人机的飞行控制系统、电机和外设模块例如摄像机等部件供电。无人机在作业时需要飞升到一定的高度，此时，任何微小的供电故障，例如，电池接触不良或失效，都会导致无人机的坠毁。
发明内容
技术问题
有鉴于此，本发明要解决的技术问题是，如何为无人机提供安全、可靠的供电方式。
解决方案
为了解决上述技术问题，根据本发明的一实施例，提供了一种无人机的分布式供电装置，包括：
第一供电模块，其用于为第一电机组中的各电机供电；
第二供电模块，其用于为第二电机组中的各电机供电；
其中，每个所述电机分别连接所述无人机的一个螺旋桨，所述第一电机组与所述第二电机组中包括的电机不同。
对于上述装置，在一种可能的实现方式中，所述无人机设置有螺旋桨支撑轴，每个所述螺旋桨支撑轴上设置有两个所述螺旋桨；
其中，所述第一电机组中的各电机和所述第二电机组中的各电机分别与不同的螺旋桨支撑轴上的螺旋桨连接。
对于上述装置，在一种可能的实现方式中，设置于同一个螺旋桨支撑轴上的两个螺旋桨位于不同水平面；
其中，所述第一电机组中的各电机分别与设置于第一水平面的各螺旋桨连接，所述第二电机组中的各电机分别与设置于第二水平面的各螺旋桨连接。
对于上述装置，在一种可能的实现方式中，所述无人机设置有螺旋桨支撑轴，每个所述螺旋桨支撑轴上设置有两个所述螺旋桨；
其中，所述第一电机组中的各电机和所述第二电机组中的各电机分别与位置对称的螺旋桨支撑轴上的螺旋桨连接。
对于上述装置，在一种可能的实现方式中，所述第一供电模块和所述第二供电模块具有相同的供电参数，所述供电参数包括电压、电流和功率。
对于上述装置，在一种可能的实现方式中，所述第一供电模块和所述第二供电模块物理隔离。
对于上述装置，在一种可能的实现方式中，所述第一供电模块和所述第二供电模块均采用蓄电池或燃料电池。
为了解决上述技术问题，根据本发明的另一实施例，提供了一种无人机，包括：机身、螺旋桨支撑轴、设置在所述螺旋桨支撑轴上的螺旋桨和分布式供电装置；其中，所述分布式供电装置为根据权利要求1至7中任一项所述的分布式供电装置。
对于上述无人机，在一种可能的实现方式中，所述无人机为：三轴六桨无人机、四轴八桨无人机、六轴十二桨无人机中的任意一种。
有益效果
本发明实施例的无人机的分布式供电装置，通过两个供电模块分别为无人机的不同电机组中的各电机供电。无需改变无人机的控制逻辑，在一个供电模块出现供电故障例如接触不良或失效的情况下，另一个供电模块仍能够为无人机继续供电，使无人机能够安全、可靠的降落，避免坠毁风险。
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本发明的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本发明的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本发明的原理。
图1示出根据本发明一实施例的无人机的分布式供电装置的结构框图；
图2示出根据本发明一实施例的无人机的分布式供电装置的结构示意图；
图3示出根据本发明一实施例的无人机的分布式供电装置的另一结构示意图；
图4示出根据本发明一实施例的无人机的分布式供电装置的另一结构示意图；
图5示出根据本发明一实施例的无人机的分布式供电装置的另一结构示意图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本发明的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
图1示出根据本发明一实施例的无人机的分布式供电装置的结构框图。如图1所示，该无人机的分布式供电装置主要可以包括：第一供电模块100，其用于为第一电机组10中的各电机供电。第二供电模块200，其用于为第二电机组20中的各电机供电。
本实施例的无人机设置有机身、螺旋桨支撑轴、螺旋桨以及电机。其中，螺旋桨支撑轴用于固定螺旋桨，每个螺旋桨支撑轴上可以设置一个螺旋桨，也可以设置平行的两个螺旋桨，在此不作限定。每个电机分别连接无人机的一个螺旋桨，可以控制与其相连的螺旋桨的转速大小，从而实现无人机的飞行动作，例如前进、后退、左转、右转以及升空等。
本实施例的无人机的分布式供电装置是相对于现有技术中无人机的集中式供电装置而言的。具体而言，无人机的分布式供电装置可以采用两个或两个以上的供电模块，分别为不同电机组中包括的各电机供电。其中，不同电机组中包括的电机不同。
以四轴四桨无人机为例，如图2所示，无人机包括四个螺旋桨支撑轴，每个螺旋桨支撑轴上设置一个螺旋桨。无人机的每个螺旋桨连接一个电机，四轴四桨无人机包括的四个电机分别为电机1至电机4。其中，电机1至电机4分别和螺旋桨11至螺旋桨14电连接。可以分别将与位于对称的螺旋桨支撑轴上的螺旋桨连接的电机连接到一个供电模块。例如，电机1所连接的螺旋桨11和电机3所连接的螺旋桨13位于对称的螺旋桨支撑轴上，将电机1和电机3作为第一电机组10。电机2所连接的螺旋桨12和电机4所连接的螺旋桨14位于对称的螺旋桨支撑轴上，将电机2和电极4作为第二电机组20。这种情况下，可以使第一供电模块100为第一电机组10包括的电机1和电机3供电；使第二供电模块200为第二电机组20包括的电机2和电机4供电。
采用上述无人机的分布式供电装置，在第一供电模块100出现供电故障的情况下，第二供电模块200仍可以为第二电机组20包括的电机2和电机4供电；在第二供电模块200出现供电故障的情况下，第一供电模块100仍可以为第一电机组10包括的电机1和电机3供电。因此，在第一供电模块100或第二供电模块200中的任意一个出现供电故障的情况下，无人机仍有对称设置的两个螺旋桨可以工作，不工作的两个螺旋桨的旋转惯性可以相互抵消，使得无人机在保持平衡的情况下，可以安全可靠的降落，避免坠毁风险。
在一种可能的实现方式中，每个所述螺旋桨支撑轴上设置有两个所述螺旋桨。其中，所述第一电机组10中的各电机和所述第二电机组20中的各电机分别与不同的螺旋桨支撑轴上的螺旋桨连接。
以四轴八桨无人机为例，如图3所示，无人机包括四个螺旋桨支撑轴，每个螺旋桨支撑轴上设置上下两个螺旋桨，这两个螺旋桨位于不同的平面(例如相对于螺旋桨支撑轴来说的上平面和下平面)。无人机的每个螺旋桨连接一个电机，四轴八桨无人机包括的八个电机分别为电机21至电机28。其中，电机21至电机28分别和螺旋桨31至螺旋桨38电连接。螺旋桨31和螺旋桨32位于第一螺旋桨支撑轴，螺旋桨33和螺旋桨34位于第二螺旋桨支撑轴，螺旋桨35和螺旋桨36位于第三螺旋桨支撑轴，螺旋桨37和螺旋桨38位于第四螺旋桨支撑轴。其中，螺旋桨31、螺旋桨33、螺旋桨35和螺旋桨37处于第一水平面(上平面)，螺旋桨32、螺旋桨34、螺旋桨36和螺旋桨38处于第二水平面(上平面)。具体地，从各螺旋桨支撑轴上随机选择一个螺旋桨所连接电机21、电机24、电机25和电机28设置为第一电机组10，将各螺旋桨支撑轴上另一个螺旋桨所连接的电机22、电机23、电机26和电机27设置为第二电机组20。第一供电模块100为第一电机组10包括的电机21、电机24、电机25和电机28供电，第二供电模块200为第二电机组20包括的电机22、电机23、电机26和电机27供电。
采用上述无人机的分布式供电装置，在第一供电模块100出现供电故障的情况下，第二供电模块200仍可以为第二电机组20包括的电机22、电机23、电机26和电机27供电；在第二供电模块200出现供电故障的情况下，第一供电模块100仍可以为第一电机组10包括的电机21、电机24、电机25和电机28供电。因此，在第一供电模块100或第二供电模块200中的任意一个出现供电故障的情况下，无人机的每个螺旋桨支撑轴上都仍有一个螺旋桨可以工作，不工作的四个螺旋桨的旋转惯性可以相互抵消，使得无人机在保持平衡的情况下，可以安全可靠的降落，避免坠毁风险。
在一种可能的实现方式中，每个所述螺旋桨支撑轴上设置有两个所述螺旋桨。其中，所述第一电机组10中的各电机分别与设置于第一水平面的各螺旋桨连接，所述第二电机组20中的各电机分别与设置于第二水平面的各螺旋桨连接。
以四轴八桨无人机为例，如图4所示，无人机的结构与图3类似，但电机分组的方式与图3不同。具体地，将位于第一水平面的螺旋桨所连接的电机21、电机23、电机25和电机27设置为第一电机组10，将位于第二水平面的螺旋桨所连接的电机22、电机24、电机26和电机28设置为第二电机组20。第一供电模块100为第一电机组10包括的电机21、电机23、电机25和电机27供电；第二供电模块200为第二电机组20包括的电机22、电机24、电机26和电机28供电。
采用上述无人机的分布式供电装置，在第一供电模块100出现供电故障的情况下，第二供电模块200仍可以为第二电机组20包括的电机22、电机24、电机26和电机28供电。其中，电机22、电机24、电机26和电机28位于第二水平面；在第二供电模块200出现供电故障的情况下，第一供电模块100仍可以为第一电机组10包括的电机21、电机23、电机25和电机27供电。因此，在第一供电模块100或第二供电模块200中的任意一个出现供电故障的情况下，无人机的每个螺旋桨支撑轴上都仍有一个螺旋桨可以工作，且各工作的螺旋桨处于同一水平面，不工作的四个螺旋桨的旋转惯性可以相互抵消，使得无人机在保持平衡的情况下，可以安全可靠的降落，避免坠毁风险。
在一种可能的实现方式中，每个所述螺旋桨支撑轴上设置有两个所述螺旋桨。其中，所述第一电机组10中的各电机和所述第二电机组20中的各电机分别与位置对称的螺旋桨支撑轴上的螺旋桨连接。
以四轴八桨无人机为例，如图5所示，无人机的结构与图3类似，但电机分组的方式与图3不同。具体地，可以将一组位置对称的螺旋桨支撑轴上的螺旋桨连接的电机21、电机22、电机25和电机26设置为第一电机组10，将剩余的一组位置对称的螺旋桨支撑轴上的螺旋桨连接的电机23、电机24、电机27和电机28设置为第二电机组20。第一供电模块100为第一电机组10包括的电机21、电机22、电机25和电机26供电；第二供电模块200为第二电机组20包括的电机23、电机24、电机27和电机28供电。
采用上述无人机的分布式供电装置，在第一供电模块100出现供电故障的情况下，第二供电模块200仍可以为第二电机组20包括的电机23、电机24、电机27和电机28供电；在第二供电模块200出现供电故障的情况下，第一供电模块100仍可以为第一电机组10包括的电机21、电机22、电机25和电机26供电。因此，在第一供电模块100或第二供电模块200中的任意一个出现供电故障的情况下，无人机对称设置的两个螺旋桨支撑轴上各有两个螺旋桨可以工作，不工作的四个螺旋桨的旋转惯性可以相互抵消，使得无人机在保持平衡的情况下，可以安全可靠的降落，避免坠毁风险。
在一种可能的实现方式中，所述第一供电模块100和所述第二供电模块200具有相同的供电参数，所述供电参数包括电压、电流和功率。
本实施例的供电参数可以包括但不限于电压、电流和功率。一般而言，同型号的供电模块可以被视为具有相同的供电参数。采用供电参数相同的供电模块，可以使无人机的负载均衡，便于无人机掌握重心的位置，而且还可以简化无人机的飞行控制系统的控制逻辑。
在一种可能的实现方式中，所述第一供电模块100和所述第二供电模块200物理隔离。
本实施例的物理隔离可以指第一供电模块100和第二供电模块200独立设置，独立工作，互相之间不产生干扰或关联。因此，在任意一个供电模块损毁时，都可以单独进行更换，降低无人机的使用成本。
在一种可能的实现方式中，所述第一供电模块100和所述第二供电模块200均采用蓄电池或燃料电池。
本实施例的蓄电池是指在电能消耗后可以再充电的电池，例如铅酸蓄电池、锂离子蓄电池或镍氢电池等。第一供电模块100和第二供电模块200既可以是可以随时更换的蓄电池，也可以是可以定期更换的内嵌式蓄电池，在此不做限定。本实施例的燃料电池是指将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置，例如氢燃料电池。采用蓄电池供电方式，可以循环使用，增加无人机的使用寿命。采用燃料电池供电方式，可以增强无人机的续航能力。
本发明另一实施例涉及一种无人机，该无人机主要可以包括：机身、螺旋桨支撑轴、设置在所述螺旋桨支撑轴上的螺旋桨和分布式供电装置。其中，所述分布式供电装置为根所述的分布式供电装置。
在一种可能的实现方式中，所述无人机为：三轴六桨无人机、四轴八桨无人机、六轴十二桨无人机中的任意一种。
具体而言，三轴六桨无人机设置有三个螺旋桨支撑轴，四轴八桨无人机设置有四个螺旋桨支撑轴，六轴十二桨无人机设置有六个螺旋桨支撑轴。其中，每个螺旋桨支撑轴上设置有平行的两个螺旋桨。
本发明实施例的无人机的分布式供电装置，通过两个供电模块分别为无人机的不同电机组中的各电机供电。无需改变无人机的控制逻辑，在一个供电模块出现供电故障例如接触不良或失效的情况下，另一个供电模块仍能够为无人机继续供电，使无人机能够安全、可靠的降落，避免坠毁风险。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种无人机的分布式供电装置，其特征在于，包括：
第一供电模块，其用于为第一电机组中的各电机供电；
第二供电模块，其用于为第二电机组中的各电机供电；
其中，每个所述电机分别连接所述无人机的一个螺旋桨，所述第一电机组与所述第二电机组中包括的电机不同。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述无人机设置有螺旋桨支撑轴，每个所述螺旋桨支撑轴上设置有两个所述螺旋桨；
其中，所述第一电机组中的各电机和所述第二电机组中的各电机分别与不同的螺旋桨支撑轴上的螺旋桨连接。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，设置于同一个螺旋桨支撑轴上的两个螺旋桨位于不同水平面；
其中，所述第一电机组中的各电机分别与设置于第一水平面的各螺旋桨连接，所述第二电机组中的各电机分别与设置于第二水平面的各螺旋桨连接。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述无人机设置有螺旋桨支撑轴，每个所述螺旋桨支撑轴上设置有两个所述螺旋桨；
其中，所述第一电机组中的各电机和所述第二电机组中的各电机分别与位置对称的螺旋桨支撑轴上的螺旋桨连接。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一供电模块和所述第二供电模块具有相同的供电参数，所述供电参数包括电压、电流和功率。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一供电模块和所述第二供电模块物理隔离。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一供电模块和所述第二供电模块均采用蓄电池或燃料电池。
8.一种无人机，其特征在于，包括：机身、螺旋桨支撑轴、设置在所述螺旋桨支撑轴上的螺旋桨和分布式供电装置；其中，所述分布式供电装置为根据权利要求1至7中任一项所述的分布式供电装置。
9.根据权利要求8所述的无人机，其特征在于，所述无人机为：三轴六桨无人机、四轴八桨无人机、六轴十二桨无人机中的任意一种。
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