CN107826266A - 系留地面工作站和系留无人机系统 - Google Patents

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    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
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    • B64U50/30—Supply or distribution of electrical power
    • B64U50/34—In-flight charging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
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    • B64F3/00—Ground installations specially adapted for captive aircraft
    • B64F3/02—Ground installations specially adapted for captive aircraft with means for supplying electricity to aircraft during flight
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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Abstract

本发明提供一种系留地面工作站和系留无人机系统，系留地面工作站包括供电单元，供电单元包括市电供电单元和电池供电单元，利用市电供电单元和电池供电单元通过系留绳向系留无人机输出大于等于200V的高压直流电。通过多余度的系留无人机低电压或高电压输入，高压直流的供电，不仅减小工作电流，使线路损耗小，提供了更加可靠的供电线路，并能提供对应故障线路的鉴定及报警。

Description

系留地面工作站和系留无人机系统
技术领域
本发明涉及无人机领域，尤其是涉及一种系留无人机跟随控制系统及其控制方法。
背景技术
系留无人机作为一种特殊类型的无人飞行器，和普通无人机一样也具有机内导航自驾系统等部件，但又有普通无人机无法比拟的优势，持续性的供电可以既保证系留无人机长时间的飞行之外还可以为系留无人机其他设备提供电源保证，完成更多更复杂的载荷要求。
因为系留无人机的供电系留电缆往往长度较长，使用普通无人机的供电电压时，往往工作电流很大，为了减少传输线路的电阻，保证大电流通过时有较小的线路降压，为实现这样的目标，只有增加传输线路的线损，用更粗的线和较小内阻的材料的线路，这样会导致线路重量较重或成本较高而导致系留无人机的实用性降低。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种线路损耗小且高可靠性的系留地面工作站。
本发明的第二目的是提供一种线路损耗小且高可靠性的系留无人机系统。
为了实现本发明的第一目的，本发明提供一种系留地面工作站，包括供电单元，供电单元用于通过系留绳向系留无人机输出大于等于200V的高压直流电。
由上述方案可见，通过提高供电电压，减小工作电流，使线路损耗小，继而使得本案的系留地面工作站实现线路损耗小。
更进一步的方案是，供电单元包括电池供电单元，电池供电单元包括电池和DC-DC电路模块，DC-DC电路模块包括逆变器和桥堆，逆变器的低压输入端与电池连接，逆变器的高压输出端与桥堆的输入端连接，桥堆的输出端用与系留无人机连接。
更进一步的方案是，DC-DC电路模块包括报警模块，报警模块包括继电器和第一指示灯，继电器的控制端连接于桥堆的输出端，继电器连接在电池和第一指示灯之间。
更进一步的方案是，报警模块包括还包括发声模块，继电器连接在电池和发声模块之间。
更进一步的方案是，DC-DC电路模块的数量为多个，多个DC-DC电路模块并联连接于电池。
由上可见，利用电池和低压逆变高压传输，有效减小工作电流，使线路损耗小，同时还具备指示灯和蜂鸣器发出报警，另外，还设置有多路DC-DC电路模块设置，提供良好多余度供电保障性。
更进一步的方案是，供电单元包括市电供电单元，市电供电单元包括整流模块，整流模块用于连接在市电接入端和系留无人机之间。
更进一步的方案是，市电供电单元还包括第二指示灯，第二指示灯与整流模块的输出端连接。
由上可见，市电供电单元可接入市电，经过整流后向系留无人机输出高压直流电，同样也是可实现有效减小工作电流，使线路损耗小，并且，利用市电供电单元和电池供电单元的组合，为无人机提供多余度多备份的供电方式。
为了实现本发明的第二目的，本发明提供一种系留无人机系统，包括系留地面工作站和系留无人机，系留无人机通过系留绳与系留地面工作站连接，系留地面工作站采用上述方案中的系留地面工作站。
由上述方案可见，通过提高供电电压，减小工作电流，使线路损耗小，继而使得本案的系留无人机系统实现线路损耗小且高可靠性。
附图说明
图1是本发明系留无人机系统实施例的系统框图。
图2是本发明系留无人机系统实施例中供电单元的电路示意图。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
参照图1和图2，系留无人机系统包括系留地面工作站2和系留无人机11，系留无人机11通过系留绳与系留地面工作站2连接，系留地面工作站包括供电单元和控制单元，供电单元用于通过系留绳向系留无人机11输出大于等于200V的高压直流电，在本实施例中，供电单元向系留无人机输出220V的高压直流电。供电单元包括电池供电单元22和市电供电单元21。
电池供电单元22包括电池23和三路DC-DC电路模块1、2、3，电池23是采用24V直流输出，三路DC-DC电路模块呈并联连接在电池23和系留无人机11之间，每路DC-DC电路模块包括逆变器、桥堆和滤波电路，逆变器的低压输入端与电池连接，逆变器的高压输出端与桥堆的输入端连接，滤波电路包括滤波电容和两个并联的大功率整流二极管，滤波电容连接在桥堆的输出端之间，大功率整流二极管的负极与桥堆的负极输出端连接，大功率整流二极管的正极与系留无人机连接，桥堆的正极输出端与系留无人机连接。通过逆变器将电池24V的直流电逆变呈220V的高压电，在经过桥堆的整流和滤波后，输出给系留无人机。
DC-DC电路模块包括报警模块，报警模块包括继电器J、第一指示灯和发声模块，在本实施例中发声模块为蜂鸣器，继电器J的控制端连接于桥堆的输出端上，继电器相当于两个开关，每个开关分别连接在第一指示灯、蜂鸣器和电池之间，当某一个或几个低压转高压的DC-DC模块发生故障时，相连接的继电器断开，常闭触电吸合，电源正极接通供电至蜂鸣器，蜂鸣器发出报警声音，相连的继电器的另一组常开触电断开，指示灯熄灭，提示故障点。大功率整流二极管的作用是单向导电的特性隔离各电路模块之间的电压压差，进而隔离各电路模块互相作用造成内部损耗，进一步的作用是如果有一路或多路电路模块发生故障时不会吸收正常工作的电路模块的能耗，因为有大功率整流二极管的隔离，能正常工作的低压转高压的DC-DC模块输出的高压直流并不能反向输入到损坏的低压转高压的DC-DC模块去，这样剩余可以正常工作的低压转高压的DC-DC模块还能够持续供电给系留无人机系统。
市电供电单元21包括整流模块、两个并联的大功率整流二极管和第二指示灯，整流模块采用高压整流全桥，并连接在220V交流电输入端，整流模块的输出端连接有滤波电容，整流模块的正极输出端与大功率整流二极管的负极和第二指示灯连接，大功率整流二极管的正极与系留无人机连接。当系留无人机使用市电220V供电时，220V电压接入高压供电线路，220V交流电压经过高压整流全桥和滤波电容后变成高压直流电源，经过可靠性双备份的两个二极管后共同并联供电给无人机系统，因为有二极管的隔离作用，低压转高压的DC-DC电路模块所输出的高压直流电压并不会反流到交流转换电路中去。
由上可见，通过多余度的系留无人机低电压或高电压输入，高压直流的供电，不仅减小工作电流，使线路损耗小，提供了更加可靠的供电线路，并能提供对应故障线路的鉴定及报警。

Claims (8)

1.系留地面工作站，其特征在于，包括供电单元，所述供电单元用于通过系留绳向系留无人机输出大于等于200V的高压直流电。
2.根据权利要求1所述的系留地面工作站，其特征在于：
所述供电单元包括电池供电单元，所述电池供电单元包括电池和DC-DC电路模块，所述DC-DC电路模块包括逆变器和桥堆，所述逆变器的低压输入端与所述电池连接，所述逆变器的高压输出端与所述桥堆的输入端连接，所述桥堆的输出端用与所述系留无人机连接。
3.根据权利要求2所述的系留地面工作站，其特征在于：
所述DC-DC电路模块包括报警模块，所述报警模块包括继电器和第一指示灯，所述继电器的控制端连接于所述桥堆的输出端，所述继电器连接在所述电池和所述第一指示灯之间。
4.根据权利要求3所述的系留地面工作站，其特征在于：
所述报警模块包括还包括发声模块，所述继电器连接在所述电池和所述发声模块之间。
5.根据权利要求4所述的系留地面工作站，其特征在于：
所述DC-DC电路模块的数量为多个，多个所述DC-DC电路模块并联连接于所述电池。
6.根据权利要求1-5任一项所述的系留地面工作站，其特征在于：
所述供电单元包括市电供电单元，市电供电单元包括整流模块，所述整流模块用于连接在市电接入端和所述系留无人机之间。
7.根据权利要求6所述的系留地面工作站，其特征在于：
所述市电供电单元还包括第二指示灯，所述第二指示灯与所述整流模块的输出端连接。
8.系留无人机系统，包括系留地面工作站和系留无人机，所述系留无人机通过所述系留绳与所述系留地面工作站连接，其特征在于：
所述系留地面工作站采用上述权利要求1-7任一项所述的系留地面工作站。
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