CN108860623A - 一种多电池组无人机供电方法 - Google Patents

Abstract

一种多电池组无人机供电方法，所述无人机包括机身，所述无人机供电系统包括电源模块和控制电源模块工作的主板控制模块，所述电源模块包括多个相互并联的电池组件，所述方法包括以下步骤：S1：多个电池组件按使用顺序进行编号，分别为第一电池组件，第二电池组件，直至最后一个电池组件为第n电池组件；S2：所述主板控制模块按照编号顺序，启动第一电池组件；S3：所述第一电池组件电量≤临界电量时，所述主板控制模块控制第一电池组件停止工作，同时启动第二电池组件；S4：当所述第二电池组件电量≤临界电量时，按照步骤S3所述的方法进行电池切换，直至启动第n电池组件；S5：当第n电池组件的剩余电量≤返航电量时，所述主板控制模块控制无人机自动返航。

Description

一种多电池组无人机供电方法

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种多电池组无人机供电方法。

背景技术

常见飞行器通常被分为固定翼、直升机和多旋翼(四旋翼最为主流)。在2010年之前，固定翼和直升机无论在航拍还是航模运动领域，基本上占有绝对主流的地位。然而，在之后的几年中，因优良的操控性能，多旋翼迅速成为航拍和航模运动领域的新星。因该产品极大地降低了航拍的难度和成本，获得了广大的消费群体，成为迄今为止最热销的产品。

多旋翼无人机也是由电机的旋转，使螺旋桨产生升力而飞起来的。比如四旋翼无人机，当飞机四个螺旋桨的升力之和等于飞机总重量时，飞机的升力与重力相平衡，飞机就可以悬停在空中了。当飞机需要升高高度时，四个螺旋桨同时加速旋转，升力加大，飞机就会上升；当飞机需要降低高度时同理，四个螺旋桨会同时降低转速，飞机也就下降了。

多旋翼无人机受青睐原因很多，如在操控性方面，多旋翼的操控是最简单的。它不需要跑道便可以垂直起降，起飞后可在空中悬停。它的操控原理简单，操控器四个遥感操作对应飞行器的前后、左右、上下和偏航方向的运动。且固定翼飞行场地要求开阔，而直升机飞行过程中会产生通道间耦合，自驾仪控制器设计困难，控制器调节也很困难。

在可靠性方面，多旋翼也是表现最出色的。若仅考虑机械的可靠性，多旋翼没有活动部件，它的可靠性基本上取决于无刷电机的可靠性，因此可靠性较高。相比较而言，固定翼和直升机有活动的机械连接部件，飞行过程中会产生磨损，导致可靠性下降。而且多旋翼能够悬停，飞行范围受控，相对固定翼更安全。

在勤务性方面，多旋翼的勤务性是最高的。因其结构简单，若电机、电子调速器、电池、桨和机架损坏，很容易替换。而固定翼和直升机零件比较多，安装也需要技巧，相对比较麻烦。

然而，现有的多旋翼无人机由于需要利用多个电机驱动旋桨，因此所消耗的电能也更多，现有技术中的多旋翼无人机大多由于耗电太多，导致飞行时间短，续航能力不足。

发明内容

本发明涉及一种多电池组无人机供电方法，用于解决现有技术中无人机耗电快、续航时间短的问题。

为了解决上述问题，本发明提供一种多电池组无人机供电方法，所述无人机包括机身，所述无人机供电系统包括电源模块和控制电源模块工作的主板控制模块，所述电源模块包括多个相互并联的电池组件，所述无人机机身侧面设有多个电池组件的安装位，所述电池组件呈长条形，并竖直设于安装位中，所述每个电池组件分别与主板控制模块电连接，所述方法包括以下步骤：

S1：多个电池组件按使用顺序进行编号，分别为第一电池组件，第二电池组件，直至最后一个电池组件为第n电池组件；

S2：所述主板控制模块按照编号顺序，启动第一电池组件；

S3：所述第一电池组件电量≤临界电量时，所述主板控制模块控制第一电池组件停止工作，同时启动第二电池组件；

S4：当所述第二电池组件电量≤临界电量时，按照步骤S3所述的方法进行电池切换，直至启动第n电池组件；

S5：当第n电池组件的剩余电量≤返航电量时，所述主板控制模块控制无人机自动返航。

所述机身呈近似正方体形状，包括四个侧面，其中前侧设有云台组件的安装位，所述云台组件设于安装位中，所述机身内部设有控制系统，以及电路元件，通过外接遥控器或移动端可连接控制系统，并实现对无人机的控制。

为了增加无人机的续航时间，本发明设置多组相互并联的电池组件，当一组电池组件的电量用完之后，另外一个电池继续为无人机续航，大大延长了无人机的飞行时间，增加了用户的体验。

所述主板控制模块设于机身内部，能够控制无人机中电器元件的开启和关闭以及使用。所述每个电池组件与主板控制模块联动，使得主板控制模块能够控制每一个电池组件的启动和关闭。

因此，多个电池组的设置，按照预定的顺序控制使用，能够延长飞行时间。

所述步骤S1中，多个电池组件按使用顺序进行编号，分别为第一电池组件，第二电池组件，直至最后一个电池组件为第n电池组件；所述电池组件的编号顺序可以预先设定，根据电池组件通过电连接主板控制模块，所述主板控制模块根据电池组件的安装位置进行内部编号，编号的目的是为了限定电池组件的使用顺序，实现电量的合理化使用。

所述步骤S2中，当启动电源开关后，所述主板控制模块会按照所述步骤S1中的编号顺序，首先启动第一电池组件，而其他的电池组件处于待机状态，使电池组件按照一定的顺序使用，保证无人机运行的同时，其他电池也处于待机状态，延长了无人机的续航时间。

为了保护电池，避免每次都将电量耗尽而损坏电池，影响电池的使用寿命，本发明设置了临界电量，通过在主板控制模块设置临界电量的值，当正在工作的电池组件的剩余电量≤临界电量时，所述主板控制模块控制所述电池组件停止工作。所述临界电量可以根据使用特点进行设置，更加具有针对性。所述主板控制模块控制所述电池组件停止工作的同时会启动下一个电池组件开始工作，实现两个电池组件之间的无缝对接，保证了无人机的正常飞行。

因此，当第一电池组件的电量使用至临界电量时，所述主板控制模块切换成使用第二电池组件为无人机提供电量，同样的，当第二电池组件的剩余电量达到临界电量时，所述主板控制模块又将电源切换成下一个电池组件，直至切换到最后一个电池组件。

为了保证无人机飞行出去后能够实现自动返航，本发明还设有返航电量，所述返航电量的设置是为了保证无人机在飞行后，能够有足够的电量实现自动返航。所述主板控制模块可以根据定位信息，计算返航的距离，从而判断需要返航的电量，再控制无人机实现自动返航。当最后一块电池组件，即第n电池组件的剩余电量≤返航电量时，所述主板控制模块控制无人机自动返航。

本发明所述的无人机供电方法能够很大程度上延长无人机的飞行时间，且设置了临界电量和返航电量，保证电池不收损坏的同时，还能保证无人机能安全返航，更加个性化且更加安全。

进一步的，所述临界电量为电池组件总电量的5％。

根据一般的使用需求，本发明选择设置临界电量为电池组件的剩余电量为充满时总电量的5％，既不会剩余过多电量导致电量浪费，也不会过少有损电池寿命。

进一步的，所述返航电量为电池组件总电量的30％。

为了防止无人机的自身判断出现失误，也可提前设置好返航电量，所述返航电量为最后一组电池组件的剩余电量为电池组件充满电时总电量的30％时，所述主板控制模块控制无人机自动返航。

进一步的，所述步骤S5中还包括电量分配步骤，在自动返航的过程中，电量优先分配给无人机的驱动电机。

由于自动返航过程可能会由于障碍物的出现导致无人机返航路线的延长，因此可能出现电量不够的问题，因此本发明还设有在无人机自动返航过程中，电量自动分配的过程，所述主板控制模块会控制无人机优先将电量分配给驱动电机，保证正常飞行，可在电量不足的情况下自动关闭摄像功能或者其他非必要的功能。

进一步的，所述步骤S1中，所述多个电池组件为三个电池组件，所述机身包括前侧，后侧，左侧和右侧，所述三个电池组件分别设于机身的左侧、右侧和后侧。

为了减小无人机的整体体积，本发明设置有四个旋翼，所述旋翼间隔设置，其中电池组件设置在两个旋翼组件之间，且由于电池组过多同样会增加无人机的耗电量，反而不利于长久续航，优选的，本发明设置3组电池，分别设置在机身的左侧、右侧和后侧，而所述机身左侧的前后两端各设有一组可折叠的旋翼组件，所述机身的右侧与左侧对称位置设有两组可折叠的旋翼组件，所述旋翼靠近机身一端为近端，另一端为远端，所述旋翼的远端设有可折叠支架，旋翼和支架同时展开时，所述无人机可平稳的放置地上，当需要收纳时，可将支架和旋翼都折叠，减小无人机的整体体积。

本发明设置的电池组竖直安装在机身的侧面，所述电池组件的长度小于机身的高度，所述电池组件的宽度小于相邻两旋翼组件近端的水平距离。使得机身的重心更加集中在中部，减小无人机体积的同时，使得飞行更加稳定。

进一步的，所述电池组件包括可拆卸的电池和设有电池接口的电池座，所述电池座固定在无人机机身的侧面，在步骤S1中，所述编号按照电池座的安装位置进行编号。

为了便于更换电池，本发明设置所述电池为可拆卸结构。所述电池座固定安装在无人机机身的侧面。

进一步的，所述步骤S5中还包括整合电池组件的步骤，当第n电池组件的电量不足以返航时，所述主板控制模块会控制启动电量为临界电量的电池组件。

本方法属于一种应急方案，当设置的返航电量不足以实现返航时，本发明还设置了整合电池组件的步骤，所述主板控制模块会将剩余电量为临界电量的电池组件重新启动，用于无人机的飞行，尽可能实现成功返航。

进一步的，所述电池座设有多组通风口，所述通风口包括设于侧面的多个进风口和设于顶端的多个出风口。

由于电池设于电池座中，在工作时会产生大量的热量，通过设置多个通风口，能够实现良好的散热，更好的优化了电池工作环境，提高使用寿命。

进一步的，所述电池接口设于电池座与机身固定侧的上端。

为了便于安装和后续的维修保养，本发明将电池接口设置在电池座与机身固定侧的上端，用户可直观的看到电池是否完全接好，也后续电池座出现问题，也方便从电池接口入手进行检修和保养。

进一步的，所述机身前侧设有红外感应装置，所述机身的后侧顶端设有可折叠天线，所述天线的折叠方向为向后折叠。

所述红外感应装置包括红外发射器和红外接收器，通过二者结合实现无人机的避障功能。所述天线设置在机身的后侧顶端，当需要使用时，将其转到竖直角度，当不需要使用时，将其向后转动收纳成初竖直向下的方向。

本发明的有益效果：

(1)为了增加无人机的续航时间，本发明设置多组相互并联的电池组件，当一组电池组件的电量用完之后，另外一个电池继续为无人机续航，大大延长了无人机的飞行时间，增加了用户的体验，所述的无人机供电方法能够很大程度上延长无人机的飞行时间，且设置了临界电量和返航电量，保证电池不收损坏的同时，还能保证无人机能安全返航，更加个性化且更加安全。

(2)所述临界电量可以根据使用特点进行设置，更加具有针对性。所述主板控制模块控制所述电池组件停止工作的同时会启动下一个电池组件开始工作，实现两个电池组件之间的无缝对接，保证了无人机的正常飞行。

(3)本发明还设有返航电量，所述返航电量的设置是为了保证无人机在飞行后，能够有足够的电量实现自动返航。

(4)本发明还设有在无人机自动返航过程中，电量自动分配的过程，所述主板控制模块会控制无人机优先将电量分配给驱动电机，保证正常飞行，可在电量不足的情况下自动关闭摄像功能或者其他非必要的功能。

(5)当设置的返航电量不足以实现返航时，本发明还设置了整合电池组件的步骤，所述主板控制模块会将剩余电量为临界电量的电池组件重新启动，用于无人机的飞行，尽可能实现成功返航。

附图说明

图1为本发明供电系统示意图。

图2为本发明无人机立体图。

图3为本发明供电方法示意图。

图4为本发明无人机又一立体图。

图5为本发明无人机取出电池俯视图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

一种多电池组无人机供电方法，所述无人机包括机身11，如图1～2所示，所述无人机供电系统包括电源模块和控制电源模块工作的主板控制模块，所述电源模块包括多个相互并联的电池组件2，所述无人机机身1侧面设有多个电池组件2的安装位，所述电池组件2呈长条形，并竖直设于安装位中，所述每个电池组件2分别与主板控制模块电连接，如图3所示，所述方法包括以下步骤：

S1：多个电池组件2按使用顺序进行编号，分别为第一电池组件2，第二电池组件2，直至最后一个电池组件2为第n电池组件2；

S2：所述主板控制模块按照编号顺序，启动第一电池组件2；

S3：所述第一电池组件2电量≤临界电量时，所述主板控制模块控制第一电池组件2停止工作，同时启动第二电池组件2；

S4：当所述第二电池组件2电量≤临界电量时，按照步骤S3所述的方法进行电池切换，直至启动第n电池组件2；

S5：当第n电池组件2的剩余电量≤返航电量时，所述主板控制模块控制无人机自动返航。

所述机身1呈近似正方体形状，包括四个侧面，其中前侧设有云台组件3的安装位，所述云台组件3设于安装位中，所述机身1内部设有控制系统，以及电路元件，通过外接遥控器或移动端可连接控制系统，并实现对无人机的控制。

为了增加无人机的续航时间，本发明设置多组相互并联的电池组件2，当一组电池组件2的电量用完之后，另外一个电池继续为无人机续航，大大延长了无人机的飞行时间，增加了用户的体验。

所述主板控制模块设于机身1内部，能够控制无人机中电器元件的开启和关闭以及使用。所述每个电池组件2与主板控制模块联动，使得主板控制模块能够控制每一个电池组件 2的启动和关闭。

因此，多个电池组的设置，按照预定的顺序控制使用，能够延长飞行时间。

如图3所示，所述步骤S1中，多个电池组件2按使用顺序进行编号，分别为第一电池组件2，第二电池组件2，直至最后一个电池组件2为第n电池组件2；所述电池组件2的编号顺序可以预先设定，根据电池组件2通过电连接主板控制模块，所述主板控制模块根据电池组件2的安装位置进行内部编号，编号的目的是为了限定电池组件2的使用顺序，实现电量的合理化使用。

所述步骤S2中，当启动电源开关后，所述主板控制模块会按照所述步骤S1中的编号顺序，首先启动第一电池组件2，而其他的电池组件2处于待机状态，使电池组件2按照一定的顺序使用，保证无人机运行的同时，其他电池也处于待机状态，延长了无人机的续航时间。

为了保护电池，避免每次都将电量耗尽而损坏电池，影响电池的使用寿命，本发明设置了临界电量，通过在主板控制模块设置临界电量的值，当正在工作的电池组件2的剩余电量≤临界电量时，所述主板控制模块控制所述电池组件2停止工作。所述临界电量可以根据使用特点进行设置，更加具有针对性。所述主板控制模块控制所述电池组件2停止工作的同时会启动下一个电池组件2开始工作，实现两个电池组件2之间的无缝对接，保证了无人机的正常飞行。

因此，当第一电池组件2的电量使用至临界电量时，所述主板控制模块切换成使用第二电池组件2为无人机提供电量，同样的，当第二电池组件2的剩余电量达到临界电量时，所述主板控制模块又将电源切换成下一个电池组件2，直至切换到最后一个电池组件2。

为了保证无人机飞行出去后能够实现自动返航，本发明还设有返航电量，所述返航电量的设置是为了保证无人机在飞行后，能够有足够的电量实现自动返航。所述主板控制模块可以根据定位信息，计算返航的距离，从而判断需要返航的电量，再控制无人机实现自动返航。当最后一块电池组件2，即第n电池组件2的剩余电量≤返航电量时，所述主板控制模块控制无人机自动返航。

本发明所述的无人机供电方法能够很大程度上延长无人机的飞行时间，且设置了临界电量和返航电量，保证电池不收损坏的同时，还能保证无人机能安全返航，更加个性化且更加安全。

进一步的，所述临界电量为电池组件2总电量的5％。

根据一般的使用需求，本发明选择设置临界电量为电池组件2的剩余电量为充满时总电量的5％，既不会剩余过多电量导致电量浪费，也不会过少有损电池寿命。

进一步的，所述返航电量为电池组件2总电量的30％。

为了防止无人机的自身判断出现失误，也可提前设置好返航电量，所述返航电量为最后一组电池组件2的剩余电量为电池组件2充满电时总电量的30％时，所述主板控制模块控制无人机自动返航。

进一步的，所述步骤S5中还包括电量分配步骤，在自动返航的过程中，电量优先分配给无人机的驱动电机。

由于自动返航过程可能会由于障碍物的出现导致无人机返航路线的延长，因此可能出现电量不够的问题，因此本发明还设有在无人机自动返航过程中，电量自动分配的过程，所述主板控制模块会控制无人机优先将电量分配给驱动电机，保证正常飞行，可在电量不足的情况下自动关闭摄像功能或者其他非必要的功能。

进一步的，如图2所示，所述步骤S1中，所述多个电池组件2为三个电池组件2，所述机身1包括前侧，后侧，左侧和右侧，所述三个电池组件2分别设于机身1的左侧、右侧和后侧。

为了减小无人机的整体体积，本发明设置有四个旋翼，所述旋翼间隔设置，其中电池组件2设置在两个旋翼组件4之间，且由于电池组过多同样会增加无人机的耗电量，反而不利于长久续航，优选的，本发明设置3组电池，分别设置在机身1的左侧、右侧和后侧，而所述机身1左侧的前后两端各设有一组可折叠的旋翼组件4，所述机身1的右侧与左侧对称位置设有两组可折叠的旋翼组件4，所述旋翼靠近机身1一端为近端，另一端为远端，如图4 所示，所述旋翼的远端设有可折叠支架41，旋翼和支架41同时展开时，所述无人机可平稳的放置地上，当需要收纳时，可将支架41和旋翼都折叠，减小无人机的整体体积。

本发明设置的电池组竖直安装在机身1的侧面，所述电池组件2的长度小于机身1的高度，所述电池组件2的宽度小于相邻两旋翼组件4近端的水平距离。使得机身1的重心更加集中在中部，减小无人机体积的同时，使得飞行更加稳定。

进一步的，如图4～5所示，所述电池组件2包括可拆卸的电池和设有电池接口22的电池座23，所述电池座23固定在无人机机身1的侧面，在步骤S1中，所述编号按照电池座 23的安装位置进行编号。

为了便于更换电池，本发明设置所述电池为可拆卸结构。所述电池座23固定安装在无人机机身1的侧面。

进一步的，如图2所示，所述步骤S5中还包括整合电池组件2的步骤，当第n电池组件2的电量不足以返航时，所述主板控制模块会控制启动电量为临界电量的电池组件2。

本方法属于一种应急方案，当设置的返航电量不足以实现返航时，本发明还设置了整合电池组件2的步骤，所述主板控制模块会将剩余电量为临界电量的电池组件2重新启动，用于无人机的飞行，尽可能实现成功返航。

进一步的，如图5所示，所述电池座23设有多组通风口100，所述通风口100包括设于侧面的多个进风口和设于顶端的多个出风口。

由于电池设于电池座23中，在工作时会产生大量的热量，通过设置多个通风口100，能够实现良好的散热，更好的优化了电池工作环境，提高使用寿命。

进一步的如图5所示，所述电池接口22设于电池座23与机身1固定侧的上端。

为了便于安装和后续的维修保养，本发明将电池接口22设置在电池座23与机身1固定侧的上端，用户可直观的看到电池是否完全接好，也后续电池座23出现问题，也方便从电池接口22入手进行检修和保养。

进一步的，如图2所示，所述机身1前侧设有红外感应装置5，所述机身1的后侧顶端设有可折叠天线6，所述天线6的折叠方向为向后折叠。

所述红外感应装置5包括红外发射器和红外接收器，通过二者结合实现无人机的避障功能。所述天线6设置在机身1的后侧顶端，当需要使用时，将其转到竖直角度，当不需要使用时，将其向后转动收纳成竖直向下的方向。

以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化等用在本发明的设计，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种多电池组无人机供电方法，所述无人机包括机身，所述无人机供电系统包括电源模块和控制电源模块工作的主板控制模块，所述电源模块包括多个相互并联的电池组件，所述无人机机身侧面设有多个电池组件的安装位，所述电池组件呈长条形，并竖直设于安装位中，所述每个电池组件分别与主板控制模块电连接，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1：多个电池组件按使用顺序进行编号，分别为第一电池组件，第二电池组件，直至最后一个电池组件为第n电池组件；

S2：所述主板控制模块按照编号顺序，启动第一电池组件；

S3：所述第一电池组件电量≤临界电量时，所述主板控制模块控制第一电池组件停止工作，同时启动第二电池组件；

S4：当所述第二电池组件电量≤临界电量时，按照步骤S3所述的方法进行电池切换，直至启动第n电池组件；

S5：当第n电池组件的剩余电量≤返航电量时，所述主板控制模块控制无人机自动返航。

2.根据权利要求1所述的供电方法，其特征在于，所述临界电量为电池组件总电量的5%。

3.根据权利要求1所述的无人机供电系统，其特征在于，所述返航电量为电池组件总电量的30%。

4.根据权利要求1所述的供电方法，其特征在于，所述步骤S5中还包括电量分配步骤，在自动返航的过程中，电量优先分配给无人机的驱动电机。

5.根据权利要求1所述的供电方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述多个电池组件为三个电池组件，所述机身包括前侧，后侧，左侧和右侧，所述三个电池组件分别设于机身的左侧、右侧和后侧。

6.根据权利要求1所述的供电方法，其特征在于，所述电池组件包括可拆卸的电池和设有电池接口的电池座，所述电池座固定在无人机机身的侧面，在步骤S1中，所述编号按照电池座的安装位置进行编号。

7.根据权利要求1所述的供电方法，其特征在于，所述步骤S5中还包括整合电池组件的步骤，当第n电池组件的电量不足以返航时，所述主板控制模块会控制启动电量为临界电量的电池组件。

8.根据权利要求1~7任一项所述的供电方法，其特征在于，所述电池座设有多组通风口，所述通风口包括设于侧面的多个进风口和设于顶端的多个出风口。

9.根据权利要求1~7任一项所述的供电方法，其特征在于，所述电池接口设于电池座与机身固定侧的上端。

10.根据权利要求1所述的无人机供电方法，其特征在于，所述机身前侧设有红外感应装置，所述机身的后侧顶端设有可折叠天线，所述天线的折叠方向为向后折叠。