CN109693525A - 一种模块化动力履带及分布式履带无人平台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种模块化动力履带，内置有一套独立行驶用模块化电气结构，所述模块化电气结构包括：动力源模块、多合一控制器、驱动电机、低压分线盒、制动电机、整车控制器；所述动力源模块连接多合一控制器，所述多合一控制器分别连接驱动电机及低压分线盒；所述低压分线盒分别连接制动电机及整车控制器；所述动力源模块、多合一控制器、制动电机均通讯连接所述整车控制器。本发明在模块化动力履带内内置有一套独立行驶用模块化电气结构，具有平台承载空间大、便于维修的优点；另外，其动力形式具有多样性，互换性高，可以快速拆换适应不同工况(如作战需求)，适于推广应用。

Description

一种模块化动力履带及分布式履带无人平台
技术领域
本发明涉及分布式履带无人平台技术领域，特别是涉及一种模块化动力履带及分布式履带无人平台。
背景技术
军用地面无人平台多采用混合动力或纯电动的动力形式，加分布式的驱动形式。采用混合动力或纯电动的动力形式的无人平台，具有结构布置灵活、静默行驶红外特征低、节能环保等优点；分布式驱动无人平台具有结构紧凑、传动效率高、容易实现动力学控制等优点。
但目前的分布式履带无人平台在电气方面，仍然有很多不足，例如：1、电气结构模块化程度低、不够紧凑，导致电气设备占用较大空间，从而限制了无人平台的承载空间；而针对无人平台这种小型化的产品而言，承载空间的大小对其影响较大；2、维修性差，常见的无人平台若出现某个关键部件损坏，整个平台都要停滞维修，导致利用率低；3、动力形式固定、适应性差，混合动力和纯电动的动力源具有各自的优缺点，而目前的无人平台动力源通常是固定。
由此可见，上述现有的分布式履带无人平台在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种平台承载空间大、便于维修且可适应不同工况(如作战)需求的分布式履带无人平台，成为当前业界急需改进的目标。
发明内容
本发明的目的是解决分布式履带无人平台承载空间小、维修不便且适应性差的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一方面，本发明提供一种模块化动力履带，内置有一套独立行驶用模块化电气结构，所述模块化电气结构包括：动力源模块、多合一控制器、驱动电机、低压分线盒、制动电机、整车控制器；所述动力源模块连接多合一控制器，所述多合一控制器分别连接驱动电机及低压分线盒；所述低压分线盒分别连接制动电机及整车控制器；所述动力源模块、多合一控制器、制动电机均通讯连接所述整车控制器。
作为本发明进一步地改进，所述模块化电气结构还包括低压蓄电池，所述多合一控制器连接低压蓄电池，所述低压蓄电池连接低压分线盒。
进一步地，所述模块化电气结构还包括与多合一控制器连接的散热电机。
进一步地，所述模块化电气结构还包括其他低压用电设备，其他低压用电设备与低压分线盒电连接，与整车控制器通讯连接。
进一步地，所述模块化电气结构还包括通信快换接头与高压快换接头，所述通信快换接头与整车控制器通讯连接，所述高压快换接头与多合一控制器连接；所述通信快换接头用于与配套的另一个模块化动力履带的通信快换接头通讯连接；所述高压快换接头用于与配套的另一个模块化动力履带的高压快换接头通过高压电缆连接，进行高压直流电的输入或输出。
进一步地，所述动力源模块为发动机-发电机组或锂电池组或燃料电池组。
另一方面，本发明提供一种分布式履带无人平台，包括承载平台及可拆卸安装在承载平台两侧的模块化动力履带，其特征在于，所述模块化动力履带采用上述的模块化动力履带。
作为本发明进一步地改进，所述模块化动力履带的模块化电气结构还包括通信快换接头与高压快换接头，所述通信快换接头与整车控制器通讯连接，所述高压快换接头与多合一控制器连接；所述通信快换接头与另一个模块化动力履带的通信快换接头通讯连接；所述高压快换接头与另一个模块化动力履带的高压快换接头通过高压电缆连接，进行高压直流电的输入或输出。
进一步地，所述动力源模块的动力形式有发动机-发电机组、锂电池组及燃料电池组；所述两个动力源模块的动力形式相同或不同。
进一步地，所述模块化动力履带可根据不同需求进行动力形式的选择更换。
通过采用上述技术方案，本发明至少具有以下优点：
本发明在模块化动力履带内内置有一套独立行驶用模块化电气结构，具有平台承载空间大、便于维修的优点；另外，其动力形式具有多样性，互换性高，可以快速拆换适应不同工况(如作战需求)，适于推广应用。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明实施方式中模块化动力履带的电气结构图；
图2是两个模块化动力履带组成的纯电动动力平台；
图3是两个模块化动力履带组成的锂电池-锂电池混合动力平台；
图4是两个模块化动力履带组成的发动机-锂电池混合动力平台；
图5是两个模块化动力履带组成的燃料电池-锂电池混合动力平台。
具体实施方式
现有的分布式履带无人平台在电气方面，电气结构模块化程度低、不够紧凑，履带的行走控制相关电气结构分布零散，有的分布在承载平台上，有的分布在履带内，导致这种小型化的无人平台承载空间严重受限，另外，电气结构出现故障均需整个无人平台都要停滞维修，导致利用率低；同时，由于无人平台动力源固定，无法满足多种作战需求。针对分布式履带无人平台的上述问题，本发明采用了内置有一套独立行驶用模块化电气结构的模块化动力履带；该动力履带完全可以独立行使，与外界可完全独立分割，模块化程度高。
下面通过具体实施方式进行详细阐述。
如图1所示，本实施例提供了一种模块化动力履带，内置有一套独立行驶用模块化电气结构，模块化电气结构包括：动力源模块8、多合一控制器7、驱动电机10、低压分线盒4、制动电机1、整车控制器3。
从连接关系上，动力源模块8连接多合一控制器7，多合一控制器7分别连接驱动电机10及低压分线盒4；低压分线盒4分别连接制动电机1及整车控制器3；动力源模块8、多合一控制器7、制动电机1均通讯连接所述整车控制器3。
动力源模块8主要有三种形式：发动机-发电机组、锂电池组、燃料电池组；可以将储存的电能或化学能转变为电能，向外输出高压直流电。
多合一控制器7，接收到动力源模块8输出的高压直流电后，具有多种功能：1、DC-DC，将动力源模块8输出的高压直流电转变为低压直流电；2、驱动电机控制器，将动力源模块8输出的高压直流电转变为三相交流电，并根据平台工况需要，控制驱动电机10输出功率。
整车控制器3在接收到控制指令后，通过相应的运算，将控制指令下发给动力源模块8、多合一控制器7、制动电机11等其他通信设备，起到相应的控制功能。
当然，为了满足履带的散热功能，上述模块化电气结构还可包括与多合一控制器7连接的散热电机9；对应地，多合一控制器7还具有散热电机控制器的功能：其将动力源模块8输出的高压直流电转变为三相交流电，并根据平台散热需求，控制散热电机9输出功率。
另外，为了满足无人平台的动力灵活互补性，上述模块化电气结构还可包括与多合一控制器7连接的高压快换接头6；对应地，多合一控制器7还具有输出/输入高压直流电的功能，可以通过高压快换接头6与配套的另一个模块化动力履带的高压快换接头6通过高压电缆连接，向外输出或向内输入高压直流电。
在上述模块化电气结构中，如图1所示，优选还设置有低压蓄电池5，多合一控制器7连接低压蓄电池5，低压蓄电池5连接低压分线盒4。低压蓄电池5具有储电功能，将多合一控制器7输出的低压直流电储存在其中。低压蓄电池5也可以对外输电能，输出的低压直流电经低压分线盒4给制动电机1、整车控制器3等低压用电器供电。
为了实现整个平台的灵活控制，两个模块化动力履带应相互通讯，优选在模块化动力履带内的模块化电气结构中设置通信快换接头12，通信快换接头12与整车控制器3通讯连接，两个模块化动力履带通过通过通信快换接头12和通信电缆进行连接，实现通信网络互联。
另外，上述模块化电气结构还可根据需求包括其他低压用电设备2，其他低压用电设备2与低压分线盒电4连接，与整车控制器3通讯连接。
上述模块化动力履带既可以一个模块单独行驶，也可以通过两个模块连接组合形成分布式履带无人平台的动力平台，从而可以实现更复杂的动力学。
如图2所示，两个模块化动力履带，通过通信快换接头12和通信电缆进行连接，实现通信网络互联；通过高压快换接头6和高压电缆进行连接，实现能量流互通。
不同的动力源组合可以形成不同的动力源平台。
如图3所示，两个动力源模块均采用锂电池组，两个锂电池组并联对外输出电能，从而可以形成纯电动动力平台。
如图4所示，一个动力源模块采用锂电池组，另一个动力源模块采用发动机-发电机组，可以形成发动机-锂电池混合动力平台。
如图5所示，一个动力源模块采用锂电池组，另一个动力源模块采用燃料电池组，可以形成燃料电池-锂电池混合动力平台。
当然，在实际作战中，为了满足作战需求，可根据需求对模块化动力履带进行更换，如原来的动力源组合为两个锂电池组形成的纯电动动力平台，使用过程中，也可以根据作战需求，将其中的一个含有锂电池组的模块化动力履带更换为含有发动机-发电机组的模块化动力履带，形成混合动力平台。
本发明的一个模块化动力履带包含了一个完整行驶单元所需要的模块化电气结构，即可以单独行驶。出现问题，维修方便，且由于不占用承载平台空间，平台承载空间大。另外，也可以通过两个模块连接组合形成分布式动力平台，从而可以实现更复杂的动力学，以适应不同的需求。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种模块化动力履带，其特征在于，内置有一套独立行驶用模块化电气结构，所述模块化电气结构包括：动力源模块、多合一控制器、驱动电机、低压分线盒、制动电机、整车控制器；
所述动力源模块连接多合一控制器，所述多合一控制器分别连接驱动电机及低压分线盒；所述低压分线盒分别连接制动电机及整车控制器；
所述动力源模块、多合一控制器、制动电机均通讯连接所述整车控制器。
2.根据权利要求1所述的模块化动力履带，其特征在于，所述模块化电气结构还包括低压蓄电池，所述多合一控制器连接低压蓄电池，所述低压蓄电池连接低压分线盒。
3.根据权利要求1所述的模块化动力履带，其特征在于，所述模块化电气结构还包括与多合一控制器连接的散热电机。
4.根据权利要求1所述的模块化动力履带，其特征在于，所述模块化电气结构还包括其他低压用电设备，其他低压用电设备与低压分线盒电连接，与整车控制器通讯连接。
5.根据权利要求1所述的模块化动力履带，其特征在于，所述模块化电气结构还包括通信快换接头与高压快换接头，所述通信快换接头与整车控制器通讯连接，所述高压快换接头与多合一控制器连接；
所述通信快换接头用于与配套的另一个模块化动力履带的通信快换接头通讯连接；
所述高压快换接头用于与配套的另一个模块化动力履带的高压快换接头通过高压电缆连接，进行高压直流电的输入或输出。
6.根据权利要求1-5任一项所述的模块化动力履带，其特征在于，所述动力源模块为发动机-发电机组或锂电池组或燃料电池组。
7.一种分布式履带无人平台，包括承载平台及可拆卸安装在承载平台两侧的模块化动力履带，其特征在于，所述模块化动力履带采用权利要求1-4任一项所述的模块化动力履带。
8.根据权利要求7所述的分布式履带无人平台，其特征在于，所述模块化动力履带的模块化电气结构还包括通信快换接头与高压快换接头，所述通信快换接头与整车控制器通讯连接，所述高压快换接头与多合一控制器连接；
所述通信快换接头与另一个模块化动力履带的通信快换接头通讯连接；
所述高压快换接头与另一个模块化动力履带的高压快换接头通过高压电缆连接，进行高压直流电的输入或输出。
9.根据权利要求7或8所述的分布式履带无人平台，其特征在于，所述动力源模块的动力形式有发动机-发电机组、锂电池组及燃料电池组；所述两个动力源模块的动力形式相同或不同。
10.根据权利要求9所述的分布式履带无人平台，其特征在于，所述模块化动力履带可根据不同需求进行动力形式的选择更换。
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