CN117781390B - 无人机机库、机库温控系统及机库温控方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无人机机库、机库温控系统及机库温控方法，涉及机库技术领域，本发明提供的无人机机库包括：机库腔壳、风道腔件、送风风扇和换热器；风道腔件安装于机库腔壳内，且风道腔件与机库腔壳的无人机停放区流体连通；送风风扇和换热器分别安装于风道腔件，换热器位于送风风扇与无人机停放区之间，腔盖盖合于底壳的顶部，且腔盖向下凹陷形成无人机停放区，风道腔件与无人机停放区接触换热或流体连通。本发明提供的无人机机库、机库温控系统及机库温控方法，可以实现冷风传输和循环，提高了散热能量利用率，并且能够确保电池在预设温度范围内进行充电，提高了安全性。

Description

无人机机库、机库温控系统及机库温控方法

技术领域

本发明涉及机库技术领域，尤其是涉及一种无人机机库、机库温控系统及机库温控方法。

背景技术

无人机在机库内充电时通常会产生高温，故而需要对无人机电池进行散热。但是，由于无人机机身和电池外壳等器件的遮挡，使得无人机降落至机库后散热能量利用率降低，而且，刚刚降落的无人机机身及电池温度较高，若直接充电会进一步加剧电池升温，进而存在较大安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无人机机库、机库温控系统及机库温控方法，以提高无人机机库的散热能量利用率。

第一方面，本发明提供的无人机机库，包括：机库腔壳、风道腔件、送风风扇和换热器；

所述风道腔件安装于所述机库腔壳内，且所述风道腔件与所述机库腔壳的无人机停放区流体连通；

所述送风风扇和所述换热器分别安装于所述风道腔件，所述换热器位于所述送风风扇与所述无人机停放区之间；

所述机库腔壳包括：底壳和腔盖；

所述腔盖盖合于所述底壳的顶部，且所述腔盖向下凹陷形成所述无人机停放区；

所述风道腔件安装于所述底壳的内部，且所述风道腔件与所述无人机停放区接触换热或流体连通。

结合第一方面，本发明提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述风道腔件设有换热通道和环形腔道；

所述送风风扇安装于所述换热通道背离所述环形腔道的一端，所述换热器安装于所述换热通道的外侧，且所述换热器与所述换热通道热交换；

所述换热通道背离所述送风风扇的一端与所述无人机停放区流体连通，所述环形腔道围绕所述无人机停放区，所述环形腔道远离所述换热通道的一端设有与所述无人机停放区流体连通的第一回流口，所述环形腔道接近所述换热通道的一端设有与所述换热通道连通的第二回流口。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述机库腔壳背离所述风道腔件的一侧设有排风口，所述排风口与所述无人机停放区流体连通。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述换热通道内设有多片第一换热翅片，多片所述第一换热翅片间隔设置，任意相邻的两片所述第一换热翅片之间具有导风通道。

结合第一方面，本发明提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述换热器包括：半导体制冷片、液冷板和液泵；

所述半导体制冷片的一侧贴合于所述风道腔件，所述半导体制冷片的另一侧贴合于所述液冷板，所述液冷板与所述液泵流体连通。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述换热器还包括：第二换热翅片和换热风扇；

所述第二换热翅片与连通所述液冷板的冷却液管路连接，所述换热风扇朝向所述第二换热翅片。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述液冷板与所述风道腔件之间安装有隔热棉，所述隔热棉围设在所述半导体制冷片的外侧。

第二方面，本发明提供的机库温控系统，包括：充电触点识别器件、温度检测器件、控制器和第一方面记载的无人机机库；

所述充电触点识别器件和所述温度检测器件分别安装于所述机库腔壳内，所述充电触点识别器件用于检测无人机是否对接充电触点，所述充电触点识别器件、所述温度检测器件、所述送风风扇和所述换热器分别与所述控制器连接。

第三方面，本发明提供的机库温控方法应用于第二方面记载的机库温控系统，且包括以下步骤：

在无人机对接充电触点的条件下，检测机库腔壳内部温度；

若所述机库腔壳内部温度高于预设温度上限值，则启动送风风扇和换热器；

若所述机库腔壳内部温度介于预设温度范围内，则对无人机充电直至充电完成。

结合第三方面，机库温控方法还包括：若所述机库腔壳内部温度低于预设温度下限值，则对调所述换热器内半导体制冷片的电源正、负极，直至所述机库腔壳内部温度升至预设温度范围内。

本发明实施例带来了以下有益效果：采用风道腔件安装于机库腔壳内，且风道腔件与机库腔壳的无人机停放区流体连通，送风风扇和换热器分别安装于风道腔件，换热器位于送风风扇与无人机停放区之间，腔盖盖合于底壳的顶部，且腔盖向下凹陷形成无人机停放区，风道腔件与无人机停放区接触换热或流体连通，换热器可吸收流经风道腔件空气的热量，并通过送风风扇驱使低温气体沿风道腔件对无人机停放区内的无人机机壳和电池进行散热降温，散热降温的能量利用率更高。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或相关技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的无人机机库的剖视图；

图2为本发明实施例提供的无人机机库和无人机的横截面示意图；

图3为本发明实施例提供的无人机机库的机库腔壳和风道腔件的剖视图；

图4为本发明实施例提供的无人机机库的换热器的示意图；

图5为本发明实施例提供的无人机机库和无人机的示意图；

图6为本发明实施例提供的机库温控方法的流程图。

图标：001-机库腔壳；101-无人机停放区；010-底壳；011-腔盖；012-轮件；002-风道腔件；201-换热通道；202-环形腔道；203-第一回流口；204-第二回流口；205-第一换热翅片；003-送风风扇；004-换热器；401-半导体制冷片；402-液冷板；403-液泵；404-第二换热翅片；405-换热风扇；406-隔热棉。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述名称差异，而不能理解为指示或暗示相对重要性。公式中的物理量，如无单独标注，应理解为国际单位制基本单位的基本量，或者，由基本量通过乘、除、微分或积分等数学运算导出的导出量。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1和图2所示，本发明实施例提供的无人机机库，包括：机库腔壳001、风道腔件002、送风风扇003和换热器004；风道腔件002安装于机库腔壳001内，且风道腔件002与机库腔壳001的无人机停放区101流体连通；送风风扇003和换热器004分别安装于风道腔件002，换热器004位于送风风扇003与无人机停放区101之间。

送风风扇003可驱使气流经风道腔件002吹送至无人机，并且可对应风道腔件002在无人机的机壳和电池外壳上开设空洞，以便被换热器004降温后的冷风能够充分作用于无人机机壳和电池，提高了散热降温的能量利用率。

如图1、图2和图3所示，在本发明实施例中，风道腔件002设有换热通道201和环形腔道202；送风风扇003安装于换热通道201背离环形腔道202的一端，换热器004安装于换热通道201的外侧，且换热器004与换热通道201热交换；换热通道201背离送风风扇003的一端与无人机停放区101流体连通，环形腔道202围绕无人机停放区101，环形腔道202远离换热通道201的一端设有与无人机停放区101流体连通的第一回流口203，环形腔道202接近换热通道201的一端设有与换热通道201连通的第二回流口204。

在可选的实施方式中，机库腔壳001背离风道腔件002的一侧设有排风口，排风口与无人机停放区101流体连通。风道腔件002中的气体通入无人机停放区101，在与无人机及电池换热后经排风口排出。

送风风扇003驱使气流进入换热通道201，换热器004作用于换热通道201内的气体，低温气体经换热通道201流入无人机停放区101，从而对无人机停放区101内的无人机机壳和电池进行散热。吸收无人机热量的气体经第一回流口203、环形腔道202和第二回流口204回流实现高效对流换热。

进一步的，换热通道201内设有多片第一换热翅片205，多片第一换热翅片205间隔设置，任意相邻的两片第一换热翅片205之间具有导风通道，通过多片第一换热翅片205传热至换热器004，从而提高流经导风通道的气体与换热器004的换热效率。

如图1、图3和图5所示，机库腔壳001包括：底壳010和腔盖011；腔盖011盖合于底壳010的顶部，且腔盖011向下凹陷形成无人机停放区101；风道腔件002安装于底壳010的内部，且风道腔件002与无人机停放区101接触换热或流体连通，流经风道腔件002的气流可以经风道腔件002的侧壁实现与无人机停放区101的换热，还可以使流经风道腔件002的气流通入无人机停放区101，从而实现对无人机停放区101内无人机的直接换热。

其中，腔盖011设有对应换热通道201和第一回流口203的通气口，以便气流能够顺畅流经无人机停放区101实现对无人机的散热。此外，环形腔道202的外壁覆盖有保温隔热层，从而充分利用环形腔道202内气流实现对无人机停放区101内无人机的换热，提高了换热能量的利用率。

此外，在底壳010的底部可开设出风口，吸热所产生的热风可经出风口吹出，避免热风被吸入换热器004。在底壳010的底部还可安装多个轮件012，多个轮件012间隔设置，通过多个轮件012支撑于地面并滚动，以便单人操作机库移动。

进一步的，在机库腔壳001的底部设有排水孔，采用排水管的一端连通无人机停放区101和风道腔件002的底部，并使排水管的另一端连通排水孔，无人机停放区101和风道腔件002内的冷凝水可经排水孔排出机库。

如图1、图2和图4所示，换热器004包括：半导体制冷片401、液冷板402和液泵403；半导体制冷片401的一侧贴合于风道腔件002，半导体制冷片401的另一侧贴合于液冷板402，液冷板402与液泵403流体连通。

通过半导体制冷片401可对流经换热通道201内的气体进行降温，通过液冷板402对半导体制冷片401的热端进行散热降温，并由液泵403输送制冷剂在液冷板402和冷却液管路之间循环流动。

进一步的，换热器004还包括：第二换热翅片404和换热风扇405；第二换热翅片404与连通液冷板402的冷却液管路连接，换热风扇405朝向第二换热翅片404。其中，液冷板402所吸收的热量经冷却液管路内的制冷剂传递至第二换热翅片404，通过换热风扇405加速气体流经第二换热翅片404，从而提高制冷剂的散热效率。

进一步的，液冷板402与风道腔件002之间安装有隔热棉406，隔热棉406围设在半导体制冷片401的外侧，从而避免半导体制冷片401的温度变化向外传递，提高换热能量的利用率。

本发明实施例提供的机库温控系统，包括：充电触点识别器件、温度检测器件、控制器和上述实施方式记载的无人机机库；充电触点识别器件和温度检测器件分别安装于机库腔壳001内，充电触点识别器件用于检测无人机是否对接充电触点，充电触点识别器件、温度检测器件、送风风扇003和换热器004分别与控制器连接。

具体的，温度检测器件可设置多个，多个温度检测器件分布在机库腔壳001的内部和外部，控制器根据多个温度检测器件的温度信号调控送风风扇003和换热器004，并以脉宽调制方式控制半导体制冷片401的功率和送风风扇003的转速，从而实现无人机机库温度实时、高效调控。

如图1、图4和图6所示，本发明实施例提供的机库温控方法应用于上述实施方式记载的机库温控系统，且包括以下步骤：

在无人机对接充电触点的条件下，检测机库腔壳001内部温度；

若机库腔壳001内部温度高于预设温度上限值，则启动送风风扇003和换热器004；

若机库腔壳001内部温度介于预设温度范围内，则对无人机充电直至充电完成。

在充电过程中，通过送风风扇003和换热器004不断对机库腔壳001内的无人机机壳和电池进行散热降温，并且，仅在检测确认无人机处于预设温度范围内时才会开始充电，从而避免无人机在降落初期存在高温、并由充电引起加剧升温而产生安全隐患。

进一步的，机库温控方法还包括：若机库腔壳001内部温度低于预设温度下限值，此时机库内部温度过低，可采用电路转换、机械或手动切换的方式对调半导体制冷片401的电源正、负极，半导体制冷片401对风道腔件002内的气体加热，通过送风风扇003将加热后的空气吹送至无人机停放区101内，直至机库腔壳001内部温度升至预设温度范围内，从而可以在低温环境下将无人机电池加热至最佳工况温度，以此保证电池性能。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种无人机机库，其特征在于，包括：机库腔壳（001）、风道腔件（002）、送风风扇（003）和换热器（004）；

所述风道腔件（002）安装于所述机库腔壳（001）内，且所述风道腔件（002）与所述机库腔壳（001）的无人机停放区（101）流体连通；

所述送风风扇（003）和所述换热器（004）分别安装于所述风道腔件（002），所述换热器（004）位于所述送风风扇（003）与所述无人机停放区（101）之间；

所述机库腔壳（001）包括：底壳（010）和腔盖（011）；

所述腔盖（011）盖合于所述底壳（010）的顶部，且所述腔盖（011）向下凹陷形成所述无人机停放区（101）；

所述风道腔件（002）安装于所述底壳（010）的内部，且所述风道腔件（002）与所述无人机停放区（101）接触换热或流体连通；

所述风道腔件（002）设有换热通道（201）和环形腔道（202）；所述送风风扇（003）安装于所述换热通道（201）背离所述环形腔道（202）的一端，所述换热器（004）安装于所述换热通道（201）的外侧，且所述换热器（004）与所述换热通道（201）热交换；所述换热通道（201）背离所述送风风扇（003）的一端与所述无人机停放区（101）流体连通，所述环形腔道（202）围绕所述无人机停放区（101），所述环形腔道（202）远离所述换热通道（201）的一端设有与所述无人机停放区（101）流体连通的第一回流口（203），所述环形腔道（202）接近所述换热通道（201）的一端设有与所述换热通道（201）连通的第二回流口（204）。

2.根据权利要求1所述的无人机机库，其特征在于，所述机库腔壳（001）背离所述风道腔件（002）的一侧设有排风口，所述排风口与所述无人机停放区（101）流体连通。

3.根据权利要求1所述的无人机机库，其特征在于，所述换热通道（201）内设有多片第一换热翅片（205），多片所述第一换热翅片（205）间隔设置，任意相邻的两片所述第一换热翅片（205）之间具有导风通道。

4.根据权利要求1所述的无人机机库，其特征在于，所述换热器（004）包括：半导体制冷片（401）、液冷板（402）和液泵（403）；

所述半导体制冷片（401）的一侧贴合于所述风道腔件（002），所述半导体制冷片（401）的另一侧贴合于所述液冷板（402），所述液冷板（402）与所述液泵（403）流体连通。

5.根据权利要求4所述的无人机机库，其特征在于，所述换热器（004）还包括：第二换热翅片（404）和换热风扇（405）；

所述第二换热翅片（404）与连通所述液冷板（402）的冷却液管路连接，所述换热风扇（405）朝向所述第二换热翅片（404）。

6.根据权利要求4所述的无人机机库，其特征在于，所述液冷板（402）与所述风道腔件（002）之间安装有隔热棉（406），所述隔热棉（406）围设在所述半导体制冷片（401）的外侧。

7.一种机库温控系统，其特征在于，包括：充电触点识别器件、温度检测器件、控制器和权利要求1-6任一项所述的无人机机库；

所述充电触点识别器件和所述温度检测器件分别安装于所述机库腔壳（001）内，所述充电触点识别器件用于检测无人机是否对接充电触点，所述充电触点识别器件、所述温度检测器件、所述送风风扇（003）和所述换热器（004）分别与所述控制器连接。

8.一种机库温控方法，其特征在于，所述机库温控方法应用于权利要求7所述的机库温控系统，且包括以下步骤：

在无人机对接充电触点的条件下，检测机库腔壳（001）内部温度；

若所述机库腔壳（001）内部温度高于预设温度上限值，则启动送风风扇（003）和换热器（004）；

若所述机库腔壳（001）内部温度介于预设温度范围内，则对无人机充电直至充电完成。

9.根据权利要求8所述的机库温控方法，其特征在于，还包括：

若所述机库腔壳（001）内部温度低于预设温度下限值，则对调所述换热器（004）内半导体制冷片（401）的电源正、负极，直至所述机库腔壳（001）内部温度升至预设温度范围内。