CN206782090U - 一种可在严寒天气下飞行的无人机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种可在严寒天气下飞行的无人机，通过在电池盒体敷设电加热层，并通过微控制器控制电加热层的通断电，可以使盒体内部的温度保持在设定的温度范围内，电池在寒冷温度下可以正常供电，解决了无人机在寒冷条件下的飞行时间与安全问题；通过在盒体的内壁设置保温层，有利于将加热层的温度更高效地存储在盒体内给电池保温；电加热层通过采用导线给石墨烯薄膜加热，由于石墨烯具有非常优良的导电性能，能够在通电情况下迅速发热，将电池盒体内的温度升高；且石墨烯薄膜加热是通过太阳能电池板产生的电能，没有利用无人机自身的锂电池，所以也不会影响无人机锂电池自身的续航。

Description

一种可在严寒天气下飞行的无人机
技术领域
本实用新型属于无人机技术领域，具体涉及一种可在严寒天气下飞行的无人机。
背景技术
无人机,其通常也称之为无驾驶飞行器或是遥控引导的交通工具,不论是未来,或是在不同的商业以及民间的使用上正在市场上大行其道。其应用范围覆盖热影像或是摄影影像、包裹运送、农耕、农作物调查、电影拍摄之航空特技飞行、搜救任务、建筑工业、电缆线检查、水库、管线、野生动物计数、投递医疗设备到远方或是其它无法到达的地区、由动物保护团体所实施之非法盗猎行为之决定、牲畜监控、野火空照、管线安全、家庭安全、道路巡逻、反侵权行为、搜救行为、投放救生设备给多个游泳者、损坏评估、透过云层、雨、雾、以及白天或是黑夜状况的天气影像实时调查等诸多领域。
由于无人机的工作环境较为复杂，有时需要在温度较低甚至极寒的条件下进行飞行作业，无人机的电池会由于温度原因发生电能下降等问题。与此同时，残余电能与温度之间有很大的关系，温度过低的情况下残余电能消耗地非常快，电能消耗的快慢直接影响无人机在寒冷环境下的飞行安全与时间，因此需要保证无人机电池的温度恒定，保证无人机电能的正常供应，以确保无人机在寒冷条件下的飞行时间与安全。
实用新型内容
为了解决现有技术中存在的无人机电池在温度较低甚至极寒的条件下耗电量非常快，影响飞行的安全与时间的问题，本实用新型提供了一种可在严寒天气下飞行的无人机。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
一种可在严寒天气下飞行的无人机，包括机身、与机身连接的机臂、机臂末端固定的旋翼和机身下部固定的起落架，所述机身上部固定有电池盒，所述电池盒包括盒体、锂电池和蓄电池；所述盒体为方形，由上壳体和下壳体组成，所述上壳体和下壳体的内壁设置有保温层，所述上壳体的保温层上固定有电加热层，所述保温层由保温材料构成，所述电加热层由第一绝缘层、石墨烯薄膜层和第二绝缘层构成；
进一步地，所述电池盒上壳体的外表面敷设有太阳能薄膜，所述太阳能薄膜将太阳能转换为电能存储在蓄电池中；所述锂电池和蓄电池固定在所述下壳体上；
所述下壳体的保温层上还固定有温度传感器、微控制器和控制开关，所述温度传感器和控制开关均与微控制器连接，并由蓄电池提供电源，所述温度传感器用于检测盒体内的温度，所述控制开关与石墨烯薄膜层通过导线连接，用于控制石墨烯薄膜层的通断电；所述微控制器用于在盒体温度超过其设置温度范围时，控制所述控制开关的开启与关闭。
进一步地，所述电加热层与保温层之间，以及保温层和盒体之间通过粘结剂粘结固定。
进一步地，所述下壳体上固定有用于固定锂电池的固定装置，所述固定装置包括4个固定单元，所述固定单元内设有紧固螺栓结构，所述固定单元可沿水平方向以及竖直方向自由移动。
进一步地，所述保温层为二氧化硅气凝胶保温材料，比表面积为600㎡/g，导热系数0.013-0.016W/(m·K)。
进一步地，所述保温层的厚度为2-6mm。
进一步地，所述盒体的材质为PTFE、PP耐腐蚀的塑料。
本实用新型的有益效果：
1.通过在盒体敷设电加热层，并通过微控制器控制电加热层的通断电，可以使盒体内部的温度保持在设定的温度范围内，电池在寒冷温度下可以正常供电，解决了无人机在寒冷条件下的飞行时间与安全问题；
2.通过在盒体的内壁设置保温层，有利于将加热层的温度更高效地存储在盒体内给电池保温；
3.电加热层通过采用导线给石墨烯薄膜加热，由于石墨烯具有非常优良的导电性能，能够在通电情况下迅速发热，将电池盒体内的温度升高；且石墨烯薄膜加热是通过太阳能电池板产生的电能，没有利用无人机自身的锂电池，所以也不会影响无人机锂电池自身的续航；
4.在下壳体上设置的固定锂电池的固定装置，防止锂电池在无人机飞行过程中的松动。
以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。
附图说明
图1是本实用新型无人机的结构示意图；
图2是本实用新型无人机的电池盒结构示意图；
图3是本实用新型无人机的电池盒电加热层的结构示意图；
图中：1、机身；2、机臂；3、旋翼；4、电池盒；5、锂电池；6、蓄电池；7、上壳体；8、下壳体；9、保温层；10、电加热层；101、第一绝缘层；102、石墨烯薄膜层；103、第二绝缘层；12、温度传感器；13、微控制器；14、控制开关；15、固定装置。
具体实施方式
为进一步阐述本实用新型达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本实用新型的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。
实施例1：
如图1所示的可在严寒天气下飞行的无人机，包括机身1、与机身1连接的机臂2、机臂2末端固定的旋翼3和机身下部固定的起落架，机身上部固定有电池盒4，电池盒4包括盒体、锂电池5和蓄电池6；盒体为方形，由上壳体7和下壳体8组成，上壳体7和下壳体8的内壁设置有保温层9，上壳体7的保温层9上固定有电加热层10，保温层9由保温材料构成，电加热层10由第一绝缘层101、石墨烯薄膜层102和第二绝缘层103构成。通过在盒体敷设电加热层，并通过微控制器控制电加热层的通断电，可以使盒体内部的温度保持在设定的温度范围内，电池在寒冷温度下可以正常供电，解决了无人机在寒冷条件下的飞行时间与安全问题。
电池盒上壳体的外表面敷设有太阳能薄膜11，锂电池5和蓄电池6固定在下壳体上。太阳能薄膜11将太阳能转换为电能存储在蓄电6池中。电加热层通过采用导线给石墨烯薄膜加热，由于石墨烯具有非常优良的导电性能，能够在通电情况下迅速发热，将电池盒体内的温度升高。
下壳体8的保温层9上还固定有温度传感器12、微控制器13和控制开关14，温度传感器12和控制开关14均与微控制器13连接，温度传感器12、微控制器13和控制开关14连接蓄电池6，并由蓄电池6提供电源，温度传感器12用于检测盒体内的温度，控制开关14与石墨烯薄膜层102通过导线连接，用于控制石墨烯薄膜层102的通断电；微控制器13用于在盒体温度超过其设置温度范围时，控制控制开关14的开启与关闭。石墨烯薄膜加热是通过太阳能电池板产生的电能，没有利用无人机自身的锂电池，所以也不会影响无人机锂电池自身的续航。
电加热层10与保温层9之间，以及保温层9和盒体之间通过粘结剂粘结固定，以保证电池盒壳体与电加热层10及保温层9之间的牢固。
实施例2：
在实施例1的基础上，本实施例的无人机下壳体上固定有用于固定锂电池的固定装置15，固定装置15包括4个固定单元，固定单元内设有紧固螺栓结构，固定单元可沿水平方向以及竖直方向自由移动。在实际固定过程中，具体的位置根据所述无人机电池的型号大小而定。当固定单元的位置定位好之后，旋紧紧固螺栓结构，避免所述无人机电池滑动；当需要更换不同型号的无人机电池时，此时旋松所述紧固螺栓结构，固定单元根据无人机电池的实际大小调整相对卡和固定的位置，随后在旋紧所述紧固螺栓结构进行固定。
保温层为二氧化硅气凝胶保温材料，比表面积为600㎡/g，导热系数0.013-0.016W/(m·K)。保温层的厚度为2-6mm。二氧化硅气凝胶具有很高的比表面积和极低的导热系数，是一种安全、节能、环保的超级绝热材料；且二氧化硅气凝胶的密度仅为空气的2.75倍，被认为是最轻的固体材料，因此，采用二氧化硅气凝胶作为无人机的保温材料，既具有很好的保温隔热效果，又不会增加无人机自身的重量。
考虑到无人机飞行过程中经常会受到空气中二氧化碳、二氧化硫和水蒸气形成的酸性环境的影响，将电池盒体的材质采用PTFE、PP等耐腐蚀的塑料，以防止电池受到腐蚀。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种可在严寒天气下飞行的无人机，包括机身、与机身连接的机臂、机臂末端固定的旋翼，以及机身下部固定的起落架，其特征在于：所述机身上部固定有电池盒，所述电池盒包括盒体、锂电池和蓄电池；所述盒体为方形，由上壳体和下壳体组成，所述上壳体和下壳体的内壁设置有保温层，所述上壳体的保温层上固定有电加热层，所述保温层由保温材料构成，所述电加热层由第一绝缘层、石墨烯薄膜层和第二绝缘层构成；
所述电池盒上壳体的外表面敷设有太阳能薄膜，所述太阳能薄膜将太阳能转换为电能存储在蓄电池中；所述锂电池和蓄电池固定在所述下壳体上；
所述下壳体的保温层上还固定有温度传感器、微控制器和控制开关，所述温度传感器和控制开关均与微控制器连接，并由蓄电池提供电源，所述温度传感器用于检测盒体内的温度，所述控制开关与石墨烯薄膜层通过导线连接，用于控制石墨烯薄膜层的通断电；所述微控制器用于在盒体温度超过其设置温度范围时，控制所述控制开关的开启与关闭。
2.根据权利要求1所述的可在严寒天气下飞行的无人机，其特征在于： 所述电加热层与保温层之间，以及保温层和盒体之间通过粘结剂粘结固定。
3.根据权利要求1所述的可在严寒天气下飞行的无人机，其特征在于：所述下壳体上固定有用于固定锂电池的固定装置，所述固定装置包括4个固定单元，所述固定单元内设有紧固螺栓结构，所述固定单元可沿水平方向以及竖直方向自由移动。
4.根据权利要求1所述的可在严寒天气下飞行的无人机，其特征在于：所述保温层为二氧化硅气凝胶保温材料，比表面积为600㎡/g，导热系数0.013-0.016W/(m·K)。
5.根据权利要求2所述的可在严寒天气下飞行的无人机，其特征在于：所述保温层的厚度为2-6mm。
6.根据权利要求1所述的可在严寒天气下飞行的无人机，其特征在于：所述盒体的材质为PTFE、PP耐腐蚀的塑料。
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