CN211033068U - 系留无人机电源控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种系留无人机电源控制系统，包括：直流转直流电源模块，设置在无人机上，包括输出端，用于输出第一电压直流电信号；负载，设置在无人机上，包括电源信号输入端，与直流转直流电源模块的输出端电连接；可充电电池，包括输入端，与直流转直流电源模块的输出端电连接，可充电电池包括输出端，与负载的电源信号输入端电连接。本实用新型提供的技术方案降低了系留无人机的成本以及整机重量。

Description

系留无人机电源控制系统

技术领域

本实用新型实施例涉及无人机技术领域，尤其涉及一种系留无人机电源控制系统。

背景技术

系留无人机将无人机和综合缆绳结合起来，通过光电综合缆绳传输电能，使无人机不受电能限制而长时间停留在空中。亦可以有效解决飞丢、炸机等安全问题。

现有技术中的系留无人机的成本较高，整机重量较大。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种系留无人机电源控制系统，来解决现有技术中系留无人机的成本较高，整机重量较大的技术问题。

本实用新型实施例提供了一种系留无人机电源控制系统，包括：

直流转直流电源模块，设置在无人机上，包括输出端，用于输出第一电压直流电信号；

负载，设置在所述无人机上，包括电源信号输入端，与所述直流转直流电源模块的输出端电连接；

可充电电池，包括输入端，与所述直流转直流电源模块的输出端电连接，所述可充电电池包括输出端，与所述负载的电源信号输入端电连接。

可选地，交流转直流电源模块，设置在地面，包括输入端，用于接入市电，还包括输出端，用于输出第二电压直流电信号，所述第二电压直流电信号对应的电压大于所述第一电压直流电信号对应的电压，所述交流转直流电源模块的输出端与所述直流转直流电源模块的输入端电连接。

可选地，还包括第一开关单元，包括第一端、第二端和控制端，所述第一开关单元的第一端与所述直流转直流电源模块的输出端电连接，所述第一开关单元的第二端与所述负载的电源信号输入端电连接，所述第一开关单元的控制端用于接收第一开关单元导通控制信号。

可选地，还包括第二开关单元，包括第一端、第二端和控制端，所述第二开关单元的第一端与所述可充电电池的输出端电连接，所述第二开关单元的第二端与所述负载的电源信号输入端电连接，所述第二开关单元的控制端用于接收第二开关单元导通控制信号或者第二开关单元截止控制信号。

可选地，还包括飞行信息单元，设置在所述无人机上，用于检测飞行环境信息，所述飞行环境信息包括风速、压力、温度以及湿度中的一种或多种。

可选地，还包括控制模块，包括第一检测信息输入端，与所述飞行信息单元的输出端电连接，用于接收所述飞行环境信息；

所述控制模块还包括判断单元和第一控制信号输出端，所述控制模块的第一控制信号输出端与所述第一开关单元的控制端电连接，第二所述控制模块还包括第二控制信号输出端，与所述第二开关单元的控制端电连接，所述判断单元基于所述检测飞行环境信息，判断所述检测飞行环境信息不符合预设飞行环境信息，所述控制模块的第一控制信号输出端发出第一开关单元导通控制信号，所述控制模块的第二控制信号输出端发出第二开关单元导通控制信号；

所述控制模块还包括电源信号输入端与所述直流转直流电源模块的输出端电连接。

可选地，还包括同轴线缆，包括第一端和第二端，所述同轴线缆的第一端与所述交流转直流电源模块的输出端电连接，所述同轴线缆的第二端与所述直流转直流电源模块的输入端电连接。

可选地，所述负载包括电机，设置在所述无人机上，所述电机的输出轴与无人机的螺旋桨转动连接，用于带动所述无人机的螺旋桨旋转。

可选地，还包括电量检测单元，用于检测所述可充电电池的电量，第一端与所述可充电电池的输入端电连接，第二端与所述可充电电池的输出端电连接，第三端与所述控制模块的第二检测信息输入端电连接。

可选地，还包括第三开关单元，包括第一端、第二端和控制端，所述第三开关单元的第一端与所述直流转直流电源模块的输出端电连接，所述第三开关单元的第二端与所述可充电电池的输入端电连接，所述第三开关单元的控制端与所述控制模块的第三控制信号输出端电连接；

所述判断单元基于所述可充电电池的电量，判断所述可充电电池的电量小于第一预设电量，所述控制模块的第一控制信号输出端发出第一开关单元导通控制信号，所述控制模块的第三控制信号输出端发出第三开关单元导通控制信号；

所述判断单元基于所述可充电电池的电量，判断所述可充电电池的电量大于第二预设电量，所述控制模块的第一控制信号输出端发出第一开关单元导通控制信号，所述控制模块的第三开关单元控制信号输出端发出第三开关单元截止控制信号，所述第二预设电量大于所述第一预设电量。

本实施例中的技术方案，包括直流转直流电源模块、负载以及可充电电池，直流转直流电源模块在为负载提供电源信号的同时，还可以为可充电电池进行充电，可充电电池可以持续为负载进行提供电源信号，因此，在特殊情况下负载需要额外的大电流时，无需增加直流转直流电源模块以及地面电源的功率，因此节省了系留无人机的成本，同时无需增加散热器，减轻了系留无人机的整机重量，解决了现有技术中系留无人机的成本较高，整机重量较大的技术问题。此外，本实施例中的技术方案，实现了在航行的时候可以实时为可充电电池充电。它不仅能保证可充电电池的电量一直在安全的电量范围内；在特殊需要大电流的情况下，可充电电池总是满电量状态都能满足系统特殊情况的电量需求，当系统发生故障的时候可充电电池的满电量状态能够为系统的安全降落提供最大的降落时间。示例性的，在每次飞行之前，无需对可充电电池专门充电，操作十分便捷，不用为每架无人机提供多块备用电池，同时也省去了对备用电池充电的配套充电设备。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种系留无人机电源控制系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种系留无人机电源控制系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的又一种系留无人机电源控制系统的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的又一种系留无人机电源控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

本实用新型实施例提供了一种系留无人机电源控制系统，参见图1，该系留无人机电源控制系统包括：直流转直流电源模块100，设置在无人机上，包括输出端A1，用于输出第一电压直流电信号；负载200，设置在无人机上，包括电源信号输入端B1，与直流转直流电源模块100的输出端A1电连接；可充电电池300，包括输入端C1，与直流转直流电源模块100的输出端A1电连接，可充电电池300包括输出端C2，与负载200的电源信号输入端B1电连接。

在当前系留无人机领域中，地面电源将交流电转换成高压直流电，高压直流电通过系留线缆将高压电传输到无人机的直流转直流电源模块100，该模块将高压直流电转换为低压直流电为负载提供能量，负载可以包括飞行控制器以及电机电调等动力设备。此外还有备用电池可以在系留电源发生故障的时候为无人机提供短时的能量，以供无人机安全降落。但是备用电池现有的工作方式有如下缺陷：备用电池除了在系留电源发生故障的时候为无人机安全降落提供能量之外，没有其他功能。这样功能单一，对于备用电池的使用不够充分。在特殊情况下可能需要额外的大电流(例如在空中遇到一小阵强风)，现有的方式只能通过增大直流转直流电源模块100以及地面电源的功率来来达到这个目的。直流转直流电源模块100功率以及地面电源的功率的增加会使得成本增加。由于功率的增加，直流转直流电源模块100和地面电源的效率会降低，这样会增加损耗，这些损耗都以热的形式释放出来，进而增加系统的温升，这又得增加无人机的散热器。散热器的增加回使无人机的重量增加，无人机的重量增加又会需要增加直流转直流电源模块100以及地面电源的功率。

本实施例中的技术方案，包括直流转直流电源模块100、负载200以及可充电电池300，直流转直流电源模块100在为负载200提供电源信号的同时，还可以为可充电电池300进行充电，可充电电池300可以持续为负载进行提供电源信号，因此，在特殊情况下负载需要额外的大电流时，无需增加直流转直流电源模块100以及地面电源的功率，因此节省了系留无人机的成本，同时无需增加散热器，减轻了系留无人机的整机重量，解决了现有技术中系留无人机的成本较高，整机重量较大的技术问题。此外，本实施例中的技术方案，实现了在航行的时候可以实时为可充电电池300充电。它不仅能保证可充电电池300 的电量一直在安全的电量范围内；在特殊需要大电流的情况下，可充电电池300 总是满电量状态都能满足系统特殊情况的电量需求，当系统发生故障的时候可充电电池300的满电量状态能够为系统的安全降落提供最大的降落时间。示例性的，在每次飞行之前，无需对可充电电池300专门充电，操作十分便捷，不用为每架无人机提供多块备用电池，同时也省去了对备用电池充电的配套充电设备。

可选地，在上述技术方案的基础上，参见图2，交流转直流电源模块400，设置在地面，可以称之为地面电源，包括输入端D1，用于接入市电，还包括输出端D2，用于输出第二电压直流电信号，第二电压直流电信号对应的电压大于第一电压直流电信号对应的电压，交流转直流电源模块400的输出端D2与直流转直流电源模块100的输入端A2电连接。可选地，第二电压直流电信号对应的电压约为380V。可选地，第一电压直流电信号对应的电压约为24V。

可选地，在上述技术方案的基础上，参见图2，还包括第一开关单元500，包括第一端E1、第二端E2和控制端E3，第一开关单元500的第一端E1与直流转直流电源模块100的输出端A1电连接，第一开关单元500的第二端E2与负载200的电源信号输入端B1电连接，第一开关单元500的控制端E3用于接收第一开关单元导通控制信号。

第一开关单元500的控制端E3基于第一开关单元导通控制信号，处于导通状态，直流转直流电源模块100可以为负载200提供电源信号。

可选地，在上述技术方案的基础上，参见图2，还包括第二开关单元501，包括第一端F1、第二端F2和控制端F3，第二开关单元501的第一端F1与可充电电池300的输出端C2电连接，第二开关单元501的第二端F2与负载200 的电源信号输入端B1电连接，第二开关单元501的控制端F3用于接收第二开关单元导通控制信号或者第二开关单元截止控制信号。第二开关单元501的控制端基于第二开关单元导通控制信号，第二开关单元501处于导通状态，可充电电池300可以为负载200提供电源信号。第二开关单元501的控制端基于第二开关单元截止控制信号，第二开关单元501处于截止状态，可充电电池300 停止为负载200提供电源信号。

可选地，在上述技术方案的基础上，参见图2，还包括飞行环境信息检测单元600，设置在无人机上，用于检测飞行环境信息，飞行环境信息包括风速、压力、温度以及湿度中的一种或多种。飞行环境信息不满足预设飞行环境信息时，负载需要多的电能。

可选地，在上述技术方案的基础上，参见图2，还包括控制模块700，包括第一检测信息输入端H1，与飞行环境信息检测单元600的输出端G1电连接，用于接收飞行环境信息；控制模块700还包括判断单元(未示出)和第一控制信号输出端H2，控制模块700的第一控制信号输出端H2与第一开关单元500 的控制端E3电连接，第二控制模块700还包括第二控制信号输出端H3，与第二开关单元501的控制端F3电连接，判断单元基于检测飞行环境信息，判断检测飞行环境信息不符合预设飞行环境信息，控制模块700的第一控制信号输出端H2发出第一开关单元导通控制信号，控制模块700的第二控制信号输出端 H3发出第二开关单元导通控制信号；所述控制模块700还包括电源信号输入端 H4与所述直流转直流电源模块100的输出端A1电连接。控制模块700设置在系留无人机上。

示例性的，当在空中遇到一小阵强风，一小阵强风不符合预设风速，此时系留无人机飞行的时候会需要瞬时大电流，控制模块700的第一控制信号输出端H2发出第一开关单元导通控制信号，控制模块700的第二控制信号输出端 H3发出第二开关单元导通控制信号，第一开关单元500和第二开关单元501均处于导通状态，直流转直流电源模块100和可充电电池300一起为负载提供能量，示例性的，直流转直流电源模块100维持正常的功率即可，系留无人机需要的额外电能可以从可充电电池300获取。因此，在特殊情况下负载需要额外的大电流时，无需增加直流转直流电源模块100以及地面电源的功率，因此节省了系留无人机的成本，同时无需增加散热器，减轻了系留无人机的整机重量，解决了现有技术中系留无人机的成本较高，整机重量较大的技术问题。

可选地，在上述技术方案的基础上，参见图3，还包括同轴线缆800，包括第一端和第二端，同轴线缆的第一端与交流转直流电源模块400的输出端电连接，同轴线缆800的第二端与直流转直流电源模块100的输入端电连接。

可选地，在上述技术方案的基础上，参见图4，负载200包括电机201，设置在无人机上，电机201的输出轴与无人机的螺旋桨转动连接，用于带动无人机的螺旋桨旋转。无人机的螺旋桨旋转便可以完成飞行功能。

可选地，在上述技术方案的基础上，参见图2，还包括电量检测单元601，用于检测可充电电池的电量，第一端I1与可充电电池300的输入端C1电连接，第二端I2与可充电电池300的输出端C2电连接，第三端I3与控制模块700的第二检测信息输入端H5电连接。

可选地，在上述技术方案的基础上，参见图2，还包括第三开关单元502，包括第一端J1、第二端J2和控制端J3，所述第三开关单元502的第一端J1与所述直流转直流电源模块100的输出端A1电连接，所述第三开关单元502的第二端J2与所述可充电电池300的输入端C1电连接，所述第三开关单元502 的控制端J3与所述控制模块700的第三控制信号输出端H6电连接；判断单元基于可充电电池300的电量，判断可充电电池300的电量小于第一预设电量，控制模块700的第一控制信号输出端H2发出第一开关单元导通控制信号，控制模块700的第三控制信号输出端H6发出第三开关单元导通控制信号；判断单元基于可充电电池的电量，判断可充电电池的电量大于第二预设电量，控制模块700的第一控制信号输出端H2发出第一开关单元导通控制信号，控制模块700的第三开关单元控制信号输出端H6发出第三开关单元截止控制信号，所述第二预设电量大于所述第一预设电量。

具体地，可充电电池300的电量小于第一预设电量，控制模块700的第一控制信号输出端H2发出第一开关单元导通控制信号，控制模块700的第三控制信号输出端H6发出第三开关单元导通控制信号；第一开关单元500处于导通状态，第三开关单元502处于导通状态，直流转直流电源模块为负载提供电源信号的同时，为可充电电池充电，以保证可充电电池300可以持续为负载进行提供电源信号。

可充电电池300的电量大于第二预设电量，控制模块700的第一控制信号输出端H2发出第一开关单元导通控制信号，控制模块700的第三控制信号输出端H6发出第三开关单元截止控制信号，第一开关单元500处于导通状态，第三开关单元502处于截止状态，由于此时，可充电电池的电量达到充电阈值，即满电量，可以不需要继续充电。

为了保证可充电电池300能够持续为负载200在检测飞行环境信息不符合预设飞行环境信息时，提供额外的能量，本实施例增加了在空中对可充电电池 300实时充电的方案。可充电电池300可以实时充电，用户操作方便，不用再考虑电池电量是否是满电量状态，可以随时用随时飞行。也不用为专门配置电池充电器，降低了生产成本。且可充电电池300在空中实时充电，不需要对可充电电池300进行拆卸，这样就可以将可充电电池300放在无人机的内部。这样可以减少接线，统筹布局，从而使无人机小型化。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种系留无人机电源控制系统，其特征在于，包括：

直流转直流电源模块，设置在无人机上，包括输出端，用于输出第一电压直流电信号；

负载，设置在所述无人机上，包括电源信号输入端，与所述直流转直流电源模块的输出端电连接；

可充电电池，包括输入端，与所述直流转直流电源模块的输出端电连接，所述可充电电池包括输出端，与所述负载的电源信号输入端电连接。

2.根据权利要求1所述的系留无人机电源控制系统，其特征在于，

交流转直流电源模块，设置在地面，包括输入端，用于接入市电，还包括输出端，用于输出第二电压直流电信号，所述第二电压直流电信号对应的电压大于所述第一电压直流电信号对应的电压，所述交流转直流电源模块的输出端与所述直流转直流电源模块的输入端电连接。

3.根据权利要求1所述的系留无人机电源控制系统，其特征在于，

还包括第一开关单元，包括第一端、第二端和控制端，所述第一开关单元的第一端与所述直流转直流电源模块的输出端电连接，所述第一开关单元的第二端与所述负载的电源信号输入端电连接，所述第一开关单元的控制端用于接收第一开关单元导通控制信号。

4.根据权利要求3所述的系留无人机电源控制系统，其特征在于，

还包括第二开关单元，包括第一端、第二端和控制端，所述第二开关单元的第一端与所述可充电电池的输出端电连接，所述第二开关单元的第二端与所述负载的电源信号输入端电连接，所述第二开关单元的控制端用于接收第二开关单元导通控制信号或者第二开关单元截止控制信号。

5.根据权利要求4所述的系留无人机电源控制系统，其特征在于，

还包括飞行信息单元，设置在所述无人机上，用于检测飞行环境信息，所述飞行环境信息包括风速、压力、温度以及湿度中的一种或多种。

6.根据权利要求5所述的系留无人机电源控制系统，其特征在于，

还包括控制模块，包括第一检测信息输入端，与所述飞行信息单元的输出端电连接，用于接收所述飞行环境信息；

所述控制模块还包括判断单元和第一控制信号输出端，所述控制模块的第一控制信号输出端与所述第一开关单元的控制端电连接，第二所述控制模块还包括第二控制信号输出端，与所述第二开关单元的控制端电连接，所述判断单元基于所述检测飞行环境信息，判断所述检测飞行环境信息不符合预设飞行环境信息，所述控制模块的第一控制信号输出端发出第一开关单元导通控制信号，所述控制模块的第二控制信号输出端发出第二开关单元导通控制信号；

所述控制模块还包括电源信号输入端与所述直流转直流电源模块的输出端电连接。

7.根据权利要求2所述的系留无人机电源控制系统，其特征在于，还包括同轴线缆，包括第一端和第二端，所述同轴线缆的第一端与所述交流转直流电源模块的输出端电连接，所述同轴线缆的第二端与所述直流转直流电源模块的输入端电连接。

8.根据权利要求1所述的系留无人机电源控制系统，其特征在于，

所述负载包括电机，设置在所述无人机上，所述电机的输出轴与无人机的螺旋桨转动连接，用于带动所述无人机的螺旋桨旋转。

9.根据权利要求6所述的系留无人机电源控制系统，其特征在于，还包括电量检测单元，用于检测所述可充电电池的电量，第一端与所述可充电电池的输入端电连接，第二端与所述可充电电池的输出端电连接，第三端与所述控制模块的第二检测信息输入端电连接。

10.根据权利要求9所述的系留无人机电源控制系统，其特征在于，还包括第三开关单元，包括第一端、第二端和控制端，所述第三开关单元的第一端与所述直流转直流电源模块的输出端电连接，所述第三开关单元的第二端与所述可充电电池的输入端电连接，所述第三开关单元的控制端与所述控制模块的第三控制信号输出端电连接；

所述判断单元基于所述可充电电池的电量，判断所述可充电电池的电量小于第一预设电量，所述控制模块的第一控制信号输出端发出第一开关单元导通控制信号，所述控制模块的第三控制信号输出端发出第三开关单元导通控制信号；

所述判断单元基于所述可充电电池的电量，判断所述可充电电池的电量大于第二预设电量，所述控制模块的第一控制信号输出端发出第一开关单元导通控制信号，所述控制模块的第三开关单元控制信号输出端发出第三开关单元截止控制信号，所述第二预设电量大于所述第一预设电量。

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