CN211711093U

CN211711093U - 无人机断电保护临时电源装置

Info

Publication number: CN211711093U
Application number: CN201921080394.0U
Authority: CN
Inventors: 杨溢; 王涛
Original assignee: Zhixiang Lantian Beijing Technology Co ltd
Current assignee: Beijing Lan Hai Ting Tao Technology Co ltd
Priority date: 2019-07-11
Filing date: 2019-07-11
Publication date: 2020-10-20
Anticipated expiration: 2029-07-11

Abstract

本实用新型提供了无人机断电保护临时电源装置，其固定于无人机的骨架远离无人机一侧，或起落架下端，重30‑150g，其包括：负极，所述负极是公知无人机的金属外壳或支架；正极，电解质层，触发装置，所述电解质层包括浸氯化钙溶液的多孔掺碘聚丙烯，或淀粉糊，或纸，或石英棉中的其中至少一种，触发装置可以是空气开关。相比700g以上的降落伞或气囊保护装置载荷更轻；在无人机主电池电量不足时，应急电源在不增多载荷的情况下，与无人机支架、金属外壳结合，如骨架、起落架，节省了空间；本实用新型分别提供适应短路和断路的方案，有利于减少多种无人机断电风险；将应急电源视为固有载荷，为无人机安全保护提供了更多冗余。

Description

无人机断电保护临时电源装置

技术领域

本实用新型涉及一种临时电源，具体而言，是一种适用于无人机断电保护临时电源装置。

背景技术

根据问卷调查，在符合飞行规范的前提下，公知的无人机坠落事故，将近 60％由断电引起。而公知的无人机应急保护方式主要有：对比文件CN207658072U 公开了利用降落伞保护的方案，或根据公知的软着陆探测器技术方案(例如2004 年勇气号、机遇号火星探测着陆器的安全气囊)，可轻易想到的安全气囊保护无人机的技术方案，这两种设计在无人机上增加了降落伞或安全气囊，实践发现原始重量2.1kg的无人机，这些保护装置平均使载荷增加0.7kg才可有效保护，增加载荷必然缩短工作时间和增大单位时间耗电量，会使得无人机在正常工作状态下更加耗电，具有带来额外载荷的局限。

公知的无人机充电桩，例如对比文件CN206370710U所述，虽然可以为电量不足的无人机充电，但是实践发现该充电桩笨重，需要事先建设，成本高，难以移动，不能灵活地运用于复杂地形区的无人机作业。

关注到无人机的支架、外壳常构成固有的载荷，而牺牲阳极法涉及的铝合金、锌合金、镁合金均是可以用于无人机支架、外壳的材料，公知电池的锂合金经过公知的合金配比与覆膜密封保护后，也可达到铝合金、锌合金、镁合金相似的强度。根据场地实验发现，如果主电池电量不足时，应急电源满足应急返航电流＜5A、电功＜27750J，对应的降落时间不超过5分钟，则即使用公知电池中质荷比最大的铅电池，电池效率20％，则电量消耗合金折合不超过10g，远小于金属支架的质量。而将这些材料做成应急电池结构的变化尚未提出，因此，本实用新型旨在提供一种适配无人机的应急电源。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种适配无人机的应急电源，并且在无人机电量充足时不启动，在无人机电量不足时启动。

为实现上述目的，本实用新型提供如下设计：无人机断电保护临时电源装置，其包括：负极，所述负极是公知无人机的金属外壳或支架；正极，所述正极包括金属片和固体石墨棒或石墨片；电解质层，所述电解质层是导电凝胶，或溶液，或可进行离子交换的固体中的其中至少一种；触发装置，所述触发装置是在正常状态下切断正极、负极连接，应急状态下将正极、负极导电性连接的开关，或封装装置；应急电路，所述应急电路以导线连接无人机电路、正极、负极、电解质层形成闭环。

优选地，所述负极材质是铝合金、锌合金、镁合金、锂合金中的至少一种；所述正极的金属片包括铜合金片、钛合金片、铁合金片的其中至少一种，金属片接触连接固体石墨棒或石墨片；所述触发装置在非紧急状态电路是断路，在紧急状态是通路。

优选地，所述电解质层接触连接正极、负极，电解质层包括导电硅胶，触发装置是空气开关。因为当无人机电路短路或过热时有燃烧风险，而导电硅胶不助燃，所以此设计可保证短路时的安全。

或者，所述电解质层包括浸氯化钙溶液的多孔掺碘聚丙烯，或淀粉糊，或纸，或石英棉中的其中至少一种，触发装置是空气开关。

或者，所述电解质层是多孔石膏与芒硝混合物，触发装置至少包括盛水容器、混合物、破碎开关，盛水容器呈厚1mm以下的管形或双层筒形或安瓿形玻璃管或塑料管，内部充盛水容器空腔容积50％以上的水，盛水容器外侧包裹无水氯化钙固体颗粒和石英砂构成的混合物，混合物覆盖至少包括厚0.03毫米以下塑料膜或0.05-0.2毫米厚的明胶膜，破碎开关包括至少2个中心对称的钉尖或者低电压控制开关，破碎开关接触连接盛水容器。因为电压不足或受到重击时，无人机主电源与电路接触不稳定，而此时破碎开关会释放盛水容器中的水，盛水容器外侧的无水氯化钙固体颗粒和石英砂构成的混合物吸水后可以导电并持续从空气吸水保证电压稳定，所以无人机电路、正极、负极、电解质层可在紧急状态下形成闭环。

另外，优选地，本申请公开的无人机断电保护临时电源装置重30-150g，固定于无人机的骨架远离无人机一侧，或起落架下端，所述骨架或起落架采用公知技术的无人机骨架或起落架结构，因为铅合金密度大，铅作负极的电解质有腐蚀性和毒性，所以负极、骨架、起落架、金属外壳不采用铅合金。

从上述关于本实用新型的描述、实践内容可知，本实用新型提供的无人机断电保护临时电源装置与现有技术相比，其有益效果在于：重30-150g，相比700g 以上的降落伞或气囊保护装置载荷更轻；在无人机主电池电量不足时，应急电源在不增多载荷的情况下，与无人机支架、金属外壳结合，如骨架、起落架，节省了空间；本申请分别提供适应短路和断路的方案，有利于减少多种无人机断电风险；将应急电源视为固有载荷，为无人机安全保护提供了更多冗余。

附图说明

图1是本实用新型涉及的其中一个实施例使用状态示意图。

图2是本实用新型涉及的其中一个实施例负极、正极、电解质层、触发装置安装位置(阴影表示)示意图。

附图标记：1：负极；2：正极；3：触发装置；4：起落架；5：骨架；6：电解质层；7：盛水容器；8：破碎开关；9：无人机电路。

具体实施方式

为了令本实用新型的目的、特征、优点更加明显易懂，下面结合附图中涉及的具体实施方式对本实用新型的实施例进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅为本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于下述实施例，本领域技术人员在未进行创造性劳动前提下，作出不改变权利要求涉及基本原理的改动，而获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为实现上述目的，本实用新型提供如下设计：无人机断电保护临时电源装置，其包括如下实施例：

负极1，所述负极1是公知无人机的金属外壳或支架；正极2，所述正极2 包括金属片和固体石墨棒或石墨片；电解质层6，所述电解质层6是导电凝胶，或溶液，或可进行离子交换的固体中的其中至少一种；触发装置3，所述触发装置3是在正常状态下切断正极2、负极1连接，应急状态下将正极2、负极1导电性连接的开关，或封装装置；应急电路，所述应急电路以导线连接无人机电路9、正极2、负极1、电解质层6形成闭环。

优选地，所述负极1材质是铝合金、锌合金、镁合金、锂合金中的至少一种；所述正极2的金属片包括铜合金片、钛合金片、铁合金片的其中至少一种，金属片接触连接固体石墨棒或石墨片；所述触发装置3在非紧急状态电路是断路，在紧急状态是通路。

实施例一：

在如上基础上细分，所述电解质层6接触连接正极2、负极1，电解质层6 包括导电硅胶，触发装置3是空气开关。因为当无人机电路9短路或过热时有燃烧风险，而导电硅胶不助燃，所以此设计可保证短路时的安全。

实施例二：

所述电解质层6包括浸氯化钙溶液的多孔掺碘聚丙烯，或淀粉糊，或纸，或石英棉中的其中至少一种，触发装置3是空气开关。其它特征与实施例一相同。

实施例三：

所述电解质层6是多孔石膏与芒硝混合物，触发装置3至少包括盛水容器7、混合物、破碎开关8，盛水容器7呈厚1mm以下的管形或双层筒形或安瓿形玻璃管或塑料管，内部充盛水容器7空腔容积50％以上的水，盛水容器7外侧包裹无水氯化钙固体颗粒和石英砂构成的混合物，混合物覆盖至少包括厚0.03毫米以下塑料膜或0.05-0.2毫米厚的明胶膜，破碎开关8包括至少2个中心对称的钉尖或者低电压控制开关，破碎开关8接触连接盛水容器7。因为电压不足或受到重击时，无人机主电源与电路接触不稳定，而此时破碎开关8会释放盛水容器7 中的水，盛水容器7外侧的无水氯化钙固体颗粒和石英砂构成的混合物吸水后可以导电并持续从空气吸水保证电压稳定，所以无人机电路9、正极2、负极1、电解质层6可在紧急状态下形成闭环。本实施例其它特征与实施例一相同。

另外，优选地，上述三个实施例涉及的无人机断电保护临时电源装置重 30-150g，固定于无人机的骨架5远离无人机一侧，或起落架4下端，所述骨架 5或起落架4采用公知技术的无人机骨架5或起落架4结构，因为铅合金密度大，铅作负极1的电解质有腐蚀性和毒性，所以负极1、骨架5、起落架4、金属外壳不采用铅合金。

另外，本申请文件未详细描述的特征，例如无人机除电源、支架、应急电路以外的结构和载荷结合方式，以及无人机的单片机结构与控制电路，以及空气开关的组成、结构、构造，导线连接电路的方式，属于公知技术，仅参考公知技术即可以实现的要素不包括在权利要求保护的范围中。

上述方案，仅为本申请较佳的一部分实施方式的描述，但是本申请的保护范围不仅限于上述实施例，任何熟悉该技术的人能在本申请描述的范围内轻易实现，或不改变权利要求涉及基本原理的变化或替换，例如：在结合本申请公开的内容基础上，加装公知无人机的降落伞、气囊保护的技术方案；或者将本申请涉及的合金支架上固定的电源应用为主电源，而公知无人机电池应用于应急电源的技术方案；或者实施权利要求书所述的应急电源结构，而替换为无人机以外的应用场景的技术方案，例如将上述三个实施例的结构和部件组合照搬到车载、船载应急电源中的实施例，都应涵盖在本申请的保护范围之内，即本申请保护范围应以权利要求保护范围为准。

Claims

1.一种无人机断电保护临时电源装置，其包括：负极，所述负极是公知无人机的金属外壳或支架；正极，所述正极包括金属片和固体石墨棒或石墨片；电解质层，所述电解质层是导电凝胶，或溶液，或可进行离子交换的固体中的其中至少一种；触发装置，所述触发装置是在正常状态下切断正极、负极连接，应急状态下将正极、负极导电性连接的开关，或封装装置；应急电路，所述应急电路以导线连接无人机电路、正极、负极、电解质层形成闭环。

2.如权利要求1所述的无人机断电保护临时电源装置，其特征在于：

所述负极材质是铝合金、锌合金、镁合金、锂合金中的至少一种；所述正极的金属片包括铜合金片、钛合金片、铁合金片的其中至少一种，金属片接触连接固体石墨棒或石墨片；所述触发装置在非紧急状态电路是断路，在紧急状态是通路。

3.如权利要求1所述的无人机断电保护临时电源装置，其特征在于：

所述电解质层接触连接正极、负极，电解质层包括导电硅胶，触发装置是空气开关。

4.如权利要求1所述的无人机断电保护临时电源装置，其特征在于：

所述电解质层包括浸氯化钙溶液的多孔掺碘聚丙烯，或淀粉糊，或纸，或石英棉中的其中至少一种，触发装置是空气开关。

5.如权利要求1所述的无人机断电保护临时电源装置，其特征在于：

所述电解质层是多孔石膏与芒硝混合物，触发装置至少包括盛水容器、混合物、破碎开关，盛水容器呈厚1mm以下的管形或双层筒形或安瓿形玻璃管或塑料管，内部充盛水容器空腔容积50％以上的水，盛水容器外侧包裹无水氯化钙固体颗粒和石英砂构成的混合物，混合物覆盖至少包括厚0.03毫米以下塑料膜或0.05-0.2毫米厚的明胶膜，破碎开关包括至少2个中心对称的钉尖或者低电压控制开关，破碎开关接触连接盛水容器。

6.如权利要求1所述的无人机断电保护临时电源装置，其特征在于：

无人机断电保护临时电源装置重30-150g，固定于无人机的骨架远离无人机一侧，或起落架下端，所述骨架或起落架采用公知技术的无人机骨架或起落架结构，因为铅合金密度大，铅作负极的电解质有腐蚀性和毒性，所以负极、骨架、起落架、金属外壳不采用铅合金。