CN216748528U - 无人机电调及无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种无人机电调及无人机，其中，该无人机电调用于与无人机动力系统电路连接，所述无人机电调包括电调主控和故障数据存储模块，所述故障数据存储模块与所述电调主控电路连接，当无人机动力系统触发故障时，所述故障数据存储模块用于存储无人机动力系统的故障数据。本实用新型可以解决现有通用方案中故障数据无法可靠存储的缺陷，确保在无人机动力系统发生故障时，动力系统的状态数据能够被稳定可靠的存储，以便于分析和确定故障原因，排除安全隐患，提高无人机安全性。

Description

无人机电调及无人机

技术领域

本申请涉及无人机技术领域，具体涉及一种无人机电调及无人机。

背景技术

在无人机的运行过程中，动力系统状态的监控非常重要，当动力系统发生故障的时候，需要及时存储动力系统的各个状态指标数据(包括电压、电流、温度、油门、转速、故障类别等)以便于事后分析动力系统产生故障的原因。

电调全名电子调速器(Electronic Speed Controler)，英文名简称ESC。在无人机上的主要作用是将直流电转换为交流电、控制电机的转速。相当于汽车的变速箱。现有的方案基本都是电调将动力系统的状态信息通过各种通信方式定时传输给飞控，然后通过飞控进行数据记录。

现有的方案存在如下问题：

1，如果通信链路存在异常(如接头松动、线材断裂等)，则会存在动力系统状态数据未被记录的情况。

2，如果飞控本身数据记录模块异常，则动力系统的故障状态数据未被记录。

3，些故障是在很短时间内发生并且恢复了正常，而电调信息发送给飞控的频率是固定的，会存在很短时间内的动力故障飞控没有记录到的情况。

实用新型内容

本实用新型提供一种无人机电调及无人机，可以解决现有通用方案中故障数据无法可靠存储的缺陷，确保在无人机动力系统发生故障时，动力系统的状态数据能够被稳定可靠的存储，以便于分析和确定故障原因，排除安全隐患，提高无人机安全性。

一方面，本申请提供一种无人机电调，所述无人机电调用于与无人机动力系统电路连接，所述无人机电调包括电调主控和故障数据存储模块，所述故障数据存储模块与所述电调主控电路连接，当无人机动力系统触发故障时，所述故障数据存储模块用于存储无人机动力系统的故障数据。

在本申请一些实施方案中，所述电调主控中设置有用于存储无人机动力系统的故障数据的数据存储单元；所述数据存储单元中包括用于存储动力系统故障数据的数组；

所述电调主控用于按照电调的控制频率对应的周期，更新存储所述数组中的动力系统故障数据。

在本申请一些实施方案中，所述电调主控用于在所述动力系统触发故障时，所述无人机电调中设置有故障存储标志位，以指示故障数据存储；

所述故障数据存储模块用于基于所述故障存储标志位，从所述数组中获取最近一个更新周期的无人机动力系统的故障数据进行存储。

在本申请一些实施方案中，所述故障存储标志位设置在所述电调主控中。

在本申请一些实施方案中，所述故障存储标志位设置在所述数据存储单元中。

在本申请一些实施方案中，所述故障存储标志位设置在所述故障数据存储模块中。

在本申请一些实施方案中，所述无人机电调中还包括故障指示灯，所述故障指示灯与所述电调主控电路连接，当无人机动力系统触发故障时，所述故障数据存储模块存储无人机动力系统的故障数据完成后，所述电调主控用于控制所述故障指示灯点亮为预先设定的故障灯颜色。

在本申请一些实施方案中，所述故障数据存储模块的存储空间在1MB以下。

在本申请一些实施方案中，所述故障数据存储模块的存储空间在200KB以下。

另一方面，本申请提供一种无人机，所述无人机包括电调和动力系统，所述电调与所述动力系统电路连接，所述电调为第一方面中任一所述的无人机电调。

本实用新型在无人机电调中增加设置一个专门的故障数据存储模块，该故障数据存储模块与电调主控电路连接，当无人机动力系统触发故障时，故障数据存储模块用于存储无人机动力系统的故障数据，本实用新型由于存储无人机动力系统的故障数据的专用故障数据存储模块的设置，可以解决现有通用方案中故障数据无法可靠存储的缺陷，确保在无人机动力系统发生故障时，动力系统的状态数据能够被稳定可靠的存储，以便于分析和确定故障原因，排除安全隐患，提高无人机安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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是本申请实施例提供的无人机电调的一个实施例结构示意图；

图2是本申请实施例提供的无人机电调的一个具体实施例结构示意图；

图3是本申请实施例中无人机电调存储故障数据的一个实施例流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本申请，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本申请。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本申请的描述变得晦涩。因此，本申请并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

本申请实施例提供一种无人机电调及无人机，以下分别进行详细说明。

请参阅图1，图1为本申请实施例所提供的无人机电调100的一个结构示意图，该无人机电调100可以包括电调主控101和故障数据存储模块102，输入端口106，电源模块104，通信模块103，DC/DC模块110，调试端口111，MOS管驱动模块112，逆变器107，运算放大器108，参考电压输入模块109，隔离模块 105。

具体的，电调主控101分别与故障数据存储模块102、电源模块104、隔离模块105、运算放大器108、逆变器107、DC/DC模块110、调试端口111、MOS 管驱动模块112分别电路连接，输入端口106分别与隔离模块105和通信模块103 分别电路连接，电源模块104还分别与参考电压输入模块109、DC/DC模块110 电路连接，逆变器107与无人机的电机113电路连接。

其中，无人机主控模块用于无人机电调的控制，无人机主控可以微处理器 (MicroController Unit，MCU)，输入端口可以是多pin的输入端口，例如4pin 输入端口。

通信模块是无人机电调中与无人机飞控进行通信的模块，该通信模块可以是控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)模块。CAN是控制器局域网络(ControllerArea Network,CAN)的简称，是由以研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发的，并最终成为国际标准(ISO 11898)，是国际上应用最广泛的现场总线之一。在北美和西欧，CAN总线协议已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线。

DC-DC模块，主要是为电调主控提供供电；调试端口是方便调试预先设置的调试端口，该调试端口可以是JTAG Debug调试端口。

JTAG(Joint Test Action Group，联合测试行动组)是一种国际标准测试协议(IEEE1149.1兼容)。标准的JTAG接口是4线—TMS、TCK、TDI、TDO，分别为模式选择、时钟、数据输入和数据输出线。JTAG的一个主要功能用于 Debug，对各类芯片以及其外围设备进行调试；一个含有JTAGDebug调试端口模块的处理器，只要时钟正常，就可以通过JTAG接口访问处理器的内部寄存器、挂在处理器总线上的设备以及内置模块的寄存器。简单地说，JTAG的工作原理可以归结为：在器件内部定义一个TAP(Test Access Port，测试访问口)，通过专用的JTAG测试工具对内部节点进行测试和调试。本实用新型中， JTAGDebug调试端口可以通过专用的JTAG测试工具对电调主控内部节点进行测试和调试。

隔离模块在电调主控和连接的输入设备之间提供高压隔离屏障。隔离模块免受电涌和瞬态电压尖峰的影响。它还消除了在电调主控和外围设备之间流动的接地回路电流。此外，隔离模块可最大限度地减少静电放电，磁场和射频干扰引起的传导噪声。隔离模块可以包括一个或多个隔离单元，例如Isolator隔离单元，photocoupler隔离单元等。在本实用新型一个具体实施例中，隔离模块包括并联的一个Isolator隔离单元和两个photocoupler隔离单元。

MOS管驱动模块112，逆变器107，运算放大器108，参考电压输入模块109 的功能属于无人机电调中的常规模块，其具体功能不再赘述。

需要说明的是，本实用新型中，无人机的动力系统，主要包含电机、电调 (控制电机转速)、螺旋桨以及电池。

本实用新型在无人机电调中增加设置一个专门的故障数据存储模块，该故障数据存储模块与电调主控电路连接，当无人机动力系统触发故障时，故障数据存储模块用于存储无人机动力系统的故障数据，本实用新型由于存储无人机动力系统的故障数据的专用故障数据存储模块的设置，可以解决现有通用方案中故障数据无法可靠存储的缺陷，确保在无人机动力系统发生故障时，动力系统的状态数据能够被稳定可靠的存储，以便于分析和确定故障原因，排除安全隐患，提高无人机安全性。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的应用环境，仅仅是与本申请方案一种应用场景，并不构成对本申请方案应用场景的限定，其他的应用环境还可以包括比图1中所示更多或更少的电路模块，具体此处不作限定。

需要说明的是，图1所示的无人机电调的场景示意图仅仅是一个示例，本申请实施例描述的无人机电调是为了更加清楚的说明本申请实施例的技术方案，并不构成对于本申请实施例提供的技术方案的限定，本领域普通技术人员可知，随着无人机电调的演变和新业务场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。

具体的，本实用新型中，无人机电调用于与无人机动力系统电路连接，无人机电调包括电调主控和故障数据存储模块，故障数据存储模块与所述电调主控电路连接，当无人机动力系统触发故障时，故障数据存储模块用于存储无人机动力系统的故障数据。本实用新型在电调硬件设计的时候增加一个独立的故障数据存储模块，当无人机运行过程中动力系统发生故障的时候，将故障时刻的动力系统状态信息数据存入电调故障数据存储模块，事后通过调取故障模块数据，分析故障原因。

在一种具体实施方式中，电调主控中设置有用于存储无人机动力系统的故障数据的数据存储单元；数据存储单元的数据根据电调的控制频率实时更新。数据存储单元中包括用于存储动力系统故障数据的数组；此时，电调主控用于按照电调的控制频率对应的周期，更新存储所述数组中的动力系统故障数据。具体，电调的控制频率在出厂时即以确定，以电调的控制频率为33KHz为例，则电调的控制频率对应的周期为1/33KHz＝33.3毫秒。

在本申请一些实施方案中，为了降低故障数据存储模块中存储的数据量，可以仅保存有用数据，即只有在产生故障后才保存动力系统的相关故障数据。此时，电调主控用于在所述动力系统触发故障时，所述无人机电调中设置有故障存储标志位，以指示故障数据存储；故障数据存储模块用于基于所述故障存储标志位，从所述数组中获取最近一个更新周期的无人机动力系统的故障数据进行存储。

进一步的，当动力系统触发故障的时候，设置一个故障需要存储标志位，故障存储标志位可以设置多个位置，在一种实施方式中，所述故障存储标志位设置在所述电调主控中。在另一种实施方式中，所述故障存储标志位设置在所述数据存储单元中。在另一种实施方式中，所述故障存储标志位设置在所述故障数据存储模块中。

在本申请一些实施方案中，由于无人机电调中新增故障数据存储模块用途较为单一，因此从成本和使用效率的角度综合考量，故障数据存储模块的大小不需要太大，正常情况下，基于无人机动力系统的常规情况来看，故障数据存储模块的存储空间在1MB以下，足够满足应用需求，为了更好的降低成本，故障数据存储模块的存储空间在200KB以下，优选40KB～80KB。

进一步的，无人机电调中还包括故障指示灯，所述故障指示灯与所述电调主控电路连接，当无人机动力系统触发故障时，所述故障数据存储模块存储无人机动力系统的故障数据完成后，所述电调主控用于控制所述故障指示灯点亮为预先设定的故障灯颜色。故障指示灯可以是LED灯，当故障数据存储完成之后，设置电调的LED灯为设定的故障颜色，例如红色。当发现电调的LED灯颜色为故障颜色时，无人机维护人员可以通过读取故障模块故障数据来分析和判断故障原因。

如图2所示，为本申请实施例中无人机电调的一个具体实施例结构示意图，其中，Control input为4pin端口，LDO电源模块，CAN通信模块，DC/DC模块， MCU是作为电调主控的微处理器，JTAGdebug是调试端口，MOSFET Driver 是MOS管驱动模块，MOS Bridge为逆变器，OPA运算放大器，Ref参考电压输入模块，CAN左侧为隔离模块，包括三个隔离单元，一个Isolator隔离单元和两个photocoupler隔离单元。

如图3所示，为本申请实施例中无人机电调实现在故障数据存储模块存储数据的一个实施例流程示意图，包括：

(1)无人机电调上电；

(2)接收无人机油门信号，控制电机转动；

(3)动力系统故障信息更新到数组；

(4)判断是否有动力系统故障触发；

(5)若存在动力系统故障触发，设置存储标志，并将动力系统状态信息数据存入故障数据存储模块；

(6)数据存储完毕之后，设置故障指示灯的颜色为故障灯颜色。

本实用新型现有通用方案中故障数据无法可靠存储的缺陷，确保在无人机动力系统发生故障时，动力系统的状态数据能够被稳定可靠的存储，以便于分析和确定故障原因，排除安全隐患，提高无人机安全性。

为了更好实施本申请实施例中无人机电调，在无人机电调基础之上，本申请实施例中还提供一种无人机，本申请提供一种无人机，所述无人机包括电调和动力系统，所述电调与所述动力系统电路连接，所述电调为上述实施例中任一实施例的无人机电调。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见上文针对其他实施例的详细描述，此处不再赘述。

具体实施时，以上各个单元或结构可以作为独立的实体来实现，也可以进行任意组合，作为同一或若干个实体来实现，以上各个单元或结构的具体实施可参见前面的方法实施例，在此不再赘述。

以上各个操作的具体实施可参见前面的实施例，在此不再赘述。

以上对本申请实施例所提供的一种无人机电调及无人机进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (8)

1.一种无人机电调，其特征在于，所述无人机电调用于与无人机动力系统电路连接，所述无人机电调包括电调主控和故障数据存储模块，所述故障数据存储模块与所述电调主控电路连接，当无人机动力系统触发故障时，所述故障数据存储模块用于存储无人机动力系统的故障数据。

2.根据权利要求1所述的无人机电调，其特征在于，所述电调主控中设置有用于存储无人机动力系统的故障数据的数据存储单元；所述数据存储单元中包括用于存储动力系统故障数据的数组；

所述电调主控用于按照电调的控制频率对应的周期，更新存储所述数组中的动力系统故障数据。

3.根据权利要求2所述的无人机电调，其特征在于，所述电调主控用于在所述动力系统触发故障时，所述无人机电调中设置有故障存储标志位，以指示故障数据存储；

所述故障数据存储模块用于基于所述故障存储标志位，从所述数组中获取最近一个更新周期的无人机动力系统的故障数据进行存储。

4.根据权利要求3所述的无人机电调，其特征在于，所述故障存储标志位设置在所述电调主控中。

5.根据权利要求3所述的无人机电调，其特征在于，所述故障存储标志位设置在所述数据存储单元中。

6.根据权利要求3所述的无人机电调，其特征在于，所述故障存储标志位设置在所述故障数据存储模块中。

7.根据权利要求1或2所述的无人机电调，其特征在于，所述无人机电调中还包括故障指示灯，所述故障指示灯与所述电调主控电路连接。

8.一种无人机，其特征在于，所述无人机包括电调和动力系统，所述电调与所述动力系统电路连接，所述电调为如权利要求1至7中任一所述的无人机电调。

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