一种基于光电耦合器的电动无人的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于光电耦合器的电动无人机。包括组合在一起的机身和机翼，机身内部设有飞行控制计算机，机翼内设有飞行姿势控制系统；还包括光电耦合器，光电耦合器包括光信号发送端和光信号接收端，光信号发送端设置在机身上，且与飞行控制计算机相连接，光信号发送端包括用于产生红外光脉冲的红外发光二极管；光信号接收端设置在机翼上，且与飞行姿势控制系统相连接，光信号接收端包括用于接收红外光脉冲，并将红外光脉冲转化为电信号发送给飞行姿势控制系统的红外光敏二极管。本实用新型的电动无人机取消了接插件，装配过程一步完成且不存在错插、漏插等问题，同时光耦合器件还能有效阻断各部件之间的干扰，提高无人机的电磁兼容性。
【专利说明】一种基于光电耦合器的电动无人机
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种电动无人机，特别涉及一种基于光电耦合器的电动无人机。
【背景技术】
[0002]现代无人机为了满足便与携带和运输的作业要求，普遍采用组合结构，这种组合结构在各部件之间会存在着电源传输及控制信号传输的传输电缆。为了便与折装，现有无人机一般采用各种规格的接插件来实现信号的传输，比如航空插头。由于飞行控制计算机的输出为三路PMW信号，该三路PMW信号分别控制左升降副翼舵机、无刷动力电机调速器和右升降副翼来实现对飞机的控制，这三路信号加上电源共需要11芯的接插件才能把控制信号及电源送至机翼部分，其中9芯为信号线，2芯为大电流的电源线，这就需要专门订制的接插件才能满足使用要求。同时这种插头虽然带有防松装置及防错插的结构，但是在实际的使用过程中，由于反复的接插，也存在错插、漏插及接插件不可靠的现象，严重影响飞行安全；而且采用电缆和航空插头，会造成飞机内线路复杂，美观的同时检查也不方便。因此需要提供一个无接插件的结构，来实现控制信号的传输。现有技术中，常常采用低频紧密磁耦合和高频电磁波的方式实现无接插件信号传输，如在发送端采用电磁线圈为发送器件，接收端用线圈或霍尔器件进行磁信号的接收，这种技术方案抗电磁干扰能力差，体积重量大，同时有电磁波的福射，会对其他电子设备有干扰。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于光电耦合器的电动无人机，解决了现有电动无人机采用接插件进行控制信号传输时存在的错插、漏插、接插件不可靠以及不美观、不便于进行电路检查的技术问题。
[0004]本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下:一种基于光电耦合器的电动无人机，包括组合在一起的机身和机翼，所述机身内部设有飞行控制计算机，所述机翼内设有飞行姿势控制系统；还包括光电耦合器，所述光电耦合器包括光信号发送端和光信号接收端，所述光信号发送端设置在机身上，并与所述飞行控制计算机相连接；所述光信号接收端设置在机翼上，且与所述飞行姿势控制系统相连接。
[0005]本实用新型的有益效果是:本实用新型的电动无人机通过光耦合器在机身与机翼之间进行控制信号的传输，与现有的接插件直联方式相比，布线更为简便，方便进行飞机内部布局；同时没有了接插件，电动无人机重量有所减轻，在使用维护上更加方便；另外，本实用新型的电动无人机杜绝了接插件触点氧化造成接触不良的风险，在使用上不需专门去插接插件，整个装配过程一步完成，提高了电动无人机的展开速度，非常适合在需要应急起飞的场合使用；同时光耦合器件还能有效阻断飞机各部件之间的干扰，使得飞机的电磁兼容性更好。
[0006]在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
[0007]进一步，所述光电耦合器还包括设置在机翼上的合路器，所述光信号接收端通过所述合路器连接所述飞行姿势控制系统。
[0008]采用进一步技术方案的有益效果是:通过设置合路器，在需要进行多路控制信号传输时，可将多路控制信号编码为一路控制信号，便于信号的传输。
[0009]进一步，所述光信号发送端包括用于接收所述飞行控制计算机控制指令并产生红外光脉冲的红外发光二极管，所述光信号接收端包括用于接收所述红外光脉冲并产生电信号的红外光敏二极管。
[0010]进一步，所述光信号接收端还包括用于放大电信号的三极管所述三极管输入端连接所述红外光敏二极管，所述三极管输出端连接所述飞行姿势控制系统。
[0011]采用进一步技术方案的有益效果是:当红外光敏二极管转换的电信号较微弱时，采用三极管可以放大所述微弱的电信号，获得更好的信号传输效果。
[0012]进一步，所述飞行姿势控制系统包括设置在机翼中的左升降副翼舵机、右升降副翼舵机和/或无刷电机调速器。
[0013]进一步，所述光电稱合器包括第一光电稱合结构、第二光电稱合结构和第三光电耦合结构，所述第一光电耦合结构包括第一红外发光二极管、第一红外光敏二极管和第一三极管，所述第一红外发光二极管的输入端连接所述飞行控制计算机，用于产生红外光脉冲并照射到所述第一红外光敏二极管；所述第一红外光敏二极管的输出端连接所述第一三极管，用于将所述红外光脉冲转换为电脉冲发送到所述第一三极管；所述第一三极管用于放大所述电脉冲，并将放大后的电脉冲发送到所述左升降副翼舵机；
[0014]所述第二光电耦合结构包括第二红外发光二极管、第二红外光敏二极管和第二三极管，所述第二红外发光二极管的输入端连接所述飞行控制计算机，用于产生红外光脉冲并照射到所述第二红外光敏二极管；所述第二红外光敏二极管的输出端连接所述第二三极管，用于将所述红外光脉冲转换为电脉冲发送到所述第二三极管；所述第二三极管用于放大所述电脉冲，并将放大后的电脉冲发送到所述右升降副翼舵机；
[0015]所述第三光电耦合结构包括第三红外发光二极管、第三红外光敏二极管和第三三极管，所述第三红外发光二极管的输入端连接所述飞行控制计算机，用于产生红外光脉冲并照射到所述第三红外光敏二极管；所述第三红外光敏二极管的输出端连接所述第三三极管，用于将所述红外光脉冲转换为电脉冲发送到所述第三三极管；所述第三三极管用于放大所述电脉冲，并将放大后的电脉冲发送到所述无刷电机调速器。
[0016]进一步，所述光电耦合器还包括设置在机翼上的合路器，所述合路器输入端分别连接所述第一三极管、第二三极管和第三三极管，所述合路器输出端分别连接所述左升降副翼舵机、右升降副翼舵机和/或所述无刷电机调速器。
[0017]进一步，所述机身内部还设有飞行动力电池组，所述机翼上设有用于固定所述机翼和机身的导电螺栓，所述导电螺栓与所述飞行动力电池组电连接。
[0018]采用进一步技术方案的有益效果是:通过对原有的机翼固定螺栓重新设计，以导电螺栓为导电介质进行电源的传输，使得机身与机翼之间完全没有了接插件，用户组装飞机时，简单到只需扣上机翼，拧上导电螺栓，就完成了飞机的组装。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型实施例的电动无人机的连接示意图。
【具体实施方式】
[0020]以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
[0021]图1为KC1600型电动无人机的结构示意图，本实施例以KC1600型电动无人机为例来说明本实用新型的结构和原理。所述KC1600型电动无人机为了达到便于携带的目的，结构上采用了机翼与机身可方便折解与组装结构，飞行动力电池组装在机身内，左升降副翼舵机、右升降副翼舵机、无刷电机、及无刷电机调速器装在机翼内，因此需要用线缆将各电气部件联接起来。
[0022]如图1所示，本实施例包括组合在一起的机身和机翼，所述机身内部设有飞行控制计算机，所述机翼内设有左升降副翼舵机、右升降副翼舵机、无刷电机和与所述无刷电机相连的无刷电机调速器；本实施例的电动无人机还包括光电耦合器，所述光电耦合器包括第一光电稱合结构、第二光电稱合结构和第三光电稱合结构。
[0023]所述第一光电耦合结构包括设置在机身上的第一红外发光二极管和设置在机翼上的第一红外光敏二极管，所述第一红外发光二极管的输入端连接所述飞行控制计算机，用于产生红外光脉冲并照射到所述第一红外光敏二极管；所述第一红外光敏二极管的输出端连接所述左升降副翼舵机，用于将所述红外光脉冲转换为电脉冲发送到所述左升降副翼舵机。
[0024]所述第二光电耦合结构包括设置在机身上的第二红外发光二极管和设置在机翼上的第二红外光敏二极管，所述第二红外发光二极管的输入端连接所述飞行控制计算机，用于产生红外光脉冲并照射到所述第二红外光敏二极管；所述第二红外光敏二极管的输出端连接右升降副翼舵机，用于将所述红外光脉冲转换为电脉冲发送到所述右升降副翼舵机。
[0025]所述第三光电耦合结构包括设置在机身上的第三红外发光二极管和设置在机翼上的第三红外光敏二极管，所述第三红外发光二极管的输入端连接所述飞行控制计算机，用于产生红外光脉冲并照射到所述第三红外光敏二极管；所述第三红外光敏二极管的输出端连接所述无刷电机调速器，用于将所述红外光脉冲转换为电脉冲发送到所述无刷电机调速器。
[0026]优选的，本实施例的所述机翼上还设有分别与所述第一红外光敏二极管、第二红外光敏二极管和第三红外光敏二极管的输出端相连接的第一三极管、第二三极管和第三三极管，所述第一三极管、第二三极管和第三三极管的输出端分别连接所述左升降副翼舵机、右升降副翼舵机和所述无刷电机调速器。所述三极管均用于将所述红外光敏二极管转换的电脉冲进行放大后，送至左右升降副翼舵机和所述无刷电机调速器，实现电动无人机的控制。
[0027]同时，本实施例中，所述机身内部还设有飞行动力电池组，所述机翼上设有用于固定所述机翼和机身的导电螺栓，所述导电螺栓与所述飞行动力电池组电连接。通过对原有的机翼固定螺栓重新设计，以导电螺栓为导电介质进行电源的传输，使得机身与机翼之间完全没有了接插件，用户组装飞机时，简单到只需扣上机翼，拧上导电螺栓，就完成了飞机的组装。
[0028]飞行控制计算机输出的PMW脉宽控制信号，用脉冲的宽度来控制执行机构如舵机的角度、电机的转速，达到控制飞行的目的。PMW脉宽控制信号分别驱动三个红外发光二极管，这时控制信号的电脉冲就转变为光脉冲，当来自机身的光脉冲照射到红外光敏二级管时，又把光脉冲转变为微弱的电脉冲，分别经在三极管对信号进行放大后送至相应的执行机构，实现对电动无人机的控制。在其他的实施例中，可以根据飞行控制计算机的脉冲控制信号来设置光电耦合结构的个数，这种个数的变化均被本实用新型披露，在本实用新型保护的范围内。
[0029]在其他实施例涉及到更多路光电信号传输时，可以在机翼上设置合路器，合路器的输入端连接红外光敏二极管或三极管，合路器输出端连接左升降副翼舵机、右升降副翼舵机和/或无刷电机调速器等控制装置，将多路信号合为一路信号后进行传输，传输过程更加方便准确。
[0030]本实用新型的电动无人机通过光耦合结构在机身与机翼之间进行控制信号的传输，与现有的接插件直联方式相比，布线更为简便，方便进行飞机内部布局；同时没有了接插件，电动无人机重量有所减轻，在使用维护上更加方便；另外，本实用新型的电动无人机杜绝了接插件触点氧化造成接触不良的风险，在使用上不需专门去插接插件，整个装配过程一步完成，提高了电动无人机的展开速度，非常适合在需要应急起飞的场合使用；同时光耦合器件还能有效阻断飞机各部件之间的干扰，使得飞机的电磁兼容性更好。
[0031]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种基于光电稱合器的电动无人机，其特征在于:包括组合在一起的机身和机翼，所述机身内部设有飞行控制计算机，所述机翼内设有飞行姿势控制系统；还包括光电耦合器，所述光电耦合器包括光信号发送端和光信号接收端，所述光信号发送端设置在机身上，且与所述飞行控制计算机相连接，所述光信号发送端包括用于接收所述飞行控制计算机的指令并产生红外光脉冲的红外发光二极管；所述光信号接收端设置在机翼上，且与所述飞行姿势控制系统相连接，所述光信号接收端包括用于接收所述红外光脉冲，并将所述红外光脉冲转化为电信号发送给所述飞行姿势控制系统的红外光敏二极管。
2.根据权利要求1所述的电动无人机，其特征在于:所述光电耦合器还包括设置在机翼上的合路器，所述光信号接收端通过所述合路器连接所述飞行姿势控制系统。
3.根据权利要求1所述的电动无人机，其特征在于:所述光信号接收端还包括用于放大所述电信号的三极管，所述三极管输入端连接所述红外光敏二极管，所述三极管输出端连接所述飞行姿势控制系统。
4.根据权利要求1所述的电动无人机，其特征在于:所述飞行姿势控制系统包括设置在机翼中的左升降副翼舵机、右升降副翼舵机和/或无刷电机调速器。
5.根据权利要求4所述的电动无人机，其特征在于:所述光电耦合器包括第一光电耦合结构、第二光电耦合结构和第三光电耦合结构，所述第一光电耦合结构包括第一红外发光二极管、第一红外光敏二极管和第一三极管，所述第一红外发光二极管的输入端连接所述飞行控制计算机，用于产生红外光脉冲并照射到所述第一红外光敏二极管；所述第一红外光敏二极管的输出端连接所述第一三极管，用于将所述红外光脉冲转换为电脉冲发送到所述第一三极管；所述第一三极管用于放大所述电脉冲，并将放大后的电脉冲发送到所述左升降副翼舵机； 所述第二光电耦合结构包括第二红外发光二极管、第二红外光敏二极管和第二三极管，所述第二红外发光二极管的输入端连接所述飞行控制计算机，用于产生红外光脉冲并照射到所述第二红外光敏二极管；所述第二红外光敏二极管的输出端连接所述二三极管，用于将所述红外光脉冲转换为电脉冲发送到所述第二三极管；所述第二三极管用于放大所述电脉冲，并将放大后的电脉冲发送到所述右升降副翼舵机； 所述第三光电耦合结构包括第三红外发光二极管、第三红外光敏二极管和第三三极管，所述第三红外发光二极管的输入端连接所述飞行控制计算机，用于产生红外光脉冲并照射到所述第三红外光敏二极管；所述第三红外光敏二极管的输出端连接所述第三三极管，用于将所述红外光脉冲转换为电脉冲发送到所述第三三极管；所述第三三极管用于放大所述电脉冲，并将放大后的电脉冲发送到所述无刷电机调速器。
6.根据权利要求5所述的电动无人机，其特征在于:所述光电耦合器还包括设置在机翼上的合路器，所述合路器输入端分别连接所述第一三极管、第二三极管和第三三极管，所述合路器输出端分别连接所述左升降副翼舵机、右升降副翼舵机和/或所述无刷电机调速器。
7.根据权利要求1?6任一所述的电动无人机，其特征在于:所述机身内部还设有飞行动力电池组，所述机翼上设有用于固定所述机翼和机身的导电螺栓，所述导电螺栓与所述飞行动力电池组电连接。
【文档编号】B64C19/02GK203958609SQ201420230287
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年5月7日 优先权日:2014年5月7日
【发明者】王效波, 丁凯, 杨军, 杜志刚, 卢登升 申请人:武汉智能鸟无人机有限公司