无人机及其电机的运行监控装置的制作方法

本实用新型涉及无人机技术领域，特别涉及一种无人机电机的运行监控装置和一种无人机。

背景技术：

无人机由于其用途广泛、成本低、效费比好，且无人员伤亡风险、生存能力强、机动性能好、使用方便等优点，在军用领域和民用领域都有极其重要的作用和广阔的前景。

目前，无人机一般采用无刷电机方案，虽然此方案可以大大增加无人机轴承的寿命，但是，由于电机往往工作在高温高速的情况下，在长时间、规模化作业时，轴承会受到不同方向力的作用，这会对轴承产生一定的损坏，从而影响电机的使用寿命。

相关技术中，一般将无人机电机轴承寿命标称在200小时左右。然而，实际作业中，无人机电机轴承寿命受很多因素的影响，例如温度情况、转速情况和震动情况等，因此，不同无人机电机的轴承寿命有较大差别。如果，直接将所有无人机电机的轴承寿命标称在200小时左右，当无人机出现异常情况时，无法及时对无人机进行相应的维护，从而容易导致无人机出现炸机等事故。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种无人机电机的运行监控装置，该运行监控装置通过对无人机电机的运行时的温度信息、转速信息和震动信息进行检测，评估电机的运行状况和电机的使用寿命情况，从而提高了无人机飞行的安全性。

本实用新型的另一个目的在于提出一种无人机。

为达到上述目的，本实用新型一方面提出了一种无人机电机的运行监控装置，包括：检测单元，所述检测单元包括温度检测器、转速检测器和震动检测器，所述检测单元通过所述温度检测器、所述转速检测器和所述震动检测器分别检测电机运行时的温度信息、转速信息和震动信息；微处理器，所述微处理器分别与所述温度检测器、所述转速检测器和所述震动检测器相连，所述微处理器接收所述电机运行时的温度信息、转速信息和震动信息，并对所述电机运行时的温度信息、转速信息和震动信息进行处理以获取所述电机运行时的实时数据。

根据本实用新型的无人机电机的运行监控装置，通过检测单元的温度检测器、转速检测器和震动检测器分别检测电机运行时的温度信息、转速信息和震动信息，并通过微处理器接收电机运行时的温度信息、转速信息和震动信息，并对电机运行时的温度信息、转速信息和震动信息进行处理以获取电机运行时的实时数据，用以评估电机的运行状况和电机的使用寿命情况，从而可以确保无人机飞行的安全性。

具体地，上述的无人机电机的运行监控装置，还包括：存储器，所述存储器与所述微处理器相连，所述存储器用以存储所述电机运行时的实时数据；通讯单元，所述通讯单元与所述微处理器相连，所述通讯单元用以建立所述微处理器与外部数据接收设备之间的通讯连接，其中，所述微处理器通过所述通讯单元将所述电机运行时的实时数据传输给所述外部数据接收设备，以便所述外部数据接收设备根据所述电机运行时的实时数据评估所述电机的运行状况和/或所述电机的使用寿命情况。

进一步地，所述外部数据接收设备为无人机的电控系统或外部数据采集系统。

具体地，运行监控装置设置在所述电机的定子上。

具体地，所述温度检测器包括至少一个温度传感器，其中，当所述温度检测器包括多个温度传感器时，所述温度检测器通过所述多个温度传感器检测所述电机多个位置的温度，以评估所述电机的散热情况。

进一步地，所述转速检测器通过红外检测方式或磁感应检测方式检测所述电机的运行速度，以便所述外部数据接收设备根据所述电机多个位置的温度和所述电机的运行速度评估所述电机的运行状况。

进一步地，所述转速检测器还用以获取所述电机运行的总圈数，所述震动检测器包括3轴陀螺仪和3轴加速度计，所述震动检测器通过所述3轴陀螺仪和3轴加速度计检测所述电机的震动信息，以便所述外部数据接收设备根据所述电机多个位置的温度、所述电机的运行速度和所述电机的震动信息评估所述电机的使用寿命。

具体地，上述的无人机电机的运行监控装置还包括：电源单元，所述电源单元与所述微处理器相连，所述电源单元采用降压电路以输出供电电压给所述微处理器。

具体地，所述通讯单元通过RS232、RS485或者ECAN方式与所述外部数据接收设备进行通讯。

为达到上述目的，本实用新型另一方面提出了一种无人机，其包括上述的无人机电机的运行监控装置。

本实用新型的无人机，通过上述的无人机电机的运行监控装置的检测单元的温度检测器、转速检测器和震动检测器分别检测电机运行时的温度信息、转速信息和震动信息，并通过微处理器接收电机运行时的温度信息、转速信息和震动信息，并对电机运行时的温度信息、转速信息和震动信息进行处理以获取电机运行时的实时数据，用以评估电机的运行状况和电机的使用寿命情况，从而确保了无人机飞行的安全性。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中，

图1是根据本实用新型一个实施例的无人机电机的运行监控装置的方框示意图；

图2是根据本实用新型另一个实施例的无人机电机的运行监控装置的方框示意图；以及

图3是根据本实用新型又一个实施例的无人机电机的运行监控装置的方框示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图描述本实用新型实施例的无人机电机的运行监控装置和无人机。

图1是根据本实用新型一个实施例的无人机电机的运行监控装置的方框示意图。如图1所示，该运行监控装置包括：检测单元10和微处理器20。

其中，检测单元10包括温度检测器101、转速检测器102和震动检测器103，检测单元10通过温度检测器101、转速检测器102和震动检测器103分别检测电机运行时的温度信息、转速信息和震动信息。微处理器20分别与温度检测器101、转速检测器102和震动检测器103相连，微处理器20接收电机运行时的温度信息、转速信息和震动信息，并对电机运行时的温度信息、转速信息和震动信息进行处理以获取电机运行时的实时数据。

具体地，在无人机运行时，温度检测器101、转速检测器102和震动检测器103分别检测电机运行时的温度信息、转速信息和震动信息，并将温度信息、转速信息和震动信息发送至微处理器20。微处理器20接收温度信息、转速信息和震动信息并对温度信息、转速信息和震动信息进行处理，从而获得电机运行时的实时数据。可以通过监控电机运行时的实时数据，评估所述电机的运行状况和电机的使用寿命情况，当无人机出现异常时，可及时对无人机进行相应的维护，从而防止无人机出现炸机等事故，提高无人机飞行的安全性。

根据本实用新型的一个实施例，如图2所示，上述的无人机电机的运行监控装置还可以包括：存储器30和通讯单元40。

其中，存储器30与微处理器20相连，存储器30用以存储电机运行时的实时数据。通讯单元40与微处理器20相连，通讯单元40用以建立微处理器20与外部数据接收设备之间的通讯连接，其中，微处理器20通过通讯单元40将电机运行时的实时数据传输给外部数据接收设备，以便外部数据接收设备根据电机运行时的实时数据评估电机的运行状况和/或电机的使用寿命情况。

进一步地，在本实用新型实施例中，通讯单元40可以通过RS232、RS485或者ECAN(Enhanced Control Area Network，增强型控制局域网)方式与外部数据接收设备进行通讯。外部数据接收设备可以为无人机的电控系统或外部数据采集系统。

具体地，通讯模块40通过RS232、RS485或者ECAN方式与外部数据接收设备进行通讯，从而将电机运行时的实时数据传送至无人机的电控系统或外部数据采集系统，无人机的电控系统或外部数据采集系统对电机运行时的实时数据进行分析，并根据实时数据评估电机的运行状况，从而可以及时发现电机的异常状况，及时对电机进行相应的维护，提高无人机飞行的安全性。同时，存储模块30将电机运行时的实时数据存储起来作为历史数据，可以用于电机离线时实时数据的查看、记录和分析等。针对各个电机的不同情况，通过对多个历史数据进行数据分析、统计，评估电机的使用寿命和电机需要维护的时间点，用户可针对不同电机进行针对性维护，降低电机的维护成本。

需要说明的是，在本实用新型实施例中，无人机电机的运行监控装置设置在电机的定子上。

根据本实用新型的一个实施例，温度检测器101包括至少一个温度传感器，其中，当温度检测器101包括多个温度传感器时，温度检测器101通过多个温度传感器检测电机多个位置的温度，以评估所述电机的散热情况。

根据本实用新型的一个实施例，转速检测器102可以通过红外检测方式或磁感应检测方式检测电机的运行速度，以便外部数据接收设备根据电机多个位置的温度和电机的运行速度评估电机的运行状况。

例如，在相同运行速度情况下，电机为温升较之前有明显的提升，说明电机可能发生散热不良或者轴承卡顿等问题，需对电机进行相应的检修，以保障电机可以继续正常运行。

根据本实用新型的一个实施例，转速检测器102还用以获取电机运行的总圈数，震动检测器103包括3轴陀螺仪和3轴加速度计，震动检测器103通过3轴陀螺仪和3轴加速度计检测电机的震动信息，以便外部数据接收设备根据电机多个位置的温度、电机的运行速度和电机的震动信息评估电机的使用寿命。

具体地，转速检测器102在检测电机的运行速度的同时，还记录电机运行的总圈数。震动检测器103通过3轴陀螺仪和3轴加速度计记录电机的震动数据并生成震动信息，以评估电机的震动水平。举例而言，当电机的震动数据明显增大时，说明电机可能出现了轴承虚位或者电机固定异常的问题，如果轴承虚位大到一定程度则会影响无人机的正常运行，因此需对电机进行相应的检修，例如更换轴承，以保障电机可以继续正常运行。

同时，外部数据接收设备根据电机多个位置的温度、电机的运行速度、电机的运行总圈数和电机的震动信息评估电机的使用寿命，而不是笼统的将200小时作为电机的使用寿命。

根据本实用新型的一个实施例，如图3所示，上述的无人机电机的运行监控装置还可以包括：电源单元50。

电源单元50与微处理器20相连，电源单元50采用降压电路以输出供电电压给微处理器。

具体地，电源单元50将外接电源电压进行降压处理，以给无人机电机的运行监控装置进行供电。

综上所述，根据本实用新型的无人机电机的运行监控装置，通过检测单元的温度检测器、转速检测器和震动检测器分别检测电机运行时的温度信息、转速信息和震动信息，并通过微处理器接收电机运行时的温度信息、转速信息和震动信息，并对电机运行时的温度信息、转速信息和震动信息进行处理以获取电机运行时的实时数据，评估电机的运行状况和电机的使用寿命情况，从而可以确保无人机飞行的安全性。

此外，本实用新型还提出一种无人机，其包括上述的无人机电机的运行监控装置。

本实用新型的无人机，通过上述的无人机电机的运行监控装置的检测单元的温度检测器、转速检测器和震动检测器分别检测电机运行时的温度信息、转速信息和震动信息，并通过微处理器接收电机运行时的温度信息、转速信息和震动信息，并对电机运行时的温度信息、转速信息和震动信息进行处理以获取电机运行时的实时数据，评估电机的运行状况和电机的使用寿命情况，从而确保了无人机飞行的安全性。

在本实用新型的描述中，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”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。