无人机用载板的制作方法

文档序号:15312296发布日期:2018-08-31 22:08阅读:169来源:国知局

本申请涉及无人机技术领域,具体而言,涉及一种无人机用载板。



背景技术:

无人驾驶飞机简称“无人机”(“uav”),是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器。无人机实际上是无人驾驶飞行器的统称,从技术角度定义可以分为:无人固定翼飞机、无人垂直起降飞机、无人飞艇、无人直升机、无人多旋翼飞行器、无人伞翼机等。与载人飞机相比,它具有体积小、造价低、使用方便、对作战环境要求低、战场生存能力较强等优点。此外,微型航拍飞行器在内的其他飞行装置也日渐流行。

目前市面上采用飞行控制器对无人机的飞行状态进行控制,在对飞行控制器使用时,因为需要使用有线连接与其他电子设备进行通信,许多线路连接在飞行控制器上,造成线路复杂。并且,过多的线路不利于用户更换飞行控制器。如果用户想要升级飞行控制器,只能够把线路拔掉,再进行更换,造成麻烦。另外,因为飞行控制器上的接口是固定的,不可修改的,凡是选用一款飞行控制器的用户不可以将不需要的外部设备接口去掉,造成空间上的浪费。比如,某个用户在使用时不需要连接gps,但是他用的飞控上带有gps的接口,这就造成了gps接口的浪费。

针对相关技术中飞行控制器升级不便,而且飞行控制器上线路端口过多、不可修改的问题,目前尚未提出有效的解决方案。



技术实现要素:

本申请的主要目的在于提供一种无人机用载板,以解决飞行控制器升级不便,同时飞行控制器上线路端口过多、不可修改的问题。

为了实现上述目的,本申请提供了一种无人机用载板。

根据本申请的无人机用载板,包括:电源分配单元、主控板接口单元、外部设备接口单元和载板主体,所述电源分配单元用于为与多种供电电源连接提供接口;所述主控板接口单元用于为与主控板连接提供接口;所述外部设备接口单元用于为与多种外部设备连接提供接口;所述载板主体用于承载所述电源分配单元、所述主控板接口单元和所述外部设备接口单元,所述载板主体通过所述主控板接口单元与所述主控板可拆卸的连接。

进一步的,所述电源分配单元包括usb电源模块、主电源模块、备用电源模块和第一电流传输模块,所述usb电源模块、主电源模块和备用电源模块通过第一电流传输模块分别与所述外部设备接口单元电性连接。

进一步的,所述第一电流传输模块为并联的多个二极管,所述二极管的正极与所述电源分配单元电性连接,所述二极管的负极与所述外部设备接口单元电性连接。

进一步的,所述单元分配单元包括伺服电源模块,所述伺服电源模块通过第二电流传输模块与所述主控板电性连接。

进一步的,所述第二电流传输模块为二极管,所述二极管的正极与所述伺服电源模块电性连接,所述二极管的负极与所述主控板电性连接。

进一步的,所述外部设备接口单元包括外部设备接口单元包括串口模块、can总线接口、spi接口和模拟信号接口,所述电源分配单元分别与所述串口模块、所述can总线接口、所述spi接口和所述模拟信号接口电性连接。

进一步的,所述串口模块包括第一串口、第二串口、第三串口、第四串口和第五串口,所述第一串口和所述第二串口为遥测信号接口,所述第三串口和第四串口分别包括为gps接口和i2c总线接口,所述第五串口为备用接口。

进一步的,所述第三串口和所述第四串口设置在不同的集线器上。

进一步的,所述电源分配单元与所述外部设备接口单元之间设置有开关模块和瞬态抑制滤波器。

进一步的,所述载板主体的顶面上开设有对限位部,所述载板主体与所述主控板连接状态,所述主控板嵌设在所述限位部内,所述主控板的通信端口与所述主控板接口单元连接。

在本申请实施例中,采用在飞行控制器上设置有独立的载板主体,载板主体上设置有电源分配单元、主控板接口单元和外部设备接口单元,主控板用于处理各器件采集到的飞行数据,并对无人机的无人机的飞行状态进行控制,而载板主体上的各接口单元只用于作为主控板与其余电子设备之间的通讯连接设备,负责在主控板与其余电子设备之间传输信息。用户在更换或者升级主控板时,只需要将主控板从载板主体上拆卸下来,单独对主控板更换或者升级后直接与载板插接即可,载板主体不需要更换,也无需拔掉载板主体上的电子设备连接线,节省了更换的时间,进而解决了飞行控制器升级不便,而且飞行控制器上线路端口过多、不可修改的技术问题。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解,使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:

图1是本发明无人机用载板的电气结构框图;

图2是本发明无人机用载板的立体图;

图3是本发明无人机用载板的电路结构示意图;。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,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的实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中,术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”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。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例,并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位,或以特定方位进行构造和操作。

并且,上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外,还可能用于表示其他含义,例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。

此外,术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“电性连接”应做广义理解。例如,可以是固定连接,可拆卸连接,或整体式构造;可以是机械连接,或电连接;可以是直接相连,或者是通过中间媒介间接相连,又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1所示,本申请涉及一种无人机用载板,该无人机用载板包括电源分配单元5、主控板接口单元2、外部设备接口单元3和载板主体1,电源分配单元5用于为与多种供电电源连接提供接口;主控板接口单元2用于为与主控板连接提供接口;外部设备接口单元3用于为与多种外部设备连接提供接口;载板主体1用于承载电源分配单元5、主控板接口单元2和外部设备接口单元3。电源分配单元5、主控板接口单元2和外部设备接口单元3设置在载板主体1上,载板主体1通过所述主控板接口单元2与所述主控板可拆卸的连接。采用在飞行控制器上设置有独立的载板主体1,载板主体1上设置有电源分配单元5、主控板接口单元2和外部设备接口单元3,主控板用于处理各器件采集到的飞行数据,并对无人机的无人机的飞行状态进行控制,而载板主体1上的各接口单元只用于作为主控板与其余电子设备之间的通讯连接设备,负责在主控板与其余电子设备之间传输信息。用户在更换或者升级主控板时,只需要将主控板从载板主体1上拆卸下来,单独对主控板更换或者升级后直接与载板插接即可,载板主体1不需要更换,也无需拔掉载板主体1上的电子设备连接线,节省了更换的时间。

如图3所示,电源分配单元5包括usb电源模块501、主电源模块502、备用电源模块503和第一电流传输模块504,usb电源模块501、主电源模块502和备用电源模块503通过第一电流传输模块504分别与外部设备接口单元3电性连接,usb电源模块501的供电电压为5v,主电源模块502和备用电源模块503供电电压为5.3v。第一电流传输模块504为并联的多个二极管,二极管的正极与电源分配单元5电性连接,二极管的负极与外部设备接口单元3电性连接,第一电流传输模块504的限压值为5.7v。配置有多种电源模块,能够满足对不同外部设备的供电需求。

如图3所示,单元分配单元5还包括伺服电源模块509,伺服电源模块509通过第二电流传输模块517与所述主控板电性连接,伺服电源模块509的供电电压为4.5v至10v。第二电流传输模块517为二极管,二极管的正极与伺服电源模块509电性连接,二极管的负极与主控板电性连接。伺服电源模块509的设置能够满足对主控板的供电需求。

如图3所示,外部设备接口单元3包括串口模块、can总线接口515和spi接口516,电源分配单元5分别与串口模块、can总线接口515、spi接口516和模拟信号接口电性连接。串口模块包括第一串口501、第二串口511、第三串口512、第四串口513和第五串口514,第一串口501和第二串口502为遥测信号接口,第三串口512和第四串口513分别包括为gps接口和i2c总线接口,第三串口512和第四串口513设置在不同的集线器上。第五串口514为备用接口。

外部设备接口单元3还包括s.bus接口、pwm接口、遥控接口(telem接口)和遥测接口(spektrum接口),s.bus接口和pwm接口作为输出接口用于向无人机的电机或其他电子设备发送控制信号,遥控接口用于对无人机的飞行状态进行远程控制,遥测接口用于将将无人机的近距离测量参量发送至监控端。

第三串口512设置有安全按钮,也可设置安全灯,i2c总线接口可连接罗盘模块和led灯。由于i2c总线接口的数量为两个,并且分别设置在不同集线器上,因此允许两个罗盘模块同时连接。第五串口514作为备用接头位于载板主体1的底部。串口模块上的五个串口可承载3.3vcmos电压,同时拥有5v的电容用作缓冲和esd(静电释放)保护。

spi接口516没有缓冲电容,只能通过较短的线缆连接,spi接口516作为载板的测试接口。模拟信号接口限制最高到电压为12v,一般保持在0至3.3v之间。can总线接口515是标准的can集线器,can集线器的一端固定在载板主体上,驱动端安装在主控板上。i2c总线接口采用直接驱动的方式,i2c总线接口的驱动端安装在主控板上,最高可承载3.3v电压。

如图3所示,电源分配单元5与外部设备接口单元3之间设置有开关模块和瞬态抑制滤波器。用于过载或者低载电压的检测和保护,保证各串口模块传输给外接设备的电压不超过5.5v,开关模块会在供电电压低于2.7v或者高于5.7断开连接,为外接设备的正常工作提供保证。

本申请所适用的无人机飞行控制器包括主控板与载板,主控板的内部设置有主要的处理芯片和微机电系统传感器(mems),主控板用于处理传感器采集到的数据,并对无人机的飞行状态进行控制,而载板包括电源分配单元5、主控板接口单元2和外部设备接口单元3,载板用于作为主控板与其余电子设备之间的通讯连接设备,负责在主控板与其余电子设备之间传输信息。

如图2所示,载板主体1的顶面上开设有对限位部4,载板主体1与主控板连接状态,主控板嵌设在所述限位部4内,主控板的通信端口与主控板接口单元2连接,主控制板接口单元2采用单一接口(如:df17接口)。

根据本申请的技术方案用户在更换或者升级飞行控制器时,只需要将主控板从载板主体1上拆卸下来,再将更换或升级后的主控板直接插接上去即可,载板主体1不需要更换,无需将载板主体1与其他电子设备的连接线拔掉,节省了更换的时间,解决了无人机的飞行控制器中主控板需要和多种电子设备直接连接、拆装不便的问题。另外,根据本申请的技术方案解决了无人机飞行控制器为满足功能要求接口过多而无法实现定制化的问题。用户可以根据无人机需要实现的功能不同对载板1上的接口进行不同的设置,其中轻小型载板接口较少,适合不需要连接太多电子设备或者实现功能较少的无人机使用;其中大型载板接口较多,适合需要连接较多电子设备或者实现功能较多的无人机使用。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

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