有线电源多旋翼无人飞行器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种有线电源多旋翼无人飞行器，包括多旋翼无人飞行器和地面供电装置，所述的多旋翼无人飞行器上搭载有将地面供电装置的高压交流电转换成多旋翼无人飞行器适用的直流低压电的电源转换系统，所述的电源转换系统与地面供电装置之间通过电缆电性连接，所述的电源转换系统上还设置有为多旋翼无人飞行器各功能模块分配电能的供电总成。本发明的有线电源多旋翼无人飞行器，与现有多旋翼无人飞行器搭载电池的飞行方案相比，本发明使用了有线电源供电方案，能使飞行器的飞行时间大大增加，在飞行器电动机和其他设备可承受的范围内，几乎可以无限延长飞行时间。
【专利说明】有线电源多旋翼无人飞行器
【技术领域】
[0001]本发明涉及飞行器供电设备【技术领域】，尤其是一种有线电源多旋翼无人飞行器。【背景技术】
[0002]多轴多旋翼无人飞行器在民用和工程等领域应用越来越多，由于多轴多旋翼无人飞行器独特的飞行性能，决定了此类飞行器适合用于空中航拍和监控等。但是目前的多轴多旋翼无人飞行器也有其弊端，现有的产品和设计均采用锂电池等对该类飞行器进行供电，由于多轴多旋翼飞行器的升力完全由电动机提供，能耗较大所以耗电非常快。所搭载的电池容量越大则有效载荷越少，现有技术中的多轴多旋翼无人飞行器的飞行时间一般为5-10分钟，固定翼飞行器的飞行时间可达20分钟甚至更长，飞行时间如此之短，很难在一次飞行完成所设定的飞行任务。所以如何提高多轴多旋翼飞行器的飞行时间和有效载荷，则成了本领域所急需要解决的问题。
[0003]中国专利号ZL201210510858.3公开一种多旋翼无人飞行器系留系统，包括作为系留平台的多旋翼无人飞行器、系缆和地面装置，所述系缆连接所述多旋翼无人飞行器和所述地面装置；所述多旋翼无人飞行器包括系留电源装置，所述系缆包括输电线缆，所述地面装置包括地面供电装置，所述系留电源装置通过所述系缆中的输电线缆连接所述地面供电装置。此申请通过系缆将地面的电能输送至无人飞行器，地面装置的供电装置为直流电，在进行输电时的大电流较大，因输电线缆有电阻，因此供电电压降压明显，为使飞行器起飞获得较大的升力，在起飞时需进一步增大电流，以确保无人飞行器的供电电压，待飞行器进入稳定状态后再降低电流至工作电流。无人飞行器中包含较多高精度、高灵敏度的电动机等电子元器件，电流较大时对其冲击较大，因此此法具有较大的弊端。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是:克服现有技术中多旋翼无人飞行器的供电难题，提供一种有线电源多旋翼无人飞行器，采用有线电源供电方案，使飞行器的飞行时间大大增加，在飞行器电动机和其他设备可承受的范围内，几乎可以无限延长飞行时间，可使无人飞行器有充分的时间执行任务。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种有线电源多旋翼无人飞行器，包括多旋翼无人飞行器和地面供电装置，所述的多旋翼无人飞行器上搭载有将地面供电装置的高压交流电转换成多旋翼无人飞行器适用的直流低压电的电源转换系统，所述的电源转换系统与地面供电装置之间通过电缆电性连接，所述的电源转换系统上还设置有为多旋翼无人飞行器各功能模块分配电能的供电总成。地面供电装置通过电缆将电能传输至电源转换系统，电源转换系统将交流电转换为24V \ 48V \ 72V直流电(根据机型大小不同而定)，再通过供电总成对飞行器所有用电设备进行供电。
[0006]作为优选，所述的地面供电装置为220V市电或IlOV市电或交流发电机。220V市电为我国采用的供电标准电压，Iiov市电为日本等国采用的供电标准电压。[0007]进一步的，所述的交流电发电机为输出电压为220V或IlOV的移动式发电机。为提高移动性能，使用者可手提移动式发电机随无人飞行器运动。
[0008]为了防止地面供电装置突然失去电力，所述的多旋翼无人飞行器上安装有应急电源，所述的应急电源的电极连接端设有电池保护模块，所述的电池保护模块的充电端与地面供电装置之间通过电缆连接，电池保护模块的放电端与供电总成之间通过导线连接。应急电源能在地面供电装置故障时临时供电，提供短时间继续飞行的电力以完成飞行任务，或确保无人飞行器能安全降落防止坠落。电池保护模块在应急电池缺电时进行充电，充满电后可自动停止充电起到保护电池作用。
[0009]作为优选，所述的应急电源为锂电池。锂电池体积小、重量轻、容量大适合于无人飞行器。
[0010]具体的，所述的供电总成包括系统供电电路、电动机供电电路和任务系统供电电路，所述的系统供电电路包括将直流低压电转换为5V直流电为飞行控制系统供电的第一稳压模块；所述的电动机供电电路包括调节电动机电流的电子调速器；所述的任务系统供电电路包括将直流低压电转换为12V直流电为任务系统供电的第二稳压模块。飞行控制系统需要5V的直流电，根据飞行状态需要给电动机不同的电流，从而控制其起飞、移动、上升、下降或转向，飞行器上还会搭载一些任务系统，如摄像装置、图像传输设备、通讯装置
坐寸o
[0011]本发明的有益效果是，本发明的有线电源多旋翼无人飞行器，与现有多旋翼无人飞行器搭载电池的飞行方案相比，本发明使用了有线电源供电方案，能使飞行器的飞行时间大大增加，在飞行器电动机和其他设备可承受的范围内，几乎可以无限延长飞行时间。使飞行器在长时低空监控、信号中继、现场直播、长耗时任务、考古、探矿等领域可发挥更大的作用。并且供电电流、电压更稳定，保障飞行器上高精度、高灵敏设备的正常工作，使飞行状态更稳定，并有利于延长各个设备的使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0013]图1是本发明的有线电源多旋翼无人飞行器优选实施例的立体图；
[0014]图2是本发明的有线电源多旋翼无人飞行器的电路原理图。
[0015]图中:1.多旋翼无人飞行器，2.地面供电装置，3.电源转换系统，4.电缆。
【具体实施方式】
[0016]现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0017]如图1或2所示，本发明的一种有线电源多旋翼无人飞行器，包括多旋翼无人飞行器I和地面供电装置2，所述的多旋翼无人飞行器I上搭载有将地面供电装置2的高压交流电转换成多旋翼无人飞行器I适用的直流低压电的电源转换系统3，所述的电源转换系统3与地面供电装置2之间通过电缆4电性连接，所述的电源转换系统3上还设置有为多旋翼无人飞行器I各功能模块分配电能的供电总成。地面供电装置2通过电缆4将电能传输至电源转换系统3，电源转换系统3将交流电转换为24V \ 48V \ 72V直流电(根据机型大小不同而定)，再通过供电总成对飞行器所有用电设备进行供电。
[0018]作为优选，所述的地面供电装置2为220V市电或IlOV市电或交流发电机。220V市电为我国采用的供电标准电压，Iiov市电为日本等国采用的供电标准电压。
[0019]进一步的，所述的交流电发电机为输出电压为220V或IlOV的移动式发电机。为提高移动性能，使用者可手提移动式发电机随无人飞行器运动。
[0020]为了防止地面供电装置2突然失去电力，所述的多旋翼无人飞行器上安装有应急电源，所述的应急电源的电极连接端设有电池保护模块，所述的电池保护模块的充电端与地面供电装置2之间通过电缆4连接，电池保护模块的放电端与供电总成之间通过导线连接。应急电源能在地面供电装置2故障时临时供电，提供短时间继续飞行的电力以完成飞行任务，或确保无人飞行器能安全降落防止坠落。电池保护模块能使应急电源安全充放电和平衡充放电，平衡充电，电池才不会在充电时寿命减少。
[0021]作为优选，所述的应急电源为锂电池。锂电池体积小、重量轻、容量大适合于无人飞行器。
[0022]具体的，所述的供电总成包括系统供电电路、电动机供电电路和任务系统供电电路，所述的系统供电电路包括将直流低压电转换为5V直流电为飞行控制系统供电的第一稳压模块；所述的电动机供电电路包括调节电动机电流的电子调速器；所述的任务系统供电电路包括将直流低压电转换为12V直流电为任务系统供电的第二稳压模块。飞行控制系统需要5V的直流电，根据飞行状态需要给电动机不同的电流，从而控制其起飞、移动、上升、下降或转向，飞行器上还会搭载一些任务系统，如摄像装置、通讯装置等。
[0023]本发明采用的电缆可以选用50-150米长度，即无人飞行器的最高飞行高度可达50-150米，飞行高度与电缆的长度有关，越长飞行器的负重越大，需要的飞行器升力越大，需采用规格更大的电动机，可根据需要选用合适的电缆长度，配合合适的电动机，以降低成本。无人飞行器上可搭载摄像装置，执行监控、现场直播；也可搭载通讯设备，悬停于空中，实现信号中继功能，如地震地区搭建临时通讯基站，长时间悬停空中，作为信号基站；还可搭载探测装置，用于考古和探矿。
[0024]以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【权利要求】
1.一种有线电源多旋翼无人飞行器，包括多旋翼无人飞行器和地面供电装置，其特征是:所述的多旋翼无人飞行器上搭载有将地面供电装置的高压交流电转换成多旋翼无人飞行器适用的直流低压电的电源转换系统，所述的电源转换系统与地面供电装置之间通过电缆电性连接，所述的电源转换系统上还设置有为多旋翼无人飞行器各功能模块分配电能的供电总成。
2.如权利要求1所述的有线电源多旋翼无人飞行器，其特征是:所述的地面供电装置为220V市电或IlOV市电或交流发电机。
3.如权利要求2所述的有线电源多旋翼无人飞行器，其特征是:所述的交流电发电机为输出电压为220V或IlOV的移动式发电机。
4.如权利要求1所述的有线电源多旋翼无人飞行器，其特征是:所述的多旋翼无人飞行器上安装有应急电源，所述的应急电源的电极连接端设有电池保护模块，所述的电池保护模块的充电端与地面供电装置之间通过电缆连接，电池保护模块的放电端与供电总成之间通过导线连接。
5.如权利要求4所述的有线电源多旋翼无人飞行器，其特征是:所述的应急电源为锂电池。
6.如权利要求1所述的有线电源多旋翼无人飞行器，其特征是:所述的供电总成包括系统供电电路、电动机供电电路和任务系统供电电路，所述的系统供电电路包括将直流低压电转换为5V直流电为飞行控制系统供电的第一稳压模块；所述的电动机供电电路包括调节电动机电流的电子调速器；所述的任务系统供电电路包括将直流低压电转换为12V直流电为任务系统供电的第二稳压模块。
【文档编号】B64F1/36GK103754373SQ201410012143
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月10日 优先权日:2014年1月10日
【发明者】杨华东, 许剑, 吴奇才 申请人:江苏艾锐泰克无人飞行器科技有限公司