一种无人机加油装置的制作方法

本实用新型涉及无人机技术领域，具体涉及一种无人机加油装置。

背景技术：

目前，市场上的大多数小型无人机都采用锂离子电池维持动力，基于现有电池的能量密度，电动无人机的续航能力较弱，一般情况下，飞行时间只有30分钟左右。

因此，长航时、大载重的行业级无人机主要采用油动方式，对无人机加注燃油是无人机在开展作业前的必要步骤，但是现有无人机燃油加注技术，存在以下问题：

(1)燃油加注量的可控精度：目前的无人机燃油加注方式有油泵加注和地面直接倾注；这两种加注方式都存在燃油加注量不能精确控制的缺陷，即地勤机务人员只能通过目测和过往经验对无人机进行燃油加注，导致期望的加注量与实际的加注量之间存在偏差；

(2)燃油加注作业的安全性：由于燃油是易燃易爆炸液体，属于危险物品，若在加油装置进行加注作业时，其内部电路因负荷过载发热、半接触状态器件被击穿以及特殊器件特性等引起火花，极易引燃燃油和飞机，严重时可能发生爆炸，威胁人身财产安全。

技术实现要素：

本实用新型为解决现有技术中无人机加油安全性差的技术问题，提出了一种无人机加油装置，应用这种加油装置能够将电路单元和油路单元隔离，并实时监测油路单元的工作状态，提高了无人机加油装置的安全性。

本实用新型的技术方案：

一种无人机加油装置，包括：

油路单元，所述油路单元设有油路模块和检测模块，所述油路模块包括油泵和分别连接在所述油泵两端的第一油路和第二油路，所述检测模块包括温度传感器和漏液传感器，所述温度传感器用于检测油路模块的温度，所述漏液传感器用于检测油路模块是否漏油；

电路单元，所述电路单元设有控制器，所述控制器根据所述温度传感器或所述漏液传感器的反馈信号断开所述油路单元和电路单元的电连接；

箱体，所述箱体内设有所述油路单元和所述电路单元，所述油路单元和电路单元之间通过隔离片进行隔离。

进一步地，所述油路模块还包括流量传感器，所述流量传感器被配置在第一油路或第二油路上。

进一步地，所述油路模块还包括压力传感器，所述压力传感器和所述第二油路连通。

进一步地，所述油泵为双向防爆油泵，且其内部采用防爆电机。

进一步地，还包括电源，所述电源包括锂电池和充放电电路。

进一步地，所述电源还包括双mos保护模块。

进一步地，还包括显示屏和设置键。

进一步地，所述控制器通过继电器控制所述油泵开启和关闭。

采用上述技术方案后，本实用新型提供的一种无人机加油装置，与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本实用新型将电路单元和油路单元集成在箱体内，并通过隔离片进行隔离，避免电路单元的器件过载击穿产生的火花造成安全隐患；

(2)本实用新型在油路单元设有检测模块，检测模块包括温度传感器和漏液传感器，可实时监测油路模块的温度和漏油情况，并在检测到高温或者漏油时，断开油路单元和电路单元的电连接，同时通过显示屏显示报警信号；

(3)本实用新型加油装置的第一油口和第二油口均采用碳钢液压双自封快速接口，该接口的公头和母头对接后，阀芯自动开启；公头和母头断开时，阀芯自动闭合，可防止燃油泄漏；

(4)本实用新型的油泵为双向防爆油泵，其内部采用防爆电机，保证油泵在工作时内部不会产生电火花，以保证使用安全性；同时，采用双向油泵不仅可以对无人机油箱内加油，也可在无人机长期不使用时，将其油箱内的油抽出，防止油长时间放置挥发或者变质；

(5)本实用新型的油路单元设有流量传感器，用于测量油流量，当加油至设定值时，控制器控制油泵停止工作，实现定量加油；

(6)本实用新型的油路单元设有压力传感器，该压力传感器和第二油路连通，当无人机在加油时，随着无人机油箱内燃油的增加，会产生一个和燃油流动方向相反的压力，且该压力逐渐增加，直到无人机油箱加满时，压力传感器检测到压力达到设定值，控制器根据压力传感器的反馈信号控制油泵停止工作，实现箱满即停；

(7)本实用新型的电源设有双mos保护模块，可对锂电池进行保护，避免因过充电、过放电或短路导致电池寿命缩短或电池损坏。

附图说明

图1为本实用新型实施例的无人机加油装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例的无人机加油装置的油路模块的结构示意图；

图3为本实用新型实施例的光电式水浸传感器在未检测到漏油时的工作原理示意图；

图4为本实用新型实施例的光电式水浸传感器在检测到漏油时的工作原理示意图；

图5为本实用新型实施例的无人机加油装置的电路原理示意图；

图6为本实用新型实施例的无人机加油装置的电路结构示意图；

图7为本实用新型实施例的无人机加油装置的油泵开关的电路示意图；

图8为本实用新型实施例的双mos保护模块的电路结构示意图。

其中，

油路单元1，油泵111，第一油路112，第二油路113，第一油口114，第二油口115，继电器116，温度传感器121，漏液传感器122，流量传感器123，压力传感器124，红外发射器1241，光敏接收器1242，反射镜1243；

电路单元2，充电口21，工作指示灯22，电量指示灯23，控制器24，设置键25，锂电池26，双mos保护模块261，降压模块262；

箱体3，隔离片31，开关32，显示屏33；

燃油桶4；

无人机油箱5。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

如图1所示，本实施例的无人机加油装置包括箱体3和设置在箱体3内的油路单元1和电路单元2，油路单元1设有油路模块，如图2所示，油路模块包括油泵111和分别连接在油泵111两端的第一油路112和第二油路113，第一油路112伸出箱体3外部形成第一油口114，第二油路113伸出箱体3外部形成第二油口115，可将第一油口114连接燃油桶4，第二油口115连接无人机油箱5，这样便可对无人机进行加油；电路单元2设有控制器24，如图5-6所示，控制器24可控制油泵111开启，进行加油；箱体3为防爆箱，且其内部设有隔离片31，电路单元2和油路单元1通过隔离片31进行隔离，同时在隔离片31上开小孔，仅让导线穿过，如油泵111的供电线或者通信线，另外可通过涂抹胶水等方式将小孔密封，使得电路单元2和油路单元1完全隔离。本实施例将电路单元2和油路单元1集成在箱体3内，并通过隔离片31进行隔离，避免电路单元2的器件过载击穿产生的火花造成安全隐患。

进一步地，本实施例在油路单元1还设有检测模块，检测模块包括温度传感器121，用于检测油路单元的温度，温度传感器121可选但不限于数字式温度传感器，数字式温度传感器相对于传统的温度传感器，能减小外界的干扰，可靠性和精度更高，同时可直接将温度转换为可供控制器直接读取的数字量；本实施例具体采用型号为ds18b20的数字式温度传感器，当其检测到油路单元温度超过设定温度时，向控制器24发出反馈信号，控制器24断开电路单元2和油路单元1的电连接，即断开对油泵和温度传感器供电的回路，并同时在箱体3上设置的显示屏33上显示报警信号，当然也可用蜂鸣器或者声光报警器进行报警。

进一步地，检测模块还包括漏液传感器122，用于检测油路模块是否漏油，漏液传感器122可选但不限于光电式水浸传感器，光电式水浸传感器是利用光电原理进行漏液检测，如图3所示，其内部包含一个红外发射器1241和一个光敏接收器1242，在没有发生漏油的情况下，红外发射器1241发出的光线经图中传感器底部的反射镜1243反射后到达光敏接收器1242，而在有漏油的情况下，如图4所示，漏油浸没上述反射镜1243时，红外发射器1241发出的光线在油面反射和折射，导致光敏接收器1242接收不到或者只能接收到部分光线，控制器24根据光敏接收器1242的反馈信号，断开电路单元2和油路单元1的电连接，即断开对油泵、温度传感器和漏液传感器供电的回路。光电式水浸传感器不需要依赖水的导电性就可以进行漏液检测，而且由于传感器部分与液体不接触，适用于检测漏油，当然此处也可采用光纤传感器或者漏油感应线等来监测漏油。

需要说明的是，温度传感器121和漏液传感器122的通信线或电源线也可从上述隔离片31的小孔中穿出到电路单元2。

优选地，第一油口114和第二油口115均采用碳钢液压双自封快速接口，此接口的公头和箱体3上的母头对接后，阀芯自动开启；公头和母头断开时，阀芯自动闭合，可防止燃油泄漏。

进一步地，本实施例的油泵111为大功率油泵，工作电压为12v，而控制器24的输出端口电压仅为5v左右，如图6所示，本实施例的油泵111采用12v电压供电，且油泵111和控制器24不直接连接，控制器24通过控制继电器116来控制油泵111所在电气回路的通断，继而控制油泵111的开启和关闭；当然也可用采用三极管或者晶闸管等开关元件来控制油泵111的开启和关闭，另外，在采用如额定电压为5v的小功率油泵时，也可直接通过控制器24的输出端口驱动并控制油泵工作。

优选地，本实施例的油泵111为双向防爆油泵，其内部采用防爆电机，保证油泵111在工作时内部不会产生电火花，以保证使用安全性；采用双向油泵不仅可以对无人机油箱5内加油，也可在无人机长期不使用时，将其油箱内的油抽出，防止油长时间放置挥发或者变质，如图1和图7所示，在箱体3上设有开关32，开关32有三档，分别控制油泵111的电机的正转、反转和停止。

如图2所示，本实施例的油路模块还包括流量传感器123，流量传感器123可选但不限于涡轮脉冲流量传感器，其被配置在第一油路112上，当然也可配置在第二油路113上，用于测量油流量，当加油至设定值时，控制器24控制油泵111停止工作，实现定量加油。

如图2所示，本实施例的油路模块还包括压力传感器124，压力传感器124为hk1100c压力传感器，该压力传感器和第二油路113连通，当无人机在加油时，随着无人机油箱5内燃油的增加，会产生一个和燃油流动方向相反的压力，且该压力逐渐增加，直到无人机油箱5加满时，压力传感器124检测到压力达到设定值，控制器根据压力传感器124的反馈信号控制油泵停止工作，实现箱满即停。需要说明的是，无人机油箱5的进油口无论在任何位置，都会有一根导管从进油口连通道无人机油箱5的底部，因此进油口的位置不会影响到上述压力的检测。

进一步地，如图5和6所示，电路单元2还设有电源，电源包括电压为12v的锂电池26和充放电电路，如图1所示，箱体3上设有充电口21，可采用普通5v充电器对锂电池26进行充电，由于5v转12v的升压电路很普遍，这里不再描述；同时在箱体3上还设有工作指示灯22和电量指示灯23，工作指示灯22在本装置正常工作时点亮，不工作时熄灭，电量指示灯23在本装置工作时显示锂电池的电量。

优选地，如图6所示，本实施例的电源还设有双mos保护模块261，具体地，如图8所示，正常状态下mos管m1和mos管m2均导通，此时二极管d1和d2均被短路，充电和放电均可正常进行；在过充电状态下，mos管m2关闭，mos管m1导通，则由于二极管d2的单向导通特性，不能继续充电；在过放电状态下，mos管m1关闭，mos管m2导通，则由于二极管d1的单向导通特性，不能继续放电；在放电电流过大或者短路时，mos管m1关闭，无法继续对负载供电，当检测到负载移去时，m1恢复导通。本实施例通过双mos保护模块261，对锂电池26进行保护，避免因过充电、过放电或短路导致电池寿命缩短或电池损坏。

需要说明的是，电路单元2内的锂电池26和控制器24之间也可通过隔离片隔离。

图6为本实施例的加油装置的电路结构示意图，其中，控制器24采用芯片stm32，12v电压通过降压模块262降压至3.3v后给控制器24供电，控制器24为继电器116、温度传感器121、漏液传感器122、流量传感器123和压力传感器124供电，油泵111直接通过12v锂电池26进行供电，由此可见，在检测到油路单元高温或者漏油时，控制器可直接或间接断开电路单元和油路单元所有器件的电连接。

进一步地，本实施例的加油装置还包括设置键25，设置键25上有三个按键，分别为按键k1、k2和k3，控制器24的io0-io2脚分别连接于按键k1、k2和k3，在设置加油量时，可通过按键k2增加设定值，通过按键k3减小设定值，最后通过按键k1确定设定值。

进一步地，本实施例的控制器24的io6脚连接于温度传感器121，用于检测油路单元的温度，控制器24的io4脚连接于漏液传感器122，用于实时监测漏油情况，控制器24的io5脚连接于流量传感器123，用于实现定量加油，控制器24的io3脚连接于压力传感器124，用于实现箱满油停。

进一步地，本实施例的控制器24的io7脚连接于继电器116的输入端，继电器116的输出端分别连接于油泵111和开关32，开关32可控制油泵111的电机正转、反转和停止。

进一步地，本实施例的加油装置还包括显示屏33，显示屏33和控制器24电连接，显示屏33采用0.96寸彩色oled显示屏，可实时显示各传感器的工作状态，在检测到高温或者漏油时，通过该显示屏显示报警信号，同时该显示屏可方便用户快速、直观地查看和设定相关参数。

由上述内容可知，本实施例提供的一种无人机加油装置，将电路单元和油路单元隔离，并实时监测油路单元的工作状态，提高了无人机加油装置的安全性，同时具有定量加油和箱满油停的功能，另外本实施例的加油装置作业效率高，可大大缩短无人机起飞前的准备时长。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。