适应无人机姿态变化的油箱内部油量测量装置

本技术涉及无人机，特别涉及一种适应无人机姿态变化的油箱内部油量测量装置。

背景技术：

1、当前，无人机在民用航空领域的应用越来越广泛，在诸如农林植保、空中监视、交通指挥、地形勘探等领域都有了许多实际使用案例，是现代城市管理、科学研究的重要实现手段之一，极大地提升了作业效率与自动化水平。目前，受限于电池能量密度的影响，依靠内燃机作为动力源的无人机仍然是长航时无人机的主要应用机型。对于传统内燃机驱动的无人机来说，为了实时监控其运行情况与续航时间，需要对其内部的燃油量情况进行实时监控与测算，并将其传送到动力控制单元。

2、但是，现有的内燃机驱动的无人机受限于机体内部空间较小、对重量变化敏感以及姿态实时变化等问题，对于燃油箱内的燃油量的监测问题一直存在布局困难、运算结果不佳的问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种适应无人机姿态变化的油箱内部油量测量装置，以解决内燃机驱动的小型无人机在剩余油量与续航时间估计精度不佳的问题，为提升续航时间的估算精度提供数据与方法基础。

2、为了解决上述问题，本实用新型提供一种适应无人机姿态变化的油箱内部油量测量装置及方法，其采用的技术方案如下：

3、本申请一种适应无人机姿态变化的油箱内部油量测量装置，包括：

4、无人机机载油箱，所述无人机机载油箱连接有燃油管；

5、油箱支撑平台，所述油箱支撑平台的下端设置有云台舵机；

6、高精度齿轮液体流量传感器，所述高精度齿轮液体流量传感器设置于所述燃油管，用于采集燃油管内部的流速参数λ1；

7、射频物位传感器，所述射频物位传感器设置于所述无人机机载油箱，用于对所述无人机机载油箱内部的液体物位进行测量；

8、超声波液体流量传感器，用于采集所述燃油管内部的流速参数λ2；

9、姿态传感器，所述姿态传感器设置于所述油箱支撑平台，用于采集油箱支撑云台的实时姿态角度；

10、定量泵，所述定量泵设置于所述燃油管，用于为燃油流动提供动力以及采集燃油管内部的流速参数λ3与体积v3。

11、进一步地，还包括中央控制板；

12、所述中央控制板连接无线数据接收器，以接收对云台舵机的控制信号；

13、所述高精度齿轮液体流量传感器、射频物位传感器、超声波液体流量传感器、姿态传感器以及定量泵的信号输出端均连接所述中央控制板的信号输入端；

14、所述中央控制板的信号输出端连接所述云台舵机以及所述定量泵的信号输入端。

15、进一步地，所述中央控制板连接有a/d转换模块以及rs485数据通讯模块；

16、所述高精度齿轮液体流量传感器、射频物位传感器、超声波液体流量传感器、姿态传感器以及定量泵的信号输出端均连接所述rs485数据通讯模块的信号输入端；

17、所述rs485数据通讯模块的信号输出端通过所述a/d转换模块连接中央控制板。

18、进一步地，还包括支撑台，所述油箱支撑平台、超声波液体流量传感器以及定量泵设置于所述支撑台。

19、进一步地，所述支撑台的下端铰接有若干万向轮。

20、进一步地，所述超声波液体流量传感器包括第一超声波流量计组件和第二超声波流量计组件，所述第一超声波流量计组件和第二超声波流量计组件对应于所述燃油管布设。

21、本实用新型的有益效果是：

22、本实用新型能够实时监测无人机所使用的小型油箱在姿态变化下内部燃油体积的变化与供油系统的燃油流量，并通过姿态传感器实现油箱的姿态反馈与微调。同时，通过定量泵可以调节系统内部的流量，实现对无人机燃油系统动态流量的模拟。同时，利用多传感器与控制算法的联合矫正，在地面条件下实现对无人机油箱在空中运行条件下的油量以及续航时间的综合估计。

技术特征：

1.一种适应无人机姿态变化的油箱内部油量测量装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的适应无人机姿态变化的油箱内部油量测量装置，其特征在于，还包括中央控制板；

3.如权利要求2所述的适应无人机姿态变化的油箱内部油量测量装置，其特征在于，所述中央控制板连接有a/d转换模块以及rs485数据通讯模块；

4.如权利要求2所述的适应无人机姿态变化的油箱内部油量测量装置，其特征在于，还包括支撑台，所述油箱支撑平台、超声波液体流量传感器以及定量泵设置于所述支撑台。

5.如权利要求4所述的适应无人机姿态变化的油箱内部油量测量装置，其特征在于，所述支撑台的下端铰接有若干万向轮。

6.如权利要求1所述的适应无人机姿态变化的油箱内部油量测量装置，其特征在于，所述超声波液体流量传感器包括第一超声波流量计组件和第二超声波流量计组件，所述第一超声波流量计组件和第二超声波流量计组件对应于所述燃油管布设。

技术总结
本技术提供一种适应无人机姿态变化的油箱内部油量测量装置，包括无人机机载油箱，所述无人机机载油箱连接有燃油管；油箱支撑平台，所述油箱支撑平台的下端设置有云台舵机；高精度齿轮液体流量传感器，所述高精度齿轮液体流量传感器设置于所述燃油管，射频物位传感器，所述射频物位传感器设置于所述无人机机载油箱；超声波液体流量传感器；姿态传感器，所述姿态传感器设置于所述油箱支撑平台，用于采集油箱支撑云台的实时姿态角度；定量泵，所述定量泵设置于所述燃油管。本技术可以解决内燃机驱动的小型无人机在剩余油量与续航时间估计精度不佳的问题，为提升续航时间的估算精度提供数据与方法基础。

技术研发人员：安斯奇,代明潇,彭旭,杨国龙,张勋,遆政宪
受保护的技术使用者：中国民用航空飞行学院
技术研发日：20230620
技术公布日：2024/1/15