CN110539888B - 一种多旋翼无人机自动断电装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明创造提供了一种多旋翼无人机自动断电装置及方法，包括断电器本体和断电器本体内设置的开关机构；所述开关机构包括断电器本体内竖直滑动设置的磁铁架、以及磁铁架上设置的移动电极，所述断电器本体上对应移动电极下方的位置设有与移动电极配合的固定电极，该固定电极上朝向移动电极的一侧设有防打火组件。本发明创造提供了一种自动断电装置，该装置通过采用机械式开关结构，具有体积小、可靠性高、安全性能好等优点，尤其适用于多旋翼无人机使用，可以大大提高无人机的使用寿命和自动化程度；通过在断电器本体内设置防打火组件，解决了无人机在自动上电过程中的打火问题，可以有效避免多旋翼无人机打火现象。

Description

一种多旋翼无人机自动断电装置及方法

技术领域

本发明创造属于无人机领域，尤其是涉及一种多旋翼无人机自动断电装置及方法。

背景技术

目前，多旋翼无人机逐步由人工现场操控向人工远程操控作业模式发展，人工现场作业需要操控人员进行系统展开、上电、检查、飞行规划、降落撤收等操作，而远程操控需要解决无人机精准降落、自动充电、自动断电、收藏等问题；目前市面上已经出现了相关多旋翼无人机配合停机舱使用的设备，但针对无人机断电这个问题，一种通过停机舱内复杂机械结构实现电池整体更换进而实现断电功能，该种技术手段可以实现无人机远程自动断电，但机械臂、自动锁等需要复杂的结构设计和控制策略，设计难度、成本高，不利于无人化设备应用推广；

另一种是选择小电流电子开关对无人机弱电部分进行断电，然而常规电子开关供电电流较小，而多旋翼无人机设计最大供电电流均在几十到几百安培电流，常规电子开关不能满足指标要求；目前无人机接插件均选用航模用供电接插件XT90，AS150等，由于无人机电机调速器机载电容会导致无人机供电过程中出现不同程度的打火现象，长时间反复上电会导致接插件局部烧蚀，进而影响飞行安全；因此考虑无人机工作特殊性(断电即损毁)和无人机作业外部环境和机身内部情况，电子类开关不适合作为无人机总电开关；还有一种是暂时不支持无人机自动断电功能，不采用无人机断电的方案也可以实现无人机远程操控，但系统不工作的时候长时间上电会对设备元器件、无人机电池均缩短寿命，不利于长期使用。

发明内容

有鉴于此，本发明创造旨在克服上述现有技术中存在的缺陷，提出一种多旋翼无人机自动断电装置及方法。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种多旋翼无人机自动断电装置，包括断电器本体和断电器本体内设置的开关机构；所述开关机构包括断电器本体内竖直滑动设置的磁铁架、以及磁铁架上设置的移动电极，所述断电器本体上对应移动电极下方的位置设有与移动电极配合的固定电极，该固定电极上朝向移动电极的一侧设有防打火组件；所述断电器本体上设有用于驱动磁铁架移动的驱动组件，断电器本体内对应磁铁架下方位置设有用于吸住磁铁架的磁铁组件。

进一步的，所述驱动组件包括磁铁架下方竖直设置的触发开关，断电器本体上设有与触发开关滑动配合的导向槽，所述触发开关的顶端安装在磁铁架上、底端伸出断电器本体。

进一步的，所述导向槽内设有锁紧弹簧，该锁紧弹簧的顶部顶住断电器本体、底部顶住触发开关的顶端。

进一步的，所述防打火组件包括弧形的防打火接触铜片，该防打火接触铜片通过防打火电路板与固定电极导通。

进一步的，所述固定电极上设有用于与移动电极接触的凸起部，所述防打火接触铜片设置在固定电极上异于凸起部的位置。

进一步的，所述磁铁组件包括断电器本体上设置的磁吸板，磁铁架上设有与磁吸板配合的吸和钢片。

一种多旋翼无人机自动断电方法，包括：

S1、在无人机底部安装断电器本体，使触发开关朝向地面；

S2、在无人机降落机舱内设置用于推动触发开关移动的升降设备；

S3、调整无人机降落姿态，使触发开关对正升降设备；

S4、无人机降落后，控制升降设备向上推动触发开关，使固定电极与移动电极分离，完成无人机断电；

S5、无人机起飞时，控制升降设备向下收缩，触发开关向下移动归位，完成无人机上电。

进一步的，所述步骤S4中触发开关向上移动的方法如下：

S401、触发开关上移压缩锁紧弹簧，并带动磁铁架上移，使磁铁架上的吸和钢片与磁吸板分离，解除磁铁架固定；

S402、磁铁架带动移动电极依次与固定电极和防打火接触铜片分离，完成无人机断电。

进一步的，所述步骤S5中触发开关向下移动的方法如下：

S501、触发开关在自身重力和锁紧弹簧复位弹力的作用下向下滑动，带动移动电极先与防打火接触铜片接触，使防打火电路板工作；

S502、触发开关带动移动电极继续向下移动，使移动电极与固定电极直接接触导通，将防打火电路板短路，完成无人机上电。

相对于现有技术，本发明创造具有以下优势：

本发明创造提供了一种自动断电装置，该装置通过采用机械式开关结构，具有体积小、可靠性高、安全性能好等优点，尤其适用于多旋翼无人机使用，可以大大提高无人机的使用寿命和自动化程度；通过在断电器本体内设置防打火组件，解决了无人机在自动上电过程中的打火问题，可以有效避免多旋翼无人机打火现象。

本发明创造通过使用锁紧弹簧和磁吸板共同固定磁铁架，形成了双重安全保护机制，在锁紧弹簧预紧力和磁吸板磁力的共同作用下，磁铁架上的移动电极可以稳定的与固定电极贴合，有效确保了这种装置在无人机各种复杂震动或异常情况下的供电安全，有利于进一步提高无人机在飞行过程中的安全性和稳定性。

附图说明

构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：

图1为本发明创造实施例中断电器本体的结构示意图；

图2为本发明创造实施例中断电器本体内部的结构示意图；

图3为本发明创造实施例所述的触发开关上移时的结构示意图；

图4为本发明创造实施例中固定电极处的结构示意图；

图5为本发明创造实施例中无人机加装断电器本体时的结构示意图。

附图标记说明：

1-断电器本体；2-触发开关；3-供电线出口；4-锁紧弹簧；5-磁铁架；6-吸和钢片；7-磁吸板；8-移动电极；9-固定电极；10-防打火电路板；11-防打火接触铜片；12-限位板；13-导向槽；14-导向柱；15-凸起部。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明创造和简化描述，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发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。

一种多旋翼无人机自动断电装置，如图1至图5所示，包括断电器本体1和断电器本体1内设置的开关机构；所述开关机构包括断电器本体1内竖直滑动设置的磁铁架5、以及磁铁架5上设置的移动电极8，所述断电器本体1上对应移动电极8下方的位置设有与移动电极8配合的固定电极9，该固定电极9上朝向移动电极8的一侧设有防打火组件；所述断电器本体1上设有用于驱动磁铁架5移动的驱动组件，断电器本体1内对应磁铁架5下方位置设有用于吸住磁铁架5的磁铁组件；所述断电器本体1上可以设置供电线出口3，供电线出口3可以便于装置在安装时接线。

具体的，所述断电器本体1内设有用于设置开关机构的空腔，断电器本体1内对应磁铁架5两侧的位置可以设置用于限制磁铁架5移动的限位板12，两个限位板12可以形成限位槽，限位板12可以很好的限制住磁铁架5的移动，使磁铁架5可以稳定的上下移动。

所述驱动组件包括磁铁架5下方竖直设置的触发开关2，断电器本体1上设有与触发开关2滑动配合的导向槽13，所述触发开关2的顶端安装在磁铁架5上、底端伸出断电器本体1；具体的，触发开关2可以采用柱形结构件，触发开关2也可以对应磁铁架5两侧设置，只要可以使触发开关2能稳定的带动磁铁架5移动即可。

所述导向槽13内设有锁紧弹簧4，该锁紧弹簧4的顶部顶住断电器本体1、底部顶住触发开关2的顶端；具体的，为提高锁紧弹簧4伸缩的稳定性，触发开关2顶端可以设置用于引导锁紧弹簧4伸缩的导向柱14，锁紧弹簧4可以向下顶住触发开关2，进而顶住磁铁架5，使移动电极8和固定电极9可以稳定的接触和导通。

所述防打火组件包括弧形的防打火接触铜片11，该防打火接触铜片11通过防打火电路板10与固定电极9导通；具体的，防打火电路板10可以采用现有的防打火电路板10，只要可以起到防打火作用即可，通过设置防打火组件，触发开关2通过自身重力带动移动电极8和固定电极9接触的过程中，移动电极8会先与防打火接触铜片11，从而使防打火电路板10工作，避免出现打火现象；相比其他电子触发或控制结构，通过机械触发结构触发防打火电路板10的可靠性更高，可以有效避免多旋翼无人机打火现象，大大降低了无人机损坏的概率，提高了这种装置的可靠性和安全性。

所述固定电极9上设有用于与移动电极8接触的凸起部15，所述防打火接触铜片11设置在固定电极9上异于凸起部15的位置；通过设置凸起部15可以为弧形的防打火接触铜片11预留出足够的形变空间，避免防打火接触铜片11影响通电导通，使固定电极9与移动电极8更好的接触，大大提高了无人机通电的稳定性；通过采用机械式接触开关，可以在小的尺寸空间下实现大的电流通电能力，固定电极9和移动电极8可以直接串联到无人机主供电线路直接使用，不需要进行复杂的外部线路更改，使用成本更低，安装起来更加方便。

所述磁铁组件包括断电器本体1上设置的磁吸板7，磁铁架5上设有与磁吸板7配合的吸和钢片6，磁吸板7可以采用磁铁支座，磁吸板7的磁力不必设计的很大，只要可以对磁铁架5起到一定的固定效果即可；磁铁组件可以与锁紧弹簧4一起固定住磁铁架5，使磁铁架5上的移动电极8与固定电极9更稳定的接触，进一步提高了这种装置通电的稳定性；在锁紧弹簧4预紧力和磁吸板7磁力的双重安全保护机制下，移动电极8和固定电极9可以始终稳定接触，确保装置在无人机各种复杂震动或异常情况下的供电安全。

一种多旋翼无人机自动断电方法，包括：

S1、在无人机底部安装断电器本体，使触发开关朝向地面；

S2、在无人机降落机舱内设置用于推动触发开关移动的升降设备，该升降设备可以采用现有的电动推杆或升降柱，只要可以实现推动触发开关移动即可；

S3、调整无人机降落姿态，使触发开关对正升降设备，为降低无人机对正难度，也可以在升降柱上设置推板等结构；

S4、无人机降落后，控制升降设备向上推动触发开关，使固定电极与移动电极分离，完成无人机断电；只要升降设备高度合适，无人机依靠自身重力就可以克服锁紧弹簧预紧力和磁吸板磁力，无需启动升降设备，操作起来更加简单，可以实现无人机降落后自动断电，无需人员操作；通过无人机自身重力即可实现下压触发开关完成断电，实现形式简单，成本低，更利于后期大规模应用推广；

S5、无人机起飞时，控制升降设备向下收缩，触发开关向下移动归位，完成无人机上电。

所述步骤S4中触发开关向上移动的方法如下：

S401、触发开关上移压缩锁紧弹簧，并带动磁铁架上移，使磁铁架上的吸和钢片与磁吸板分离，解除磁铁架固定；

S402、磁铁架带动移动电极依次与固定电极和防打火接触铜片分离，完成无人机断电。

所述步骤S5中触发开关向下移动的方法如下：

S501、触发开关在自身重力和锁紧弹簧复位弹力的作用下向下滑动，带动移动电极先与防打火接触铜片接触，使防打火电路板工作；

S502、触发开关带动移动电极继续向下移动，使移动电极与固定电极直接接触导通，将防打火电路板短路，完成无人机上电；移动电极和固定电极接触后，磁铁架上的吸和钢片会与磁吸板贴合，磁铁架可以被锁紧弹簧和磁吸板共同下压固定，使移动电极和固定电极可以始终稳定导通。

本发明创造提供了一种自动断电装置，该装置通过采用机械式开关结构，具有体积小、可靠性高、安全性能好等优点，尤其适用于多旋翼无人机使用，可以大大提高无人机的使用寿命和自动化程度；通过在断电器本体内设置防打火组件，解决了无人机在自动上电过程中的打火问题，可以有效避免多旋翼无人机打火现象。

本发明创造通过使用锁紧弹簧和磁吸板共同固定磁铁架，形成了双重安全保护机制，在锁紧弹簧预紧力和磁吸板磁力的共同作用下，磁铁架上的移动电极可以稳定的与固定电极贴合，有效确保了这种装置在无人机各种复杂震动或异常情况下的供电安全，有利于进一步提高无人机在飞行过程中的安全性和稳定性。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种多旋翼无人机自动断电方法，包括断电器本体和断电器本体内设置的开关机构；所述开关机构包括断电器本体内竖直滑动设置的磁铁架、以及磁铁架上设置的移动电极，所述断电器本体上对应移动电极下方的位置设有与移动电极配合的固定电极，该固定电极上朝向移动电极的一侧设有防打火组件；所述断电器本体上设有用于驱动磁铁架移动的驱动组件，断电器本体内对应磁铁架下方位置设有用于吸住磁铁架的磁铁组件；

所述驱动组件包括磁铁架下方竖直设置的触发开关，断电器本体上设有与触发开关滑动配合的导向槽，所述触发开关的顶端安装在磁铁架上、底端伸出断电器本体；

所述导向槽内设有锁紧弹簧，该锁紧弹簧的顶部顶住断电器本体、底部顶住触发开关的顶端；

所述防打火组件包括弧形的防打火接触铜片，该防打火接触铜片通过防打火电路板与固定电极导通；

所述固定电极上设有用于与移动电极接触的凸起部，所述防打火接触铜片设置在固定电极上异于凸起部的位置；

所述磁铁组件包括断电器本体上设置的磁吸板，磁铁架上设有与磁吸板配合的吸和钢片，其特征在于，该方法包括：

S1、在无人机底部安装断电器本体，使触发开关朝向地面；

S2、在无人机降落机舱内设置用于推动触发开关移动的升降设备；

S3、调整无人机降落姿态，使触发开关对正升降设备；

S4、无人机降落后，控制升降设备向上推动触发开关，使固定电极与移动电极分离，完成无人机断电；

S5、无人机起飞时，控制升降设备向下收缩，触发开关向下移动归位，完成无人机上电。

2.根据权利要求1所述的一种多旋翼无人机自动断电方法，其特征在于，所述S4中控制升降设备向上推动触发开关的方法如下：

S401、触发开关上移压缩锁紧弹簧，并带动磁铁架上移，使磁铁架上的吸和钢片与磁吸板分离，解除磁铁架固定；

S402、磁铁架带动移动电极依次与固定电极和防打火接触铜片分离，完成无人机断电。

3.根据权利要求1所述的一种多旋翼无人机自动断电方法，其特征在于，所述S5中触发开关向下移动归位的方法如下：

S501、触发开关在自身重力和锁紧弹簧复位弹力的作用下向下滑动，带动移动电极先与防打火接触铜片接触，使防打火电路板工作；

S502、触发开关带动移动电极继续向下移动，使移动电极与固定电极直接接触导通，将防打火电路板短路，完成无人机上电。

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