无人机分布式供电装置及无人机的制作方法

1.本实用新型涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机分布式供电装置及无人机。


背景技术：

2.近年来无人机行业发展迅速，在各个领域得到广泛应用。无论是在灾后救援、地质水利监测、农林植保，还是应用于边境执勤、军事冲突，都具有降低人员伤亡、机动性强、效率高、成本低等优势。
3.目前，市场上大多数无人机使用锂电池为其飞行提供动力，作为一种新型电池，锂电池具有轻薄、便携、单位体积能量密度高等特点。但在目前锂电池能量密度受到限制的情况下，提升无人机续航的有效手段即在载荷质量一定的情况下，尽可能减小机体质量，增大电池容量。对于翼身融合设计的无人机来说，由于取消了传统机身的设计，整机结构质量和气动阻力大大减小，但与此同时机身的翼型最大厚度也受到限制，难以放置大电池，导致续航能力减少。
4.此外，由于翼身融合飞翼布局的无人机取消了平尾和垂尾，在俯仰通道和偏航通道上的控制力矩有所不足。所以需要通过上翼与下翼的电机产生差动力矩来配平俯仰通道，需要通过左翼和右翼的电机来控制偏航通道，导致各个电机功率不同。此外，叠加电机、电池、电调的内阻不一致问题，也导致各翼用电量各不相同，为保持无人机在空中的安全性及延长续航，避免单个电机用电量过大，导致某个翼的电池单独出现缺电情况，故需要进行电量的均衡。为此，本实用新型提出了一种分布式供电装置及其控制方法。
5.如申请号为201820534435.8的专利申请给出了一种新型电池布局的垂直起降固定翼无人机，通过将电池放置在左右机身，减少左右机翼的负载，在降低机翼结构设计难度的同时可以达到结构减重的目的，另外，就近安装电池可以减小供电电缆长度，减小电池供电压降。但是该方案中左右机身中的电池仅向单侧对应的悬停升力系统供电，某侧电池发生供电异常时，会极大缩短飞行时长。
6.如申请号为201621227313.1的专利申请给出了一种新型无人机电池仓，用于容置无人机电池。电池仓是一个吊装在无人机外的装置，由框体和阻挡件组成，将电池从框体开放端放入，直至电池抵住电池仓阻挡件。使用该固定结构代替魔术轧带固定电池，可以避免长时间使用导致轧带的磨损和粘性失效，但是该方案中电池仓位于无人机外侧且非曲面气动外形，会在飞行时增加无人机的飞行阻力，降低无人机的工作效率。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的是为了克服已有技术的缺陷，提出一种无人机的分布式供电装置及无人机，能够随时查看各外翼内的电池电量、温度，均衡电量，提升电池的使用效率。
8.为实现上述目的，本实用新型采用以下具体技术方案：
9.本实用新型提供的一种无人机分布式供电装置，包括电池、电池模组、电源中控和
信号传输装置，电池模组由数个电池并联而成，电源中控用于监控电池的温度和压差以均衡电量，信号传输装置与电源中控和无人机的飞行控制单元相连，用于将电池的剩余电量、电压、电流和温度数据发送至地面站。
10.进一步地，电池包括电池盖、电池壳、锂电池芯、控制板和输出端，锂电池芯固定安装在电池壳内，锂电池芯串联后经过控制板整合后接出输出端至电池壳外侧，电池盖盖合在电池壳外侧。
11.进一步地，电池模组由四个电池并联而成，电池模组对称分布在无人机的机翼内或中翼内。
12.进一步地，电源中控有两个，分别置于同侧两电池中间，用于检测和控制同侧机翼的电池。
13.进一步地，电源中控、信号传输装置和无人机的飞行控制单元使用魔术贴粘在无人机的中上翼和中下翼的中控板上，用于减轻重量的同时避免重心偏移。
14.本实用新型提供的一种无人机，包括上述任一项的无人机分布式供电装置。
15.本实用新型能够取得如下技术效果：
16.本实用新型提出的一种无人机的分布式供电装置，将电池对称放置在无人机的外翼内，在极大程度上节省了中翼的空间，并且有效解决了载荷不对称的问题，对重心偏移不产生影响，便于无人机整体重心调配；供电中心位置设置更为合理，缩短了电池与用电元器件之间的距离，供电传输距离变短，减轻了飞机承受的电线负载，并且可以有效减小由于长距离传输造成的线损压降问题；无人机各外翼内的电池由放置在中翼的电池控制系统进行监测、操纵，便于随时查看电池电量、温度，提升电池的使用效率；无人机各外翼电池附近均设有开盖，方便电池在充电、使用、检修时的拆装。
附图说明
17.图1是根据本实用新型实施例一提供的分布式供电装置的结构示意图。
18.图2是根据本实用新型实施例一提供的分布式供电装置单个电池的结构示意图。
19.图3是根据本实用新型实施例一提供的分布式供电装置单个电池无电池盖的结构示意图。
20.图4是根据本实用新型实施例一提供的无人机一种视角的结构示意图。
21.图5是根据本实用新型实施例一提供的无人机外翼的局部视图。
22.图6是根据本实用新型实施例一提供的无人机另一种视角的结构示意图。
23.图7是根据本实用新型实施例一提供的无人机外翼的局部视图。
24.图8是根据本实用新型实施例一提供的无人机外翼内部的局部视图。
25.图9是根据本实用新型实施例二提供的无人机中翼的局部视图。
26.其中的附图标记包括：
27.电池1、电源中控2、信号传输装置3、无人机上翼4、无人机下翼5、中翼盖板6、碳杆7、螺旋桨电机8、螺旋桨9、飞行控制单元10、中控板11、电池板12、外翼电池盖13、翼肋14、电池盖101、电池壳102、锂电池芯103、控制板104、输出端105、左上翼401、中上翼402、右上翼403、左下翼501、中下翼502、右下翼503、卡槽111。
具体实施方式
28.在下文中，将参考附图描述本实用新型的实施例。在下面的描述中，相同的模块使用相同的附图标记表示。在相同的附图标记的情况下，它们的名称和功能也相同。因此，将不重复其详细描述。
29.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，而不构成对本实用新型的限制。
30.实施例一
31.图1示出了本实用新型实施例一提供的分布式供电装置的结构。如图1所示，分布式供电装置包括电池1、电源中控2、信号传输装置3。该分布式供电布局中，同侧电池间均为两两并联的关系，同时两个电源中控2分别串联在同侧电池中，与信号传输装置3以串联的方式接入整体电路，电源中控位于同侧两电池中间，便于监测和控制同侧机翼内的电池，并对电池模组的整体状态做出判断和操作。信号传输装置一端连接电源中控，一端连接无人机飞行控制单元，信号传输装置先将电池剩余容量、电池温度、电池电压、电池电流等信息发送至无人机飞行控制单元，再通过数传电台将上述信息发送至地面站。
32.图2示出了本实用新型实施例一提供的分布式供电装置单个电池的结构，图3示出了本实用新型实施例一提供的分布式供电装置单个电池无电池盖的结构。如图2和图3所示，电池包括电池盖101、电池壳102、锂电池芯103、控制板104、输出端105组成，每个电池1由多个锂电池芯103串联而成，串联后的锂电池芯整体经控制板104整合后，接出两个输出端105延伸至电池壳102外侧。通常情况下，在拆装拿取电池过程中，整体取下电池即可，无需拆解。
33.图4示出了本实用新型实施例一提供的无人机的一种视角的结构，如图4所示，无人机上翼4由左上翼401、中上翼402、右上翼403组成；同样的，无人机下翼5由左下翼501、中下翼502、右下翼503组成。两个左翼和两个右翼上方分别固定有一个螺旋桨电机8，用于带动上方螺旋桨9工作。可以理解的是，目前固定翼无人机作为现有技术公开的成熟产品，其与本实用新型的实施关联较弱的功能配置部件将不再做具体描述。
34.图5示出了本实用新型实施例一提供的无人机外翼的局部视图，如图5所示，中控板11的两端嵌在翼肋14的凹槽内，电源中控2、信号传输装置3和飞行控制单元10依次使用魔术贴粘在中控板11上；中控板11上排列多个通孔，用于减重以及增加装置的散热效果，同时方便电线的缠绕及穿线。电线的一端接有插头，与各外翼放置的电池引出的插头相连，一端通过无人机外翼内部空间、中翼内部空间和/或碳杆7，与电源中控2的接线插头相连；电源中控2引出的电线再依次连接信号传输装置3、飞行控制单元10。
35.图6示出了本实用新型实施例一提供的无人机另一种视角的结构，图7示出了本实用新型实施例一提供的无人机外翼的局部视图，图8示出了本实用新型实施例一提供的无人机外翼内部的局部视图。如图6-图8所示，四个电池1分布于左上翼401、右上翼403、左下翼501、右下翼503中，电池1通过其底端以及两侧的凹槽，与电池板底端及两侧的凸块对应，嵌在各外翼的电池板12上。电池板12与电池1接触处包含多个通风孔，达到方便电池1散热以及减重的目的；电池板12凹槽面向机翼的下翼面，并且各外翼下翼面做开盖处理，即：需要拆卸电池1进行检修或充电时，打开外电池盖13；无人机工作时，关闭外翼电池盖13，可以
做到避免电池1的意外脱落以及保持无人机气动外形的完整性。
36.实施例二
37.图9示出了本实用新型实施例二提供的无人机中翼的局部视图，如图9所示，本实施例与实施例一的区别在于：
38.四个电池1均放置在尾座式垂直起降无人机的中翼内。电池1两个为一组，分别对称的嵌在无人机中上翼402、中下翼502的中控板11的卡槽111内，三个侧面与卡槽111内侧紧紧贴合，另一侧面抵住翼肋14，既可以保证盖上中翼盖板6后电池不会轻易脱落，又可以在拆卸电池时不增加拆卸难度。在该实施例中，载荷集中分布且对称，可以减少无人机在执行任务过程中在滚转和偏航方向的转动惯量，并且电池1与电源中控2、信号传输装置3、飞行控制单元10均在中翼内侧，检修、拆卸上述各元器件仅需打开中翼盖板6，减少重复工作。
39.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
40.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
41.以上本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。

技术特征：
1.一种无人机分布式供电装置，其特征在于，包括电池、电池模组、电源中控和信号传输装置，所述电池模组由数个所述电池并联而成，所述电源中控用于监控所述电池的温度和压差以均衡电量，所述信号传输装置与所述电源中控和无人机的飞行控制单元相连，用于将所述电池的剩余电量、电压、电流和温度数据发送至地面站。2.根据权利要求1所述的无人机分布式供电装置，其特征在于，所述电池包括电池盖、电池壳、锂电池芯、控制板和输出端，所述锂电池芯固定安装在所述电池壳内，所述锂电池芯串联后经过所述控制板整合后接出所述输出端至所述电池壳外侧，所述电池盖盖合在所述电池壳外侧。3.根据权利要求1所述的无人机分布式供电装置，其特征在于，所述电池模组由四个所述电池并联而成，所述电池模组对称分布在无人机的机翼内或中翼内。4.根据权利要求3所述的无人机分布式供电装置，其特征在于，所述电源中控有两个，分别置于同侧两电池中间，用于检测和控制同侧机翼的电池。5.根据权利要求1所述的无人机分布式供电装置，其特征在于，所述电源中控、所述信号传输装置和无人机的飞行控制单元使用魔术贴粘在无人机的中上翼和中下翼的中控板上，用于减轻重量的同时避免重心偏移。6.一种无人机，其特征在于，包括如权利要求1-5中任一项所述的无人机分布式供电装置。

技术总结
本实用新型涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机分布式供电装置及无人机。无人机分布式供电装置包括电池、电池模组、电源中控和信号传输装置，电池模组由数个电池并联而成，电源中控用于监控电池的温度和压差以均衡电量，信号传输装置与电源中控和无人机的飞行控制单元相连，用于将电池的剩余电量、电压、电流和温度数据发送至地面站。本实用新型将电池对称放置在无人机的外翼内或中翼内，对重心偏移不产生影响，便于无人机整体重心调配；供电中心的设置位置缩短了电池与用电元器件之间的距离，减轻了飞机承受的电线负载；无人机电池由放置在中翼的电池控制系统进行监测、操控，提升电池的使用效率。提升电池的使用效率。提升电池的使用效率。


技术研发人员：付宇彤 白越 乔正 裴信彪 许嘉慧
受保护的技术使用者：长春长光博翔无人机有限公司
技术研发日：2022.12.30
技术公布日：2023/3/28