[發明專利]一種無人機智能電池拋落控制系統

有效

• 申請號: 201711458652.X
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108287496B
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發明（設計）人: 張熙;李成娟;張研;吳洋;馬良;潘柏臣;鐘安彪
• 申請（專利權）人: 中國航天系統科學與工程研究院
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;B64D27/24
• 代理公司: 11009 中國航天科技專利中心
• 代理人: 武瑩<國際申請>=<國際公布>=<進入國

1.一種無人機智能電池拋落控制系統，其特征在于包括：電池吸附單元、電池姿態檢測單元、控制單元、電量測量單元、n套結構功能相同的電池供電連接裝置；

電池供電連接裝置用于連接、安裝電池，使得n個電池處于并聯狀態并根據設置對無人機進行供電；

電池吸附單元通過電磁力對粘貼于電池表面的硅鋼片進行吸附，實現電池的固定；

電池姿態檢測單元用于電池掉落后的減速及位置查詢，便于電池的回收；

控制單元實現無人機智能電池拋落控制系統的控制，接收電量檢測單元的信號，對電池供電連接裝置及電池吸附單元進行控制；

電量檢測單元，對單體電池電量進行測量，當其電量低于電量閾值時，將預警信號反饋至控制系統。

2.根據權利要求1所述的一種無人機智能電池拋落控制系統，其特征在于：所述的電池供電連接裝置包括電池固定架、連接滑環、供電接口、供電接口擺動脫落結構；

連接滑環為內側為自松脫粗牙內螺紋，供電接口為自松脫粗牙外螺紋，供電接口的螺紋升角大于連接滑環內側螺旋副的當量摩擦角，連接滑環與電池固定位置可圍繞供電線自由旋轉，在電池吸附狀態下連接滑環與電池無相對位移，在電池脫落狀態下，連接滑環與電池產生相對位移，連接滑環轉動進而與供電接口、電池分離；

供電接口擺動脫落結構，包括供電線、滑動軸承、擺桿套管；供電線一端與電池連接，另一端連接擺桿套管，擺桿套管通過滑動軸承進行自由擺動；當電池吸附單元斷電失去磁力時，電池與電池吸附單元分離，電池受重力帶動擺桿套管進行擺動；

供電接口為旋轉插接式，與電池端接口進行插接供電，同時為可恢復降落傘控制器及定位模塊供電。

3.根據權利要求1或2所述的一種無人機智能電池拋落控制系統，其特征在于：所述的電池吸附單元包括括硅鋼片、電流通斷控制模塊；

硅鋼片一側粘貼于電池表面，另一側通電后通過電磁力連接于電池固定架；電流通斷控制模塊通電時產生電磁力，將粘貼于電池表面的硅鋼片吸附于電池固定架；斷電時，電池表面的硅鋼片與電池固定架實現分離，進而實現電池分離。

4.根據權利要求1或2所述的一種無人機智能電池拋落控制系統，其特征在于：所述的電池姿態檢測單元包括可恢復降落傘控制器、姿態模塊、GPS/BD模塊、信號發射器、可恢復傘面及繩索；

可恢復降落傘控制器當姿態模塊檢測到電池加速度大于預設加速度值時，可恢復降落傘控制器控制可恢復降落傘進行展開，降落傘在回收后進行性重復使用，GPS/BD模塊將電池位置數據傳輸至信號發射器，信號發射器將電池的位置數據發送至地面用戶端，實現電池尋回。

5.根據權利要求1或2所述的一種無人機智能電池拋落控制系統，其特征在于：所述的控制單元包括stm32f103zet6模塊、EEPROM模塊、LM358模塊、SP3232模塊、MAX3485模塊、LM2596S模塊；

stm32f103zet6模塊為處理核心，用于數據處理及IO處理；

EEPROM模塊用于讀寫存儲數據，保證控制單元掉電后數據丟失；

LM358模塊用于控制單元內的數字信號與模擬信號的互相轉換；

SP3232模塊及MAX3485模塊用于接口的轉換；

LM2596S模塊用于將總體供電電壓調整至單元內各模塊可用電壓值。

6.根據權利要求1或2所述的一種無人機智能電池拋落控制系統，其特征在于：所述的電量檢測單元包括LM393模塊、WCS2705模塊；

WCS2705模塊為電流傳感器，同于對電池電流進行測量，并將電流值試試反饋至無人機智能電池拋落控制系統的控制單元，使得控制單元根據電流、電壓對電池電量進行評估，并根據評估值反饋電池組中正在使用的電池性能。

7.根據權利要求1或2所述的一種無人機智能電池拋落控制系統，其特征在于：所述的控制單元控制電池檢測單元持續以固定頻率對各個電池電量進行采集，并輸出給控制單元進行判斷，當電池電量低于閾值時，控制單元控制電流通斷控制模塊切斷持續輸出的電流，使電池硅鋼片失去磁力，電池隨供電接口擺動脫落結構轉動，受重力作用并通過自松脫結構實現分離，電池脫離后，安裝于電池上的電池姿態檢測模塊啟動，對電池的姿態參數進行檢測，當加速度大于閾值時，可恢復降落傘控制器將降落傘打開，使電池平穩下落，當電池高度小于預設值時，GPS/BD模塊通過信號發射器將經緯度信息回傳至地面端。