CN110329541B - 一种无人机动力综合测试实训平台 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种无人机动力综合测试实训平台，通过电池检测***和电机检测***，分别对可能被选为无人机部件的候选电池和候选电机进行检测，模拟目标情况下，候选电池和候选电机的工作状态，得到能够作为判断依据的检测结果，并最终根据相应的选择结果确定选择何种电池和电机作为无人机的组成部件，通过应用本申请所提出的技术方案，可以将作为无人机的关键设计部件的电池和电机直接进行关键数据的模拟和测试，从而，根据测试结果进一步决定无人机的具体选用部件，通过无人机目标条件的设置，以及简单直观的测试过程，为无人机设计提供最优的部件选择方案。进一步的，在无人机整机完成后，也可以根据本平台进行单体部件的优化调整。
Description
技术领域
本申请涉及无人机设计制造领域，特别涉及一种无人机动力综合测试实训平台。
背景技术
无人驾驶飞机简称″无人机″，英文缩写为″UAV(unmanned aerial vehicle)″，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，可搭载多种负载完成各种复杂任务。
电动无人机动力***主要包含电动机、电子调速器以及配套的螺旋桨。其作为无人机的″心脏″，是各种无人机***能够正常工作的基础保障，而动力***失效是造成多旋翼无人机坠毁事故的重要原因之一，所以做好动力***的测试十分重要。
无论是测试动力***是否能达到无人机的设计指标还是测试动力***的磨损是否已经影响其性能都能为无人机的安全工作提供重要保障，预防可能发生的由于动力***引起的坠毁事故。
申请人在实现本申请的过程中发现，上述现有的处理方案至少存在如下的问题：
现有的动力***测试设备大多基于成品设计，一方面对于测试结果缺少多方案对比，使得测试结果对于设计方案的优化缺少简单直观的数据支持，另一方面，对于作为动力核心的电机，以及动力来源的电池缺少协同性的测试支持，往往需要借助多***或者多设备完成测试，这样的操作复杂，且容易造成测试误差。
因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的缺陷。
发明内容
本申请实施例提供一种无人机动力综合测试实训平台，可以将作为无人机的关键设计部件的电池和电机直接进行关键数据的模拟和测试，从而，根据测试结果进一步决定无人机的具体选用部件，通过无人机目标条件的设置，以及简单直观的测试过程，为无人机设计提供最优的部件选择方案。
为了达到上述技术目的，本申请实施例提供了一种无人机动力综合测试实训平台，具体包括电池检测***和/或电机检测***：
所述电池检测***，具体用于通过检测当前待测电池所对应的实时电压监测值、放电有效容量检测值、放电时间检测值、持续电流检测值、单片电芯电压检测值、单片电芯内阻检测值，并根据检测结果和当前需求，确定是否选择所述当前待测电池作为实际应用电池；
所述电机检测***，具体用于通过检测当前待测电机所对应的电机转速峰值电压、电机极数、电机电流、电机转速，并根据检测结果和当前需求，确定是否选择所述当前待测电机作为实际应用电机。
优选的；
所述电池检测***，还用于通过检测当前待测电池所对应的电池循环工作次数检测值，充电检测时间值。
优选的；
所述电池检测***，具体包括：
待测电池连接口，用于检测所充电池总电压变化；
待测电池充电平衡头连接口，用于每片电池芯充电检测；
两组测试线连接口，可进行对应连接，用于对所述待测电池的主电连接内阻进行检测：
两组模块供电线插口，可进行对应连接，用于所述电池检测***中内置检测模块的供电；
内阻检测模块，用于检测电芯的内部阻值、电池充入电时电压监测值、电流大小；
启动开关，为所述内阻检测模块的启动开关；
容量显示模块，用于检测电池放电过程中输出电量值。
优选的；
所述电池检测***的具体操作过程包括：
将所述待测电池主电源线***所述待测电池连接口；
将所述待测电池的平衡头***对应的所述待测电池充电平衡头连接口；
将相应的检测线与所述两组测试线连接口对应连接，相应的供电线与所述两组模块供电线插口对应连接；
启动所述启动开关，使所述内阻检测模块开始检测；
所述内阻检测模块连续给所述待测电池充电，通过充放电过程对所述待测电池的电压、放电电流、所充入电量数进行显示，同时检测出所述待测电池中的每一片内部阻值。
优选的；
所述电机检测***，具体包括：
两组正负直流电机驱动供电电源测试线插口，用于为所述电机检测***中的各模块供电；
三组电机交流电驱动测试线插口，用于驱动所述待测电机；
待测电机快插接口，用于实现所述待测电机的快速拆装；
参数调节按钮，用于对参数界面进行调节；
启动开关，用于所述电机检测***的开关；
″正反″拨动开关，用于调节所述待测电机的正反转；
转速旋钮，用于控制所述待测电机转速大小；
显示模块，用于测试参数的显示。
优选的；
所述参数调节按钮，具体包括：
″移动″键，用于参数界面翻页；
″上下调节″键，用于参数界面功能选项的选择；
″确定″键，用于参数调节后的执行确认。
优选的；
所述电机检测***的具体工作方式包括：
将所述待测电机固定到电机检测区域，接通电路；
设置电机磁极数量，通过转速旋钮调节转速值最大值；
待所述待测电机的总转速值稳定在某一值，且波动最小时，对当前数值进行记录，并同时记录下此时的电机工作电压；
通过公式：kv＝转速/电压，算出所述待测电机的kv值。
优选的；
所述无人机动力综合测试实训平台，具体为包括所述电池检测***和所述电机检测***的测试平台。
优选的；
所述无人机动力综合测试实训平台，具体为包括所述电池检测***的电池测试平台，以及包括所述电机检测***的电机测试平台所组成的测试***。
优选的，还包括：
通过所述电池检测***对无人机中已安装的电池进行检测，同时对其他候选电池进行检测，通过检测结果的对比，确定无人机电池的优化方案；
和/或；
通过所述电机检测***对无人机中已安装的电机进行检测，同时对其他候选电机进行检测，通过检测结果的对比，确定无人机电机的优化方案。
与现有技术相比，本申请实施例所提出的技术方案的有益技术效果包括：
本申请实施例公开了一种无人机动力综合测试实训平台，通过电池检测***和电机检测***，分别对可能被选为无人机部件的候选电池和候选电机进行检测，模拟目标情况下，候选电池和候选电机的工作状态，得到能够作为判断依据的检测结果，并最终根据相应的选择结果确定选择何种电池和电机作为无人机的组成部件，通过应用本申请所提出的技术方案，可以将作为无人机的关键设计部件的电池和电机直接进行关键数据的模拟和测试，从而，根据测试结果进一步决定无人机的具体选用部件，通过无人机目标条件的设置，以及简单直观的测试过程，为无人机设计提供最优的部件选择方案。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例所提出的一种无人机动力综合测试实训平台的结构示意图；
图2为本申请实施例所提出的一种无人机动力综合测试实训平台中的电池检测***的结构示意图；
图3为本申请实施例所提出的一种无人机动力综合测试实训平台中的电机检测***的结构示意图；
图4为本申请实施例所提出的一种无人机动力综合测试实训平台的外观示意图。
具体实施方式
正如本申请背景技术所陈述的，现有的无人机检测***往往是基于无人机成品设计所进行的设计效果测试，得到的测试数据是多个部件或者整体作用的结果，一方面，无法分辨各部件在当前数据的成因中所起到的作用，另一方面，当检测结果不尽如人意时，具体的设计调整方案也不能确定从那个部件下手，从而，降低了设计效率，同时，也有可能造成了部件选择过程中因为错过最优方案而导致的部件效能的浪费。
与此同时，本申请的申请人还注意到，随着无人机工业的兴起，不管是无人机人才培养过程，还是无人机工业设计过程中，都需要尽可能简单直接高效的测试***，来满足日渐丰富的无人机部件的甄选，而不是盲目的凭借经验去完成设计，再对整机进行测试，这样不仅浪费了资源，降低了设计效率，同时也无法精确寻找问题所在。
基于以上目的，本申请的发明人提出了一种无人机动力综合测试实训平台，对无人机设计中的关键部件电池和电机进行工作状态模拟，从而，为目标应用场景选择最优的部件组合方案，提高设计效率，简化测试流程，并且更直观的展示单体部件对无人机整体状态的影响。
如图1所示，为本申请实施例所提出的一种无人机动力综合测试实训平台的结构示意图，具体包括电池检测***1和/或电机检测***2：
所述电池检测***1，具体用于通过检测当前待测电池所对应的实时电压监测值、放电有效容量检测值、放电时间检测值、持续电流检测值、单片电芯电压检测值、单片电芯内阻检测值，并根据检测结果和当前需求，确定是否选择所述当前待测电池作为实际应用电池。
在具体的应用场景中，上述参数的具体含义说明如下：
电池实时电压监测值，具体为待测电池在放电状态下的电压数值；
电池放电有效容量检测值，具体为待测电池在充满状态下持续放电到该待测电池的保护电压值；
电池放电时间检测值，具体为待测电池在充满状态下持续放电到该待测电池的保护电压值后所需的时长；
持续电流检测值，具体为待测电池在工作时所能持续输出的电流值；
单片电芯电压检测值，具体为电芯从开始充电到充满整个过程中电压的变化值；
单片电芯内阻检测值，具体为电芯内部的阻值大小。
需要说明的是，上述的电池检测***所检测的参数，是进行电池选择的必选参数，进一步的，为了优化选择方案，可以进一步增加一些其他参数，从而可以对检测结果进行更加精确的修正处理，以保证电池选择结果的准确性，具体的：
所述电池检测***，还用于通过检测当前待测电池所对应的电池循环工作次数检测值，充电检测时间值。
在实际的应用场景中，考虑到上述的参数是基于优化作用而存在，因此，是否包含上述参数并不会影响检测结果的基础属性，这样的变化并不会影响本申请的保护范围。
所述电机检测***2，具体用于通过检测当前待测电机所对应的电机转速峰值电压、电机极数、电机电流、电机转速，并根据检测结果和当前需求，确定是否选择所述当前待测电机作为实际应用电机。
在具体的应用场景中，上述参数的具体含义说明如下：
电机转速峰值电压，具体为待测电机的转速达到最高值后，此时的电压值；
电机极数，具体为待测电机磁极的数量；
电机电流，具体为待测电机在达到峰转时电机通过的电流；
电机转速，具体为转速调节旋钮调节最大位置时所显示的转速值。
与现有技术相比，本申请实施例所提出的技术方案的有益技术效果包括：
本申请实施例公开了一种无人机动力综合测试实训平台，通过电池检测***和电机检测***，分别对可能被选为无人机部件的候选电池和候选电机进行检测，模拟目标情况下，候选电池和候选电机的工作状态，得到能够作为判断依据的检测结果，并最终根据相应的选择结果确定选择何种电池和电机作为无人机的组成部件，通过应用本申请所提出的技术方案，可以将作为无人机的关键设计部件的电池和电机直接进行关键数据的模拟和测试，从而，根据测试结果进一步决定无人机的具体选用部件，通过无人机目标条件的设置，以及简单直观的测试过程，为无人机设计提供最优的部件选择方案。
充分考虑到本申请提出的技术方案实际上是对做为无人机设计关键部件的电池和电机的单体测试处理，相应的检测模块设置需要满足前述的参数获取要求。为了更加清晰的描述相应的处理程序，本实施例结合具体的应用场景，分别对上述的电池检测***和电机检测***的构成方式，以及相应的处理过程进行拆解说明。
在具体的应用场景中，根据上述的检测需求，电池检测***和电机检测***的具体设计方案如下：
如图2所示，为本申请实施例所提出的一种无人机动力综合测试实训平台中的电池检测***的结构示意图，具体包括：
待测电池连接口(图中编号为1的TX60接口)，用于检测所充电池总电压变化；
待测电池充电平衡头连接口(图中编号为2的2-6s接口)，用于每片电池芯充电检测；
两组测试线连接口(图中编号为3的两组接口)，可进行对应连接，用于对所述待测电池的主电连接内阻进行检测；
两组模块供电线插口(图中编号为4的两组接口)，可进行对应连接，用于所述电池检测***中内置检测模块的供电；
内阻检测模块(图中编号为5的模块)，用于检测电芯的内部阻值、电池充入电时电压监测值、电流大小；
启动开关(图中编号为6的模块)，为所述内阻检测模块的启动开关；
容量显示模块，用于检测电池放电过程中输出电量值。
相应的，所述电池检测***的具体操作过程包括：
将所述待测电池主电源线***所述待测电池连接口；
将所述待测电池的平衡头***对应的所述待测电池充电平衡头连接口；
将相应的检测线与所述两组测试线连接口对应连接，相应的供电线与所述两组模块供电线插口对应连接；
启动所述启动开关，使所述内阻检测模块开始检测；
所述内阻检测模块连续给所述待测电池充电，通过充放电过程对所述待测电池的电压、放电电流、所充入电量数进行显示，同时检测出所述待测电池中的每一片内部阻值。
在实际应用中，上述的电池检测***可以进行以下参数的检测获取：
1.电池的材料认知；
2.电池的结构组成；
3.电池的数据的分析；
4.电池的工作原理；
5.电池的故障排除；
6.电池基础保养。
针对具体如图2所示的设计方案，电池检测***具有以下特点：
1、14个内接接接口、24个***电池接口、故障检测***等4部分组成。
2、电池容量、功率检测模块，电池内阻、工作状态检控与修复模块。
3、14个内接接口分别为：两组设备主供电接口共4个、两组电池主检测接口共4个、四组2s到6s电池平衡修复监控接口一共20个。
4、电池连接口分别为：两组XT90、两组XT60接口一共4个。
5、输入电压：DC7-32V，最大输入电流15A，输出电压0-30V。
6、充电电流0.1-14A，放电电流0.1-3A，最大充电功率300W，最大放电功率8W，平衡电流1A/cell，平衡串数2-6S。
7、支持电池类型LiFe/Lilon/LiPo/LiHv(1-6S)，NiMH/Cd(1-16S)，Pb(1-12S)。
如图3所示，为本申请实施例所提出的一种无人机动力综合测试实训平台中的电机检测***的结构示意图，具体包括：
两组正负直流电机驱动供电电源测试线插口(图中编号为1的两组插口)，用于为所述电机检测***中的各模块供电；
三组电机交流电驱动测试线插口(图中编号为2的三组插口)，用于驱动所述待测电机；
待测电机快插接口(图中编号为3的接口)，用于实现所述待测电机的快速拆装；
参数调节按钮(图中编号为4的按钮组合)，用于对参数界面进行调节，具体包括：
″移动″键，用于参数界面翻页；
″上下调节″键，用于参数界面功能选项的选择；
″确定″键，用于参数调节后的执行确认。
启动开关(图中编号为5的左侧按钮)，用于所述电机检测***的开关；
″正反″拨动开关(图中编号为5的右侧按钮)，用于调节所述待测电机的正反转；
转速旋钮(图中编号为6的按钮)，用于控制所述待测电机转速大小；
显示模块(图中编号为7的模块)，用于测试参数的显示。
在实际应用中，以确定kv值的处理过程，来说明所述电机检测***的具体工作方式，具体包括：
将所述待测电机固定到电机检测区域，接通电路；
设置电机磁极数量，通过转速旋钮调节转速值最大值；
待所述待测电机的总转速值稳定在某一值，且波动最小时，对当前数值进行记录，并同时记录下此时的电机工作电压；
通过公式：kv＝转速/电压，算出所述待测电机的kv值。
在实际应用中，上述的电机检测***可以进行以下参数的检测获取：
1.电机动力部件kv数值测算；
2.电机动力部件电流阈值检测；
3.电机动力部件电压阈值检测；
4.电机磁极自定义精准测量。
针对具体如图3所示的设计方案，电机检测***具有以下特点：
1、该平台采用箱式结构主板、低阻抗PCB(印刷线路板)，具有极强的耐电流能力。
2、该***主要由两个检测修复***模块组成。两个检测修复***模块分别为：无刷电机综合测试平台、电池综合测试实训平台。
3、产品启动柔和，且具有良好的启动性能。
4、1V低压启动，可完全测试电机的启动性能。
5、可设定电机磁极数，测出电机的精确转速。
6、可以在任意转速控制启停。
7、驱动电压、电流、转速同步显示。
8、最大收入电压30V，且电流超过5A时，***自动保护。
9、产品可持续升级更新。
需要进一步说明的是，在实际应用中，可以对上述的两个检测***进行合并部署，即所述无人机动力综合测试实训平台，具体为包括所述电池检测***和所述电机检测***的测试平台。
也可以对两个检测***进行分别设置，即所述无人机动力综合测试实训平台，具体为包括所述电池检测***的电池测试平台，以及包括所述电机检测***的电机测试平台所组成的测试***。
与现有技术相比，本申请实施例所提出的技术方案的有益技术效果包括：
本申请实施例公开了一种无人机动力综合测试实训平台，通过电池检测***和电机检测***，分别对可能被选为无人机部件的候选电池和候选电机进行检测，模拟目标情况下，候选电池和候选电机的工作状态，得到能够作为判断依据的检测结果，并最终根据相应的选择结果确定选择何种电池和电机作为无人机的组成部件，通过应用本申请所提出的技术方案，可以将作为无人机的关键设计部件的电池和电机直接进行关键数据的模拟和测试，从而，根据测试结果进一步决定无人机的具体选用部件，通过无人机目标条件的设置，以及简单直观的测试过程，为无人机设计提供最优的部件选择方案。
为了实现上述实施例所提出的技术方案，本申请实施例还提供了一种无人机动力综合测试实训平台，如图4所示，为本申请实施例所提出的一种无人机动力综合测试实训平台的外观示意图，该设备适用于无人机人才培养的教学场景，该***采用箱式结构多模块集成的设计思路更科学更安全的全方位对电机、电池进行检测分析。改进完善无刷电机测试***和电池综合测试***，该产品***兼容无刷电机驱动的所有功能。无刷动力***功率强大，速度快，错误操作易使设备损坏。可以通过测量、制作、***运算数据分析来达到实训演练的效果。并突破无人机动力电池维护的误区让用户可以不定时的对电池进行保养检测，将无人机电池维护技术走进教室，该***能够全方位的训练无人机电池工作原理，故障排除检修等技能。致力于培养国内一流的无人机操控和行业应用高端人才。
同时，通过对本申请技术方案所提出的无人机动力综合测试实训平台的设计调整，可以完成支持工业化处理的检测平台设计，从而在无人机工业生产中实现设计选择，部件检测等多种便捷处理，完成无人机设计的快速，高效的处理过程。
需要具体说明的是，本平台可以用于已经生产完成的无人机的部件优化操作，具体包括：
通过所述电池检测***对无人机中已安装的电池进行检测，同时对其他候选电池进行检测，通过检测结果的对比，确定无人机电池的优化方案；
和/或；
通过所述电机检测***对无人机中已安装的电机进行检测，同时对其他候选电机进行检测，通过检测结果的对比，确定无人机电机的优化方案。
与现有技术相比，本申请实施例所提出的技术方案的有益技术效果包括：
本申请实施例公开了一种无人机动力综合测试实训平台，通过电池检测***和电机检测***，分别对可能被选为无人机部件的候选电池和候选电机进行检测，模拟目标情况下，候选电池和候选电机的工作状态，得到能够作为判断依据的检测结果，并最终根据相应的选择结果确定选择何种电池和电机作为无人机的组成部件，通过应用本申请所提出的技术方案，可以将作为无人机的关键设计部件的电池和电机直接进行关键数据的模拟和测试，从而，根据测试结果进一步决定无人机的具体选用部件，通过无人机目标条件的设置，以及简单直观的测试过程，为无人机设计提供最优的部件选择方案。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明实施例所必须的。
本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
以上公开的仅为本发明实施例的具体实施场景，但是，本申请实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本申请实施例的业务限制范围。
Claims (7)
1.一种无人机动力综合测试实训平台，其特征在于，具体包括电池检测***和/或电机检测***：
所述电池检测***，具体用于通过检测当前待测电池所对应的实时电压监测值、放电有效容量检测值、放电时间检测值、持续电流检测值、单片电芯电压检测值、单片电芯内阻检测值，并根据检测结果和当前需求，确定是否选择所述当前待测电池作为实际应用电池；
所述电机检测***，具体用于通过检测当前待测电机所对应的电机转速峰值电压、电机极数、电机电流、电机转速，并根据检测结果和当前需求，确定是否选择所述当前待测电机作为实际应用电机；
其中，所述电池检测***，还用于通过检测当前待测电池所对应的电池循环工作次数检测值，充电检测时间值；
所述电池检测***，具体包括：
待测电池连接口，用于检测所充电池总电压变化；
待测电池充电平衡头连接口，用于每片电池芯充电检测；
两组测试线连接口，可进行对应连接，用于对所述待测电池的主电连接内阻进行检测；
两组模块供电线插口，可进行对应连接，用于所述电池检测***中内置检测模块的供电；
内阻检测模块，用于检测电芯的内部阻值、电池充入电时电压监测值、电流大小；
启动开关，为所述内阻检测模块的启动开关；
容量显示模块，用于检测电池放电过程中输出电量值；
所述电机检测***，具体包括：
两组正负直流电机驱动供电电源测试线插口，用于为所述电机检测***中的各模块供电；
三组电机交流电驱动测试线插口，用于驱动所述待测电机；
待测电机快插接口，用于实现所述待测电机的快速拆装；
参数调节按钮，用于对参数界面进行调节；
启动开关，用于所述电机检测***的开关；
″正反″拨动开关，用于调节所述待测电机的正反转；
转速旋钮，用于控制所述待测电机转速大小；
显示模块，用于测试参数的显示。
2.如权利要求1所述的一种无人机动力综合测试实训平台，其特征在于，所述电池检测***的具体操作过程包括：
将所述待测电池主电源线***所述待测电池连接口；
将所述待测电池的平衡头***对应的所述待测电池充电平衡头连接口；
将相应的检测线与所述两组测试线连接口对应连接，相应的供电线与所述两组模块供电线插口对应连接；
启动所述内阻检测模块的启动开关，使所述内阻检测模块开始检测；
所述内阻检测模块连续给所述待测电池充电，通过充放电过程对所述待测电池的电压、放电电流、所充入电量数进行显示，同时检测出所述待测电池中的每一片内部阻值。
3.如权利要求1所述的一种无人机动力综合测试实训平台，其特征在于，所述参数调节按钮，具体包括：
″移动″键，用于参数界面翻页；
″上下调节″键，用于参数界面功能选项的选择；
″确定″键，用于参数调节后的执行确认。
4.如权利要求1所述的一种无人机动力综合测试实训平台，其特征在于，所述电机检测***的具体工作方式包括：
将所述待测电机固定到电机检测区域，接通电路；
设置电机磁极数量，通过转速旋钮调节转速值最大值；
待所述待测电机的总转速值稳定在某一值，且波动最小时，对当前数值进行记录，并同时记录下此时的电机工作电压；
通过公式：kv＝转速/电压，算出所述待测电机的kv值。
5.如权利要求1至4中任意一项所述的一种无人机动力综合测试实训平台，其特征在于，
所述无人机动力综合测试实训平台，具体为包括所述电池检测***和所述电机检测***的测试平台。
6.如权利要求1至4中任意一项所述的一种无人机动力综合测试实训平台，其特征在于，
所述无人机动力综合测试实训平台，具体为包括所述电池检测***的电池测试平台，以及包括所述电机检测***的电机测试平台所组成的测试***。
7.如权利要求1所述的一种无人机动力综合测试实训平台，其特征在于，还包括：
通过所述电池检测***对无人机中已安装的电池进行检测，同时对其他候选电池进行检测，通过检测结果的对比，确定无人机电池的优化方案；
和/或，
通过所述电机检测***对无人机中已安装的电机进行检测，同时对其他候选电机进行检测，通过检测结果的对比，确定无人机电机的优化方案。
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