CN111682644A - 一种基于有人机无人化改装的电源管理*** - Google Patents

一种基于有人机无人化改装的电源管理*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及通用飞机电气***技术领域，公开了一种基于有人机无人化改装的电源管理***，该无人机电源管理***包括：至少一台用于对全机负载设备进行控制与监控的设备，所述设备通过供电线缆从飞机各电源获得电力并合理分配给其它设备供电，以及通过通讯线缆与飞控计算机相连，以接收飞控计算机的控制信号并将检测回报值上传给飞控计算机。本***可以将设备当前的用电信息、工作状态、开关状态等信息发送给飞控计算机，以便于飞控计算机能够根据当前的设备状态做出明确判断并通过负载监控单元控制各设备，提高了设备安全性；同时，负载监控单元能够对设备用电进行限流保护、过流重启等，达到有人机驾驶时通过保险丝来控制的相同的工作状态。

Description

一种基于有人机无人化改装的电源管理***
技术领域
本发明涉及通用飞机电气***技术领域，尤其涉及一种基于有人机无人化改装的电源管理***。
背景技术
随着当今社会物流行业的高速发展，各大物流企业正在追寻更加迅捷高效的物流方式，而飞机运输正是其高效的代名词。新西兰Pacific Aerospace公司的P-750XL通用飞机因其起降距离短、载荷重量大以及有效航程远的特点非常适用于物流行业支线运输使用。
有人驾驶飞机的运营成本高、运营条件受天气因素限制大，所以将有人机进行无人化改装能够大大地改进现状。而其电源管理将是机载设备能够正常工作的前提。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供了一种基于有人机无人化改装的电源管理***。
本发明采用的技术方案如下：一种基于有人机无人化改装的电源管理***，包括：至少一台供电***负载监控单元，所述负载监控单元对飞机设备提供电源并监控各设备的用电状况将之发送到飞控计算机；
所述飞控计算机根据飞机工作需要判断所需使用的设备，并输出开关指令给负载监控单元；
还包括飞机电源，所述飞机电源为飞机提供飞行、地面以及应急用供电。
进一步的，负载监控单元自身不作为电源，其用电均来自飞机电源；负载监控单元通过线缆与飞控计算机连接，线缆包括供电线缆和通讯线缆，其中供电线缆用于负载监控单元为飞控计算机提供电源，通讯电缆用于负载监控单元接收飞控计算机的指令并将飞机设备的供电状况发送到飞控计算机；负载监控单元通过供电线缆与飞机设备连接。
进一步的，负载监控单元连接有多个飞机设备。
进一步的，飞机电源包括：
外部电源，用于飞机地面维护阶段或地面起动阶段全机设备供电；
发电机，用于飞机发动机完成起动之后为全机设备提供用电；
机载电池，用于飞机发电机未正确发电或输出时为全机设备提供应急用电。
进一步的，负载监控单元在其任意一路电源接通时均可正常工作，且在电源发生切换时不产生掉电或重启的现象。
进一步的，负载监控单元包括：
隔离电源变换单元，其用于将飞机电源转为负载监控单元自身工作所需用电；
电源检测单元，其用于检测飞机电源的电流电压情况；
非开关类设备配电单元，其用于为所有不需要进行开关控制的飞机设备提供供电及保护功能；
开关类设备配电单元，其用于为所有需要进行开关控制的飞机设备提供供电及保护功能；
监控单元，其用于将所有的检测量包括开关状态量、电压和电流进行采集；
数据处理单元，其用于将监控单元检测到的所有量进行处理并转发；
数据记录单元，其用于将经过数据处理单元处理的所有数据进行保存；
总线接口，其用于负载监控单元与飞控计算机的电性耦接。
进一步的，飞控计算机在该***中用于对全机开关类设备提供开关判断，并通过将指令发送到负载监控单元使其对开关类设备的通断进行控制。
进一步的，飞控计算机还需接收来自负载监控单元检测到的飞机设备的供电情况等参数，并对其进行判断、转发和存储。
进一步的，当飞控计算机判断来自负载监控单元的检测信号出现问题时，应及时对负载监控单元发出告警和关断问题设备供电的指令。
进一步的，基于有人机无人化改装的电源管理***的应用机型为以新西兰Pacific Aerospace公司生产的P-750XL有人机为原型改装的AT200无人机。
与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：
(1)通过负载监控单元对飞机设备进行供电，可以将设备当前的用电信息、工作状态、开关状态等信息发送给飞控计算机，以便于飞控计算机能够根据当前的设备状态做出明确判断并通过负载监控单元控制各设备，提高了设备安全性。
(2)负载监控单元能够对设备用电进行限流保护、过流重启等，达到有人机驾驶时通过保险丝来控制的相同的工作状态。
附图说明
图1是本发明有人机无人化改装的电源管理***示意图。
图2是本发明的供电***负载监控单元功能模块示意图。
附图标记：100-飞机电源；101-外部电源；102-发电机；103-机载电池；200-负载监控单元；201-隔离电源变换单元；202-电源检测单元；203-非开关类设备配电；204-开关类设备配电；205-监控单元；206-数据处理单元；207-数据记录单元；208-总线接口300-飞控计算机；400-飞机设备。
具体实施方式
本发明提供了一种基于有人机无人化改装的电源管理***，其通过负载监控单元为飞机设备供电，并将设备用电情况、开关状态等信息发送给飞控计算机，飞控计算机根据当前飞机需要以及设备状态做出明确判断并输出指令给负载监控单元，从而精确地控制设备的使用并能够对电路进行保护。
为使本发明的目的、技术方案和有点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。应强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本公开的范围及其应用。
在本发明的一个示例性实施例中，提供了一种基于有人机无人化改装的电源管理***。本实施例中，无人化改装的电源管理***的应用机型为以新西兰Pacific Aerospace公司生产的P-750XL有人机为原型改装的AT200无人机。
图1为根据本发明实施例有人机无人化改装的电源管理***示意图。如图1所示，该电源管理***包括：
飞机电源100，其为飞机提供飞行、地面以及应急用供电；
负载监控单元200，其对飞机设备400提供电源并监控各设备的用电状况将之发送到飞控计算机；
飞控计算机300，其根据飞机工作需要判断所需使用的设备，并输出开关指令给负载监控单元。
图2为根据本发明实施例有人机无人化改装的供电***负载监控单元功能模块示意图。如图2所示，该供电***负载监控单元功能模块包括：
隔离电源变换单元201，其用于将飞机电源转为负载监控单元自身工作所需用电；
电源检测单元202，其用于检测飞机电源的电流电压情况；
非开关类设备配电203，其用于为所有不需要进行开关控制的飞机设备提供供电及保护等功能；
开关类设备配电204，其用于为所有需要进行开关控制的飞机设备提供供电及保护等功能；
监控单元205，其用于将所有的检测量包括开关状态量、电压和电流等进行采集；
数据处理单元206，其用于将监控单元检测到的所有量进行处理并转发；
数据记录单元207，其用于将经过数据处理单元处理的所有数据进行保存；
总线接口208，其用于负载监控单元与飞控计算机的电性耦接。
以下分别对本实施例有人机无人化改装的电源管理***的各个组成部分进行详细描述。
负载监控单元200自身不产生电能，其自身用电或对飞机设备的电源供给均来自飞机电源400。
负载监控单元200通过线缆与飞控计算机300电性耦接，其中线缆包括供电线缆和通讯线缆两种。
供电线缆用于负载监控单元200为飞控计算机300提供电源，通讯电缆用于负载监控单元200接收来自飞控计算机300的指令以及将飞机设备的供电状况、开关状态等信息发送到飞控计算机300。
通过负载监控单元200获得供电的飞机设备400均通过供电线缆与其电性耦接。
负载监控单元200与飞控计算机300相连的线缆中，需至少通过14针插头与双方设备相连，其中4针用于供电，10针用于通讯。
负载监控单元200可与多个设备相连，这些设备均可通过负载监控单元200获得过流保护、输出限流、断线重连等功能并可将自身用电信息通过负载监控单元200发送到飞控计算机300。
飞机电源100包括但不限于：
外部电源101，其用于飞机地面维护阶段或地面起动阶段全机设备供电；
发电机102，其用于飞机发动机完成起动之后为全机设备提供用电；
机载电池103，其用于飞机发电机未正确发电或输出时为全机设备提供应急用电。
负载监控单元200应该在与任意一路飞机电源接通时均可正常工作，且在电源发生切换时不产生掉电或重启的现象。
负载监控单元200需具备以下功能：能够满足所连设备的供电；能够监控所连设备的供电状态；能够上传所连设备的信息至飞控计算机300；能够接收飞控计算机300指令并根据指令进行操作。
飞控计算机300应根据当前飞机状态和任务需要对全机设备的使用进行判断，并通过将指令发送到负载监控单元200使其对飞机设备的开关进行控制。
飞控计算机300应能接收来自负载监控单元200的对于飞机设备供电情况、开关状态等参数，并对其进行判断、转发和存储。
飞控计算机300在判断来自负载监控单元200的检测信号出现问题时，应及时对负载监控单元200发出告警并关断问题设备供电的指令。
至此，已经结合附图对本公开实例进行了详细描述。通过以上描述，本领域技术人员应当对本公开一种基于有人机无人化改装的电源管理***有了清楚的认识。
需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。
综上所述，本公开的一种基于有人机无人化改装的电源管理***，其通过负载监控单元为飞机设备供电，并将设备用电情况、开关状态等信息发送给飞控计算机，飞控计算机根据当前飞机需要以及设备状态做出明确判断并输出指令给负载监控单元，从而精确地控制设备的使用并能够对电路进行保护。
再者，单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。
此外，除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限制于以上所列，且可根据所需设计而变化或重新安排。并且上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。
类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个公开方面中的一个或多个，在上面对本公开的示例性实施例的描述中，本公开的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本公开要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，公开方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本公开的单独实施例。
以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则在之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于有人机无人化改装的电源管理***，其特征在于，包括：
至少一台供电***负载监控单元，所述负载监控单元对飞机设备提供电源并监控各设备的用电状况将之发送到飞控计算机；
所述飞控计算机根据飞机工作需要判断所需使用的设备，并输出开关指令给负载监控单元；
还包括飞机电源，所述飞机电源为飞机提供飞行、地面以及应急用供电。
2.根据权利要求1所述的一种基于有人机无人化改装的电源管理***，其特征在于，所述负载监控单元自身不作为电源，其用电均来自飞机电源；
所述负载监控单元通过线缆与飞控计算机连接；
其中，所述线缆包括供电线缆和通讯线缆，所述供电线缆用于负载监控单元为飞控计算机提供电源；
所述通讯电缆用于负载监控单元接收飞控计算机的指令并将飞机设备的供电状况发送到飞控计算机；
所述负载监控单元通过供电线缆与飞机设备连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于有人机无人化改装的电源管理***，其特征在于，所述负载监控单元连接有多个飞机设备。
4.根据权利要求1所述的一种基于有人机无人化改装的电源管理***，其特征在于，所述飞机电源包括外部电源、发电机和机载电池三路电源；
所述外部电源用于飞机地面维护阶段或地面起动阶段全机设备供电；
所述发电机用于飞机发动机完成起动之后为全机设备提供用电；
所述机载电池用于飞机发电机未正确发电或输出时为全机设备提供应急用电。
5.根据权利要求4所述的一种基于有人机无人化改装的电源管理***，其特征在于，所述负载监控单元在与所述飞机电源中的任意一路电源接通时都可正常工作，且所述负载监控单元在电源发生切换时不产生掉电或重启的现象。
6.根据权利要求1所述的一种基于有人机无人化改装的电源管理***，其特征在于，所述负载监控单元包括：
隔离电源变换单元，其用于将飞机电源转为负载监控单元自身工作所需用电；
电源检测单元，其用于检测飞机电源的电流电压情况；
非开关类设备配电单元，其用于为所有不需要进行开关控制的飞机设备提供供电及保护功能；
开关类设备配电单元，其用于为所有需要进行开关控制的飞机设备提供供电及保护功能；
监控单元，其用于将所有的检测量包括开关状态量、电压和电流进行采集；
数据处理单元，其用于将监控单元检测到的所有量进行处理并转发；
数据记录单元，其用于将经过数据处理单元处理的所有数据进行保存；
总线接口，其用于负载监控单元与飞控计算机的电性耦接。
7.根据权利要求1所述的一种基于有人机无人化改装的电源管理***，其特征在于，所述飞控计算机对飞机上开关类设备提供开关判断，并通过将指令发送至负载单元实现对开关类设备的通断控制。
8.根据权利要求1所述的一种基于有人机无人化改装的电源管理***，其特征在于，所述飞控计算机接收来自负载监控单元检测到的飞机设备供电情况，并对其进行判断、转发及存储。
9.根据权利要求8所述的一种基于有人机无人化改装的电源管理***，其特征在于，所述飞控计算机在对飞机设备供电情况进行判断时，当其判断出检测信号出现问题后，立即对负载监控单元发出告警和关断问题设备供电的指令。
10.根据权利要求1-9任一所述的一种基于有人机无人化改装的电源管理***，其特征在于，所述电源管理***的应用机型为AT200无人机。
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