無人機通斷電裝置及無人機的製作方法

2023-08-08 04:01:51 1

本實用新型涉及無人機領域，具體而言，涉及一種無人機通斷電裝置及無人機。

背景技術：

無人駕駛飛機簡稱「無人機」，英文縮寫為「UAV」，是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機。無人機廣泛應用於軍事、農業、攝影等領域，例如，利用無人機偵察、噴灑農藥以及航拍等等。

現有的無人機大多採用智能電池供電，但智能電池按鍵和無人機主控系統開關機按鍵獨立，無人機開機時先按智能電池按鍵使智能智能電池供電，再按開關機按鍵使無人機主控系統開機；關機時先按開關機鍵使無人機主控系統關機，再按智能電池按鈕使智能電池斷電。但使用時需先後對兩個按鍵進行操作才能使無人機開機和關機，操作繁瑣，用戶體驗感不佳。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種無人機通斷電裝置及具有該裝置的無人機，以實現通過一個開關機鍵，便能實現智能智能電池的開關以及無人機主控系統的開關機觸發，同時還能避免由於關機操作不當造成無人機死機的問題以及無人機不正常關機導致的系統故障。

為實現上述目的，本實用新型實施例提供以下技術方案：

第一方面，本實用新型實施例提供了一種無人機通斷電控制裝置，所述無人機通斷電控制裝置包括智能電池、第一處理單元、無人機主控單元以及電源管理單元，所述智能電池分別與所述第一處理單元、所述無人機主控單元以及所述電源管理單元電連接，所述第一處理單元分別與所述無人機主控單元以及所述電源管理單元電連接，所述無人機主控單元與所述電源管理單元電連接；

所述智能電池響應開機信息生成開啟信號，並將所述開啟信號傳輸至所述第一處理單元；

所述第一處理單元響應所述開啟信號生成第一觸發信號；

所述電源管理單元在檢測到所述第一觸發信號時，控制所述無人機主控單元上電。

進一步地，所述智能電池包括供電模塊、信號輸入模塊、控制模塊以及開關管，所述信號輸入模塊、所述控制模塊、所述開關管以及所述供電模塊依次電連接，所述供電模塊通過所述開關管分別與所述第一處理單元、所述無人機主控單元以及所述電源管理單元電連接，所述控制模塊與所述第一處理單元電連接；

所述信號輸入模塊根據用戶的開機操作生成所述開機信息；

所述控制模塊響應所述開機信息而控制所述開關管導通並生成所述開啟信號，並將所述開啟信號傳輸至所述第一處理單元。

進一步地，所述信號輸入模塊還根據用戶的關機操作生成關機信息；

所述控制模塊響應所述關機信息生成關閉信號，並將所述關閉信號傳輸至所述第一處理單元；

所述第一處理單元響應所述關閉信號生成第二觸發信號；

所述電源管理單元在檢測到所述第二觸發信號時，控制所述無人機主控單元生成斷電信號，並將所述斷電信號傳輸至第一處理單元後下電；

所述第一處理單元響應所述斷電信號而生成截止信號並將所述截止信號傳輸至所述控制模塊後下電；

所述控制模塊響應所述截止信號而控制所述開關管截止。

進一步地，所述信號輸入模塊還根據用戶的關機操作生成關機信息；

所述控制模塊響應所述關機信息生成關閉信號，並將所述關閉信號傳輸至所述第一處理單元；

所述第一處理單元在接收到所述關閉信號時，控制所述無人機主控單元生成斷電信號，並將所述斷電信號傳輸至第一處理單元後下電；

所述第一處理單元響應所述斷電信號而生成截止信號並將所述截止信號傳輸至所述控制模塊後下電；

所述控制模塊響應所述截止信號而控制所述開關管截止。

進一步地，所述控制模塊還與所述無人機主控單元電連接；

所述信號輸入模塊還根據用戶的關機操作生成關機信息；

所述控制模塊響應所述關機信息生成關閉信號，並將所述關閉信號傳輸至所述無人機主控單元；

所述無人機主控單元在接收到所述關閉信號時生成斷電信號，並將所述斷電信號傳輸至第一處理單元並下電；

所述第一處理單元響應所述斷電信號而生成截止信號並將所述截止信號傳輸至所述控制模塊後下電；

所述控制模塊響應所述截止信號而控制所述開關管截止。

進一步地，所述控制模塊還與所述無人機主控單元電連接；

所述信號輸入模塊還根據用戶的關機操作生成關機信息；

所述控制模塊在接收到所述關機信息後生成關閉信號，並將所述關閉信號通過所述無人機主控單元傳輸至所述第一處理單元；

所述第一處理單元在接收到所述關閉信號後生成第三觸發信號；

所述電源管理單元在檢測到所述第三觸發信號時，控制所述無人機主控單元生成斷電信號，並將所述斷電信號傳輸至第一處理單元後下電；

所述第一處理單元響應所述斷電信號而生成截止信號並將所述截止信號傳輸至所述控制模塊後下電；

所述控制模塊響應所述截止信號而控制所述開關管截止。

進一步地，所述信號輸入模塊還根據用戶的強制關機操作生成強制關閉信息；

所述控制模塊響應所述強制關閉信息而控制所述開關管截止。

進一步地，所述截止信號可以為延時信號，所述控制模塊響應所述延時信號而延時控制所述開關管截止。

進一步地，所述信號輸入模塊為按鍵，所述控制模塊用於檢測到所述按鍵第一次按下的時間小於第一預設時間且第二次按下的時間超過第二預設時間時，生成所述開啟信號或所述關閉信號。

進一步地，所述信號輸入模塊為無線通信模塊，所述無線通信模塊接收一遙控開關的操作而生成所述開機信息或所述關機信息。

進一步地，所述無人機通斷電控制裝置還包括指示單元，所述指示單元與所述第一處理單元電連接，當所述第一處理單元接收到所述開啟信號時，所述指示單元處於第一指示狀態；當所述第一處理單元接收到所述關閉信號時，所述指示單元處於第二指示狀態。

第二方面，本實用新型還提供了一種無人機，包括無人機通斷電控制裝置，所述無人機通斷電控制裝置包括智能電池、第一處理單元、無人機主控單元以及電源管理單元，所述智能電池分別與所述第一處理單元、所述無人機主控單元以及所述電源管理單元電連接，所述第一處理單元分別與所述無人機主控單元以及所述電源管理單元電連接，所述無人機主控單元與所述電源管理單元電連接；

所述智能電池用於響應開機信息而生成開啟信號，並將所述開啟信號傳輸至所述第一處理單元；

所述第一處理單元用於在接收到所述開啟信號後，生成第一觸發信號；

所述電源管理單元用於檢測到所述第一觸發信號時，控制所述無人機主控單元上電。

相對現有技術，本實用新型具有以下有益效果：本實用新型提供的一種無人機通斷電裝置及無人機，在智能電池響應開機信息後生成開啟信號並將開啟信號傳輸至第一處理單元，第一處理單元在接收到該開啟信號後生成第一觸發信號，電源管理單元檢測到第一觸發信號後便控制無人機主控單元上電，從而通過一個開關機鍵便能實現智能電池的打開以及無人機的主控系統開機觸發，簡化了無人機整機的開機操作，提高了用戶體驗感。

為使本實用新型的上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附附圖，作詳細說明如下。

附圖說明

為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實用新型實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。

因此，以下對在附圖中提供的本實用新型的實施例的詳細描述並非旨在限制要求保護的本實用新型的範圍，而是僅僅表示本實用新型的選定實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

圖1示出了本實用新型第一實施例提供的無人機通斷電控制裝置的電路模塊交互框圖。

圖2示出了圖1中智能電池的電路連接框圖。

圖3示出了圖1中無人機通斷電控制裝置的電路模塊交互框圖的進一步結構示意圖。

圖4示出了本實用新型第二實施例提供的無人機通斷電控制裝置的電路模塊交互框圖。

圖標：100-無人機通斷電控制裝置；110-智能電池；112-信號輸入模塊；114-控制模塊；116-開關管；118-供電模塊；120-第一處理單元；130-電源管理單元；140-無人機主控單元；150-指示單元。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實用新型實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。

因此，以下對在附圖中提供的本實用新型的實施例的詳細描述並非旨在限制要求保護的本實用新型的範圍，而是僅僅表示本實用新型的選定實施例。基於本實用新型的實施例，本領域技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

在本實用新型的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「設置」、「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨後的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語 「上」、「下」、「左」、「右」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，或者是該實用新型產品使用時慣常擺放的方位或位置關係，僅是為了便於描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語「第一」、「第二」、「第三」等僅用於區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

此外，術語「水平」、「豎直」、「懸垂」等術語並不表示要求部件絕對水平或懸垂，而是可以稍微傾斜。如「水平」僅僅是指其方向相對「豎直」而言更加水平，並不是表示該結構一定要完全水平，而是可以稍微傾斜。

第一實施例

請參閱圖1，示出了本實用新型實施例提供的一種無人機通斷電控制裝置100的電路連接框圖。該無人機通斷電控制裝置100包括智能電池110、第一處理單元120、無人機主控單元140、電源管理單元130以及指示單元150，智能電池110分別與第一處理單元120、無人機主控單元140以及電源管理單元130電連接，第一處理單元120分別與無人機主控單元140、電源管理單元130以及指示單元150電連接，無人機主控單元140與電源管理單元130電連接。

請參閱2，智能電池110包括信號輸入模塊112、控制模塊114、開關管116以及供電模塊118，信號輸入模塊112、控制模塊114、開關管116以及供電模塊118依次電連接。智能電池110用於為無人機提供工作電壓，智能電池110可以是充電電池也可以普通電池，但為環保以及操作簡易度考慮，在本實施例中，智能電池110採用充電電池，因為充電電池可以重複利用，續航能力較強，同時也是由於智能電池110大多設置於無人機內部，如果採用普通電池，不僅更換不方便，而且增加製造無人機的工作流程。

請參閱3，供電模塊118通過開關管116分別與第一處理單元120、無人機主控單元140以及電源管理單元130電連接；供電模塊118用於在開關管116導通時給第一處理單元120、無人機主控單元140以及電源管理單元130供電。

信號輸入模塊112用於根據用戶的開機操作生成開機信息，還用於根據用戶的關機操作生成關機信息或根據用戶的強制關機操作生成強制關閉信息，並將該開機信息或者關機信息或強制關閉信息傳輸至控制模塊114。

在本實施例中，信號輸入模塊112為按鍵，當用戶第一次按下的時間小於第一預設時間且第二次按下的時間超過第二預設時間時便能生成開機信息或者關機信息；當按下按鍵的時間超過閾值時，便能生成強制關閉信息。使用輕觸按鍵再長按按鍵的方式生成開機信息或者關機信息的好處在於，通過輕觸按鍵並鬆開這個操作，能防止按鍵長時間被擠壓而導致的誤開機/關機操作。

在本實施例中，第一預設時間1s，第二預設時間為3s，閾值6s。設用戶按下按鍵的時間不超過1s的操作為輕觸按鍵，也就是說，當無人機處於關機狀態時，用戶輕觸按鍵並再次按下按鍵的時間超過3秒會觸發開機信息；當無人機處於開機狀態時，用戶輕觸按鍵並再次按下按鍵的時間超過3秒會觸發關機信息。此外，當無人機處於開機狀態，但第一處理單元120或無人機主控單元140無響應時，用戶按下按鍵的時間超過6s會觸發強制關閉信息。

需要說明的是，在其他實施例中，信號輸入模塊112也可以為無線通信模塊，該無線通信模塊用於接收一遙控開關的操作而生成開機信息或關機信息。

請參閱圖3，控制模塊114與第一處理單元電連接。控制模塊114用於響應開機信息生成開啟信號，並將所述開啟信號傳輸至所述第一處理單元120，並響應開機信息控制所述開關管116導通；控制模塊114還用於響應關機信息生成關閉信號，並將所述關閉信號傳輸至第一處理單元120；控制模塊114還用於響應強制關閉信息後控制開關管116截止。

控制模塊114可以是微控制單元(Microcontroller Unit，MCU)，也可以稱之單片機。控制模塊114具有信號輸入埠以及信號輸出埠，信號輸入埠與按鍵電連接，用於接收根據用戶的開機操作生成的開機信息或根據用戶的關機操作生成的關機信息或根據用戶的強制關機操作生成強制關閉信息；信號輸出埠分別與第一處理單元120以及開關管116電連接，用於傳輸開啟信號或是關閉信號至第一處理單元120以及傳輸控制開關管116導通或斷開的脈衝信號。

供電模塊118通過開關管116分別與第一處理單元120、電源管理單元130以及無人機主控單元140分別電連接。當控制模塊114接收到開機信息時，控制開關管116導通，供電模塊118分別與第一處理單元120、無人機主控單元140以及電源管理單元130電連接；當控制模塊114接收到關機信息時，控制開關管116斷開，供電模塊118分別與第一處理單元120、無人機主控單元140以及電源管理單元130斷開電連接。在本實施例中，開關管116可以為但不限於MOS管、三極體等。

第一處理單元120用於運行軟體程序，從而執行各種功能應用以及數據處理。例如，第一處理單元120用於接收到由控制模塊114傳輸的開啟信號或關閉信號後生成觸發信號。具體地，第一處理單元120接收到該開啟信號後生成第一觸發信號；第一處理單元120接收到該關閉信號後生成第二觸發信號。

第一處理單元120可以是一種集成電路晶片，具有信號的處理能力。例如，第一處理單元120可以是通用處理器包括中央處理器(Central Processing Unit，CPU)、數位訊號處理器（Digital Signal Processor，DSP）、專用集成電路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）、現場可編程門陣列（Field Programmable Gate Array，FPGA）或者其他可編程邏輯器件、分立門或者電晶體邏輯器件、分立硬體組件。

指示單元150與第一處理單元120電連接，用於指示第一處理單元120是否處於通電狀態。當第一處理單元120接收到控制模塊114傳輸的開啟信號時，說明第一處理單元120已經與供電模塊118電連接，處於通電狀態，指示單元150處於第一顯示狀態；當第一處理單元120接收到控制模塊114傳輸的關閉信號時，說明第一處理單元120已經與供電模塊118斷開電連接，處於斷電狀態，指示單元150處於第二顯示狀態。在本實施例中，指示單元150為一報警燈，當第一處理單元120通電時，指示燈點亮；當第一處理單元120斷電時，指示燈熄滅。需要說明的是，在其他實施例中，指示單元150也可以為一蜂鳴器，當第一處理單元120通電時，蜂鳴器報警一次；第一處理單元120斷電時，蜂鳴器響報警兩次。

電源管理單元130(Power Management Unit，PMU)是一種高度集成的、針對可攜式應用的電源管理方案，即將傳統分立的若干類電源管理器件整合在單個的封裝之內，這樣可實現更高的電源轉換效率和更低功耗。

電源管理單元130分別與第一處理單元120以及無人機主控單元140電連接。電源管理單元130用於檢測到第一觸發信號後，輸出第一時序脈衝；電源管理單元130還用於檢測到第二觸發信號後，輸出第二時序脈衝。

無人機主控單元140為中央處理器（Central Processing Unit，CPU），其作為無人機的運算核心以及控制核心，用於運行軟體程序，從而執行各種功能應用以及數據處理，從而控制無人機的狀態。

無人機主控單元140分別與電源管理單元130以及第一處理單元120電連接，此外，無人機主控單元140還通過開關管116與供電模塊118電連接。當電源管理單元130輸出第一時序脈衝時，無人機主控單元140上電；當電源管理單元130輸出第二時序脈衝時，無人機主控單元140下電。

無人機通斷電控制裝置100的通電過程為：用戶輕觸無人機的開關機按鍵並再次按下無人機的開關機按鍵超過3秒時信號輸入模塊112生成開機信息，控制模塊114接收到該開機信息後生成開啟信號，並將該開啟信號傳輸至所述第一處理單元120，並控制開關管116導通；第一處理單元120接收到開啟信號後生成第一觸發信號，電源管理單元130檢測到第一觸發信號後控制無人機主控單元140上電。

無人機通斷電控制裝置100的斷電過程可以為但不限於以下兩種：

第一種：用戶輕觸無人機的開關機按鍵並再次按下無人機的開關機按鍵超過3秒時信號輸入模塊112生成關機信息，控制模塊114接收到該關機信息後生成關閉信號，並將該關閉信號傳輸至第一處理單元120，第一處理單元120接收到關閉信號後生成第二觸發信號，電源管理單元130檢測到第二觸發信號後控制無人機主控單元140下電。

第二種：用戶輕觸無人機的開關機按鍵並再次按下無人機的開關機按鍵超過3秒時信號輸入模塊112生成關機信息，控制模塊114接收到該關機信息後生成關閉信號，並將該關閉信號傳輸至第一處理單元120，第一處理單元120接收到關閉信號後直接控制無人機主控單元140下電。

需要說明的是，為使無人機能正常關機，系統正常宕機，防止出現下次開機系統崩潰的現象，在無人機通斷電控制裝置100的斷電過程中還包括延時操作，即在無人機主控單元140完成下電操作前，會生成斷開信號並傳輸至第一處理單元120，第一處理單元120接收該斷開信號後，生成延時信號並將延時信號傳輸至控制模塊114，並下電；控制模塊114接收到該延時信號後，延時控制開關管116截止。設延時t秒，則控制模塊114在t秒後控制開關管116截止，從而無人機通斷電控制裝置100的斷電的全過程完成。

此外，有時會出現因為第一處理單元120或是無人機主控單元140死機而造成的無法關機現象，因而加入了強制關機操作，即按下無人機的開關機按鍵超過6秒信號輸入模塊112便生成強制關閉信號，控制模塊114接收到強制關閉信號後控制開關管116截止，使供電模塊118與第一處理單元120、無人機主控單元140、電源管理單元130強行斷開連接，從而關機。

第二實施例

本實用新型實施例還提供了一種無人機通斷電控制裝置100，需要說明的是，本實用新型實施例所提供的無人機通斷電控制裝置100，其基本原理及產生的技術效果和上述實施例相同，為簡要描述，本實施例部分未提及之處，可參考上述的實施例中相應內容。

請參閱圖4，無人機通斷電控制裝置100包括智能電池110、第一處理單元120、無人機主控單元140、電源管理單元130以及指示單元150，智能電池110分別與第一處理單元120、無人機主控單元140以及電源管理單元130電連接，第一處理單元120分別與無人機主控單元140、電源管理單元130以及指示單元150電連接，無人機主控單元140與電源管理單元130電連接。

開關單元120包括信號輸入模塊112、控制模塊114、開關管116以及供電模塊118，信號輸入模塊112、控制模塊114、開關管116以及供電模塊118依次電連接。其中，供電模塊118通過開關管116分別與第一處理單元120、無人機主控單元140以及電源管理單元130電連接，同時，控制模塊114與第一處理單元120電連接。

此外，在本實施例中，控制模塊114還通過集成電路總線（Inter-Integrated Circuit，I2C）與所述無人機主控單元140電連接，並可以通過I2C傳輸電量、電壓、電流、開關機等信息。

無人機通斷電控制裝置100的斷電過程可以為但不限於以下兩種：

第一種：用戶輕觸無人機的開關機按鍵並再次按下無人機的開關機按鍵超過3秒時信號輸入模塊112生成關機信息，控制模塊114接收到該關機信息後生成關閉信號，並將該關閉信號傳輸至無人機主控單元140，無人機主控單元140接收到該關閉信號後下電。

第二種：用戶輕觸無人機的開關機按鍵並再次按下無人機的開關機按鍵超過3秒時信號輸入模塊112生成關機信息，控制模塊114接收到該關機信息後生成關閉信號，並將該關閉信號通過無人機主控單元140傳輸至第一處理單元120，第一處理單元120在接收到關閉信號後生成第三觸發信號，電源管理單元130檢測到第三觸發信號後控制無人機主控單元140下電。

第三實施例

本實用新型實施例還提供了一種無人機，包括第一實施例或第二實施例所提供的無人機通斷電裝置100。

無人機通斷電控制裝置100包括智能電池110、第一處理單元120、無人機主控單元140、電源管理單元130以及指示單元150，智能電池110分別與第一處理單元120、無人機主控單元140以及電源管理單元130電連接，第一處理單元120分別與無人機主控單元140、電源管理單元130以及指示單元150電連接，無人機主控單元140與電源管理單元130電連接。

綜上所述，本實用新型實施例提供的一種無人機通斷電裝置及無人機，通過一信號輸入模塊生成開機信息或關機信息，在控制模塊接收到開機信息後，供電模塊開始正常供電，同時第一處理單元生成第一觸發信號，電源管理單元檢測到第一觸發信號後便控制無人機主控單元上電，從而實現了智能電池的打開以及無人機的開機觸發；在控制模塊接收到開機信息後，無人機主控單元首先下電，並控制開關管延時截至，從而實現了智能智能電池的斷開以及無人機的關機觸發。綜合以上兩點，通過一個開關機鍵便能實現智能電池和無人機系統的開關機，簡化了開關機操作，提高了用戶體驗感。

以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，對於本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。