一種系留無人機的電磁防護結構及系留無人機的製作方法

2023-05-01 17:15:31 2

本實用新型涉及一種系留無人機的電磁防護結構及系留無人機。

背景技術：

系留無人機已在多個領域具有廣泛的應用，系留無人機在工作時需要通過傳輸電纜實時連接無人機以給無人機供電，以驅動無人機在空中實現各種操作，地面工作站中的發電機一般都是提供220V或380V交流電，但是在通過傳輸電纜傳輸至無人機之前的電能需要通過開關電源將發電機產生的交流電轉換成直流電，同時將220V或380V電壓變壓為800～1000V的高壓，然後再通過傳輸線纜傳輸至無人機的電機，以通過電機驅動無人機飛行或實現其他操作；但是，由電磁學原理可知道，由於將電壓大幅度升高，所以在電能傳輸的過程中會產生很強的電磁場，這種電磁場中的電磁波會極大的影響在天空中飛行的無人機接收地面工作站發出的飛控信號，因而造成無人機的控制不靈敏，無法完成預定任務，其安全性能也會產生一定隱患，影響了系留無人機的工作效率，所以需要解決由於電磁場幹擾而產生的問題，以提高飛控信號的接收靈敏度，保證系留無人機能夠正常的執行工作任務。

技術實現要素：

本實用新型的目的是降低系留無人機的幹擾電磁場強度，以使系留無人機能夠準確接收地面工作站的飛控信號，安全、準確的完成工作任務。

為了實現上述技術目的，本申請提供了如下技術方案：

一種系留無人機的電磁防護結構，包括地面工作站、無人機和傳輸電纜；

所述地面工作站包括有用於接入發電機的第一開關電源；

所述無人機包括無人機外殼、電機和第一金屬包覆層；

所述第一金屬包覆層包覆在所述電機外，所述無人機外殼通過電磁波導線分別與所述第一金屬包覆層和所述傳輸電纜連接；

所述傳輸電纜的一端經所述第一開關電源接至大地，所述傳輸電纜的另 一端通過線纜模塊連接所述電機，用於將電能傳輸至所述電機以驅動無人機的螺旋槳轉動；

所述線纜模塊外層包覆有散熱包覆層。

優選的，所述無人機外殼包括碳纖維外殼。

優選的，第一金屬包覆層包括銅金屬包覆層、鋁金屬包覆層或鋁合金包覆層。

進一步的，在一個實施例中，所述傳輸電纜包括有第二金屬包覆層；

所述傳輸電纜的正極線與負極線在所述第二金屬包覆層內呈雙絞纏繞。

進一步的，在一個實施例中，所述第二金屬包覆層通過所述第一開關電源與大地連接。

進一步的，在一個實施例中，所述第一開關電源與所述傳輸電纜間設置電源濾波裝置；

所述電源濾波裝置包括有穿心電容或饋通電容，用於將所述第一開關電源的輸出端與大地連接。

進一步的，在一個實施例中，所述第一開關電源與所述傳輸電纜間設置電源濾波裝置；

所述電源濾波裝置包括有磁環，所述傳輸電纜的正極線和負極線纏繞在所述磁環的兩端，用於通過磁環的反相作用降低電流的波峰。

一種系留無人機，包括有所述的系留無人機的電磁防護結構。

在上述技術方案中，第一開關電源會將發電機中的220V或380V的交流電轉換成高壓的直流電傳輸至電機以驅動無人機的螺旋槳轉動，而通過在所述電機的外層包覆所述第一金屬包覆層，優選用銅金屬包覆層、鋁金屬包覆層或鋁合金包覆層來吸收高壓直流電所產生的電磁波，並將電磁波轉化成比較微電，利用電磁波導線將所述第一金屬包覆層、無人機外殼和傳輸電纜連接起來，由於所述傳輸電纜經所述第一開關電源接地，所以可以將電磁波轉化成的比較微電消散在大地中，以達到去除電磁波的目的，進而提升了無人機接收地面工作站的控制信號的效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本申請所述的無人機結構示意圖；

圖2為本申請所述的傳輸電纜結構示意圖；

圖3為本申請所述的工作站結構示意圖；

圖4為本申請所述的磁環與正極線和負極線纏繞示意圖。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本實用新型方案，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，所描述的實施例僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做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。

為了解決現有技術中由於電磁場的幹擾以使系留無人機不能夠準確接收地面工作站的飛控信號，造成無人機的控制不靈敏，無法完成預定任務，安全性下降的問題，本申請提供了一種系留無人機的電磁防護結構，包括地面工作站1、無人機2和傳輸電纜3；結合圖1、圖2、圖3和圖4所示，所述地面工作站1包括有用於接入發電機的第一開關電源11；所述傳輸電纜3的一端經所述第一開關電源11接至大地0，所述傳輸電纜3的另一端連接所述電機21，用於將電能傳輸至所述電機21以驅動無人機的螺旋槳轉動。在電能的傳輸過程中，第一開關電源11首先會將發電機中的220V或380V的交流電轉換成高壓的直流電，然後再傳輸至電機21以供電機21驅動無人機2的螺旋槳轉動，使無人機升空；

如圖1所示，所述無人機2包括無人機外殼22、電機21和第一金屬包覆層23；所述第一金屬包覆層23包覆在所述電機21外，如圖1所示，通過在所述電機21的外層包覆所述第一金屬包覆層23可以吸收高壓直流電所產生的電磁波，本申請中優選用銅金屬包覆層、鋁金屬包覆層或鋁合金包覆層， 並將電磁波轉化成比較微電，所述無人機外殼22通過電磁波導線24分別與所述第一金屬包覆層23和所述傳輸電纜3連接，利用電磁波導線24將所述第一金屬包覆層23、無人機外殼22和傳輸電纜3連接起來，由於所述傳輸電纜3經所述第一開關電源11接地，所以可以將第一金屬包覆層23由電磁波轉化成的比較微電消散在大地0中，以達到去除電磁波的目的，進而提升了無人機2接收地面工作站1的控制信號的效果；所述線纜模塊外層包覆有散熱包覆層；散熱包覆層的材質是一種對高頻電磁波具有優異吸收能力的超薄複合材料，這種複合材料是將合金通過物理細化和磁場處理形成高磁導率的磁性合金，並將其均勻分散在高分子中形成的超薄複合材料膜。能夠將幹擾電磁場轉化為熱量，直接消散在空中。

優選的，所述無人機外殼22包括碳纖維外殼，碳纖維外殼的導電性能更好。

進一步的，在一個實施例中，如圖2所示，所述傳輸電纜3包括有第二金屬包覆層31；所述傳輸電纜3的正極線33與負極線34在所述第二金屬包覆層31內呈雙絞纏繞。由於傳輸電纜內部的正極線33和負極線34相雙絞纏繞，這樣可以將正極線33和負極線34上發出的電波相抵消，有效降低幹擾磁場；並且，正極線33和負極線34雙絞纏繞後的外層還包覆有所述第二金屬包覆層31來吸收電磁波，在具體的一個實施例中優選用了銅金屬包覆層、鋁金屬包覆層或鋁合金包覆層，從而將電磁波轉化成比較微電；進一步的，所述第二金屬包覆層31通過所述第一開關電源11與大地0連接，通過所述第二金屬包覆層31接地後將比較微電傳遞到大地0而消散掉，以此來降低由於高壓直流電而產生的幹擾磁場，提升無人機2接收地面工作站1的控制信號的效果。如圖2所示，正極線33和負極線34的外層均包覆有絕緣層32。

進一步的，在一個實施例中，如圖3所示，所述第一開關電源11與所述傳輸電纜3間設置電源濾波裝置；由於第一開關電源11的工作原理就是通過內置開關的交替開關，將發電機或市網電源產生的交流電轉化為高壓直流電，而在產生高壓直流電的同時，發電機或市網電源的平穩電流中會多產生高頻毛刺電流，這些高頻毛刺電流極易產生高頻幹擾電磁波。所述電源濾波裝置包括有穿心電容或饋通電容12，用於將所述第一開關電源11的輸出端 與大地0連接。通過穿心電容或饋通電容12將第一開關電源11與大地0連接，由於大地的電勢為零，而電流具有向低電勢(大地)流動的傾向，便可以將高頻毛刺電流導向大地，而所述穿心電容或者饋通電容12的作用就是能夠阻止普通電流流向大地0，只允許高頻毛刺電流流向大地0，這樣經穿心電容或饋通電容12的電能中就只有普通電流，而高頻毛刺電流就被導向了大地從而消散掉了，以此來達到去高頻毛刺電流的目的；同時，如圖4所示，所述電源濾波裝置包括有磁環13，所述傳輸電纜3的正極線33和負極線34纏繞在所述磁環13的兩端，用於通過磁環13的反相作用降低電流的波峰。如圖4所示，將傳輸電纜3的正極線33和負極線34纏繞在所述磁環13的兩端，利用磁環13的反相作用，使經過它內部的線圈中的電流由於它的抑制作用而降低電流中的波峰，起到電流的「削峰」的作用，從而減小了電磁波。

本申請還提供了一種系留無人機，包括所述的系留無人機的電磁防護結構。由於前文已經對所述系留無人機的電磁防護結構的具體技術方案以及有益效果進行了詳細的闡述，在此就不再贅述，任何在本申請的技術方案的基礎上未經創造性勞動獲得的技術方案均落在本申請所保護的範圍之內。

以上對本實用新型所提供的系留無人機的電磁防護結構及系留無人機進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權利要求的保護範圍內。