[发明专利]带有电能分压系统的飞行器

说明书

技术领域

本发明涉及模拟电子电路设计以及电子信号传输电路中的耦合隔离。

背景技术

采用地面供电设备进行有线供电的旋翼飞行器，由于不需要挂载电池，且理论上可以从地面上的电源获得无限的电能，因此具有大载重比、长航时的优点。对于定点航空拍照等无航程要求的应用领域，是一种理想的作业工具。但目前公知的技术，对有线供电的旋翼飞行器的实现造成如下制约：旋翼飞行器的电机需要很大的工作电流，因此需要很粗重的导线进行电能传输。因此以目前公知技术，有线供电飞行器难以实现。

发明内容

为了解决飞行器工作电流太大，难以实现有线供电的问题，本发明提供了一种带有电能分压系统以及相应的控制信号传输系统的多电动机飞行器。在同样的功率条件下，这种飞行器只需要较小的供电电流，从而可以采用轻而细的导线进行电能传输。与电能分压系统相对应的控制信号传输系统，保证了采用分压系统对多个电机进行供电的同时，对多个电机进行有效控制。多电机飞行器上的多个电机，既可以驱动多个螺旋桨，又可以通过传动装置共同驱动同一个螺旋桨。

本发明提供的带有电子分压系统的多电机飞行器，其技术方案为：主要包括飞行器本体、飞行器上的多个电动机系统、飞行器上的电能分压系统、信号耦合传输系统。由电源提供的较高的电压，首先输入电能分压系统，由电能分压系统分为若干较低的电压，每个电动机（或电动机组）占据电能分压系统输出的多个电压中的一个。这样就以分电压、共电流的，类似于串联的方式实现了电能的分配，减小了整体的供电电流。

由于采用了分压供电方式，各个电动机系统所接收到的电能的电压不共地，因而不能直接接收由同一个控制器发出的控制信号。因此，从控制器至全部或部分电动机系统的信号传输路径上，设置了信号耦合传输系统。信号耦合传输系统由光耦合器或磁隔离器构成。

本发明提供的采用了电子分压系统的多电机飞行器，其优点在于：可以采用高电压、低电流的供电方式，减小了传输导线上的电流，从而可以容易地实现飞行器的有线供电。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为电能分压系统的一个单元的原理图。

图2为电子分压系统与电源以及电动机的连接原理图。

图3为控制信号传输系统的原理图。

图中1.电阻，2.功率运算放大器，3.电源，4.电动机系统（包括电机驱动），5.飞行控制器，6.信号耦合器。

具体实施方式

图1所示为电能分压系统的一个分压单元，包括电阻（1）、功率运算放大器（2），其中两个电阻的阻值是相同的。从左侧输入的电压的大小为U，在两个电阻（1）之间会形成一个大小为V_ref=U/2的参考电压，该参考电压为功率运算放大器的输入。功率运算放大器（2）的连接方式保证其输出端口的电压值等于V_ref，即U/2，从而实现了将输入电压一分为二的目的。

图2所示为一个将输入电压分为四等份的电能分压系统，包括电源（3）、电动机系统（4）、以及三个由图1给出的分压单元，其中左侧的分压单元将电源电压一分为二，右侧的两个分压单元进一步将电压分为四等分，并提供给四个电机系统（4）。

控制器与各个电机系统之间的信号耦合传输系统如图3所示，包括电机系统（4）、飞行控制器（5）、信号耦合器（6），其中信号耦合器（6）可以是光耦合器或者磁隔离器。由系统控制器（5）发出的控制信号通过信号耦合器（6）传输给电动机系统（4）。