一种智能型航测无人机保护装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种智能型航测无人机保护装置，在飞行控制系统与伺服器之间串联伺服保护装置，所述伺服保护装置具备正常状态、预保护状态、保护状态以及恢复状态四种保护功能，有效地保护了伺服器，确保无人机降落后不损坏，与此同时，伺服保护装置的电路很精简，成本很低，与千元级别的伺服器相比，体现出很高的性价比。

An intelligent protection device for aerial survey UAV

The utility model relates to an intelligent protective device for an aerial unmanned aerial vehicle (UAV), which is connected in series with a servo protective device between a flight control system and a server. The servo protective device has four protective functions of normal state, pre-protection state, protection state and recovery state, effectively protecting the server and ensuring the UAV landing. At the same time, the circuit of the servo protection device is very simple, the cost is very low, and compared with the 1000 yuan level of servers, reflecting a high cost performance ratio.

【技术实现步骤摘要】
一种智能型航测无人机保护装置
本技术属于无人机保护装置电子设计领域，尤其涉及一种智能型航测无人机保护装置。
技术介绍
近年来，小型无人机在航拍、测绘、农业植保、电力巡线等领域得到了大量应用。航测无人机是用于地理测绘的一种测量设备，携带摄像头在空中进行大面积拍摄。航测无人机的结构如图1所示，通过调整可活动舵面的展开角度改变飞行姿态。舵面通过连杆与伺服器联动，伺服器受控于飞行控制系统，通过输出控制信号实现自主飞行。航测无人机一般在山区、田野等野外场合作业，没有跑道供无人机起飞与降落，只能通过手抛或弹射方式起飞，而降落则采用打开降落伞方式缓慢降落。在降落过程中无人机受风的影响随机漂移，无法实现精准降落在安全区域，时常会挂在树上，或是落在地面上凸出的泥土上。在这种情况下，舵面往往碰到障碍物受到外力而无法归位，同时外力还通过连杆传到伺服器上同样使其无法归位。此时伺服器通过输出最大功率试图归位，如果在大约1分钟内不断开无人机电源，伺服器损坏的可能性极高。更严重的情况下，由于伺服机的损坏导致电路短路，伤及飞行控制系统。为了有效保护昂贵的无人机，非常有必要一种伺服机电子保护装置，有效保证其安全工作。
技术实现思路
本技术的目的在于克服航测无人机的伺服器在降落后容易损坏的问题，提供一种智能型航测无人机保护装置。为实现上述目的，本技术采用如下的技术方案：一种智能型航测无人机保护装置，在飞行控制系统与伺服器之间串联伺服保护装置，所述伺服保护装置具备正常状态、预保护状态、保护状态以及恢复状态四种保护功能。伺服保护装置的电路包括插座J1、插座J2、运放电路U1、分压网络、开关三极管Q1、稳压电路、采样电阻R4、延时电路以及功率PMOS管Q2；所述插座J1连接到飞行控制系统，并获取5V工作电压；所述插座J2连接到伺服器；所述分压网络由电阻R1、电阻R2、电阻R3依次串行连接构成；所述稳压电路由二极管D与电阻R6组成，所述延时电路由电阻R5和电容C构成，用以延长时间；在所述电阻R1和电阻R2之间的接线上连接所述运放电路U1的正向输入端；所述运放电路U1的反向输入端与所述电阻R5连接，在所述运放电路U1与所述电阻R5之间的接线上连接所述电容C；所述运放电路U1的输出端一是与开关三极管Q1的发射极连接，二是与功率PMOS管Q2的G极连接；在所述电阻R2和电阻R3之间的接线上连接所述开关三极管Q1的集电极；所述二极管D的负极与电阻R3连接，二极管D的正极与所述开关三极管Q1的基极连接，所述电阻R6与所述开关三极管Q1的基极连接；所述功率PMOS管Q2的D极与插座J2的3脚连接；所述PMOS管Q2的S极与采样电阻R4连接，在功率PMOS管Q2的S极与采样电阻R4之间的接线上连电阻R5。进一步地，所述开关三极管Q1采用NPN型三极管。进一步地，所述延长时间大约为10秒。进一步地，所述采样电阻R4的阻值为0.1欧姆。进一步地，所述电阻R1的阻值为2kΩ、电阻R2的阻值为47kΩ、电阻R3的阻值为51kΩ。进一步地，所述电阻R5的阻值为100kΩ。进一步地，所述电阻R6的阻值为1kΩ。本技术的有益效果：1.在飞行控制系统与伺服器之间串联伺服保护装置，有效地保护了伺服器，确保无人机降落后不损坏。2.伺服保护装置电路精简，成本很低，与千元级别的伺服器相比，体现出很高的性价比。附图说明图1：航测无人机的结构示意图。图2：现有技术飞行控制系统与伺服器的原始连接关系示意图。图3：本技术伺服保护装置的连接关系示意图。图4：本技术伺服保护装置的保护流程图。图5：本技术伺服保护装置的电路图。标号说明：1：伺服器，2：舵面。具体实施方式下面结合附图及实施例对本技术进行详细说明。如图2所示，现有技术中，飞行控制系统与伺服器是直接相连，没有采用保护装置，这样无法有效保护伺服器。如图3所示，本技术针对现有技术的问题，提供了一种智能型航测无人机保护装置，在飞行控制系统与伺服器之间串联伺服保护装置,伺服保护装置具备正常状态、预保护状态、保护状态以及恢复状态四种保护功能。伺服保护装置的保护流程如图4所示：(1)正常状态。如果伺服器工作电流未达到保护电流，保护装置正常为伺服器供电。(2)预保护状态。当伺服器工作电流达到保护电流，在保护时间未结束前仍然正常为伺服器供电。这是因为无人机在正常飞行过程中，伺服器的工作电流会出现短时很大的情况。为了不影响正常飞行，允许在保护时间内正常供电。(3)保护状态。当伺服器工作电流达到保护电流，且保护时间已结束，保护装置进入保护状态，通过减小伺服器工作电流的50％，以保护伺服器不烧毁。(4)恢复状态。当保护装置进入保护状态后，伺服器不再受到大的外力，即工作电流小于保护电流的50％，保护装置退出保护状态回到正常状态。为了实现上述四种功能，且尽量精简电路以减少硬件成本，本技术伺服保护装置的电路图如图5所示，根据图中元件参数，保护电流为2A，保护时间约为10秒。为了适应不同伺服器，更改相应元件参数即可实现。伺服保护装置的电路包括插座J1、插座J2、运放电路U1、分压网络、开关三极管Q1、稳压电路、采样电阻R4、延时电路以及功率PMOS管Q2。所述插座J1连接到飞行控制系统，插座J2连接到伺服器。伺服保护装置从插座J1中取得5V工作电压，调整电压后再通过插座J2输出给伺服器。运放电路U1用于侦查电流，其输入输出均采用轨对轨型的运放，以满足对毫伏级电压的侦查以及能输出毫伏级的电压。分压网络由电阻R1、电阻R2和电阻R3依次串行连接构成，为运放电路U1提供正常状态与保护状态下的参考电压，不同的参考电压对应不同的保护电流。开关三极管Q1用以控制分压网络的分压值，稳压电路由二极管D与电阻R6组成，用于为开关三极管Q1提供3V偏压。采样电阻R4的阻值仅为0.1欧姆，损耗很小。延时电路由电阻R5和电容C构成，延时时间约10秒。功率PMOS管Q2用于最终调整伺服器的工作电流。其电路连接关系具体如下：在电阻R1和电阻R2之间的接线上连接运放电路U1的正向输入端；运放电路U1的反向输入端与电阻R5连接，在运放电路U1与电阻R5之间的接线上连接电容C；运放电路U1的输出端一是与开关三极管Q1的发射极连接，二是与功率PMOS管Q2的G极连接；在电阻R2和电阻R3之间的接线上连接开关三极管Q1的集电极；二极管D的负极与电阻R3连接，二极管D的正极与开关三极管Q1的基极连接，电阻R6与开关三极管Q1的基极连接；功率PMOS管Q2的D极与插座J2的3脚连接；PMOS管Q2的S极与采样电阻R4连接，在功率PMOS管Q2的S极与采样电阻R4之间的接线上连电阻R5。以下根据伺服保护装置的4个工作状态分析其工作原理。(1)正常状态。正常状态下，运放电路U1起到比较器作用，比较工作电流是否达到保护电流。此时运放电路U1输出约0V,开关三极管Q1导通，参考电压仅由电阻R1与电阻R2决定,电压为：参考电压＝U*R1/(R1+R2)＝5V*2K/(2K+47K)＝0.2v对应的电流保护值为：保护电流＝参考电压/R4＝0.2V/0.1Ω＝2A伺服器工作电流较小，只要未达到2A，保护装置将一直保持正常状态不变。(2)预保护状态。当伺服器满负荷工作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能型航测无人机保护装置，其特征在于：在飞行控制系统与伺服器之间串联伺服保护装置，所述伺服保护装置具备正常状态、预保护状态、保护状态以及恢复状态四种保护功能。

【技术特征摘要】
1.一种智能型航测无人机保护装置，其特征在于：在飞行控制系统与伺服器之间串联伺服保护装置，所述伺服保护装置具备正常状态、预保护状态、保护状态以及恢复状态四种保护功能。2.根据权利要求1所述的智能型航测无人机保护装置，其特征在于：所述伺服保护装置的电路包括插座J1、插座J2、运放电路U1、分压网络、开关三极管Q1、稳压电路、采样电阻R4、延时电路以及功率PMOS管Q2；所述插座J1连接到飞行控制系统，并获取5V工作电压；所述插座J2连接到伺服器；所述分压网络由电阻R1、电阻R2、电阻R3依次串行连接构成；所述稳压电路由二极管D与电阻R6组成，所述延时电路由电阻R5和电容C构成，用以延长时间；在所述电阻R1和电阻R2之间的接线上连接所述运放电路U1的正向输入端；所述运放电路U1的反向输入端与所述电阻R5连接，在所述运放电路U1与所述电阻R5之间的接线上连接所述电容C；所述运放电路U1的输出端一是与开关三极管Q1的发射极连接，二是与功率PMOS管Q2的G极连接；在所述电阻R2和电阻R3之间的接线上连接所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴其琦，王世刚，罗文广，陈文辉，覃永新，
申请(专利权)人：广西科技大学，
类型：新型
国别省市：广西,45