喷火清障装置的控制电路、喷火清障装置以及无人机的制作方法

1.本发明实施例涉及清障无人机技术领域，尤其涉及一种喷火清障装置的控制电路、喷火清障装置以及无人机。


背景技术：

2.随着电力系统新型清障设备的出现，喷火无人机、激光大炮等设备已大量应用到电力线路杆塔的日常障碍清除，并且大大节省了清障所投入的人力物力，同时提高了工作人员的人身安全。
3.目前的喷火无人机均为采用继电器驱动的大型六轴飞行器，反应较为迟钝，并且其体积大不便于携带，组装过程也较为复杂，并且再进行清障作业时，需要携带两个遥控装置，一个用于遥控无人机的飞行，另一个用于遥控喷火装置进行清障，专用设备过多不便于携带。


技术实现要素：

4.本发明提供一种喷火清障装置的控制电路、喷火清障装置以及无人机，以实现更为便携、易于控制的喷火清障装置。
5.第一方面，本发明实施例提供了一种喷火清障装置的控制电路，所述喷火清障装置包括喷油电机和高压包点火装置，包括：通信模块、控制模块、至少一个第一半桥驱动电路和第二半桥驱动电路；
6.所述通信模块用于接收远程终端发送的喷油控制信号和/或点火控制信号；
7.所述控制模块分别与所述通信模块、所述第一半桥驱动电路和所述第二半桥驱动电路电连接；所述控制模块用于根据所述喷油控制信号输出喷油驱动控制信号至所述第一半桥驱动电路，和/或根据所述点火控制信号输出点火驱动控制信号至所述第二半桥驱动电路；
8.所述第一半桥驱动电路与所述喷油电机电连接；所述第一半桥驱动电路用于根据所述喷油驱动控制信号输出喷油驱动信号至所述喷油电机，以驱动所述喷油电机转动喷油；
9.所述第二半桥驱动电路与所述高压包点火装置电连接；所述第二半桥驱动电路用于根据所述点火驱动控制信号输出点火驱动信号至所述高压包点火装置，以驱动所述高压包点火装置点火。
10.可选的，所述远程终端包括移动终端和遥控器；所述通信模块包括蓝牙通信单元和/或2.4g通信单元；
11.所述蓝牙通信单元用于接收所述移动终端发送的所述喷油控制信号和/或所述点火控制信号；
12.所述2.4g通信单元用于接收所述遥控器发送的所述喷油控制信号和/或所述点火控制信号。
13.可选的，所述通信模块还包括can通信单元；
14.所述can通信单元与所述控制模块电连接；所述控制模块通过所述can通信单元与地面工作站实时通信。
15.可选的，所述喷火清障装置的控制电路包括：两个第一半桥驱动电路；
16.所述控制模块具体用于根据所述喷油控制信号分别输出所述喷油驱动控制信号至两个所述第一半桥驱动电路，以使其中一个所述第一半桥驱动电路驱动所述喷油电机正向转动，或者使另一个所述第一半桥驱动电路驱动所述喷油电机反向转动。
17.可选的，所述喷火清障装置的控制电路还包括：至少一个冗余半桥驱动电路。
18.可选的，所述控制模块包括stm32单片机。
19.可选的，所述喷火清障装置还包括舵机；
20.所述喷火清障装置的控制电路还包括舵机驱动模块；
21.所述通信模块还用于接收喷火角度控制信号；
22.所述控制模块还与所述舵机驱动模块电连接；所述控制模块还用于根据所述喷火角度控制信号输出角度驱动控制信号至所述舵机驱动模块；
23.所述舵机驱动模块还与所述舵机电连接；所述舵机驱动模块用于根据所述角度驱动控制信号输出角度驱动信号至所述舵机；
24.所述舵机用于根据所述角度驱动信号调整喷油方向。
25.可选的，所述喷火清障装置的控制电路还包括数据存储模块；
26.所述数据存储模块与外部数据读取装置可拆卸电连接；所述数据存储模块用于存储所述喷火清障装置的工作参数。
27.第二方面，本发明实施例还提供了一种喷火清障装置，包括喷油电机、高压包点火装置、舵机以及上述的喷火清障装置的控制电路。
28.第三方面，本发明实施例还提供了一种无人机，包括飞行器和上述的喷火清障装置。
29.本发明实施例提供的喷火清障装置的控制电路，设置了通信模块，使得清障工作人员可以远程控制喷火清障装置进行喷油点火，通过控制模块对喷油控制信号进行处理并输出喷油驱动控制信号，和/或对点火控制信号进行处理并输出点火驱动控制信号，使得第一半桥驱动电路能够根据喷油驱动控制信号快速驱动喷油电机转动喷油，和/或使得第二半桥驱动电路能够根据点火驱动控制信号快速驱动高压包点火装置点火，相较于传统的继电器驱动方式反应更为迅速，并且体积较小，能够配合更小的飞行器使得清障作业更为方便，便于整体的控制，另外本发明实施例提供的第一半桥驱动电路和/或第二半桥驱动电路还能够承受较大的电流，实现大电流驱动。
附图说明
30.图1是本发明实施例提供的一种喷火清障装置的控制电路的机构示意图；
31.图2是本发明实施例提供的一种第一半桥驱动电路的结构示意图；
32.图3是本发明实施例提供的另一种喷火清障装置的控制电路的结构示意图。
具体实施方式
33.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
34.图1为本发明实施例提供的一种喷火清障装置的控制电路的机构示意图，如图1所示，喷火清障装置包括喷油电机01和高压包点火装置02，喷火清障装置的控制电路包括：通信模块10、控制模块20、至少一个第一半桥驱动电路30和第二半桥驱动电路40；通信模块10用于接收远程终端03发送的喷油控制信号和/或点火控制信号；控制模块20分别与通信模块10、第一半桥驱动电路30和第二半桥驱动电路40电连接；控制模块20用于根据喷油控制信号输出喷油驱动控制信号至第一半桥驱动电路30，和/或根据点火控制信号输出点火驱动控制信号至第二半桥驱动电路40；第一半桥驱动电路30与喷油电机01电连接；第一半桥驱动电路30用于根据喷油驱动控制信号输出喷油驱动信号至喷油电机01，以驱动喷油电机01转动喷油；第二半桥驱动电路40与高压包点火装置02电连接；第二半桥驱动电路40用于根据点火驱动控制信号输出点火驱动信号至高压包点火装置02，以驱动高压包点火装置02点火。
35.清障工作人员可使用远程终端远程控制喷火清障装置进行喷火清障，具体的，清障工作人员通过远程终端03向喷火清障装置的控制电路中的通信模块10发送远程控制信号，例如喷油控制信号和/或点火控制信号，通信模块10可以与控制模块20的信号输入端电连接，用于将接收的喷油控制信号和/或点火控制信号传输至控制模块20。控制模块20通过第一半桥驱动电路30驱动喷油电机01转动喷油，通过第二半桥驱动电路40控制压包点火装置02点火；示例性的，若接收到喷油控制信号，则控制模块20根据喷油控制信号输出喷油驱动控制信号至第一半桥驱动电路30，使得第一半桥驱动电路30根据喷油驱动控制信号输出喷油驱动信号至喷油电机01，以驱动喷油电机01转动喷油；若控制模块20接收到点火控制信号，则根据点火控制信号输出点火动控制信号至第二半桥驱动电路40，使得第二半桥驱动电路40根据点火驱动控制信号输出点火驱动信号至高压包点火装置02，以驱动高压包点火装置02点火。其中，控制模块20可以包括stm32单片机，stm32单片机为一种高集成的可编程控制器，可通过预设程序对接收的喷火控制信号进行处理以输出喷火驱动控制信号，或对接收的点火控制信号进行处理以输出点火驱动控制信号。
36.其中，第一半桥驱动电路30和第二半桥驱动电路40的结构可以相同，可以包括半桥驱动芯片，该半桥驱动芯片可以优选为bts7970驱动芯片，bts7970驱动芯片是一种适用于电机驱动应用的完全集成的大电流半桥驱动芯片，在一个封装中包含一个p沟道高边mosfet、一个n沟道低边mosfet和一个集成驱动器集成电路。由于采用了p沟道高端开关，因此无需电荷泵，从而最大限度地降低了电磁干扰，集成驱动器可以与微控制器的接口连接，该驱动器具有逻辑电平输入、电流检测诊断、压摆率调整、死区时间生成和过温、过压、欠压、过流和短路保护等功能，为受保护的大电pwm电机驱动器提供了成本优化的解决方案，并且电路板空间消耗非常低，以下仅以第一半桥驱动电路为例进行示例性的说明。
37.示例性的，图2是本发明实施例提供的一种第一半桥驱动电路的结构示意图，如图2所示，第一半桥驱动电路30包括bts7970驱动芯片、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4以及第一电容c1，bts7970驱动芯片的信号输入端in通过第一电阻r1与控制模
块20的信号输出端电连接，其中第一电阻r1的阻值可根据需要自行设置；bts7970驱动芯片的运行状态控制端inh通过第二电阻r2(优选为5.1kω)与第一供电电源v1(优选为5v)电连接，压摆率调节端sr通过第三电阻r3接地，第一电容c1(优选为0.1μf)与第三电阻r3(优选为1kω)并联连接，电流检测和诊断端口is通过第四电阻r4(优选为3.3kω)接地，电源端vs与第二供电电源v2(优选为7.2v)电连接，接地端gnd接地，输出端out与喷油电机的驱动端电连接。清障工作人员可以还通过喷油控制信号远程控制喷油电机01的转速，从而可以控制喷火清障装置的喷油速率，例如stm32单片机可根据喷油控制信号输出不同电压值的喷油驱动控制信号至第一半桥驱动电路30，从而第一半桥驱动电路30输出不同电压值的喷油驱动信号至驱动喷油电机01，使得喷油电机01以不同的速度转动，从而可以控制喷油速率。
38.需要说明的是，图1仅示出了喷火清障装置的控制电路仅包括一个第一半桥驱动电路30的情况，当喷火清障装置的控制电路仅包括一个第一半桥驱动电路30时，控制模块20可通过该第一半桥驱动电路30控制喷油电机01单向转动。可以理解的是，喷火清障装置的控制电路还可以包括两个第一半桥驱动电路30；此时控制模块20具体用于根据喷油控制信号分别输出喷油驱动控制信号至两个第一半桥驱动电路30，以使其中一个第一半桥驱动电路30驱动喷油电机01正向转动，或者使另一个第一半桥驱动电路30驱动所述喷油电机01反向转动，可以理解的是，驱动喷油电机01正向转动和反向转动的喷油驱动信号的电压值符号相反。
39.本发明实施例提供的喷火清障装置的控制电路，设置了通信模块，使得清障工作人员可以远程控制喷火清障装置进行喷油点火，通过控制模块对喷油控制信号进行处理并输出喷油驱动控制信号，和/或对点火控制信号进行处理并输出点火驱动控制信号，使得第一半桥驱动电路能够根据喷油驱动控制信号快速驱动喷油电机转动喷油，和/或使得第二半桥驱动电路能够根据点火驱动控制信号快速驱动高压包点火装置点火，相较于传统的继电器驱动方式反应更为迅速，并且体积较小，能够配合更小的飞行器使得清障作业更为方便，便于整体的控制，另外本发明实施例提供的第一半桥驱动电路和/或第二半桥驱动电路还能够承受较大的电流，实现大电流驱动。
40.可选的，图3是本发明实施例提供的另一种喷火清障装置的控制电路的结构示意图，如图3所示，远程终端03包括移动终端03a和遥控器03b；通信模块10包括蓝牙通信单元11和/或2.4g通信单元12；蓝牙通信单元11用于接收移动终端03a发送的喷油控制信号和/或所述点火控制信号；2.4g通信单元12用于接收遥控器03b发送的喷油控制信号和/或点火控制信号。
41.具体的，蓝牙通信单元11可以与移动终端03a通信连接，以便清障工作人员使用移动终端03a远程控制喷火清障装置，其中移动终端03a可以为手机或平板电脑等，较为便携；2.4g通信单元12可以与遥控器03b通信连接，清障工作人员还可以使用遥控器03b远程控制喷火清障装置，作为备用能够保证清障作业的进行。
42.可选的，继续参考图3，通信模块10还包括can通信单元13；can通信单元13与控制模块20电连接；控制模块20通过can通信单元13与地面工作站实时通信。
43.具体的，还可以设置can通信单元13与地面工作站通信连接，与控制模块20电连接，以便于控制模块20可以通过can通信单元13与地面工作站实时通信，向地面工作站实时反馈喷火清障装置的工作参数。其中，工作参数可以包括喷油电机01的转动速度、高压包点
火装置02是否成功点火以及喷火清障装置的喷火距离等。
44.可选的，继续参考图3，喷火清障装置的控制电路还包括至少一个冗余半桥驱动电路50。
45.具体的，冗余半桥驱动电路50的电路结构可以与第一半桥驱动电路30、第二半桥驱动电路40的结构相同，当第一半桥驱动电路30和/或第二半桥驱动电路40故障失效时，可使用冗余半桥驱动电路50替换失效的第一半桥驱动电路30和/或第二半桥驱动电路40，以保证清障工作的顺利进行。示例性的，以第一半桥驱动电路30为例，若第一半桥驱动电路30故障时效，则可将控制模块20与第一半桥驱动电路30的连接端口连接至冗余半桥驱动电路50，并将喷油电机01与第一半桥驱动电路30的连接端口连接至冗余半桥驱动电路50，使得控制模块20通过冗余半桥驱动电路50继续驱动喷油电机01。
46.需要说明的是，图中仅示出了喷火清障装置的控制电路包括两个冗余半桥驱动电路50，可以理解的是，本发明实施例可根据工作需求自行设置多个冗余半桥驱动电路50，本发明实施例对比不做具体限定。
47.可选的，喷火清障装置还包括舵机04；喷火清障装置的控制电路还包括舵机驱动模块60；通信模块10还用于接收喷火角度控制信号；控制模块20还与舵机驱动模块60电连接；控制模块20还用于根据喷火角度控制信号输出角度驱动控制信号至舵机驱动模块60；舵机驱动模块60还与舵机04电连接；舵机驱动模块60用于根据角度驱动控制信号输出角度驱动信号至舵机04；舵机04用于根据角度驱动信号调整喷油方向。
48.具体的，喷火清障装置还包括用于喷油的喷头，舵机04与喷头机械连接，因此舵机04可以带动喷头转动，清障工作人员可以通过远程终端03远程控制舵机04的角度，从而可以远程控制喷火方向。示例性的，清障工作人员可以通过远程终端03向通信模块10发送喷火角度控制信号，通信模块10将接收喷火角度控制信号传输至控制模块20，控制模块20根据喷火角度控制信号输出角度驱动控制信号，从而舵机驱动模块60可根据接收的角度驱动控制信号控制舵机的角度，从而调整喷头的角度，实现对喷火角度的控制。
49.可选的，继续参考图3，喷火清障装置的控制电路还包括数据存储模块70；数据存储模块70与外部数据读取装置可拆卸电连接；数据存储模块70用于存储喷火清障装置的工作参数。其中，工作参数包括但不限于喷油电机01的转动速度、高压包点火装置02是否成功点火以及喷火清障装置的喷火距离。外部数据读取装置可以为oled显示设备，当无人机返回地面时，清障工作人员可使用oled显示设备读取数据存储模块70中存储的工作参数，以便对喷火清障装置进行调试。
50.基于同样的发明构思，本发明实施例还提供一种喷火清障装置，该喷火清障装置包括喷油电机、高压包点火装置、舵机以及本发明任一实施例提供的喷火清障装置的控制电路，因此本发明实施例提供的喷火清障装置包括本发明任一实施例提供的喷火清障装置的控制电路的技术特征，能够达到本发明实施例提供的喷火清障装置的控制电路的有益效果，相同之处可参照上述对本发明实施例提供的喷火清障装置的控制电路的描述，在此不再赘述。
51.本发明实施例还提供一种无人机，包括飞行器和本发明实施例提供的喷火清障装置，因此本发明实施例提供的无人机包括本发明任一实施例提供的喷火清障装置的技术特征，在此不再赘述。
52.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。