一种无人机刹车制动系统及无人机的制作方法

1.本实用新型涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机刹车制动系统及无人机。


背景技术：

2.在当前的无人机平台系统中，刹车系统是无人机起降、滑跑过程的关键系统，是无人机安全运行必不可少的重要组成。
3.在实现本发明公开构思的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：现有无人机多采用单个液压泵带刹车执行机构实现刹车功能，当系统发生故障时，不能及时提供备份刹车功能，容易造成飞行事故。
4.因此，亟需一种无人机刹车制动系统，以解决上述技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的一个实施例的目的在于提出一种无人机刹车制动系统，能够在刹车系统发生故障时，可及时提供备份刹车功能，避免出现飞行事故。
6.为达此目的，本实用新型的一个实施例采用以下技术方案：
7.提供一种无人机刹车制动系统，用于为无人机提供紧急刹车制动，包括：
8.液压油源；
9.制动油缸；
10.刹车制动单元，包括主蓄压器阀组和副蓄压器阀组，所述主蓄压器阀组和所述副蓄压器阀组分别与所述制动油缸连通，所述副蓄压器阀组用于在所述主蓄压器阀组发生故障后实现无人机刹车制动。
11.作为上述无人机刹车制动系统的一种优选技术方案，所述主蓄压器阀组和所述副蓄压器阀组均包括第一单向阀和蓄压器，所述第一单向阀设置于所述液压油源和所述蓄压器之间，所述第一单向阀被配置为由所述液压油源至所述蓄压器的方向单向导通。
12.作为上述无人机刹车制动系统的一种优选技术方案，所述主蓄压器阀组和所述副蓄压器阀组均还包括通断阀，所述通断阀的进油口与所述蓄压器连通，所述通断阀的出油口与所述制动油缸连通；当所述通断阀连通时，所述蓄压器中存储的液压油经过所述通断阀进入所述制动油缸。
13.作为上述无人机刹车制动系统的一种优选技术方案，所述通断阀为液控阀；所述主蓄压器阀组和所述副蓄压器阀组均还包括驱动阀，所述驱动阀的进油口与所述蓄压器连通，所述驱动阀的出油口与所述通断阀的液控端连通。
14.作为上述无人机刹车制动系统的一种优选技术方案，所述主蓄压器阀组和所述副蓄压器阀组均还包括分配阀，所述分配阀的进油口与所述通断阀的出油口连通，所述分配阀的出油口与所述制动油缸连通。
15.作为上述无人机刹车制动系统的一种优选技术方案，所述无人机刹车制动系统还包括刹车压力传感器，所述刹车压力传感器用以检测刹车压力；每个所述刹车压力传感器
与每个所述分配阀一一对应设置。
16.作为上述无人机刹车制动系统的一种优选技术方案，所述主蓄压器阀组和所述副蓄压器阀组均还包括油液压力传感器和节流阀，所述油液压力传感器用于检测蓄压器出油口处的油压，所述节流阀的进油口与所述蓄压器连通，所述节流阀的出油口与所述油液压力传感器连通。
17.作为上述无人机刹车制动系统的一种优选技术方案，所述主蓄压器阀组和所述副蓄压器阀组均还包括溢流阀，所述溢流阀的进油口与所述蓄压器连通，所述溢流阀的出油口与所述液压油源连通。
18.作为上述无人机刹车制动系统的一种优选技术方案，所述无人机刹车制动系统还包括轮速传感器，所述轮速传感器用于检测无人机的轮速。
19.作为上述无人机刹车制动系统的一种优选技术方案，所述液压油源包括液压油箱和液压泵。
20.为达此目的，本实用新型的另一个实施例采用以下技术方案：
21.一种无人机，包括上述任一项所述的无人机刹车制动系统。
22.本实用新型的实施例的有益效果：
23.本实用新型的实施例提供的无人机刹车制动系统，当无人机在刹车过程中，主蓄压器阀组出现故障时，副蓄压器阀组动作实现无人机的刹车制动，能够防止无人机在刹车过程中刹车功能失效造成飞行事故的发生。同时还避免了无人机在执行任务时进行制动维修，可大幅降低无人机出现刹车制动故障占用的维修时间，提升了无人机执行任务的整体效率。
24.本实用新型实施例提供的无人机，在无人机刹车系统中产生故障后可及时提供备份刹车功能，防止飞行事故发生。
附图说明
25.图1是本实用新型实施例提供的无人机刹车制动系统的结构示意图。
26.图中：
27.1、制动油缸；2、第一单向阀；3、蓄压器；4、通断阀；5、驱动阀；6、分配阀；7、刹车压力传感器；8、油液压力传感器；9、节流阀；10、溢流阀；11、轮速传感器；12、液压油箱；13、液压泵；14、第二单向阀；15、过滤器；16、气体单向阀；17、气压表；18、压力表；19、左机轮；20、右机轮；21、刹车控制器。
具体实施方式
28.下面结合附图和实施例对本实用新型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实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
29.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理
解上述术语在本实用新型中的具体含义。
30.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
31.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
32.针对现有技术中，对应无人机刹车系统中产生故障后不能及时提供备份刹车功能，容易造成飞行事故的问题，本实施例中提供了一种无人机刹车制动系统及无人机以解决上述技术问题。
33.如图1所示，本实用新型实施例提供的无人机包括机身、右机轮20、左机轮19和无人机刹车制动系统，其中机身下方分别设置有左机轮19和右机轮20，无人机刹车制动系统用于为无人机的左机轮19和右机轮20提供紧急刹车制动。如图1所示，具体地，该无人机刹车制动系统包括液压油源、制动油缸1和刹车制动单元，其中刹车制动单元包括主蓄压器阀组和副蓄压器阀组，主蓄压器阀组和副蓄压器阀组分别与制动油缸1连通，副蓄压器阀组用于在主蓄压器阀组发生故障后实现无人机刹车制动。
34.当无人机在刹车过程中，主蓄压器阀组出现故障时，副蓄压器阀组动作实现无人机的刹车制动，能够防止无人机在刹车过程中刹车功能失效造成飞行事故的发生。同时还避免了无人机在执行任务时进行制动维修，可大幅降低无人机出现刹车制动故障占用的维修时间，提升了无人机执行任务的整体效率。
35.上述的主蓄压器阀组在无法工作时，需要副蓄压器阀组直接制动刹车，为此，需要通过刹车控制器21实现对主蓄压器阀组和副蓄压器阀组二者工作时的快速切换，控制主蓄压器阀组和副蓄压器阀组二者配合工作，从而实现无人机在主蓄压器阀组故障时仍可实现刹车制动的目的。为此，无人机刹车制动系统包括刹车控制器21。刹车控制器21控制主蓄压器阀组和副蓄压器阀组动作，实现刹车制动的目的。
36.具体地，在本实用新型实施例中，主蓄压器阀组和副蓄压器阀组的结构相同，两者均包括第一单向阀2和蓄压器3，第一单向阀2设置于液压油源和蓄压器3之间，第一单向阀2被配置为由液压油源至蓄压器3的方向单向导通。设置蓄压器3的目的是为液压油改变油压，满足制动油缸1制动时的油压要求，避免液压油直接进入制动油缸1立即制动无人机，液压油源中的液压油经过第一单向阀2后进入到蓄压器3中，当需要停车制动时，蓄压器3中的油液进入到制动油缸1内，第一单向阀2的设置可防止在蓄压器3中的油液通过管路回到液压油缸中，第一单向阀2可保证油液进入到制动油缸1内，使制动油缸1工作实现刹车制动的目的。
37.可选地，在本实用新型实施例中液压油源包括液压油箱12和液压泵13，液压油箱12用于提供和补充整个液压刹车系统所需的刹车液压油。液压泵13为液压油提供动力，液
压油先存储到两个蓄压器3中，两个蓄压器3分别作为主要供油和备份供油使用。由于液压油在使用过程中存在杂质，会影响各部件的性能，为此，在本实施中，液压泵13和第一单向阀2之间设置有过滤器15，进一步地，液压泵13和过滤器15之间设置有第二单向阀14，第二单向阀14用于由液压油源至过滤器15的方向单向导通，第二单向阀14用于进一步防止液压泵13停止工作后液压油通过蓄压器3倒流。
38.当然，在本实用新型的其他实施例中，液压油源还可以是无人机自身的液压油源，以为蓄压器3的液压油补充。此时刹车控制器21与无人机自身的液压油源通讯连接，能够在蓄压器3液压油不足时，通知无人机自身的液压油源进行液压油补充。
39.可选地，蓄压器3为活塞式气压蓄压器，蓄压器3一端通入液压油，另一端通入高压气体，故蓄压器3通入高压气体的一端设置有气体单向阀16防止气体流出，气体单向阀16由高压气源至蓄压器3的方向单向导通，高压气源通过气体单向阀16进行高压气体的补充。为了能够直观的确定是否需要补充气体，在本实施例中气体单向阀16和蓄压器3连接的管路上设置有气压表17，气压表17监测蓄压器3气体端的压力，通过气体单向阀16进行气体的补充。
40.为了使无人机刹车制动根据需要实施，该主蓄压器阀组和副蓄压器阀组均还包括通断阀4，通断阀4的进油口分别与液压油源及蓄压器3连通，通断阀4的出油口与制动油缸1连通，当通断阀4连通时，蓄压器3中存储的液压油经过通断阀4进入制动油缸1，当通断阀4断开后，液压油源可为蓄压器3补充液压油。在无人机正常工况下，当需要采用刹车制动时，通过通断阀4可将蓄压器3与制动油缸1连通，使蓄压器3中存储的液压油经过通断阀4进入制动油缸1，从而制动无人机。在无人机主蓄压器阀组出现故障时，副蓄压器阀组工作，其工作过程与主蓄压器阀组工作过程相同。
41.在本实施例中，通断阀4为液控阀，为此，需要为该通断阀4提供驱动液压油实现通断阀4的开启，故在本实施例中主蓄压器阀组和副蓄压器阀组均还包括驱动阀5，驱动阀5的进油口分别与液压油源及蓄压器3连通，驱动阀5的出油口与通断阀4的液控端连通，驱动阀5为电磁阀。具体地，通断阀4为二位二通液控阀，驱动阀5为二位二通电磁阀。需要刹车时，通过刹车控制器21发出刹车信号至主蓄压器阀组中的驱动阀5，驱动阀5连通，开启油路，部分液压油通过驱动阀5进入通断阀4的液控端，推动通断阀4阀芯动作使通断阀4开启，液压油液流入制动油缸1的无杆腔内推动制动油缸1的液压杆向有杆腔移动，从而使刹车动作执行，无人机减速，此时副蓄压器阀组无动作。当主蓄压器阀组出现故障时，副蓄压器阀组动作执行与上述主蓄压器阀组相同的动作。
42.当然，在本实用新型的其他实施例中通断阀4也可以为电磁阀，但是当通断阀4为电磁阀时，蓄压器3对通断阀4的要求高，而符合蓄压器3要求的电磁阀重量较大。采用液控阀与电磁阀组合的方式，则能够将蓄压器3中流出的压力油压力分解，相对于采用单个电磁阀而言，整体重量小，故该液控阀和电磁阀的组合方式能够减小无人机刹车制动系统整体重量。
43.制动油缸1工作过程中，右机轮20和左机轮19可通过转速的反馈，实现检测刹车信号给出后，是否实现了刹车减速，故在本实施例中无人机刹车制动系统还包括轮速传感器11，轮速传感器11用于检测无人机的刹车制动过程中机轮速度；当无人机的两个机轮速度出现不一致情况，可能造成无人机偏离预定的滑行轨迹。为此，在本实施例中主蓄压器阀组
和副蓄压器阀组均还包括分配阀6，分配阀6的进油口与通断阀4的出油口连通，分配阀6的出油口与制动油缸1连通。在本实用新型的实施例中分配阀6为二位三通电磁比例阀。
44.如果任何一个机轮突然出现速度为0的情况，则说明机轮发生了抱死的情况，两个机轮受到的刹车压力不相同，此时会造成轮胎拖胎，影响滑行。为此在本实施例中无人机刹车制动系统还包括刹车压力传感器7，分配阀6和刹车压力传感器7的相互配合，可调节左机轮19和右机轮20上的刹车压力，实现两个机轮速度一致；会造成轮胎拖胎直至爆胎，影响滑行，需要及时减小刹车压力，放松机轮。分配阀6根据刹车压力传感器7检测的刹车压力控制阀芯开度，从而调节进入制动油缸1内的液压油，实现对刹车压力调节的目的。
45.可选地，在本实施例中，分配阀6和制动油缸1数量均为两个，当通断阀4断开后，两个分配阀6与液压油缸连通，使制动油缸1内的液压油能够回到液压油缸内，保证左右两个机轮可正常滑动。
46.在本实施例中，主蓄压器阀组和副蓄压器阀组均还包括溢流阀10，溢流阀10的进油口与蓄压器3连通，溢流阀10的出油口与液压油源连通。溢流阀10能够保证蓄压器3的安全，防止压力过高损坏蓄压器3和通断阀4。蓄压器3和通断阀4正常工作时，液压油的压力过高时，可通过溢流阀10将液压油回油。
47.可选地，对于蓄压器3与通断阀4之间油液压力的监测是通过压力传感器实现的，为此，在本实施例中主蓄压器阀组和副蓄压器阀组均还包括油液压力传感器8，油液压力传感器8用于检测蓄压器3出油口处的油压。在本实施例中主蓄压器阀组和副蓄压器阀组均还包括节流阀9，节流阀9的进油口与蓄压器3连通，节流阀9的出油口与油液压力传感器8连通。节流阀9的设置是为了保护油液压力传感器8，防止蓄压器3内的油液直接进入油液压力传感器8造成油液压力传感器8的损坏。第一单向阀2与蓄压器3直接设置有压力表18，用于显示蓄压器3内的液压油压力值。
48.刹车控制器21发出刹车信号后，主蓄压器阀组的蓄压器3液压油释放，通过蓄压器压力传感器监测到了蓄压器3内压力下降，但刹车压力传感器7未检测到刹车压力，轮速传感器11反馈的轮速未有明显的变化，则应立即通过刹车控制器21发出信号给副蓄压器阀组，释放副蓄压器阀组的蓄压器3中的液压油，进行刹车减速。
49.刹车控制器21采集油液压力传感器8反馈的蓄压器3内液压油的压力信号、刹车压力传感器7反馈的刹车压力信号以及轮速传感器11反馈的轮速信号。刹车控制器21可根据需要控制液压泵13启动，给蓄压器3进行液压油补充，直至达到设定的压力值；刹车控制器21可根据需要发出刹车信号，开启驱动阀5，并可根据刹车压力传感器7和轮速传感器11反馈的信息控制分配阀6，实现左轮机19和右机轮20刹车力的平衡和防轮胎抱死功能。
50.此外，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型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实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。