一种用于无人机电池的水浸短路保护装置

技术领域

本发明属于无人机电池保护技术领域，具体涉及一种用于无人机电池的水浸短路保护装置。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。随着科技的进步，无人机的应用也越来越广泛。无人机中设置有电池，通过电池向无人机提供电能，使得无人机可以飞行。通常，电池中设置有电池短路保护电路，通过电池短路保护电路控制电池向无人机供电。

现有无人机，在遇突发阴雨天气或空气湿度较大的情况下，无人机电池接头容易渗入水气，尤其是一些植保无人机，其在喷洒作业过程中，农药有一定的几率会粘附在电池接头上，容易造成接头腐蚀氧化，接触不良，增大压降，进而降低飞行时间，还会引起发热严重，长期如此使用可能会引起电池短路，从甚至出现起火现象，因此对电池的保护十分重要，目前对电池接头进行保护方式大多是增强接头处的密封性能，降低其接触水分的可能，但是该种方式仍然不能完全杜绝接头腐蚀氧化的现象，一旦接头处出现水渗入现象，电池无法正常供电，导致无人机无法正常返航，该过程缺乏应对措施，存在一定的弊端。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于无人机电池的水浸短路保护装置，能够对无人机电池接头的水分进行处理，避免无人机在遇突发阴雨天气或空气湿度较大的情况下，以及植保无人机作业时，减小电池发生短路几率，保障了无人机的正常供电。

本发明采取的技术方案具体如下：

一种用于无人机电池的水浸短路保护装置，包括：

电池壳，所述电池壳的上端安装有外盖，所述电池壳的内部设置有电池组，所述电池壳的一端设置有至少两个连接头，所述连接头的内部设置有多个针脚，所述连接头的下端安装有漏水传感器；

进水切换机构，所述进水切换机构安装在连接头位于电池壳内部的一端，所述进水切换机构用于连接头进水时断电切换；

除水机构，所述除水机构安装在电池壳的内部且靠近连接头的位置处，所述除水机构的一端与电池壳连通，所述除水机构的另一端与连接头连通，所述除水机构用于风干连接头内部的水分，所述除水机构包括鼓风组件、调温组件和切换组件，所述鼓风组件安装在电池壳的内部，且所述鼓风组件与连接头连通，所述调温组件安装在鼓风组件的内部，所述切换组件也安装在鼓风组件的内部；

芯片，所述芯片安装在电池壳的内部，所述芯片与电池组、漏水传感器、进水切换机构和除水机构电性连接，所述芯片用于对切换机构和除水机构进行控制。

作为本发明所述一种用于无人机电池的水浸短路保护装置的一种优选方案，其中：所述进水切换机构包括固定杆、固定板、绝缘板、第一弹簧、引脚、铁块和第一电磁铁，所述固定杆固定在连接头靠近外盖的一端，所述固定板固定在固定杆远离连接头的一端，所述绝缘板滑动连接在固定杆的外侧，所述第一弹簧设置绝缘板的外侧且位于固定板与绝缘板之间，所述引脚固定在绝缘板的内部，所述引脚与连接头内部的针脚接触，所述铁块固定在绝缘板靠近固定板的一侧，所述第一电磁铁固定在固定板靠近铁块的一侧。

作为本发明所述一种用于无人机电池的水浸短路保护装置的一种优选方案，其中：所述第一电磁铁与铁块之间的吸引力大于第一弹簧的弹力。

作为本发明所述一种用于无人机电池的水浸短路保护装置的一种优选方案，其中：所述鼓风组件包括进气管、风机、转换管和连接管，所述进气管安装在电池壳的内部，且所述进气管与电池壳连通，所述调温组件安装在进气管的内部，所述风机固定在进气管远离电池壳的一侧，所述转换管固定在风机的输出端，所述连接管安装在转换管的上端，所述切换组件安装在转换管的内部。

作为本发明所述一种用于无人机电池的水浸短路保护装置的一种优选方案，其中：所述调温组件包括半导体制冷片、第二电磁铁、第二弹簧和第一密封板，所述半导体制冷片安装在进气管位于电池壳外侧的一端，所述进气管的内部开设有进气通道，所述第二电磁铁固定在进气通道的内部，所述第一密封板滑动连接在进气通道的内部且位于第二电磁铁的上方，所述第二弹簧设置在进气通道的内部且位于第一密封板的下方。

作为本发明所述一种用于无人机电池的水浸短路保护装置的一种优选方案，其中：所述半导体制冷片的热端位于进气管的内部，所述半导体制冷片的冷端位于进气管的外侧。

作为本发明所述一种用于无人机电池的水浸短路保护装置的一种优选方案，其中：所述进气管位于电池壳外侧的一端且位于半导体制冷片的下方安装有隔板。

作为本发明所述一种用于无人机电池的水浸短路保护装置的一种优选方案，其中：所述切换组件包括第三电磁铁、L形板密封块、连接杆、梯形密封块和第三弹簧，所述第三电磁铁固定在转换管的一侧且靠近连接管的位置处，所述L形板密封块滑动连接在转换管的内部且靠近连接管的位置处，所述梯形密封块滑动连接在转换管的内部且远离第三电磁铁的一端，所述连接杆固定在L形板密封块靠近梯形密封块的一端，所述梯形密封块与连接杆固定连接，所述第三弹簧设置在梯形密封块与转换管之间。

作为本发明所述一种用于无人机电池的水浸短路保护装置的一种优选方案，其中：所述连接头的内部开设有排气通道，所述漏水传感器位于排气通道的下方，所述排气通道的内部设置密封球，所述排气通道的内部且靠近限定块的位置处固定有限定块。

作为本发明所述一种用于无人机电池的水浸短路保护装置的一种优选方案，其中：所述电池壳的一端开设有散热通道，所述散热通道的内部固定有支撑板，所述支撑板的内部滑动连接有滑杆，所述滑杆的一端固定有固定块，所述滑杆的外侧且位于固定块和支撑板之间设置有第四弹簧，所述滑杆远离固定块的一端固定有半球塞块。

本发明取得的技术效果为：

本发明通过进水切换机构的结构设计，在连接头内部出现水分时，启动第一电磁铁，将使引脚与连接头内部的针脚分离进行断电，使另一个连接头接通供电，能将有水的连接头进行隔离，没有水的连接头进行供电，避免无人机电池发生短路，保障了无人机的正常供电；

本发明通过除水机构的结构设计，启动风机和半导体制冷片，可将进入进气管内部的空气加热，进而使进入连接头内部的气体变成热空气，将加速连接头内部水分的蒸发，对连接头进行保护；

本发明通过改变对半导体制冷片的供电电流方向，使对进入进气管内部的气体进行降温，再启动第三电磁铁，使L形板密封块对连接管进行封闭，同时移动梯形密封块取消对转换管的封闭，降温后的气体将进入电池壳的内部，对电池壳内部的电池组进行降温，保障了电池组的正常运行，提升了电池组的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明电池壳内部的结构示意图；

图3是本发明电池壳内部的局部图；

图4是本发明除水机构的整体结构示意图；

图5是本发明进水切换机构的结构示意图；

图6是本发明连接头的剖视图；

图7是本发明第一种调温组件的结构示意图；

图8是本发明转换管的剖视图；

图9是本发明电池壳的局部剖视图；

图10是本发明电池壳与电池组之间风道的结构示意图；

图11是本发明第二种调温组件的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、电池壳；2、外盖；3、电池组；4、连接头；5、漏水传感器；11、固定杆；12、固定板；13、绝缘板；14、第一弹簧；15、引脚；16、铁块；17、第一电磁铁；21、进气管；22、风机；23、转换管；24、连接管；31、半导体制冷片；32、第二电磁铁；33、第二弹簧；34、第一密封板；35、隔板；41、第三电磁铁；42、L形板密封块；43、连接杆；44、梯形密封块；45、第三弹簧；51、密封球；52、限定块；61、支撑板；62、滑杆；63、固定块；64、第四弹簧；65、半球塞块；71、第四电磁铁；72、第五弹簧；73、第二密封板。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。

实施例一

如图1-图4所示，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种用于无人机电池的水浸短路保护装置，包括电池壳1、进水切换机构、除水机构和芯片，电池壳1的上端安装有外盖2，电池壳1的内部设置有电池组3，电池壳1的一端设置有至少两个连接头4，连接头4的内部设置有多个针脚，连接头4的下端安装有漏水传感器5，进水切换机构安装在连接头4位于电池壳1内部的一端，进水切换机构用于连接头4进水时断电切换，除水机构安装在电池壳1的内部且靠近连接头4的位置处，除水机构的一端与电池壳1连通，除水机构的另一端与连接头4连通，除水机构用于风干连接头4内部的水分，除水机构包括鼓风组件、调温组件和切换组件，鼓风组件安装在电池壳1的内部，且鼓风组件与连接头4连通，调温组件安装在鼓风组件的内部，切换组件也安装在鼓风组件的内部，芯片安装在电池壳1的内部，芯片与电池组3、漏水传感器5、进水切换机构和除水机构电性连接，芯片用于对切换机构和除水机构进行控制。

本发明在使用时，在正常运行过程中，通过芯片对与电池组3连接的连接头4连通的除水机构进行控制，将对电池壳1内部的电池组3进行降温，控制切换组件使鼓风组件与电池壳1内部连通，控制鼓风组件将外部的气体送入电池壳1的内部，控制调温组件对进入电池壳1内部气体进行降温，从而对电池组3进行降温冷却，通过芯片对未与电池组3通电的连接头4连通的除水机构进行控制，控制切换组件使鼓风组件与连接头4连通，控制鼓风组件使外部的气体少量的送入连接头4的内部，通过送入连接头4内部的较小流动气体，减小未与电池组3连接的连接头4渗水的几率，避免多个连接头4同时渗水，同时减小小能源的损耗，对电池组3进行降温；

在漏水传感器5检测到连接头4内部有水分时，将信号反馈至芯片，通过芯片对进水切换机构进行命令的下达，将使有水的连接头4与电池组3进行断路，同时通过芯片内部程序设定，将使得无水的连接头4与电池组3进行电性连接，连接后，将使刚与电池组3连接的连接头4连通的除水机构进行控制，将停止对连接头4供给少量气体，切换至对对电池组3进行降温，同时有水的连接头4连通的除水机构进行控制，控制切换组件使鼓风组件与连接头4连通，控制鼓风组件使外部的气体送入连接头4的内部，在控制调温组件对进入连接头4内部气体进行加热，从而对有水的连接头4进行烘干，在漏水传感器5检测到有的水连接头4内部的水分烘干后，将通过芯片控制调温组件停止对进入连接头4内部气体加热，同时控制鼓风组件，将使少量的气体送入连接头4的内部，减小渗水的几率。

需要说明的是，至少两个连接头4均与无人机电性连接，通过电池壳1内部的芯片选择其中一个连接头4进行供电，在出现供电的连接头4断开时，将自动切换至另一个连接头4进行供电，此为成熟技术，本领域技术人员可轻易得知，在此，不再过度赘述。

还需要说明的是，漏水传感器5的原理就是用于液体导电，使用电极看看是否有没有水的存在，然后再用传感器把其转化为干接点的输送，此为成熟技术，本领域技术人员可轻易得知，在此，不再过度赘述。

值得一体的是，在进行连接头4切换供电时，该过程中，动力系统可以依靠惯性，瞬时断电切换时，对无人机的影响较小，很快恢复，不易造成无人机坠落。

如图5和图6所示，进水切换机构包括固定杆11、固定板12、绝缘板13、第一弹簧14、引脚15、铁块16和第一电磁铁17，固定杆11固定在连接头4靠近外盖2的一端，固定板12固定在固定杆11远离连接头4的一端，绝缘板13滑动连接在固定杆11的外侧，第一弹簧14设置绝缘板13的外侧且位于固定板12与绝缘板13之间，引脚15固定在绝缘板13的内部，引脚15与连接头4内部的针脚接触，铁块16固定在绝缘板13靠近固定板12的一侧，第一电磁铁17固定在固定板12靠近铁块16的一侧。

具体的，在漏水传感器5检测到连接头4内部有水分时，将信号反馈至芯片，通过芯片对第一电磁铁17进行控制，使第一电磁铁17进行通电，将吸引铁块16，使得引脚15从连接头4的针脚内部移出，使得两者分离，移动引脚15的同时，将对第一弹簧14进行压缩，通过芯片内部程序设定，选择连接头4内部没有水的进行供电。

需要说明的是，引脚15与电池组3电性连接，可便于对连接头4进行断电切换。

进一步地，第一电磁铁17与铁块16之间的吸引力大于第一弹簧14的弹力，在第一电磁铁17吸引铁块16时，减小两者的阻力。

实施例二

参照如图4-图9所示，为本发明第二个实施例，该实施例基于上一个实施例。

如图4和图6、图7和图8所示，鼓风组件包括进气管21、风机22、转换管23和连接管24，进气管21安装在电池壳1的内部，且进气管21与电池壳1连通，调温组件安装在进气管21的内部，风机22固定在进气管21远离电池壳1的一侧，转换管23固定在风机22的输出端，连接管24安装在转换管23的上端，切换组件安装在转换管23的内部。

具体的，在去除连接头4内部的水分时，通过芯片对切换组件进行控制，使转换管23和连接管24连通，通过风机22进行控制，使外部的气体进入进气管21的内部，通过芯片对调温组件进行控制，使进入进气管21的内部的空气进行加热，加热后的气体将经过转换管23和连接管24进入连接头4的内部，对连接头4内部的水分进行烘干处理，加速水分的烘干。

如图4和图7所示，调温组件包括半导体制冷片31、第二电磁铁32、第二弹簧33和第一密封板34，半导体制冷片31安装在进气管21位于电池壳1外侧的一端，进气管21的内部开设有进气通道，第二电磁铁32固定在进气通道的内部，第一密封板34滑动连接在进气通道的内部且位于第二电磁铁32的上方，第二弹簧33设置在进气通道的内部且位于第一密封板34的下方。

具体的，在通过芯片控制调温组件内部的器件时，启动半导体制冷片31，将对进入进气管21内部的气体进行加热，同时启动第二电磁铁32，将吸引第一密封板34向下移动，取消对进气通道的封闭，同时对第二弹簧33进行压缩，加热后的气体将经过转换管23和连接管24进入连接头4的内部，在停止对第二电磁铁32供电时，通过第二弹簧33的弹力，将使第一密封板34向上移动，对进气通道进行封闭。

进一步地，半导体制冷片31的热端位于进气管21的内部，半导体制冷片31的冷端位于进气管21的外侧，便于启动半导体制冷片31时，对进入进气管21内部的气体进行加热，进气管21位于电池壳1外侧的一端且位于半导体制冷片31的下方安装有隔板35，便于隔离半导体制冷片31冷端产生的低温。

如图4和图7、图8所示，切换组件包括第三电磁铁41、L形板密封块42、连接杆43、梯形密封块44和第三弹簧45，第三电磁铁41固定在转换管23的一侧且靠近连接管24的位置处，L形板密封块42滑动连接在转换管23的内部且靠近连接管24的位置处，梯形密封块44滑动连接在转换管23的内部且远离第三电磁铁41的一端，连接杆43固定在L形板密封块42靠近梯形密封块44的一端，梯形密封块44与连接杆43固定连接，第三弹簧45设置在梯形密封块44与转换管23之间。

具体的，在更改气体的流通时，通过芯片控制切换组件内部的器件，启动第三电磁铁41，将吸引L形板密封块42，使得L形板密封块42封闭连接管24，同时带动梯形密封块44移动，使其取消对转换管23的封闭，使得第三弹簧45受力压缩，在启动第三电磁铁41的同时，将改变对半导体制冷片31供电电流的流向，使得半导体制冷片31位于进气管21内部的一端为制冷端，半导体制冷片31位于进气管21外部的一端为制热端，进而使进入进气管21内部的气体进行降温，降温后的气体将经过转换管23进入电池壳1的内部，进而对电池壳1内部的电池组3进行降温保护，在停止对电池壳1内部降温时，将取消对第三电磁铁41的供电，通过第三弹簧45的弹力，将使L形板密封块42取消对连接管24的封闭，梯形密封块44与转换管23进行封闭。

需要说明是的，半导体制冷片31的供电电路与芯片连接，在启动第三电磁铁41时，通过芯片将改变对半导体制冷片31的供电电流方向，使得半导体制冷片31的冷热端互换，此为成熟技术，本领域技术人员可轻易得知，在此，不再过度赘述。

如图6所示，连接头4的内部开设有排气通道，漏水传感器5位于排气通道的下方，排气通道的内部设置密封球51，排气通道的内部且靠近限定块52的位置处固定有限定块52。

具体的，在进入连接头4的加热气体，对连接头4进行烘干后，将进入排气通道的内部，吹动密封球51，使得密封球51取消对排气通道的封闭，在吹动密封球51时，密封球51与限定块52接触后，将限定密封球51的移动，在气体进入连接头4的内部时，密封球51因其自重，将滚动，对排气通道进行封闭。

如图6所示，电池壳1的一端开设有散热通道，散热通道的内部固定有支撑板61，支撑板61的内部滑动连接有滑杆62，滑杆62的一端固定有固定块63，滑杆62的外侧且位于固定块63和支撑板61之间设置有第四弹簧64，滑杆62远离固定块63的一端固定有半球塞块65。

具体的，在对电池壳1进行换气时，进入电池壳1内部的气体，将吹动半球塞块65的移动，使半球塞块65远离电池壳1，将使半球塞块65取消对电池壳1的封闭，同时，在半球塞块65远离电池壳1时，将对第四弹簧64进行压缩，第四弹簧64压缩时，将产生弹力，在电池壳1内部无气体进入时，通过第四弹簧64的弹力，将使半球塞块65靠近电池壳1，对电池壳1进行封闭。

实施例三

参照图10和图11，本实施例是在实施例二的基础上做进一步改进，其与实施例二的区别在于调温组件的不同。

如图10和图11所示，调温组件包括第四电磁铁71、第五弹簧72和第二密封板73，进气管21的内部开设有进气通道，第四电磁铁71固定在进气通道的内部，第二密封板73滑动连接在进气通道的内部且位于第四电磁铁71的上方，第五弹簧72设置在进气通道的内部且位于第二密封板73的下方，电池壳1与电池组3之间设置有风道，风道与转换管23连通。

具体的，在对电池组3进行降温时，通过芯片对与电池组3连接的连接头4连通的调温组件和切换组件进行控制，使转换管23与电池壳1连通，对第四电磁铁71进行供电，将吸引第二密封板73向下移动，取消对进气通道的封闭，同时对第五弹簧72进行压缩，气体将经过转换管23进入电池壳1的内部，再经过电池壳1与电池组3之间的风道，对电池组3的产生的热量进行风冷，通过芯片对未与电池组3连接的连接头4连通的调温组件和切换组件进行控制，使第二密封板73对进气通道的进行封闭，控制切换组件使转换管23与连接管24和电池壳1内部连通，通过风冷时对电池组3降温产生的热气流，经过连接管24进入连接头4的内部，将热气流送入连接头4的内部，减小渗水的几率，同时，可对连接头4内部的水分进行烘干处理，通过电池组3自身的热量进行烘干，减小了电量的消耗，提升了续航。

本发明的工作原理为：在正常运行过程中，通过芯片对与电池组3连接的连接头4连通的除水机构进行控制，将对电池壳1内部的电池组3进行降温，控制切换组件使鼓风组件与电池壳1内部连通，控制鼓风组件将外部的气体送入电池壳1的内部，控制调温组件对进入电池壳1内部气体进行降温，从而对电池组3进行降温冷却，对电池壳1内部的电池组3进行降温，保障了电池组3的正常运行，提升了电池组3的使用寿命，通过芯片对未与电池组3连接的连接头4连通的除水机构进行控制，控制切换组件使鼓风组件与连接头4连通，控制鼓风组件使外部的气体少量的送入连接头4的内部，通过送入连接头4内部的较小流动气体，减小未与电池组3连接的连接头4渗水的几率，避免多个连接头4同时渗水，同时减小小能源的损耗，对电池组3进行降温；

在漏水传感器5检测到连接头4内部有水分时，将信号反馈至芯片，通过芯片对进水切换机构进行命令的下达，将使有水的连接头4与电池组3进行断路，同时通过芯片内部程序设定，将使得无水的连接头4与电池组3进行电性连接，连接后，将使刚与电池组3连接的连接头4连通的除水机构进行控制，将停止对连接头4供给少量气体，切换至对对电池组3进行降温，同时有水的连接头4连通的除水机构进行控制，控制切换组件使鼓风组件与连接头4连通，控制鼓风组件使外部的气体送入连接头4的内部，在控制调温组件对进入连接头4内部气体进行加热，从而对有水的连接头4进行烘干；

在漏水传感器5检测到有的水连接头4内部的水分烘干后，将通过芯片控制调温组件停止对进入连接头4内部气体加热，同时控制鼓风组件，将使少量的气体送入连接头4的内部，减小渗水的几率，能将有水的连接头4进行隔离，同时烘干处理，没有水的连接头4进行供电，避免无人机电池发生短路，保障了无人机的正常供电。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。