[实用新型]一种基于嵌入式CPS的超声波实时避障防撞无人机装置

权利要求书

1.一种基于嵌入式CPS的超声波实时避障防撞无人机装置，其特征在于：包括电源模块（1）、控制模块（2）、电机驱动模块（3）、无线通信模块（4）、姿态测量模块（5）、防撞结构（6）、超声波测距模块（7）、外围辅助设备接口模块（8）；其中电源模块（1）分别与控制模块（2）、电机驱动模块（3）相连接，控制模块（2）分别与电源模块（1）、电机驱动模块（3）、无线通信模块（4）、姿态测量模块（5）、防撞结构（6）、超声波测距模块（7）、外围辅助设备接口模块（8）相连接。

2.根据权利要求1所述的基于嵌入式CPS的超声波实时避障防撞无人机装置，其特征在于：所述电源模块（1）包括3S聚合物锂离子电池、5V-3.3V 转换电路、分流板；其中，3S聚合物锂离子电池分别与5V-3.3V 转换电路、分流板相连，5V-3.3V 转换电路与控制模块（2）中单片机模块相连，分流板直接与电机驱动模块（3）相连。

3.根据权利要求2所述的基于嵌入式CPS的超声波实时避障防撞无人机装置，其特征在于：所述5V-3.3V 转换电路包括线性电源稳压芯片AMS1117、电容C1、C2、C3、C4；其中由3S聚合物锂离子电池通过自带BEC直流输出5V电压与线性电源稳压芯片AMS1117的+VIN引脚相连，电容C1的一端与线性电源稳压芯片AMS1117的+VIN引脚相连；电容C1的另一端直接接入大地GND；电容C2的一端与线性电源稳压芯片AMS1117的+VIN引脚相连，电容C2的另一端直接接入大地GND；线性电源稳压芯片AMS1117的GND引脚直接接入大地GND；电容C3的一端与线性电源稳压芯片AMS1117的OUT引脚相连，电容C3的另一端直接接入大地GND；电容C4的一端与线性电源稳压芯片AMS1117的OUT引脚相连，电容C4的另一端直接接入大地GND；线性电源稳压芯片AMS1117的OUT引脚直接作为3.3V电压的正极VCC。

4.根据权利要求1所述的基于嵌入式CPS的超声波实时避障防撞无人机装置，其特征在于：所述控制模块（2）包括放大电路（12）、升压电路（13）、驱动控制电路、滤波电路（15）、5V-3.3V转换电路、单片机模块；其中，单片机模块分别与放大电路（12）、升压电路（13）、驱动控制电路、滤波电路（15）、5V-3.3V转换电路相连。

5.根据权利要求4所述的基于嵌入式CPS的超声波实时避障防撞无人机装置，其特征在于：所述放大电路（12）包括74HC04放大器Q7、Q9、Q10、Q11、Q12、上拉电阻R13、R14；其中，74HC04放大器Q7的输入端与74HC04放大器Q11的输入端并联，并作为放大电路（12）的输入端，且与单片机模块中单片机的P1.0方波脉冲信号输出端口相连接，74HC04放大器Q7的输出端与74HC04放大器Q9的输入端相连接，74HC04放大器Q9的输出端与上拉电阻R13的一端相连接，上拉电阻的R13的另一端与电源VCC相连接，74HC04放大器Q10的输入端与74HC04放大器Q9的输入端相连接，74HC04放大器Q10的输出端与超声波发射器（19）的一端相连接，74HC04放大器Q11的另一端与超声波发射器（19）相连接，74HC04放大器Q12的输入端与74HC04放大器Q11的输入端相连接，74HC04放大器Q12的另一端与上拉电阻R14的一端、超声波发射器（19）相连接，上拉电阻R14的另一端与电源VCC相连接，电源VCC为3.3V电压源。

6.根据权利要求4所述的基于嵌入式CPS的超声波实时避障防撞无人机装置，其特征在于：所述升压电路（13）包括电感L1、VNPN型三极管Q8、二极管B1、电容C5；其中，电感L1的一端作为升压电路（13）的输入端与滤波电路（15）的输出端相连接，电感L1的另一端与VNPN型三极管Q8的基极相连接；VNPN型三极管Q8的发射极与二极管B1的阳极相连接，VNPN型三极管Q8的集电极直接接入大地GND；二极管B1的阴极与电容C5的一端相连接，并且作为升压电路（13）的输出端与控制模块（2）中的单片机模块相连接；电容C5的另一端直接接入大地GND。