CN105391155B - 一种无人机巡检基站 - Google Patents

一种无人机巡检基站 Download PDF

Info

Publication number
CN105391155B
CN105391155B CN201510888662.1A CN201510888662A CN105391155B CN 105391155 B CN105391155 B CN 105391155B CN 201510888662 A CN201510888662 A CN 201510888662A CN 105391155 B CN105391155 B CN 105391155B
Authority
CN
China
Prior art keywords
unmanned plane
charging
charging electrode
recharging base
protection device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510888662.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105391155A (zh
Inventor
王云鹏
余贵珍
王章宇
于海洋
李欣旭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beihang University
Original Assignee
Beihang University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beihang University filed Critical Beihang University
Priority to CN201510888662.1A priority Critical patent/CN105391155B/zh
Publication of CN105391155A publication Critical patent/CN105391155A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105391155B publication Critical patent/CN105391155B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01F—ADDITIONAL WORK, SUCH AS EQUIPPING ROADS OR THE CONSTRUCTION OF PLATFORMS, HELICOPTER LANDING STAGES, SIGNS, SNOW FENCES, OR THE LIKE
    • E01F3/00—Landing stages for helicopters, e.g. located above buildings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

本发明公开一种无人机巡检基站，包括支撑架、充电基座、太阳能电池板、保护装置与超声波测距模块。充电基座作为无人机着陆平台，具有两级充电电极，分别与无人机上设计的两个充电接口配合接触，实现无人机的充电；保护装置安装于充电基座上，内部作为无人机停放空间，且使两级充电电极位于保护装置内部；保护装置顶面为可开合结构；太阳能电池板用来为无人机为保护装置供电。超声波测距模块安装于保护装置内部壁面上，用来测量无人机与充电基座间的距离。本发明的优点为：可实现无人机自动充电，进而实现无人机长距离巡检；且设计有保护装置，实现对充电基座的保护，从而极大的减小的天气对本发明无人机巡检基站的影响。

Description

一种无人机巡检基站
技术领域
本发明涉及一种巡检基站，具体来说是一种巡检多旋翼无人机可自动降落的停靠站。
背景技术
多旋翼无人机由于其结构简单、易于控制等优点近年来得到快速发展，从电缆巡检到快递送货，从生态环境监测到救灾物资输送，多旋翼无人机在越来越多的领域得到广泛应用，可承担的任务也越来越多。
现阶段，限制多旋翼无人机进一步发展的主要因素来源其续航能力。大部分多旋翼无人机均采用电池为其提供动力，其续航能力有限，为增加其巡航时间，部分无人机采用加大电池的方法，但其增加无人机重量，续航时间短的问题没有得到较好的解决。此外，部分研究机构提出采用无人机基站为无人机自动跟换电池，其结构复杂，制造成本高；或采用无线充电装置为其充电、充电效率低。
发明内容
为解决以上问题，本发明提出一种高速公路无人机巡检基站，存在有全自动、结构简单、实现无人机快速无线充电等优势。
本发明无人机巡检基站，包括支撑架、充电基座、太阳能电池板、保护装置与超声波测距模块。
所述充电基座作为无人机着陆平台；充电基座上具有两级充电电极；其中，第一级充电电极为圆形结构，第二充电电极为环形结构；第一充电电极位于第二充电电极内，与第二充电电极同心；两级充电电极间设有绝缘层；两级充电电极分别与无人机上设计的两个充电接口配合接触，实现无人机的充电。所述太阳能电池板周向均匀安装在充电基座的四周，太阳能蓄电池安装在充电基座的下部，为两级充电电极与保护装置供电。所述保护装置安装于充电基座上，内部作为无人机停放空间，且使两级充电电极位于保护装置内部；保护装置顶面为可开合结构。所述超声波测距模块安装于保护装置内部壁面上，用来测量无人机与充电基座间的距离。
本发明的优点在于：
(1)本发明在无人机道路巡检的过程中通过设置无人机巡检基站，通过在无人机支脚位置安装无人机充电接口，当无人机电量不足时可以实现无人机自动充电，从而可以实现无人机长距离巡检。相比与传统无线充电，本发明实质上充电接口与充电电极柔性连接，充电效率高、速度快。
(3)本发明巡检基站设计有保护装置，可以自动打开与闭合，当无人机充电或飞离充电基座时可以实现对充电基座的保护，从而极大的减小的天气对本发明的影响。
附图说明
图1为本发明无人机巡检基站结构示意图。
图2为本发明无人机巡检基站配套无人机示意图。
图3为本发明无人机巡检基站中无人机停靠位置示意图。
图中：
1-充电基座 2-太阳能电池板 3-保护装置
4-超声波测距模块 5-无人机 101-第一充电电级
102-第二充电电极 301-保护壳 302-保护叶片
303-突块 501-无人机控制器 502-摄像头模块
503-充电接口 504-无线通信模块
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明无人机巡检基站，包括充电基座1、太阳能电池板2、保护装置3与超声波测距模块4，如图1所示。
所述充电基座1水平设置，作为无人机着陆平台，通过支撑架支撑。充电基座1上表面中部具有充电电极；充电电极共两级，第一充电电级101为圆形结构，直径h1＝45cm。第二充电电极102为环形结构，外圆直径h2＝90cm；
第一充电电极101和第二充电电极102之间有绝缘层；第一充电电极101位于第二充电电极102内，与第二充电电极102同心，且第一充电电极101与第二充电电极102周向间具有2cm间隙，间隙处设有绝缘层，以保证第一充电电极101与第二充电电极102正常导电。第一充电电极101与第二充电电极102分别与无人机上设计的两个充电接口配合接触，实现无人机的充电。针对上述充电基座1，本发明中设计两个充电接口503位于无人机的两个支脚上，如图2所示，且两个充电接口503后端包裹有柔性可收缩的绝缘层，当无人机降落时可保证两个充电接口503与两级充电电极充分接触。上述无人机两个充电接口503之间的距离H应略大于充电基座1上第一充电电极101的直径45cm，同时需小于第二充电电极102外圆直径90cm本发明中H设为50cm，从而可以保证无人机降落时，两充电接口503不会落在同一级充电电极上，从而保证无人机的正常供电。
所述太阳能电池板2周向均匀安装在充电基座1的四周，与充电基座1固定，实现全方位的感光，为太阳能蓄电池供电，太阳能蓄电池安装在充电基座1的下部。太阳能蓄电池的输出接口与充电电极以及保护装置3的驱动马达相连，为充电电极以及马达供电。
所述保护装置3用来保护充电基座1与在充电基座1上着陆的无人机，包括安装于充电基座1上，包括保护壳301与保护叶片302；其中，保护壳301为桶状结构，内部作为无人机在充电基座1上的停靠空间。保护壳301下端周向固定于充电基座1上表面，且使充电电极位于保护壳301内部。保护壳301一侧内壁上设计有突块303，突块303与保护壳301设计为一体结构，突块303的高度与保护壳301等高，且突块303顶面与保护壳301顶面齐平，突块303顶面具有两个叶片安装孔，分别用来安装两个保护叶片302。两个保护叶片302水平设置，下表面上设计有连接轴。两个保护叶片302上的连接轴分别穿入两个叶片安装孔后，通过轴承与安装孔轴承连接。突块内部具有安装腔，用来安装驱动马达以及超声波测距模块4。
所述驱动马达为两个，输出轴分别与两个保护叶片302上的连接轴同轴固定，通过两个驱动马达分别驱动两个保护叶片302绕连接轴轴线转动，实现两个保护叶片302间同相与反向转动，当两个保护叶片302闭合后，形成一整体平面，将保护壳301顶面封闭。当两个保护叶片302动两片保护叶片302反向转动，使两片保护叶片302分离，打开保护壳301顶端。
所述超声波测距模块4的测量端朝向超声波测距模块4所在位置相对的保护壳301内壁，设定距离阈值为S(单位：cm)，无人机未降落时，超声波测距模块4所测的距离为超声波测距模块4测量端与保护壳301内壁间距离。在无人机降落过程中，超声波测距模块4所测距离为其测量端与无人机间的距离S1(单位：cm)，S1小于S，且在S1稳定在时间t(单位：s)以上时，无人机已完成降落，停靠在充电基座1上。由此通过超声波测距模块4可实现无人机与充电基座1间距离的测量，用于对无人机是停靠在充电基座1上进行判断。
本发明无人机巡检基站配有巡检无人机5，如图2所示，无人机5上载有无人机控制器501、摄像头模块502、充电接口503与无线通信模块504。其中，无人机控制器501用来实时控制无人机的俯仰控制与偏航控制；摄像头模块502用来在无人机巡检的过程中，实时获取地面道路信息。充电接口503用来与充电基座1上的充电电极配合实现无人机的充电。无线通信模块504用来实现无人机与地面站间的无线通信。
在无人机进行巡检时，可在无人机巡检路线上间隔设置本发明巡检基站，相邻基站间距为无人机单次飞行距离，同时无人机和地面站之间实现无线通信，通过GPS导航模块使无人机按照由地面站预先设定的轨迹自主飞行，当GPS模块检测到无人机距无人机要停靠的基站的距离小于设定值S1时，无人机要停靠的基站上保护装置3的保护叶片302自动打开，无人机精准的降落在无人机充电基座1上，如图3所示。当充电基座1上的超声波测距模块4测量距离小于S时，且稳定在时间t以上，则认为无人机已停靠在充电基座1上；此时，导通无人机充电基座1上的两级充电电极，开始给无人机充电。
本发明中为了实现无人机精准降落在无人机充电基座1上，可在充电基座1上标记颜色区域；由此，在无人机停靠过程中，通过无人机上的摄像头模块502对颜色区域进行识别，实现无人机在颜色识别区域内的精准停靠。
无人机充电过程中通过无线通信模块504将电量信息传输给充电基座1，当无人机电量充满时，充电基座停止给无人机充电，无人机继续进行巡检。此时，当充电基站上的超声波被测距模块检测前方障碍物的距离大于S时，可认为无人机已飞离充电基站，无人机所停靠的基站上保护装置3的保护叶片302自动关闭。
通过本发明巡检基站，可以实现无人机的长距离巡检，无人机巡检的距离不再受电池电量的限制。同时，通过无人机支脚部分的充电接口503可以实现无人机自动快速充电，其充电效率高、速度快，此外，无人机充电基座1上的保护装置3，可以实现对无人机充电基座1的保护，较好的保护了无人机充电基站，从而保证了基站的使用寿命以及基站的使用环境条件。

Claims (4)

1.一种无人机巡检基站，其特征在于：包括支撑架、充电基座、太阳能电池板、保护装置与超声波测距模块；
所述充电基座作为无人机着陆平台；充电基座上具有两级充电电极；其中，第一充电电极为圆形结构，第二充电电极为环形结构；第一充电电极位于第二充电电极内，与第二充电电极同心；两级充电电极间设有绝缘层；两级充电电极分别与无人机上设计的两个充电接口配合接触，实现无人机的充电；
所述太阳能电池板周向均匀安装在充电基座的四周，太阳能蓄电池安装在充电基座的下部，为两级充电电极与保护装置供电；
所述保护装置安装于充电基座上，内部作为无人机停放空间，且使两级充电电极位于保护装置内部；保护装置顶面为可开合结构；所述保护装置包括保护壳与保护叶片；其中，保护壳为桶状结构，下端周向固定于充电基座上，保护壳一侧内壁上设计有固定突块，突块顶面轴接两个保护叶片；两个保护叶片通过马达驱动，实现两个保护叶片间同向与反向转动；两个保护叶片同向转动，使两保护叶片间闭合，形成一整体平面，将保护壳顶面封闭；两个保护叶片反向转动，使两片保护叶片分离，打开保护壳顶端；
所述超声波测距模块安装在保护壳内壁，用来测量无人机与充电基座间的距离。
2.如权利要求1所述一种无人机巡检基站，其特征在于：所述第一充电电极的直径小于两个充电接口间距；第二充电电极外圆直径大于两个充电接口间距。
3.如权利要求1所述一种无人机巡检基站，其特征在于：超声波测距模块测量端朝向超声波测距模块所在位置相对方向，无人机未降落时，超声波测距模块所测的距离为超声波测距模块测量端与保护壳内壁间距离。
4.如权利要求1所述一种无人机巡检基站，其特征在于：配有巡检无人机，无人机上载有无人机控制器、摄像头模块、充电接口与无线通信模块；其中，无人机控制器用来实时控制无人机的俯仰控制与偏航控制；摄像头模块用来在无人机巡检的过程中，实时获取地面道路信息；充电接口用来与充电基座上的充电电极配合实现无人机的充电；无线通信模块用来实现无人机与地面站间的无线通信。
CN201510888662.1A 2015-12-07 2015-12-07 一种无人机巡检基站 Active CN105391155B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510888662.1A CN105391155B (zh) 2015-12-07 2015-12-07 一种无人机巡检基站

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510888662.1A CN105391155B (zh) 2015-12-07 2015-12-07 一种无人机巡检基站

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105391155A CN105391155A (zh) 2016-03-09
CN105391155B true CN105391155B (zh) 2018-02-06

Family

ID=55423110

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510888662.1A Active CN105391155B (zh) 2015-12-07 2015-12-07 一种无人机巡检基站

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105391155B (zh)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105703433B (zh) * 2016-03-14 2018-10-26 南京农业大学 一种多旋翼飞行器接触式无线充电系统
CN105959627B (zh) * 2016-05-11 2019-05-21 嘉兴佰恩智智能科技有限公司 一种自动无线充电式人工智能无人机
CN106130113B (zh) * 2016-07-20 2018-09-25 中国电子科技集团公司第四十八研究所 一种便携式旋翼无人机充电装置
CN106114903B (zh) * 2016-07-23 2018-07-17 广东容祺智能科技有限公司 一种垂直起降无人机飞行姿态测试平台
CN106149577A (zh) * 2016-07-30 2016-11-23 福州大学 一种楔形可充电的电网杆塔无人机停机坪及其控制方法
CN106101511A (zh) * 2016-08-10 2016-11-09 南京奇蛙智能科技有限公司 一种全自动无人机系统
CN106864764B (zh) * 2017-03-16 2019-05-17 山东大学 一种带有机翼调整功能的无人机起落站的智能壳体
WO2019061519A1 (zh) * 2017-09-30 2019-04-04 深圳市大疆创新科技有限公司 无人机的脚架套、连接组件及无人机的充电系统、方法
CN107878696A (zh) * 2017-10-08 2018-04-06 常州工学院 一种用于海面漂浮光伏组件的无人机检测设备
CN107645192B (zh) * 2017-10-26 2023-12-19 东北林业大学 一种无人机全自动充电装置
CN108557104A (zh) * 2018-01-12 2018-09-21 张赫 一种基于数据传输基站的无人机停泊充电平台
CN109466788A (zh) * 2018-05-14 2019-03-15 国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司 一种无人机地面站操作平台
CN109050959A (zh) * 2018-09-11 2018-12-21 东汉太阳能无人机技术有限公司 太阳能无人机地面控制站
CN109000664A (zh) * 2018-09-25 2018-12-14 宁夏大学 一种空地协同的机器人搜救系统及搜救方法
CN111483336B (zh) 2019-01-28 2021-11-23 中光电智能机器人股份有限公司 无人机的充电站、充电系统及充电方法
CN110297498B (zh) * 2019-06-13 2022-04-26 暨南大学 一种基于无线充电无人机的轨道巡检方法及系统
CN113745677A (zh) * 2021-08-27 2021-12-03 广东电网有限责任公司 一种无人机巡检作业设备
CN113628341B (zh) * 2021-08-31 2023-12-19 珠海尚方清洁能源科技有限公司 基于倾斜摄影数据和lidar点云融合自动单体化建模的方法
CN114348258B (zh) * 2021-12-27 2024-05-03 浙江吉利控股集团有限公司 车辆和无人机及其控制方法和控制装置、车辆组件

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201228858Y (zh) * 2008-05-26 2009-04-29 包正平 便携式应急光源
US8511606B1 (en) * 2009-12-09 2013-08-20 The Boeing Company Unmanned aerial vehicle base station
CN104816834A (zh) * 2015-05-11 2015-08-05 江苏数字鹰科技发展有限公司 飞行器自动定位充电装置和利用该装置降落定位的方法
CN104979882A (zh) * 2015-07-30 2015-10-14 安徽工业大学 一种无人机快速充电系统及其充电方法
CN105015784A (zh) * 2015-05-26 2015-11-04 陶文英 一种多旋翼机长航时飞行的设计方法及系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201228858Y (zh) * 2008-05-26 2009-04-29 包正平 便携式应急光源
US8511606B1 (en) * 2009-12-09 2013-08-20 The Boeing Company Unmanned aerial vehicle base station
CN104816834A (zh) * 2015-05-11 2015-08-05 江苏数字鹰科技发展有限公司 飞行器自动定位充电装置和利用该装置降落定位的方法
CN105015784A (zh) * 2015-05-26 2015-11-04 陶文英 一种多旋翼机长航时飞行的设计方法及系统
CN104979882A (zh) * 2015-07-30 2015-10-14 安徽工业大学 一种无人机快速充电系统及其充电方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105391155A (zh) 2016-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105391155B (zh) 一种无人机巡检基站
EP3340423B1 (en) Onboard charging device for unmanned aerial vehicle and vehicle including the same
US10899436B2 (en) Adjustable landing gear assembly for unmanned aerial vehicles
US10797499B2 (en) Battery management system
US11524797B2 (en) Aircraft-retrieval system
US9577445B2 (en) Vehicle replenishment
CN109412241B (zh) 一种输电线路巡线无人机充电补给装置及系统
CN108422884B (zh) 基于无人机的电动汽车电能补充系统
CA3121486C (en) Ducted fan unmanned aerial vehicle docking station
CN108860637B (zh) 一种无人机的辅助起降飞行平台以及辅助起降飞行方法
RU2721048C1 (ru) Автоматическая станция зарядки и обслуживания беспилотных летательных аппаратов и беспилотный летательный аппарат, работающий совместно с ней
CN108698695A (zh) 飞行器的摄像机的光调节控制
CN106715265A (zh) 无人飞行器起降平台
CN106873623A (zh) 一种无人机快速自主续航系统及其方法
CN104753153B (zh) 旋翼无人机充电桩及充电方法
GB2540052A (en) Charging and re-provisioning station for electric and hybrid unmanned aerial vechicles
JP2018095236A (ja) 重量移動式同軸回転翼ヘリコプタのための風力充電
CN106428603B (zh) 一种基于视觉定位的无人机自动连接平台
CN110729778A (zh) 一种类伞形无人机自动归中充电装置
JP2018192932A (ja) 無人飛行体およびその格納システム
CN206857021U (zh) 一种用于多旋翼无人机自动充电停机坪
CN205304274U (zh) 一种具有移动高空飞行作业的电动车辆无线充电系统
KR102081776B1 (ko) 태양광 발전시스템
RU185019U1 (ru) Базовая станция с функцией зарядки батареи беспилотного летательного аппарата
CN115892531A (zh) 一种隧道检测的飞爬结构无人机及使用方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant