CN106787000A - 一种基于磁性物体的无人机充电装置及其充电方法 - Google Patents

一种基于磁性物体的无人机充电装置及其充电方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于磁性物体的无人机充电装置，包括无人机端以及充电平台端，无人机端设置有电池软线，以及电池软线上的磁性物体；充电平台上也设置有磁性物体；本发明还公开了其充电方法，该方法利用电池软线末端磁性物体来和充电平台正负极处的磁性物体相吸，然后充电平台按照预先统一规定的电池软线末端磁性物体S、N极所分别对应的正负极性，输出强电来给无人机电池充电；此充电平台可以对无人机电池进行高效可靠充电，充电后可以使无人机的续航里程大幅增加，任务连续性大大增强，能源转换效率也得到保证。

Description

一种基于磁性物体的无人机充电装置及其充电方法
技术领域
本发明属于无人机技术领域，具体涉及一种基于磁性物体的无人机充电装置及其充电方法。
背景技术
近年来无人机的应用范围越来越广，但是其现有的续航时间（市面上常见的消费级无人机一般只有二十分钟左右的续航，行业级无人机一般只有五十分钟左右的续航）已经远远不能满足无人机的应用需求。
现有无人机充电，一般都是在无人机降落停稳后，取出电池，用专用充电器对电池充电。因此，现有的续航时间和和充电技术远远不能满足很多用户的长距离或者中长航时任务需求，续航能力成为了无人机应用发展的一个重大短板，很大程度上制约了无人机完成任务的能力，大大限制了无人机行业的整体发展潜力，在限制着无人机的应用与发展。
因此，设计一种无人机充电装置，能够使得无人机在不需要降落、停靠的条件下实现无人机的充电；同时装置的充电技术能够延长续航时间一直是本领域技术人员待解决的技术难题。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的问题，提出了一种基于磁性物体的无人机充电装置及其充电方法，该无人机充电装置中设置有电池软线、磁性物体以及充电平台中的磁性物体；利用电池软线末端磁性物体来和充电平台正负极处的磁性物体相吸，然后充电平台按照预先统一规定的电池软线末端磁性物体S、N极所分别对应的正负极性，输出强电来给无人机电池充电；实现地面充电平台对无人机充电，使的无人机的续航里程大幅增加，任务连续性大大增强。
本发明是这样实现的，
一种基于磁性物体的无人机充电装置，其特征在于，包括无人机端以及充电平台端，所述的无人机端包括无人机U，所述的无人机U的两端分别设置有对应正负极的第一电池软线C、第二电池软线C；所述的第一电池软线C、第二电池软线C的末端分别设置有第一磁性物体CM、第二磁性物体CM；所述的第一磁性物体CM、第二磁性物体CM上分别设置有第一电池极片CE、第二电池极片CE；
所述的充电平台端为充电平台P，所述的充电平台P 上设置有第二磁性物体PM，以及位于第二磁性物体PM内部的第一磁性物体PM；所述的第一磁性物体PM上设置有第一电池极片PE；所述的第二磁性物体PM上，且位于第一磁性物体PM以及第二磁性物体PM之间设置有第二电池极片PE；利用第一电池软线C、第二电池软线C末端的第一磁性物体CM、第二磁性物体CM来和充电平台正负极处的第一磁性物体PM、第二磁性物体PM相吸，然后充电平台按照预先统一规定的电池软线末端磁性物体S、N极所分别对应的正负极性，输出强电来给无人机电池充电。
进一步，所述的第一磁性物体PM以及第二磁性物体PM之间还设置有隔离层S 。
进一步，所述的隔离层S为空气。
进一步，所述的第一磁性物体PM以及第二磁性物体PM的外露部分极性不同，即外露于充电平台P部分极性不同，分别为N极、S极；磁性物体N极以及S极的两个不同极性，当其中一极被包裹，露出的另一个极即构成磁性物体的外露部分，这里的第一磁性物体PM以及第二磁性物体PM的外露部分极性不同；当第一磁性物体PM的外露部分的极性为N极，此时第二磁性物体PM的外露部分的极性为S极；反之，当第一磁性物体PM的外露部分的极性为S极，此时第二磁性物体PM的外露部分的极性为N极。
进一步，所述的第一磁性物体CM以及第二磁性物体CM分别对应的正负极性；所述的磁性物体第一磁性物体CM以及第二磁性物体CM外露部分，即外露于充电平台P部分极性不同，分别为N极、S极。
本发明还公开一种基于磁性物体的无人机充电装置的充电方法，其特征在于，具体步骤如下：
1）当电池余量不足时，驱动无人机悬停在充电平台上方或稳定降落在充电平台上；
2）无人机端控制其中一根电池软线下放，利用其一电池软线末端的磁性物体与充电平台上的磁性物体相吸；其一电池软线上的电极片和平台上的电池极片相连；
3）无人机端下放另一根电池软线，此时对应充电平台上另一个磁性物体；另一根电池软线依靠与磁性物体之间的吸引力，另一根电池软线末端的磁性物体和充电平台上的磁性物体相吸，另一根电池软线上的电极片和平台上的电池极片相连；
4）充电平台依据磁性匹配出的电池正负极性来输出强电，从而实现给无人机电池充电，无人机充满电后，飞离充电平台继续执行任务。
本发明相对于现有技术的有益效果在于：相比较于传统的无人机需要降落停靠后的充电方法，本发明利用无人机电池软线末端上的磁性物体和地面或空中充电平台正负极处的磁性物体之间的吸引力，实现充电平台对无人机充电；使无人机的续航里程大幅增加，任务连续性大大增强，能源转换效率也得到保证。
附图说明
图1为本发明一种基于磁性物体的无人机充电装置的用于无人机充电装置的整体示意图；
图2为本发明一种基于磁性物体的无人机充电装置的无人机充电方法的流程图；
其中，1-无人机U，2-第一电池软线C，3-第二电池软线C，4-第一磁性物体CM，5-第二磁性物体CM，6-第一磁性物体PM，7-第二磁性物体PM，8-第一电池极片CE，9-第二电池极片CE，10-第一电池极片PE，11-第二电池极片PE，12-隔离层S，13-充电平台P。
具体实施方式
本发明提供一种基于磁性物体的无人机充电装置及其充电方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚，明确，以及参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当指出此处所描述的具体实施仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明的基于磁性物体的无人机充电装置包括充电平台端以及无人机端。其中充电平台端包括与充电平台P13、充电平台P13上正负极处的设置有第一磁性物体PM6以及第二磁性物体PM7；第一磁性物体PM6位于及第二磁性物体PM7的内部、充电平台上的电池极片分别是第一电池极片PE10以及第二电池极片PE11；第一电池极片PE10位于第一磁性物体PM6上，第二电池极片PE11位于第二磁性物体PM7上，且位于第一磁性物体PM6以及第二磁性物体PM7之间。
第一磁性物体PM 6以及第二磁性物体PM 7之间的隔离层S12，第一磁性物体PM6以及第二磁性物体PM7初始状态已经带有磁性，第一磁性物体PM6以及第二磁性物体PM7外露部分极性不同，分别为N极、S极，且第一磁性物体PM6以及第二磁性物体PM(7)之间已经用隔离层S12相互隔离，隔离层可以是空气。
无人机端位于充电平台端的上方，其中无人机端包括无人机U1、无人机U1的两端分别设置第一电池软线C2以及第二电池软线C3，对应正负两极，分别缠绕便于下放。位于第一电池软线C2以及第二电池软线C3端的磁性物体，分别为第一磁性物体CM4、第二磁性物体CM5，两个磁性物体带有不同的磁性，和无人机电池的正负极性相对应，对应关系可自行确定；还包括第一磁性物体CM4、第二磁性物体CM5上的无人机电池的电极片，分别为第一电池极片CE8、第二电池极片CE9。统一规定第一电池软线C2以及第二电池软线C3末端的第一磁性物体CM4以及第二磁性物体CM5分别对应的正负极性。第一磁性物体CM4以及第二磁性物体CM5外露部分的极性不相同，分别为N极、S极。
本发明的实施例中，假设无人机第一电池软线C2末端的第一磁性物体CM4外露部分的磁性是N极，所对应的是无人机电池的正极；无人机第二电池软线C3末端的第二磁性物体CM5外露部分的磁性是S极，所对应的是无人机电池的负极；充电平台上的第一磁性物体PM6外露部分的磁性为N极；充电平台上的第二磁性物体PM7外露部分的磁性为S极；假设依次下放的第一根软线是第一电池软线C2。
如图2所示，为本发明无人机充电方法的流程图，具体充电步骤如下：
1）无人机U1检测到电池余量不足时，驱动无人机飞往附近的充电平台P13，使无人机保持稳定悬停在充电平台P13上方或稳定降落在充电平台P13上，无人机端控制电池软线下放，无人机下放任意一根电池软线，假设下放第一电池软线C 2，依靠磁性物体之间的吸引力，无人机第一电池软线C 2末端的第一磁性物体CM 4和充电平台P13上的第二磁性物体PM7相吸，第一电池软线C 2上的第一电池极片CE 8和充电平台P13上的第二电池极片PE 11相连，充电平台P13上的第二磁性物体PM 7对应无人机电池的正极；
2）无人机端下放另一根电池软线，即第二电池软线C 3，此时充电平台P13上只有一个磁性物体，即第一磁性物体PM6；第二电池软线C 3依靠与第一磁性物体PM6之间的吸引力，无人机第二电池软线C 3末端的第二磁性物体CM 5和充电平台P13上的第一磁性物体PM6相吸，此时第二电池软线C 3上的第二电池极片CE 9和充电平台P13上的第一电池极片PE 10相连。充电平台P13上的第一磁性物体PM6对应无人机电池的负极；
3）充电平台依据磁性匹配出的电池正负极性来输出强电，从而实现给无人机电池充电，无人机充满电后，飞离充电平台继续执行任务。
本发明的充电方法，首先下放第一电池软线C2以及首先下放第二电池软线C3的充电效果是一样的，先后下放的顺序可以颠倒。
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，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于磁性物体的无人机充电装置，其特征在于，包括无人机端以及充电平台端，所述的无人机端包括无人机U（1），所述的无人机U（1）的两端分别设置有对应正负极的第一电池软线C（2）、第二电池软线C（3）；所述的第一电池软线C（2）、第二电池软线C（3）的末端分别设置有第一磁性物体CM（4）、第二磁性物体CM（5）；所述的第一磁性物体CM（4）、第二磁性物体CM（5）上分别设置有第一电池极片CE(8)、第二电池极片CE(9)；
所述的充电平台端为充电平台P(13)，所述的充电平台P(13) 上设置有第二磁性物体PM(7)，以及位于第二磁性物体PM(7)内部的第一磁性物体PM(6)；所述的第一磁性物体PM(6)上设置有第一电池极片PE(10)；所述的第二磁性物体PM(7)上，且位于第一磁性物体PM(6)以及第二磁性物体PM(7)之间设置有第二电池极片PE(11)。
2.根据权利要求1所述的一种基于磁性物体的无人机充电装置，其特征在于，所述的第一磁性物体PM(6)以及第二磁性物体PM(7)之间还设置有隔离层S(12) 。
3.根据权利要求2所述的一种基于磁性物体的无人机充电装置，其特征在于，所述的隔离层S(12) 为空气。
4.根据权利要求1所述的一种基于磁性物体的无人机充电装置，其特征在于，所述的第一磁性物体PM(6)以及第二磁性物体PM(7)的外露于充电平台P（13）部分极性不同，分别为N极、S极。
5.根据权利要求1所述的一种基于磁性物体的无人机充电装置，其特征在于，所述的第一磁性物体CM（4）以及第二磁性物体CM（5）分别对应的正负极性；所述的磁性物体第一磁性物体CM（4）以及第二磁性物体CM（5）外露部分的极性不同，分别为N极、S极。
6.一种基于磁性物体的无人机充电装置的充电方法，其特征在于，具体步骤如下：
1）当电池余量不足时，驱动无人机悬停在充电平台上方或稳定降落在充电平台上；
2）无人机端控制其中一根电池软线下放，利用其一电池软线末端的磁性物体与充电平台上的磁性物体相吸；其一电池软线上的电极片和平台上的电池极片相连；
3）无人机端下放另一根电池软线，此时对应充电平台上另一个磁性物体；另一根电池软线依靠与磁性物体之间的吸引力，另一根电池软线末端的磁性物体和充电平台上的磁性物体相吸，另一根电池软线上的电极片和平台上的电池极片相连；
4）充电平台依据磁性匹配出的电池正负极性来输出强电，从而实现给无人机电池充电，无人机充满电后，飞离充电平台继续执行任务。
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