CN107465215A - 移动载具充电系统 - Google Patents

Abstract

一种移动载具充电系统，该移动载具充电系统能被应用至一移动载具，该移动载具充电系统包括一停靠平台及一充电端装置，该停靠平台能供该移动载具停靠；该充电端装置包括一电力发送接口及一电力测量构件，当该移动载具停靠于该停靠平台时，该电力发送接口能通过该电力接收接口对该移动载具的一蓄电模块进行充电。如此，当该移动载具的操作者将该移动载具停靠至该停靠平台时，便能使该移动载具通过该移动载具充电系统进行充电。

Description

移动载具充电系统

技术领域

本发明关于一种充电系统，尤指一种应用至移动式载具的充电系统。

背景技术

传统的无人飞行载具(Unmanned Aerial Vehicle，UAV)都需要在机身上装配燃料槽或蓄电池，以便完成飞行任务。但是，当飞行距离较远时，就需要在无人飞行载具的机身上装配更大、更重的蓄电池或燃料槽，这将导致无人飞行载具的机身重量过重。由于军用UAV采用汽油作为动力来源，因此并不需考量其续航力的问题。然而，以锂电池作为电源的UAV，其续航力长短反而是实际使用上的瓶颈。

请参阅图1所示，使用已知充电设备对移动载具进行充电的使用状态示意图，一般言，由于在操作移动载具1进行移动的过程中，该移动载具1的电力会逐渐消耗，因此在该移动载具1的电力接近耗尽时，该移动载具1的操作者便需将该移动载具1唤回，并手动将一充电设备2的电源插接至该移动载具1以对该移动载具1进行充电，或更换该移动载具1的电池。此等补充电力的方式不仅对操作者而言十分不便，且因为需要操作者的协力，无法远端进行电力补充。受限于电力补充的问题，过往移动载具1的操作者在使用移动载具1时，仅能设定较短程的一目标位置G，进行短时间及短距离的飞行任务(例如空拍)，然而，如欲将该移动载具1应用于救灾及探勘时，便会因续航力不足而有无法胜任之憾。纵使勉强投入应用，亦需频繁地进行充电，导致救灾及探勘行动的效率大打折扣。

为解决前述问题，或许可在该目标位置G附近设置多个充电设备2，分别配置人员进行充电操作，以避免一再往返的过程中，虚耗于返航路径的电力，惟，此等方案仍有其不便之处，且建置多个充电设备，也可能会有经费上的问题，甚至空间利用上的问题，此等问题在现代化都市的开发与建设，始终是难解的重要症结。

由以上说明可知，为了补充该移动载具1的电力，传统上须要人为手动地反复对该移动载具1进行充电或更换电池，使用上非常不方便，因此，如何设计出一种移动载具充电系统，以简化进行充电操作的手续，且一并解决设备建置所面临的经费与空间利用等问题，即成为发明人在此亟欲解决的一重要课题。

发明内容

有鉴于已知充电系统在使用上的诸多缺点，发明人乃依其长年服务于相关产业的经验，经过多次研究与调整，终于开发设计出本发明的一种移动载具充电系统，期能通过本发明一举改善已知充电系统的诸多缺陷。

本发明的主要目的在于提供一种移动载具充电系统，该移动载具充电系统能被应用至一移动载具，该移动载具包括一动力模块、一蓄电模块及一电力接收接口，该移动载具能藉该动力模块进行移动，该蓄电模块与该动力模块电连接，且能提供电力予该动力模块，该电力接收接口与该蓄电模块电连接，该移动载具充电系统包括一停靠平台及一充电端装置，该停靠平台能供该移动载具停靠，该充电端装置则包括一电力发送接口及一电力测量构件。当该移动载具停靠于该停靠平台时，该电力发送接口能通过该电力接收接口对该蓄电模块进行充电，该电力测量构件与该电力发送接口电连接，以测量通过该电力发送接口所发出的电量。

本发明的再一目的，该移动载具还包括对应于该移动载具的一识别标签，且该移动载具充电系统还包括一识别模块，其中该识别模块设置于该停靠平台，当该移动载具停靠于该停靠平台时，该识别模块能检测该移动载具的该识别标签，且能在识别出该识别标签后，使该充电端装置对该移动载具进行充电。此外，该移动载具充电系统还包括一服务端装置，该服务端装置设有一储存单元，该储存单元储存有多笔账号数据，该服务端装置通过网络与该识别模块及该充电端装置连接，且能接收该识别模块检测该识别标签后所发出的一辨识信号，并将该辨识信号与储存于该储存单元的该多笔账号数据进行比对及验证，当该服务端装置判断该辨识信号通过验证时，该服务端装置会发送一启动充电信号至该充电端装置，据此驱动该充电端装置对该移动载具进行充电。再者，该充电端装置会根据该电力发送接口所发出的电量(由该电力测量构件所测得)，产生一充电信息，且该充电端装置会将该充电信息传送至该服务端装置，等待该服务端装置接收到该充电信息后，该服务端装置会将该充电信息储存至该储存单元，且使该充电信息与对应于该辨识信号的该账号数据相对应。

如此，便能有效地辨识该移动载具充电系统所欲服务的对象，且能有效建立对应的收费模式，而有利于商业化的营运，更进一步提升本发明于产业上的利用性。

本发明的又一目的，是该停靠平台还设有一导引模块，以导引该移动载具停靠至该停靠平台。如此，当该移动载具的操作者欲操控该移动载具停靠至该停靠平台时，便能在该导引模块的协助下，更顺利地进行相关操作。

本发明的又一目的，是该停靠平台还设有一水平校准模块，该水平校准模块能自动检测并调整该停靠平台的水平倾斜角度；此外，该停靠平台还设有一固定构件，当该移动载具停靠于该停靠平台时，该固定构件能将该移动载具固定于该停靠平台。

如此，当该移动载具停靠于该停靠平台时，便能通过该水平校准模块自动地调整该停靠平台的平衡，且通过该固定构件固定该移动载具，以令该移动载具能稳固地停靠于该停靠平台上。

本发明的又一目的，是该移动载具充电系统，还包括一摄像模块及一影像处理装置，其中该摄像模块设置于该停靠平台，以拍摄该停靠平台周遭一拍摄范围内的影像，并据此产生一影像信号；该影像处理装置通过网络与该摄像模块连接，以接收摄像模块所产生的该影像信号。此外，该影像处理装置设有一播放模块，该播放模块能播放接收自该摄像模块的该影像信号。

如此，倘基于安全上的考量，或有对该移动载具进行监控的必要时，该移动载具的操作者便能够通过该影像处理装置即时地监看该移动载具。

进一步言，本发明的移动载具充电系统，其中该影像处理装置同时与多个停靠平台的该多个摄像模块相连接，而能分别接收各该摄像模块产生的各该影像信号。如此，该移动载具的操作者便能够通过该播放模块，同时观看不同角度下拍摄该移动载具所获得的画面，以充分掌握该移动载具的运行状况，并通过预先建立的多个停靠平台与相应的摄像模块，而构成一个网状系统，更能通过整合该多个摄像模块所产生的影像信号，以增进对该移动载具移动路径监控的效果。

兹有附言者，为便于更全面性、普遍性地建置本发明的移动载具充电系统，以令移动载具的操作者能随时、随地利用本发明的移动载具充电系统进行充电，本发明的又再一目的，是将该停靠平台设置于一路灯设备上，如此，由于路灯设备的普及性，将毋庸耗费额外的费用、或占用额外的空间，即可迅速地建置本发明的移动载具充电系统，有效解决现代化建设在推广时所面临的经费与空间利用问题。

为便对本发明目的、技术特征及其功效，做更进一步的认识与了解，兹举实施例配合图式，详细说明如下。

附图说明

图1是使用已知充电设备对移动载具进行充电的使用状态示意图；

图2是本发明一实施例的系统架构图；

图3是本发明一实施例的停靠平台局部结构示意图；及

图4是使用本发明一实施例对移动载具进行充电的使用状态示意图。

附图标号：

移动载具 1

动力模块 11

蓄电模块 12

电力接收接口 13

识别标签 14

电容构件 15

充电设备 2

移动载具充电系统 3

停靠平台 31

充电端装置 32

电力发送接口 321

电力测量构件 322

识别模块 33

服务端装置 34

储存单元 341

导引模块 35

水平校准模块 36

固定构件 37

摄像模块 38

影像处理装置 39

播放模块 391

路灯设备 4

目的位置 G

太阳能板 S

具体实施方式

本发明是一种移动载具充电系统，请参阅图2所示，本发明较佳实施例的系统架构图，本发明的移动载具充电系统3能被应用至一移动载具1，实际应用上，该移动载具1可为电动自行车、电动汽车、电动船或使用电力驱动的无人飞行载具(Drone，或称UnmannedAerial Vehicle，简称UAV)等。该移动载具1包括一动力模块11、一蓄电模块12及一电力接收接口13。该移动载具1能藉该动力模块11进行移动(如电动车的行驶或无人飞行载具的飞行)。该蓄电模块12与该动力模块11电连接，且能提供电力予该动力模块11，进而使该动力模块11能利用电力驱动该移动载具1进行移动。在本实施例中，该蓄电模块12是一种锂电池(lithium ion battery)或其他类似物。该电力接收接口13与该蓄电模块12电连接，故，当该蓄电模块12中储存的电力不足时，该移动载具1的操作者能通过该电力接收接口13对该蓄电模块12进行充电。

承上，该移动载具充电系统3包括一停靠平台31及一充电端装置32。其中，该停靠平台31能供该移动载具1停靠，实际施作时，该停靠平台31指供车辆、船舶或飞行载具停靠(docking、parking或landing等)的站点，或如同此一实施例，实际设置一座体供该移动载具1(UAV)承载于其上，视各别施作的态样进行适当的调整，所述“平台”的用语主要并非用以限制本案具体的结构，合先叙明。本发明的该充电端装置32包括一电力发送接口321及一电力测量构件322，当该移动载具1停靠于该停靠平台31时，该电力发送接口321能通过该电力接收接口13对该蓄电模块12进行充电。在此一较佳实施例中，该电力接收接口13是一感应充电线圈(induction charging coil)，该充电端装置32与该移动载具1间通过近场通信技术(near field communication)以无线方式感应电力并进行电力传输，如此，该移动载具1的操作者毋庸另外动手将电源供应线插接至该移动载具1，仅须将该移动载具1停靠至该停靠平台31，便能使该移动载具1的该蓄电模块12获得电力的补充，大幅提升操作上的便利性；此外，由于此一较佳实施例采用近场通信技术进行电力传输，因此亦有利于再添加上诸如“识别”等附加功能，以增进本发明的实用性，惟，实际施作时，本发明并不以此为限，亦可应用近场通信技术以外的其他无线充电技术，凡所属技术领域的技术人员所能轻易思及的变化，均应属不脱本发明所欲保护的范畴。附此一提者，该充电端装置32的电力来源，除了可通过电缆线取得，亦可于该停靠平台31上设置一太阳能板S(如图3所示)作为辅助的电力来源，在本实施例中，该太阳能板S设置于该停靠平台31的一角，惟，实际施作时并不以此为限，亦得将该停靠平台31的整个表面皆设置为太阳能板S，甚至以挂载的方式，外接于该停靠平台31本体的两侧，设置者得视需要自由变化。又，所连接的缆线，除能提供电力外，亦可构成电力线网络，进而能在该停靠平台31上建置相关网络设备后，附加上作为无线网络热点等功能。

续上，在此一较佳实施例中，该移动载具1还包括一电容构件15，该电容构件15与该电力接收接口13电连接，且经由快拆式的一连接器(图式未显示)而与该蓄电模块12电连接，以在进行设备维修等拆装作业时，能更便利地装卸该电容构件15及/或该蓄电模块12。在本实施例中，该电容构件15是一超级电容器(supercapacitor)，当该电力接收接口13接收该电力发送接口321所发送的电力时，该电容构件15能暂时性地储存该电力感应构件所接收的电力，嗣后再将电力释放至该蓄电模块12，如此，能使该移动载具1的蓄电系统(包括该电容构件15及该蓄电模块12)得以进行更多次充放电循环，以提升其耐用性。附此一提者，为能提升蓄电容量，延长该移动载具1的连续运作时间，且缩小该移动载具1的体积，该移动载具1的设计者亦可将该电容构件15设计成该移动载具1的一壳体，以同时达成前述的目的。再进而言之，在此一较佳实施例中，该电容构件15还包括一控制件(图式未显示)，该控制件能控制该电容构件15自该电力接收接口13接受电力及/或释放电力至该蓄电模块12，此外，还能持续地确认该电容构件15的健康状态。如此，当本发明的移动载具充电系统3，被应用于此一较佳实施例的该移动载具1时，由于超级电容器并非如普通电池是通过简单化学反应进行充电，而是在电场环境中迅速地进行储能，故，搭配前述的无线充电技术，将能使该移动载具1迅速地获取所需的电力。

复请参阅图2所示，本发明的该电力测量构件322与该电力发送接口321电连接，以测量通过该电力发送接口321所发出的电量。在本实施例中，电力测量构件322可为一高级电表(advanced meter)。如此，便能通过测量该电力发送接口321所发出的电量，令建置该移动载具充电系统3的服务提供者，能计算出后续所须向该移动载具1操作者收取的费用价额。请参阅图3所示，在此一较佳实施例中，本发明的该停靠平台31为具体的一座体，而该充电端装置32设置于该座体(即该停靠平台31)的内部，惟，实际施作时，该充电端装置32亦可独立地被设置于外部邻近该停靠平台31的位置，其能为停靠于该停靠平台31的移动载具1进行充电，即符合本发明的精神。

复请参阅图2所示，在本发明的较佳实施例中，该移动载具1包括还包括对应于该移动载具1的一识别标签14，而该移动载具充电系统3则设有一识别模块33，实际施作时，可采用无线射频识别(Radio Frequency Identification，简称RFID)标签及低功耗蓝牙(Bluetooth Low Energy，简称BLE)等技术，惟，本发明并不以此为限，合先陈明。承前，在此一较佳实施例中，该识别模块33设置于该停靠平台31，当该移动载具1停靠于该停靠平台31时，该识别模块33能检测该移动载具1的该识别标签14，且能在识别出该识别标签14后，使该充电端装置32对该移动载具1进行充电。此外，该移动载具充电系统3还包括一服务端装置34，该服务端装置34设有一储存单元341，该储存单元341储存有多笔账号数据，该服务端装置34通过网络与该识别模块33及该充电端装置32连接。本发明的移动载具充电系统3于实际运作时，该识别模块33能在检测该识别标签14后发出一辨识信号，且该服务端装置34能通过网络接收该辨识信号，并将该辨识信号储存至该储存单元341中，且将该辨识信号与储存于该储存单元341的该多笔账号数据进行比对及验证。举例而言，该移动载具1的操作者可能曾向该移动载具充电系统3的服务提供者申请注册一账号，并提供该移动载具1的该识别标签14以供该移动载具充电系统3的服务提供者，能在该服务端装置34的该储存单元341中，建立对应于该识别标签14的一账号数据，该移动载具1的操作者可能对该账号数据进行储值。当该移动载具1的操作者将该移动载具1停靠至该停靠平台31，而使该服务端装置34接收到该辨识信号时，该服务端装置34首先会判断出该辨识信号确实对应于该账号数据，此外，还会判断该账号数据内还有余额，以确认该辨识信号确实已通过验证。前述流程的描述仅为本发明可能的一实施例，而非本发明的限制，实际的验证流程，得视实际需要及相关技术的发展自由组合变化，但凡符合所谓“验证”的精神者，均应视为本发明概念所涵括的范围，合先叙明。

承上，等待该服务端装置34判断该辨识信号通过验证后，该服务端装置34会发送一启动充电信号至该充电端装置32，以令该充电端装置32在接收到该启动充电信号后，开始对该移动载具1进行充电。在此一实施例中，该充电端装置32会根据该电力测量构件322所测量的充电值(即该电力发送接口321所发出的电量)，产生一充电信息，且该充电端装置32会将该充电信息传送至该服务端装置34，等待该服务端装置34接收到该充电信息后，该服务端装置34会将该充电信息储存至该储存单元341，且使该充电信息与对应于该辨识信号的该账号数据相对应。实际施作时，得通过该服务端装置34直接对所对应的该账号数据内的余额扣款，或仅预先储存该充电信息，嗣后再进行统计，由该移动载具充电系统3的服务提供者另外向该移动载具1的操作者收款。据此，不仅能有效地辨识该移动载具充电系统3所欲服务的对象，更能有效建立对应的收费模式，而有利于商业化的营运，更进一步提升本发明于产业上的利用性。

复请参阅图2及图3所示，于本实施例中，该停靠平台31还设有一导引模块35，以导引该移动载具1停靠至该停靠平台31。在此一较佳实施例中，采用多个LED指示灯号作为本发明的该导引模块35，以令该移动载具1的操作者能轻易地辩识出该停靠平台31的位置，并顺利地将该移动载具1停靠至该停靠平台31，惟，实际施作时，亦可采用其他醒目的平面或立体图形标示，甚至设置归航信标(homing beacon)等，作为此处所称的该导引模块35，以协助操作者将移动载具1停靠至该停靠平台31。

请参阅图3所示，该停靠平台31还设有一水平校准模块36，在此一较佳实施例中，采用自动水平校准臂作为本发明的该水平校准模块36，以藉该多个自动水平校准臂检测并调整该停靠平台31的水平倾斜角度，以避免该移动载具1停靠至该停靠平台31时，因重量或撞击，导致该停靠平台31发生倾斜，而使该移动载具1自该停靠平台31上滑落。复请参阅图2所示，为能进一步增加该移动载具1停靠于该停靠平台31的稳定度，在此一较佳实施例中，该停靠平台31还设有一固定构件37(图3未显示)，该固定构件37可为固定臂或其他嵌卡构件，甚至与该移动载具1相配合设置的磁性元件，以在该移动载具1停靠于该停靠平台31时，能通过该固定构件37，令该移动载具1被稳固地定位于该停靠平台31上。

复请参阅图2及图3所示，该移动载具充电系统3还包括一摄像模块38及一影像处理装置39。该摄像模块38设置于该停靠平台31，以拍摄该停靠平台31周遭一拍摄范围内的影像，并根据所拍摄到的影像产生一影像信号。在此一较佳实施例中，该摄像模块38能拍摄停靠平台31周遭近360视线范围的空域，以在任一移动载具1接近该停靠平台31时，均能即时且无死角地拍摄到移动载具1的影像。该影像处理装置39通过网络与该摄像模块38连接，且能通过网络接收该影像信号。

承前所述，在可能的一实施例中，该影像处理装置39设有一播放模块391，以通过该播放模块391播放接收自该摄像模块38的该影像信号。举例言之，该影像处理装置39可为一行动电话(mobile phone)、一平板电脑(tablet)甚或是装设于用以操控该移动载具1的一操控器上的显示装置，且该影像处理装置39上安装有能接收并播放该影像信号的软件，以令该移动载具1的操作者能够通过该影像处理装置39收看该摄像模块38所拍摄的影像画面。如此，倘基于安全上的考虑，或有对该移动载具1进行监控的必要时(例如，地方政府为管制UAV，可能立法要求UAV的操作者能随时确保UAV在操作者的视线掌控之下)，该移动载具1的操作者便能够通过该影像处理装置39即时地监看该移动载具1。

另言之，在可能的其他实施例中，该影像处理装置39同时与多个停靠平台31的该多个摄像模块38相连接，而能分别接收各该摄像模块38产生的各该影像信号。实际施作时，该影像处理装置39的该播放模块391可通过分割画面，同时播放接收自各该摄像模块38的各该影像信号，或通过内建软件所提供的互动式选单，令该移动载具1的操作者能够自由选择播放特定摄像模块38所发送的影像信号。如此，该移动载具1的操作者便能够通过该播放模块391，同时观看不同角度下拍摄该移动载具1所获得的画面，以充分掌握该移动载具1的运行状况。特值一提者，由于在此一较佳实施例中，该影像处理装置39直接与停靠平台31的摄像模块38相连接，而非由停靠平台31先将摄像模块38所获取的影像信号传输至该服务端装置34，再由该服务端装置34通过网络将影像信号传输至该影像处理装置39，故，能更有效率地递送信息，以令该移动载具1的操作者能观看最即时的影像画面。据此，通过先建立多个停靠平台31与相应的摄像模块38，而构成一个网状系统，更能通过整合该多个摄像模块38所产生的影像信号，执行更精准或更广泛的监控，而增进对该移动载具1移动路径监控的效果。

兹有附言者，请参阅图4所示，为便于更全面、普遍地建置本发明的移动载具充电系统3，以令移动载具1的操作者能随时、随地利用本发明的移动载具充电系统3对移动载具1进行充电，在此一较佳实施例中，分别将多个停靠平台31分别设置于多个路灯设备4上。当该移动载具1的操作者欲操作该移动载具1移动至距离较远的一目的位置G时，在该移动载具1移动的过程中，倘该移动载具1所余电力不足，该操作者仅须将该移动载具1停靠至设置于任一路灯设备4的停靠平台31上，即可便利地为该移动载具1补充电力。特值一提的是，由于该多个路灯设备4的普及性，将毋庸耗费额外的费用、或占用额外的空间，即可迅速地建置本发明的移动载具充电系统3，有效解决现代化建设在推广时最容易面临的经费问题及空间利用问题。

以上所述，仅是本发明的若干较佳实施例，惟，本发明所主张的权利范围，并不局限于此，按凡本领域技术人员，依据本发明所揭露的技术内容，可轻易思及的等效变化，均应属不脱离本发明的保护范畴。

Claims (10)

1.一种移动载具充电系统，其特征在于，该移动载具充电系统能被应用至一移动载具，该移动载具包括一动力模块、一蓄电模块及一电力接收接口，该移动载具能藉该动力模块进行移动，该蓄电模块与该动力模块电连接，且能提供电力予该动力模块，该电力接收接口与该蓄电模块电连接，且以无线方式感应并接受电力，该移动载具充电系统包括：

一停靠平台，能供该移动载具停靠；及

一充电端装置，该充电端装置包括一电力发送接口及一电力测量构件，当该移动载具停靠于该停靠平台时，该电力发送接口能通过该电力接收接口对该蓄电模块进行充电，该电力测量构件与该电力发送接口电连接，以测量通过该电力发送接口所发出的电量。

2.如权利要求1所述的移动载具充电系统，其特征在于，该移动载具还包括对应于该移动载具的一识别标签，该移动载具充电系统还包括：

一识别模块，设置于该停靠平台，当该移动载具停靠于该停靠平台时，该识别模块能检测该移动载具的该识别标签，且能在识别出该识别标签后，使该充电端装置对该移动载具进行充电。

3.如权利要求2所述的移动载具充电系统，其特征在于，还包括：

一服务端装置，其设有一储存单元，该储存单元储存有多笔账号数据，该服务端装置通过网络与该识别模块及该充电端装置连接，且能接收该识别模块检测该识别标签后所发出的一辨识信号，并将该辨识信号与储存于该储存单元的该多笔账号数据进行比对及验证，当该服务端装置判断该辨识信号通过验证时，该服务端装置会发送一启动充电信号至该充电端装置，据此驱动该充电端装置对该移动载具进行充电。

4.如权利要求3所述的移动载具充电系统，其特征在于，该充电端装置会根据该电力发送接口所发出的电量，产生一充电信息，且该充电端装置会将该充电信息传送至该服务端装置，等待该服务端装置接收到该充电信息后，该服务端装置会将该充电信息储存至该储存单元，且使该充电信息与对应于该辨识信号的该账号数据相对应。

5.如权利要求1所述的移动载具充电系统，其特征在于，还包括：

一导引模块，设置于该停靠平台，以导引该移动载具停靠至该停靠平台。

6.如权利要求1所述的移动载具充电系统，其特征在于，还包括：

一水平校准模块，设置于该停靠平台，该水平校准模块能自动检测并调整该停靠平台的水平倾斜角度。

7.如权利要求1所述的移动载具充电系统，其特征在于，还包括：

一固定构件，设置于该停靠平台，当该移动载具停靠于该停靠平台时，该固定构件能将该移动载具固定于该停靠平台。

8.如权利要求1所述的移动载具充电系统，其特征在于，还包括：

一摄像模块，设置于该停靠平台，以拍摄该停靠平台周遭一拍摄范围内的影像，并据此产生一影像信号；及

一影像处理装置，通过网络与该摄像模块连接，以接收摄像模块所产生的该影像信号，且该影像处理装置设有一播放模块，该播放模块能播放接收自该摄像模块的该影像信号。

9.如权利要求8所述的移动载具充电系统，其特征在于，该影像处理装置同时与多个停靠平台的该多个摄像模块相连接，而能分别接收各该摄像模块产生的各该影像信号。

10.如权利要求1至9任一项所述的移动载具充电系统，其特征在于，该停靠平台设置于一路灯设备上。