CN107499169A - 一种实现无人机充电的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种实现无人机充电的方法和装置，装置部分包括机载端和平台端，所述机载端包括了机载充电控制电路，与平台端连接的多股充电电线，所述充电电线与机载充电控制电路相连接；所述平台端包括了平台充电控制电路、电线吸引装置，所述电线吸引装置为与多股充电电线间存在稳定的吸引力，使无人机靠近平台时停留在固定位置充电。该装置及充电方法通过磁性吸附机载充电电线，使充电过程在无人机外部就能够完成，实现充电平台对无人机实施自动充电，不需要取出电池。

Description

一种实现无人机充电的方法和装置
技术领域
本发明属于无人机技术领域，具体涉及一种实现无人机充电的系统。
背景技术
随着无人机技术的发展普及，无人机行业发展异常迅猛，诸多行业和应用提出了长距离或者中长航时任务需求。
现有的无人机一般只有30分钟左右的续航时间，电量不足时需要无人机安全返航降落，待停稳后，取出无人机电池，手动连接充电器对其充电。续航时间短、飞行距离受限，极大的制约了无人机的推广应用。
因此，设计一种无人机充电系统，能够使得无人机在不取出电池的条件下实现无人机的便利充电，是本领域技术人员待解决的技术难题。
要解决这个问题，精准降落，容错降落位置的偏移范围是前提。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的问题，提出了一种实现无人机充电的方法和装置，该系统通过对充电电线的聚拢，使充电电线更准确的与充电处相连接；充电过程在无人机外部就能够完成，实现充电平台对无人机实施自动充电，不需要取出电池。
本发明提供的无人机充电装置，包括机载端和平台端，所述机载端包括了机载充电控制电路，与平台端连接的多股充电电线，所述充电电线与机载充电控制电路相连接；
所述平台端包括了平台充电控制电路、电线收拢装置，所述电线收拢装置内设有能够使充电电线聚拢的凹陷部，所述凹陷部内表面形状为从开口部分向其内部逐渐缩小，使无人机靠近平台时，充电电线的一端集中接触到平台端的充电处。
进一步的，所述充电电线的末端上设有磁性接头，所述磁性接头上设有充电触点；
所述电线收拢装置上设有磁性装置，通过磁性吸力吸附收拢电线在电线收拢装置上。
进一步的，所述机载端还包括电池管理系统，提供电流控制或电量测量、平衡充电控制。
作为一种优选，所述电线收拢装置内凹陷部的形状为楔形或圆锥形。
针对上述的充电装置，本发明提供相应的无人机充电方法，该方法包括以下步骤：当检测到无人机电池余量不足时，驱动无人机飞往附近的充电平台，并平稳降落到充电平台上；
机载端利用机载充电控制电路稳定下放多股充电电线，所述电线收拢装置内设有能够使充电电线聚拢的凹陷部，所述凹陷部内表面形状为从开口部分向其内部逐渐缩小，平台端通过电线收拢装置使电线在下放过程中逐步到达指定充电接头接触点位，使接头稳定到达充电接头接触点位，确保机载端电线末梢头端和充电装置充分紧密接触；
平台端按正确极性输送指定电压、电流，来实现充电平台对无人机的充电；
待无人机电池充电结束后，通过机载充电控制电路使得多股充电电线和电线吸引装置之间断开，无人机飞离充电平台端继续执行任务。
进一步的，所述无人机充电前先进行极性信息预设定，并将该无人机对应的极性信息保存在平台端内；
首次到达平台端充电的无人机，所述平台充电控制电路接收弱电信号握手来确定多股充电电线末端触片的极性信息。
进一步的，所述平台端上的电线收拢装置通过磁性装置提供磁性吸力，所述多股充电电线的末端具备受磁吸特性。
更进一步的，所述机载端还包括电池管理系统，提供电流控制或电量测量、平衡充电控制。
作为一种优选，所述电线收拢装置内凹陷部的形状为楔形或圆锥形。
本发明具有如下创新：
相比较于传统的无人机需要降落停靠后取出电池对其充电的充电方法，本发明解决了无人机停靠后有位置误差，下放电线接触难以到达指定接触点位，难以实现电线和充电接头准确紧密接触的几个问题。因此可以实现充电平台对无人机电池自动充电，不需要取出电池。
本发明使无人机在不取出电池的情况下实现对其电池的充电，从而使得无人机执行任务的连续性大大增强，在无人机的应用推广上具备深远的效益和价值。
附图说明
图1为本发明无人机充电装置的整体示意图；
图2为本发明无人机充电方法流程图；
其中，1-多股充电电线，2-机载充电控制电路，3-充电平台，4-平台充电控制电路，5-电线收拢装置，6-无人机，7-平台端。
具体实施方式
本发明提供一种实现无人机充电的系统，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和图2所示，本发明一种实现无人机充电的系统包括机载端和平台端。无人机端位于充电平台端的上方。
机载端应包括与无人机电池有受控连接的多股充电电线、机载充电控制电路。还可以包括电池管理系统，本发明所采用的电池管理系统电路为常规电路，可以提供电流控制或电量测量、平衡充电控制等功能。
平台端包括平台充电控制电路、电线收拢装置，包括但不限于楔形等能收拢电线的形状设计，可以包括但不限制附加接头磁性吸引。
1.多股充电电线：
1)上端与无人机电池有受控连接电路。
2)下放时受控，可以附加电线下放控制电路。
2.机载充电控制电路，本发明所采用的机载充电控制电路电路为常规电路，该电路可实现：
3)实现控制充电使用的多股充电电线与无人机电池两极间的连接。
4)可以控制多股充电电线下放。
5)可以但不限制接受弱电信号握手确定正负极性。
3.平台充电控制电路，本发明所采用的平台充电控制电路电路为常规电路，该电路可实现：
6)控制连接充电使用的多股充电电线和充电电源输出两极。
7)可以但不限制接受弱电信号握手确定正负极性。
8)可以但不限制控制充电接头具备磁性，包括电磁性，以吸引电线稳定连接。
4.电线收拢装置，该装置将充电电线吸引到平台上，让电线接头和充电接头可以充分接触，接触可以是贴附在器上面，也可以是卡和的：
9)通过形状设置，收拢电线，包括但不限于楔形、上大下小的圆锥形等能起到收拢作用的形状。
10)可以但不限制通过磁性，包括电磁，以保证电线接头与充电接头充分接触、稳定连接。
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.检测无人机到电池余量不足；
2.驱动无人机飞往附近的充电平台3，并精准降落于充电平台3上；
3.无人机通过机载充电控制电路2下放多股充电电线1，平台端通过电线收拢装置5使电线在下放过程中逐步到达指定充电接头接触点位，使机载端电线末梢端触点和充电装置的充电触点充分紧密接触；
4.如机载电线末端触片的极性信息已经预定，执行步骤6；
5.如机载电线末端触片的极性信息还未预定，平台充电控制电路4接收弱电信号握手，并确定机载电线末端触片的极性信息，执行步骤6；
6.平台按正确极性输送指定电压、电流，给无人机电池充电；
7.待无人机电池充电结束后，通过机载充电控制电路2使得多股充电电线1和充电接头之间断开，无人机飞离充电平台3继续执行任务。
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 (9)

1.一种实现无人机充电的装置，其特征在于，包括机载端和平台端，所述机载端包括了机载充电控制电路，与平台端连接的多股充电电线，所述充电电线与机载充电控制电路相连接；所述平台端包括了平台充电控制电路、电线收拢装置，所述电线收拢装置内设有能够使充电电线聚拢的凹陷部，所述凹陷部内表面形状为从开口部分向其内部逐渐缩小，使无人机靠近平台时，充电电线的一端集中接触到平台端的充电处。
2.根据权利要求1所述的一种实现无人机充电的装置，其特征在于，所述充电电线的末端上设有磁性接头，所述磁性接头上设有充电触点；
所述电线收拢装置上设有磁性装置，通过磁性吸力吸附收拢电线在电线收拢装置上。
3.根据权利要求1所述的一种实现无人机充电的装置，其特征在于，所述机载端还包括电池管理系统，提供电流控制或电量测量、平衡充电控制。
4.根据权利要求1所述的一种实现无人机充电的装置，其特征在于，所述电线收拢装置内凹陷部的形状为楔形或圆锥形。
5.一种实现无人机充电的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：当检测到无人机电池余量不足时，驱动无人机飞往附近的充电平台，并平稳降落到充电平台上；
机载端利用机载充电控制电路稳定下放多股充电电线，所述电线收拢装置内设有能够使充电电线聚拢的凹陷部，所述凹陷部内表面形状为从开口部分向其内部逐渐缩小，平台端通过电线收拢装置使电线在下放过程中逐步到达指定充电接头接触点位，使接头稳定到达充电接头接触点位，确保机载端电线末梢头端和充电装置充分紧密接触；
平台端按正确极性输送指定电压、电流，来实现充电平台对无人机的充电；
待无人机电池充电结束后，通过机载充电控制电路使得多股充电电线和电线吸引装置之间断开，无人机飞离充电平台端继续执行任务。
6.根据权利要求5所述的一种实现无人机充电的方法，其特征在于，所述无人机充电前先进行极性信息预设定，并将该无人机对应的极性信息保存在平台端内；
首次到达平台端充电的无人机，所述平台充电控制电路接收弱电信号握手来确定多股充电电线末端触片的极性信息。
7.根据权利要求5所述的一种实现无人机充电的方法，其特征在于，所述平台端上的电线收拢装置通过磁性装置提供磁性吸力，所述多股充电电线的末端具备受磁吸特性。
8.根据权利要求5所述的一种实现无人机充电的方法，其特征在于，所述机载端还包括电池管理系统，提供电流控制或电量测量、平衡充电控制。
9.根据权利要求5所述的一种实现无人机充电的方法，其特征在于，所述电线收拢装置内凹陷部的形状为楔形或圆锥形。
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