CN107599875B - 一种车载无人机充电起降平台 - Google Patents

一种车载无人机充电起降平台 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种车载无人机充电起降平台,设置电源正极、电源负极、机载第一导电片和机载第二导电片,便于对停稳的无人机进行自动充电,设置车载起降箱体,便于无人机自动停泊和回收;设置电磁铁,便于调节无人机的停泊位置;设置气囊,便于固定无人机。

Description

一种车载无人机充电起降平台
技术领域
本发明涉及无人机支持应用领域,尤其涉及一种车载无人机充电起降平台。
背景技术
国内主流无人机的续航时间一般在20分钟左右,在执行任务时会捉襟见肘略显尴尬,续航能力成为限制应用的主要因素。无人机在用于执行任务时,所要求的巡航时间一般较长,以当前的续航能力无法满足应用需求。传统更换电池方式等较为耗时且不能及时响应。因此更持久的续航是无人机领域急待解决的问题之一,这在一定程度上限制了用户接受性,限制了应用开发,限制市场推广性。
发明内容
有鉴于此,本发明提出了一种方便无人机起降、充电的车载无人机充电起降平台。
本发明的技术方案是这样实现的:本发明提供了一种车载无人机充电起降平台,包括DC-DC电源模块、电源正极、电源负极、机载第一导电片、机载第二导电片、电磁铁和车载起降箱体,其中,机载第一导电片固定在无人机起落架底部,机载第二导电片垂直设置于无人机顶部,且机载第一导电片和机载第二导电片分别与无人机机载电源正负极电性连接,车载起降箱体包括顶板、底板和若干侧板,顶板水平设置并与侧板滑动连接,电源正极、电源负极分别设置于顶板、底板的内表面,电磁铁与底板固定设置,DC-DC电源模块与电源正极、电源负极分别电性连接。
在以上技术方案的基础上,优选的,所述机载第一导电片、机载第二导电片分别通过弹簧与无人机起落架和无人机顶部天线连接。
在以上技术方案的基础上,优选的,所述电源正极设置于顶板的内表面,电源负极为环状导电金属片。
在以上技术方案的基础上,优选的,还包括气囊和气压控制装置,气囊设置于底板表面且与气压控制装置连通,气压控制装置控制气囊充气或放气。进一步优选的,所述气囊设置有至少一对,分别左右对称设置。进一步优选的,还包括指示控制模块、微控制器和充电管理模块,微控制器分别与指示控制模块和充电管理模块信号连接,充电管理模块与DC-DC电源模块电性连接并控制其开启或关闭,指示控制模块与无人机无线信号连接。更优选的,还包括起降管理模块,微控制器与起降管理模块信号连接,起降管理模块与电磁铁电性连接并控制其开启或关闭,起降管理模块与气压控制装置信号连接并控制其开启或关闭,起降管理模块控制顶板的开启或关闭。最优选的,还包括微动开关,检测气囊气压,与微控制器信号连接。最优选的,还包括方位传感器,设置于车载起降箱体内,检测无人机停放位置,与微控制器信号连接。
在以上技术方案的基础上,优选的,所述车载起降箱体固定设置于车顶表面。
本发明的车载无人机充电起降平台相对于现有技术具有以下有益效果:
(1)设置电源正极、电源负极、机载第一导电片和机载第二导电片,方便对停稳的无人机进行自动充电,设置车载起降箱体,方便无人机自动停泊和回收;
(2)设置电磁铁,方便调节无人机的停泊位置;
(3)设置气囊,方便固定无人机。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明车载无人机充电起降平台的连接关系框图;
图2为本发明车载无人机充电起降平台的俯视结构示意图;
图3为本发明车载无人机充电起降平台的正视结构示意图;
图4为车载起降箱体的正视结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
本发明的车载无人机充电起降平台,包括充电机构、固定和回收机构,以及控制机构。
作为回收机构部分,如图4所示,包括电磁铁(图中未标识)和车载起降箱体6。车载起降箱体6包括顶板61、底板62和若干侧板63,顶板61水平设置并与侧板63滑动连接。如此,通过水平滑动顶板61,即可实现顶板61的开启和关闭。为了方便无人机进入车载起降箱体6内停泊,还包括尾板64,靠近尾部的侧板63高度低于两侧的侧板63,尾板64倾斜设置并分别与两侧的侧板63滑动连接。具体的,可采用气缸或者电机驱动顶板61或尾板64滑动。电磁铁一方面吸引无人机起落架,从而起到固定作用,另外,也能调节无人机的停泊位置,方便充电。
作为充电机构部分,如图1所示,结合图2和图3,包括DC-DC电源模块1、电源正极2、电源负极3、机载第一导电片4、机载第二导电片5。其中,机载第一导电片4固定在无人机起落架底部,机载第二导电片5垂直设置于无人机顶部,机载第一导电片4和机载第二导电片5分别与无人机机载电源正负极电性连接,电源正极2、电源负极3分别设置于顶板61、底板62的内表面,电磁铁与底板62固定设置,DC-DC电源模块1与电源正极2、电源负极3分别电性连接。如此,在无人机停泊在底板62表面后,机载第一导电片4与底板62的内表面的电源正极2或电源负极3电性连接;通过关闭顶板61,从而使得机载第二导电片5与顶板61内表面的电源正极2或电源负极3电性连接,最终通过DC-DC电源模块1给无人机充电。具体的,考虑到一般汽车电源为12V,电动汽车电源48V居多,多旋翼无人机电池为3-9节,采用块宽电压12-48V输入DC-DC电源,同时DC-DC电源模块1可以输出11V-36V可控电压,可以满足大部分需求。具体的,电源正极2设置于顶板61内表面,采用圆形铜金属;电源负极3设置于底板62的内表面,为环状导电金属片。具体的,所述机载第一导电片4、机载第二导电片5分别通过弹簧与无人机起落架和无人机顶部天线连接。如此,可起到缓冲和减震的作用。具体的,机载第一导电片4、机载第二导电片5分别为连接无人机机载电源负极和正极。无人机停稳,并且顶板61盖上后,机载第一导电片4紧贴电源负极3连接电源负极,机载第二导电片5紧贴电源正极2,就可以通过DC-DC电源模块1对无人机进行充电。
作为控制机构部分,如图1所示,结合图2和图3,还包括气囊7、气压控制装置8、指示控制模块9、微控制器10、充电管理模块11、起降管理模块12、微动开关13和方位传感器14。
指示控制模块9,与无人机无线信号连接,接受无人机停靠指令和无人机电量信号,并将接受到的指令和信号发送给微控制器10。
微控制器10,一般采用MCU控制芯片,接收信息并发送控制指令。
充电管理模块11,与微控制器10信号连接,与DC-DC电源模块1电性连接并控制其开启或关闭,进而控制充电模式。一般采用先恒流充电,再恒压充电,最后涓流充电;检测无人机机载电池状态,测量无人机机载电池电压电流,管理充电过程,达到快速安全充电的目的。
起降管理模块12,与微控制器10信号连接,从而接收微控制器10的控制指令并转化为执行指令。其与电磁铁电性连接并控制其开启或关闭,从而控制无人机吸附,并微调停泊位置。起降管理模块12与气压控制装置8信号连接并控制其开启或关闭,还包括气囊7,气囊7设置于底板62表面且与气压控制装置8连通,气压控制装置8控制气囊7充气或放气。如此,通过起降管理模块12驱动气压控制装置8控制气囊7充气,即可对无人机进行固定,同时可起到缓冲作用,防止其震坏。具体的,所述气囊7设置有至少一对,分别左右对称设置,便于固定无人机。优选的,所述气囊7设置有两队,分别呈前、后、左、右对称设置。具体的,所述气压控制装置8可采用压缩机和电磁阀组成,分别对气囊7执行充气和放气。起降管理模块12控制顶板61的开启或关闭。具体可与控制顶板61或尾板64滑动的气缸或者电机电性连接,从而控制顶板61和尾板64的开启和关闭。
为了检测气囊7的状态,还包括微动开关13,检测气囊7气压,与微控制器10信号连接。
为了检测无人机停放位置,从而方便对其位置进行微调,还包括方位传感器14,设置于车载起降箱体6内,检测无人机停放位置,与微控制器10信号连接。
本发明的车载无人机充电起降平台作业方式如下:
首先,将车载起降箱体6固定设置于车顶表面;
多旋翼无人机将近着陆时,指示控制模块9接收到着陆指令,指示控制模块9与微控制器10通信,经过微控制器10向平台起降管理模块12发送起降管理指令,控制气囊7充气,控制顶板61或尾板64开启,微控制器10控制电磁铁开启,微调并固定无人机位置;微动开关检测到气囊7气压达到指定值后,向微控制器10发送状态信号,微控制器10向起降管理模块9发控制指令,关闭充气,控制顶板61或尾板64电机,并向充电管理模块11发送充电指令,开启DC-DC电源模块1,对无人机电池充电,充电管理模块11检测到无人机电池充满时,向微控制器10发送信号,并停止充电;
多旋翼无人机起飞时,指示控制模块9接收到起飞指令,如果无人机正处于充电状态,微控制器10控制充电管理模块11停止充电,并向起降管理模块12发送指令,排放气囊7空气,控制顶板61或尾板64打开,控制制电磁铁停止吸附;微动开关13检测到气囊7气压达到设定值后,向微控制器10发送信号,无人机顺利起飞。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种车载无人机充电起降平台,其特征在于:包括DC-DC电源模块(1)、电源正极(2)、电源负极(3)、机载第一导电片(4)、机载第二导电片(5)、电磁铁和车载起降箱体(6),其中,机载第一导电片(4)固定在无人机起落架底部,机载第二导电片(5)垂直设置于无人机顶部,且机载第一导电片(4)和机载第二导电片(5)分别与无人机机载电源正负极电性连接,车载起降箱体(6)包括顶板(61)、底板(62)和若干侧板(63),顶板(61)水平设置并与侧板(63)滑动连接,通过水平滑动所述顶板(61),即可实现所述顶板(61)的开启和关闭,所述车载起降箱体(6)还包括尾板(64),靠近尾部的侧板高度低于两侧的侧板,所述尾板(64)倾斜设置并分别与两侧的侧板滑动连接,电源正极(2)、电源负极(3)分别设置于顶板(61)、底板(62)的内表面,电磁铁与底板(62)固定设置,DC-DC电源模块(1)与电源正极(2)、电源负极(3)分别电性连接,所述电磁铁吸引无人机起落架,起到固定作用,同时调节无人机的停泊位置;
所述车载无人机充电起降平台还包括气囊(7)和气压控制装置(8),所述气囊(7)设置于所述底板(62)表面且与所述气压控制装置(8)连通,所述气压控制装置(8)控制所述气囊(7)充气或放气,所述气囊(7)设置有至少一对,分别左右对称设置。
2.如权利要求1所述的车载无人机充电起降平台,其特征在于:所述机载第一导电片(4)、机载第二导电片(5)分别通过弹簧与无人机起落架和无人机顶部天线连接。
3.如权利要求1所述的车载无人机充电起降平台,其特征在于:所述电源正极(2)设置于顶板(61)的内表面,电源负极(3)为环状导电金属片。
4.如权利要求1所述的车载无人机充电起降平台,其特征在于:还包括指示控制模块(9)、微控制器(10)和充电管理模块(11),微控制器(10)分别与指示控制模块(9)和充电管理模块(11)信号连接,充电管理模块(11)与DC-DC电源模块(1)电性连接并控制其开启或关闭,指示控制模块(9)与无人机无线信号连接。
5.如权利要求4所述的车载无人机充电起降平台,其特征在于:还包括起降管理模块(12),微控制器(10)与起降管理模块(12)信号连接,起降管理模块(12)与电磁铁电性连接并控制其开启或关闭,起降管理模块(12)与气压控制装置(8)信号连接并控制其开启或关闭,起降管理模块(12)控制顶板(61)的开启或关闭。
6.如权利要求5所述的车载无人机充电起降平台,其特征在于:还包括微动开关(13),检测气囊(7)气压,与微控制器(10)信号连接。
7.如权利要求5所述的车载无人机充电起降平台,其特征在于:还包括方位传感器(14),设置于车载起降箱体(6)内,检测无人机停放位置,与微控制器(10)信号连接。
8.如权利要求1所述的车载无人机充电起降平台,其特征在于:所述车载起降箱体(6)固定设置于车顶表面。
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