CN107645192B - 一种无人机全自动充电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明一种无人机全自动充电装置属于无人机设备领域；包括碗型无人机充电辅助降落板、中央充电主板、充电控制器和振动装置，碗型无人机充电辅助降落板放在地面上，所述中央充电主板分别连接充电控制器的正负极，所述振动装置固定在中央充电主板下方，将所述中央充电主板固定在碗型无人机充电辅助降落板中央一个圆内,所述碗型无人机充电辅助降落板是由六块扇形板构成占地面积为直径1米的圆环板，所述中央充电主板是一个外径为45cm、内径为35cm的铜环，所述铜环分为两个对称的半圆铜环结构，两个半圆铜环分别通过引出线接充电控制器的正负极，本发明有效的实现了一种无人机全自动充电装置，解决了无人机需要充电时，降落存在误差的技术问题。
Description
技术领域
本发明一种无人机全自动充电装置属于无人机设备领域。
背景技术
无人机作为近几年突然兴起的一个产业，其发展势头迅猛，各种各样的无人机不断涌现。例如用于航拍的消费机无人机、用于探矿或者农业市场的无人机等。
在具有中远飞行距离的无人机中，其飞行距离和飞行时间较长。例如用于近海勘察或者公路、铁路维护等用途的无人机，均具有较长的飞行距离，在此类无人机中，由于飞行距离较长，初始状态下的电量无法满足较长距离飞行的需求，在飞行过程中需要对其进行充电续航。但是在现有技术中，无人机运用的是GPS定位系统，存在着一定的误差，因此在定点返航降落充电时与原定地点存在一定的误差，导致无法正常充电的问题，而且在现有技术中无人机充电都需要人工解决，所以如何解决这一问题的同时实现一种无人机全自动充电是一个亟待的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种无人机全自动充电装置。
本发明的目的是这样实现的：
一种无人机全自动充电装置，包括碗型无人机充电辅助降落板、中央充电主板、充电控制器和振动装置，所述碗型无人机充电辅助降落板放在地面上，所述中央充电主板分别连接充电控制器的正负极，所述振动装置固定在中央充电主板下方，将所述中央充电主板固定在碗型无人机充电辅助降落板中央一个圆内,所述碗型无人机充电辅助降落板是由六块扇形板构成占地面积为直径1米的圆环板，所述圆环板的外径为100cm，内径为45cm，所述碗型无人机充电辅助降落板所在平面与地面的夹角为30度,所述中央充电主板是一个外径为45cm、内径为35cm的铜环，所述铜环分为两个对称的半圆铜环结构，两个半圆铜环分别通过引出线接充电控制器的正负极，所述两个对称的半圆环间隔5com以区分正负极，所述中央充电主板用热熔胶粘贴在一个直径为50cm的亚克力玻璃板上。
进一步地，所述一种无人机全自动充电装置，所述充电控制器包括单片机、继电器控制开关和电子调速器，所述单片机分别连接继电器控制开关和电子调速器，在亚克力玻璃板下安装两个继电器控制开关，一个继电器的常开端接电源的正极，另一个继电器的常闭端接电源的负极，所述单片机控制继电器控制开关的充电信号和正负极转换信号，所述电子调速器控制震荡装置的振动强度。
进一步地，所述一种无人机全自动充电装置，所述振动装置包括三个振动电机，由热熔胶固定在中央充电主板下方，用于产生振动。
进一步地，所述一种无人机全自动充电装置，还包括夜间辅助照明装置，所述夜间辅助照明装置由两个高亮度发光二极管组成，固定在中央充电主板下方，用于夜间无人机降落提供辅助照明。
进一步地，所述一种无人机全自动充电装置，无人机上搭载800万像素摄像头，在单片机程序编写下将摄像头采集到的彩色图像转换为灰度图像，计算灰度图像的算术平均值，利用聚类算法找出夜间辅助照明装置亮光中心点，无人机摄像头依据辅助照明装置亮光中心点的位置进行位置调节使无人机能准确地降落在充电装置的中心位置。
有益效果：
本发明所述一种无人机全自动充电装置，通过将碗型无人机充电辅助降落板放在地面上，中央充电主板分别连接充电控制器的正负极，将振动装置固定在中央充电主板下方，将中央充电主板固定在碗型无人机充电辅助降落板中央一个圆内,当无人机降落在碗型无人机充电辅助降落板上任意位置，利用碗型无人机充电辅助降落板的物理结构的优点，以及振动装置产生的振动，无人机最后都会停在地势最低的中央充电主板上，充电控制器会控制调整中央充电主板的正负极，使无人机能够正常充电，有效的实现了一种无人机全自动充电装置，解决了无人机在降落充电时时因GPS存在误差而导致的充电失败的技术问题。
附图说明
图1是一种无人机全自动充电装置结构简图。
图2是碗型无人机充电辅助降落板俯视简图。
图3是中央充电主板结构简图。
图4是充电控制器结构图。
图5是一种无人机全自动充电装置侧视图。
图中：1碗型无人机充电辅助降落板、2中央充电主板、3充电控制器、4振动装置、5夜间辅助照明装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细描述。
具体实施方式一
一种无人机全自动充电装置，如图1所示，包括碗型无人机充电辅助降落板1、中央充电主板2、充电控制器3和振动装置4，所述碗型无人机充电辅助降落板1放在地面上，所述中央充电主板2分别连接充电控制器3的正负极，所述振动装置4固定在中央充电主板2下方，将所述中央充电主板2固定在碗型无人机充电辅助降落板1中央一个圆内,如图2所示，所述碗型无人机充电辅助降落板1是由六块扇形板构成占地面积为直径1米的圆环板，所述圆环板的外径为100cm，内径为45cm，所述碗型无人机充电辅助降落板1所在平面与地面的夹角为30度,如图3所示，所述中央充电主板2是一个外径为45cm、内径为35cm的铜环，所述铜环分为两个对称的半圆铜环结构，两个半圆铜环分别通过引出线接充电控制器3的正负极，所述两个对称的半圆环间隔5com以区分正负极，所述中央充电主板2用热熔胶粘贴在一个直径为50cm的亚克力玻璃板上。
碗型无人机充电辅助降落板1：如图2所示，该板由六块扇形板组成，其总占地面积为直径1米的圆，扇形板与地面的夹角为30度，降落板中央一个直径为45公分的圆是为中央充电板所预留的。
中央充电主板2：如图3所示，中央充电主板是一个外径为45公分、内径为35公分的铜环，铜环分为两块，各占半个环，两个半铜环分别接充电控制器的正负极，铜环放在一个直径为50公分的亚克力玻璃板上并用热熔胶粘牢。
工作过程：因为无人机运用的是GPS定位系统，其存在着一定的误差，因此在定点返航降落时可能与原定地点存在一定的误差，充电辅助降落板可以加大无人机对地点误差的容忍度，即只要无人机降落在这个直径为一米的充电板上，主单片机就可以启动振动装置工作，利用充电板碗状的物理结构的优点再加上振动，无论无人机落在降落板的哪个位置，最终都会停在地势最低的中央充电主板上如图5所示。
当无人机降落在碗型无人机充电辅助降落板1上任意位置时，充电控制器3会控制振动装置4产生振动，由于碗型无人机充电辅助降落板1的物理结构以及振动，会使无人机慢慢滑落到碗型无人机充电辅助降落板1的最低位置，如图5所示，即中央充电主板2上，此时充电控制器3控制振动装置4停止振动，进行无人机充电，同时充电控制器3具有正负极结构判断功能，判断无人机在充电时是否接饭正负极，如果正负极接反，充电控制器3会调整正确，保证无人机正常充电。
具体实施方式二
具体地，所述一种无人机全自动充电装置，如图4所示，所述充电控制器3包括单片机、继电器控制开关和电子调速器，所述单片机分别连接继电器控制开关和电子调速器，所述单片机控制继电器控制开关的充电信号和正负极转换信号，所述电子调速器控制震荡装置的振动强度。在亚克力玻璃板下安装两个继电器控制开关，一个继电器的常开端接电源的正极，另一个继电器的常闭端接电源的负极，当正负极接反时通过单片机程序控制继电器在常开端和常闭端切换，完成正负极转换。
具体地，所述一种无人机全自动充电装置，所述振动装置4包括三个振动电机，由热熔胶固定在中央充电主板2下方，用于产生振动。
具体地，所述一种无人机全自动充电装置，如图1，还包括夜间辅助照明装置5，所述夜间辅助照明装置5由两个高亮度发光二极管组成，固定在中央充电主板2下方，用于夜间无人机降落提供辅助照明。
具体地，所述一种无人机全自动充电装置，无人机上搭载800万像素摄像头，在单片机程序编写下将摄像头采集到的彩色图像转换为灰度图像，计算灰度图像的算术平均值，利用聚类算法找出夜间辅助照明装置5亮光中心点，无人机摄像头依据辅助照明装置5亮光中心点的位置进行位置调节使无人机能准确地降落在充电装置的中心位置。
充电控制器3：充电控制器3是用来控制充电模式、充电电流、充电时间的一个由单片机控制的电路板。其上安装了四个按钮，可以用来选择上述充电时的参数，也可以由其四个按钮接收主单片机发送过来的控制信号来选择充电参数，它具有正负极接口判断功能，可以判别无人机在充电时是否接反正负极。
充电控制器3还包括继电器控制开关和电子调速器
继电器控制开关：此处继电器开关的作用：一是接收主单片机发出的信号从而控制充电控制器进行充电；二是控制正负极转换开关，在无人机充电状态下，若正负极接反时，转换充电装置的正负极从而使无人机正常充电。
电子调速器：电子调速器用于控制中央充电板底部的振动电机的运转速率，不同的速率对应不同的振动强度，在控制无人机由降落板移动到中央充电环时起作用。
继电器控制开关与电子调速器都集成到一块板子上。
工作方式：单片机产生继电器开关的控制信号，来进行充电电源正负极的转换，调节电子调速器可以对振动强度进行改变从而使无人机平稳地停在中央充电环上。
振动装置4:振动装置4由三个振动电机构成，由热熔胶粘到中央充电板的下方，其作用是产生振动。
夜间辅助照明装置5：照明装置由两个高亮的LED管构成，固定在中央充电板的下方，其作用是为夜间无人机降落提供辅助照明，另外，无人机上搭载800万像素摄像头，在单片机程序编写下将摄像头采集到的彩色图像转换为灰度图像，计算灰度图像的算术平均值，利用聚类算法找出夜间辅助照明装置5亮光中心点，无人机摄像头依据辅助照明装置5亮光中心点的位置进行位置调节使无人机能准确地降落在充电装置的中心位置。
Claims (3)
1.一种无人机全自动充电装置，其特征在于，包括碗型无人机充电辅助降落板(1)、中央充电主板(2)、充电控制器(3)和振动装置(4)，所述碗型无人机充电辅助降落板(1)放在地面上，所述中央充电主板(2)分别连接充电控制器(3)的正负极，所述振动装置(4)固定在中央充电主板(2)下方，将所述中央充电主板(2)固定在碗型无人机充电辅助降落板(1)中央一个圆内,所述碗型无人机充电辅助降落板(1)是由六块扇形板构成占地面积为直径1米的圆环板，所述圆环板的外径为100cm，内径为45cm，所述碗型无人机充电辅助降落板(1)所在平面与地面的夹角为30度,所述中央充电主板(2)是一个外径为45cm、内径为35cm的铜环，所述铜环分为两个对称的半圆铜环结构，两个半圆铜环分别通过引出线接充电控制器(3)的正负极，所述两个对称的半圆环间隔5cm以区分正负极，所述中央充电主板(2)用热熔胶粘贴在一个直径为50cm的亚克力玻璃板上；
还包括夜间辅助照明装置(5)，所述夜间辅助照明装置(5)由两个高亮度发光二极管组成，固定在中央充电主板(2)下方，用于夜间无人机降落提供辅助照明；
无人机上搭载800万像素摄像头，在单片机程序编写下将摄像头采集到的彩色图像转换为灰度图像，计算灰度图像的算术平均值，利用聚类算法找出夜间辅助照明装置(5)亮光中心点，无人机摄像头依据辅助照明装置(5)亮光中心点的位置进行位置调节使无人机能准确地降落在充电装置的中心位置。
2.根据权利要求1所述一种无人机全自动充电装置，其特征在于，所述充电控制器(3)包括单片机、继电器控制开关和电子调速器，所述单片机分别连接继电器控制开关和电子调速器，在亚克力玻璃板下安装两个继电器控制开关，一个继电器的常开端接电源的正极，另一个继电器的常闭端接电源的负极，所述单片机控制继电器控制开关的充电信号和正负极转换信号，所述电子调速器控制振动装置的振动强度。
3.根据权利要求1所述一种无人机全自动充电装置，其特征在于，所述振动装置(4)包括三个振动电机，由热熔胶固定在中央充电主板(2)下方，用于产生振动。
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