CN109921512A - 一种无人机通信基站系统及用法 - Google Patents

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Abstract

本发明所要解决的问题是如何在交通被破坏的情况下保障无人机通讯基站的供电。一种无人机通信基站系统，包括无人机、通信基站、供电系统，其特征为无人机至少三架，分别是基站无人机、供电无人机、送电无人机，基站无人机搭载通信基站，并悬停在空中，其供电由供电系统完成，并始终保持与供电系统导线电连接；供电无人机送达供电系统至地面，用完其附加携带的电池系统的电量后，卸载供电系统并飞回；送电无人机即时将附加携带的电池系统接入供电系统，如此供电无人机和送电无人机轮流给供电系统补充电量。本发明无需修复地面交通、无需现场人力即可持续给无人机通信基站供电，能够在第一时间恢复并稳定地质灾区的通信，有利于及时了解灾区情况。

Description

一种无人机通信基站系统及用法
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，尤其是地质灾害下无人机通信基站的供电。
背景技术
发生地质灾害后，通信基站往往受到了损坏，电力系统也会瘫痪，短时间之内无法恢复通信。众所周知，通信对于救灾是非常有用的因此，人们想到了通过无人机搭载通信机站来暂时恢复通信，其供电由地面上的车载设备完成。
但是在地质灾害比较严重的情况下，交通也会被破坏，导致给无人机通信基站供电的车载设备无法达到目的地，这时需要一种新的方式来保障通信基站的供电。
发明内容
本发明所要解决的问题是如何在交通被破坏的情况下保障无人机通讯基站的供电。
一种无人机通信基站系统，包括无人机、通信基站、供电系统，无人机至少三架，分别是基站无人机、供电无人机、送电无人机，基站无人机搭载通信基站，并悬停在空中，其供电由供电系统完成，并始终保持与供电系统导线电连接；供电无人机送达供电系统至地面，用完其附加携带的电池系统的电量后，卸载供电系统并飞回给附加携带的电池系统充满电量；在卸载供电系统后，送电无人机即时精确地将附加携带的电池系统接入供电系统，并使附加携带的电池系统和供电系统的电极相接触，实现电连接，以补充电量，在送电无人机附加携带的电池系统的电量用完飞开后，供电无人机即时精确地将附加携带的电池系统接入供电系统，如此供电无人机和送电无人机轮流给供电系统补充电量。
优选地，供电系统包括底座、缓冲器、电源控制箱、卡扣，底座通过缓冲器连接在电源控制箱下，卡扣将电源控制箱扣在供电无人机上，卡扣与缓冲器通过绳索联动，供电无人机落地时，缓冲器产生压缩形变，拉动绳索，卡扣脱离供电无人机，供电无人机升空离去，即完成供电系统的卸载，并在供电无人机飞回后，将其改装为送电无人机。
优选地，供电系统上方具有倒锥形承接口，承接口底部是圆柱形承接管，承接管底部具有两个成对的半圆形磁性材料承接座，该承接座可绕其中心轴旋转，作为两电极，该电极与供电系统电相连。
优选地，供电无人机和送电无人机下方具有圆柱形插入端，插入端外径与承接管内径相等，插入端下端具有两个成对的半圆形磁性材料接入座，作为两电极，该电极与供电无人机或送电无人机附加携带的电池系统电相连，接入座和承接座同一电极时磁极相反，不同电极时磁极相同，供电无人机或送电无人机降落至供电系统时，插入端沿着承接口往下插入到承接管内，由于不同电极的接入座和承接座相互排斥，导致承接座旋转，然后同一电极的接入座和承接座相互吸附，实现电连接。
优选地，接入座和承接座是软磁性材料，通过遥控即可关闭其电源对其消磁，接入座和承接座的吸附力消失，保障供电无人机或送电无人机顺利起飞。
优选地，缓冲器由弹簧和伸缩杆构成，弹簧位于伸缩杆内。
优选地，供电无人机上具有紧扣磁铁，紧扣磁铁位于卡扣处，在卸载供电系统前吸附卡扣，防止卡扣松动。
优选地，还包括两根防撞导线管，分别安装在供电系统和基站无人机上，连接供电系统和基站无人机的导线穿过两根防撞导线管。
使用方法如下：
a.基站无人机和供电无人机导线电连接后一起飞达目的地，这步骤天气条件好时，主要通过无人机GPS自主导航实现；天气恶劣时，为避免无人机螺旋桨与导线相撞，根据无人机传回的实时视频遥控操作；
b.基站无人机悬停在空中，供电无人机送达供电系统至地面，通信基站仍然保持与供电系统导线电连接，供电无人机用完其附加携带的电池系统的电量后，卸载供电系统并飞回给附加携带的电池系统充满电量；
c. 在卸载供电系统后，送电无人机即时精确地将附加携带的电池系统接入供电系统，并使附加携带的电池系统和供电系统的电极相接触，实现电连接；
d.电量不够时，在送电无人机附加携带的电池系统的电量用完飞开后，供电无人机即时精确地将附加携带的电池系统接入供电系统，如此供电无人机和送电无人机轮流给供电系统补充电量。
本发明无需修复地面交通、无需现场人力即可持续给无人机通信基站供电，能够在第一时间恢复并稳定地质灾区的通信，有利于及时了解灾区情况；附加携带的电池系统通过锥形承接口和磁铁吸附接通电极，无需对准电极降落，只要相互靠近就能插入并吸附，提高了电池送达并接通的位置容差率；卡扣结构在无人机落地时即可触发，并且即使无人机起飞，缓冲器弹回，由于是绳索不能施加推力，同时紧扣磁铁的吸附力已超出其作用距离，卡扣也不会再次扣上，纯机械结构，不受电力约束，稳定可靠。
附图说明
图1是基站无人机、供电无人机、送电无人机结构示意图；
图2是供电无人机搭载的供电系统结构示意图；
图3是供电系统承接座局部放大结构示意图；
图4是供电系统卸载后结构示意图；
图5是供电无人机卸载供电系统后结构示意图；
图6是送电无人机结构示意图；
图7是送电无人机接入供电系统结构示意图。
图中：1.基站无人机，2.供电无人机，3.通信基站，4.供电系统，5.送电无人机，6.导线，7.电池系统，41.底座，42.缓冲器，43.电源控制箱，44.卡扣，45.绳索，46.承接口，47.承接管，48.承接座，51.插入端，52.插入座，49.弹簧，410.伸缩杆，21.紧扣磁铁，8.防撞导线管。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种无人机通信基站系统，包括无人机、通信基站、供电系统，无人机至少三架，分别是基站无人机、供电无人机、送电无人机，基站无人机搭载通信基站，并悬停在空中，其供电由供电系统完成，并始终保持与供电系统导线电连接；供电无人机送达供电系统至地面，用完其附加携带的电池系统的电量后，卸载供电系统并飞回给附加携带的电池系统充满电量；在卸载供电系统后，送电无人机即时精确地将附加携带的电池系统接入供电系统，并使附加携带的电池系统和供电系统的电极相接触，实现电连接，以补充电量，在送电无人机附加携带的电池系统的电量用完飞开后，供电无人机即时精确地将附加携带的电池系统接入供电系统，如此供电无人机和送电无人机轮流给供电系统补充电量。
如图2、4所示，供电系统包括底座、缓冲器、电源控制箱、卡扣，底座通过缓冲器连接在电源控制箱下，卡扣将电源控制箱扣在供电无人机上，卡扣与缓冲器通过绳索联动，供电无人机落地时，缓冲器产生压缩形变，拉动绳索，卡扣脱离供电无人机，供电无人机升空离去，即完成供电系统的卸载，并在供电无人机飞回后，将其改装为送电无人机。
供电系统上方具有倒锥形承接口，承接口底部是圆柱形承接管，承接管底部具有两个成对的半圆形磁性材料承接座，该承接座可绕其中心轴旋转，作为两电极，该电极与供电系统电相连。
如图3、5、6、7所示，供电无人机和送电无人机下方具有圆柱形插入端，插入端外径与承接管内径相等，插入端下端具有两个成对的半圆形磁性材料接入座，作为两电极，该电极与供电无人机或送电无人机附加携带的电池系统电相连，接入座和承接座同一电极时磁极相反，不同电极时磁极相同，供电无人机或送电无人机降落至供电系统时，插入端沿着承接口往下插入到承接管内，由于不同电极的接入座和承接座相互排斥，导致承接座旋转，然后同一电极的接入座和承接座相互吸附，实现电连接。同一电极时磁极相反，同一电极相互吸引，不同电极相互排斥，这样由于不同电极靠近时斥力非常大，能有效避免电极反接，同时同一电极相互吸引，使得电连接稳定可靠。
接入座和承接座是软磁性材料，通过遥控即可关闭其电源对其消磁，接入座和承接座的吸附力消失，保障供电无人机或送电无人机顺利起飞。
缓冲器由弹簧和伸缩杆构成，弹簧位于伸缩杆内。
供电无人机上具有紧扣磁铁，紧扣磁铁位于卡扣处，在卸载供电系统前吸附卡扣，防止卡扣松动。无人机飞行时会震动，卡扣会在小距离内松动，而磁铁恰好在小距离内有较大的吸附力，能有效保持卡扣的紧扣。
还包括两根防撞导线管，分别安装在供电系统和基站无人机上，连接供电系统和基站无人机的导线穿过两根防撞导线管。由于刮风等原因，导线可能产生摇摆，防撞导线管能够将导线控制在导线的摇摆范围外，防止导线撞到螺旋桨。
使用方法如下：
a.基站无人机和供电无人机导线电连接后一起飞达目的地，这步骤天气条件好时，主要通过无人机GPS自主导航实现；天气恶劣时，为避免无人机螺旋桨与导线相撞，根据无人机传回的实时视频遥控操作；
b.基站无人机悬停在空中，供电无人机送达供电系统至地面，通信基站仍然保持与供电系统导线电连接，供电无人机用完其附加携带的电池系统的电量后，卸载供电系统并飞回给附加携带的电池系统充满电量；
c. 在卸载供电系统后，送电无人机即时精确地将附加携带的电池系统接入供电系统，并使附加携带的电池系统和供电系统的电极相接触，实现电连接；
d.电量不够时，在送电无人机附加携带的电池系统的电量用完飞开后，供电无人机即时精确地将附加携带的电池系统接入供电系统，如此供电无人机和送电无人机轮流给供电系统补充电量。

Claims (9)

1.一种无人机通信基站系统，包括无人机、通信基站、供电系统，其特征为无人机至少三架，分别是基站无人机、供电无人机、送电无人机，基站无人机搭载通信基站，并悬停在空中，其供电由供电系统完成，并始终保持与供电系统导线电连接；供电无人机送达供电系统至地面，用完其附加携带的电池系统的电量后，卸载供电系统并飞回给附加携带的电池系统充满电量；在卸载供电系统后，送电无人机即时精确地将附加携带的电池系统接入供电系统，并使附加携带的电池系统和供电系统的电极相接触，实现电连接，以补充电量，在送电无人机附加携带的电池系统的电量用完飞开后，供电无人机即时精确地将附加携带的电池系统接入供电系统，如此供电无人机和送电无人机轮流给供电系统补充电量。
2.根据权利要求1所述的一种无人机通信基站系统，其特征为供电系统包括底座、缓冲器、电源控制箱、卡扣，底座通过缓冲器连接在电源控制箱下，卡扣将电源控制箱扣在供电无人机上，卡扣与缓冲器通过绳索联动，供电无人机落地时，缓冲器产生压缩形变，拉动绳索，卡扣脱离供电无人机，供电无人机升空离去，即完成供电系统的卸载，并在供电无人机飞回后，将其改装为送电无人机。
3.根据权利要求2所述的一种无人机通信基站系统，其特征为供电系统上方具有倒锥形承接口，承接口底部是圆柱形承接管，承接管底部具有两个成对的半圆形磁性材料承接座，该承接座可绕其中心轴旋转，作为两电极，该电极与供电系统电相连。
4.根据权利要求3所述的一种无人机通信基站系统，其特征为供电无人机和送电无人机下方具有圆柱形插入端，插入端外径与承接管内径相等，插入端下端具有两个成对的半圆形磁性材料接入座，作为两电极，该电极与供电无人机或送电无人机附加携带的电池系统电相连，接入座和承接座同一电极时磁极相反，不同电极时磁极相同，供电无人机或送电无人机降落至供电系统时，插入端沿着承接口往下插入到承接管内，由于不同电极的接入座和承接座相互排斥，导致承接座旋转，然后同一电极的接入座和承接座相互吸附，实现电连接。
5.根据权利要求4所述的一种无人机通信基站系统，其特征为接入座和承接座是软磁性材料，通过遥控即可关闭其电源对其消磁，接入座和承接座的吸附力消失，保障供电无人机或送电无人机顺利起飞。
6.根据权利要求2所述的一种无人机通信基站系统，其特征为缓冲器由弹簧和伸缩杆构成，弹簧位于伸缩杆内。
7.根据权利要求2所述的一种无人机通信基站系统，其特征为供电无人机上具有紧扣磁铁，紧扣磁铁位于卡扣处，在卸载供电系统前吸附卡扣，防止卡扣松动。
8.根据权利要求1所述的一种无人机通信基站系统，其特征为还包括两根防撞导线管，分别安装在供电系统和基站无人机上，连接供电系统和基站无人机的导线穿过两根防撞导线管。
9.根据权利要求1所述的一种无人机通信基站系统，其特征为使用方法如下：
a.基站无人机和供电无人机导线电连接后一起飞达目的地，这步骤天气条件好时，主要通过无人机GPS自主导航实现；天气恶劣时，为避免无人机螺旋桨与导线相撞，根据无人机传回的实时视频遥控操作；
b.基站无人机悬停在空中，供电无人机送达供电系统至地面，通信基站仍然保持与供电系统导线电连接，供电无人机用完其附加携带的电池系统的电量后，卸载供电系统并飞回给附加携带的电池系统充满电量；
c. 在卸载供电系统后，送电无人机即时精确地将附加携带的电池系统接入供电系统，并使附加携带的电池系统和供电系统的电极相接触，实现电连接；
d.电量不够时，在送电无人机附加携带的电池系统的电量用完飞开后，供电无人机即时精确地将附加携带的电池系统接入供电系统，如此供电无人机和送电无人机轮流给供电系统补充电量。
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