CN110104195A - 一种带太阳能电池板的无人机自动充电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带太阳能电池板的无人机自动充电系统，包括降落平台、充电接口模块、太阳能电池板以及电源模块，其中，所述降落平台上设置有轴对称的两对槽，所述每一对槽包含两平行槽并对应一根无人机的支撑脚，所述槽从降落平台上面穿透到降落平台下面；所述充电接口模块包括套于无人机支撑腿的导电电极和设置在降落平台下方的充电机械接口，一个槽对应一个充电机械接口，所述导电电极与无人机的电池电连接，所述充电机械接口与电源模块电极连接并可穿过槽固定无人机支撑腿的同时与导电电极接触通电。本发明使用开放式金属电极实现接触式快速充电，且充电过程全自动，实现无人机自动反复飞行。

Description

一种带太阳能电池板的无人机自动充电系统
技术领域
本发明涉及无人机应用领域，更具体地，涉及一种带太阳能电池板的无人机自动充电系统。
背景技术
随着无人机技术的发展，它已经被广泛应用到电力和农业等领域。但由于现有技术中电池能量不足，存在无人机续航能力不够的问题，电量不足的无人机需要降落，然后人工进行电池更换，以保证无人机再次起飞执行任务。
发明内容
本发明提供一种带太阳能电池板的无人机自动充电系统，提供一种更简便、更有效的自动充电系统。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种带太阳能电池板的无人机自动充电系统，包括降落平台、充电接口模块、太阳能电池板以及电源模块，其中，所述降落平台上设置有轴对称的两对槽，所述每一对槽包含两平行槽并对应一根无人机支撑脚，所述无人机支撑脚为无人机降落时接触地面的接脚，无人机有两个平行的无人机支撑腿，所述两对槽均从降落平台上面穿透到降落平台下面，所述两对槽之间的间隔为无人机的两个无人机支撑腿之间的间隔，同一对槽的两平行槽之间的间隔小于无人机支撑腿的长度，太阳能电池板铺设在降落平台的上表面，并在对应位置留有与槽大小一致的空洞，所述太阳能电池板与电源模块电连接；所述充电接口模块包括套于无人机支撑腿的导电电极和设置在降落平台下方的充电机械接口，一个槽对应一个充电机械接口，所述导电电极与无人机的电源电连接，所述充电机械接口与电源模块电连接,所述充电机械接口可穿过槽从而固定无人机支撑腿的同时与导电电极接触通电。
优选地，所述轴对称的槽设置两对共4个，当无人机降落在降落平台上时，因四个充电机械接口是各自独立的，所以无人机在降落范围内可以被各所述机械接口锁定并进行稳定充电。
优选地，还包括通信模块和控制器，所述通信模块接收无人机发出的降落信号，所述控制器控制充电机械接口穿过槽固定无人机支撑腿。
优选地，所述充电机械接口包括充电接口组件、卡扣、齿轮和舵机，所述卡扣为钩型卡扣，所述充电接口组件包括充电电极以及充电连接缓冲物，所述充电连接缓冲物附着在充电电极与卡扣之间，所述充电电极设置在卡扣的钩型月牙内侧并通过控制器与电源模块电连接，所述舵机与所述卡扣通过齿轮进行固定，所述舵机受控制器控制驱动齿轮的旋转从而驱动所述卡扣进行旋转运动使卡扣穿过槽固定无人机支撑腿的同时与导电电极接触通电。
优选的，所述旋转运动为所述卡扣被舵机驱动进行旋转运动，所述旋转运动面为保持与无人机支撑脚垂直的360度的旋转面。
优选地，所述卡扣的钩型月牙的直径可稍大于、或与无人机支撑腿的直径相匹配。
优选地，所述卡扣为高韧性的金属片或杆。
优选地，所述卡扣为多个高韧性的金属片或杆构成。
上述方案的工作流程如下：
无人机降落后，所述通信模块接收到无人机发出的信号，所述通信模块传给控制器，控制器启动充电接口模块中的舵机驱动卡扣旋转上升从而接触无人机支撑脚上的导电电极。所述充电接口到位后，两电极接触卡位并反馈接触完成信号至控制器，控制器接到卡位成功信息后连通所述电源模块开始充电。所述充电过程完成以后，所述卡扣被舵机驱动反向旋转下降，使充电电极与无人机支撑脚的导电电极分离，完成全部充电过程。太阳能电池板能够在太阳照射下产生能源并存储在电源模块中，供无人机充电使用。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
(1)使用开放式金属电极实现接触式快速充电，且接触过程是通过机械装置采用转动方式自动卡位接触完成，电极连接和充电过程全自动，实现无人机自动反复飞行；
(2)因为充电单元设置在无人机支撑脚的4个预降落位置，自行差动控制连接，双重连接冗余，所以可以保证无人机正负极可靠充电的要求。
(3)充电机械接口的钩状设计可以使无人机在相对恶劣的环境充电时不受影响，即卡住无人机又作为电极接触接口。
(4)电源模块和充电机械接口的驱动装置都设置在平台下方，避免日晒雨淋，空间利用好。
附图说明
图1为一种带太阳能电池板的无人机自动充电系统整体结构示意图；
图2为一种带太阳能电池板的无人机自动充电系统之结构背面示意图；
图3为一种带太阳能电池板的无人机自动充电系统之充电机械接口侧视图；
图4为一种带太阳能电池板的无人机自动充电系统之充电机械接口工作时正视图；
图5为一种带太阳能电池板的无人机自动充电系统之充电机械接口未工作时正视图；
图6为一种带太阳能电池板的无人机自动充电装置之电源模块与无人机电源的连接关系示意图；
图7为一种带太阳能电池板的无人机自动充电装置之通信模块、控制器与舵机之间的连接关系示意图。
图中，1为降落平台；11为降落平台平台槽，2为卡扣；31为无人机支撑脚，32为导电电极，4为充电电极，5为舵机，6为电源模块，7为无人机电源，8为控制器，9为通信模块，10为太阳能电池板。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
本实施例提供了一种带太阳能电池板的无人机自动充电系统，如图1至3，包括降落平台1、充电接口模块以及电源模块6，其中，所述降落平台1上设置有轴对称的两对槽，所述每一对槽包含两平行槽并对应一根无人机支撑脚31，所述无人机支撑脚31为无人机降落时接触地面的接脚，无人机有两个平行的无人机支撑腿，所述两对槽均从降落平台上面穿透到降落平台下面，所述两对槽之间的间隔为无人机的两个无人机支撑腿之间的间隔，同一对槽的两平行槽之间的间隔小于无人机支撑腿的长度；太阳能电池板10铺设在降落平台的上表面，并在对应位置留有与槽大小一致的空洞，所述太阳能电池板·0与电源模块6电连接；所述充电接口模块包括套于无人机支撑腿的导电电极32和设置在降落平台1下方的充电机械接口，一个槽11对应一个充电机械接口，如图6所示，所述导电电极32与无人机的电源7电连接，所述充电机械接口与电源模块6电连接,所述充电机械接口可穿过槽11从而固定无人机支撑腿的同时与导电电极32接触通电，导电电极32为套在无人机支撑腿的金属套。
所述轴对称的槽设置两对共4个，当无人机降落在降落平台1上时，因四个充电机械接口是各自独立的，所以无人机在降落范围内可以被各所述机械接口锁定并进行稳定充电。
还包括通信模块9和控制器8，如图7所示，所述通信模块9接收无人机发出的降落信号，所述控制器8控制充电机械接口穿过槽11固定无人机支撑腿。
所述充电机械接口包括充电接口组件、卡扣2、齿轮和舵机5，所述卡扣2为钩型卡扣2，所述充电接口组件包括充电电极4以及充电连接缓冲物，所述充电连接缓冲物附着在充电电极4与卡扣2之间，所述充电电极4设置在卡扣2的钩型月牙内侧并通过控制器8与电源模块6电连接，所述舵机5与所述卡扣2通过齿轮进行固定，所述舵机5受控制器8控制驱动齿轮的旋转从而驱动所述卡扣2进行旋转运动使卡扣2穿过槽11固定无人机支撑腿的同时与导电电极32接触通电。
所述旋转运动为所述卡扣2被舵机5驱动进行旋转运动，所述旋转运动面为保持与无人机支撑脚31垂直的360度的旋转面。
所述卡扣2的钩型月牙的直径与无人机支撑腿的直径相匹配。
所述卡扣2为高韧性的金属片。
在具体的实施例中，无人机降落后，所述通信模块9接收到无人机发出的信号，所述通信模块9传给控制器8，控制器8启动充电接口模块中的舵机5驱动卡扣2旋转上升从而接触无人机支撑脚31上的导电电极32，如图4所示。所述充电接口到位后，两电极接触卡位并反馈接触完成信号至控制器8，控制器8接到卡位成功信息后连通所述电源模块6开始充电所述充电过程完成以后，所述卡扣2被舵机5驱动反向旋转下降，使充电电极4与无人机支撑脚31的导电电极32分离，如图5所示，完成全部充电过程。太阳能电池板10能够在太阳照射下产生能源并存储在电源模块6中，供无人机充电使用。
实施例2
本实施例提供一种带太阳能电池板的无人机自动充电系统，在实施例1中的卡扣2为高韧性的杆。
实施例3
本实施例提供一种带太阳能电池板的无人机自动充电系统，在实施例1中的卡扣2为多个高韧性的金属片构成。
实施例4
本实施例提供一种带太阳能电池板的无人机自动充电系统，在实施例1中的卡扣2为多个高韧性的杆构成。
相同或相似的标号对应相同或相似的部件；
附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种带太阳能电池板的无人机自动充电系统，其特征在于，包括降落平台、充电接口模块、太阳能电池板以及电源模块，其中，所述降落平台上设置有轴对称的两对槽，所述每一对槽包含两平行槽并对应一根无人机支撑脚，所述无人机支撑脚为无人机降落时接触地面的接脚，无人机有两个平行的无人机支撑腿，所述两对槽均从降落平台上面穿透到降落平台下面，所述两对槽之间的间隔为无人机的两个无人机支撑腿之间的间隔，同一对槽的两平行槽之间的间隔小于无人机支撑腿的长度，太阳能电池板铺设在降落平台的上表面，并在对应位置留有与槽大小一致的空洞，所述太阳能电池板与电源模块电连接；所述充电接口模块包括套于无人机支撑腿的导电电极和设置在降落平台下方的充电机械接口，一个槽对应一个充电机械接口，所述导电电极与无人机的电源电连接，所述充电机械接口与电源模块电连接,所述充电机械接口可穿过槽从而固定无人机支撑腿的同时与导电电极接触通电。
2.根据权利要求1所述的带太阳能电池板的无人机自动充电系统，其特征在于，还包括通信模块和控制器，所述通信模块接收无人机发出的降落信号，所述控制器控制充电机械接口穿过槽固定无人机支撑腿。
3.根据权利要求2所述的带太阳能电池板的无人机自动充电系统，其特征在于，所述充电机械接口包括充电接口组件、卡扣、齿轮和舵机，所述卡扣为钩型卡扣，所述充电接口组件包括充电电极以及充电连接缓冲物，所述充电连接缓冲物附着在充电电极与卡扣之间，所述充电电极设置在卡扣的钩型月牙内侧并通过控制器与电源模块电连接，所述舵机与所述卡扣通过齿轮进行固定，所述舵机受控制器控制驱动齿轮的旋转从而驱动所述卡扣进行旋转运动使卡扣穿过槽固定无人机支撑腿的同时与导电电极接触通电。
4.根据权利要求3所述的带太阳能电池板的无人机自动充电系统，其特征在于，所述旋转运动为所述卡扣被舵机驱动进行旋转运动，所述旋转运动面为保持与无人机支撑脚垂直的360度的旋转面。
5.根据权利要求4所述的带太阳能电池板的无人机自动充电系统，其特征在于，所述卡扣的钩型月牙的直径与无人机支撑腿的直径相匹配或者比无人机支撑腿的直径大。
6.根据权利要求5所述的带太阳能电池板的无人机自动充电系统，其特征在于，所述卡扣为高韧性的金属片或杆。
7.根据权利要求5所述的带太阳能电池板的无人机自动充电系统，其特征在于，所述卡扣为多个高韧性的金属片或杆构成。
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