CN110450673A - 充电平台、无人机、自动充电方法和系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种充电平台、无人机、自动充电方法和系统，涉及无人机自动充电技术领域。该充电平台包括充电电源和锁定装置，锁定装置包括充电基板，充电基板上设有滑槽，滑槽内设有充电部和锁定部。其中，充电电源与充电部电连接，充电部用于与无人机的充电端电连接，锁定部用于与无人机的电磁铁吸合。该充电平台通过锁定部与无人机之间产生的磁力吸引将无人机吸合锁定，使无人机的充电端与充电部实现电连接，能自动为无人机充电。该充电平台对于无人机充电时降落的位置精度要求不高，即使降落后无人机的充电端与锁定装置的充电部有位置偏差，也能通过锁定部吸合实现无人机的充电端与锁定装置的充电部精准对接，结构简单，连接可靠，适应能力强。

Description

充电平台、无人机、自动充电方法和系统

技术领域

本发明涉及无人机自动充电技术领域，具体而言，涉及一种充电平台、无人机、自动充电方法和系统。

背景技术

现在的无人机应用大多都是由人来操控，无人机的能量补充，一般是给无人机电池充电，绝大多数采用人工携带电源或者储能电池来给无人机充电的方式。由于无人机电量消耗很快，完全依靠人工来给无人机充电，费时费力，且严重制约无人机的作业效率。

发明内容

本发明的目的之一包括提供了一种充电平台，其能够实现无人机充电时的自动吸合固定，完成自动充电，无需人工干预，有利于提高无人机的作业效率。

本发明的目的之一包括提供了一种无人机，用于与上述的充电平台相配合，能实现自动充电，极大提高了无人机的充电及时率，有利于提高无人机的作业效率。

本发明的目的之一包括提供了一种自动充电方法和系统，其能够实现无人机和充电平台的自动吸合锁定，完成无人机的自动充电，充电过程无需人工干预，降低人力成本；有利于提高无人机的充电及时率，确保无人机在作业过程中有充足电量。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明实施例提供一种充电平台，包括锁定装置和充电电源，锁定装置包括充电基板，所述充电基板上设有滑槽，所述滑槽内设有充电部和锁定部；所述充电电源与所述充电部电连接，所述充电部用于与无人机的充电端电连接，所述锁定部用于与所述无人机的电磁铁吸合。

在可选的实施方式中，所述滑槽内设有供电部，所述供电部用于与所述无人机的电磁铁电连接。

在可选的实施方式中，所述充电部包括充电正极触点和充电负极触点，所述供电部包括第一供电触点和第二供电触点；所述锁定部设于所述第一供电触点和所述第二供电触点之间，所述充电正极触点位于所述第一供电触点远离所述锁定部的一侧，所述充电负极触点位于所述第二供电触点远离所述锁定部的一侧。

在可选的实施方式中，所述滑槽包括相对设置的第一滑槽和第二滑槽，所述供电部包括第一供电部和第二供电部；所述第一供电部设于所述第一滑槽中，所述第二供电部设于所述第二滑槽中。

所述第一供电部包括所述第一供电部包括两个相互电连接的供电触点，所述第二供电部包括两个相互电连接的供电触点，所述第一供电部和所述第二供电部相对设置。

在可选的实施方式中，所述滑槽包括相对设置的第一滑槽和第二滑槽，所述充电部包括相互电连接的第一充电部和第二充电部；

所述第一滑槽内设有所述第一充电部，所述第一充电部包括第一充电正极触点和第一充电负极触点；所述第二滑槽内设有所述第二充电部，所述第二充电部包括第二充电正极触点和第二充电负极触点；所述第一充电正极触点与所述第二充电负极触点相对设置，所述第一充电负极触点与所述第二充电正极触点相对设置。

在可选的实施方式中，所述滑槽包括相对设置的第一滑槽和第二滑槽，所述锁定部包括第一锁定部和第二锁定部；所述第一滑槽内设有所述第一锁定部，所述第二滑槽内设有所述第二锁定部，所述第一锁定部和所述第二锁定部相对设置。

在可选的实施方式中，所述充电基板包括第一底壁、第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁分别连接在所述第一底壁的两侧，所述第一底壁、所述第一侧壁和所述第二侧壁形成所述滑槽；所述第一底壁上设置所述锁定部。

在可选的实施方式中，所述滑槽的截面呈梯形，所述滑槽的槽口宽度大于所述第一底壁的宽度。

在可选的实施方式中，所述锁定部采用磁吸材料中的任意一种或电磁铁。

第二方面，本发明实施例提供一种无人机，用于与如前述实施方式中任一项所述的充电平台配合，所述无人机上设有充电端和电磁铁，所述充电端用于与所述充电部电连接；所述电磁铁用于与所述锁定部连接。

在可选的实施方式中，包括机体，所述机体上设有连接端口，所述连接端口与所述电磁铁电连接，所述连接端口用于与所述锁定装置的供电部电连接。

在可选的实施方式中，所述充电端包括相对设置的第一充电端和第二充电端，所述第一充电端包括第一正极触点和第一负极触点，所述第二充电端包括第二正极触点和第二负极触点；所述第一正极触点与所述第二负极触点相对设置，所述第一负极触点与所述第二正极触点相对设置。

第三方面，本发明实施例提供一种自动充电方法，适用于如前述实施方式所述的充电平台，包括以下步骤：

获取无人机与所述锁定装置之间的距离；

当所述无人机与所述锁定装置之间的距离小于或等于预设距离时，控制所述锁定部通电产生磁力，以将所述无人机的电磁铁吸合固定至所述锁定部。

在可选的实施方式中，将所述无人机的电磁铁吸合固定至所述锁定部的步骤之后，还包括：

控制所述锁定装置为所述无人机的电磁铁供电。

第四方面，本发明实施例提供一种自动充电方法，适用于如前述实施方式中任一项所述的无人机，包括以下步骤：

获取所述无人机与锁定装置之间的距离；

当所述无人机与所述锁定装置之间的距离小于或等于预设距离时，控制所述无人机的电磁铁通电产生磁力，以使所述无人机的电磁铁吸合固定至所述锁定装置的所述锁定部上。

在可选的实施方式中，所述无人机的电磁铁吸合固定至所述锁定装置的锁定部的步骤之后，还包括：

控制所述无人机停止对所述无人机的电磁铁供电。

第五方面，本发明实施例提供一种自动充电系统，包括如前述实施方式所述的充电平台和如前述实施方式中任一项所述的无人机，所述无人机的电磁铁与所述锁定部连接，所述充电端与所述充电部电连接。

本发明实施例的有益效果包括，例如：

本发明提供的一种充电平台，在锁定装置的滑槽内设有充电部和锁定部，锁定部与无人机能够通过磁力吸合锁定，锁定后使得无人机的充电端与滑槽中的充电部电连接，继而实现自动充电。该充电平台能够实现无人机充电时与锁定装置的自动吸合固定，无需人工干预，有利于提高无人机的作业效率。并且，该充电平台对于无人机充电时降落的位置精度要求不高，即使降落后无人机的充电端与锁定装置的充电部有位置偏差，也能通过锁定部吸合实现无人机的充电端与锁定装置的充电部精准对接，完成自动充电，结构简单，连接可靠，适应能力强。

本发明提供的一种无人机，包括充电端和电磁铁，用于与上述的充电平台相配合。其中，无人机降落至锁定装置过程中，通过无人机上的电磁铁磁力吸合锁定，具有自动定位功能，即若无人机降落的位置有一些偏差，也能通过磁力将无人机拉回预定的位置，定位可靠。电磁铁和锁定部通过磁力吸合固定后，能使充电端与充电部电连接，能实现自动充电，极大提高了无人机的充电及时率，有利于提高无人机的作业效率。

本发明提供的一种自动充电方法和系统，其能够实现无人机和充电平台的自动吸合锁定，完成无人机的自动充电，充电过程无需人工干预，降低人力成本；有利于提高无人机的充电及时率，确保无人机在作业过程中有充足电量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的自动充电系统的结构框图；

图2为本发明第二实施例提供的充电平台的锁定装置的一种结构示意图；

图3为本发明第二实施例提供的充电平台的锁定装置的另一种结构示意图；

图4为本发明第二实施例提供的充电平台的锁定装置的截面结构示意图；

图5为本发明第三实施例提供的无人机的一种结构示意图；

图6为本发明第三实施例提供的无人机的电磁铁的安装结构示意图；

图7为本发明第三实施例提供的无人机的第二连接杆的一种结构示意图；

图8为本发明第三实施例提供的无人机的一种充电电路结构示意图；

图9为本发明第四实施例提供的自动充电方法的一种流程步骤示意图；

图10为本发明第五实施例提供的自动充电方法的一种流程步骤示意图。

图标：10-充电平台；101-充电电源；110-充电部；130-锁定部；150-供电部；30-无人机；301-电池；310-充电端；330-电磁铁；350-连接端口；100-锁定装置；105-充电基板；210-滑槽；1101-充电正极触点；1103-充电负极触点；1501-第一供电触点；1503-第二供电触点；220-第一滑槽；230-第二滑槽；111-第一充电部；112-第一充电正极触点；113-第一充电负极触点；115-第二充电部；116-第二充电正极触点；117-第二充电负极触点；151-第一供电部；1511-第一供电正极触点；1513-第一供电负极触点；153-第二供电部；1531-第二供电正极触点；1533-第二供电负极触点；131-第一锁定部；133-第二锁定部；211-第一底壁；213-第一侧壁；215-第二侧壁；360-机身；365-脚架；370-第一连接杆；380-第二连接杆；311-第一充电端；312-第一正极触点；313-第一负极触点；315-第二充电端；316-第二正极触点；317-第二负极触点；351-第一连接触点；353-第二连接触点；303-第一开关；305-第二开关；103-第三开关；307-导线。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

第一实施例

请参考图1，本实施例提供了一种自动充电系统，包括无人机30和充电平台10，无人机30上设有电池301、充电端310、电磁铁330和连接端口350，其中，电池301分别与充电端310和连接端口350电连接，连接端口350与电磁铁330电连接。充电平台10上设有充电电源101和至少一个锁定装置100。每个锁定装置100包括充电部110、锁定部130和供电部150，其中，充电电源101分别与充电部110和供电部150电连接。当无人机30需要充电时，无人机30自动降落至充电平台10上，通过电磁铁330和锁定部130之间产生的磁力吸合固定，无人机30锁定后使得无人机30的充电端310和锁定装置100的充电部110电连接，从而实现充电平台10自动为无人机30的电池301充电。同时，无人机30锁定至充电平台10后，使得无人机30的连接端口350和锁定装置100的供电部150电连接，此时可以由充电平台10向无人机30的电磁铁330供电，确保在充电过程中无人机30的电磁铁330始终与锁定部130通过磁力吸合锁定。无人机30的电磁铁330由充电平台10接管供电后，无人机30的电池301与连接端口350之间的电路断开，以停止无人机30电池301向无人机30的电磁铁330供电，节约无人机30的电池301的电量，提高充电效率。

充电平台10上可以设置一个锁定装置100，也可以设置多个锁定装置100。当一个充电平台10包括多个锁定装置100，可以同时供多个无人机30充电。多个锁定装置100可以共用一个充电电源101，也可以每个锁定装置100单独连接一个充电电源101，这里不作具体限定。

该自动充电系统中，由于电磁铁330和锁定部130通过磁力吸合锁定，这样设置对于无人机30充电时降落的位置精度要求不高，比如，即使降落后无人机30的充电端310与锁定装置100的充电部110有一定范围的位置偏差，也能通过锁定部130与电磁铁330的磁力吸合，实现无人机30的充电端310与锁定装置100的充电部110精准对接，灵活性高、适应能力强。

第二实施例

请参照图2，充电平台10的锁定装置100包括充电基板105，充电基板105上设有滑槽210，滑槽210内设有充电部110、锁定部130和供电部150；充电电源101与充电部110电连接，充电部110用于与无人机30的充电端310电连接，锁定部130用于与无人机30的电磁铁330吸合，以固定无人机30的位置，供电部150用于与无人机30的电磁铁330电连接。

进一步的，充电部110包括充电正极触点1101和充电负极触点1103，供电部150包括第一供电触点1501和第二供电触点1503；锁定部130设于第一供电触点1501和第二供电触点1503之间，充电正极触点1101位于第一供电触点1501远离锁定部130的一侧，充电负极触点1103位于第二供电触点1503远离锁定部130的一侧。即充电正极触点1101和充电负极触点1103关于锁定部130呈对称分布，第一供电触点1501和第二供电触点1503关于锁定部130呈对称分布。这样将锁定部130设置在中间，可以使得吸合锁定更加可靠，无人机30受磁力吸引更加平稳，锁定部130两侧的固定部和充电部110分别与无人机30电连接的接触更良好。当然，并不仅限于此，充电部110、供电部150和锁定部130的位置关系也可以适当调整，比如，锁定部130也可以设于充电正极触点1101远离充电负极触点1103的一侧，或者设于充电负极触点1103远离充电正极触点1101的一侧，这里不作具体限定。容易理解，锁定装置100上的充电部110、供电部150和锁定部130的位置关系调整后，无人机30上的充电端310、连接端口350和电磁铁330的位置关系也应对应调整，以确保充电部110的位置和充电端310的位置相对应，供电部150的位置和连接端口350的位置相对应，锁定部130的位置和无人机30的电磁铁330的位置相对应。

请参照图3，可选地，滑槽210包括相对设置的第一滑槽220和第二滑槽230，充电部110包括相互电连接的第一充电部111和第二充电部115；第一滑槽220内设有第一充电部111，第一充电部111包括第一充电正极触点112和第一充电负极触点113。第二滑槽230内设有第二充电部115，第二充电部115包括第二充电正极触点116和第二充电负极触点117。其中，第一充电正极触点112与第二充电负极触点117相对设置，第一充电负极触点113与第二充电正极触点116相对设置。即第一滑槽220和第二滑槽230内，对角线上的两个充电触点的极性为同正或同负。

容易理解，充电正极触点1101和充电负极触点1103分别为两个。两个充电正极触点1101分别为第一充电正极触点112和第二充电正极触点116，第一充电正极触点112设于第一滑槽220内，第二充电正极触点116设于第二滑槽230内。两个充电负极触点1103分别为第一充电负极触点113和第二充电负极触点117，第一充电负极触点113设于第一滑槽220内，第二充电负极触点117设于第二滑槽230内。本实施例中，第一充电部111和第二充电部115共用同一个充电电源101，第一充电负极触点113与第二充电正极触点116电连接，第二充电负极触点117与第一充电正极触点112电连接，这样设置，使得无人机30无论从滑槽210的哪一端进入滑槽210，都能实现无人机30分别与第一充电部111和第二充电部115电连接，实现自动充电。

供电部150包括第一供电部151和第二供电部153；第一供电部151设于第一滑槽220中，第二供电部153设于第二滑槽230中。第一供电部151包括两个电连接的供电触点，即第一供电触点1501和第二供电触点1503。第二供电部153包括两个电连接的供电触点，即第一供电触点1501和第二供电触点1503。应当理解，第一供电触点1501的数量为两个，一个设置在第一滑槽220内，另一个设置在第二滑槽230内；第二供电触点1503的数量为两个，一个设置在第一滑槽220内，另一个设置在第二滑槽230内。第一供电部151和第二供电部153相对设置。容易理解，第一供电部151与第二供电部153分别用于与无人机30上的电磁铁330电连接，由于无人机30上的电磁铁330只需实现通电、断电功能即可，第一滑槽220中的两个供电触点和第二滑槽230中的两个供电触点无需满足电极对应关系，只需同一个滑槽210中的两个供电触点设为一正一负即可。

需要说明的是，第一充电部111和第二充电部115也可以分别连接一个充电电源101，即第一充电部111所在的电路和第二充电部115所在的电路是两个相互独立的电路。同理，第一供电部151和第二供电部153既可以共用一个充电电源101，也可以分别连接一个独立的充电电源101，这里不作具体限定。本实施例中，第一充电部111、第二充电部115、第一供电部151和第二供电部153均共用同一个电源。

锁定部130可以采用磁吸材料中的任一种或者采用电磁铁，磁吸材料比如，铁、钴、镍等，或者是含有铁、钴、镍等的材料，只要能与无人机30上的通电的电磁铁330产生磁力相互吸引即可，这里不作具体限定。本实施例中，锁定部130采用电磁铁或铁块，电磁铁或铁块固定在充电基板105的滑槽210内。进一步的，锁定部130包括第一锁定部131和第二锁定部133；第一滑槽220内设有第一锁定部131，第二滑槽230内设有第二锁定部133，第一锁定部131的位置和第二锁定部133的位置相对设置。

本实施例中，可选地，如图3所示，在第一滑槽220内，第一供电部151中的两个供电触点分别为相互电连接的第一供电正极触点1511和第一供电负极触点1513，第一供电正极触点1511位于第一锁定部131和第一充电正极触点112之间，第一供电负极触点1513位于第一锁定部131和第一充电负极触点113之间。在第二滑槽230内，第二供电部153中的两个供电触点分别为相互电连接的第二供电正极触点1531和第二供电负极触点1533，第二供电正极触点1531位于第二锁定部133和第二充电正极触点116之间，第二供电负极触点1533位于第二锁定部133和第二充电负极触点117之间。即第一滑槽220和第二滑槽230中的四个供电触点，位于对角线上的两个供电触点的极性为同正或同负。这样设置，使得无人机30无论从滑槽210的哪一端进入滑槽210，都能实现无人机30的电磁铁330分别与第一供电部151和第二供电部153电连接。当然，并不仅限于上述列举的布局情形，各个触点之间的位置关系也可以适应性调整，这里不再一一列举。

请参照图4，容易理解，充电基板105包括第一底壁211、第一侧壁213和第二侧壁215，第一侧壁213和第二侧壁215分别连接在第一底壁211的两侧，第一底壁211、第一侧壁213和第二侧壁215形成滑槽210。滑槽210的截面呈梯形，滑槽210的槽口宽度大于第一底壁211的宽度。可选地，第一底壁211上设置锁定部130，即本实施例中，电磁铁330或铁块固定在第一底壁211上。由于第一侧壁213和第二侧壁215为斜面，第一底壁211为平面，将锁定部130设置在第一底壁211上，这样可以使锁定部130吸附无人机30的电磁铁330更加牢固，不易错位，定位更精准。当然，充电部110既可以设置在第一底壁211上，也可以设置在第一侧壁213或第二侧壁215上；同理，供电部150既可以设置在第一底壁211上，也可以设置在第一侧壁213或第二侧壁215上，这里不作具体限定。

无人机30降落至滑槽210后，能够沿滑槽210移动，当无人机30的电磁铁330与滑槽210中的锁定部130之间的距离小于或等于预设距离时，无人机30中的电磁铁330通电，与锁定部130之间产生磁力，通过磁力相互吸引，直至锁定部130和无人机30的电磁铁330完全吸合锁定。锁定后，滑槽210中的充电部110和无人机30的充电端310自动对接实现电连接，充电平台10即可自动为无人机30充电。

本实施例提供的充电平台10，在充电基板105上设置第一滑槽220和第二滑槽230，无人机30降落至滑槽210后，能沿滑槽210相对移动，梯形滑槽210本身对无人机30也有一定的限位作用，提高了无人机30降落的准确度。其次，在滑槽210内设置锁定部130，当无人机30的电磁铁330与滑槽210中的锁定部130之间的距离小于或等于预设距离时，锁定部130能与无人机30中的电磁铁330通过磁力相互吸引，直至锁定部130和无人机30的电磁铁330完全吸合锁定，使得充电端310和充电部110自动对准实现电连接、连接端口350和供电部150自动对接实现电连接，以实现充电平台10为无人机30自动充电。由于采用磁力吸合锁定，该锁定装置100具有较高的位置容错性，即使无人机30降落的位置有一些偏差，也可以通过电磁铁330的磁力自动拉到预定的位置，灵活性高，适应能力强。然后，本实施例中的充电部110采用多个充电触点关于锁定部130呈对称分布的方式，使得无人机30在降落充电时不用考虑无人机30的前后方向，即无论是从滑槽210的哪一端进入滑槽210，都能完成自动充电。最后，该锁定装置100结构简单，加工制造方便，生产成本低，能方便精确地完成无人机30的自动充电。

第三实施例

请参照图5至图7，本实施例提供一种无人机30，用于与如前述实施方式中的充电平台10相配合，无人机30上设有充电端310和电磁铁330，充电端310用于与充电部110电连接；电磁铁330用于与锁定部130连接。本实施例中，无人机30包括机体(图未标)，机体包括机身360和设于机身360两侧的脚架365，脚架365的数量为两个。每个脚架365包括两个第一连接杆370和一个第二连接杆380，两个第一连接杆370与机身360连接，第二连接杆380的一端与其中一个第一连接杆370连接，第二连接杆380的另一端与另一个第一连接杆370连接，并且第二连接杆380连接在两个第一连接杆370远离机身360的一端。机身360内设有电池301(图6中未示出)，第二连接杆380上设有充电端310(图6中未示出)、电磁铁330和连接端口350，电池301和充电端310电连接，连接端口350与电磁铁330电连接，连接端口350用于与锁定装置100的供电部150电连接，以使供电部150对无人机30上的电磁铁330供电。

可选地，电池301和充电端310通过导线307实现电连接，电池301和电磁铁330之间通过导线307实现电连接，导线307沿第一连接杆370布设、经过第一连接杆370后与第二连接杆380上的电磁铁330、充电端310以及连接端口350连接。进一步地，电池301和电磁铁330之间设有第二开关305。当第二开关305闭合时，无人机30上的电池301可以为电磁铁330供电，以使电磁铁330产生磁吸力。当第二开关305断开时，充电平台10上的供电部150可以与连接端口350电连接，为无人机30上的电磁铁330供电，使电磁铁330产生磁吸力。

进一步的，充电端310包括相对设置的第一充电端311和第二充电端315，第一充电端311设置在一侧脚架365的第二连接杆380上，第二充电端315设置在另一侧脚架365的第二连接杆380上。第一充电端311包括第一正极触点312和第一负极触点313，第二充电端315包括第二正极触点316和第二负极触点317；第一正极触点312与第二负极触点317相对设置，第一负极触点313与第二正极触点316相对设置。本实施例中，第一充电端311和第二充电端315电连接，且同时与无人机30的电池301电连接。第一负极触点313与第二正极触点316电连接，第二负极触点317与第一正极触点312电连接，且第一充电端311和第二充电端315的位置关系与锁定装置100中的第一充电部111和第二充电部115的位置关系相对应。

无人机30上设有两个电磁铁330，两个电磁铁330分别设置在两侧的第二连接杆380上。连接端口350包括第一连接端口和第二连接端口，第一连接端口与第二连接端口分别设置在两侧的第二连接杆380上，并且，第一连接端口包括两个相互电连接的第一连接触点351，第二连接端口包括两个相互电连接的第二连接触点353。其中，在一侧的第二连接杆380上，电磁铁330设于两个第一连接触点351之间，两个第一连接触点351位于第一正极触点312和第一负极触点313之间。在另一侧的第二连接杆380上，电磁铁330设于两个第二连接触点353之间，两个第二连接触点353位于第二正极触点316和第二负极触点317之间。

无人机30充电过程中，无人机30的第一正极触点312与第一滑槽220中的第一充电正极触点112电连接，第一负极触点313和第一充电负极触点113电连接，第二正极触点316和第二充电正极触点116电连接，第二负极触点317和第二充电负极触点117电连接。无人机30的一侧的第二连接杆380的电磁铁330和第一锁定部131吸合固定，另一侧的第二连接杆380的电磁铁330和第二锁定部133吸合固定。第一供电部151和第一连接端口电连接，第二供电部153和第二连接端口电连接，以使充电平台10为无人机30上的电磁铁330供电，节约无人机30的电量，提高无人机30的充电效率。进一步的，两个第一连接触点351分别用于与第一供电部151的两个供电触点电连接，两个第二连接触点353分别用于与第二供电部153的两个供电触点电连接。可选地，无人机30上两侧的连接端口350共包括四个连接触点，对角上的两个连接触点的极性为同正或同负，以与供电部150的四个供电触点一一对应。

请参照图8，可选地，无人机30内，电池301与充电端310电连接，电池301与充电端310之间设有第一开关303。第一开关303断开，电池301与充电端310之间的电路断开；第一开关303闭合，电池301与充电端310之间的电路导通。电池301与连接端口350电连接，电池301与电磁铁330之间设有第二开关305。第二开关305断开，电池301与电磁铁330之间的电路断开，无人机30的电磁铁330断电，磁力消失；第二开关305闭合，电池301与电磁铁330之间的电路导通，无人机30的电磁铁330通电，产生磁力。

充电平台10内，充电电源101与供电部150电连接，充电电源101与供电部150之间设有第三开关103。第三开关103断开，充电电源101与供电部150之间的电路断开；第三开关103闭合，充电电源101与供电部150之间的电路导通。

无人机30需要与充电平台10磁力锁定时，第二开关305闭合，无人机30的电池301为无人机30的电磁铁330供电以使无人机30的电磁铁330产生磁力，便于无人机30的电磁铁330与锁定部130吸合锁定。当无人机30与充电平台10锁定后，第一开关303闭合，充电平台10的电源与无人机30的电池301电连接，自动为无人机30的电池301充电。

当无人机30与充电平台10锁定后，由于连接端口350与供电部150电连接，当第三开关103闭合，充电平台10的充电电源101为无人机30的电磁铁330供电，以使无人机30的电磁铁330通电，能够产生磁力。此时，可以将第二开关305断开，停止无人机30的电池301为无人机30的电磁铁330供电，以节约无人机30上电池301的电量，提高无人机30的充电效率。

需要说明的是，电路图仅仅展示了第一充电部111、第一供电部151、充电电源101、第一充电端311、第一连接端口350、电池301之间的电路连接关系，即第一滑槽220内的电连接关系图。第二滑槽230内的电连接关系图与第一滑槽220内的电连接关系图类似，这里不再赘述。

本实施例提供的一种无人机30至少具有以下优点：

该无人机30通过在第二连接杆380上设置充电端310、电磁铁330和连接端口350，能够方便快捷地与充电平台10上的锁定装置100对接，并且实现电连接，以完成自动充电。由于设置有电磁铁330，当无人机30和锁定装置100之间的距离小于或等于预设距离时，无人机30上的电磁铁330通电产生磁力，通过磁力使电磁铁330与锁定装置100上的锁定部130吸合锁定，实现精准对接。该无人机30由于采用磁力吸合固定，具有较高的位置容错性，即使无人机30降落的位置有一些偏差，也可以通过电磁铁330的磁力自动纠正到预定的位置，灵活性高，适应能力强。无人机30的第二连接杆380上的充电端310、电磁铁330和连接端口350呈两侧对称分布，并且同一侧中，充电端310关于电磁铁330对称分布、连接端口350关于电磁铁330对称分布，使得无人机30整体受力平衡，稳定性高。

第四实施例

请参照图9，本实施例提供的一种自动充电方法，用于如前述实施方式中的充电平台10，主要包括以下步骤：

S1、获取无人机30与锁定装置100之间的距离。

进一步的，充电平台10上设有第一控制器，第一控制器能实现与无人机30的交互通信，第一控制器接收无人机30的位置信息，实时判断无人机30与锁定装置100之间的距离。当然，并不仅限于此，第一控制器可以主动获取无人机30与锁定装置100之间的距离，也可以接收其他控制器发出的距离信号。比如，容易理解，无人机30上设有第二控制器，第一控制器和第二控制器交互通信，第一控制器通过接收第二控制器发出的无人机30与锁定装置100之间的距离信号以实时获取无人机30与锁定装置100之间的距离。

S2、当无人机30与锁定装置100之间的距离小于或等于预设距离时，控制锁定部130通电产生磁力，以将无人机30的电磁铁330吸合固定至锁定部130。

进一步的，锁定部130采用电磁铁330，当第一控制器检测到无人机30与锁定装置100之间的距离小于或等于预设距离，第一控制器控制锁定装置100中的电磁铁330通电，产生磁力，吸引无人机30，通过磁力将无人机30上的电磁铁330吸合固定至锁定部130。当无人机30与充电平台10吸合锁定后，无人机30的充电端310与锁定装置100的充电部110电连接，即充电平台10的充电电源101与无人机30的电池301电连接，充电平台10自动为无人机30充电。

S3、控制锁定装置100为无人机30的电磁铁330供电。

容易理解，无人机30与充电平台10通过磁力锁定时，无人机30的电池301为无人机30的电磁铁330通电，即第二控制器控制第二开关305闭合，使无人机30的电磁铁330产生磁力，提高无人机30与充电平台10的吸合锁定效率。当无人机30与充电平台10锁定后，由于连接端口350与供电部150电连接，第一控制器控制第三开关103闭合，充电平台10的充电电源101为无人机30的电磁铁330供电，以使无人机30的电磁铁330通电能够产生磁力。此时，第二控制器可以控制第二开关305断开，停止无人机30的电池301为无人机30的电磁铁330供电，以节约无人机30上电池301的电量，提高无人机30的充电效率。

本实施例提供的一种自动充电方法至少具有以下优点：

本实施例提供的一种自动充电方法，可用于前述实施方式中的充电平台10，通过充电平台10与无人机30的交互通信，向无人机30发送精确的锁定装置100的位置信息，并获取无人机30充电所需的电流、电压参数，输出与无人机30相匹配的电流、电压参数，实现自动为无人机30充电。并且，若锁定装置100中的锁定部130采用电磁铁330时，在锁定装置100与无人机30锁定过程中，当充电平台10获取到无人机30和锁定装置100之间的距离小于或等于预设距离时，充电平台10控制锁定装置100中的电磁铁330通电产生磁力，以使锁定装置100和无人机30通过磁力吸合锁定，无人机30中的电磁铁330和锁定装置100中的电磁铁330通过磁力完全吸合锁定后，充电端310和充电部110自动对接实现电连接，充电平台10可以为无人机30充电。同时，连接端口350和供电部150自动对接实现电连接，充电平台10可以为无人机30上的电磁铁330供电，使无人机30的电池301停止对无人机30的电磁铁330供电，以节约无人机30的电池301的电量，提高无人机30的充电效率。该自动充电方法无需人工介入，能方便准确地完成无人机30和充电平台10的对接，并且在充电过程中，充电平台10能够接管无人机30中的电磁铁330，为无人机30中的电磁铁330供电，以节约无人机30的电池301的电量，提高无人机30的充电效率，大大降低了人力成本和无人机30的作业效率。

第五实施例

请参照图10，本实施例提供一种自动充电方法，适用于如前述实施方式中的无人机30，主要包括以下步骤：

S10、获取无人机30与锁定装置100之间的距离。

进一步的，无人机30上设有第二控制器，第二控制器检测到无人机30的电池301电量低于预设电量时，表明无人机30需要充电。第二控制器控制无人机30寻找充电平台10。

可选地，无人机30通过航线规划，联网查询到附近的充电平台10，第一控制器通过蓝牙或者其他近场的无线通信与充电平台10通信。一个充电平台10可以有多个充电区域，即包含多个锁定装置100，每个锁定装置100对应一个充电区域。无人机30获取充电平台10上可用的充电区域的精确位置，比如，充电平台10可以向无人机30发送多个可用的锁定装置100的精确坐标。无人机30根据业务逻辑确定如何选择充电区域，比如可以根据距离确定，前往距离最近的一个充电区域，也可以根据充电区域的设备情况等来选择充电区域，这里不作具体限定。

无人机30选定充电区域后，通过无人机30上厘米级的精确定位，准确降落到充电平台10的选定的锁定装置100上。无人机30在降落的时候，实时检测无人机30与锁定装置100之间的距离。比如，通过超声波传感器、红外线传感器等侦测无人机30距离充电平台10的锁定装置100的距离。同时，无人机30在降落的时候，也会向充电平台10发送电池301的电压、电流等充电参数。充电平台10获取无人机30的电池301的电压、电流等充电参数后，及时调整输出与无人机30的电池301匹配的电流和电压。

S20、当无人机30与锁定装置100之间的距离小于或等于预设距离时，控制无人机30的电磁铁330通电产生磁力，以使无人机30的电磁铁330吸合固定至锁定部130。

进一步的，当侦测到无人机30与锁定装置100之间的距离小于或等于预设距离时，第二控制器控制第二开关305闭合，无人机30的电池301为无人机30的电磁铁330供电，使无人机30上的电磁铁330通电产生磁力，无人机30上的电磁铁330与锁定装置100中的锁定部130通过磁力吸合锁定。无人机30的电磁铁330与锁定装置100的锁定部130吸合锁定后，无人机30的充电端310与锁定装置100的充电部110刚好接触，实现电连接，即充电平台10上的充电电源101与无人机30的电池301电连接，充电平台10自动为无人机30充电。

S30、控制无人机30停止对无人机30的电磁铁330供电。

当无人机30的电磁铁330吸合固定至锁定装置100的锁定部130之后，无人机30的连接端口350与锁定装置100的供电部150刚好对接，实现电连接。充电平台10的第一控制器控制第三开关103闭合，充电平台10的充电电源101为无人机30的电磁铁330供电，以使无人机30的电磁铁330通电能够产生磁力，确保无人机30在充电过程中，无人机30的电磁铁330始终与锁定部130吸合固定。此时，无人机30的第二控制器可以控制第二开关305断开，停止无人机30的电池301为无人机30的电磁铁330供电，以节约无人机30上电池301的电量，提高无人机30的充电效率。

本实施例提供的自动充电方法至少具有以下优点：

该自动充电方法能适用于前述实施方式中的无人机30，通过无人机30寻找合适的充电平台10，获取充电平台10上锁定装置100的具体位置信息，并降落至锁定装置100上。在降落过程中，当无人机30检测到无人机30和锁定装置100之间的距离小于或等于预设距离时，无人机30控制无人机30的电磁铁330通电产生磁力，以使无人机30与锁定部130通过磁力吸合锁定。采用磁力吸合的固定方式，能够通过磁力吸引将无人机30固定至预设位置，实现自动吸合锁定。吸合锁定后，充电端310和充电部110自动对接实现电连接，即可实现无人机30的自动充电。并且，充电过程中，可以通过充电平台10向无人机30的电磁铁330供电，以节约无人机30的电池301的电量。该自动充电方法中，无需人工干预，无人机30可以完成自动充电，充电后继续作业，不仅降低了人力成本，也提高了无人机30的充电效率和作业效率。

综上所述，本发明实施例提供了一种充电平台10、无人机30、自动充电方法和系统，能够快捷、准确地完成无人机30和充电平台10的自动对接，实现充电平台10自动为无人机30充电。在无人机30和充电平台10的对接锁定时，采用磁力吸合锁定，具有较高的位置容错性，及时无人机30在充电降落的位置有一些偏差，也能通过磁力吸合自动纠正，将无人机30准确固定至锁定装置100的预定位置，实现精准对接。在充电过程中，由充电平台10接管无人机30中的电磁铁330，由充电平台10为无人机30的电磁铁330供电，以节约无人机30的电池301的电量，提高无人机30的充电效率。无人机30和充电平台10能实现自动充电，无需人工干预，无人机30完成自动充电后可以继续作业，不仅降低了人力成本，也提高了无人机30的充电效率和作业效率。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (17)

1.一种充电平台，其特征在于，包括锁定装置和充电电源，所述锁定装置包括充电基板，所述充电基板上设有滑槽，所述滑槽内设有充电部和锁定部；所述充电电源与所述充电部电连接；所述充电部用于与无人机的充电端电连接，所述锁定部用于与所述无人机的电磁铁吸合。

2.根据权利要求1所述的充电平台，其特征在于，所述滑槽内设有供电部，所述供电部用于与所述无人机的电磁铁电连接。

3.根据权利要求2所述的充电平台，其特征在于，所述充电部包括充电正极触点和充电负极触点，所述供电部包括第一供电触点和第二供电触点；所述锁定部设于所述第一供电触点和所述第二供电触点之间，所述充电正极触点位于所述第一供电触点远离所述锁定部的一侧，所述充电负极触点位于所述第二供电触点远离所述锁定部的一侧。

4.根据权利要求2所述的充电平台，其特征在于，所述滑槽包括相对设置的第一滑槽和第二滑槽，所述供电部包括第一供电部和第二供电部；所述第一供电部设于所述第一滑槽中，所述第二供电部设于所述第二滑槽中；

所述第一供电部包括两个相互电连接的供电触点，所述第二供电部包括两个相互电连接的供电触点，所述第一供电部和所述第二供电部相对设置。

5.根据权利要求1所述的充电平台，其特征在于，所述滑槽包括相对设置的第一滑槽和第二滑槽，所述充电部包括相互电连接的第一充电部和第二充电部；

所述第一滑槽内设有所述第一充电部，所述第一充电部包括第一充电正极触点和第一充电负极触点；所述第二滑槽内设有所述第二充电部，所述第二充电部包括第二充电正极触点和第二充电负极触点；所述第一充电正极触点与所述第二充电负极触点相对设置，所述第一充电负极触点与所述第二充电正极触点相对设置。

6.根据权利要求1所述的充电平台，其特征在于，所述滑槽包括相对设置的第一滑槽和第二滑槽，所述锁定部包括第一锁定部和第二锁定部；所述第一滑槽内设有所述第一锁定部，所述第二滑槽内设有所述第二锁定部，所述第一锁定部和所述第二锁定部相对设置。

7.根据权利要求1所述的充电平台，其特征在于，所述充电基板包括第一底壁、第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁分别连接在所述第一底壁的两侧，所述第一底壁、所述第一侧壁和所述第二侧壁形成所述滑槽；所述第一底壁上设置所述锁定部。

8.根据权利要求7所述的充电平台，其特征在于，所述滑槽的截面呈倒梯形，所述滑槽的槽口宽度大于所述第一底壁的宽度。

9.根据权利要求1所述的充电平台，其特征在于，所述锁定部采用磁吸材料中的任意一种或电磁铁。

10.一种无人机，其特征在于，用于与如权利要求1至9中任一项所述的充电平台配合，所述无人机上设有充电端和电磁铁，所述充电端用于与所述充电部电连接；所述电磁铁用于与所述锁定部连接。

11.根据权利要求10所述的无人机，其特征在于，包括机体，所述机体上设有连接端口，所述连接端口与所述电磁铁电连接，所述连接端口用于与所述锁定装置的供电部电连接。

12.根据权利要求10所述的无人机，其特征在于，所述充电端包括相对设置的第一充电端和第二充电端，所述第一充电端包括第一正极触点和第一负极触点，所述第二充电端包括第二正极触点和第二负极触点；所述第一正极触点与所述第二负极触点相对设置，所述第一负极触点与所述第二正极触点相对设置。

13.一种自动充电方法，其特征在于，适用于如权利要求1至9中任一项所述的充电平台，包括以下步骤：

获取无人机与所述锁定装置之间的距离；

当所述无人机与所述锁定装置之间的距离小于或等于预设距离时，控制所述锁定部通电产生磁力，以将所述无人机的电磁铁吸合固定至所述锁定部。

14.根据权利要求13所述的自动充电方法，其特征在于，将所述无人机的电磁铁吸合固定至所述锁定部的步骤之后，还包括：

控制所述锁定装置为所述无人机的电磁铁供电。

15.一种自动充电方法，其特征在于，适用于如权利要求10至12中任一项所述的无人机，包括以下步骤，

获取所述无人机与锁定装置之间的距离；

当所述无人机与所述锁定装置之间的距离小于或等于预设距离时，控制所述无人机的电磁铁通电产生磁力，以使所述无人机的电磁铁吸合固定至所述锁定装置的所述锁定部上。

16.根据权利要求15所述的自动充电方法，其特征在于，所述无人机的电磁铁吸合固定至所述锁定装置的锁定部的步骤之后，还包括：

控制所述无人机停止对所述无人机的电磁铁供电。

17.一种自动充电系统，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的充电平台和如权利要求10至12中任一项所述的无人机，所述无人机的电磁铁与所述锁定部连接，所述充电端与所述充电部电连接。