CN110667426A - 一种便携式无人机自动充电平台 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无人机充电装置技术领域，且公开了一种便携式无人机自动充电平台，包括平台箱，所述平台箱上表面的一侧螺纹安装有螺钉＝。该便携式无人机自动充电平台，通过纵向归中系统与横向归中系统的配合安装，纵向步进电机驱动纵向滑块一与纵向滑块二带动纵向推杆一与纵向推杆二，对停在停机平台上表面的无人机进行纵向归位，再由横向步进电机驱动横向滑块一与横向滑块二带动横向推杆一与横向推杆二，对停在停机平台上表面的无人机进行横向归位，从而使无人机能够停在停机平台上表面的中间，降低了充电平台对无人机精准降落精度的要求，从而降低了使用者的操作难度，保护了无人机的降落安全。

Description

一种便携式无人机自动充电平台
技术领域
本发明涉及无人机充电装置技术领域，具体为一种便携式无人机自动充电平台。
无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作，无人机分为军用和民用两个技术领域，随着近年来我国科学技术的进步，民用无人机更加普遍，目前，由于电池技术的限制，一般无人机系统的续航时间都在半个小时之内，而且待机时间由于电池容量限制也很有限，因此，不可能执行需要长时间等待的任务，这些任务要求无人机随时等待任务命令，按照目前的电池技术水平，在没有人值守充电的情况下，无人机系统是不可能长时间续航执行这样的任务的，无人机自动充电平台是实现无人机无人值守系统的必要条件。
现有无人机自动充电平台有以下几个缺陷：大多非常庞大，成本高昂，不利于轻量级的应用场景，以及无人值守系统的普及，本发明专利针对小型无人机设计自动充电装置，具有体积小、重量轻、结构简单、接口便于系统集成等优点，可直接作为无人机自动机场，也可作为组件集成到更大的无人机自动机场当中。
发明内容
本发明提供了一种便携式无人机自动充电平台，具备体积小、重量轻、结构简单、接口便于系统集成的优点，解决了现有无人机自动充电平台体积大，成本高、不利于轻量级的应用场景的问题。
本发明提供如下技术方案：一种便携式无人机自动充电平台，包括平台箱，所述平台箱上表面的一侧螺纹安装有螺钉，所述平台箱的上表面通过螺钉固定安装有上盖，所述平台箱正面上部分的中部固定安装有控制接口，所述平台箱正面上部分的一侧固定安装有电源输入接口，所述正面上部分的一侧且位于电源输入接口的一侧固定安装有充电指示灯，所述平台箱正面上部分的一侧且位于充电指示灯的一侧固定安装有电源开关，所述平台箱正面的一侧固定安装有纵向归中系统，所述平台箱正面一侧的上部分且位于纵向归中系统的一端固定安装有轴承座，所述平台箱正面的上部分且与轴承座固定安装有横向归中系统，所述平台箱正面的上部分且位于横向归中系统的下方开设有滑槽，所述平台箱正面的上部分且位于滑槽的底部固定安装有极片一，所述平台箱正面一侧的中部固定安装有红外感应器，所述平台箱的正面的中部固定安装有停机平台，所述停机平台的底部固定安装有控制模块，所述控制模块的正面固定安装有电池，所述控制模块下表面的中部固定安装有导线一。
优选的，所述纵向归中系统包括纵向步进电机，所述纵向步进电机的下表面固定安装有纵向联轴器，所述纵向联轴器分为上下两部分且固定安装在纵向步进电机的上下表面，所述纵向联轴器下表面的中间固定安装纵向正牙丝杠，所述纵向正牙丝杠的外表面螺纹连接有纵向滑块一，所述纵向滑块一的一侧固定安装有纵向推杆一，所述上部分纵向联轴器上表面的中部固定安装有纵向反牙丝杠，所述纵向反牙丝杠的外表面螺纹安装有纵向滑块二，所述纵向滑块二的一侧固定安装有纵向推杆二。
优选的，所述轴承座包括座体，所述座体的内部开设有空心槽，所述座体正面的下部分开设有螺纹孔一，所述座体正面一侧的下部分螺纹安装有螺母。
优选的，所述横向归中系统包括横向步进电机，所述横向步进电机的一侧固定安装有横向联轴器一，所述横向联轴器一一侧的中部固定安装有横向正牙丝杠，所述横向正牙丝杠的外表面螺纹安装有横向滑块一，所述横向滑块一的下表面固定安装有横向推杆一，所述横向推杆一外表面的中部固定安装有电极一，所述横向步进电机的另一侧固定安装有横向联轴器二，所述横向联轴器二一侧的中部固定安装有横向反牙丝杠，所述横向反牙丝杠的外表面螺纹安装有横向滑块二，所述横向滑块二的下表面固定安装有横向推杆二，所述横向推杆二外表面的中部固定安装有电极二。
优选的，所述横向滑块一包括块体，所述块体正面的中部开设有螺纹孔二，所述块体正面的下部分固定安装有固位块，所述固位块下表面的中部固定安装有导线二，所述固位块正面的中部固定安装有极片二，通过固位块与滑槽的配合安装，使极片二通上电。
优选的，所述控制模块通过导线一电连接控制接口、电源输入接口、充电指示灯、电源开关、纵向步进电机、横向步进电机、红外感应器。
优选的，所述纵向归中系统与横向归中系统的数量各有两个，且在平台箱的上表面对称安装，纵向归中系统与横向归中系统配合安装，停机平台的上表面停下无人机后，纵向归中系统首先开始工作，纵向推杆一与纵向推杆二移动，对无人机进行纵向归位，然后横向归中系统开始工作，横向推杆一与横向推杆二开始移动，对无人机进行横向归位。
优选的，所述红外感应器是数量为三组，每一组为红外发射端和红外接收端，分布在平台箱的左右两边，三组红外感应器长度与无人机尺寸配合。
优选的，所述平台箱与上盖之间通过螺钉固定，所述螺钉分布在四个拐角处。
本发明具备以下有益效果：
1、该便携式无人机自动充电平台，通过纵向归中系统与横向归中系统的配合安装，纵向步进电机驱动纵向滑块一与纵向滑块二带动纵向推杆一与纵向推杆二，对停在停机平台上表面的无人机进行纵向归位，再由横向步进电机驱动横向滑块一与横向滑块二带动横向推杆一与横向推杆二，对停在停机平台上表面的无人机进行横向归位，从而使无人机能够停在停机平台上表面的中间，降低了充电平台对无人机精准降落精度的要求，从而降低了使用者的操作难度，保护了无人机的降落安全。
2、该便携式无人机自动充电平台，通过控制模块电连接有控制接口、电源输入接口、充电指示灯、电源开关、纵向步进电机、横向步进电机、电极一、电极二，当无人机降落到停机平台的上表面，控制各部件工作，且平台箱体积较小，通过控制接口与外部系统连接简单，解决了外部系统对自动充电平台控制较难，以及自动控制的精准度问题，提升了便携式无人机自动充电平台可以非常方便地集成到全无人值守的无人机系统当中，且保证了充电平台体积小、重量轻、接口简单。
3、该便携式无人机自动充电平台，通过横向推杆一与横向推杆二的中部固定安装的电极一与电极二，在对无人机进行归位的过程中，与无人机脚架上的导电接触片接触，解决了无人机充电平台在对无人机充电时需要人工对准，操作步骤繁琐的问题，减少了对无人机的充电步骤，实现了无人机充电的自动化。
附图说明
图1为本发明结构正面示意图；
图2为本发明结构俯视示意图；
图3为本发明结构仰视剖视示意图；
图4为本发明结构轴承座内部结构示意图；
图5为本发明结构横向右滑块剖视示意图；
图6为本发明结构横向右滑块左视示意图；
图7为本发明上盖立体结构示意图
图8为本发明推杆立体结构示意图
图9为本发明步进电机立体结构示意图
图中：1、平台箱；2、螺钉；3、上盖；4、控制接口；5、电源输入接口；6、充电指示灯；7、电源开关；8、纵向归中系统；81、纵向步进电机；82、纵向联轴器；83、纵向正牙丝杠；84、纵向滑块一；85、纵向推杆一；86、纵向反牙丝杠；87、纵向滑块二；88、纵向推杆二；9、轴承座；91、座体；92、空心槽；93、螺纹孔一；94、螺母；10、横向归中系统；101、横向步进电机；102、横向联轴器一；103、横向正牙丝杠；104、横向滑块一；1041、块体；1042、螺纹孔二；1043、固位块；1044、导线二；1045、极片二；105、横向推杆一；106、电极一；107、横向联轴器二；108、横向反牙丝杠；109、横向滑块二；110、横向推杆二；111、电极二；11、滑槽；12、极片一；13、红外感应器；14、停机平台；15、控制模块；16、电池；17、导线一。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
请参阅图1-6，一种便携式无人机自动充电平台，包括平台箱1，平台箱1上表面的一侧螺纹安装有螺钉2，平台箱1的上表面通过螺钉2固定安装有上盖3，平台箱1正面上部分的中部固定安装有控制接口4，平台箱1正面上部分的一侧固定安装有电源输入接口5，正面上部分的一侧且位于电源输入接口5的一侧固定安装有充电指示灯6，平台箱1正面上部分的一侧且位于充电指示灯6的一侧固定安装有电源开关7，平台箱1正面的一侧固定安装有纵向归中系统8，平台箱1正面一侧的上部分且位于纵向归中系统8的一端固定安装有轴承座9，平台箱1正面的上部分且与轴承座9固定安装有横向归中系统10，平台箱1正面的上部分且位于横向归中系统10的下方开设有滑槽11，平台箱1正面的上部分且位于滑槽11的底部固定安装有极片一12，平台箱1正面一侧的中部固定安装有红外感应器13，平台箱1的正面的中部固定安装有停机平台14，停机平台14的底部固定安装有控制模块15，控制模块15的正面固定安装有电池16，控制模块15下表面的中部固定安装有导线一17。
其中，纵向归中系统8包括纵向步进电机81，纵向步进电机81的下表面固定安装有纵向联轴器82，纵向联轴器82分为上下两部分且固定安装在纵向步进电机81的上下表面，纵向联轴器82下表面的中间固定安装纵向正牙丝杠83，纵向正牙丝杠83的外表面螺纹连接有纵向滑块一84，纵向滑块一84的一侧固定安装有纵向推杆一85，上部分纵向联轴器82上表面的中部固定安装有纵向反牙丝杠86，纵向反牙丝杠86的外表面螺纹安装有纵向滑块二87，纵向滑块二87的一侧固定安装有纵向推杆二88，通过纵向步进电机81使纵向正牙丝杠83与纵向反牙丝杠86旋转，从而使纵向滑块一84与纵向滑块二87上下移动，带动纵向推杆一85与纵向推杆二88上下移动，对停在停机平台14上表面的无人机进行纵向归位，使无人机停在停机平台14的正中间，解决了停下来的飞机，位置不在正中间的问题，提升了便携式无人机自动充电平台对降落的无人机进行纵向位置固定准确性。
其中，轴承座9包括座体91，座体91的内部开设有空心槽92，座体91正面的下部分开设有螺纹孔一93，座体91正面一侧的下部分螺纹安装有螺母94，通过开设的螺纹孔一93与纵向反牙丝杠86螺纹配合安装，对纵向反牙丝杠86的位置进行固定，保证其平行旋转，螺母94将座体91固定安装在平台箱1的上表面，解决了座体91固定不稳定，以及较长的纵向反牙丝杠86末端受自身重力的影响下落，造成纵向反牙丝杠86倾斜的问题，提升了纵向反牙丝杠86的平行稳定性能，保证了纵向滑块二87能够平稳移动。
其中，横向归中系统10包括横向步进电机101，横向步进电机101的一侧固定安装有横向联轴器一102，横向联轴器一102一侧的中部固定安装有横向正牙丝杠103，横向正牙丝杠103的外表面螺纹安装有横向滑块一104，横向滑块一104的下表面固定安装有横向推杆一105，横向推杆一105外表面的中部固定安装有电极一106，横向步进电机101的另一侧固定安装有横向联轴器二107，横向联轴器二107一侧的中部固定安装有横向反牙丝杠108，横向反牙丝杠108的外表面螺纹安装有横向滑块二109，横向滑块二109的下表面固定安装有横向推杆二110，横向推杆二110外表面的中部固定安装有电极二111，通过横向步进电机101与横向联轴器一102、横向联轴器二107的配合安装，使横向正牙丝杠103与横向反牙丝杠108旋转，从而使横向滑块一104与横向滑块二109沿着横向正牙丝杠103与横向反牙丝杠108横向移动，对停在停机平台14上表面的无人机进行横向归位，电极一106、电极二111与无人机上的电极片接触，通电对无人机进行充电，解决了停下的无人机位置不确定，以及无法自动充电的问题，提升了充电平台的工作便捷性，以及对降落的无人机进行横向定位的功能。
其中，横向滑块一104包括块体1041，块体1041正面的中部开设有螺纹孔二1042，块体1041正面的下部分固定安装有固位块1043，固位块1043下表面的中部固定安装有导线二1044，固位块1043正面的中部固定安装有极片二1045，通过固位块1043与滑槽11的配合安装，使极片二1045通上电，通过导线二1044电连接的电极一106与无人机相连，从而对无人机进行充电，解决了滑动的横向滑块一104用电线连接容易断开的问题，以及滑动过程中，极片一12与极片二1045接触不稳定的问题，提升了便携式的无人机自动充电平台的充电稳定性能。
其中，控制模块15通过导线一17电连接控制接口4、电源输入接口5、充电指示灯6、电源开关7、纵向步进电机81、横向步进电机101、红外感应器13，通过控制模块15的控制系统，控制各个零件的开关，进行精准控制，实现了外部控制系统对充电平台的控制，提升了便携式的无人机自动充电平台的控制精准度。
其中，纵向归中系统8与横向归中系统10的数量各有两个，且在平台箱1的上表面对称安装，纵向归中系统8与横向归中系统10配合安装，停机平台14的上表面停下无人机后，纵向归中系统8首先开始工作，纵向推杆一85与纵向推杆二88移动，对无人机进行纵向归位，然后横向归中系统10开始工作，横向推杆一105与横向推杆二110开始移动，对无人机进行横向归位，通过数量各为两个的且对称配合安装对纵向归中系统8与横向归中系统10，对无人机进行归中，解决了直接停下的无人机位置不确定，且容易偏移的问题，提升了无人机停机位置的确定性，实现自动充电的功能。
其中，红外感应器13是数量为三组，每一组为红外发射端和红外接收端，分布在平台箱1的左右两边，三组红外感应器13长度与无人机尺寸配合，通过三组红外感应器13对无人机进行红外检测，解决了控制模块15无法及时知道无人机降落，导致纵向归中系统8与横向归中系统10启动速度较慢，造成无法及时对无人机充电的问题，提升了控制模块15的控制反应速度，使便携式的无人机自动充电平台能够及时准确的对无人机进行充电。
其中，平台箱1与上盖3之间通过螺钉2固定，螺钉2分布在四个拐角处，通过螺钉2对平台箱1与上盖3的固定，可以对上盖3内部安装的归中系统进行保护，解决了放置在室外的便携式无人机自动充电平台，容易接触灰尘，造成归中系统损坏，使用寿命降低的问题，提升了归中系统的使用寿命。
工作原理，将便携式无人机自动充电平台集成到全无人值守的无人机系统当中，通过控制接口4实现外部系统对平台的控制，当无人机降落到停机平台14的上表面，红外感应器13进行感应，将信息传输给控制模块15，控制模块15控制纵向步进电机81与横向步进电机101的启动，带动纵向正牙丝杠83、纵向反牙丝杠86、横向正牙丝杠103、横向反牙丝杠108旋转，通过其表面开始的螺纹，带动纵向推杆一85与纵向推杆二88首先开始移动，将无人机进行纵向归位，再由横向滑块一104与横向滑块二109通过横向正牙丝杠103与横向反牙丝杠108控制横向滑块一104与横向滑块二109移动，对无人机进行归中，电极一106、电极二111与无人机的停机架接触，电池16通过横向推杆一105与横向推杆二110中间的导线二1044对电极一106与电极二111通电，从而对无人机进行自动充电，对无人机开始充电后，控制模块15控制充电指示灯6亮，当无人机电充满后，控制模块15控制电池16断电，并传输给操作人员，将无人机进行复飞。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种便携式无人机自动充电平台，包括平台箱(1)，其特征在于：所述平台箱(1)上表面的一侧螺纹安装有螺钉(2)，所述平台箱(1)的上表面通过螺钉(2)固定安装有上盖(3)，所述平台箱(1)正面上部分的中部固定安装有控制接口(4)，所述平台箱(1)正面上部分的一侧固定安装有电源输入接口(5)，所述正面上部分的一侧且位于电源输入接口(5)的一侧固定安装有充电指示灯(6)，所述平台箱(1)正面上部分的一侧且位于充电指示灯(6)的一侧固定安装有电源开关(7)，所述平台箱(1)正面的一侧固定安装有纵向归中系统(8)，所述平台箱(1)正面一侧的上部分且位于纵向归中系统(8)的一端固定安装有轴承座(9)，所述平台箱(1)正面的上部分且与轴承座(9)固定安装有横向归中系统(10)，所述平台箱(1)正面的上部分且位于横向归中系统(10)的下方开设有滑槽(11)，所述平台箱(1)正面的上部分且位于滑槽(11)的底部固定安装有极片一(12)，所述平台箱(1)正面一侧的中部固定安装有红外感应器(13)，所述平台箱(1)的正面的中部固定安装有停机平台(14)，所述停机平台(14)的底部固定安装有控制模块(15)，所述控制模块(15)的正面固定安装有电池(16)，所述控制模块(15)下表面的中部固定安装有导线一(17)。
2.根据权利要求1所述的一种便携式无人机自动充电平台，其特征在于：所述纵向归中系统(8)包括纵向步进电机(81)，所述纵向步进电机(81)的下表面固定安装有纵向联轴器(82)，所述纵向联轴器(82)分为上下两部分且固定安装在纵向步进电机(81)的上下表面，所述纵向联轴器(82)下表面的中间固定安装纵向正牙丝杠(83)，所述纵向正牙丝杠(83)的外表面螺纹连接有纵向滑块一(84)，所述纵向滑块一(84)的一侧固定安装有纵向推杆一(85)，所述上部分纵向联轴器(82)上表面的中部固定安装有纵向反牙丝杠(86)，所述纵向反牙丝杠(86)的外表面螺纹安装有纵向滑块二(87)，所述纵向滑块二(87)的一侧固定安装有纵向推杆二(88)。
3.根据权利要求1所述的一种便携式无人机自动充电平台，其特征在于：所述轴承座(9)包括座体(91)，所述座体(91)的内部开设有空心槽(92)，所述座体(91)正面的下部分开设有螺纹孔一(93)，所述座体(91)正面一侧的下部分螺纹安装有螺母(94)。
4.根据权利要求1所述的一种便携式无人机自动充电平台，其特征在于：所述横向归中系统(10)包括横向步进电机(101)，所述横向步进电机(101)的一侧固定安装有横向联轴器一(102)，所述横向联轴器一(102)一侧的中部固定安装有横向正牙丝杠(103)，所述横向正牙丝杠(103)的外表面螺纹安装有横向滑块一(104)，所述横向滑块一(104)的下表面固定安装有横向推杆一(105)，所述横向推杆一(105)外表面的中部固定安装有电极一(106)，所述横向步进电机(101)的另一侧固定安装有横向联轴器二(107)，所述横向联轴器二(107)一侧的中部固定安装有横向反牙丝杠(108)，所述横向反牙丝杠(108)的外表面螺纹安装有横向滑块二(109)，所述横向滑块二(109)的下表面固定安装有横向推杆二(110)，所述横向推杆二(110)外表面的中部固定安装有电极二(111)。
5.根据权利要求4所述的一种横向滑块一，其特征在于：所述横向滑块一(104)包括块体(1041)，所述块体(1041)正面的中部开设有螺纹孔二(1042)，所述块体(1041)正面的下部分固定安装有固位块(1043)，所述固位块(1043)下表面的中部固定安装有导线二(1044)，所述固位块(1043)正面的中部固定安装有极片二(1045)，通过固位块(1043)与滑槽(11)的配合安装，使极片二(1045)通上电。
6.根据权利要求1所述的一种便携式无人机自动充电平台，其特征在于：所述控制模块(15)通过导线一(17)电连接控制接口(4)、电源输入接口(5)、充电指示灯(6)、电源开关(7)、纵向步进电机(81)、横向步进电机(101)、红外感应器(13)。
7.根据权利要求1所述的一种便携式无人机自动充电平台，其特征在于：所述纵向归中系统(8)与横向归中系统(10)的数量各有两个，且在平台箱(1)的上表面对称安装，纵向归中系统(8)与横向归中系统(10)配合安装，停机平台(14)的上表面停下无人机后，纵向归中系统(8)首先开始工作，纵向推杆一(85)与纵向推杆二(88)移动，对无人机进行纵向归位，然后横向归中系统(10)开始工作，横向推杆一(105)与横向推杆二(110)开始移动，对无人机进行横向归位。
8.根据权利要求1所述的一种便携式无人机自动充电平台，其特征在于：所述红外感应器(13)是数量为三组，每一组为红外发射端和红外接收端，分布在平台箱(1)的左右两边，三组红外感应器(13)长度与无人机尺寸配合。
9.根据权利要求1所述的一种便携式无人机自动充电平台，其特征在于：所述平台箱(1)与上盖(3)之间通过螺钉(2)固定，所述螺钉(2)分布在四个拐角处。
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