CN110937126B - 一种无人机起飞回收充电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明一种无人机起飞回收充电装置，属于无人机领域；包括起飞回收充电架和T型挂杆；起飞回收充电架由若干充电杆在支撑架上阵列而成，充电杆为导电材质的长杆结构，其两端头的正投影为楔形，充电杆下表面的中心处固定于所述横杆上，上表面开有若干依次相连的V型凹槽，V型凹槽的底部开有U型凹槽，用于与所述T型挂杆配合安装；T型挂杆包括水平杆、竖直杆和充电片，竖直杆从无人机机体顶部竖直伸出，水平杆垂直固定于所述竖直杆的头部，并相对竖直杆对称设置，其下表面的形状与所述充电杆U型凹槽的形状相同。回收充电架的支撑架为立体结构占用很少的地面场地，能够充分利用立体空间，适用于舰船、小型船艇，以及岛礁等可用场地较少的环境。

Description

一种无人机起飞回收充电装置
技术领域
本发明属于无人机领域，具体涉及一种无人机起飞回收充电装置。
背景技术
随着无人机技术的发展迅速，无人机在民用和军事领域逐步得到了广泛应用。其中，以蓄电池作为主要动力的垂直起降无人机得到了大量使用，同时，集群无人机已成为无人机的一个重点发展方向。
目前，无人机充电方式包括接触式充电和无线充电，两种方式都需要地面充电装置，如专利申请号为201810912566.X的一种无人机单点接触充电平板，无人机需要降落至充电板上进行充电，对于集群无人机，其起飞、回收和充电需要占用很大场地，尤其对于海上装备垂直起降集群无人机的舰船、小型船艇，以及岛礁等平台，其可用场地非常紧张，且不易实现。
发明内容
要解决的技术问题：
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种无人机起飞回收充电装置，由起飞回收充电架和安装于无人机上的T型挂杆组成，回收充电架的支撑架为立体结构只占用很少的地面场地，能够充分利用立体空间，适用于垂直起降集群无人机，同时具备发射、回收和充电功能。
本发明的技术方案是：一种无人机起飞回收充电装置，其特征在于：包括起飞回收充电架和T型挂杆；
所述起飞回收充电架包括支撑架和多个充电杆阵列，所述支撑架由支撑杆和多个横杆组成，多个所述横杆水平设置并沿竖直方向依次固定于支撑杆上；所述充电杆阵列由沿所述横杆长度方向均布的若干充电杆组成，若干所述充电杆均垂直于所述横杆并位于同一水平面；所述充电杆为导电材质的长杆结构，其两端头的俯视为楔形，充电杆下表面的中心处固定于所述横杆上，上表面开有若干依次相连的V型凹槽，V型凹槽的底部开有U型凹槽，用于与所述T型挂杆接触配合；所述充电杆与外接电源一一对应连接，使得相邻所述充电杆的供电极性相反；所述充电杆上表面的U型凹槽内涂有导电胶，充电杆侧面和底部表面均覆盖绝缘介质；
所述T型挂杆安装于无人机的顶部，包括水平杆、竖直杆和充电片，所述竖直杆从无人机机体顶部竖直伸出；所述水平杆垂直固定于所述竖直杆的顶端，并相对竖直杆对称；两片所述充电片分别固定于所述水平杆的两边的下表面，作为无人机的充电端口，其下表面的侧向截面形状与所述充电杆U型凹槽的侧向截面形状相同，两者接触后，相互咬合，实现充电；所述水平杆的长度L满足公式如下：L＝2×Li+Lw，
其中，Li表示同一充电杆阵列中相邻充电杆内侧间距，Lw表示所述充电杆的宽度。
本发明的进一步技术方案是：相邻所述横杆相互垂直。
本发明的进一步技术方案是：多个所述横杆间距不等。
本发明的进一步技术方案是：所述U型凹槽的截面为半圆、半椭圆或V形。
本发明的进一步技术方案是：所述V型凹槽的两侧壁为向U型槽槽口收拢的斜弧面或斜平面。
本发明的进一步技术方案是：所述充电杆下表面的非中心处的其它位置固定于所述横杆上。
本发明的进一步技术方案是：所述支撑架上的横杆为绝缘材料，用于实现相邻所述充电杆之间的绝缘隔离。
本发明的进一步技术方案是：所述T型挂杆水平杆采用绝缘材料，用于实现两侧所述充电片之间的绝缘隔离。
本发明的进一步技术方案是：所述竖直杆为平行设置的两根杆。
有益效果
本发明的有益效果在于：
(1)本发明采用立体结构的起飞回收充电架，根据需要能够在竖直的延伸方向增加充电杆阵列数量，即能够充分利用立体空间，而只占用很少的地面场地，适用于舰船、小型船艇，以及岛礁等可用场地较少的使用环境。
(2)本发明起飞回收充电架的充电杆阵列、充电杆的尺寸和数量根据集群无人机尺寸、种类和数量进行设计，能够满足不同的无人机的充电需求。
(3)本发明起飞回收充电架的每个充电杆均与外部充电电源独立连接，可单独进行控制。
(4)本发明起飞回收充电架的充电杆两端的尖端处俯视为楔形，使得无人机回收进入充电杆阵列时，无需精确对准；充电杆上表面开有若干依次相连的V型凹槽，并在V型凹槽底端设置有U型槽；所述V型凹槽的两侧壁为向U型槽槽口收拢的斜弧面或斜平面，近似为V字型；T形挂杆的充电片与V型凹槽的斜面任意部分接触，在无人机重力作用下水平杆和充电片组合体都能够滑入U型槽，易于回收。
(5)本发明无人机T形挂杆的水平杆和充电片组合体截面外形与充电杆凹槽底部涂导电胶后形状相同，相互咬合，能够减轻外界晃动导致充电过程中充电片和凹槽底部分离。
附图说明
图1为本发明实施例无人机起飞回收充电架示意图；
图2a为本发明实施例充电杆的俯视图；图2b为本发明实施例充电杆的侧视图；图2c为本发明实施例充电杆的等轴视图；
图3为本发明实施例无人机示意图；
图4为本发明实施例无人机T形挂杆示意图；
图5为本发明实施例无人机回收结果示意图。
附图标记说明：1-支撑架；2-充电杆阵列；3-充电杆阵列；4-充电杆阵列；5-无人机机体；6-T形挂杆；7-T形挂杆水平杆；8-T形挂杆竖直杆；9-T形挂杆充电片；10-充电杆。
具体实施方式
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，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。
参照图1-图5，本发明一种无人机起飞回收充电装置包括起飞回收充电架和T型挂杆；本实施例以回收一种四旋翼无人机为例，其外形最大尺寸为900mm。
参照图1，所述起飞回收充电架包括支撑架1和3个充电杆阵列2、3、4，支撑架1由支撑杆和3个横杆组成，3个所述横杆沿竖直方向均布于支撑杆上，所述横杆的中心固定于所述支撑杆上，并相对于所述支撑杆对称设置，相邻所述横杆之间的距离为1.5m，并相互垂直；充电杆阵列由沿所述横杆长度方向均布的35个充电杆10组成，35个所述充电杆均垂直于所述横杆并位于同一水平面，充电杆10的宽度为30mm，相邻充电杆10内侧间距135mm；参照图2，充电杆10为导电材质的长杆结构，其两端头的俯视为楔形，充电杆10下表面的中心处固定于所述横杆上，上表面开有若干依次相连的V型凹槽，V型凹槽的底部开有U型凹槽，用于与所述T型挂杆接触配合；所述V型凹槽的两侧壁为向U型槽槽口收拢的斜平面，每个V形凹槽的槽宽为300mm；每个充电杆10均与外部充电电源独立连接，使得相邻所述充电杆的供电极性相反；所述充电杆上表面的U型凹槽内涂有银导电胶，充电杆侧面和底部表面均覆盖绝缘介质；所述支撑架1上的横杆为玻璃纤维材料，用于实现相邻充电杆10之间的绝缘隔离。
参照图3和图4，无人机包括无人机机体5和T形挂杆6，T形挂杆6包括水平杆7、竖直杆8和充电片9；竖直杆8为两根杆，从无人机机体5上部竖直伸出，两根竖直杆8整体宽度30mm；水平杆7与竖直杆8顶部连接，左右对称，长度300mm，为相应充电杆阵列中相邻充电杆内侧间距2倍与充电杆宽度之和；两片充电片9分别覆盖于水平杆7左右两边的下表面，为无人机充电端口，其侧向截面外形与充电杆阵列2、3、4中充电杆U型凹槽的侧向截面外形相同，两者接触后，相互咬合。T型挂杆水平杆采用玻璃纤维，左右充电片9通过绝缘胶与水平杆进行粘接，使左右充电片之间绝缘隔离。充电片9通过导线与无人机内部安装的充放电管理器连接，进而实现无人机的充电。
图5为本发明实施例无人机回收结果示意图，T形挂杆的长度尺寸保证了其左右充电片9只与充电杆阵列2、3、4上相邻的两个充电杆U型凹槽表面接触，此时可导通充电电路，为无人机充电。
无人机起飞过程为：无人机首先缓慢向上飞行，使T型挂杆6的水平杆7位于充电杆阵列2或充电杆阵列3或充电杆阵列4之上，无人机机体5位于充电杆阵列2或充电杆阵列3或充电杆阵列4之下，然后控制无人机保持高度，沿充电杆10的长度方向向外飞行，最终脱离起飞回收充电架所在区域，完成起飞。
无人机靠近起飞回收充电架后，调整水平面位置和高度，使无人机位于所要降落的充电杆阵列的充电杆端头正对面，同时保证T型挂杆6的水平杆7位于所要降落的充电杆阵列之上，无人机机体5位于所要降落的充电杆阵列之下；然后控制无人机保持高度，沿充电杆长度方向，向所要降落的充电杆阵列内部移动，至指定位置后，缓慢降落，水平杆7上的充电片9与充电杆接触后，关闭动力装置，水平杆7和充电片9组合体受重力作用滑至凹槽内，无人机回收完毕。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种无人机起飞回收充电装置，其特征在于：包括起飞回收充电架和T型挂杆；
所述起飞回收充电架包括支撑架和多个充电杆阵列，所述支撑架由支撑杆和多个横杆组成，多个所述横杆水平设置并沿竖直方向依次固定于支撑杆上；所述充电杆阵列由沿所述横杆长度方向均布的若干充电杆组成，若干所述充电杆均垂直于所述横杆并位于同一水平面；所述充电杆为导电材质的长杆结构，其两端头的俯视为楔形，充电杆下表面的中心处固定于所述横杆上，上表面开有若干依次相连的V型凹槽，V型凹槽的底部开有U型凹槽，用于与所述T型挂杆接触配合；所述充电杆与外接电源一一对应连接，使得相邻所述充电杆的供电极性相反；所述充电杆上表面的U型凹槽内涂有导电胶，充电杆侧面和底部表面均覆盖绝缘介质；
所述T型挂杆安装于无人机的顶部，包括水平杆、竖直杆和充电片，所述竖直杆从无人机机体顶部竖直伸出；所述水平杆垂直固定于所述竖直杆的顶端，并相对竖直杆对称；两片所述充电片分别固定于所述水平杆的两边的下表面，作为无人机的充电端口，两片所述充电片下表面的侧向截面形状与所述充电杆U型凹槽的侧向截面形状相同，两者接触后，相互咬合，实现充电；所述水平杆的长度L满足公式如下：L＝2×Li+Lw，
其中，Li表示同一充电杆阵列中相邻充电杆内侧间距，Lw表示所述充电杆的宽度。
2.根据权利要求1所述无人机起飞回收充电装置，其特征在于：相邻所述横杆相互垂直。
3.根据权利要求1所述无人机起飞回收充电装置，其特征在于：多个所述横杆间距不等。
4.根据权利要求1所述无人机起飞回收充电装置，其特征在于：所述U型凹槽的侧向截面为半圆、半椭圆或V形。
5.根据权利要求1所述无人机起飞回收充电装置，其特征在于：所述V型凹槽的两侧壁为向U型凹槽槽口收拢的斜弧面或斜平面。
6.根据权利要求1所述无人机起飞回收充电装置，其特征在于：所述支撑架上的横杆为绝缘材料，用于实现相邻所述充电杆之间的绝缘隔离。
7.根据权利要求1所述无人机起飞回收充电装置，其特征在于：所述T型挂杆的水平杆采用绝缘材料，用于实现两侧所述充电片之间的绝缘隔离。
8.根据权利要求1所述无人机起飞回收充电装置，其特征在于：所述竖直杆为平行设置的两根杆。
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