CN112441248A - 一种无人机车载机场及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种无人机车载机场及其控制方法，其中无人机车载机场包括：主机箱、主控器、供电池、电源管理模块、无人机充电座、侧机箱、天线装置以及收放装置；主控器、电源管理模块、供电池以及无人机充电座均安装于主机箱内；侧机箱安装于主机箱的背面上部，其底部与主机箱背面底边沿所在水平面之间形成避让空间；收放装置用于收放天线装置，包括翻转装置以及伸缩装置；伸缩装置安装于侧机箱内，且固定端与侧机箱内底部铰接，伸缩端与天线装置连接；翻转装置安装于侧机箱内，且与伸缩装置连接，用于驱动伸缩装置绕其自身的铰接处转动。解决现有巡检工作无人机巡检续航能力低，电池管理难度大，飞行范围小的技术问题。

Description

一种无人机车载机场及其控制方法
技术领域
本申请涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机车载机场及其控制方法。
背景技术
随着无人机技术越发成熟，无人机已逐步应用到各个领域，行业级无人机的需求量也将大幅攀升，并在电力、建筑、农业、警务等领域发挥重要作用。在电力行业中无人机已大规模用于输电线路、变电站、配网等领域巡检工作，但仍存在着巡航时长低、飞行范围较小等关键问题。无人机电池电量只能支撑20-30分钟的飞行时间，单次飞行距离有限，无人机若是带较重的特种负载，则飞行时间更短，因此，需要持续性给无人机及时补充电量。传统方式，由巡检人员需要带上大量备用电池以满足无人机飞行巡检要求，但携带电池数量多且重，运输搬运麻烦，难以对电池进行管理，无法及时对电量低的电池进行充电，而且巡检范围有限。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的是提供一种无人机车载机场及其控制方法，解决现有巡检工作无人机巡检续航能力低，电池管理难度大，飞行范围小的技术问题。
为达到上述技术目的，本申请提供了一种无人机车载机场，包括：主机箱、主控器、供电池、电源管理模块、无人机充电座、侧机箱、天线装置以及收放装置；
所述主控器、所述电源管理模块、所述供电池以及所述无人机充电座均安装于所述主机箱内；
所述无人机充电座通过所述电源管理模块与所述主控器电连接；
所述侧机箱安装于所述主机箱的背面上部，其底部与所述主机箱背面底边沿所在水平面之间形成避让空间；
所述收放装置用于收放所述天线装置，包括翻转装置以及伸缩装置；
所述伸缩装置安装于所述侧机箱内，且固定端与所述侧机箱内底部铰接，伸缩端与所述天线装置连接；
所述翻转装置安装于所述侧机箱内，且与所述伸缩装置连接，用于驱动所述伸缩装置绕其自身的铰接处转动；
所述天线装置、所述翻转装置以及所述伸缩装置均与所述主控器电连接。
进一步地，所述主机箱包括第一机箱以及第一箱盖；
所述第一箱盖铰接盖设于所述第一机箱顶部；
所述侧机箱包括第二机箱以及第二箱盖；
所述第二箱盖铰接盖设于所述第二机箱顶部；
所述第一箱盖与所述第一机箱配合位置之间以及所述第二箱盖与所述第二机箱配合位置之间均设有防水胶垫。
进一步地，还包括均与所述主控器电连接的第一驱动器以及第二驱动器；
所述第一驱动器安装于所述第一机箱内，且与所述第一箱盖连接，用于驱动所述第一箱盖的开闭；
所述第二驱动器安装于所述第二机箱内，且与所述第二箱盖连接，用于驱动所述第二箱盖的开闭。
进一步地，还包括收纳座；
所述收纳座上设有无人机收纳腔；
所述主控器、所述供电池以及所述电源管理模块均安装于所述第一机箱内底部；
所述无人机充电座可拆卸安装于所述第一机箱内上部，且分别设有多个第一充电工位。
进一步地，还包括光伏系统；
所述光伏系统包括两个太阳能电池板以及太阳能控制器；
两个所述太阳能电池板分别安装于所述第一箱盖以及所述第二箱盖顶部；
所述太阳能控制器安装于所述第一机箱底部，且与所述电源管理模块电连接。
进一步地，所述第一机箱一外侧面设有控制面板；
所述控制面板上设有开关按钮、急停按钮、显示器、解锁模块、箱盖手动控制按钮以及天线装置手动控制按钮。
进一步地，还包括多个散热风扇以及温湿度监控模块；
所述温湿度监控模块安装于所述第一机箱底部；
多个所述散热风扇安装于所述第一机箱与所述第二机箱箱体相连接的壁上，分别连通所述第一机箱与所述第二机箱；
所述第二机箱外侧壁上还设有多个散热口。
进一步地，所述第一机箱一棱边位置自下而上设有开口槽；
所述开口槽顶部设有防水航插式外接电源接口。
进一步地，所述主机箱底部设有多个脚垫。
本申请还公开了一种无人机车载机场控制方法，应用于所述的无人机车载机场，包括：
主控器获取后台控制系统的任务指令；
主控器根据所述任务指令通过控制翻转装置以及伸缩装置将天线装置翻转升至预设高度；
主控器根据所述任务指令控制无人机采集数据；
主控器将采集的数据反馈给后台控制系统。
从以上技术方案可以看出，本申请通过提供一种无人机车载机场，通过设置主机箱以及侧机箱用于安装充电部分以及天线部分；而且侧机箱安装在主机箱背面上部，其底部与主机箱背面底边沿所在水平之间形成一定的避让空间，整体呈倒置L型结构，可适应多种车型的车斗使用，适应性更好，运输搬运方便。而且，主控器、供电池、电源管理模块以及充电座组成的充电部分，可以较好的实现对无人机电池的充电管理。同时，设置的天线装置可以使得主控器与后台控制系统以及无人机之间进行无线通信连接，实现实时控制与监控，及时对电量低的无人机进行充电。再者，天线装置通过翻转装置以及伸缩装置组成的收放装置进行安装，可以实现收纳与展开使用，减少环境的遮挡影响，提高巡检范围。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本申请中提供的一种无人机车载机场的整体的第一状态结构示意图；
图2为本申请中提供的一种无人机车载机场及的整体的第二状态结构示意图；
图3为本申请中提供的一种无人机车载机场的收纳座的结构示意图；
图4为本申请中提供的一种无人机车载机场的内部结构局部示意图；
图5为本申请中提供的一种无人机车载机场整体的第三状态结构示意图；
图6为本申请中提供的一种无人机车载机场整体的第一状态侧视图；
图7为本申请中提供的一种无人机车载机场整体的第二状态侧视图；
图8为本申请中提供的一种无人机车载机场整体的第三状态侧视图；
图9为本申请中提供的一种无人机车载机场整体的第四状态侧视图；
图10为一种运输车的结构示意图；
图11为本申请中提供的一种无人机车载机场结合至如图10所示运输车的结构示意图；
图12为本申请中提供的一种无人机车载机场控制流程框图；
图13为本申请中提供的一种无人机车载机场控制方法的流程示意图；
图中：1-1、第一机箱；1-2、第一箱盖；2-1、第二机箱；2-2、第二箱盖；3-1、太阳能电池板；3-2、太阳能控制器；4-1、开关按钮；4-2、急停按钮；4-3、显示器；4-4、解锁模块；4-5、箱盖手动控制按钮；4-6、天线装置手动控制按钮；5、收纳座；6-1、充电座；6-2、无人机附属设备电池充电座；7-1、第一驱动器；7-2、第二驱动器；7-3、翻转装置；7-4、伸缩装置；8、天线装置；9-1、散热风扇；9-2、散热口；10、供电池；11、电源管理模块；12、主控器；13、防水航插式外接电源接口；14、温湿度监控模块；15、支架；16、脚垫。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请实施例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申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，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，都属于本申请实施例保护的范围。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，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申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
本申请实施例公开了一种无人机车载机场及其控制方法。
请参阅图1、图2、图9以及图10，本申请实施例中提供的一种无人机车载机场的一个实施例包括：
主机箱、主控器12、供电池10、电源管理模块11、无人机充电座6-1、侧机箱、天线装置8以及收放装置；主控器12、电源管理模块11、供电池10以及无人机充电座6-1均安装于主机箱内；无人机充电座6-1通过电源管理模块11与主控器12电连接；侧机箱安装于主机箱的背面上部，其底部与主机箱背面底边沿所在水平面之间形成避让空间；收放装置用于收放天线装置8，包括翻转装置7-3以及伸缩装置7-4；伸缩装置7-4安装于侧机箱内，且固定端与侧机箱内底部铰接，伸缩端与天线装置8连接；翻转装置7-3安装于侧机箱内，且与伸缩装置7-4连接，用于驱动伸缩装置7-4绕其自身的铰接处转动；天线装置8、翻转装置7-3以及伸缩装置7-4均与主控器12电连接。
具体来说，伸缩装置7-4以及翻转装置7-3均可以是电动推杆结构，伸缩装置7-4的固定端先与侧机箱内底部一端位置铰接，伸缩端再与天线装置8连接；而翻转装置7-3也是固定端与侧机箱内底部的一端位置铰接，且位于伸缩装置7-4的固定端一侧，伸缩端再与伸缩装置7-4的固定杆段铰接。其中伸缩装置7-4的固定端的铰接点位置应当高于翻转装置7-3的固定端的铰接点位置，以保证翻转装置7-3的伸缩杆缩回后，伸缩装置7-4能够旋转折回水平状态，由于伸缩装置7-4的铰接点变高了，对应可以在侧机箱内底部的另一端位置设置用于支撑折回收纳状态的伸缩装置7-4的支架15，具体不做限制。使用时，控制翻转装置7-3的伸缩杆伸出以带动伸缩装置7-4旋转至垂直状态，再通过控制伸缩装置7-4的伸缩杆伸出一定距离，以满足使用需求。
从以上技术方案可以看出，本申请通过提供一种无人机车载机场，通过设置主机箱以及侧机箱用于安装充电部分以及天线部分；而且侧机箱安装在主机箱背面上部，其底部与主机箱背面底边沿所在水平之间形成一定的避让空间，整体呈倒置L型结构，可适应多种车型的车斗使用，适应性更好，运输搬运方便；例如可以避开如图9所示的车斗内两边的凸起进行安装，安装后如图10所示。而且，主控器12、供电池10、电源管理模块11以及无人机充电座6-1组成的充电部分，可以较好的实现对无人机电池的充电管理。同时，设置的天线装置8可以使得主控器12与后台控制系统以及无人机之间进行无线通信连接，实现实时控制与监控，及时对电量低的无人机进行充电。再者，天线装置8通过翻转装置7-3以及伸缩装置7-4组成的收放装置进行安装，可以实现收纳与展开使用，减少环境的遮挡影响，提高巡检范围。
以上为本申请实施例提供的一种无人机车载机场的实施例一，以下为本申请实施例提供的一种无人机车载机场的实施例二，具体请参阅图1至图12。
一种无人机车载机场，包括：主机箱、主控器12、供电池10、电源管理模块11、无人机充电座6-1、侧机箱、天线装置8以及收放装置；主控器12、电源管理模块11、供电池10以及无人机充电座6-1均安装于主机箱内；无人机充电座6-1通过电源管理模块11与主控器12电连接；侧机箱安装于主机箱的背面上部，其底部与主机箱背面底边沿所在水平面之间形成避让空间；收放装置用于收放天线装置8，包括翻转装置7-3以及伸缩装置7-4；伸缩装置7-4安装于侧机箱内，且固定端与侧机箱内底部铰接，伸缩端与天线装置8连接；翻转装置7-3安装于侧机箱内，且与伸缩装置7-4连接，用于驱动伸缩装置7-4绕其自身的铰接处转动；天线装置8、翻转装置7-3以及伸缩装置7-4均与主控器12电连接。
进一步地，主机箱结构可以包括第一机箱1-1以及第一箱盖1-2；第一箱盖1-2铰接盖设于第一机箱1-1顶部；侧机箱可以包括第二机箱2-1以及第二箱盖2-2；第二箱盖2-2铰接盖设于第二机箱2-1顶部；第一箱盖1-2与第一机箱1-1配合位置之间以及第二箱盖2-2与第二机箱2-1配合位置之间均设有防水胶垫。第一箱盖1-2盖合时，通过防水胶垫与第一机箱1-1密封接触，包裹住第一机箱1-1上部，实现较好的密封性，同理第二机箱2-1也是如此实现密封配合，箱盖与机箱之间的其它配合位置也可以增加防水胶垫，实现密封要求，以满足达到例如IP55防水等级等，具体不做限制。
进一步地，为进一步提高控制的便利性，第一箱盖1-2以及第二箱盖2-2设计为可控制箱盖，具体还包括均与主控器12电连接的第一驱动器7-1以及第二驱动器7-2；第一驱动器7-1安装于第一机箱1-1内，且与第一箱盖1-2连接，用于驱动第一箱盖1-2的开闭；第二驱动器7-2安装于第二机箱2-1内，且与第二箱盖2-2连接，用于驱动第二箱盖2-2的开闭。第一驱动器7-1以及第二驱动器7-2的数量可以是一个或者两个，或者两个以上，根据实际分布空间以及需要做变换，具体不做限制。第一驱动器7-1以及第二驱动器7-2可以是电动推杆等机构，具体不做限制。
进一步地，本申请的车载机场还可以增加遥控装置实现遥控控制，例如遥控第一箱盖1-2以及第二箱盖2-2的开启闭合，或遥控翻转装置7-3以及伸缩装置7-4控制天线装置8的翻转与伸缩，具体不做限制。
进一步地，为了同时增加可收纳无人机的功能，还可以包括收纳座5；收纳座5上设有无人机收纳腔，用于收纳无人机或无人机的附属设备，无人机附属设备可以是平板、遥控器等。主控器12、供电池10以及电源管理模块11均安装于第一机箱1-1内底部；无人机充电座6-1可拆卸安装于第一机箱1-1内上部，且分别设有多个第一充电工位。无人机充电座6-1与收纳座5的模块化设计，可以根据实际无人机的机型更好对应机型的收纳座5，以适应无人机产品更新迭代产品的结构变化，适配更多无人机机型的放置。同理，无人机充电座6-1的模块化设计，可以根据实际无人机的电池安装相应的无人机充电座6-1，以适配各种无人机型的电池。多个第一充电工位，可以实现同时多组电池的充电，提高充电效率。当主控器12检测到电池已充到预置电量时，即可自动关闭已充满电联的电池充电线路。无人机充电座6-1与收纳座5之间的结构可以呈互补配合结构，例如收纳座5呈凹状，无人机充电座6-1即可为分布与该凹状结构的凹口中的块状，具体不做限制。另外，在收纳座5上还可以增加设置无人机附属设备电池充电座6-2，设有第二充电工位，用于给无人机附属设备充电使用，例如遥控器电池等。
进一步地，还可以包括光伏系统；光伏系统包括两个太阳能电池板3-1以及太阳能控制器3-2；两个太阳能电池板3-1分别安装于第一箱盖1-2以及第二箱盖2-2顶部；太阳能控制器3-2安装于第一机箱1-1底部，且与电源管理模块11电连接。
具体来说，可在行车及停车的过程中将太阳能转换为电能，对供电池10进行充电，使得供电池10维持有足够的电能给无人机电池以及无人机附属设备电池充电。太阳能控制器3-2可以安装于第一机箱1-1底部，且位于主控器12的一侧，不做限制，可将产生的电能给供电池10充电，补充供电池10的电量，也可以为外部提供220V的交流电。
进一步地，为了操作方便，第一机箱1-1一外侧面设有控制面板；控制面板上设有开关按钮4-1、急停按钮4-2、显示器4-3、解锁模块4-4、箱盖手动控制按钮4-5、天线装置8以及手动控制按钮4-6。开关按钮4-1用于控制总电源开关；急停按钮4-2可在紧急情况下停止机场的运行，防止意外事件的发生；显示器4-3可显示机场内部状态、各个电池状态、温度等，为用户提供内部状态信息；解锁模块4-4是人工开启及关闭第一机盖以及第二机盖的方式，例如可以是指纹识别验证模块，避免外部违规打开无人机车载机场及防盗。箱盖手动控制按钮4-5，用于手动控制第一箱盖1-2与第二箱盖2-2的开闭；天线装置8、手动控制按钮4-6，用于手动控制翻转装置7-3以及伸缩装置7-4，以实现对天线装置8的调节。
进一步地，还可以包括多个散热风扇9-1以及温湿度监控模块14；温湿度监控模块14安装于第一机箱1-1底部；多个散热风扇9-1安装于第一机箱1-1与第二机箱2-1箱体相连接的壁上，分别连通第一机箱1-1与第二机箱2-1；第二机箱2-1外侧壁上还设有多个散热口9-2。将散热口9-2开设于第二机箱2-1上，与第一机箱1-1分开，可以避免机场关闭状态下外部液体进入第一机箱1-1的可能性。温湿度监控模块14可以用于监控车载机场内部的温度以及湿度情况并反馈给主控器12，若检测到数据异常，主控器12则采取对应的控制动作。例如若检测到车载机场内部温度过高，则通过控制散热风扇9-1的电流值，加大出风量，加强散热，降低内部温度。
进一步地，第一机箱1-1一棱边位置自下而上设有开口槽；开口槽顶部设有防水航插式外接电源接口13，进一步提高整体的防水性。
本申请中，控制器、供电池10、电源管理模块11、太阳能控制器3-2、温湿度监控模块14均可以安装在第一机箱1-1内底部，其中电源管理模块11可为无人机车载机场的各个模块提供相应的电压，可控制无人机及其附属设备电池的充电与断开，及时对电池进行充电同时保护电池不过充。防水航插式外接电源接口13，其外接电源可以包括车载电源和交流电源，可将外部电源接入机场系统，同时也可为外部提供直流和交流电源支撑。
进一步地，主机箱底部设有多个脚垫16，提高安置稳定性。
如图13所示，本申请还公开了一种无人机车载机场控制方法，应用于上述实施例中的无人机车载机场，包括：
S1，主控器获取后台控制系统的任务指令。需要说明的是，主控器12接收到后台控制系统发出的任务指令后，先解析得到控制指令以及数据指令。
S2，主控器根据任务指令通过控制翻转装置以及伸缩装置将天线装置翻转升至预设高度。需要说明的是，主控器12根据解析出来的控制指令以及数据指令先控制第一驱动、第二驱动器7-2以及翻转装置7-3以及伸缩装置7-4进行动作，以将天线装置8旋转至垂直状态，再伸出侧机箱一定高度，以建立主控器12与无人机的通信连接。
S3，主控器根据任务指令控制无人机采集数据。需要说明的是，完成天线装置8的展开后，再根据控制指令以及数据指令，通过天线装置8指挥无人机按照预定航线及任务点采集对应的数据，无人机将采集的数据通过天线装置8回传给主控器12。
S4，主控器将采集的数据反馈给后台控制系统。需要说明的是，主控器12接收到无人机反馈的数据处理后反馈给后台控制系统，完成指定的工作任务。
车载机场运行过程中，主控器12会将车载机场内部信息及无人机采集的数据信息实时传输给后台控制系统，后台控制系统可以根据反馈的数据信息对车载机场进行对应的指令控制。
以上对本申请所提供的一种无人机车载机场及其控制方法进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本申请实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种无人机车载机场，其特征在于，包括：主机箱、主控器、供电池、电源管理模块、无人机充电座、侧机箱、天线装置以及收放装置；
所述主控器、所述电源管理模块、所述供电池以及所述无人机充电座均安装于所述主机箱内；
所述无人机充电座通过所述电源管理模块与所述主控器电连接；
所述侧机箱安装于所述主机箱的背面上部，其底部与所述主机箱背面底边沿所在水平面之间形成避让空间；
所述收放装置用于收放所述天线装置，包括翻转装置以及伸缩装置；
所述伸缩装置安装于所述侧机箱内，且固定端与所述侧机箱内底部铰接，伸缩端与所述天线装置连接；
所述翻转装置安装于所述侧机箱内，且与所述伸缩装置连接，用于驱动所述伸缩装置绕其自身的铰接处转动；
所述天线装置、所述翻转装置以及所述伸缩装置均与所述主控器电连接。
2.根据权利要求1所述的一种无人机车载机场，其特征在于，所述主机箱包括第一机箱以及第一箱盖；
所述第一箱盖铰接盖设于所述第一机箱顶部；
所述侧机箱包括第二机箱以及第二箱盖；
所述第二箱盖铰接盖设于所述第二机箱顶部；
所述第一箱盖与所述第一机箱配合位置之间以及所述第二箱盖与所述第二机箱配合位置之间均设有防水胶垫。
3.根据权利要求2所述的一种无人机车载机场，其特征在于，还包括均与所述主控器电连接的第一驱动器以及第二驱动器；
所述第一驱动器安装于所述第一机箱内，且与所述第一箱盖连接，用于驱动所述第一箱盖的开闭；
所述第二驱动器安装于所述第二机箱内，且与所述第二箱盖连接，用于驱动所述第二箱盖的开闭。
4.根据权利要求2所述的一种无人机车载机场，其特征在于，还包括收纳座；
所述收纳座上设有无人机收纳腔；
所述主控器、所述供电池以及所述电源管理模块均安装于所述第一机箱内底部；
所述无人机充电座可拆卸安装于所述第一机箱内上部，且分别设有多个第一充电工位。
5.根据权利要求3所述的一种无人机车载机场，其特征在于，还包括光伏系统；
所述光伏系统包括两个太阳能电池板以及太阳能控制器；
两个所述太阳能电池板分别安装于所述第一箱盖以及所述第二箱盖顶部；
所述太阳能控制器安装于所述第一机箱底部，且与所述电源管理模块电连接。
6.根据权利要求3所述的一种无人机车载机场，其特征在于，所述第一机箱一外侧面设有控制面板；
所述控制面板上设有开关按钮、急停按钮、显示器、解锁模块、箱盖手动控制按钮以及天线装置手动控制按钮。
7.根据权利要求2所述的一种无人机车载机场，其特征在于，还包括多个散热风扇以及温湿度监控模块；
所述温湿度监控模块安装于所述第一机箱底部；
多个所述散热风扇安装于所述第一机箱与所述第二机箱箱体相连接的壁上，分别连通所述第一机箱与所述第二机箱；
所述第二机箱外侧壁上还设有多个散热口。
8.根据权利要求2所述的一种无人机车载机场，其特征在于，所述第一机箱一棱边位置自下而上设有开口槽；
所述开口槽顶部设有防水航插式外接电源接口。
9.根据权利要求1所述的一种无人机车载机场，其特征在于，所述主机箱底部设有多个脚垫。
10.一种无人机车载机场控制方法，其特征在于，应用于权利要求1所述的无人机车载机场，包括：
主控器获取后台控制系统的任务指令；
主控器根据所述任务指令通过控制翻转装置以及伸缩装置将天线装置翻转升至预设高度；
主控器根据所述任务指令控制无人机采集数据；
主控器将采集的数据反馈给后台控制系统。
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