CN112722158B - 一种可安全停驻无人机的浮标 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可安全停驻无人机的浮标，包括浮标甲板和浮标内舱；在所述浮标甲板上设置有可开闭的安全舱盖；在所述浮标内舱中设置有转台、升降台、储运装置以及为无人机充电的电源；在所述转台上设置有定位标志和无人机锁定机构，所述定位标志用于向无人机指示停落点位置，所述无人机锁定机构用于在无人机停落在所述转台上时锁紧所述无人机；所述升降台用于控制所述转台经由打开的安全舱盖上升至浮标甲板或者下降至预定的对接位置，或将位于存储位的转台转移至对接位置；所述储运装置用于将处于所述对接位置的转台转移至指定的存储位。本发明的浮标不仅可以保证无人机在浮标平台上安全停驻，而且可以在无人机停驻期间，自动为无人机充电蓄能。

Description

一种可安全停驻无人机的浮标

技术领域

本发明属于海洋环境观测技术领域，涉及一种浮标，具体地说，是涉及一种应用于浮标上的无人机停驻装置。

背景技术

海洋环境观测对于海洋环境预报、防灾减灾、海洋开发、海防安全、海洋科学研究等具有重要意义。随着国家海洋强国战略的实施，对于深远海的大面积长期实时观测、敏感区域机动灵活隐蔽观测等提出了更高的要求。

目前，深远海海洋环境观测主要分为固定平台观测和移动平台观测两种。其中，固定平台观测主要包括卫星观测和锚定浮标观测两种形式。卫星观测方式，观测面积比较广，但是精度比较低，而且基本都是针对海水表层的遥感观测。锚定浮标观测是将浮标锚定在待测海面上，并在浮标平台上搭载各种类型的海洋观测仪器，通过这些海洋观测仪器对海水表层以及海洋不同深度层面的环境参数进行检测。锚定浮标观测方式可以对锚定点海域进行定点长期连续观测，但不能对布放海域进行大面积机动观测。

针对锚定浮标观测方式无法实现大面积机动观测的缺陷，现有的解决办法是将无人机与浮标平台相结合，将一些观测仪器搭载在无人机上，通过无人机携带观测仪器对低空气象、生态污染等海洋环境进行定期观测。同时，利用无人机机动灵活的特点，还可以对海上溢油、海上搜救等突发事件进行调查，提供第一手宝贵资料。

但是，海洋环境极为恶劣，浮标平台在海面上极易发生晃动，且有时晃动幅度较大，容易对无人机造成损坏。因此，如何保证无人机在海上浮标平台上安全停驻，是目前海洋观测领域面临的一项主要课题。

发明内容

本发明针对无人机在海上浮标平台上的安全停驻问题，提出了一种新型结构的浮标，不仅可以保证无人机在浮标平台上安全起降和存储，而且可以在无人机停驻在浮标平台期间，自动为无人机补充电力，以满足无人机在待测海域长期作业的需求。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种可安全停驻无人机的浮标，包括浮标甲板和浮标内舱；在所述浮标甲板上设置有可开闭的安全舱盖；在所述浮标内舱中设置有转台、升降台、储运装置和电源；在转台上设置有定位标志和无人机锁定机构，所述定位标志用于向无人机指示停落点位置，所述无人机锁定机构用于在无人机停落在所述转台上时锁紧所述无人机，并与无人机上的充电电极接触导通；所述升降台用于控制所述转台经由打开的安全舱盖上升至浮标甲板或者下降至预定的对接位置；所述储运装置用于将处于所述对接位置的转台转移至指定的存储位，或者将位于其他存储位的转台转移至所述对接位置；在所述储运装置上设置有用于锁紧所述转台的转台锁定机构；所述电源通过充电线缆连接移动电极，所述移动电极设置在所述转台锁定机构上，在转台锁定机构锁紧转台时，与布设在转台上的充电线缆连通；所述转台上的充电线缆连接所述无人机锁定机构，以形成电源与无人机之间的充电回路。

在本申请的一些实施例中，所述储运装置包括环形框架、多储位旋转架和储运电机；其中，所述环形框架固定安装在所述浮标内舱中；所述多储位旋转架上形成有多个转台承载位，其中一个转台承载位位于所述对接位置；所述多储位旋转架的外侧与所述环形框架滑动装配，内侧连接转轴；所述储运电机连接所述转轴，通过驱动所述转轴带动所述多储位旋转架转动，以更替位于所述对接位置的转台承载位。将多个转台承载位圆周排布，可减少浮标内舱的占用空间，能够以更加简单的结构设计和控制逻辑实现不同转台承载位在对接位置的自动更替。

在本申请的一些实施例中，所述多储位旋转架优选由多个半圆形支架拼接而成，所述多个半圆形支架沿周向等间距间隔排布，每一个半圆形支架用于承载一个所述转台；所述多个半圆形支架的内侧接合在一起并连接所述转轴，外侧通过滑块或滚轮与开设在所述环形框架上的凹槽滑动装配，利用环形框架对半圆形支架起到支撑作用，以增强转台在转移存储位时移动的平稳性。

在本申请的一些实施例中，为了保证转台可以牢固地停放在所述储运装置上，即使浮标剧烈晃动也不会从储运装置上掉落，本申请优选在每一个所述半圆形支架上均安装所述转台锁定机构，并在每一个转台上均设置锁定孔，所述半圆形支架上的转台锁定机构在所述转台经由所述升降台下降至所述预定的对接位置时，与所述锁定孔配合，将所述转台锁紧在所述半圆形支架上。另外，优选设计所述转轴为中空结构，在其内部套装芯轴；将所述芯轴的底部固定在所述浮标内舱中，顶部安装电滑环的定子；所述芯轴沿其轴线方向形成有中空腔，连接所述电源的充电线缆穿过所述中空腔连接所述电滑环的定子，所述电滑环的转子安装在所述转轴上，并通过另外的充电线缆连接设置在所述转台锁定机构上的移动电极。

在本申请的一些实施例中，为了保证转台在升降的过程中可以牢固地停放在所述升降台上，即使浮标剧烈晃动也不会从升降台上坠落，本申请优选在所述升降台上安装锁紧机构，并将设置在所述转台上的锁定孔设计成上下两层，下层锁定孔用于与所述升降台上的锁紧机构配合，在升降台携带所述转台升降的过程中，将所述转台锁紧在所述升降台上；上层锁定孔用于与所述半圆形支架上的转台锁定机构配合，并与所述布设在转台上的充电线缆连接，所述升降台上的锁紧机构与所述半圆形支架上的转台锁定机构呈交替锁定关系，以实现转台在升降台与储运装置之间的稳定转移。

在本申请的一些实施例中，所述转台包括上层载台和下层环形支架，所述下层锁定孔优选设置多个，位于所述下层环形支架上且沿下层环形支架的圆周方向等间距分布；所述上层锁定孔优选设置两个，位于所述上层载台上且沿径向方向相对分布；在每一个所述半圆形支架的内侧和外侧分别安装有一个所述转台锁定机构，分别用于与两个所述上层锁定孔一一对应锁定，以提高转台在储运装置上锁定的稳固度；所述移动电极优选设置在位于内侧的转台锁定机构上；所述定位标志和无人机锁定机构优选设置在所述上层载台的顶面。

在本申请的一些实施例中，所述升降台包括用于承载所述转台的台面，所述升降台上的锁紧机构优选布设在所述台面的顶面；所述台面的底面安装有摇杆，所述摇杆连接曲柄，所述曲柄连接升降电机，所述升降电机通过驱动曲柄转动带动摇杆转动，进而带动所述台面升降；优选设置一导向杆与所述台面滑动装配，所述导向杆竖直安装在所述浮标内舱中，所述台面可沿导向杆升降移动。

在本申请的一些实施例中，为了提高升降台升降过程的平稳性，优选设计所述曲柄和摇杆呈H型结构。

在本申请的一些实施例中，所述升降台上的锁紧机构和所述半圆形支架上的转台锁定机构优选采用直线电机，以简化结构设计。为了简化结构设计，优选将所述直线电机的直线运动轴作为所述移动电极，参与浮标电源与无人机之间的充电回路的构建。

在本申请的一些实施例中，所述无人机锁定机构包括立柱、锁止块、推杆和锁定电机；其中，所述立柱为空心结构，周侧壁上开设有沿周向分布的多个通孔，在每一个通孔中均安装有簧片；所述锁止块包括多个，均与所述立柱铰接，且一个锁止块通过一个所述通孔伸出所述立柱或者收纳于所述立柱中；在每一个所述锁止块的内侧均形成有凸起，所述簧片靠压在所述锁止块上；在其中两个锁止块上对应布设有正电极和负电极，所述布设在转台上的充电线缆穿入所述立柱，其正极线缆连通其中一个锁止块上的正电极，其负极线缆连通另外一个锁止块上的负电极，所述正电极和负电极在锁止块锁定无人机时，分别与无人机上的充电电极中的正极环和负极环对应接触导通，构成充电回路；所述推杆的上部分伸入到所述立柱中，下部分形成有外螺纹；在所述推杆的上部分形成有垂直于推杆的推盘，所述推盘抵靠在所述凸起的底部；所述锁定电机的转轴连接齿轮，所述齿轮与所述推杆上形成的齿条结构相啮合；当锁定电机通过齿轮驱动推杆上移时，所述推盘向上推动所述凸起，使所述锁止块的顶部伸出所述通孔，以用于锁定无人机；当锁定电机通过齿轮驱动推杆下移时，所述簧片靠压所述锁止块，使锁止块复位，收回至所述立柱中，对无人机实现解锁。

在本申请的一些实施例中，所述浮标还包括姿态传感器、无线通信模块和控制模块；所述姿态传感器用于感测浮标的姿态并发送至所述控制模块；所述控制模块通过无线通信模块与无人机交互数据，在接收到无人机起降指令时，控制所述安全舱盖打开，控制所述储运装置、升降台和无人机锁定机构按既定顺序动作，并根据浮标姿态数据生成浮标摆动波形，根据所述摆动波形预测浮标摆动到水平位置的时间，并将所述时间发送至无人机，以控制无人机在指定时间起飞或着陆，实现无人机的安全起降。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明将无人机停放在浮标的内舱中，由此可以为无人机提供密闭的存储空间，避免无人机因长期停驻在浮标甲板上而遭受海洋环境的侵蚀和损坏，提高了无人机海上作业的可靠性。通过设计转台、升降台和储运装置，使得无人机可以根据其自身的实际起降需求，在浮标甲板与浮标内舱之间自动转场，通过设计锁定机构，可以避免无人机因浮标晃动而出现移位、碰撞、坠落等事故的发生，实现了无人机在浮标上的安全停驻。同时，通过设计充电回路，可以在无人机停驻于浮标平台期间，利用浮标上的电源自动为无人机补充电力，以延长无人机的作业时间，满足无人机在待测海域执行长期观测任务的需求。此外，通过在浮标平台上布设姿态传感器，利用浮标平台的姿态数据预测浮标平台的摆动趋势，进而指导无人机在浮标平台摆动到水平位置时起飞或着陆，由此实现了无人机的安全起降。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提出的浮标的一种实施例的系统原理示意图；

图2为无人机停驻装置的一种实施例的结构示意图；

图3为图2中的升降台的一种实施例的结构示意图；

图4为图2中的储运装置的一种实施例的结构示意图；

图5为图2中的转台的一种实施例的结构示意图；

图6为图5中的无人机锁定机构在解除锁定状态下的一种实施例的结构示意图；

图7为图6所示无人机锁定机构的纵向剖视图；

图8为图5中的无人机锁定机构在锁定状态下的一种实施例的结构示意图；

图9为图8所示无人机锁定机构的纵向剖视图；

图10为无人机的一种实施例的结构示意图；

图11为本发明所提出的浮标的电控部分的一种实施例的电路原理框图；

图12为布设在图4所示的储运装置上的充电部分的结构示意图；

图13为布设在图8所示的无人机锁定机构中的充电部分的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细地描述。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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，还需要说明的是，在本发明的描述中，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，也可以是可拆卸连接或一体地连接；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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参见图1，本实施例的浮标100包括浮标本体、连接在浮标本体底部的锚链104以及连接在锚链104末端的锚103。通过投放锚103将浮标本体停驻在待测海域的定点位置，实现浮标100的定点投放。

浮标本体的顶面为浮标甲板101，其上设置有可开闭的安全舱盖105，结合图2所示。所述安全舱盖105与浮标甲板101通过舱盖开闭装置106相连接。浮标本体的内部中空，形成浮标内舱102，用于存放无人机300。为了实现无人机300的自动停驻，本实施例在浮标内舱102中设置有无人机停驻装置200，优选位于安全舱盖105的正下方。在无人机300需要起飞或者降落时，打开安全舱盖105，通过无人机停驻装置200将存放在浮标内舱102中的无人机300抬升至浮标甲板101，或者将降落至浮标甲板101的无人机300回收至浮标内舱102存放。在无人机300飞离浮标100或者存放至浮标内舱102后，关闭安全舱盖105，实现浮标内舱102的密封。

如图2所示，本实施例的无人机停驻装置200主要包括转台210、升降台220和储运装置230等组成部分。其中，转台210用于承载无人机300，在升降台220的驱动下，上升至浮标甲板101或者下降至浮标内舱102中。储运装置230用于接收下降至浮标内舱102中的转台210，并将转台210转移中不同的存储位。

作为一种优选实施例，如图5所示，所述转台210优选设计成双层结构，包括上层载台211和下层环形支架212。其中，上层载台211优选设计成圆形，其顶面设置有定位标志213以及无人机锁定机构250。所述定位标志213优选设计成十字型，交叉点位于圆形上层载台211的中心位置，以用于向无人机300指示其着陆点的位置。所述无人机锁定机构250用于在无人机300着陆后，对无人机300进行锁定，以避免无人机300因浮标100晃动而相对于转台210发生滑移。

在本实施例中，所述无人机锁定机构250优选设计成类圆柱体，结合图6-图9所示，包括立柱251、锁止块253、簧片255、推杆256、齿轮258和锁定电机259等主要组成部分。其中，立柱251的上部分优选设计成圆锥台型壳体，下部分优选设计成中空的圆柱体结构。在所述立柱251的周侧壁上开设有通孔252，所述通孔252优选设计成竖条状，且优选在立柱251的周侧壁上沿圆周方向等间距地开设多个。在每一个通孔252中分别安装有一个锁止块253，所述锁止块253与立柱251通过铰接轴铰接。所述锁止块253朝向立柱251外侧的一面优选设计成平面，朝向立柱251内侧的一面形成有一凸起254。簧片255安装在通孔252中，优选一端与通孔252的底面固定连接，另一端靠压在锁止块253的内侧面上，且位于所述凸起254的下方位置，即，如图7所示的位置关系。所述推杆256的上部分伸入到立柱251所形成的空腔中，且邻近推杆256的顶端的位置设置有垂直于推杆256的推盘257。所述推盘257优选设计成圆盘状，其顶面抵靠各个锁止块253的凸起254的底部，用于向各个凸起254施加上推力。所述推杆256的下部分外露立柱251，例如从立柱251的底部伸出。在推杆256的下部分形成有齿条结构，并与齿轮258相啮合。所述齿轮258安装在锁定电机259的转轴上，锁定电机259通过驱动齿轮258旋转，以控制推杆256上移或者下移。

为了便于无人机300在无人机锁定机构250上准确定位，如图10所示，本实施例优选在无人机的机身301的底部设置喇叭口状的防撞网303，在防撞网303的顶部形成锁位环302。在无人机300下降着陆时，喇叭口状的防撞网303首先套在立柱251的外侧，引导无人机300纠正其最终的着陆点位置，使无人机300的锁位环302与立柱251对准。在无人机300完成着陆后，锁定电机259驱动齿轮258正转，推动推杆256上移，进而通过推盘257推动锁止块253的凸起254上移，使锁止块253相对于立柱251向外翻转，进而使锁止块253的上部分伸出通孔252，如图8、图9所示，卡接在无人机300的锁位环302上，实现对无人机300的锁定。反之，当无人机300需要起飞时，锁定电机259驱动齿轮258反转，推动推杆256下移。此时，锁止块253在簧片255的弹性恢复力的作用下相对于立柱251向内翻转复位，收回到立柱251中，如图6、图7所示，继而解除对无人机300的锁定。

为了实现无人机300在浮标100上的安全停驻，本实施例在转台210上还设置有锁定孔214、215，以用于与升降台220上的锁紧机构226和储运装置230上的转台锁定机构236相配合，实现转台210在升降台220或者储运装置230上的锁定。

作为一种优选实施例，所述锁定孔214、215优选设置多个，形成上下两层，如图5所示。其中，上层锁定孔214优选布设在转台的上层载台211的底部，用于与储运装置230上的转台锁定机构236相配合。下层锁定孔215优选布设在转台的下层环形支架212的顶面，用于与升降台220上的锁紧机构226相配合。在本实施例中，所述上层锁定孔214优选包括两个，沿圆形上层载台211的径向方向相对布设。所述下层锁定孔215优选包括三个，沿圆形的下层环形支架212的周向方向均匀布设。

在本实施例中，所述升降台220固定安装在浮标内舱102中，且位于安全舱盖105正下方的位置，结合图2、图3所示，用于升降所述转台210。作为一种优选实施例，所述升降台220主要包括台面221、曲柄222、摇杆223、升降电机224、导向杆225等组成部分。其中，台面221用于承载转台210，优选设计成直径大于转台210的圆形。在台面221的顶部布设有锁紧机构226，优选沿圆周方向等间距布设三个锁紧机构226，分别用于与转台210上的三个下层锁定孔215一一配合。摇杆223的顶端优选安装于台面221的底面，摇杆223的底端转动连接曲柄222的顶端，曲柄222的底端连接升降电机224。同时，将所述台面221与导向杆225滑动装配，并将导向杆225竖直安装在浮标内舱102中，对台面221的上下直线运动过程起到导向和支撑作用。曲柄222、摇杆223、台面221和导向杆225构成曲柄滑块机构，在升降电机224的驱动下，控制台面221上移或下移。

作为一种优选实施例，所述曲柄222和摇杆223优选呈H型结构，以提高台面221升降过程中的平稳性。

在本实施例中，储运装置230为无人机300提供了多个存储位，可以实现多架无人机300的同时存储，如图2所示。所述升降台220的布设位置即与储运装置230的其中一个存储位相重合，本实施例将该存储位定义为预定的对接位置。

作为一种优选实施例，所述储运装置230优选设计成圆形，如图4所示，包括环形框架231、多储位旋转架232和储运电机234等主要组成部分。其中，环形框架231通过多根支腿238固定安装在浮标内舱102内，环形框架231的顶面开设有凹槽239。多储位旋转架232优选由多个半圆形支架拼接而成，形成多个转台承载位，其中一个转台承载位即位于所述对接位置。每一个转台承载位即构成一架无人机的存储位。利用储运电机234驱动所述多储位旋转架232转动，以更替位于所述对接位置的转台承载位。

在本实施例中，构成所述多储位旋转架232的多个半圆形支架优选沿圆周方向等间距排布，每一个半圆形支架用于承载一个转台210。多个半圆形支架的内侧接合在一起并连接转轴233，转轴233通过齿轮组237与储运电机234传动配合。在每一个半圆形支架的外侧的底面分别设置有一个滑块或滚轮235，所述滑块或滚轮235与开设在环形框架231上的凹槽239滑动装配，利用环形框架231对半圆形支架起到支撑作用，并同时增强转台210在转移存储位时移动的平稳性。

在每一个半圆形支架的内外两侧端部分别安装有一个转台锁定机构236，分别用于与转台210的两个上层锁定孔214相配合。

在本实施例中，布设在升降台220上的锁紧机构226以及布设在储运装置230中的转台锁定机构236优选采用直线电机，通过控制直线电机的输出轴伸出，并插入到转台210的锁定孔214或215中，以实现对转台210的锁定。

此外，本实施例在浮标100上还布设有姿态传感器240、控制模块和无线通信模块，如图11所示。其中，姿态传感器240优选布设在浮标内舱102中，如图2所示，用于检测浮标100的姿态。控制模块用于控制舱门开闭装置106、升降电机224、储运电机234、各锁定机构250、226、236根据无人机300的起降和停放要求，按照既定顺序协调动作。

具体工作过程为：在非工作状态下，转台210上的无人机锁定机构250将无人机300固定在转台210上，而转台210被储运装置230上的锁定机构236紧固在储运装置5的半圆形支架上。

当浮标内舱102中的无人机300需要起飞时，通过无线通信模块与浮标100上的控制模块通信，发送准备起飞的指令。浮标100上的控制模块通信在接收到准备起飞的指令后，首先控制储运装置230中的储运电机234旋转，将准备起飞的无人机所在的转台210转移至预定的对接位置，即，安全舱盖105的正下方位置，也即升降台220的正上方位置。而后，控制模块控制储运装置230中位于对接位置处的半圆形支架上的转台锁定机构236松开；同时，控制升降台220上的锁紧机构226将转台210锁定，完成无人机300从储运装置230到升降台220的转移。然后，控制模块控制舱门开闭装置106打开安全舱盖105，转台210通过升降台220上升到达浮标甲板101。然后，控制模块控制转台210上的锁定机构250解除锁定，无人机300即可离开浮标100起航。

无人机的降落过程和上述起飞相反，即，在浮标100上的控制模块通过无线通信模块接收到无人机300发出的返回指令后，首先控制舱门开闭装置106开启安全舱盖105，通过升降台220从储运装置230中选择一个空置的转台210抬升至浮标甲板101。无人机300首先初步悬停在升降台220的上方，然后通过浮标100上的高精度姿态传感器240观测的浮标姿态，引导无人机300缓慢安全降落。无人机300的支撑腿上安装的喇叭口型防撞网303便于无人机300与转台210上的锁定机构250对接。无人机300与转台210上的锁定机构250对接后，控制模块控制转台210上的锁定机构250将无人机300锁紧固定，同时，控制升降台220上的锁紧机构226将转台210锁定在升降台220上。然后，控制模块控制升降台220下降至储运装置230与转台210的对接位置，而后，控制升降台220解除对转台210的锁定，同时，控制储运装置230上的转台锁定机构236动作，将转台210锁紧固定在储运装置230上，并转运至指定存储位。最后，控制模块控制舱门开闭装置106关闭浮标甲板101上的安全舱盖105，实现对无人机300的封闭存储。

在控制模块接收到无人机300发出的起飞指令或者返回指令时，为了指导无人机300安全起降，控制模块启动姿态传感器240连续检测浮标100在一段时间内的姿态，以生成一组浮标姿态数据，并根据该组浮标姿态数据形成浮标摆动波形。由于浮标100在海面上随波浪摆动是有一定规律的，其波形近似于正弦波，因此，可以根据正弦波形预测出浮标100摆动到水平位置的时间。所述时间可以是未来的多个时间，将这些时间作为指定时间通过无线通信模块发送至无人机100，以指导无人机100在指定时间起飞或着陆。由于无人机100在起飞和着陆时，都是直升直降，因此，选择在浮标100摆动到水平位置时起飞或着陆，可以保证无人机起降的安全性。

此外，为了使本实施例的浮标100具有对无人机300自动充电的功能，本实施例在浮标100上设置充电装置，具体包括电源、充电线缆、电滑环264、移动电极263等主要组成部分，结合图12、图13所示，以用于在无人机300存储在浮标内舱期间，利用浮标100上的电源为无人机300充电蓄能。

作为一种优选实施例，所述电源优选布设在浮标内舱中，连接充电线缆261。如图12所示，本实施例优选将储运装置230中的转轴233设计成中空结构，并在转轴233中套装芯轴260。所述芯轴260与所述转轴233同轴布设，且转轴233可绕芯轴260转动。优选将所述芯轴260也设计成中空结构，即，沿芯轴260的轴线方向形成一个中空腔。将芯轴260的底部固定安装在浮标内舱中，顶部安装电滑环264的定子，电滑环264的转子可安装于转轴233的顶部。将所述充电线缆261穿入到所述芯轴260的中空腔内，并与电滑环264的定子连接。将电滑环264的转子通过充电线缆262与移动电极263电连接，并将移动电极263布设在储运装置230的转台锁定机构236上。在本实施例中，优选将移动电极263布设在位于内侧的转台锁定机构236上。在某些实施例中，若转台锁定机构236选用直线电机，则可以将直线电机的直线运动轴作为所述移动电极263，在与转台210的上层锁定孔214锁定配合的同时，接通充电回路，传输充电电流。

同时，在转台210上布设充电线缆265，如图13所示，并将充电线缆265的一端连接至转台210的上层锁定孔214，所述上层锁定孔214应为与储运装置230上位于内侧的转台锁定机构236相配合的锁定孔，以使转台锁定机构236在锁紧转台210期间，移动电极263能够与上层锁定孔214以及充电线缆265接触导通。将充电线缆265穿入到无人机锁定机构250的立柱251中，具体可以从立柱251所形成的中空腔体的底部穿入，并延伸到立柱251的顶部固定。将充电线缆265的另一端拆分成正极线缆266和负极线缆267，分别与两个锁止块253一一对应连接。在连接正极线缆266的锁止块253的外侧面上布设正电极268，并将正电极268与正极线缆266电连接。在连接负极线缆267的锁止块253的外侧面上布设负电极269，并将负电极269与负极线缆267电连接。在无人机300的锁位环302上形成上下两圈充电电极，分别为正极环304和负极环305，如图10所示，连通无人机100的内置电池。当锁止块253锁定在无人机的锁位环302上时，锁止块253上的正电极268刚好与锁位环302上的正极环304接触导通，锁止块253上的负电极269刚好与锁位环302上的负极环305接触导通，由此便可将浮标100上的电源与无人机300的内置电池电连通。在无人机300停驻于浮标内舱期间，控制模块可以根据无人机300的机载电量情况，控制浮标100上的电源为无人机300充电，实现浮标对无人机的自充电功能。

当然，以上所述仅是本发明的一种优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种可安全停驻无人机的浮标，包括浮标甲板和浮标内舱；其特征在于，

在所述浮标甲板上设置有可开闭的安全舱盖；

在所述浮标内舱中设置有：

转台，其上设置有定位标志和无人机锁定机构，所述定位标志用于向无人机指示停落点位置，所述无人机锁定机构用于在无人机停落在所述转台上时锁紧所述无人机，并与无人机上的充电电极接触导通；

升降台，其用于控制所述转台经由打开的安全舱盖上升至浮标甲板或者下降至预定的对接位置；

储运装置，其用于将处于所述对接位置的转台转移至指定的存储位，或者将位于其他存储位的转台转移至所述对接位置；在所述储运装置上设置有用于锁紧所述转台的转台锁定机构；

电源，其通过充电线缆连接移动电极，所述移动电极设置在所述转台锁定机构上，在转台锁定机构锁紧转台时，与布设在转台上的充电线缆连通；所述转台上的充电线缆连接所述无人机锁定机构，以形成电源与无人机之间的充电回路；

在所述浮标上还设置有：

姿态传感器，其用于感测浮标的姿态；

无线通信模块，其与所述无人机进行无线通信；

控制模块，其连接所述姿态传感器，并通过所述无线通信模块与无人机交互数据；所述控制模块在接收到无人机起降指令时，控制所述安全舱盖打开，控制所述储运装置、升降台和无人机锁定机构按既定顺序动作，并根据浮标姿态数据生成浮标摆动波形，根据所述摆动波形预测浮标摆动到水平位置的时间，并将所述时间发送至无人机，以控制无人机在指定时间起飞或着陆。

2.根据权利要求1所述的可安全停驻无人机的浮标，其特征在于，所述储运装置包括：

环形框架，其固定安装在所述浮标内舱中；

多储位旋转架，其上形成有多个转台承载位，其中一个转台承载位位于所述对接位置；所述多储位旋转架的外侧与所述环形框架滑动装配，内侧连接转轴；

储运电机，其连接所述转轴，通过驱动所述转轴带动所述多储位旋转架转动，以更替位于所述对接位置的转台承载位。

3.根据权利要求2所述的可安全停驻无人机的浮标，其特征在于，所述多储位旋转架包括多个半圆形支架，所述多个半圆形支架沿周向等间距间隔排布，每一个半圆形支架用于承载一个所述转台；所述多个半圆形支架的内侧接合在一起并连接所述转轴，外侧通过滑块或滚轮与开设在所述环形框架上的凹槽滑动装配。

4.根据权利要求3所述的可安全停驻无人机的浮标，其特征在于，

在每一个所述半圆形支架上均安装有所述转台锁定机构；

在所述转台上设置有锁定孔，所述半圆形支架上的转台锁定机构在所述转台经由所述升降台下降至所述预定的对接位置时，与所述锁定孔配合，将所述转台锁紧在所述半圆形支架上；

所述转轴为中空结构，其内部套装有芯轴；所述芯轴的底部固定在所述浮标内舱中，顶部安装电滑环的定子；所述芯轴沿其轴线方向形成有中空腔，连接所述电源的充电线缆穿过所述中空腔连接所述电滑环的定子，所述电滑环的转子安装在所述转轴上，并通过另外的充电线缆连接设置在所述转台锁定机构上的移动电极。

5.根据权利要求4所述的可安全停驻无人机的浮标，其特征在于，

在所述升降台上安装有锁紧机构；

设置在所述转台上的锁定孔包括上下两层，下层锁定孔用于与所述升降台上的锁紧机构配合，在升降台携带所述转台升降的过程中，将所述转台锁紧在所述升降台上；上层锁定孔用于与所述半圆形支架上的转台锁定机构配合，并与所述布设在转台上的充电线缆连接，所述升降台上的锁紧机构与所述半圆形支架上的转台锁定机构呈交替锁定关系。

6.根据权利要求5所述的可安全停驻无人机的浮标，其特征在于，所述转台包括上层载台和下层环形支架，所述下层锁定孔包括多个，位于所述下层环形支架上且沿下层环形支架的圆周方向等间距分布；所述上层锁定孔包括两个，位于所述上层载台的底面且沿径向方向相对分布；在每一个所述半圆形支架的内侧和外侧分别安装有一个所述转台锁定机构，分别用于与两个所述上层锁定孔一一对应锁定；所述移动电极设置在位于内侧的转台锁定机构上；所述定位标志和无人机锁定机构设置在所述上层载台的顶面。

7.根据权利要求5所述的可安全停驻无人机的浮标，其特征在于，所述升降台包括用于承载所述转台的台面，所述升降台上的锁紧机构布设在所述台面的顶面；所述台面的底面安装有摇杆，所述摇杆连接曲柄，所述曲柄连接升降电机，所述升降电机通过驱动曲柄转动带动摇杆转动，进而带动所述台面升降；所述台面与一导向杆滑动装配，所述导向杆竖直安装在所述浮标内舱中。

8.根据权利要求7所述的可安全停驻无人机的浮标，其特征在于，

所述曲柄和摇杆呈H型结构；

所述升降台上的锁紧机构和所述半圆形支架上的转台锁定机构均为直线电机，所述移动电极为所述直线电机的直线运动轴。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的可安全停驻无人机的浮标，其特征在于，所述无人机锁定机构包括：

立柱，其为空心结构，周侧壁上开设有沿周向分布的多个通孔，在每一个通孔中均安装有簧片；

锁止块，其包括多个，均与所述立柱铰接，且一个锁止块通过一个所述通孔伸出所述立柱或者收纳于所述立柱中；在每一个所述锁止块的内侧均形成有凸起，所述簧片靠压在所述锁止块上；在其中两个锁止块上对应布设有正电极和负电极，所述布设在转台上的充电线缆穿入所述立柱，其正极线缆连通其中一个锁止块上的正电极，其负极线缆连通另外一个锁止块上的负电极，所述正电极和负电极在锁止块锁定无人机时，分别与无人机上的充电电极中的正极环和负极环对应接触导通；

推杆，其上部分伸入到所述立柱中，下部分形成有齿条结构；在所述推杆的上部分形成有垂直于推杆的推盘，所述推盘抵靠在所述凸起的底部；

锁定电机，其转轴连接齿轮，所述齿轮与所述推杆上形成的齿条结构啮合；当锁定电机通过齿轮驱动推杆上移时，所述推盘向上推动所述凸起，使所述锁止块的顶部伸出所述通孔，以用于锁定无人机；当锁定电机通过齿轮驱动推杆下移时，所述簧片靠压所述锁止块，使锁止块复位，收回至所述立柱中，以解锁无人机。

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