CN112744104B - 无人机降落充电装置和无人机系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种无人机降落充电装置和无人机系统，其中，无人机降落充电装置包括：充电杆组件和充电平台，所述充电杆组件包括支架和与所述支架连接的至少两个充电杆；两所述充电杆的两个自由端部分别为正极充电触头和负极充电触头；所述充电平台包括充电面板和设于所述充电面板表面的固定结构；两所述充电杆均可拆卸连接于所述固定结构，并与所述充电面板电连接。本发明技术方案的无人机降落充电装置可实现防滑脱充电，且适用性广。

Description

无人机降落充电装置和无人机系统

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，特别涉及一种无人机降落充电装置和无人机系统。

背景技术

无人驾驶飞机简称无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)，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，因其成本低、使用方便、机动性和灵活性强等优点，被广泛应用在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输以及军事侦察等领域有了广泛的应用，其中，多旋翼无人机应用最为广泛。

目前，限制无人机进一步发展的一个重要因素为续航力，现阶段多旋翼无人机多采用快速及时进行充电来提高续航力和工作效率，故需要设置一个专门供其停靠充电的装置，而现在大多数是人工将其放在指定充电装置处，手动连接充电线缆进行充电，效率低且自主性差。也有的使用平面网格充电板进行无线充电，充电板被均匀划分为若干相互绝缘的网格，无人机充电触头与其接触之后便进行充电，但是此种方式没有固定限位机构，在户外和移动平台(移动的车、水面艇等)上使用时容易受到环境扰动，导致无人机滑脱或触头接触不良，影响充电效率和电池寿命。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种无人机降落充电装置，旨在实现无人机降落自动充电的稳定性和便捷性。

为实现上述目的，本发明提出的无人机降落充电装置包括：

充电杆组件，所述充电杆组件包括支架和与所述支架连接的至少两个充电杆；两所述充电杆的两个自由端部分别为正极充电触头和负极充电触头；和

充电平台，所述充电平台包括充电面板和设于所述充电面板表面的固定结构；

两所述充电杆均可拆卸连接于所述固定结构，并与所述充电面板电连接。

可选的实施例中，所述充电面板包括呈阵列排布的至少两个充电网格，所述固定结构包括固定层，所述固定层设于所述充电面板的表面，并开设有至少两个固定孔，一个所述固定孔与一个所述充电网格相对应设置，一所述充电杆连接于一所述固定孔内，并于其端部抵接所述充电网格。

可选的实施例中，所述固定孔为倒置的阶梯孔，所述充电杆远离所述支架的一端活动连接有卡块，所述卡块可通过所述充电杆的转动而旋转扩张或收缩，以与所述固定孔的阶梯面分离或卡合固定。

可选的实施例中，所述充电杆包括外套筒和设于所述外套筒内的内转筒，所述内转筒相对于所述外套筒可转动，所述内转筒远离所述支架的一端连接所述卡块，所述卡块通过弧形连杆与所述内转筒连接，所述外套筒对应所述卡块的位置开设有避让孔，所述卡块可通过所述内转筒的转动旋入或旋出所述避让孔。

可选的实施例中，每一所述充电杆的充电触头为弹性触头，其沿所述充电杆的轴线方向可伸缩设置。

可选的实施例中，所述固定结构还包括引导层，所述引导层设于所述固定层背离所述充电面板的一侧，所述引导层开设有多个引导槽孔，一所述引导槽孔对应连通一所述固定孔，以引导所述充电杆的端部插入所述固定孔内。

可选的实施例中，在所述充电面板至所述固定孔的方向上，所述引导槽孔的开口尺寸呈增大趋势。

可选的实施例中，设定两所述充电网格的边长为A，两所述充电杆的两轴线之间的初始垂直间距为L，其中，L大于

小于2A。

可选的实施例中，两个所述充电杆相对于所述支架可移动设置，以调整两所述充电杆之间的垂直间距；和/或，

每一个所述充电杆相对于所述支架可转动设置，以具有与所述支架相平行的折叠状态和与所述支架相垂直的充电状态。

可选的实施例中，两个所述充电杆相对于所述支架可滑动，所述支架包括三个固定端和设于两两固定端之间的两第一滑道，每一个所述充电杆的一端连接有滑块，所述滑块滑动设于一所述第一滑道上，以带动所述充电杆移动。

可选的实施例中，所述支架还包括有第一弹性件和第二弹性件，所述第一弹性件和所述第二弹性件分别设于一所述充电杆和与之相邻的两所述固定端之间。

本发明还提出一种无人机系统，所述无人机系统包括无人机和如上任一所述的无人机降落充电装置，所述无人机包括支脚，所述充电杆组件与所述支脚固定连接。

本发明技术方案的无人机降落充电装置包括充电杆组件和充电平台，充电杆组件包括支架和至少两充电杆，支架一方面用于与无人机连接，两充电杆分别与无人机的电池的正负极连接，从而使得其两自由端为正极充电触头和负极充电触头，另一方面支架也为两充电杆提供支撑，方便充电杆与充电平台进行连接充电。此时，充电平台包括有充电面板和固定结构，充电杆可拆卸连接于固定结构上，并与充电面板电连接，从而使得无人机通过充电杆组件实现充电。如此，无人机可以通过控制充电杆与固定结构的连接而起到限位作用，有效阻止无人机滑脱或触头接触不良，即使是户外等环境也不影响无人机的充电，从而提高充电效率。同时，支架与无人机连接，充电杆与充电平台电连接充电，可以降低对无人机的结构的要求，使得该无人机降落充电装置的适用性强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明无人机系统一实施例的结构示意图；

图2为图1所示无人机系统不同状态的结构示意图；

图3为图2所示无人机系统处于充电状态的剖视图；

图4为图3中A处的放大图；

图5为图1所示无人机系统中无人机降落充电装置的结构示意图；

图6为图5所示无人机降落充电装置中充电杆组件的剖视图；

图7为图6所示充电杆组件中充电杆的结构示意图。

附图标号说明：

100	无人机降落充电装置	1373	触头部
				10	充电杆组件	15	滑块
11	支架	17	驱动件
				111	固定端	30	充电平台
113	第一滑道	31	充电面板
				115	第一弹性件	33	固定结构
117	第二弹性件	331	固定层
				119	固定卡环	3311	固定孔
13	充电杆	333	引导层
				131	外套筒	3331	引导槽孔
1311	避让孔	200	无人机系统
				133	内转筒	210	无人机
1331	让位槽	211	主体
				135	卡块	213	旋翼
137	充电触头	215	支脚
				1371	连接外壳	217	导线

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明公开了一种具有防滑脱功能的无人机降落充电装置，涉及无人机技术领域，可用于无人机的自主降落与对接充电。与现有技术相比，降低了高精度降落对接要求，保持无人机在充电板上稳固充电，具有抗干扰能力强、结构简单实用、自动化程度高、适用范围广、可扩展性好等优点，适用于降落及充电过程有较强外力干扰的多种场景中，如户外有风环境或移动中的非平稳平台上充电，为后续实现无人机的自主降落和充电提供支撑。

请结合参照图3至图6，在本发明实施例中，无人机降落充电装置100包括充电杆组件10和充电平台30，所述充电杆组件10包括支架11和与所述支架11连接的至少两个充电杆13；两所述充电杆13的两个自由端部分别为正极充电触头137和负极充电触头137；

所述充电平台30包括充电面板31和设于所述充电面板31表面的固定结构33；

两所述充电杆13均可拆卸连接于所述固定结构33，并与所述充电面板31电连接。

本实施例中，充电杆组件10可以作为独立的结构模块固定在无人机210上，从而可以适配更多类型的无人机210。具体地，充电杆组件10包括支架11和至少两充电杆13，支架11的材质可以是塑料或铝合金等，具有质轻且结构强度高的特性，从而可以减少无人机210的负载，进一步节省电能。此处，设置两个充电杆13，充电杆13具体呈长条状，其横截面的形状可以是圆形、方形或多边形等，在此不作限定。两个充电杆13通过导线217分别与无人机210的电源的正负极相连接，从而使得两个自由端端部为正极充电触头137和负极充电触头137，该正负极导线217可以从无人机210上引出，并经过支架11引到充电杆13上，固定于充电杆13的端部。当然，于其他实施例中，根据需要，充电杆13还可以设置三个或多个，从而满足大型无人机210的电源需求或者接地要求。

同时，充电平台30为无线充电结构，其包括有充电面板31，充电面板31的内部设有专门的充电电路，当正、负极充电触头137接触时能够实现电连接。在充电面板31上还设置有固定结构33，在两导电杆进行充电时，可与固定结构33可拆卸连接，从而对充电杆13进行限位固定。该固定结构33可以是板状，作为分割两导电杆的结构，并在两表面设置固定部，或者，该固定结构33为多孔的结构，充电杆13可以直接插设于孔内，从而实现可拆卸连接，并同时保证对接充电面板31的不同位置，实现电连接。

本发明技术方案的无人机降落充电装置100包括充电杆组件10和充电平台30，充电杆组件10包括支架11和至少两充电杆13，支架11一方面用于与无人机210连接，两充电杆13分别与无人机210的电池的正负极连接，从而使得其两自由端为正极充电触头137和负极充电触头137，另一方面支架11也为两充电杆13提供支撑，方便充电杆13与充电平台30进行连接充电。此时，充电平台30包括有充电面板31和固定结构33，充电杆13可拆卸连接于固定结构33上，并与充电面板31电连接，从而使得无人机210通过充电杆组件10实现充电。如此，无人机210可以通过控制充电杆13与固定结构33的连接而起到限位作用，有效阻止无人机210滑脱或触头接触不良，即使是户外等环境也不影响无人机210的充电，从而提高充电效率。同时，该装置采用模块化设计，可扩展性好，充电杆组件10可作为独立模块固定在多种尺寸型号的无人机210上，充电杆13与充电平台30电连接充电，充电平台30可根据无人机210的尺寸来适当调整正方形单元的尺寸和数量，从而可以降低对无人机210的结构的要求，使得该无人机降落充电装置100适用于多种不同的充电场景。

请再次参照图3和图4，可选的实施例中，所述充电面板31包括呈阵列排布的至少两个充电网格，所述固定结构33包括固定层331，所述固定层331设于所述充电面板31的表面，并开设有至少两个固定孔3311，一个所述固定孔3311与一个所述充电网格相对应设置，一所述充电杆13连接于一所述固定孔3311内，并于其端部抵接所述充电网格。

本实施例中，充电面板31上设有至少两个充电网格，相邻的两个充电网格电性绝缘，分别使得正极充电触头137和负极充电触头137与之对接充电。例如，充电面板31由表面有金属镀层的两正方形单元拼接而成，一正方形单元为一充电网格，正方形单元之间相互绝缘，正方形单元内部可设计电路，能够自动感应落入的充电杆13对应电极的极性并自动切换为相应电极，从而实现有效电连接，实现充电功能。还可以设置三个或多个充电网格，多个充电网格呈阵列排布。此处，为了方便使得充电杆13对应一充电网格，设置充电平台30的固定结构33为多孔结构，即固定结构33包括固定层331，固定层331开设有至少两个贯通的固定孔3311，一个固定孔3311与一充电网格相对应设置，从而使得充电杆13在落入固定孔3311内固定后，能够准确对接一充电网格实现充电，并对充电杆13的竖直方向和水平方向进行限位，提高电接触的稳定性。

此处，固定层331的层数不限为一层，也可以为两层或多层，且固定孔3311的开口形状不限于为圆形、三角形、四边形等多边形，也可以是多种形状的组合排列分布的方式，只要是能起到对接、引导、限位及固定充电杆13使其不发生竖直方向位移的作用即可，可选择与充电杆13的横截面形状相匹配，从而能够对充电杆13更好地进行水平方向上的限位固定。同时，固定层331可以为板状，从而在板上直接开固定孔3311，或者，也可以在充电面板31上固定多个固定件，每一固定件的中部开设固定孔3311，在此不作限定。

请结合图4和图7，为实现快速连接固定，于一实施例中，所述固定孔3311为倒置的阶梯孔，所述充电杆13远离所述支架11的一端活动连接有卡块135，所述卡块135可通过所述充电杆13的转动而旋转扩张或收缩，以与所述固定孔3311的阶梯面分离或卡合固定。

本实施例中，为了使得充电杆13可自动卡合于固定孔3311内，并可以自动脱离，在充电杆13靠近端部的位置设置有活动连接的卡块135，且设置固定孔3311为倒置的阶梯孔，阶梯孔为在竖直方向上直径不一的贯通孔，即先开设一大直径的槽孔，并在该槽孔底部开设一小直径的孔，倒置即在竖直方向上，小孔位于上方，大孔位于下方。此时，当卡块135通过小孔时，充电杆13转动带动卡块135旋转扩张，继而能够抵接大孔与小孔的对接面，也即固定孔3311的阶梯面，从而实现对充电杆13竖直方向上的限位。当充电完成需要脱离固定孔3311时，反向旋转即可收缩卡块135，从而脱离对接面，使得充电杆13脱离固定孔3311，简单快捷，提高连接效率。

当然，此处，为了实现充电杆13的转动，在充电杆13靠近支架11的端部还设置有驱动件17，例如，电机或舵机等。于其他实施例中，固定孔3311还可以是非对称型孔或异型孔，例如，长方形孔，通过长方形的卡块135与之配合进入后，旋转90度，使得卡块135的长度方向与固定孔3311的短边相卡合。

具体地，为了方便固定驱动件17，所述充电杆13包括外套筒131和设于所述外套筒131内的内转筒133，所述内转筒133相对于所述外套筒131可转动，所述内转筒133远离所述支架11的一端连接所述卡块135，所述卡块135通过弧形连杆与所述内转筒133连接，所述外套筒131对应所述卡块135的位置开设有避让孔1311，所述卡块135可通过所述内转筒133的转动旋入或旋出所述避让孔1311。

本实施例中，设置充电杆13包括外套筒131和内转筒133，外套筒131与支架11连接，驱动件17设于外套筒131上，内转筒133设于外套筒131内，伸入外套筒131内的驱动件17的转轴与内转筒133连接，从而驱动内转筒133相对于外套筒131转动。且为了方便转动，设置内转筒133和外套筒131的横截面形状均为圆形，对应的固定孔3311的开口形状也为圆形，卡块135与内转筒133的端部通过弧形连杆连接，即弧形连杆的一端与内转筒133的端部转动连接，另一端与卡块135转动连接，且内转筒133远离支架11的端部开设有让位槽1331，从而方便弧形连杆的转动。当然，卡块135可以设置两个或多个，且多个卡块135在内转筒133的周向均匀分布，对应的，避让孔1311也设有多个，提高卡合的稳定性。且为了提高内转筒133转动的稳定性，在内转筒133与外套筒131之间还设有轴承，使得内转筒133的转动更加顺畅。

可以理解的，充电杆13还包括有充电触头137，该充电触头137即为充电杆13的自由端部，此处，充电触头137连接于外套筒131远离支架11的端部，且导线217可通过无人机210的电源的正负极出发，通过外套筒131的穿孔和内转筒133的穿孔进入内转筒133的中心，并沿着内转筒133的长度方向延伸至充电触头137的端部，从而使得充电触头137为正极充电触头137或负极充电触头137。

当然，于其他实施例中，充电杆13与固定孔3311的连接结构还可以是舵机或电机驱动的齿轮齿条、丝杠等能够实现平动动作的机构，只要能起到限位及固定充电杆13使其不发生竖直方向位移的结构均可。

请再次参照图7，可选的实施例中，每一所述充电杆13的充电触头137为弹性触头，其沿所述充电杆13的轴线方向可伸缩设置。

本实施例中，因固定孔3311对充电杆13的限位固定是在水平方向和竖直方向上的向上的卡合，该充电杆13向下插的时候是没有卡合结构的，故而为了防止冲档案的充电触头137因过度碰撞充电面板31而损坏，设置充电杆13的充电触头137为弹性触头。其在充电杆13的轴线方向上可伸缩设置，一方面可以在充电杆13向下移动过多时起到防撞的作用，提高安全性；另一方面也可以在充电杆13向下移动较少距离时，始终保持与充电面板31的接触，提高电接触的稳定性。

具体地，充电触头137包括连接外壳1371和设于连接外壳1371中部的触头部1373，连接外壳1371一端连接于外套筒131，连接外壳1371朝向外套筒131的一端设有容纳槽，并在容纳槽的底部开设有通孔，触头部1373设于通孔内，并穿出通孔设置，在内转筒133的中部与触头部1373之间连接有弹性件，例如弹簧等，从而使得触头部1373可以相对于连接外壳1371上下移动。当然，穿设于内转筒133的导线217也穿过弹性件后抵接触头部1373，触头部1373为金属件，从而实现触头部1373的电性。当然，充电触头137的弹性件也不限于弹簧的形式，还可以是筒状弹性材料，例如橡胶、硅胶等，只要是采用可伸缩的方法保证充电触头137与充电面板31自适应接触即可。

请再次参照图4，可选的实施例中，所述固定结构33还包括引导层333，所述引导层333设于所述固定层331背离所述充电面板31的一侧，所述引导层333开设有多个引导槽孔3331，一所述引导槽孔3331对应连通一所述固定孔3311，以引导所述充电杆13的端部插入所述固定孔3311内。

本实施例中，在设置有一层或多层的固定层331后，固定结构33还包括有设于固定层331背离充电面板31一侧的引导层333，引导层333也可以设置一层或多层，该引导层333开设有引导槽孔3331，引导槽孔3331的开口形状可以是圆形、方形或五边形等多边形，也可以是多种形状的组合排列分布的方式，在此不作限定，只要是能起到对接、引导、限位及固定充电杆13使其不发生水平方向位移的作用即可。一个引导槽孔3331与一个固定孔3311对应设置，从而能够对充电杆13进行引导，方便其落入固定孔3311内，提高连接和充电的效率。

当然，该引导槽孔3331远离固定孔3311的一端开口尺寸要大于固定孔3311的最大直径，方便充电杆13的插入。也可以是一个引导槽孔3331对应两个固定孔3311，从而通过该引导槽孔3331的周壁的限定，使得两充电杆13均落入对应的固定孔3311内。此处，当固定层331由多个固定件组成时，引导层333也可以由多个引导件组成，多个引导件之间两两相互紧贴，防止出现空隙，且一固定件与一引导件为一体成型结构，结构稳定性好且方便加工，同时也能够增加该固定结构33的连贯性，方便充电杆13的插入。当然，于其他实施例中，引导层333与固定层331也可以是分体结构。

此外，为了防止外界环境对充电平台30造成影响，在固定层331与引导层333的周侧面围设有一圈防护板，从而有效防止灰尘等落入，提高安全性。

可选的实施例中，在所述充电面板31至所述固定孔3311的方向上，所述引导槽孔3331的开口尺寸呈增大趋势。

本实施例中，设置引导槽孔3331的开口形状为方形，一引导槽孔3331与一个固定孔3311对应设置，引导槽孔3331在充电面板31至固定孔3311的方向上呈增大趋势，例如，引导槽孔3331的呈锥台状，其直径逐渐增大。当然，引导槽孔3331也可以是某一段的开口尺寸增大，另一段的开口尺寸保持不变，在此不作限定，能起到引导充电杆13逐步落入固定孔3311内即可。

可选的实施例中，设定两所述充电网格的边长为A，两所述充电杆13的两轴线之间的初始垂直间距为L，其中，L大于

小于2A。

本实施例中，两充电杆13可以设置为固定结构33，也可以设置为可调节的结构。为了简化充电步骤，将两充电杆13的两轴线之间的初始垂直间距设为L，该L的值在

和2A之间，从而能够保证两充电杆13能够分别落入不同的固定孔3311内，继而与不同的充电网格电连接。

请参照图5和图6，可选的实施例中，两个所述充电杆13相对于所述支架11可移动设置，以调整两所述充电杆13之间的垂直间距；和/或，

每一个所述充电杆13相对于所述支架11可转动设置，以具有与所述支架11相平行的折叠状态和与所述支架11相垂直的充电状态。

本实施例中，为了提高充电杆13的适应性，设置两充电杆13相对于支架11可移动，从而能够调整两个充电杆13之间的垂直间距，如此，当无人机210降落时，即使是两充电杆13没有与固定孔3311对应，那么也可以通过引导层333的引导使其移动到对应的位置，进一步降低了对接固定的精度，简化了结构，提高充电杆组件10的适用性，提高充电效率。

请结合图1和图2，同时，因充电杆13在充电时需要竖直插入固定孔3311内，故而在充电完成后，为了不影响无人机210的飞行，设置充电杆13相对于支架11可转动设置，从而在充电时打开充电杆13，使之与支架11垂直，在飞行时则控制充电杆13相对于支架11转动至平行的折叠状态，继而减小风阻，有利于飞行，同时也可以减少碰撞的几率，对充电杆13进行保护。具体地，充电杆13连接有电机或舵机，通过电机或舵机的驱动而实现转动。

可选的实施例中，两个所述充电杆13相对于所述支架11可滑动，所述支架11包括三个固定端111和设于两两固定端111之间的两第一滑道113，每一个所述充电杆13的一端连接有滑块15，所述滑块15滑动设于一所述第一滑道113上，以带动所述充电杆13移动。

本实施例中，两个充电杆13与支架11为可滑动设置，即支架11呈杆状设置，其两端为固定端111，可与无人机210进行固定连接。并在中部也设置有一个固定端111，继而将支架11分为两段相同的部分，每一部分包括有一个第一滑道113，该第一滑道113的横截面为圆形，充电杆13的周面连接有滑块15，滑块15开设有滑孔，第一滑道113穿设于滑孔中，滑块15即可以在第一滑道113上来回滑动，以调节两调节杆之间的间距，提高适用性。为了提高滑动稳定性，可以设置两个第一滑道113并排设置，滑块15开设有两滑孔，从而使得滑块15的滑动更加平稳。当然，第一滑道113的横截面也可以是方形、五边形或六边形等多边形。此时，可以将电机或舵机设置在滑块15内部，并将对应的转轴与充电杆13的周面连接。

当然，于其他实施例中，还可以设置丝杆等结构用于驱动充电杆13在支架11上移动设置。

可选的实施例中，所述支架11还包括有第一弹性件115和第二弹性件117，所述第一弹性件115和所述第二弹性件117分别设于一所述充电杆13和与之相邻的两所述固定端111之间。

本实施例中，为了防止充电杆13滑动过度，支架11还包括有第一弹性件115和第二弹性件117，并在两两固定端111之间还设置有第二滑道，第一弹性件115和第二弹性件117均为弹簧，穿设于第二滑道，并分别位于充电杆13的两侧，且两个弹性件的长度可以不相同。例如，充电杆13与中间位置的固定端111之间的第二弹性件117的长度长，充电杆13与端部位置的固定端111之间的第一弹性件115的长度较小，从而保证两充电杆13之间的间距能够在一定的范围内，避免太近而插入一个引导槽孔3331内，提高充电效率。该结构的充电杆13可以实现自适应对接，降落过程中对无人机210相对于充电平台30的位置、朝向的定位精度要求均较低，降落对接过程简单可靠，可有效缩短无人机210降落过程所需时间。

请参照图1至图4，本发明还提出一种无人机系统200，所述无人机系统200包括无人机210和如上任一所述的无人机降落充电装置100，所述无人机210包括支脚215，所述充电杆组件10与所述支脚215固定连接。由于本无人机系统200中的无人机降落充电装置100包含了上述任一实施例的结构，由此带来的有益效果在此不做赘述。

其中，该无人机210为多旋翼213无人机210，其包括主体211和与主体211上方转动连接的多个旋翼213，以及连接于主体211下方的支脚215，充电杆组件10中的支架11与支脚215固定连接。具体地，支架11的固定端111连接有固定卡环119，固定卡环119卡住支脚215后，通过螺纹进行固定，从而实现稳固连接，并且无人机210不影响充电杆13插入多孔的固定结构33。

如此，无人机210在电池电量不足时自动返航，飞至充电平台30附近时，充电杆13受驱动旋转90度，使得充电杆13位置与支架11垂直，做好对接准备。无人机210在靠近充电平台30时，多个旋翼213动力失效靠自身重力下落，两个充电杆13在多孔结构的引导层333的引导下，并根据预落入两孔中心距自适应调节轴心距，滑入到多孔结构的固定层331中，然后内转筒133受驱动转动，带动卡块135向外扩张与多孔结构的固定层331卡接，完成限位固定。充电面板31中的两个正方形单元自动感应落入的充电杆13的极性，并将自身电极切换为对应的正负极，开始充电过程。充电完成后，内转筒133受驱动反向旋转，带动卡块135向内收缩与多孔结构的固定层331分离，无人机210启动上升与充电装置分离，充电杆13受驱动转转90度，将充电杆13收至与支架11平行的折叠状态，无人机210返回作业区，继续进行作业任务。

本发明技术方案的无人机系统200包括多孔结构的充电平台30和充电杆13卡块135结构使无人机210在充电过程中与充电面板31的相对位置保持稳定，防止无人机210滑脱或者触头接触不良，提高充电效率，并延长电池寿命。同时，通过自适应第一滑道113的设计使两个充电杆13的轴心距能够根据落入孔的中心距自适应调整，使得无人机210能够与充电平台30顺利对接，并通过充电面板31的分区域电极分布设计以及充电杆13的轴心距的设计，实现充电面板31与无人机210电池正负极的自适应连接。此发明具有自动化程度高、自适应性强、可扩展性好以及模块化设计的优点，为后续实现无人机210的自主降落和充电提供支撑。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种无人机降落充电装置，其特征在于，包括：

充电杆组件，所述充电杆组件包括支架和与所述支架连接的至少两个充电杆；两所述充电杆的两个自由端部分别为正极充电触头和负极充电触头；和

充电平台，所述充电平台包括充电面板和设于所述充电面板表面的固定结构；

两所述充电杆均可拆卸连接于所述固定结构，并与所述充电面板电连接；

所述充电面板包括呈阵列排布的至少两个充电网格，所述固定结构包括固定层，所述固定层设于所述充电面板的表面，并开设有至少两个固定孔，一个所述固定孔与一个所述充电网格相对应设置，一所述充电杆连接于一所述固定孔内，并于其端部抵接所述充电网格；

所述固定孔为倒置的阶梯孔，所述充电杆远离所述支架的一端活动连接有卡块，所述卡块可通过所述充电杆的转动而旋转扩张或收缩，以与所述固定孔的阶梯面分离或卡合固定；

所述充电杆包括外套筒和设于所述外套筒内的内转筒，所述内转筒相对于所述外套筒可转动，所述内转筒远离所述支架的一端连接所述卡块，所述卡块通过弧形连杆与所述内转筒连接，所述外套筒对应所述卡块的位置开设有避让孔，所述卡块可通过所述内转筒的转动旋入或旋出所述避让孔；

两个所述充电杆相对于所述支架可移动设置，以调整两所述充电杆之间的垂直间距；和/或，

每一个所述充电杆相对于所述支架可转动设置，以具有与所述支架相平行的折叠状态和与所述支架相垂直的充电状态；

两个所述充电杆相对于所述支架可滑动，所述支架包括三个固定端和设于两两固定端之间的两第一滑道，每一个所述充电杆的一端连接有滑块，所述滑块滑动设于一所述第一滑道上，以带动所述充电杆移动；

所述支架还包括有第一弹性件和第二弹性件，所述第一弹性件和所述第二弹性件分别设于一所述充电杆和与之相邻的两所述固定端之间。

2.如权利要求1所述的无人机降落充电装置，其特征在于，每一所述充电杆的充电触头为弹性触头，其沿所述充电杆的轴线方向可伸缩设置。

3.如权利要求1至2中任一项所述的无人机降落充电装置，其特征在于，所述固定结构还包括引导层，所述引导层设于所述固定层背离所述充电面板的一侧，所述引导层开设有多个引导槽孔，一所述引导槽孔对应连通一所述固定孔，以引导所述充电杆的端部插入所述固定孔内。

4.如权利要求3所述的无人机降落充电装置，其特征在于，在所述充电面板至所述固定孔的方向上，所述引导槽孔的开口尺寸呈增大趋势。

5.如权利要求1所述的无人机降落充电装置，其特征在于，设定两所述充电网格的边长为A，两所述充电杆的两轴线之间的初始垂直间距为L，其中，L大于

小于2A。

6.一种无人机系统，所述无人机系统包括无人机和如权利要求1至5中任一项所述的无人机降落充电装置，所述无人机包括支脚，所述充电杆组件与所述支脚固定连接。

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