CN112895932B - 一种植保无人机智能充电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种植保无人机智能充电装置，属于无人机充电技术领域，其技术方案要点包括与无人机相适配的充电触头和供电平台，所述充电触头通过与所述供电平台连接实现无人机的充电；所述供电平台包括箱体，所述箱体的内部设置有可充电式供电装置，所述可充电式供电装置的顶部中心处设置有与充电触头相适配的充电槽，所述可充电式供电装置顶部两侧设置有用于容纳无人机起落架的起落槽；所述起落槽的内部设置有触发机构，所述可充电式供电装置的内部还设置有与充电槽配合使用的通电机构，所述触发机构触发所述通电机构使可充电式供电装置为充电触头通电，本发明可降低植保无人机的充电难度，提高充电效率。

Description

一种植保无人机智能充电装置

技术领域

本发明涉及无人机充电技术领域，更具体地说，涉及一种植保无人机智能充电装置。

背景技术

现在世界上的无人飞机巡视业务缺口非常大，无人机的使用日趋频繁和广泛，但是无人飞机本身的续航时间短，一般只有三十分钟左右，从而需经常给无人机充电保证其正常工作。

相比较普通的无人机，植保无人机由于其工作的特殊性，经常需要连续作业，因此对续航的要求更高，同时由于植保无人机的体积比普通的小型无人机更大，因此对于植保无人机的充电问题更加困难，传统的植保无人机电池充电大多是通过人工操作，人工成本较高，充电效率较低。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种植保无人机智能充电装置，其优点在于降低植保无人机的充电难度，提高充电效率。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种植保无人机智能充电装置，包括与无人机相适配的充电触头和供电平台，所述充电触头通过与所述供电平台连接实现无人机的充电；

所述供电平台包括箱体，所述箱体的内部设置有可充电式供电装置，所述可充电式供电装置的顶部中心处设置有与充电触头相适配的充电槽，所述可充电式供电装置顶部两侧设置有用于容纳无人机起落架的起落槽；

所述起落槽的内部设置有触发机构，所述可充电式供电装置的内部还设置有与充电槽配合使用的通电机构，所述触发机构触发所述通电机构使可充电式供电装置为充电触头通电；

所述可充电式供电装置包括承载座、控制器、可充电电池、充电保护电路，所述可充电电池设置于承载座的内部，所述控制器设置于承载座的内部，所述充电保护电路与可充电电池相连接，所述可充电电池通过充电保护电路与通电机构相连接；

其中，所述充电保护电路用于保护无人机充电稳定。

进一步的，所述箱体的一侧还设置有若干个充电槽口，所述充电槽口的内壁插接有用于放置无人机电池的充电座，所述充电座通过接头与可充电电池插接，且充电座与可充电电池之间也设置有充电保护电路。

进一步的，所述通电机构包括与充电槽相连通的安装座、通电触头、拉簧以及导线，所述通电触头设置于所述安装座的内部且其一端可延伸至充电槽的内部并与所述充电触头相接触，所述拉簧套设于通电触头的表面，且所述通电触头远离充电槽的一端通过导线与可充电电池连接。

进一步的，所述触发机构包括设置于起落槽内部的下压结构，所述下压结构的一侧连接有位于承载座内部空腔内部滑动的下压板，所述下压板的一侧固定连接有推块，所述推块下移至正对着所述通电触头位置时推动通电触头与充电触头接通。

进一步的，所述通电触头与推块的相对侧均设置为磁性材料构件，所述通电触头与推块的相对侧磁极相同，且通电触头与推块之间磁性作用力大于拉簧的弹力。

进一步的，所述充电触头的两侧均开设有与通电触头相对应的插槽，所述插槽的竖直宽度大于通电触头的高度。

进一步的，所述推块的底部开设有条形口，所述条形口的宽度大于导线的直径。

进一步的，所述箱体的两侧均铰接有翻转盖，所述翻转盖的内侧嵌设有太阳能电池板，所述太阳能电池板的输出端与可充电电池的输入端电性连接。

进一步的，所述承载座的顶部设置有用于封堵所述空腔的盖板。

进一步的，所述充电触头上还设置有用于封闭插槽的防水机构。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案在无人机需要充电的过程中，操作无人机落到供电平台上，无人机的起落架落入到起落槽的内部，此过程中，下压结构受压下移会推动下压板下移，由下压板下压推块，推块下移至正对通电触头位置时，会将通电触头推出，以便其能够与充电触头接通，达到为无人机充电的目的，而在无人机充电完毕后，无人机起飞过程中，由于插槽竖直宽度较大，无人机起步能够正常上升，而在上升至起步高度后，在下压结构复位后会带动推块复位，此时在拉簧的作用下，通电触头彻底脱离插槽，即可完成整个充电过程，整个过程无需人工操作，充电效率更高；

（2）采用充电保护电路对多个电池同时充电时进行保护，借此来实现对多个无人机电池均衡充电的目的。

附图说明

图1为本发明供电平台的结构示意图；

图2为本发明供电平台的俯视图；

图3为本发明充电触头与无人机的连接示意图；

图4为本发明图1中B-B处的剖视图；

图5为本发明图4中A处的放大示意图；

图6为本发明中推块的侧视图；

图7为本发明无人机充电状态下充电触头的结构示意图；

图8为本发明无人机非充电状态下充电触头的结构示意图；

图9为本发明充电保护电路的示意图。

图中标号说明：

1、充电触头；2、箱体；3、可充电式供电装置；301、可充电电池；302、充电保护电路；303、承载座；304、控制器；4、充电槽；5、起落槽；6、触发机构；601、下压结构；602、下压板；603、推块；604、条形口；7、通电机构；701、安装座；702、通电触头；703、拉簧；8、充电槽口；9、充电座；10、翻转盖；11、插槽；12、盖板；13、防水机构；14、镀锌滚珠。

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、图2、图3及图4，本发明实施例中，一种植保无人机智能充电装置，包括与无人机相适配的充电触头1和供电平台，充电触头1通过与供电平台连接实现无人机的充电；

充电触头1与无人机之间采用可拆卸式连接方式，在不影响无人机其他部件的同时，可选择安装充电触头1；

供电平台包括箱体2，箱体2的内部设置有可充电式供电装置3，可充电式供电装置3的顶部中心处设置有与充电触头1相适配的充电槽4，可充电式供电装置3顶部两侧设置有用于容纳无人机起落架的起落槽5；

起落槽5的内部设置有触发机构6，可充电式供电装置3的内部还设置有与充电槽4配合使用的通电机构7，触发机构6触发通电机构7使可充电式供电装置3为充电触头1通电；

可充电式供电装置3包括承载座303、控制器304、可充电电池301、充电保护电路302，可充电电池301设置于承载座303的内部，控制器304设置于承载座303的内部，充电保护电路302与可充电电池301相连接，可充电电池301通过充电保护电路302与通电机构7相连接；

其中，充电保护电路302用于保护无人机充电稳定。

请参阅图2、图4，箱体2的一侧还设置有若干个充电槽口8，充电槽口8的内壁插接有用于放置无人机电池的充电座9，充电座9通过接头与可充电电池301插接，且充电座9与可充电电池301之间也设置有充电保护电路302，采用多个充电座9的设计，可在具备直接对无人机充电的同时，能够对拆卸下的无人机电池进行同步充电，充电时只需将电池置入充电座9，充电座9与可充电电池301连接，实现电池的充电，而充电保护电路302的设置则用于对电池充电过程进行保护，提高电池充电安全。

进一步的，充电保护电路302可采用多种具有充电保护作用的电路，本实施例中选用如下设计：

请参阅图4、图9，主电路、若干数量的单个电池、若干数量的单个电池保护芯片、充电控制MOS管栅极、放电控制MOS管栅极、充电控制开关器件、控制电路和放电控制开关器件，放电控制MOS管栅极为放电欠电压、过流、短路保护信号经光耦隔离后形成串联关系驱动主电路中放电控制用MOS管栅极，充电控制MOS管栅极为充电过电压保护信号经光耦隔离后形成并联关系驱动主电路中充电控制用MOS管栅极，单个电池保护芯片的其中一个引脚连接有分流放电支路，分流放电支路还设置有支路电阻和分流放电支路开关器件，单个电池保护芯片的其中一个引脚与单节电池之间连接有过流检测保护电阻，单个电池保护芯片、充电控制MOS管栅极和放电控制用MOS管栅极共同构成一个闭合回路，且控制电路、每个电池和单个电池保护芯片在同一个闭合回路中；

其用于多个充电座9内部的电池充电时，可充电电池301的正负极分别接无人机电池的正极和负极两端，充电电流流经电池正极、放电控制开关器件、充电控制开关器件、电池负极，控制电路部分单个电池保护芯片的放电欠电压保护、过流和短路保护控制信号经光耦隔离后串联输出，为主电路中放电控制开关器件的导通提供栅极电压；一旦在放电过程中遇到某个电池欠电压或者过流和短路等特殊情况，对应的某个电池放电保护控制信号变低，无法为主电路中的放电控制开关器件提供栅极偏压，使其关断，主回路断开，即结束放电使用过程，控制电路的单个电池保护芯片可根据待保护的单个电池的电压等级、保护延迟时间等选型，单个电池保护芯片数目依据单个电池数目确定，串联使用，分别对所对应单个电池的充放电、过流和短路状态进行保护，在充电保护的同时，通过单个电池保护芯片控制分流放电支路开关器件的通断实现均衡充电。

请参阅图4、图5，通电机构7包括与充电槽4相连通的安装座701、通电触头702、拉簧703以及导线，通电触头702设置于安装座701的内部且其一端可延伸至充电槽4的内部并与充电触头1相接触，拉簧703套设于通电触头702的表面，且通电触头702远离充电槽4的一端通过导线与可充电电池301连接，在无人机未落到供电平台上时，在拉簧703的拉力作用下，通电触头702呈缩入到安装座701内部的状态，不会对无人机的落下造成阻碍，而在无人机落下后，通过触发机构6的触发，使通电触头702伸出并与充电触头1连接，达到充电的目的。

请参阅图4、图5，触发机构6包括设置于起落槽5内部的下压结构601，下压结构601的一侧连接有位于承载座303内部空腔内部滑动的下压板602，下压板602的一侧固定连接有推块603，推块603下移至正对着通电触头702位置时推动通电触头702与充电触头1接通，在无人机落下的过程中，无人机的起落架落入到起落槽5的内部，此过程中，下压结构601受压下移会推动下压板602下移，由下压板602下压推块603，推块603下移至正对通电触头702位置时，会将通电触头702推出，以便其能够与充电触头1接通。

进一步的，下压结构601为具有复位功能的弹性部件，该弹性部件可选用现有技术中的弹簧座或其他具有复位功能的部件，在此不再做具体赘述，由于其具有复位功能，在无人机落下时，弹性部件受压下移，用于带动下压板602下移，而在无人机充电完毕后，无人机起飞后，弹性部件即可复位，另外，在起到驱动通电触头702作用的同时，还具备对无人机落下时的冲击力缓冲的效果。

请参阅图5，通电触头702与推块603的相对侧均设置为磁性材料构件，通电触头702与推块603的相对侧磁极相同，且通电触头702与推块603之间磁性作用力大于拉簧703的弹力，由于磁极相同，因此推块603会对通电触头702产生一个斥力，在该斥力的作用下可将通电触头702推动，且采用磁性相斥原理，降低了部件之间的直接接触，可有效的降低部件间的损耗。

进一步的，参阅图5，通电触头702与充电触头1接触的一端还设置有镀锌滚珠14，首先镀锌滚珠14本身具有良好导电性能，另外将通电触头702与充电触头1之间的摩擦由动摩擦转换为滚动摩擦，大大降低了摩擦损耗，增强装置整体的适用性。

请参阅图5、图7，充电触头1的两侧均开设有与通电触头702相对应的插槽11，插槽11的竖直宽度大于通电触头702的高度，在通电触头702受压插入至插槽11内部时，能够完成正常充电作业，而在充电完成时，无人机起飞过程中，由于插槽11竖直宽度较大，无人机起飞过程中具有一定的上升高度，此过程中，充电触头1会向上升起一定高度，而无人机在上升至起步高度后，无人机的支腿位置上升，此时下压机构601会向上复位一定距离，下压结构601复位过程会带动推块603复位，从而使通电触头702不再正对推块603，此时二者之间的斥力减弱，进而使拉簧703的弹力大于该斥力，因此在拉簧703的作用下，会将通电触头702收回，并使通电触头702彻底脱离插槽11，无需人工解除充电状态，操作更加方便快捷。

请参阅图7、图8，充电触头1上还设置有用于封闭插槽11的防水机构13，防水机构13的设置，可在无人机喷洒农药过程中，对插槽11进行封盖，避免农药迸溅至插槽11的内部，降低后续因插槽11内部沾水，导致腐蚀的现象；

进一步的，请参阅图7、图8，防水机构13包括设置在插槽11内壁两侧的合页结构和封盖板，封盖板与合页结构之间呈铰接连接，且合页结构内部的转轴上设置有扭簧，在扭簧的作用下，可在喷药过程中使封盖板封堵住插槽11，而在充电过程中，通电触头702会挤压封盖板，使其贴住插槽11的两侧，不影响通电触头702的正常进入。

进一步的，为使无人机的起落架更加精准的落入到起落槽5的内部，可充电式供电装置3上还设置有用于校正无人机位置的调节机构（图中未示出，可选用现有技术中三轴气缸等部件，具体结构在此不再做具体赘述），用于在无人机落位出现偏差时，调整无人机的位置，使其能够正常完成充电作业。

请参阅图6，推块603的底部开设有条形口604，条形口604的宽度大于导线的直径，条形口604的设置，用于为导线提供安装空间，避免推块603下移时挤压到导线。

发明实施例中，箱体2的两侧均铰接有翻转盖10，翻转盖10的内侧嵌设有太阳能电池板，太阳能电池板的输出端与可充电电池301的输入端电性连接，可用于转换太阳能，并存储在可充电电池301的内部。

发明实施例中，承载座303的顶部设置有用于封堵空腔的盖板12，用于对空腔以及内部的部件进行遮盖，起到了一定的保护效果。

进一步的，箱体2与可充电式供电装置3的两侧之间设置有安装空间，安装空间的内部设置有用于翻转盖10自动启闭的收放部件（图中为示出，此为现有技术中应用较为频繁的技术，在此不再做具体赘述，可为拉绳收卷结构、气缸伸缩结构或其他用于驱动翻转的部件），翻转盖10远离太阳能板的一侧设置有感应头（图中未示出），用于检测到无人机落下的信号，并发送信号给控制器304，由控制器304控制收放部件运行，收放部件将翻转盖10打开，使可充电式供电装置3暴露出来，便于无人机落下。

本发明的工作原理是：在无人机需要充电的过程中，无人机落到供电平台上，无人机的起落架落入到起落槽5的内部，此过程中，下压结构601受压下移会推动下压板602下移，由下压板602下压推块603，推块603下移至正对通电触头702位置时，会将通电触头702推出，以便其能够与充电触头1接通，达到为无人机充电的目的，而在无人机充电完毕后，无人机起飞过程中，由于插槽11竖直宽度较大，无人机起步能够正常上升，而在上升至起步高度后，在下压结构601复位后会带动推块603复位，此时在拉簧703的作用下，通电触头702彻底脱离插槽11，即可完成整个充电过程，整个过程无需人工操作，充电效率更高。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种植保无人机智能充电装置，包括与无人机相适配的充电触头（1）和供电平台，所述充电触头（1）通过与所述供电平台连接实现无人机的充电，其特征在于：

所述供电平台包括箱体（2），所述箱体（2）的内部设置有可充电式供电装置（3），所述可充电式供电装置（3）的顶部中心处设置有与充电触头（1）相适配的充电槽（4），所述可充电式供电装置（3）顶部两侧设置有用于容纳无人机起落架的起落槽（5）；

所述起落槽（5）的内部设置有触发机构（6），所述可充电式供电装置（3）的内部还设置有与充电槽（4）配合使用的通电机构（7），所述触发机构（6）触发所述通电机构（7）使可充电式供电装置（3）为充电触头（1）通电；

所述可充电式供电装置（3）包括承载座（303）、控制器（304）、可充电电池（301）、充电保护电路（302），所述可充电电池（301）设置于承载座（303）的内部，所述控制器（304）设置于承载座（303）的内部，所述充电保护电路（302）与可充电电池（301）相连接，所述可充电电池（301）通过充电保护电路（302）与通电机构（7）相连接；

其中，所述充电保护电路（302）用于保护无人机充电稳定；

所述通电机构（7）包括与充电槽（4）相连通的安装座（701）、通电触头（702）、拉簧（703）以及导线，所述通电触头（702）设置于所述安装座（701）的内部且其一端可延伸至充电槽（4）的内部并与所述充电触头（1）相接触，所述拉簧（703）套设于通电触头（702）的表面，且所述通电触头（702）远离充电槽（4）的一端通过导线与可充电电池（301）连接；

所述触发机构（6）包括设置于起落槽（5）内部的下压结构（601），所述下压结构（601）的一侧连接有位于承载座（303）内部空腔内部滑动的下压板（602），所述下压板（602）的一侧固定连接有推块（603），所述推块（603）下移至正对着所述通电触头（702）位置时推动通电触头（702）与充电触头（1）接通；

所述通电触头（702）与推块（603）的相对侧均设置为磁性材料构件，所述通电触头（702）与推块（603）的相对侧磁极相同，且通电触头（702）与推块（603）之间磁性作用力大于拉簧（703）的弹力；

所述充电触头（1）的两侧均开设有与通电触头（702）相对应的插槽（11），所述插槽（11）的竖直宽度大于通电触头（702）的高度。

2.根据权利要求1所述的一种植保无人机智能充电装置，其特征在于：所述箱体（2）的一侧还设置有若干个充电槽口（8），所述充电槽口（8）的内壁插接有用于放置无人机电池的充电座（9），所述充电座（9）通过接头与可充电电池（301）插接，且充电座（9）与可充电电池（301）之间也设置有充电保护电路（302）。

3.根据权利要求1所述的一种植保无人机智能充电装置，其特征在于：所述推块（603）的底部开设有条形口（604），所述条形口（604）的宽度大于导线的直径。

4.根据权利要求1所述的一种植保无人机智能充电装置，其特征在于：所述箱体（2）的两侧均铰接有翻转盖（10），所述翻转盖（10）的内侧嵌设有太阳能电池板，所述太阳能电池板的输出端与可充电电池（301）的输入端电性连接。

5.根据权利要求3所述的一种植保无人机智能充电装置，其特征在于：所述承载座（303）的顶部设置有用于封堵所述空腔的盖板（12）。

6.根据权利要求1所述的一种植保无人机智能充电装置，其特征在于：所述充电触头（1）上还设置有用于封闭插槽（11）的防水机构（13）。

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