CN113022874B - 一种无人值守的无人机坞系统 - Google Patents

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Abstract

一种无人值守的无人机坞系统，包括内嵌式箱体、充电平台及停机单元，其中内嵌式箱体的上表面垂向开设有升降舱室，该升降舱室中部的侧壁上固接充电平台，且升降舱室的底部升降调节连接停机单元；停机单元的中部垂向穿透充电平台，停机单元的顶部与升降舱室开口处的侧壁滑动导向连接，该停机单元包括伺服电缸及折叠展开式结构的停机箱；伺服电缸的两端分别固定架设在升降舱室的底板以及充电平台的底面上，且伺服电机的输出端向上穿透充电平台并固定支撑停机箱。该系统可将停机箱收纳入内嵌式箱体之中，并且以折叠展开式结构的停机箱为无人机提供起降维护及充电续航，有效避免了杂物缠绕而导致的停机箱无法正常开启问题。

Description

一种无人值守的无人机坞系统
技术领域
本发明涉及电力巡检技术领域，具体为一种无人值守的无人机坞系统。
背景技术
无人机以其无视地形、灵活高效、可拓展性强等特点，近些年被广泛应用于电力、石油、交通等行业的巡视巡检工作中，为进一步提升其可推广性，无人机自主控制及自主飞行技术在近年也得到了飞速发展，人机协同的自主巡检在电网巡检应用中正逐步推广开来。目前无人机精细化巡检工作主要利用多旋翼无人机沿电网杆塔逐一开展，但电网线路跨度大，输电线路长度均在几十至上百公里，特高压线路可至上千公里，为保证无人机续航需在中途配置充电续航及起降维护机坞。
当前的起降维护机坞多设置于高塔之上，其虽然可以一定程度上封闭保护无人机，但是由于高空气流环境复杂，且机坞裸露在外，导致机坞的箱体外部经常被捕鸟网、塑料袋、风筝线等杂物缠住，进而导致机坞舱门无法正常开启，严重危害无人机起降安全。
基于以上问题，如何设计一种无人机的起降维护机坞，在无需人工值守并定期清除杂物的前提下，确保无人机正常起降，就成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
通过公开专利检索，发现以下对比文件：
CN111733716B公开了一种驻塔式无人机起降系统，其包括开口向上并固设在杆塔上的停机箱，以及固设在无人机底部的正负极分体导电支架；停机箱的顶部对称并滑动连接有箱体滑盖，停机箱的内部转动嵌装有开口向上设置并由正负极分体导电支架提供旋转动力的充电转座，该停机箱的内壁上设有传动单元，且停机箱的底部设有向上穿透充电转座并为正负极分体导电支架提供充电电能的供电单元；传动单元的动力输入端均与充电转座动力连接，且传动单元的动力输出端均与箱体滑盖动力连接。该驻塔式无人机起降系统可在无人机起落时利用其自重及飞行姿态变化实现精准停靠功能，无需设置电机等带电设备，可有效提高起降系统的安全性能、起降精度及使用寿命。
经分析，上述公开专利为申请人的前期研发成果，但是上述专利只解决了停机箱舱门的无供电开闭问题，并未解决在无需人工值守条件下，停机箱避免杂物缠绕问题，并且上述公开与本申请的结构及功能均不相同，因此不影响本申请的新颖性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种无人值守的无人机坞系统，该系统可将停机箱收纳入内嵌式箱体之中，并且以折叠展开式结构的停机箱为无人机提供起降维护及充电续航，有效避免了杂物缠绕而导致的停机箱无法正常开启问题。
一种无人值守的无人机坞系统，包括内嵌式箱体、充电平台及停机单元，其中内嵌式箱体的上表面垂向开设有升降舱室，该升降舱室中部的侧壁上固接充电平台，且升降舱室的底部升降调节连接停机单元；停机单元的中部垂向穿透充电平台，停机单元的顶部与升降舱室开口处的侧壁滑动导向连接，该停机单元包括伺服电缸及折叠展开式结构的停机箱；伺服电缸的两端分别固定架设在升降舱室的底板以及充电平台的底面上，且伺服电机的输出端向上穿透充电平台并固定支撑停机箱。
而且，升降舱室开口处的侧壁上转动嵌装有多个旋转支撑在停机箱外壁上的导向辊，升降舱室底部的边缘处开设有排水槽。
而且，停机箱包括水平底板、高立板、矮立板及侧板，其中水平底板的底面向上凹陷并配合扣装在充电平台的顶面上，水平底板的底面中部固接伺服电缸的输出端，且水平底板的顶面边缘处通过多个弹簧合页铰装连接高立板、矮立板及侧板；高立板、矮立板及侧板的外壁均由导向辊支撑定位，其中高立板与矮立板对向设置；侧板设有多个且对向设置，该侧板的顶面固装有沿水平方向延伸并密封连接高立板最高位与矮立板最高位的盖板，其中多块盖板的端面上均设置有插接密封的齿纹。
而且，水平底板上垂向穿透固接有多个充电端子，且水平底板的顶面中部设置有向上凸出的停机座；充电端子与设置在充电平台上的充电触点配合连接。
而且，内嵌式箱体的顶面中部向下凹陷并嵌装有为停机单元提供电能的供电单元，且内嵌式箱体的顶面两侧固装有为供电单元补充电能的太阳能板。
而且，充电平台底面的边缘处固装有多个斜撑杆，且充电平台的外周与升降舱室的侧壁之间留设有漏水间隙；斜撑杆的另一端均固定连接在升降舱室的侧壁上。
本发明的优点和技术效果是：
本发明的一种无人值守的无人机坞系统，通过安装在高塔上的内嵌式箱体同时为多个无人机提供起降及充电维护服务，其中内嵌式箱体顶部的多个升降舱室用于为停机箱提供升降收纳空间，避免停机箱裸露在外而被杂物拆绕的问题；通过伺服电缸为停机箱提供升降动力，通过充电平台为停机箱提供下行限位以及充电电能；通过停机箱中铰装连接的水平底板、高立板、矮立板及侧板实现停机箱的折叠展开功能，其中升降舱室侧壁上的导向辊分别为水平底板、高立板、矮立板及侧板提供下行过程中的折叠定位功能，并且由连接水平底板、高立板、矮立板及侧板的弹簧合页提供停机箱的展开动力。
本发明的一种无人值守的无人机坞系统，通过侧板端面上的盖板作为密封停机箱的顶盖，其倾斜设置，一端连接高立板另一端连接矮立板，可有效为积雪及降雨提供导流；并且通过漏水间隙以及排水槽排出升降舱室内部的积水，同时通过扣装在充电平台上部的水平底板遮挡充电出点，可有效避免充电平台顶面沾水。该排水设计将内嵌式箱体与停机箱分开，停机箱折叠闭合状态下密封，而升降舱室可将积水有效导流，避免电路损坏。
最后，本发明的一种无人值守的无人机坞系统，通过太阳能供电，电能由供电单元传导至伺服电缸上控制停机箱升降，并且由供电单元经充电触点及充电端子为无人机充电，无需人员值守，且将停机箱收纳入内嵌式箱体之中，以折叠展开式结构的停机箱为无人机提供起降维护及充电续航，有效避免了杂物缠绕而导致的停机箱无法正常开启问题。
附图说明
图1为本发明的剖视图（无人机停留充电时停机箱的折叠收纳姿态）；
图2为本发明的剖视图（无人机起飞及降落时停机箱的展开姿态）；
图3为本发明的俯视图（停机箱折叠收纳姿态、停机箱展开姿态以及未安装停机箱的升降舱室的俯视结构示意图）；
图4为本发明中停机单元的局部放大图；
图5为本发明中停机箱展开姿态的俯视图；
图6为本发明中无人机停放在停机箱内部时充电姿态示意图；
图中：1-内嵌式箱体；2-停机箱；3-充电平台；4-供电单元；5-导向辊；6-升降舱室；7-伺服电缸；8-排水槽；9-高立板；10-盖板；11-齿纹；12-水平底板；13-矮立板；14-斜撑杆；15-太阳能板；16-漏水间隙；17-侧板；18-停机座；19-充电端子；20-充电触点；21-弹簧合页。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。需要说明的是，本实施例是描述性的，不是限定性的，不能由此限定本发明的保护范围。
一种无人值守的无人机坞系统，包括内嵌式箱体1、充电平台3及停机单元，其中内嵌式箱体的上表面垂向开设有升降舱室6，该升降舱室中部的侧壁上固接充电平台，且升降舱室的底部升降调节连接停机单元；停机单元的中部垂向穿透充电平台，停机单元的顶部与升降舱室开口处的侧壁滑动导向连接，该停机单元包括伺服电缸7及折叠展开式结构的停机箱2；伺服电缸的两端分别固定架设在升降舱室的底板以及充电平台的底面上，且伺服电机的输出端向上穿透充电平台并固定支撑停机箱。
而且，升降舱室开口处的侧壁上转动嵌装有多个旋转支撑在停机箱外壁上的导向辊5，升降舱室底部的边缘处开设有排水槽8。
而且，停机箱包括水平底板12、高立板9、矮立板13及侧板17，其中水平底板的底面向上凹陷并配合扣装在充电平台的顶面上，水平底板的底面中部固接伺服电缸的输出端，且水平底板的顶面边缘处通过多个弹簧合页21铰装连接高立板、矮立板及侧板；高立板、矮立板及侧板的外壁均由导向辊支撑定位，其中高立板与矮立板对向设置；侧板设有多个且对向设置，该侧板的顶面固装有沿水平方向延伸并密封连接高立板最高位与矮立板最高位的盖板10，其中多块盖板的端面上均设置有插接密封的齿纹11。
而且，水平底板上垂向穿透固接有多个充电端子19，且水平底板的顶面中部设置有向上凸出的停机座18；充电端子与设置在充电平台上的充电触点20配合连接。
而且，内嵌式箱体的顶面中部向下凹陷并嵌装有为停机单元提供电能的供电单元4，且内嵌式箱体的顶面两侧固装有为供电单元补充电能的太阳能板15。
而且，充电平台底面的边缘处固装有多个斜撑杆14，且充电平台的外周与升降舱室的侧壁之间留设有漏水间隙16；斜撑杆的另一端均固定连接在升降舱室的侧壁上。
另外，本发明优选的，充电端子、充电触点、伺服电缸及供电单元均采用现有技术中的成熟产品，其电路连接结构均采用现有技术中的成熟技术手段。
另外，本发明优选的，导向辊嵌装在升降舱室侧壁上的转动连接方式采用现有技术中的成熟技术手段。
另外，本发明优选的，齿纹内壁上复合粘接有密封胶垫，用于多个盖板相互之间啮合连接时，其接缝处的防水密封。
为了更清楚地说明本发明的具体实施方式，下面提供一种实施例：
本发明的一种无人值守的无人机坞系统，所要解决的技术问题是提供一种能够停放、存储、信号中继的无人机坞，无人机坞需要与对应的无人机相匹配，并且无人机停机箱不会受到杂物缠绕影响而无法开闭。
该停机箱中停放的无人机，其两个起落架是无人机的充电接口，在充电接口内有全桥整流电路，不管无人机哪个方向降落都可以保证充电极性的正确。
并且，本发明优选的，机坞系统中还包括现有技术中的中继模块，其用来延长无人机的控制距离，无人机驾驶员在其他较远的地方发送无人机控制信号，通过中继模块接力控制信号，远程控制无人机。
无人机坞是无人机的停放和充电场所，在无人机坞的底部表面有两对充电端子，无人机坞通过成对的充电端子输出为无人机充电的直流电。无人机起飞前，停机箱上升并将四面与顶面打开，无人机从展开成水平姿态的停机箱内起飞。无人机降落后，停机箱下降，其四面与顶面收拢。无人机坞顶面的盖板有一定的坡度，可以防止积雨雪。
本发明的一种无人值守的无人机坞系统，可以停放无人机又可以为无人机充电；无人值守节省人工成本；具有中继控制信号功能，操作员可以远距离操控无人机；不限制无人机停放方向为无人机充电。
无人机充电：如图6所示，无人机的两个起落架同时也是是无人机充电的充电接口，当无人机停放在停机箱中的时候，停机箱底面的充电端子与无人机起落架相接触，该充电端子可采用现有技术中的金属充电极，其为无人机起落架提供直流电，起落架将直流电经过全桥整流为无人机内部电路供电。
无人机停放：如图1无人机降落在停机箱内部以后，待无人机降落停稳，停机箱由伺服电缸带动在升降舱室内下降，进而导向辊对停机箱四面进行转动约束，进而使停机箱四面收拢，使得无人机被密封保护在停机箱内部。
无人机起飞：无人机准备起飞时，停机箱上升并展开成水平面，如图2所示，而后无人机准备起飞。
无人机控制信号中继，无人机操作员发送的控制信号，通过无人机坞系统的中继模块中继发送给无人机，无人机向操作员回复的信号也通过无人机坞的中继模块进行中继。
最后，本发明的未述之处均采用现有技术中的成熟产品及成熟技术手段。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种无人值守的无人机坞系统，其特征在于：包括内嵌式箱体、充电平台及停机单元，其中内嵌式箱体的上表面垂向开设有升降舱室，该升降舱室中部的侧壁上固接充电平台，且升降舱室的底部升降调节连接停机单元；所述停机单元的中部垂向穿透充电平台，停机单元的顶部与升降舱室开口处的侧壁滑动导向连接，该停机单元包括伺服电缸及折叠展开式结构的停机箱；所述伺服电缸的两端分别固定架设在升降舱室的底板以及充电平台的底面上，且伺服电机的输出端向上穿透充电平台并固定支撑停机箱；所述升降舱室开口处的侧壁上转动嵌装有多个旋转支撑在停机箱外壁上的导向辊，该停机箱包括水平底板、高立板、矮立板及侧板，其中水平底板的底面向上凹陷并配合扣装在充电平台的顶面上，水平底板的底面中部固接伺服电缸的输出端，且水平底板的顶面边缘处通过多个弹簧合页铰装连接高立板、矮立板及侧板；所述高立板、矮立板及侧板的外壁均由导向辊支撑定位，其中高立板与矮立板对向设置；所述侧板设有多个且对向设置，该侧板的顶面固装有沿水平方向延伸并密封连接高立板最高位与矮立板最高位的盖板，其中多块盖板的端面上均设置有插接密封的齿纹；所述水平底板上垂向穿透固接有多个充电端子，且水平底板的顶面中部设置有向上凸出的停机座；所述充电端子与设置在充电平台上的充电触点配合连接。
2.根据权利要求1所述的一种无人值守的无人机坞系统，其特征在于：所述升降舱室底部的边缘处开设有排水槽。
3.根据权利要求1所述的一种无人值守的无人机坞系统，其特征在于：所述内嵌式箱体的顶面中部向下凹陷并嵌装有为停机单元提供电能的供电单元，且内嵌式箱体的顶面两侧固装有为供电单元补充电能的太阳能板。
4.根据权利要求1所述的一种无人值守的无人机坞系统，其特征在于：所述充电平台底面的边缘处固装有多个斜撑杆，且充电平台的外周与升降舱室的侧壁之间留设有漏水间隙；所述斜撑杆的另一端均固定连接在升降舱室的侧壁上。
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