CN113104226A - 一种充电模块及其无人机巡查系统 - Google Patents

Abstract

一种充电模块及其无人机巡查系统，其充电模块，包括插头充电机构，插头充电机构包括充电升降架，充电升降架上安装有升降架底板上，升降架底板上还分别安装有第一升降架立板、第二升降架立板，升降架底板上安装有第一充电导轨，第一充电导轨与第一充电滑槽卡合、可滑动装配，第一充电滑槽设置在插头动力块上，插头动力块还套装在插头螺杆上且与之通过螺纹旋合装配，插头一端与插头电机的输出轴连接固定；插头动力块上安装有插头座，插头座内部设置有插头座孔，插头座孔与插头滑环卡合、可轴向滑动装配，插头滑环套装在插头滑杆一端上，插头滑杆另一端穿出插头座后与插头装配，插头滑杆位于插头座和插头之间的部分上套装有插头弹簧。

Description

一种充电模块及其无人机巡查系统

技术领域

本发明涉及巡查无人机及巡查无人机巡查技术，特别是涉及一种巡查无人机、全自动机库及其无人机巡查系统。

背景技术

巡查无人机是近几年兴起且趋于成熟的技术，目前可以利用巡查无人机实现各种各样的作业任务，巡查方面也不例外。在野外巡查任务中，目前主要是采用操作者携带巡查无人机达到巡查范围内然后利用巡查无人机飞行进行巡查。这种方式可以大大增加巡查效率，而且也降低了巡查人员的劳动强度。但是其对巡查人员具有绝对的依赖，因此不利于特别偏远的地区使用。

在部分特殊巡查区域，如矿山巡查、山林巡查中，由于比较偏远，因此采用人工操作巡查无人机进行巡查的方式还是存在诸多不变，如如何克服生存问题，如何对巡查无人机进行充电续航问题，如何降低对操作人员依赖性的问题等。一旦上述问题无法解决，势必导致还是需要采用人工操作巡查无人机的方式进行巡查，这样不仅会大大增加人力投入，而且还会增加主观性判断失误的风险。

对此，发明人设计了一种巡查无人机、全自动机库及其无人机巡查系统，其巡查无人机能够自动调整自身位置，以便于后续的充电；其全自动机库能够通过定位模块对巡查无人机进行定位，从而利于后续的充电；全自动机库内安装有充电模块，充电模块配合巡查无人机上的充电系统能够实现对巡查无人机的自动充电；其全自动机库还能够实现对巡查无人机的输送、防护，从而既能够对巡查无人机进行充电续航，又能够起到防盗的作用。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种充电模块及其无人机巡查系统，其充电模块能够对巡查无人机进行无线或有线充电。

为实现上述目的，本发明提供了一种充电模块，包括插头充电机构，插头充电机构包括充电升降架，充电升降架上安装有升降架底板上，升降架底板上还分别安装有第一升降架立板、第二升降架立板，所述升降架底板上安装有第一充电导轨，第一充电导轨与第一充电滑槽卡合、可滑动装配，所述第一充电滑槽设置在插头动力块上，插头动力块还套装在插头螺杆上且与之通过螺纹旋合装配，所述插头一端与插头电机的输出轴连接固定；所述插头动力块上安装有插头座，插头座内部设置有插头座孔，插头座孔与插头滑环卡合、可轴向滑动装配，所述插头滑环套装在插头滑杆一端上，插头滑杆另一端穿出插头座后与插头装配，所述插头滑杆位于插头座和插头之间的部分上套装有插头弹簧，插头弹簧用于对插头施加远离插头座的弹性推力。

本发明还公开了一种无人机巡查系统，其应用有上述充电模块，充电模块安装在全自动机库上且用于对巡查无人机进行充电，全自动机库通过机库为巡查无人机提供庇护；巡查无人机通过全自动机库起飞、降落，且巡查无人机用于对巡查区域进行自动飞行巡查。

本发明的有益效果是：

1、本发明的巡查无人机能够根据预设线路对巡查区域进行图像采集，从而实现自动巡查，这种方式可以大大降低人工成本。且巡查无人机安装有麦克纳姆轮，在巡查无人机降落在全自动机库上后可以通过麦克纳姆轮调节其位置从而适应于定位模块的定位。

2、本发明的全自动机库能够对巡查无人机提供起降平台，而且能够通过机库对巡查无人机提供庇护，并利用机库内安装的充电模块对巡查无人机进行充电，从而实现全自动续航功能。另外全自动机库还通过定位模块对巡查无人机进行降落定位，以便于后续装入机库、充电。

3、本发明的定位模块能够以巡查无人机的轮架为基准对巡查无人机进行定位，从而调节巡查无人机进入机库的位置以便于后续的自动充电。定位板上的第一定位条、第二定位条还能够为巡查无人机的降落提供基准，从而降低巡查无人机降落时的误差范围。

4、本发明的充电模块具有无限充电和插头充电两种方式，无线充电结构简单，方便快捷，适合巡查频率较低的巡查需求。而插头充电可以实现快充，适合高频巡查的续航要求。两种充电方式形成互补，从而可以适用于不同要求的使用场景。

附图说明

图1-图5是本发明的结构示意图。

图6-图7是全自动机库的结构示意图。

图8-图17是巡查无人机的结构示意图。其中图15是轮轴A320轴线所在中心面处剖视图；图16是旋盖轴A350轴线所在中心面处剖视图；图17是动力筒A340轴线所在中心面处剖视图。

图18是无线充电机构的结构示意图。

图19-图25是插头充电机构的结构示意图。其中图24是插头B340轴线所在中心面处剖视图；图25是定位杆B410轴线所在中心面处剖视图。

图26-图28是插头组件处结构示意图。其中图27是探测轴B351轴线所在中心面处剖视图；图28是定位杆B410轴线所在中心面处剖视图。

图29-图37是定位模块的结构示意图。其中图32是侧移螺杆C210轴线所在中心面处剖视图；图37是动力螺杆C240轴线所在中心面处剖视图。

图38-图39是离合盘C620、离合环C630的结构示意图。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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发明和简化描述，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发明的限制。

参见图1-图39，本实施例的无人机巡查系统，包括：

巡查无人机A，用于携带摄像头A231采集巡查区域的图像，以实现巡查；

全自动机库，用于存放巡查无人机A；

充电模块B，安装在全自动机库内，用于对巡查无人机进行充电；

定位模块C，安装在全自动机库内，用于引导巡查无人机降落、并对巡查无人机A进行定位。

使用时，巡查无人机起飞，然后通过摄像头A231采集巡查区域内的图像；巡查结束后巡查无人机降落在定位模块C的定位板C440上，然后由定位模块C辅助巡查无人机调整位置并夹紧、定位巡查无人机A。然后定位模块携带巡查无人机进入全自动机库内，直到达到预设位置；充电模块B对巡查无人机进行充电，巡查无人机通过无线通讯技术将采集的数据输送至全自动机库的硬盘中存储。摄像头A231安装在三轴云台A230上，三轴云台A230通过连接架A180安装在充电盒A130底部。本实施例中，可以对巡查无人机的巡查路线进行预设，从而可以实现全自动巡查。

参见图1-图17，所述巡查无人机A包括机体A110、机翼A120，所述机翼A120一端安装在机体A110上，所述机翼A120另一端上安装有旋翼A220，旋翼A220转动后可以为机体提供上升的升力以及移动的动力。

所述机体A110内分别安装有：

机载无线模块，用于和外部设备进行无线通讯，本实施例的记载无线模块采用5G模块；

CPU，用于收发解析控制指令，并进行数据运算、程序运行；

机载硬盘，用于存储数据；

蓝牙模块，用于通过蓝牙与机库上的蓝牙无线通讯以传输数据；

电池，用于为各个用电设备供电。

所述CPU的信号端分别与机载硬盘的信号端、机载无线模块的信号端、蓝牙模块的信号端通讯连接，所述机载无线模块的信号端还与机载天线A210电连接，记载天线A210用于扩大机载无线模块的信号覆盖范围。

机体A110底部安装有充电盒A130，充电盒A130内部为中空的充电腔A131，充电腔A131内安装有充电机构，充电机构包括无线充电接收器A260、插座A250，无线充电接收器A260用于接收无线充电发射器发射来的无线充电磁场，并将磁场转换为电流，最后向电池充电；插座A250上设置有插孔A251，插孔A251内安装有导电头A252，所述插孔A251使插头插入且插头与导电头A252导电连接后，插孔A251将电流供应至电池以对电池进行充电。

所述插孔A251一端贯穿充电盒A130，且贯穿充电盒A130一端通过旋盖A610密封、遮挡，旋盖A610一端固定在旋盖轴A350一端上，旋盖轴A350另一端装入充电腔A131内、穿过旋盖筒A360后与推力球轴承A480的轴圈装配，推力球轴承A480的座圈与旋盖弹簧A440一端装配，旋盖弹簧A440另一端与弹簧座A441装配，弹簧座A441直接或间接安装在充电腔A131的内壁上，本实施例中弹簧座A441安装在无线充电接收器A260的外壳上。

所述充电腔A131内安装有充电隔板A132，充电隔板A132、充电壳A130分别与旋盖筒A360可圆周转动、不可轴向移动装配，所述旋盖筒A360一端穿过充电隔板A132后与限位盘A490装配，限位盘A490上安装有限位凸块A491，限位凸块A491可以在第一限位条A1321、第二限位条A1322之间转动从而限制限位盘A490的转动角度，也就是限制旋盖筒A360、旋盖A610的转动角度。所述第一限位条A1321、第二限位条A1322分别安装在充电隔板A132上。本实施例中，旋盖可以进行90度左右的旋转，从而在旋盖初始状态时将插口密封，旋转90°后不再遮挡插口，这就既能够实现对插口的密封，又能够在需要插头充电时打开旋盖进行充电。

所述旋盖筒A360外不可圆周转动地套装有旋盖蜗轮A451，旋盖蜗轮A451与旋盖蜗杆部分A452啮合并构成蜗轮蜗杆传动机构，所述旋盖蜗杆部分A452设置在旋盖传动轴A330上，所述旋盖传动轴A330与充电盒A130可圆周转动装配；所述旋盖传动轴A330上还套装有第二旋盖伞齿轮A462，所述第二旋盖伞齿轮A462与第一旋盖伞齿轮A461啮合传动，所述第一旋盖伞齿轮A461套装在动力筒A340上，动力筒A340分别与充电隔板A132、充电盒A130可圆周转动装配。所述动力筒A340内部为中空的动力内孔A341，动力内孔A341的内壁上设置有沿着其轴向螺旋分布的动力螺旋槽A342，动力螺旋槽A342用于和动力半球B430卡合、可滑动装配，从而在动力半球B430沿着动力内孔A341轴向移动时可以驱动动力筒A340圆周转动，也就能够驱动旋盖A610同步转动。使用时，旋盖弹簧A440用于通过旋盖轴A350施加轴向向充电隔板A132拉动的弹力，使得旋盖A610的端面压紧在插孔A251的周围以实现对插孔A251的密封。

优选地，所述充电盒A130上、与动力内孔A341对应处设置有导向锥孔A134，导向锥孔A134用于和定位杆B410配合以便于定位杆B410插装入动力内孔A341中。

所述充电盒A130的外壁上还安装有充电铰接块A140，充电铰接块A140通过支架转轴A310分别与第一支臂A151一端、第二支臂A152一端铰接，所述第一支臂A151另一端、第二支臂A152另一端分别安装在支臂架A160上，所述充电铰接块A140上安装有支架限位条A141，支架限位条A141用于限制第一支臂A151、第二支臂A152向机体A110转动的最大角度。所述第二支臂A152通过支臂拉簧A410与充电盒A130的外壁连接，支臂弹簧A410用于对第二支臂A152施加向充电盒A130拉动的弹力，而通过支架限位条A141将此弹力进行保持，这种设计主要是既保证第一支臂A151、第二支臂A152对机体的支撑，又能够在降落时支臂架A160以支架转轴A310为中心向上转动以消减降落时的惯性力。

所述支臂架A160通过支臂架块A161与轮架A170装配，所述轮架A170上安装有两块轮轴板A171、驱动箱A420，两块轮轴板A171分别与两根轮轴A320一端可圆周转动、不可轴向移动装配，两根轮轴A320上分别安装有一个麦克纳姆轮A510，两根轮轴A320的另一端分别装入驱动箱A420内且与驱动隔板A421可圆周转动、不可轴向移动装配，驱动隔板A421安装在驱动箱A420内，且轮轴A320位于驱动箱A420内的部分上套装有第一轮轴伞齿轮A471，所述第一轮轴伞齿轮A471与第二轮轴伞齿轮A472啮合传动，所述第二轮轴伞齿轮A472安装在行走电机轴A380上，所述行走电机轴A380一端穿过行走轴套A370、轮架A170后装入护罩A430内且与无刷转子A270装配，所述无刷转子A270的端面上沿着其圆周方向上安装有多个磁铁块A271；

所述护罩A430内、与无刷转子A270的端面正对处安装有无刷定子A280，所述无刷定子A280内安装有多个沿着其圆周方向上分布的线圈A281，线圈281通电后产生磁场。本实施例中，多个线圈依次通断电从而对磁铁块A271产生旋转磁力以驱动无刷转子A270圆周转动。这就是无刷电机的原理，本实施例中，无刷转子A270、无刷定子A280可以采用无刷电机替代，且无刷电机应为伺服电机或步进电机。所述行走轴套A370安装在驱动横板A422上，驱动横板A422安装在驱动箱A420内。使用时无刷定子A280驱动无刷转子A270转动，从而带动与之对应的麦克纳姆轮A510转动，本实施例的麦克纳姆轮有四个，可以通过四个麦克纳姆轮的不同转向实现机体A110的前进、后腿、侧移、转弯，从而为后续的定位、调节提供基础。

参见图1-图7，所述全自动机库包括底板110，底板110上分别安装有机库140、第一降落立板121、两块相互平行的第二降落立板122、两块相互平行的输送立板160，两块输送立板160之间安装有第一输送限位板161、第二输送限位板162，两块输送立板160、两块第二降落立板122分别以第一输送限位板161、的中心面为中心对称分布。第一输送限位板161、第二输送限位板162分别用于限制定位模块C移动的两个最大位移点。

两块输送立板160之间还分别可圆周转动地安装有至少四根输送带轴230，每根输送带轴230上分别均套装有一个输送带辊331，输送带330绕过各个输送带辊331并构成带传动机构且输送带330的两端分别与定位模块C的两端装配，其中一根输送带轴230一端与输送电机410的输出轴连接固定，输送电机410启动后能够驱动输送带330运行，从而带动定位模块C移动。

两块输送立板160相互靠近的一侧上还分别安装有输送滑轨座164，输送滑轨座164上安装有输送滑轨165，输送滑轨165与定位模块C的输送滑槽C112卡合、可滑动装配。这种设计主要是为定位模块C的移动提供导向且增加其移动时的稳定性。两块输送立板160位于机库140内的部分分别通过一块输送连板163和与之靠近的机库140的内壁连接，从而实现输送立板160与机库140相对装配固定。

所述机库140内部中空且用于存放巡查无人机A，且机库140内安装有充电模块B，巡查无人机存放在机库内时可以通过无线充电模块B对巡查无人机进行充电。所述机库140一端开口，此开口用于使巡查无人机进出，且机库位于此开口的端部上设置有门滑槽141，门滑槽141与门滑条341卡合、可滑动装配，门滑条341上设置有门齿条342，且门滑条341安装在门板340上，门板340可将机库140的开口封闭以保护巡查无人机，起到防护、防盗的作用。

所述门齿条342与第一门齿轮351啮合并构成齿轮齿条传动机构，所述第一门齿轮351与第二门齿轮352啮合传动，第二门齿轮352与第三门齿轮353啮合传动，第一门齿轮351、第二门齿轮352、第三门齿轮353分别套装在第一门转轴241、第二门转轴242、门电机轴431上，所述第一门转轴241、第二门转轴242、门电机轴431分别与门电机架180可圆周转动装配，所述门电机架180安装在机库140的机库顶板142上。所述门电机轴431安装在门电机430上，门电机430安装在门电机架180内，门电机430启动后可以驱动门电机轴431圆周转动，从而驱动门板340沿着门滑槽上下移动以开闭机库140的开口端。

所述第一降落立板121、第二降落立板122的两端分别与第一降落侧板131、第二降落侧板132装配，所述第一降落侧板131、第二降落侧板132顶部分别安装有降落护板150；两块第二降落立板122、两块输送立板160一端还分别与第一降落螺杆210可圆周转动且不可轴向移动装配，每块第二降落立板122和与之靠近的输送立板160分别与第二降落螺杆220两端可圆周转动、不可轴向移动装配；

第二降落螺杆220、第一降落螺杆210之间通过第二螺杆皮带320连接并构成带传动机构，第一降落螺杆210还通过第一螺杆皮带360与螺杆电机轴421连接并构成带传动机构，螺杆电机轴421一端装入螺杆电机420内，螺杆电机420启动后可以驱动螺杆电机轴421圆周转动，从而驱动第二降落螺杆220、第一降落螺杆210同步转动。

所述第二降落螺杆220、第一降落螺杆210分别穿过不同的降落螺块311，所述降落螺块311安装在降落辅助板310底部降落辅助板310用于辅助巡查无人机降落；所述降落辅助板310有两块，两块降落辅助板310之间设有降落定位槽301，降落定位槽301用于使定位板C440装入，从而使得定位板C440、两块降落辅助板310的顶面平齐，这就能够为巡查无人机的降落提供较大的区域以便于巡查无人机降落。而巡查无人机移动到定位板C440上后，启动螺杆电机420，从而驱动两块降落辅助板310相互远离移动以为巡查无人机A的下移腾出空间。

参见图1-图5、图29-图39，所述定位模块C包括定位板C440、称重传感器C330、称重底板C450、两个端部定位板C431、四个侧端定位板C421，所述定位板C440安装在称重传感器C330的输入轴上，所述称重传感器C330安装在称重底板C450上，所述称重底板C450上安装有升降导板C710，所述升降导板C710底部穿过升降隔板C160后装入升降导向座C130的升降导向槽C131内且与之可滑动装配，所述升降导向座C130安装在定位底板C110上，称重底板C450底部还分别与两根升降螺杆C720顶部装配，两根升降螺杆C720底部分别穿过两个升降螺套C311且与之通过螺纹旋合装配，所述升降螺套C311可圆周转动、不可轴向移动地安装在升降隔板C160上，其中一个升降螺套C311装入空心轴电机C310的空心电机轴内且与之不可相对圆周转动装配，所述空心轴电机C310安装在升降隔板C160上；两个升降螺套C311之间通过升降皮带C810连接并构成带传动机构。空心轴电机C310启动后能够驱动两个升降螺套C311圆周转动，两个升降螺套C311分别驱动与之对应的升降螺杆C720轴向移动从而实现定位板C440的升降。

所述定位板C440上设置有相互交叉第一定位条C441、第二定位条C442，所述第一定位条C441、第二定位条C442分别涂装不同颜色以便于后续的定位识别。所述端部定位板C431用于和轮架A170侧边贴紧以实现定位，所述端部定位板C431与端部导向杆C230一端装配，所述端部导向杆C230另一端套装端部弹簧C512、穿过端部动力板C430后与端部螺母C231装配，所述端部螺母C231不能穿过端部动力板C430，所述端部导向杆C230与端部动力板C430可轴向滑动装配，所述端部弹簧C512用于对端部定位板C431施加阻碍其向端部动力板C430移动的弹力，所述端部动力板C420上安装有第二限位开关C322，第二限位开关C322的触发端正对端部定位板C431，且端部定位板C431向端部动力板C430移动移动后能够触发第二行程开关，第二行程开关向工控机输送信号，此时判断为与此第二行程开关对应的轮架A170侧壁已经定位完成。端部动力板C430套装在动力螺杆C240上且与之通过螺纹旋合装配，两块端部动力板C430与动力螺杆C240旋合的螺纹相反，所述动力螺杆C240分别与其两端的定位侧板C120可圆周转动且不可轴向移动装配。

侧端定位板C421与侧端导向杆C220一端装配，侧端导向杆C220另一端套装侧端弹簧C511、穿过侧端动力板C420后与侧端螺母C221装配，所述侧端螺母C221不能穿过侧端动力板C420，侧端弹簧C511用于对侧端定位板C421施加阻碍其向侧端动力板C420移动的弹力，侧端导向杆C220与侧端动力板可轴向滑动装配，所述侧端动力板C420上还安装有第一行程开关C321，第一行程开关C321的触发端正对侧端定位板C421，侧端定位板C421向侧端动力板C420移动后能够触发第二行程开关C321，第二行程开关被触发后向工控机发送信号，判断为与此第二行程开关C321对应的轮架A170端部定位完成。

所述端部动力板C430底部安装在定位架C410上，且端部动力板C430上设置有端部滑槽C432，端部滑槽C432与端部滑轨C151卡合、可滑动装配，端部滑轨C151安装在端部滑轨板C150上，端部滑轨板C150的两端分别与一块定位侧板C120装配；定位架C410上分别安装有两块相互平行的第一定位架立板C411、两块相互平行的第二定位架立板C412、两块相互平行的第三定位架立板C413、定位随动箱C460，两块相互平行的第一定位架立板C411、两块相互平行的第二定位架立板C412、两块相互平行的第三定位架立板C413均以定位随动箱C460为中心对称安装；同一侧的第一定位架立板C411、第二定位架立板C412分别与侧移螺杆C210可圆周转动、不可轴向移动装配，且同一侧的第一定位架立板C411、第二定位架立板C412之间安装有侧端动力板C420，侧移螺杆C210穿过侧端动力板C420且与之通过螺纹旋合装配，所述侧移螺杆C210一端上安装有离合环C630，离合环C630上设置有离合滑孔C631，离合滑孔C631一端开口且开口端通过离合端盖C640封闭、离合端盖C640安装在离合环C630上；所述离合滑孔C631与离合滑环C261卡合、可轴向滑动装配，所述离合滑环C261套装在离合杆C260上，所述离合杆C260一端穿出离合环C630且此端上设置有离合半球C262，离合半球C262与离合半球槽C621卡合装配，离合半球槽C621设置在离合盘C620上，离合盘C620安装在侧移传动轴C250一端上；所述离合杆C260可相对于离合环C630在其轴向上移动，且离合滑孔C631内、位于离合滑环C261和离合端盖C640之间的部分上套装有离合弹簧C520，离合弹簧C520用于对离合滑环C261施加向离合半球槽C621推动的弹力，从而保持离合半球C262与离合半球槽C621卡合装配，也就实现侧移传动轴C250、侧移螺杆C210之间的传动。一旦侧移螺杆C210无法转动时，移传动轴C250的扭力驱动离合半球C262逐渐转出离合半球槽C621，从而实现侧移传动轴C250、侧移螺杆C210之间的动力切断。

所述侧移传动轴C250另一端穿过第三定位架立板C413后装入定位随动箱C460内且与之第一定位伞齿轮C611装配，所述第一定位伞齿轮C611与第二定位伞齿轮C612啮合传动，所述第二定位伞齿轮C612套装在动力轴套C730上，所述动力轴套C730可轴向滑动、可圆周转动地套装在动力螺杆C240上，所述动力轴套C730与定位随动箱C460可圆周转动、不可轴向移动装配，所述动力轴套C730一端穿出定位随动箱C460后与活动离合盘C651装配，所述活动离合盘C651与固定离合盘C652同轴或端面正对，所述固定离合盘C652与离合推力球轴承C660的一端装配，所述离合推力球轴承C660另一端与缓冲离合弹簧C530一端贴紧或装配，所述缓冲离合弹簧C530另一端贴紧或安装在离合立板C161上，所述离合立板C161安装在升降隔板C160上，所述缓冲离合弹簧C530用于对固定离合盘C652施加向活动离合盘C651推动的弹力，所述固定离合盘C652、离合推力球轴承C660不可圆周转动且可轴向移动地套装在动力螺杆C240上。初始状态时，定位架C410远离升降隔板C160，固定离合盘C652、活动离合盘C651不接触。在定位时，动力螺杆C240圆周转动，从而带动两个定位架C410相互靠近移动，直到两个第二行程开关C322均被触发，此时判断为对巡查无人机两端的定位完成；此时固定离合盘C652、活动离合盘C651相互压紧传动，从而实现动力轴套C730的圆周转动，动力轴套C730带动侧移螺杆C210圆周转动，从而带动升降隔板C160两侧的端部动力板C420相互靠近移动，直到第一行程开关C321被触发。

所述定位架C410底部还安装有定位架滑块C414，定位架滑块C414与定位架滑槽C141卡合、可滑动装配，定位架滑槽C141设置在定位架滑板C140上，所述定位架滑板C140两端分别安装在定位侧板C120上。所述定位底板C110底部安装有定位滑座C111，定位滑座C111上设置有定位滑槽C112，所述定位滑槽C112卡合、可滑动地安装在输送滑轨165上，所述输送带330的两端分别与定位侧板C120装配，从而可以拉动定位模块运行。

在巡查无人机A需要降落时，定位板C440装入降落定位槽，两块降落辅助板310相互靠近至最大位移点，此时定位板C440的顶面与两块降落辅助板310的顶面平齐，巡查无人机降落在定位板C440的顶面与两块降落辅助板310的顶面构成的平台上。降落后，通过四个麦克纳姆轮驱使巡查无人机移动到定位板C440上，具体以第一定位条C441、第二定位条C442为基准，而降落时同样可以第一定位条C441、第二定位条C442为基准。具体是在定位板C440正上方拍摄一张基准图片，基准图片包含有第一定位条C441、第二定位条C442以及其相对于各个装置的位置关系，对基准图片进行识别。在降落时在定位板C440正上方拍摄定位板C440的图像，然后进行识别对比，从而识别出巡查无人机相对于第一定位条C441、第二定位条C442的位置偏差，通过这个偏差量修正巡查无人机的位置，然后降落。降落后巡查无人机还是存在分米级别的误差，此时通过麦克纳姆轮移动至定位板C440正上方，此时称重传感器启动，对巡查无人机进行称重，一旦重量不在误差范围内则认为巡查无人机没有全部在定位板上，此时通过麦克纳姆轮调节巡查无人机位置，使得称重传感器获得的重量在预设阈值区间内即可认定为巡查无人机已经全部在定位板上。摄像头获取的图像上的第一定位条C441、第二定位条C442与基准图像上的第一定位条C441、第二定位条C442处在误差范围内即可，如果在误差外则通过麦克纳姆轮调节巡查无人机位置，此时巡查无人机与定位板还存在厘米级别的误差。然后两块降落辅助板310相互远离至最大位移点，定位板C440携带巡查无人机下移至最大位移点。再通过两个端部定位板C431定位两个轮架A170的外侧，具体以两个第二行程开关均被触发为准，在定位过程中，两个端部定位板C431可以推动巡查无人机移动，从而实现定位。最后通过四个侧端定位板C421分别探测两个轮架A170两端的位置，一旦其中一个侧端定位板C421对应的第一行程开关没有被触发，那么意味着定位存在误差，此时启动麦克纳姆轮移动巡查无人机，使得四个第一行程开关均被触发，此时完成了巡查无人机的定位。巡查无人机定位后通过输送带驱动定位模块C携带巡查无人机进入机库140内，然后关闭门板即可。离合盘C620、离合环C630之间的可差速转动使得四个侧端动力板C420其中一个被阻挡时不影响其他的侧端动力板移动，从而可以利用四个第一行程开关在定位板顶面上对轮架进行定位、探测其大致位置。

参见图1-图5、图16，所述充电模块B包括无线充电机构、插头充电机构，所述无线充电机构包括无线连板B110，无线连板B110两端分别与无线立板B120、机库140的内壁装配，所述无线立板B120上分别安装有无线空心轴电机B320、无线导向轴筒B210，所述无线导向轴筒B210内部中空且与无线导向轴B220一端可轴向滑动装配，所述无线导向轴B220另一端与无线充电发射器B310装配，所述无线充电发射器B310用于向无线充电接收器A260发射无线充电信号，从而进行无线充电。所述无线充电接收器A260还与无线螺杆B230一端装配，无线螺杆B230另一端穿过无线立板B120、无线空心轴电机B320的无线空心轴B321，且无线螺杆B230与无线空心轴B321通过螺纹旋合装配，所述无线空心轴电机B320启动后能够驱动无线空心轴B321圆周转动，从而带动无线螺杆B230沿着其轴向移动，也就能够带动无线充电发射器B310同步移动，从而调节无线充电发射器B310与无线充电接收器之间的间距。在初始状态时，无线充电发射器远离无线充电接收器。需要无线充电时，无线充电发射器向无线充电接收器移动，直到与充电盒贴紧，此时可以进行无线充电。由于无线充电能耗相对较高，充电效率也偏慢因此，申请人采用插头充电机构进行有线充电。

插头充电机构包括充电安装架B130，插头充电架B130安装在机库140的内壁上，所述插头充电架B130上安装有两块相互平行的充电架板B131，两块充电架板B131分别与第一充电导向轴B241、第一充电螺杆B242可圆周转动且不可轴向移动装配，所述第一充电导向轴B241穿过充电侧移块B141且与之可轴向滑动装配，第一充电螺杆B242穿过充电侧移块B141且与之通过螺纹旋合装配，所述第一充电螺杆B242一端与充电侧移电机B330的输出轴连接固定，充电侧移电机B330启动后能够带动第一充电螺杆B242圆周转动，从而带动充电侧移块B141沿着第一充电螺杆B242轴向移动。

所述充电侧移块B141安装在充电侧移架B140上，所述充电侧移架B140上安装有两块相互平行的侧移架板B142，两块侧移架板B142分别与第二充电导向轴B251、第二充电螺杆B252可圆周转动且不可轴向移动装配，所述第二充电导向轴B251穿过充电升降块B151且与之可轴向滑动装配，所述第二充电螺杆B252穿过充电升降块B151且与之通过螺纹旋合装配，第二充电螺杆B252一端与充电升降电机B370的电机轴连接固定，充电升降电机B370启动后能够带动第二充电螺杆B252圆周转动，充电升降电机B370安装在充电电机板B143上，充电电机板B143安装在充电侧移架B140上。

所述充电升降块B151安装在充电升降架B150上，充电升降架B150上安装有升降架底板B154上，升降架底板B154上还分别安装有第一升降架立板B153、第二升降架立板B152，所述第一升降架立板B153、第二升降架立板B152分别与探测架B160装配；所述升降架底板B154上安装有第一充电导轨B510，第一充电导轨B510与第一充电滑槽B531卡合、可滑动装配，所述第一充电滑槽B531设置在插头动力块B530上，插头动力块B530还套装在插头螺杆B262上且与之通过螺纹旋合装配，所述插头螺杆B262一端与插头电机B380的输出轴连接固定，插头电机B380启动后能够带动插头螺杆B262圆周转动，从而驱动插头动力块B530沿着插头螺杆B262轴向移动。所述插头动力块B530上安装有插头座B550，插头座B550内部设置有插头座孔B551，插头座孔B551与插头滑环B561卡合、可轴向滑动装配，所述插头滑环B561套装在插头滑杆B560一端上，插头滑杆B560另一端穿出插头座B550后与插头B340装配，所述插头滑杆B560位于插头座B550和插头B340之间的部分上套装有插头弹簧B610，插头弹簧B610用于对插头B340施加远离插头座B550的弹性推力。

所述插头滑环B561的端部与插头行程开关B391的触发端正对，插头滑环B561向插头行程开关B391移动后可以触发插头行程开关B391，此时插头行程开关B391向工控机输入信号，判断为插头已经插入插孔内，然后向插头供电以进行充电；插头行程开关B391安装在插头动力块B530上。使用时，插头电机B380启动，从而驱动插头动力块B530向插孔A251移动，直到插头装入插孔A251内，且插头行程开关被触发，此时可以通过插头对插座供电以进行充电，这种方式可以实现快充，从而降低充电时长，增加巡航频率。

所述探测架B160上分别安装有第一探测架板B161、第二探测架板B162、第三探测架板B163、第二充电导轨B520，所述第二充电导轨B520与探测壳B540底部的探测滑槽B542卡合、可滑动装配，所述探测壳B540内部设置有中空的探测腔B541，所述探测壳B540一端安装在第二探测架板B162上，第二探测架板B162套装在探测螺杆B261上且与之通过螺纹旋合装配，所述探测螺杆B261分别与第一探测架板B161、第三探测架板B163可圆周转动且不可轴向移动装配，所述探测螺杆B261一端穿出第三探测架板B163后与第一探测齿轮B711装配，所述第一探测齿轮B711与第二探测齿轮B712啮合传动，所述第二探测齿轮B712与第三探测齿轮B713啮合传动，所述第二探测齿轮B712、第三探测齿轮B713分别套装在探测中间轴B270、探测电机轴B361上，所述探测中间轴B270分别与第三探测架板B163、第一升降架立板B153可圆周转动装配，所述探测电机轴B361一端装入探测电机B360内，探测电机B360启动后能够驱动探测电机轴B361圆周转动，从而驱动探测螺杆B261圆周转动，探测螺杆B261带动探测壳B540、第二探测架板B162沿着其轴向移动。

所述探测腔内安装有探测隔板B543、定位杆B410、探测筒B440，所述探测筒B440的外壁分别与探测弧块B450装配，所述探测弧块B450有多个且沿着探测筒B440的圆周方向设置，所述探测弧块B450与探测轴B351一端装配，探测轴B351另一端装入位移传感器B350内，且探测轴B351发生位移时可以通过位移传感器B350探测其位移量。本实施例中探测轴B351通过球形铰链与探测弧块B450装配。所述位移传感器B350安装在探测壳B540上，所述探测轴B351位于探测弧块B450和探测腔B541的内壁之间的部分上套装有探测弹簧B630，探测弹簧B630用于对探测弧块B450施加阻碍其向探测腔B541的内壁移动的弹力。

所述探测筒B440内部设置有中空的探测滑孔B441，探测滑孔B441内卡合、可滑动地安装有探测滑环B413，所述探测滑环B413套装在定位杆B410上，所述定位杆B410的两端分别穿出探测滑孔B441且一端与探测触发块B414装配、另一端上设置有定位锥头B412，所述定位锥头B412用于便于定位杆B410插入动力内孔A341内。所述探测滑孔B441内还安装有探测端盖B442，定位杆B410位于探测滑孔B441的端面与探测端盖B442之间的部分上套装有过载弹簧B620，过载弹簧B620用于对定位杆B410施加阻碍其向探测端盖B442移动的弹力。探测筒B440与定位杆B410可轴向滑动装配。

所述探测触发块B414与探测行程开关B392的触发端正对，且探测触发块B414向探测行程开关B392移动后能够触发探测行程开关B392，探测行程开关B392被触发后向工控机输入信号，工控机判断为定位杆B410插装入动力内孔A341内且旋盖A610转离插口A251，然后驱动插头插入插口内进行充电。探测行程开关B392安装在探测隔板B543上。

所述定位杆B410靠近定位锥头B412一端上还设置有的定位杆槽B411，定位杆槽B411内安装有弹性片座B421，弹性片座B421与弹性片B420一端装配，弹性片B420具有弹性，且弹性片B420上安装有动力半球B430，所述弹性片B420两侧分别与定位杆槽B411的内壁卡合装配。

在定位锥头B412插装入动力内孔A341内的过程中，动力半球B430受到挤压而缩进定位杆槽B411内，直到动力半球B430与动力螺旋槽A342正对，此时动力半球B430通过弹性片B420的弹力卡装入动力螺旋槽A342内，随着定位杆B410的不断插入，可以通过动力半球B430驱使动力筒A340圆周转动，从而带动旋盖轴A350转动，旋盖轴A350带动旋盖A610转动从而打开插口A251，由于第一限位条A1321、第二限位条A1322可以限制旋盖轴A350的最大转动角度，在旋盖轴A350旋转到最大角度后就不能继续转动，此时定位杆持续向动力内孔A341内移动，直到探测触发块B414触发探测行程开关B392，此时工控机判断为可以插入插头。

而定位杆插入动力内孔A341内的过程中，各个一旦定位杆B410与动力内孔A341不同轴，那么定位杆B410就会在径向上发生倾斜，这就使得各个位移传感器探测的参数不一，此时通过充电侧移电机B330、充电升降电机B370驱使为调节其在动力内孔A341径向上的位置以使得各个位移传感器处于相同区间内的参数输出，此时判断为动力内孔A341与定位杆B410同轴，这种设计可以实现插头与插口自动定位、同轴以便于后续的插接。在插头与插口同轴后启动插头电机B380驱动插头插入插口内即可。充电完成后首先将插头拉出插口，然后将定位杆拉出动力内孔A341，从而使得插头复位、旋盖复位即可。

本发明未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种充电模块，其特征在于，包括插头充电机构，插头充电机构包括充电升降架，充电升降架上安装有升降架底板上，升降架底板上还分别安装有第一升降架立板、第二升降架立板，所述升降架底板上安装有第一充电导轨，第一充电导轨与第一充电滑槽卡合、可滑动装配，所述第一充电滑槽设置在插头动力块上，插头动力块还套装在插头螺杆上且与之通过螺纹旋合装配，所述插头一端与插头电机的输出轴连接固定；所述插头动力块上安装有插头座，插头座内部设置有插头座孔，插头座孔与插头滑环卡合、可轴向滑动装配，所述插头滑环套装在插头滑杆一端上，插头滑杆另一端穿出插头座后与插头装配，所述插头滑杆位于插头座和插头之间的部分上套装有插头弹簧，插头弹簧用于对插头施加远离插头座的弹性推力。

2.如权利要求1所述的充电模块，其特征在于，还包括无线充电机构，所述无线充电机构包括无线连板，无线连板两端分别与无线立板、机库的内壁装配，所述无线立板上分别安装有无线空心轴电机、无线导向轴筒，所述无线导向轴筒内部中空且与无线导向轴一端可轴向滑动装配，所述无线导向轴另一端与无线充电发射器装配，所述无线充电发射器用于向无线充电接收器发射无线充电信号，从而进行无线充电；

所述无线充电接收器还与无线螺杆一端装配，无线螺杆另一端穿过无线立板、无线空心轴电机的无线空心轴，且无线螺杆与无线空心轴通过螺纹旋合装配。

3.如权利要求1所述的充电模块，其特征在于，充电升降电机安装在充电电机板上，充电电机板安装在充电侧移架上。

4.如权利要求1所述的充电模块，其特征在于，插头充电机构还包括充电安装架，插头充电架安装在机库的内壁上，所述插头充电架上安装有两块相互平行的充电架板，两块充电架板分别与第一充电导向轴、第一充电可圆周转动且不可轴向移动装配，所述第一充电导向轴穿过充电侧移块且与之可轴向滑动装配，第一充电螺杆穿过充电侧移块且与之通过螺纹旋合装配，所述第一充电螺杆一端与充电侧移电机的输出轴连接固定；

所述充电侧移块安装在充电侧移架上，所述充电侧移架上安装有两块相互平行的侧移架板，两块侧移架板分别与第二充电导向轴、第二充电可圆周转动且不可轴向移动装配，所述第二充电导向轴穿过充电升降块且与之可轴向滑动装配，所述第二充电螺杆穿过充电升降块且与之通过螺纹旋合装配，第二充电螺杆一端与充电升降电机的电机轴连接固定；所述充电升降块安装在充电升降架上。

5.如权利要求1所述的充电模块，其特征在于，所述插头滑环的端部与插头行程开关的触发端正对，插头滑环向插头行程开关移动后可触发插头行程开关，此时插头行程开关向工控机输入信号，判断为插头已经插入插孔内，然后向插头供电以进行充电；插头安装在插头动力块上。

6.如权利要求1所述的充电模块，其特征在于，所述第一升降架立板、第二升降架立板分别与探测架装配，所述探测架上分别安装有第一探测架板、第二探测架板、第三探测架板、第二充电导轨，所述第二充电导轨与探测底部的探测滑槽卡合、可滑动装配，所述探测壳内部设置有中空的探测腔，所述探测壳一端安装在第二探测架板上，第二探测架板套装在探测螺杆上且与之通过螺纹旋合装配，所述探测螺杆分别与第一探测架板、第三探测架板可圆周转动且不可轴向移动装配，所述探测螺杆一端穿出第三探测架板后与第一探测齿轮装配，所述第一探测齿轮与第二探测齿轮啮合传动，所述第二探测齿轮与第三探测齿轮啮合传动，所述第二探测齿轮、第三探测齿轮分别套装在探测中间轴、探测电机轴上，所述探测中间轴分别与第三探测架板、第一升降架立板可圆周转动装配，所述探测电机轴一端装入探测电机内。

7.如权利要求6所述的充电模块，其特征在于，所述探测腔内安装有探测隔板、定位杆、探测筒，所述探测筒的外壁分别与探测弧块装配，所述探测弧块有多个且沿着探测筒的圆周方向设置，所述探测弧块与探测轴一端装配，探测轴另一端装入位移传感器内；

所述位移传感器安装在探测壳上，所述探测轴位于探测弧块和探测腔的内壁之间的部分上套装有探测弹簧，探测弹簧用于对探测弧块施加阻碍其向探测腔的内壁移动的弹力。

8.如权利要求7所述的充电模块，其特征在于，所述探测筒内部设置有中空的探测滑孔，探测滑孔内卡合、可滑动地安装有探测滑环，所述探测滑环套装在定位杆上，所述定位杆的两端分别穿出探测滑孔且一端与探测触发块装配、另一端上设置有定位锥头，所述定位锥头用于便于定位杆插入动力内孔内；所述探测滑孔内还安装有探测端盖，定位杆位于探测滑孔的端面与探测端盖之间的部分上套装有过载弹簧，过载弹簧用于对定位杆施加阻碍其向探测移动的弹力；

所述探测触发块与探测行程开关的触发端正对，且探测触发向探测行程开关移动后能触发探测行程开关，探测行程开关被触发后向工控机输入信号，工控机判断为定位杆插装入动力内孔内且旋盖转离插口，然后驱动插头插入插口内进行充电，探测行程开关安装在探测隔板上。

9.如权利要求7或8所述的充电模块，其特征在于，所述定位杆靠近定位锥头一端上还设置有的定位杆槽，定位杆槽内安装有弹性片座，弹性片座与弹性片一端装配，弹性片具有弹性，且弹性片上安装有动力半球，所述弹性片两侧分别与定位杆槽的内壁卡合装配；

在定位锥头插装入动力内孔内的过程中，动力半球受到挤压而缩进定位杆槽内，直到动力半球与动力螺旋槽正对，此时动力半球通过弹性片的弹力卡装入动力螺旋槽内，随着定位杆的不断插入，可通过动力半球驱使动力筒圆周转动。

10.一种无人机巡查系统，其特征在于，应用有权利要求1-9任一项所述的充电模块，充电模块安装在全自动机库上且用于对巡查无人机进行充电，全自动机库通过机库为巡查无人机提供庇护；巡查无人机通过全自动机库起飞、降落，且巡查无人机用于对巡查区域进行自动飞行巡查。

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