CN114228521B - 一种无人机设备及其无线充电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机设备及其无线充电装置，无线充电装置，包括至少两个充电板，任一所述充电板用以转动连接于无人机主体，任一所述充电板内设有充电线圈，所述充电线圈用以与充电座形成无线充电回路以对无人机主体进行充电；通过转动至少两个所述充电板，至少两个所述充电板向外侧展开，以使所述充电线圈与充电座形成无线充电回路。上述无线充电装置可以提高充电功率和充电效率，并可以有效解决现有产品因充电功率低及充电热损耗对电池寿命的影响问题，同时，可以提高无人机主体落地的稳定性和精度，降低产品成本，提升产品竞争力。

Description

一种无人机设备及其无线充电装置

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，特别涉及一种无线充电装置。本发明还涉及一种具有该无线充电装置的无人机设备。

背景技术

随着人们安全防护意识的提高，市场上安防产品种类也越来越多，目前，室内监控无人机也进入人们视野。

不同于室外无人机，室内监控无人机无人操控，需要通过程序自我运行，这样也就需要室内无人机能够自我充电。现有技术中，无人机充电有带线充电和无线充电两种，其中，无线充电需要线圈与充电底座距离尽可能近，并需要一定接触面积，然而，人们对于产品小型化需求及空气动力对于底面预留接触面积限制，降低了充电效率及充电功率，同时，线圈的热损耗也会提高无人机内部温度，降低了电池寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种无线充电装置，可以提高充电功率和充电效率，并可以提高电池使用寿命。本发明的另一目的是提供一种包括上述无线充电装置的无人机设备。

为实现上述目的，本发明提供一种无线充电装置，包括至少两个充电板，任一所述充电板用以转动连接于无人机主体，任一所述充电板内设有充电线圈，所述充电线圈用以与充电座形成无线充电回路以对无人机主体进行充电；通过转动至少两个所述充电板，至少两个所述充电板向外侧展开，以使所述充电线圈与充电座形成无线充电回路。

可选地，还包括用以设于无人机主体的转轴，所述充电板转动连接于所述转轴上。

可选地，所述转轴上设有：

第一限位结构，用以沿所述转轴的轴向限位所述充电板；

第二限位结构，设于所述第一限位结构和所述充电板上，用以沿所述转轴的周向限位所述充电板。

可选地，所述第一限位结构包括：

限位筋，设于所述转轴上并位于所述充电板的一侧，用以限位所述充电板；

挡圈，设于所述转轴上并位于所述充电板的另一侧，用以限位所述充电板。

可选地，所述第二限位结构包括：

限位槽，设于所述限位筋上；

限位凸起，设于所述充电板上，用以在所述限位槽内运动。

可选地，所述充电板包括：

转动连接部，转动连接于所述转轴；

充电板本体，与所述转动连接部连接，用以在所述限位凸起与所述限位槽的一侧内壁接触时呈水平姿态、在所述限位凸起与所述限位槽的另一侧内壁接触时与无人机主体的竖直轴线呈预设倾斜角度。

可选地，还包括设于所述转轴上的弹性件，所述弹性件可向所述充电板提供沿所述转轴转动的弹力，以使至少两个所述充电板具有向内侧并拢的运动趋势。

可选地，所述充电板设有卡槽，所述弹性件的一端用以连接于无人机主体，所述弹性件的另一端卡配于所述卡槽中。

可选地，所述充电板设置两组，任一组所述充电板包括两个用以设于无人机主体相对的两边的所述充电板，且一组所述充电板的连线垂直于另一组所述充电板的连线。

本发明还提供一种无人机设备，包括无人机主体，还包括转动连接于所述无人机主体、如上述任一项所述的无线充电装置。

相对于上述背景技术，本发明实施例所提供的无线充电装置，包括至少两个充电板，任一充电板用以转动连接于无人机主体，任一充电板内设有充电线圈，充电线圈与充电座靠近后形成无线充电回路，以对无人机主体进行充电。充电时，通过转动至少两个充电板，至少两个充电板向外侧展开，以使充电线圈与充电座形成无线充电回路，从而实现对无人机主体进行充电。相较于传统无人机主体内置充电线圈的设置方式，本发明实施例所提供的无线充电装置具有以下有益效果：

其一，充电时，只需转动充电板，充电板展开后与充电座接触，此时，充电线圈靠近充电座并与充电座形成无线充电回路，以对无人机主体进行充电，上述充电操作简洁、方便；与此同时，通过旋转运动可使全部充电板展开，充电板与充电座的接触面积增大，从而可以提高充电功率；

其二，内置于充电板的充电线圈与充电座距离可以尽可能靠近，从而可以提高充电效率；

其三，将充电线圈设置于充电板内，充电板转动连接于无人机本体，这样即可实现充电线圈的外置，外置的充电线圈不增加无人机主体内的散热负担，可以有效解决现有产品因充电功率低及充电热损耗对电池寿命的影响问题，也就是说，外置的充电线圈发热时，热量会直接散发在无人机主体的外部，不会对无人机主体内部电池等器件加热，从而可以降低系统散热负担，并提高电池使用寿命；

其四，由于充电时只需通过转动使充电板向外侧展开，展开后的充电板与充电座充分接触，充电座不仅可以实现充电，而且可以向无人机主体提供稳定的支撑，巧妙的结构设计，可提高无人机主体落地的稳定性和精度，同时可有效减小充电座的尺寸，从而可以降低产品成本，提升产品竞争力。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的无人机设备处于充电状态的结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的无人机设备处于飞行状态的结构示意图；

图3为充电板和无人机主体的装配结构示意图；

图4为图3中充电板、弹性件和转轴的装配结构示意图；

图5为无人机设备处于飞行状态时充电板的位置示意图；

图6为无人机设备处于充电状态时充电板的位置示意图。

其中：

1-无线充电装置、11-充电板、111-转动连接部、112-充电板本体、1121-卡槽、12-转轴、13-限位筋、14-挡圈、15-限位槽、16-限位凸起、17-弹性件；

2-无人机主体；

3-充电座。

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。

本发明的核心是提供一种无线充电装置，可以提高充电功率和充电效率，并可以提高电池使用寿命。本发明的另一核心是提供一种包括上述无线充电装置的无人机设备。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

需要说明的是，下文所述的“上端、下端、左侧、右侧”等方位词都是基于说明书附图所定义的。

请参考图1至图6，图1为本发明实施例所提供的无人机设备处于充电状态的结构示意图；图2为本发明实施例所提供的无人机设备处于飞行状态的结构示意图；图3为充电板和无人机主体的装配结构示意图；图4为图3中充电板、弹性件和转轴的装配结构示意图；图5为无人机设备处于飞行状态时充电板的位置示意图；图6为无人机设备处于充电状态时充电板的位置示意图。

本发明实施例所提供的无线充电装置1，可用于供无人机主体2充电，包括充电板组件，充电板组件设于无人机主体2的底部的位置，该充电板组件用以与充电座3接触，以实现无线充电。

具体地，充电板组件包括至少两个充电板11，任一充电板11用以转动连接于无人机主体2，任一充电板11内设有充电线圈，充电线圈与充电座3靠近后形成无线充电回路，以对无人机主体2进行充电。

当然，根据实际充电需要，充电板组件可以包括一组或两组充电板11，且一组充电板11包括两个相对设置的充电板11；针对横截面呈矩形的无人机主体2，当充电板11设置两组时，一组充电板11可以设置于无人机主体2相对的两边，另一组充电板11可以设置于无人机主体2另外相对的两边，且一组充电板11的连线垂直于另一组充电板11的连线。为了描述方便，本文以一组充电板11为例具体说明。

与此同时，本文对充电板11内充电线圈的数量也不做限制，一个充电板11内的充电线圈的数量可以为一个或多个，当充电线圈为多个时，多个充电线圈可以采用串联或并联的方式。

充电时，通过转动至少两个充电板11，至少两个充电板11向外侧展开，以使充电线圈与充电座3形成无线充电回路，从而实现对无人机主体2进行充电。

相较于传统无人机主体2内置充电线圈的设置方式，本发明实施例所提供的无线充电装置1，其一，充电时，只需转动充电板11，充电板11展开后与充电座3接触，此时，充电线圈靠近充电座3并与充电座3形成无线充电回路，以对无人机主体2进行充电，上述充电操作简洁、方便；与此同时，通过旋转运动可使全部充电板11展开，充电板11与充电座3的接触面积增大，从而可以提高充电功率；其二，内置于充电板11的充电线圈与充电座3距离可以尽可能靠近，从而可以提高充电效率；其三，将充电线圈设置于充电板11内，充电板11转动连接于无人机本体，这样即可实现充电线圈的外置，外置的充电线圈不增加无人机主体2内的散热负担，可以有效解决现有产品因充电功率低及充电热损耗对电池寿命的影响问题，也就是说，外置的充电线圈发热时，热量会直接散发在无人机主体2的外部，不会对无人机主体2内部电池等器件加热，从而可以降低系统散热负担，并提高设于无人机主体2中的充电电池使用寿命；其四，由于充电时只需通过转动使充电板11向外侧展开，展开后的充电板11与充电座3充分接触，充电座3不仅可以实现充电，而且可以向无人机主体2提供稳定的支撑，巧妙的结构设计，可提高无人机主体2落地的稳定性和精度，同时可有效减小充电座3的尺寸，从而可以降低产品成本，提升产品竞争力。

为了便于充电板11与无人机主体2的转动连接，还包括转轴12，该转轴12设于无人机主体2上，且充电板11转动连接于转轴12上。具体地，充电板11上设有转动连接部111，该转动连接部111设有通孔，该通孔用于供转轴12贯穿，这样即可使充电板11套设于转轴12上，并可沿转轴12的轴线旋转运动；无人机主体2上有对应转轴12的安装孔，将充电板11安装于转轴12上后，再将转轴12的两端装配于安装孔内即可完成充电板11的安装。

为了便于对套设于转轴12上的充电板11进行限位，转轴12上设有第一限位结构和第二限位结构，其中，第一限位结构用以沿转轴12的轴向限位充电板11；第二限位结构设于第一限位结构和充电板11上，第二限位结构用以沿转轴12的圆周方向限位充电板11。

具体地说，上述第一限位结构包括限位筋13和挡圈14，该挡圈14可以设置为卡簧结构，其中，限位筋13设于转轴12上并位于充电板11的一侧；挡圈14设于转轴12上并位于充电板11的另一侧，限位筋13和挡圈14之间预留有容置充电板11的转动连接部111的空间，限位筋13和挡圈14用以沿充电板11的两侧限位充电板11。

安装时，先将限位筋13装配于转轴12上，然后将充电板11套装于转轴12上，最后，装配挡圈14，从而可以通过限位筋13和挡圈14分别从两侧限位充电板11，以防止充电板11沿转轴12的轴向窜动。

当然，根据实际需要，上述限位筋13可以一体设置于转轴12上，也可以紧固连接于转轴12；挡圈14设于转轴12的安装槽中，安装槽预先在转轴12上加工形成。

此外，第二限位结构包括限位槽15和限位凸起16，其中，限位槽15设于限位筋13上，具体地，该限位筋13可以为开口的圆环结构，圆环结构的限位筋13上的开口即为限位槽15；限位凸起16设于充电板11上，限位凸起16用以在限位槽15中运动。

这样一来，当充电板11转动时，由于限位凸起16和限位槽15的限制，充电板11的可转动的角度范围由限位槽15的尺寸来限定，比如，该限位槽15的中心角大小为0-90°，也就是说，初始为垂直姿态的充电板11可以旋转90°后呈水平的姿态进行充电，而当充电完成后，充电板11沿相反方向转动后回到初始位置。

更加具体地说，充电板11具体包括转动连接部111和充电板本体112，其中，转动连接部111转动连接于转轴12；充电板本体112与转动连接部111连接，在限位凸起16与限位槽15的一侧内壁接触时，充电板本体112呈水平姿态，在限位凸起16与限位槽15的另一侧内壁接触时，充电板本体112与无人机主体2的竖直轴线呈预设倾斜角度。

需要说明的是，为了方便通过充电座3与充电板11相抵，以驱动充电板11转动，在充电板11向下转动至极限位置时，其充电板本体112与无人机主体2的竖直轴线呈预设倾斜角度，该预设倾斜角度为锐角，这样一来，两个相对的充电板11远离无人机主体2的一端可以打开一定的角度，该角度可以根据充电座3的尺寸进行调整，前提是能够在不影响无人机主体2桨叶气流的基础上，便于无人机在重力作用下，使充电板11与充电座3接触后向外翻转，直至完全贴合于充电座3上，进行充电。

为了优化上述实施例，充电板11的转动可以利用弹性件17实现，该弹性件17设于转轴12上，弹性件17可向充电板11提供沿转轴12转动的弹力，以使至少两个充电板11具有向内侧并拢的运动趋势。该弹性件17可以为扭簧。

具体地，充电板11设有卡槽1121，弹性件17的一端用以连接于无人机主体2，弹性件17的另一端卡配于卡槽1121中。卡槽1121的设置可以保证扭簧和充电板11良好的配合，避免扭簧位置偏移，压力变化。

在飞行和充电两个状态时，充电板11的位置通过转轴12上的限位筋13和挡圈14定位，当处于飞行状态时，在重力和扭簧弹力的作用下，充电板11处于最低位置。

当然，除了通过扭簧等结构推动下垂，在无人机起飞时，充电板11可以自然下垂，也可以使用电机等主动驱动充电板11下落。考虑到功耗和成本问题，本文优选采用扭簧。

这样一来，当无人机主体2处于飞行状态时，充电板11在重力和扭簧压力作用下，处于最低位置，处于该位置时，充电板11的外形轮廓不超过无人机主体2边缘，不影响桨叶气流；当无人机主体2降落时，充电板11接触充电底座，在无人机主体2重力下，充电板11与充电座3相抵并向外旋转，直至完全贴合在充电底座上，进行充电。同时，在扭簧的作用力下，可以保证充电板11稳定的贴合在充电底座上。

综上，在无人机主体2起飞时，充电板11下垂并不影响飞行气流；在无人机主体2降落时，靠自身重力将充电板11下压至水平状态，使充电板11展开，同时，展开的充电板11可以提供支撑作用，使无人机降落更加稳定，减小左右偏移。

本发明所提供的一种无人机设备，包括无人机主体2，无人机主体2具有视频监控、无线传输、导航、飞行控制等功能，完成任务返回后自动降落在充电座3上给系统充电，无人机主体2内设有与充电线圈电连接的充电电池，无人机设备还包括转动连接于无人机主体2、如上述具体实施例所描述的无线充电装置1；无人机设备的其他部分可以参照现有技术，本文不再展开。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明所提供的无人机设备及其无线充电装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方案及其核心思想。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种无线充电装置(1)，其特征在于，包括至少两个充电板(11)，任一所述充电板(11)用以转动连接于无人机主体(2)，任一所述充电板(11)内设有充电线圈，所述充电线圈用以与充电座(3)形成无线充电回路以对无人机主体(2)进行充电；通过转动至少两个所述充电板(11)，至少两个所述充电板(11)向外侧展开，以使所述充电线圈与充电座(3)形成无线充电回路；

还包括用以设于无人机主体(2)的转轴(12)，所述充电板(11)转动连接于所述转轴(12)上；

还包括设于所述转轴(12)上的弹性件(17)，所述弹性件(17)可向所述充电板(11)提供沿所述转轴(12)转动的弹力，以使至少两个所述充电板(11)具有向内侧并拢的运动趋势。

2.如权利要求1所述的无线充电装置(1)，其特征在于，所述转轴(12)上设有：

第一限位结构，用以沿所述转轴(12)的轴向限位所述充电板(11)；

第二限位结构，设于所述第一限位结构和所述充电板(11)上，用以沿所述转轴(12)的周向限位所述充电板(11)。

3.如权利要求2所述的无线充电装置(1)，其特征在于，所述第一限位结构包括：

限位筋(13)，设于所述转轴(12)上并位于所述充电板(11)的一侧，用以限位所述充电板(11)；

挡圈(14)，设于所述转轴(12)上并位于所述充电板(11)的另一侧，用以限位所述充电板(11)。

4.如权利要求3所述的无线充电装置(1)，其特征在于，所述第二限位结构包括：

限位槽(15)，设于所述限位筋(13)上；

限位凸起(16)，设于所述充电板(11)上，用以在所述限位槽(15)内运动。

5.如权利要求4所述的无线充电装置(1)，其特征在于，所述充电板(11)包括：

转动连接部(111)，转动连接于所述转轴(12)；

充电板本体(112)，与所述转动连接部(111)连接，用以在所述限位凸起(16)与所述限位槽(15)的一侧内壁接触时呈水平姿态、在所述限位凸起(16)与所述限位槽(15)的另一侧内壁接触时与无人机主体(2)的竖直轴线呈预设倾斜角度。

6.如权利要求1所述的无线充电装置(1)，其特征在于，所述充电板(11)设有卡槽(1121)，所述弹性件(17)的一端用以连接于无人机主体(2)，所述弹性件(17)的另一端卡配于所述卡槽(1121)中。

7.如权利要求1所述的无线充电装置(1)，其特征在于，所述充电板(11)设置两组，任一组所述充电板(11)包括两个用以设于无人机主体(2)相对的两边的所述充电板(11)，且一组所述充电板(11)的连线垂直于另一组所述充电板(11)的连线。

8.一种无人机设备，包括无人机主体(2)，其特征在于，还包括转动连接于所述无人机主体(2)、如权利要求1-7任意一项所述的无线充电装置(1)。