CN114275155A - 一种组合式无人机及无人机电量共享系统 - Google Patents

Abstract

一种组合式无人机及无人机电量共享系统，包括有组合式无人机模块、控制模块以及电量共享模块，组合式无人机模块包括有动力装置，控制模块与控制终端信号连接，电量共享模块包括有外壳、支撑连杆以及共享电量接头，控制模块固定安装在外壳底部，外壳上设置有电池组工位仓，电池组工位仓内安装有备用电池，相邻电池组工位仓之间安装有共享电量接头，共享电量接头通过支撑连杆固定在相邻电池组工位仓之间，共享电量接头与备用电池电性连接，共享电量接头包括有间隔设置的公头和母头，本发明有效延长了无人机的工作时间，改善无人机的工作模式，实现多个组合式无人机有机结合，形成灵活的，长工时的，高容错率的无人机作业组。

Description

一种组合式无人机及无人机电量共享系统

技术领域

本发明涉及一种无人机系统，尤其是一种组合式无人机及无人机电量共享系统。

背景技术

目前，电力驱动的无人机在使用过程中，常常面临因电量不足而需要返回充电的情况，导致其工作时间受到限制，这就会使无人机单位在搜救等场景的应用中无法创造更多的隐性价值，如争取救援时机等。

为解决上述技术问题，中国专利申请号为CN107323292A的专利，公开了无人机充电方法及装置，涉及通信技术领域。其方法包括当检测到无人机的当前电量低于预设值时,查找共享充电装置；基于查找到的所述共享充电装置,确定目标共享充电装置的位置；基于所述目标共享充电装置的位置,生成无人机飞行路线,所述无人机飞行路线的目的地为所述目标共享充电装置的位置；控制所述无人机按照所述无人机飞行路线进行飞行，以解决无人机电量不足的问题。

中国专利号为CN108995823A的专利，公开了一种无人机无线共享充电停机坪,包括邻近停机坪通信模块、通信功能模块控制中心通信模块、无人机通信模块、中央处理单元、接驳执行机构、能量无线发射单元、电源管理及其负载单元。提供了无人机无线共享充电停机坪的具有优先级的无线充电方法。其提供的无人机无线共享充电停机坪及具有优先级的无线充电方法,基于此充电停机坪,提供了一种无人机无线充电共享服务,以满足不同行业无人机的充电续航问题,比如,电力线巡检类无人机、石油管道巡检类无人机、边境线巡检类无人机,以及手机基站类巡检无人机等多种无人机。无人机可以实现全天候巡检,同时无需人力到现场维护。

但是上述专利仅仅能解决单个无人机飞行时出现的电量不足需要返回充电的情况，不能解决多个无人机或者无人机组飞行时出现的电量不足需要返回充电的情况。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种组合式无人机及无人机电量共享系统，有效延长无人机的工作时间，改善无人机的工作模式，减少无人机作业的时间成本，实现多个组合式无人机有机结合，形成灵活的，长工时的，高容错率的无人机作业组。

一种组合式无人机及无人机电量共享系统，其特征在于：包括有组合式无人机模块、控制模块以及电量共享模块，所述组合式无人机模块包括有动力装置，所述控制模块与控制终端信号连接，所述电量共享模块包括有外壳、支撑连杆以及共享电量接头，所述控制模块固定安装在外壳底部，所述外壳上设置有电池组工位仓，所述电池组工位仓内安装有备用电池，相邻电池组工位仓之间安装有共享电量接头，所述共享电量接头通过支撑连杆固定在相邻电池组工位仓之间，所述共享电量接头与备用电池电性连接，所述共享电量接头包括有间隔设置的公头和母头，所述公头包括有铁片和第一电极板，所述母头包括有电磁铁和第二电极板，相邻的电量共享模块通过公头和母头连接设置，所述控制模块中还设置有对接定位器，所述动力装置与共享电量接头位于同一水平线上，当组合式无人机模块通过对接定位器降落在任一外壳内时，所述外壳内的控制模块控制母头上的电磁铁接通，所述共享电量接头接通，所述电池组工位仓内的备用电池通过共享电量接头开始为外壳内的组合式无人机模块的动力装置进行无线充电。

上述结构中：组合式无人机模块通过对接定位器降落在任一外壳内时，外壳内的控制模块控制母头上的电磁铁接通，共享电量接头接通，电池组工位仓内的备用电池通过共享电量接头开始为外壳内的组合式无人机模块的动力装置进行无线充电，电量共享模块设置有多个，可以相互组合使用，其连接方式通过公头和母头进行连接，可以实现组合式无人机模块组同时进行充电和电量共享。

作为本发明的进一步改进：所述外壳为空心六边形、空心圆形或空心异形，相邻的电量共享模块平行连接或呈三角形连接。

上述结构中：外壳为空心六边形、空心圆形或空心异形，可以有更符合空气动力学的外形。

作为本发明的进一步改进：所述电池组工位仓设置有六个，所述电池组工位仓在外壳上呈中心对称，所述共享电量接头设置有六个，分别为三个公头和三个母头间隔设置，所述共享电量接头在电池组工位仓之间呈中心对称。

上述结构中：电池组工位仓内的备用电池用于对组合式无人机模块进行充电和电量共享，共享电量接头设置有六个，分别为三个公头和三个母头间隔设置，方便相邻的共享电量接头进行连接。

作为本发明的进一步改进：所述共享电量接头的母头之间互为120°角，且位于同一平面上，所述共享电量接头的公头之间互为120°角，且位于同一平面上，所述公头和母头的接口处具有15°的斜面。

上述结构中：同类接头之间互为120°角，位于同一平面上，而且公头和母头的接口处具有15°的斜面，便于共享电量接头结合。

作为本发明的进一步改进：所述公头还包括有公头外壳、第一固定架以及第一底座片，所述第一电极板、铁片以及第一固定架依次安装在公头外壳内，所述第一底座片安装在公头外壳上实现固定。

上述结构中：第一电极板、铁片以及第一固定架依次安装在公头外壳内，再通过第一底座片进行固定，实现了公头的固定和安装。

作为本发明的进一步改进：所述母头还包括有母头外壳、第二固定架以及第二底座片，所述第二电极板、电磁铁以及第二固定架依次安装在母头外壳内，所述第二固定片安装在母头外壳上实现固定。

上述结构中：第二电极板、电磁铁以及第二固定架依次安装在母头外壳内，在通过第二底座片进行固定实现了母头的固定和安装。

作为本发明的进一步改进：所述控制模块上方设置有支撑架，所述组合式无人机模块降落在支撑架上实现降落。

上述结构中：支撑架方便组合式无人机模块降落。

作为本发明的进一步改进：所述支撑连杆为空心结构，所述支撑连杆内安装有电线，所述共享电量接头通过电线连接电池组工位仓内的备用电池。

上述结构中：支撑连杆不仅起到支撑作用，导线也被布置在其中。

作为本发明的进一步改进：所述控制终端为控制组合式无人机模块的遥控器、手机或平板电脑。

上述结构中：控制模块可以接收来自操作者的指令来决定共享电量接头中的电磁铁是否带电有磁，而控制终端实现发送控制指令到控制模块中，发送控制指令可以通过控制组合式无人机模块的遥控器、手机或平板电脑。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明的组合式无人机可以延长无人机的工作时间，改善无人机的工作模式，减少无人机作业的时间成本，可以在特定工作情境下，如搜救等创造更多的隐性价值，如争取救援时机等，各个无人机可以携带不同的作业装置，在操作者的控制下可以将这些作业装置的执行力有机结合，形成灵活的，长工时的，高容错率的无人机作业组。

附图说明

图1是本发明的组合式无人机的外部结构图；

图2是本发明的组合式无人机的内部结构图；

图3是组合式无人机的外壳结构图；

图4是共享电量接头的公头结构图；

图5是共享电量接头的母头结构图；

图6是公头的外壳侧面结构图；

图7是母头的外壳侧面结构图；

图8电池组与电池组工位示意图；

图9是2台组合式无人机对接示意图；

图10是多台组合式无人机对接示意图一；

图11是多台组合式无人机对接示意图二。

附图标记列表：

1、动力装置；2、外壳；3、支撑架；4、控制模块；5、电池组工位仓；6、支撑连杆；7、共享电量接头；8、公头外壳；9、第一电极板；10、铁片；11、第一固定架；12、第一底座片；13、母头外壳；14、第二电极板；15、电磁铁；16、第二固定架；17、第二底座片。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

如图1-11所示，一种组合式无人机及无人机电量共享系统，包括有组合式无人机模块、控制模块4以及电量共享模块，所述组合式无人机模块包括有动力装置1，所述控制模块4与控制终端信号连接，所述电量共享模块包括有外壳2、支撑连杆6以及共享电量接头7，所述控制模块4固定安装在外壳2底部，所述外壳2上设置有电池组工位5仓，所述电池组工位5仓内安装有备用电池，相邻电池组工位5仓之间安装有共享电量接头7，所述共享电量接头7通过支撑连杆6固定在相邻电池组工位5仓之间，所述共享电量接头7与备用电池电性连接，所述共享电量接头7包括有间隔设置的公头和母头，所述公头包括有铁片10和第一电极板9，所述母头包括有电磁铁15和第二电极板14，相邻的电量共享模块通过公头和母头连接设置，所述控制模块4中还设置有对接定位器，所述动力装置1与共享电量接头7位于同一水平线上，当无人机通过对接定位器降落在任一外壳2内时，所述外壳2内的控制模块4控制母头上的电磁铁15接通，所述共享电量接头7接通，所述电池组工位5仓内的备用电池通过共享电量接头7开始为外壳2内的组合式无人机模块的动力装置1进行无线充电。

本发明的工作原理：组合式无人机模块通过对接定位器降落在任一外壳2内时，外壳2内的控制模块4控制母头上的电磁铁15接通，共享电量接头7接通，电池组工位5仓内的备用电池通过共享电量接头7开始为外壳2内的组合式无人机模块的动力装置1进行无线充电，电量共享模块设置有多个，可以相互组合使用，其连接方式通过公头和母头进行连接，可以实现组合式无人机模块组同时进行充电和电量共享。

组合式无人机和无人机电量共享系统包括2台及以上的组合式无人机模块和2台及以上的电量共享模块。

不同的组合式无人机模块，在完成共享电量的连接之后，转为使用同一个地面控制终端进行控制。

组合式无人机模块和电量共享模块的连接过程，可以是全自动的过程也可以是半自动的过程。

组合式无人机模块和电量共享模块的连接过程，进行对接的可以是2个组合式无人机模块，也可以是多个无人机模块同时对接。

组合式无人机模块和电量共享模块的2单位全自动连接过程中，操作者可以设置滞空待机的组合式无人机模块，完成单向运动对接，也可以不设置滞空待机的组合式无人机模块，完成双向运动对接。

组合式无人机模块和电量共享模块的2单位半自动连接过程中，待对接的组合式无人机分别由2组地面控制终端进行控制，可以设置滞空待机的无人机单位，完成单向运动对接，也可以不设置滞空待机的无人机单位，完成双向运动对接。

组合式无人机模块和电量共享模块的多单位全自动连接过程中，操作者可以设置滞空待机的组合式无人机模块，完成多向运动对接，也可以不设置滞空待机的组合式无人机模块，完成多向运动对接。

组合式无人机模块和电量共享模块的多单位半自动连接过程中，待对接的组合式无人机模块分别由多个地面控制终端控制，其数量与组合式无人机模块数量相同，操作者可以设置滞空待机的组合式无人机模块，完成多向运动对接，也可以不设置滞空待机的组合式无人机模块，完成多向运动对接。

组合式无人机模块和电量共享模块的多单位全自动连接过程中，操作者可以设置滞空待机的组合式无人机模块或者已经完成对接的组合式无人机模块组，完成单向运动对接，也可以不设置滞空待机的组合式无人机模块或者已经完成对接的组合式无人机模块组，完成双向运动对接。

组合式无人机模块和电量共享模块的多单位半自动连接过程中，待对接的组合式无人机模块分别由2组地面控制终端控制，可以设置滞空待机的组合式无人机模块或者已经完成对接的组合式无人机模块组，完成多向运动对接，也可以不设置滞空待机的组合式无人机模块或者已经完成对接的组合式无人机模块组，完成多向运动对接。

组合式无人机模块的组合工作可以反向进行，可以从起飞的时候以组合式无人机模块组的形式升空，然后在空中的特定位置或者特定时间节点，受操作者的控制依次分离或者一起分离。

在本市实例中：所述外壳2为空心六边形、空心圆形或空心异形，相邻的电量共享模块平行连接或呈三角形连接；外壳2为空心六边形、空心圆形或空心异形，可以有更符合空气动力学的外形。

在本市实例中：所述电池组工位5仓设置有六个，所述电池组工位5仓在外壳2上呈中心对称，所述共享电量接头7设置有六个，分别为三个公头和三个母头间隔设置，所述共享电量接头7在电池组工位5仓之间呈中心对称；电池组工位5仓内的备用电池用于对组合式无人机模块进行充电和电量共享，共享电量接头7设置有六个，分别为三个公头和三个母头间隔设置，方便相邻的共享电量接头7进行连接。

在本市实例中：所述共享电量接头7的母头之间互为120°角，且位于同一平面上，所述共享电量接头7的公头之间互为120°角，且位于同一平面上，所述公头和母头的接口处具有15°的斜面；同类接头之间互为120°角，位于同一平面上，而且公头和母头的接口处具有15°的斜面，便于共享电量接头7结合。

在本市实例中：所述公头还包括有公头外壳8、第一固定架11以及第一底座片12，所述第一电极板9、铁片10以及第一固定架11依次安装在公头外壳8内，所述第一底座片12安装在公头外壳8上实现固定；第一电极板9、铁片10以及第一固定架11依次安装在公头外壳8内，再通过第一底座片12进行固定，实现了公头的固定和安装。

在本市实例中：所述母头还包括有母头外壳13、第二固定架16以及第二底座片17，所述第二电极板14、电磁铁15以及第二固定架16依次安装在母头外壳13内，所述第二固定片安装在母头外壳13上实现固定；第二电极板14、电磁铁15以及第二固定架16依次安装在母头外壳13内，在通过第二底座片17进行固定实现了母头的固定和安装。

在本市实例中：：所述控制模块4上方设置有支撑架3，所述组合式无人机模块降落在支撑架3上实现降落；支撑架3方便组合式无人机模块降落。

在本市实例中：所述支撑连杆6为空心结构，所述支撑连杆6内安装有电线，所述共享电量接头7通过电线连接电池组工位5仓内的备用电池；支撑连杆6不仅起到支撑作用，导线也被布置在其中。

在本市实例中：所述控制终端为控制组合式无人机模块的遥控器、手机或平板电脑；控制模块4可以接收来自操作者的指令来决定共享电量接头7中的电磁铁15是否带电有磁，而控制终端实现发送控制指令到控制模块4中，发送控制指令可以通过控制组合式无人机模块的遥控器、手机或平板电脑。

本发明的组合式无人机可以延长无人机的工作时间，改善无人机的工作模式，减少无人机作业的时间成本，可以在特定工作情境下，如搜救等，创造更多的隐性价值，如争取救援时机等，，各个无人机可以携带不同的作业装置，在操作者的控制下可以将这些作业装置的执行力有机结合，形成灵活的，长工时的，高容错率的无人机作业组。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种组合式无人机及无人机电量共享系统，其特征在于：包括有组合式无人机模块、控制模块(4)以及电量共享模块，所述组合式无人机模块包括有动力装置(1)，所述控制模块(4)与控制终端信号连接，所述电量共享模块包括有外壳(2)、支撑连杆(6)以及共享电量接头(7)，所述控制模块(4)固定安装在外壳(2)底部，所述外壳(2)上设置有电池组工位仓(5)，所述电池组工位仓(5)内安装有备用电池，相邻电池组工位仓(5)之间安装有共享电量接头(7)，所述共享电量接头(7)通过支撑连杆(6)固定在相邻电池组工位仓(5)之间，所述共享电量接头(7)与备用电池电性连接，所述共享电量接头(7)包括有间隔设置的公头和母头，所述公头包括有铁片(10)和第一电极板(9)，所述母头包括有电磁铁(15)和第二电极板(14)，相邻的电量共享模块通过公头和母头连接设置，所述控制模块(4)中还设置有对接定位器，所述动力装置(1)与共享电量接头(7)位于同一水平线上，当组合式无人机模块通过对接定位器降落在任一外壳(2)内时，所述外壳(2)内的控制模块(4)控制母头上的电磁铁(15)接通，所述共享电量接头(7)接通，所述电池组工位仓(5)内的备用电池通过共享电量接头(7)开始为外壳(2)内的组合式无人机模块的动力装置(1)进行无线充电。

2.根据权利要求1所述的一种组合式无人机及无人机电量共享系统，其特征在于：所述外壳(2)为空心六边形、空心圆形或空心异形，相邻的电量共享模块平行连接或呈三角形连接。

3.根据权利要求1所述的一种组合式无人机及无人机电量共享系统，其特征在于：所述电池组工位仓(5)设置有六个，所述电池组工位仓(5)在外壳(2)上呈中心对称，所述共享电量接头(7)设置有六个，分别为三个公头和三个母头间隔设置，所述共享电量接头(7)在电池组工位仓(5)之间呈中心对称。

4.根据权利要求3所述的一种组合式无人机及无人机电量共享系统，其特征在于：所述共享电量接头(7)的母头之间互为120°角，且位于同一平面上，所述共享电量接头(7)的公头之间互为120°角，且位于同一平面上，所述公头和母头的接口处具有15°的斜面。

5.根据权利要求1所述的一种组合式无人机及无人机电量共享系统，其特征在于：所述公头还包括有公头外壳(8)、第一固定架(11)以及第一底座片(12)，所述第一电极板(9)、铁片(10)以及第一固定架(11)依次安装在公头外壳(8)内，所述第一底座片(12)安装在公头外壳(8)上实现固定。

6.根据权利要求1所述的一种组合式无人机及无人机电量共享系统，其特征在于：所述母头还包括有母头外壳(13)、第二固定架(16)以及第二底座片(17)，所述第二电极板(14)、电磁铁(15)以及第二固定架(16)依次安装在母头外壳(13)内，所述第二固定片安装在母头外壳(13)上实现固定。

7.根据权利要求1所述的一种组合式无人机及无人机电量共享系统，其特征在于：所述控制模块(4)上方设置有支撑架(3)，所述组合式无人机模块降落在支撑架(3)上实现降落。

8.根据权利要求1所述的一种组合式无人机及无人机电量共享系统，其特征在于：所述支撑连杆(6)为空心结构，所述支撑连杆(6)内安装有电线，所述共享电量接头(7)通过电线连接电池组工位仓(5)内的备用电池。

9.根据权利要求1所述的一种组合式无人机及无人机电量共享系统，其特征在于：所述控制终端为控制组合式无人机模块的遥控器、手机或平板电脑。

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