CN116207816B - 无人机充电系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种无人机充电系统及方法，其中，无人机充电系统包括中央控制单元、发电机组、滤波模块、开关模块以及输出插头；所述中央控制单元分别与所述发电机组、开关模块以及输出插头电性连接；所述中央控制单元适于控制发电机组进行发电；所述滤波模块适于对发电机组产生的电流进行滤波；所述中央控制单元还适于通过控制开关模块对输出插头进行供电。通过发电机组直接为输出插头进行供电，通过控制发电机组的输出电压以及电流来满足待充电无人机的充电需求，避免了电压转化的过程，提高了电能的利用率。

Description

无人机充电系统及方法
技术领域
本发明涉及充电领域，具体涉及一种无人机充电系统及方法。
背景技术
传统的充电桩，通过电网或者蓄电池进行充电。两者均需要进行稳压后输出给无人机，稳压时，会造成电压损耗，从而导致实际的电能转化率降低。例如，采用电网进行充电，需要先将电网的交流电转化为直流电，然后对直流电进行稳压后，才能输出给无人机。在比如，采用蓄电池进行充电，需要对蓄电池的电压进行稳压或者升压后，才能输出给无人机，在电压转化的过程中，会造成大量的电能损耗。
上述问题是目前亟待解决的。
发明内容
本发明的目的是提供一种无人机充电系统及方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种无人机充电系统，包括：
中央控制单元、发电机组、滤波模块、开关模块以及输出插头；
所述中央控制单元分别与所述发电机组、开关模块以及输出插头电性连接；
所述中央控制单元适于控制发电机组进行发电；
所述滤波模块适于对发电机组产生的电流进行滤波；
所述中央控制单元还适于通过控制开关模块对输出插头进行供电。
进一步的，所述中央控制单元还适于接收无人机充电参数，且，通过接收的无人机充电参数控制发电机组进行发电。
进一步的，所述充电参数包括：扭矩信息以及转速信息；
所述中央控制单元适于依据扭矩信息以及转速信息控制发电机组恒压、恒流或者恒功率发电。
进一步的，所述无人机充电系统还包括触控显示屏；
所述触控显示屏与所述中央控制单元通讯连接；
所述触控显示屏适于进行充电参数设置以及充电参数显示，并发送给所述中央控制单元。
进一步的，所述发电机组包括高频交流发电机以及柴油发电机。
进一步的，所述滤波模块包括第一滤波电容组件、滤波电感组件以及第二滤波电容组件；
所述第一滤波电容组件、滤波电感组件以及第二滤波电容组件依次串联后与开关模块电性连接。
进一步的，所述无人机充电系统还包括硬件保护模块；
所述中央控制单元适于通过硬件保护模块与所述开关模块电性连接；
所述硬件保护模块适于检测所述滤波模块滤波后的电流以及电压，并发送给所述中央控制单元；
所述中央控制单元适于在接收的电流以及电压不在预设范围时，控制开关模块断开。
进一步的，所述输出插头内设置有插拔检测模块；
所述插拔检测模块适于检测所述输出插头与待充电无人机是否连接。
进一步的，所述插拔检测模块为震动传感器、倾倒传感器、加速度传感器、陀螺仪中任意一种或多种的组合。
本发明还提供了一种如上述的无人机充电系统的充电方法，所述方法包括：
将输出插头插入到待充电无人机；
通过中央控制单元控制发电机组开始发电；
通过滤波模块对发电机组产生的电流进行滤波；
中央控制单元控制开关模块导通，并对输出插头进行供电，开始对待充电无人机进行充电。
本发明的有益效果是，本发明提供了一种无人机充电系统及方法，其中，无人机充电系统包括中央控制单元、发电机组、滤波模块、开关模块以及输出插头；所述中央控制单元分别与所述发电机组、开关模块以及输出插头电性连接；所述中央控制单元适于控制发电机组进行发电；所述滤波模块适于对发电机组产生的电流进行滤波；所述中央控制单元还适于通过控制开关模块对输出插头进行供电。通过发电机组直接为输出插头进行供电，通过控制发电机组的输出电压以及电流来满足待充电无人机的充电需求，避免了电压转化的过程，提高了电能的利用率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例所提供的无人机充电系统的原理框图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例1
请参阅图1，本实施例提供了一种无人机充电系统，其特征在于，包括：中央控制单元、发电机组、滤波模块、开关模块以及输出插头；所述中央控制单元分别与所述发电机组、开关模块以及输出插头电性连接；所述中央控制单元适于控制发电机组进行发电；所述滤波模块适于对发电机组产生的电流进行滤波；所述中央控制单元还适于通过控制开关模块对输出插头进行供电。通过发电机组直接为输出插头进行供电，通过控制发电机组的输出电压以及电流来满足待充电无人机的充电需求，避免了电压转化的过程，提高了电能的利用率。
在本实施例中，所述中央控制单元还适于接收无人机充电参数，且，通过接收的无人机充电参数控制发电机组进行发电。需要说明的是，该无人机充电参数可以是提前存入的，针对特定型号的无人机进行充电，也可以是在使用时，根据待充电无人机的充电需求，人为进行输入的。
在本实施例中，所述充电参数包括：扭矩信息以及转速信息；所述中央控制单元适于依据扭矩信息以及转速信息控制发电机组恒压、恒流或者恒功率发电。具体来说，通过控制发电机组的扭矩来控制发电机组的输出电压，通过控制发电机组的转速来控制发电机组的输出电流，从而控制发电机组的输出功率。
在本实施例中，所述无人机充电系统还包括触控显示屏；所述触控显示屏与所述中央控制单元通讯连接；所述触控显示屏适于进行充电参数设置以及充电参数显示，并发送给所述中央控制单元。通过触控显示屏对充电参数进行输入，并发送给中央控制单元进行存储。中央控制单元依据接收的充电参数控制发电机组进行输出。
在本实施例中，所述发电机组包括高频交流发电机以及柴油发电机。通过内置两种发电机进行冗余，从而在其中一个发电机发生故障时，可以通过另一个发电机进行发电。
需要说明的是，高频交流发电机以及柴油发电机输出的交流电通过高频整流桥堆整流后转化为直流后输出至滤波模块。
在本实施例中，所述滤波模块包括第一滤波电容组件、滤波电感组件以及第二滤波电容组件；所述第一滤波电容组件、滤波电感组件以及第二滤波电容组件依次串联后与开关模块电性连接。通过设置第一滤波电容组件、滤波电感组件以及第二滤波电容组件对整流后输出的直流电进行滤波，将交流电进行滤除。
在本实施例中，所述无人机充电系统还包括硬件保护模块；所述中央控制单元适于通过硬件保护模块与所述开关模块电性连接；所述硬件保护模块适于检测所述滤波模块滤波后的电流以及电压，并发送给所述中央控制单元；所述中央控制单元适于在接收的电流以及电压不在预设范围时，控制开关模块断开。通过硬件保护模块实时对滤波模块滤波后的电流以及电压进行检测，并发送给中央控制单元，当中央控制单元接收的电流以及电压不在预设范围时，控制开关模块断开，从而停止向输出插头进行供电。
在本实施例中，开关模块为大功率高速开关，且动作时间小于10MS。在本实施例中，大功率高速开关采用IGBT，动作时间小于1MS。
在本实施例中，所述输出插头内设置有插拔检测模块；所述插拔检测模块适于检测所述输出插头与待充电无人机是否连接。当输出插头插入待充电无人机或者从待充电无人机中拔出时，触发插拔检测模块工作，从而完成输出插头与待充电无人机是否连接的检测。
在本实施例中，所述插拔检测模块为震动传感器、倾倒传感器、加速度传感器、陀螺仪中任意一种或多种的组合。在输出插头插入待充电无人机或者从待充电无人机中拔出时，可以触发对应的传感器工作，具体的触发方式属于现有技术，在本实施例中不在进行陈述。
本发明还提供了一种如上述的无人机充电系统的充电方法，所述方法包括：
将输出插头插入到待充电无人机；
通过中央控制单元控制发电机组开始发电；
通过滤波模块对发电机组产生的电流进行滤波；
中央控制单元控制开关模块导通，并对输出插头进行供电，开始对待充电无人机进行充电。通过发电机组直接为输出插头进行供电，通过控制发电机组的输出电压以及电流来满足待充电无人机的充电需求，避免了电压转化的过程，提高了电能的利用率。
综上所述，本发明提供了一种无人机充电系统及方法，其中，无人机充电系统包括中央控制单元、发电机组、滤波模块、开关模块以及输出插头；所述中央控制单元分别与所述发电机组、开关模块以及输出插头电性连接；所述中央控制单元适于控制发电机组进行发电；所述滤波模块适于对发电机组产生的电流进行滤波；所述中央控制单元还适于通过控制开关模块对输出插头进行供电。通过发电机组直接为输出插头进行供电，通过控制发电机组的输出电压以及电流来满足待充电无人机的充电需求，避免了电压转化的过程，提高了电能的利用率。
本申请中选用的各个器件（未说明具体结构的部件）均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。并且，本申请所涉及的软件程序均为现有技术，本申请不涉及对软件程序作出任何改进。
在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种无人机充电系统，其特征在于，包括：
中央控制单元、发电机组、滤波模块、开关模块以及输出插头；
所述中央控制单元分别与所述发电机组、开关模块以及输出插头电性连接；
所述中央控制单元适于控制发电机组进行发电；
所述滤波模块适于对发电机组产生的电流进行滤波；
所述中央控制单元还适于通过控制开关模块对输出插头进行供电；
所述中央控制单元还适于接收无人机充电参数，且，通过接收的无人机充电参数控制发电机组进行发电；
所述充电参数包括：扭矩信息以及转速信息；
所述中央控制单元适于依据扭矩信息以及转速信息控制发电机组恒压、恒流或者恒功率发电，即，通过控制发电机组的扭矩来控制发电机组的输出电压，通过控制发电机组的转速来控制发电机组的输出电流，从而控制发电机组的输出功率。
2.如权利要求1所述的无人机充电系统，其特征在于，
所述无人机充电系统还包括触控显示屏；
所述触控显示屏与所述中央控制单元通讯连接；
所述触控显示屏适于进行充电参数设置以及充电参数显示，并发送给所述中央控制单元。
3.如权利要求1所述的无人机充电系统，其特征在于，
所述发电机组包括高频交流发电机以及柴油发电机。
4.如权利要求1所述的无人机充电系统，其特征在于，
所述滤波模块包括第一滤波电容组件、滤波电感组件以及第二滤波电容组件；
所述第一滤波电容组件、滤波电感组件以及第二滤波电容组件依次串联后与开关模块电性连接。
5.如权利要求1所述的无人机充电系统，其特征在于，
所述无人机充电系统还包括硬件保护模块；
所述中央控制单元适于通过硬件保护模块与所述开关模块电性连接；
所述硬件保护模块适于检测所述滤波模块滤波后的电流以及电压，并发送给所述中央控制单元；
所述中央控制单元适于在接收的电流以及电压不在预设范围时，控制开关模块断开。
6.如权利要求1所述的无人机充电系统，其特征在于，
所述输出插头内设置有插拔检测模块；
所述插拔检测模块适于检测所述输出插头与待充电无人机是否连接。
7.如权利要求6所述的无人机充电系统，其特征在于，
所述插拔检测模块为震动传感器、倾倒传感器、加速度传感器、陀螺仪中任意一种或多种的组合。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的无人机充电系统的充电方法，其特征在于，所述方法包括：
将输出插头插入到待充电无人机；
通过中央控制单元控制发电机组开始发电；
通过滤波模块对发电机组产生的电流进行滤波；
中央控制单元控制开关模块导通，并对输出插头进行供电，开始对待充电无人机进行充电。
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