CN116552858A - 一种快速充电的无人机机巢、无人机以及自动充电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种快速充电的无人机机巢、无人机以及自动充电方法，包括机架、箱体、自动定位装置、充电机构和控制电路，机架安装于箱体的内部，机架的上部设置有停机平台，充电机构和自动定位装置安装于机架，控制电路分别与自动定位装置和充电机构电性连接，自动定位装置设置有纵向定位机构和横向定位机构。通过自动定位装置对无人机进行水平方向定位，使无人机抵达充电位置，无需采用复杂的降落辅助机构进行精准降落，提高无人机的降落速度，简化结构，降低成本，提高降落效率；通过有线连接的方式进行有线充电，充电功率最高可达240W，充电速度快，不受外界磁场干扰，稳定性强；无需人工插线，自动化程度高，使用方便。

Description

一种快速充电的无人机机巢、无人机以及自动充电方法
技术领域
本发明涉及无人机机巢技术领域，尤其是涉及一种快速充电的无人机机巢、无人机以及自动充电方法。
背景技术
无人机是无人驾驶的飞机，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作，与有人驾驶的飞机相比，无人机往往更适合那些太“愚钝，肮脏或危险”的任务。无人机按应用领域，可分为军用与民用。民用方便，主要以四旋翼无人机为主，在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾等多个领域进行应用。而民用无人机均以电力作为动力源，均需要在无人机上安装供电电池，而供电电池随着容量的增加，其体积和重量相应增加，给无人机带来较大的负重，因此无人机的续航能力普遍较低，例如在进行长距离的输电线路检测时，往往需要沿飞行路线间隔安装无人机机巢，当供电电池电量低时抵达无人机机巢进行充电，完成充电后继续执行任务。
然而现有技术中的无人机机巢充电方式主要有两种，一种是通过无线充电，无人机直接降落至机巢无需任何有线连接即可进行充电，但无线充电技术的充电功率低，损耗严重，发热大；另外一种是通过触点进行接触充电，虽然对比无线充电能够达到更大的充电功率，但无人机需要精准的降落在指定的充电区域，对齐触点，导致无人机降落速度慢，充电成功率低，并且触点长时间暴漏在外，容易发生氧化，导致接触不良，故障率高，因此有必要予以改进。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种快速充电的无人机机巢、无人机以及自动充电方法，降低无人机降落精度，提高无人机降落速度，充电功率高，充电速度快，稳定性和可靠性高。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种快速充电的无人机机巢，包括机架、箱体、自动定位装置、充电机构和控制电路，机架安装于箱体的内部，机架的上部设置有停机平台，充电机构和自动定位装置安装于机架，控制电路分别与自动定位装置和充电机构电性连接，
自动定位装置设置有纵向定位机构和横向定位机构，
纵向定位机构包括夹持固定杆、夹持滑动杆、夹持驱动机构和两个纵向滑轨，夹持固定杆固定安装于停机平台的后侧边缘，两个纵向滑轨分别安装于停机平台的左右两侧，夹持滑动杆的左右两端分别滑动安装于两个纵向滑轨，夹持驱动机构传动连接夹持滑动杆，夹持滑动杆朝向夹持固定杆做远离和靠近运动；
横向定位机构包括推压滑动杆、推压驱动机构和两个横向滑轨，两个横向滑轨分别安装于停机平台的前后两侧，推压滑动杆的左右两端分别滑动安装于两个横向滑轨，推压驱动机构传动连接推压滑动杆，充电机构设置于夹持固定杆的一端，推压滑动杆朝向充电机构做远离和靠近运动，推压滑动杆与夹持滑动杆交叉设置；
充电机构设置有充电座、用于连接无人机充电插口的充电插头和位置信号发射器，充电座安装于夹持固定杆的一端，充电插头设置于充电座且凸出于充电座朝向推压滑动杆的一侧，位置信号发射器固定安装于充电座，位置信号发射器和充电插头分别与控制电路电性连接。
进一步的技术方案中，夹持固定杆朝向夹持滑动杆的一侧开设有弧形的第一固定卡槽，夹持滑动杆朝向夹持固定杆的一侧开设有弧形的第二固定卡槽，
一个横向滑轨安装于纵向滑轨的后侧、另一个横向滑轨安装于停机平台的前侧，夹持固定杆和夹持滑动杆的中部沿长度方向分别开设有贯穿的滑槽，推压滑动杆的左右两端分别穿过两个滑槽与两个横向滑轨滑动连接。
进一步的技术方案中，夹持滑动杆靠近充电机构的一端设置有缓冲机构，缓冲机构包括缓冲杆和缓冲弹簧，夹持滑动杆靠近充电机构的一端沿长度方向开设有缓冲滑孔，缓冲滑孔与夹持滑动杆的滑槽连通，缓冲杆滑动安装于缓冲滑孔，缓冲杆的内端部设置有缓冲部，缓冲杆的外端部设置有限位部，缓冲弹簧套设于缓冲杆，缓冲弹簧的一端抵顶缓冲部、另一端抵顶滑槽的内壁。
进一步的技术方案中，滑槽的上壁和/或下壁间隔设置有多个滚珠，滚珠与推压滑动杆滚动配合。
进一步的技术方案中，夹持驱动机构包括夹持驱动电机、纵向同步带、两个纵向同步轮和两个纵向丝杆，两个纵向丝杆分别沿长度方向旋转安装于两个纵向滑轨的内部，两个纵向同步轮分别固定安装于两个纵向丝杆的同一侧，纵向同步带传动连接两个纵向同步轮，夹持驱动电机与任意一个纵向丝杆传动连接，控制电路与夹持驱动电机电性连接；
推压驱动机构包括推压驱动电机、横向同步带、两个横向同步轮和两个横向丝杆，两个横向丝杆分别沿长度方向旋转安装于两个横向滑轨的内部，两个横向同步轮分别固定安装于两个横向丝杆的同一侧，横向同步带传动连接两个横向同步轮，推压驱动电机与任意一个横向丝杆传动连接，控制电路与推压驱动电机电性连接。
进一步的技术方案中，充电机构还设置有伸缩驱动机构，伸缩驱动机构包括电缸，夹持固定杆的一端设置有充电安装部，充电安装部沿夹持固定杆的长度方向开设有贯穿充电安装部的充电滑孔，充电座滑动安装于充电滑孔，电缸固定安装于充电安装部的外侧，电缸设置有一伸缩杆，伸缩杆的外端部插入充电滑孔与充电座连接，控制电路与电缸电性连接。
进一步的技术方案中，充电插头采用Type-C插头，控制电路还设置有快速充电电路和检测单元，控制电路分别与快速充电电路和检测单元电性连接，充点电路和检测单元分别与Type-C插头电性连接，当检测单元监测到Type-C插头与无人机建立连接时，检测单元向快速充电电路发送充电信号，以驱动快速充电电路对无人机进行快速充电。
进一步的技术方案中，无人机机巢还设置有停靠监测装置，停靠监测装置包括至少一个红外发射器和至少一个红外接收器，红外发射器安装于夹持固定杆或夹持滑动杆，红外接收器安装于夹持滑动杆或夹持固定杆，红外发射器和红外接收器相对设置，红外接收器实时接收红外发射器发射的红外信号，红外发射器和红外接收器分别与控制电路电性连接。
停机平台还设置有风冷机构，风冷机构包括散热板和至少一个风机，停机平台设置有开口朝上的冷却腔室，散热板盖设于冷却腔室，散热板开设有多个间隔设置的散热口，风机固定安装于机架，风机的出风口与冷却腔室连通；
箱体的上部设置有两个箱盖，两个箱盖分别通过连杆组件铰接于箱体，箱体的内部设置有开盖驱动机构，开盖驱动机构分别传动构电性连接。
一种快速充电的无人机，无人机包括机身、起落架、充电管理电路和充电电池，电池和充电管理电路均安装于机身的内部，起落架安装于机身的下部，
起落架包括两个横杆和至少两个竖杆，两个竖杆的上端部分别与机身固定连接，两个竖杆的下端部分别与相应的两个横杆固定连接，两个横杆间隔且平行设置，任意一个横杆的外端部设置有充电插口，充电插口采用Type-C插口，充电电池内置两个电芯，两个电芯分别与充电管理电路电性连接，充电管理电路与Type-C插口电性连接。
一种快速充电的自动充电方法，包括以下步骤，
充电准备步骤，无人机向无人机机巢发送充电请求信号，控制电路控制开盖驱动机构打开两个箱盖，
降落识别步骤，位置信号发射器向无人机发射位置信号，无人机确定充电机构位置后，调整姿态使安装在横杆的Type-C插口朝向Type-C插头并降落至停机平台，停靠监测装置监测到无人机停靠后向控制电路发送停靠信号；
无人机定位步骤，包括以下子步骤，
纵向定位子步骤，控制电路控制夹持驱动电机带动夹持滑动杆朝向无人机移动，直至将无人机夹持在夹持滑动杆和夹持固定杆之间；
横向定位子步骤，控制电路控制推压驱动电机带动推压滑动杆朝向无人机移动，直至推压滑动杆将无人机抵压至缓冲机构上；
插头插入步骤，控制电路控制电缸驱动充电座朝向无人机移动，直至Type-C插头插入Type-C插口；
识别充电步骤，检测单元监测到Type-C插头与无人机建立连接，检测单元向快速充电电路发送充电信号，快速充电电路对无人机进行快速充电，同时控制电路控制开盖驱动机构关闭两个箱盖并开启风机。
采用上述结构后，本发明和现有技术相比所具有的优点是：通过自动定位装置对无人机进行水平方向定位，使无人机抵达充电位置，无需采用复杂的降落辅助机构进行精准降落，提高无人机的降落速度，简化结构，降低成本，提高降落效率，降低因无人机电量不足导致降落途中意外断电坠机；通过有线连接的方式进行有线充电，充电功率最高可达240W，充电速度快，不受外界磁场干扰，稳定性强；无需人工插线，自动化程度高，使用方便。
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是本发明的结构示意图；
图2是本发明的图1的A部放大图；
图3是本发明的自动定位装置的分解图；
图4是本发明的降落识别步骤的状态示意图；
图5是本发明的纵向定位子步骤的状态示意图；
图6是本发明的横向定位子步骤的状态示意图；
图7是本发明的插头插入步骤的状态示意图；
图8是本发明的无人机的侧视图。
图中：
1机架、11停机平台、12散热板、121散热口；
2箱体、21箱盖、22连杆组件；
3纵向定位机构、31夹持固定杆、311第一固定卡槽、312充电安装部、313充电滑孔、32夹持滑动杆、321缓冲滑孔、33夹持驱动电机、34纵向同步带、35纵向滑轨、36滑槽、37滚珠；
4横向定位机构、41推压滑动杆、42推压驱动电机、43横向同步带、44横向同步轮、45横向滑轨、46横向丝杆；
51充电座、52充电插头、53电缸、54伸缩杆；
61缓冲杆、611缓冲部、612限位部、62缓冲弹簧；
71红外发射器、72红外接收器；
81机身、82充电电池、83横杆、84竖杆、85充电插口。
具体实施方式
以下仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。
一种快速充电的无人机机巢，如图1至图7所示，包括机架1、箱体2、自动定位装置、充电机构和控制电路，机架1安装于箱体2的内部，机架1的上部设置有停机平台11，充电机构和自动定位装置安装于机架1，控制电路分别与自动定位装置和充电机构电性连接，自动定位装置设置有纵向定位机构3和横向定位机构4，纵向定位机构3包括夹持固定杆31、夹持滑动杆32、夹持驱动机构和两个纵向滑轨35，夹持固定杆31固定安装于停机平台11的后侧边缘，两个纵向滑轨35分别安装于停机平台11的左右两侧，夹持滑动杆32的左右两端分别滑动安装于两个纵向滑轨35，夹持驱动机构传动连接夹持滑动杆32，夹持滑动杆32朝向夹持固定杆31做远离和靠近运动；横向定位机构4包括推压滑动杆41、推压驱动机构和两个横向滑轨45，两个横向滑轨45分别安装于停机平台11的前后两侧，推压滑动杆41的左右两端分别滑动安装于两个横向滑轨45，推压驱动机构传动连接推压滑动杆41，充电机构设置于夹持固定杆31的一端，推压滑动杆41朝向充电机构做远离和靠近运动，推压滑动杆41与夹持滑动杆32交叉设置；充电机构设置有充电座51、用于连接无人机充电插口85的充电插头52和位置信号发射器，充电座51安装于夹持固定杆31的一端，充电插头52设置于充电座51且凸出于充电座51朝向推压滑动杆41的一侧，位置信号发射器固定安装于充电座51，位置信号发射器和充电插头52分别与控制电路电性连接。
传统的无人机机巢不是通过无线充电就是通过触点连接充电，无线充电往往有指定的充电区域，需要无人机精准的降落至指定区域，降落偏差大时会导致无法充电，需要二次起降，降落速度慢，降落途中也需要耗费较多的电能，容易在降落途中发生断电坠落，而触点连接充电则需要更精准的降落要求，触点为保证导电性，往往采用铜制成，长期暴漏在外容易发生氧化，导致充电接触不充分，甚至无法充电，稳定性差，并且二者能够提供的充电功率低，充电速度慢，而本发明无人机在降落时，通过接收位置信号发射器获取充电座51的位置，仅需调整降落姿态，将充电插口85旋转至朝向充电座51的一侧，无需复杂的降落步骤，通过自动定位装置对无人机进行水平方向定位，使无人机抵达充电位置，无需采用复杂的降落辅助机构进行精准降落，降低降落精度，提高无人机的降落速度，简化结构，降低成本，提高降落效率，降低因无人机电量不足导致降落途中意外断电坠机；通过有线连接的方式进行有线充电，充电功率最高可达240W，充电速度快，不受外界磁场干扰，稳定性强；无需人工插线，自动化程度高，使用方便。
具体地，夹持固定杆31朝向夹持滑动杆32的一侧开设有弧形的第一固定卡槽311，夹持滑动杆32朝向夹持固定杆31的一侧开设有弧形的第二固定卡槽，一个横向滑轨45安装于纵向滑轨35的后侧、另一个横向滑轨45安装于停机平台11的前侧，夹持固定杆31和夹持滑动杆32的中部沿长度方向分别开设有贯穿的滑槽36，推压滑动杆41的左右两端分别穿过两个滑槽36与两个横向滑轨45滑动连接。无人机在降落时，夹持滑动杆32朝向夹持固定杆31移动，直至将无人机夹持在夹持滑动杆32与夹持固定杆31之间，通过弧形的第一固定卡槽311和第二固定卡槽，使无人机更加紧固的夹持在中间，防止无人机意外脱落，在夹持时，无人机的横杆83落入第一固定卡槽311和第二固定卡槽，当夹紧时，两个横杆83的外侧面分别与第一固定卡槽311和第二固定卡槽的内侧壁抵贴，使两个横杆83分别和第一固定卡槽311和第二固定卡槽相切，从而进一步提高定位精度，推压滑动杆41在滑槽36内滑动，在进行横向定位时能够精准的抵压在两个横杆83的端部，同时减少安装空间。
具体地，夹持滑动杆32靠近充电机构的一端设置有缓冲机构，缓冲机构包括缓冲杆61和缓冲弹簧62，夹持滑动杆32靠近充电机构的一端沿长度方向开设有缓冲滑孔321，缓冲滑孔321与夹持滑动杆32的滑槽36连通，缓冲杆61滑动安装于缓冲滑孔321，缓冲杆61的内端部设置有缓冲部611，缓冲杆61的外端部设置有限位部612，缓冲弹簧62套设于缓冲杆61，缓冲弹簧62的一端抵顶缓冲部611、另一端抵顶滑槽36的内壁。在进行横向定位时推压滑动杆41朝向无人机移动，将无人机向充电座51推动，无人机率先触碰缓冲杆61的缓冲部611，在推压滑动杆41的推动下，缓冲杆61向外侧滑动，同时挤压缓冲弹簧62；缓冲机构给予无人机移动方向的反向推力，防止无人机在移动过程中速度过快，发生偏移导致卡涩现象；在完成充电后，推压滑动杆41反向移动，缓冲弹簧62逐渐释放，在缓冲弹簧62的作用下，推动缓冲杆61向内侧滑动，从而将无人机推出，使充电插口85和充电插头52断开。
具体地，滑槽36的上壁和/或下壁间隔设置有多个滚珠37，滚珠37与推压滑动杆41滚动配合。通过滚珠37降低推压滑动杆41与滑槽36的内壁之间的接触面积，降低摩擦力，滚动的滚珠37使推压滑动杆41的滑动更加顺畅，降低推压驱动机构的驱动压力。
具体地，如图3所示，夹持驱动机构包括夹持驱动电机33、纵向同步带34、两个纵向同步轮和两个纵向丝杆，两个纵向丝杆分别沿长度方向旋转安装于两个纵向滑轨35的内部，两个纵向同步轮分别固定安装于两个纵向丝杆的同一侧，纵向同步带34传动连接两个纵向同步轮，夹持驱动电机33与任意一个纵向丝杆传动连接，控制电路与夹持驱动电机33电性连接；推压驱动机构包括推压驱动电机42、横向同步带43、两个横向同步轮44和两个横向丝杆46，两个横向丝杆46分别沿长度方向旋转安装于两个横向滑轨45的内部，两个横向同步轮44分别固定安装于两个横向丝杆46的同一侧，横向同步带43传动连接两个横向同步轮44，推压驱动电机42与任意一个横向丝杆46传动连接，控制电路与推压驱动电机42电性连接。夹持驱动机构和推压驱动机构均采用丝杆的方式传动，结构简单，成本低，在夹持固定时能够提供有效的固定力度。
具体地，充电机构还设置有伸缩驱动机构，伸缩驱动机构包括电缸53，夹持固定杆31的一端设置有充电安装部312，充电安装部312沿夹持固定杆31的长度方向开设有贯穿充电安装部312的充电滑孔313，充电座51滑动安装于充电滑孔313，电缸53固定安装于充电安装部312的外侧，电缸53设置有一伸缩杆54，伸缩杆54的外端部插入充电滑孔313与充电座51连接，控制电路与电缸53电性连接。电缸53带动充电座51滑动，在不进行充电时，充电座51收缩至充电滑孔313内，保护充电插头52免受日晒雨淋，提高稳定性；当充电时，自动定位装置对无人机完成定位后，电缸53将充电座51推出，直至充电插头52插入充电插口85；当完成充电后，电缸53再次将充电座51收缩至充电滑孔313内，使充电插口85和充电插头52断开，防止缓冲弹簧62的推力不足，导致充电插口85和充电插头52未能断开，进一步提高稳定性。
具体地，充电插头52采用Type-C插头，控制电路还设置有快速充电电路和检测单元，控制电路分别与快速充电电路和检测单元电性连接，充点电路和检测单元分别与Type-C插头电性连接，当检测单元监测到Type-C插头与无人机建立连接时，检测单元向快速充电电路发送充电信号，以驱动快速充电电路对无人机进行快速充电。采用Type-C插头，提高适配度，Type-C能够承载最高240W的充电功率，提高充电速度。当Type-C插头插入Type-C插口时，检测单元监测到与无人机建立连接后，再向快速充电电路发送充电信号，确保在未与无人机建立连接时，快速充电电路不对Type-C插头进行供电，降低能耗，防止触电，提高安全性。
具体地，无人机机巢还设置有停靠监测装置，停靠监测装置包括至少一个红外发射器71和至少一个红外接收器72，红外发射器71安装于夹持固定杆31或夹持滑动杆32，红外接收器72安装于夹持滑动杆32或夹持固定杆31，红外发射器71和红外接收器72相对设置，红外接收器72实时接收红外发射器71发射的红外信号，红外发射器71和红外接收器72分别与控制电路电性连接。在初始状态下，夹持滑动杆32移动至停机平台11的最前侧，推压滑动杆41移动至充电机构的最远端，当无人机降落后，无人机阻断红外发射器71和红外接收器72之间的红外连接信号，红外接收器72无法接收到红外信号，随即发送停靠信号至控制电路，控制电路自动启动自动定位装置，全程无需人工操作，提高自动化程度；较佳地，无人机在停靠后由无人机发送停靠信号至无人机机巢的控制电路，控制电路在同时得到停靠监测装置和无人机的停靠信号后才启动自动定位装置，确保无人机降落稳定后启动自动定位装置。
停机平台11还设置有风冷机构，风冷机构包括散热板12和至少一个风机，停机平台11设置有开口朝上的冷却腔室，散热板12盖设于冷却腔室，散热板12开设有多个间隔设置的散热口121，风机固定安装于机架1，风机的出风口与冷却腔室连通；箱体2的上部设置有两个箱盖21，两个箱盖21分别通过连杆组件22铰接于箱体2，箱体2的内部设置有开盖驱动机构，开盖驱动机构分别传动构电性连接。风机将风吹向冷却腔室内，再从各个散热口121向上吹出，从而对无人机进行散热，降低无人机充电时的发热，防止无人机发热导致充电功率下降，进一步充电速度，相应的在箱盖21上开设散热孔，在箱体2上开设进风口，冷风从进风口进入箱体2，在风机的作用下使冷风吹向无人机，冷风带走无人机的热量成为热风，热风从散热孔吹出，建立循环风道，提高散热效果；箱盖21保护箱体2内部的零部件和无人机，延长无人机和无人机机巢的使用寿命。
一种快速充电的无人机，如图8所示，无人机包括机身81、起落架、充电管理电路和充电电池82，电池和充电管理电路均安装于机身81的内部，起落架安装于机身81的下部，起落架包括两个横杆83和至少两个竖杆84，两个竖杆84的上端部分别与机身81固定连接，两个竖杆84的下端部分别与相应的两个横杆83固定连接，两个横杆83间隔且平行设置，任意一个横杆83的外端部设置有充电插口85，充电插口85采用Type-C插口，充电电池82内置两个电芯，两个电芯分别与充电管理电路电性连接，充电管理电路与Type-C插口电性连接。在进行快速充电时，同时对两个电芯进行充电，至少提高一倍的充电效率。较佳地，在两个横杆83的两端分别设置有一个Type-C插口，各个Type-C插口均与充电管理电路电性连接，在降落前，无人机仅需将横杆83与夹持固定杆31尽量平行即可，简化姿态调整步骤，进一步提高降落速度。
一种快速充电的自动充电方法，包括以下步骤，
充电准备步骤，无人机向无人机机巢发送充电请求信号，控制电路控制开盖驱动机构打开两个箱盖21，较佳地，无人机向控制中心发送充电请求信号，控制中心再将附近空闲的无人机机巢的坐标发送至无人机，同时向该无人机机巢发送充电请求信号。通过控制中心统一调配，提高无人机的充电效率，防止无人机向无充电位置的无人机机巢飞行。
降落识别步骤，如图4所示，位置信号发射器向无人机发射位置信号，无人机确定充电机构位置后，调整姿态使安装在横杆83的Type-C插口朝向Type-C插头并降落至停机平台11，停靠监测装置监测到无人机停靠后向控制电路发送停靠信号；位置信号发射器采用电磁波发射器或红外发射器，相应的在无人机上安装接收电磁波发射器或红外发射器信号的接收器，使无人机调整姿态降落。
无人机定位步骤，当无人机降落后，无人机向控制电路发送停靠信号，无人机阻断红外发射器71和红外接收器72之间的红外连接信号，红外接收器72无法接收到红外信号，随即发送停靠信号至控制电路，控制电路同时收到两个停靠信号后，如图5所示，控制电路控制夹持驱动电机33带动夹持滑动杆32朝向无人机移动，直至将无人机夹持在夹持滑动杆32和夹持固定杆31之间，完成纵向方向的定位；如图6所示，控制电路控制推压驱动电机42带动推压滑动杆41朝向无人机移动，直至推压滑动杆41将无人机抵压至缓冲机构上，完成横向方向的定位。
插头插入步骤，如图7所示，控制电路控制电缸53驱动充电座51朝向无人机移动，直至Type-C插头插入Type-C插口；
识别充电步骤，检测单元监测到Type-C插头与无人机建立连接，检测单元向快速充电电路发送充电信号，快速充电电路对无人机进行快速充电，同时控制电路控制开盖驱动机构关闭两个箱盖21并开启风机。
完成充电后，控制电路控制电缸53驱动充电座51收缩至充电滑孔313内，使充Type-C插头和Type-C插口断开，推压滑动杆41反向移动，缓冲弹簧62逐渐释放，在缓冲弹簧62的作用下，推动缓冲杆61向内侧滑动，从而将无人机推出；夹持滑动杆32向前侧移动释放无人机，并开启两个箱盖21，无人机飞出，完成充电。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种快速充电的无人机机巢，包括机架(1)、箱体(2)、自动定位装置、充电机构和控制电路，机架(1)安装于箱体(2)的内部，机架(1)的上部设置有停机平台(11)，充电机构和自动定位装置安装于机架(1)，控制电路分别与自动定位装置和充电机构电性连接，其特征在于：
自动定位装置设置有纵向定位机构(3)和横向定位机构(4)，
纵向定位机构(3)包括夹持固定杆(31)、夹持滑动杆(32)、夹持驱动机构和两个纵向滑轨(35)，夹持固定杆(31)固定安装于停机平台(11)的后侧边缘，两个纵向滑轨(35)分别安装于停机平台(11)的左右两侧，夹持滑动杆(32)的左右两端分别滑动安装于两个纵向滑轨(35)，夹持驱动机构传动连接夹持滑动杆(32)，夹持滑动杆(32)朝向夹持固定杆(31)做远离和靠近运动；
横向定位机构(4)包括推压滑动杆(41)、推压驱动机构和两个横向滑轨(45)，两个横向滑轨(45)分别安装于停机平台(11)的前后两侧，推压滑动杆(41)的左右两端分别滑动安装于两个横向滑轨(45)，推压驱动机构传动连接推压滑动杆(41)，充电机构设置于夹持固定杆(31)的一端，推压滑动杆(41)朝向充电机构做远离和靠近运动，推压滑动杆(41)与夹持滑动杆(32)交叉设置；
充电机构设置有充电座(51)、用于连接无人机充电插口(85)的充电插头(52)和位置信号发射器，充电座(51)安装于夹持固定杆(31)的一端，充电插头(52)设置于充电座(51)且凸出于充电座(51)朝向推压滑动杆(41)的一侧，位置信号发射器固定安装于充电座(51)，位置信号发射器和充电插头(52)分别与控制电路电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种快速充电的无人机机巢，其特征在于：所述夹持固定杆(31)朝向所述夹持滑动杆(32)的一侧开设有弧形的第一固定卡槽(311)，夹持滑动杆(32)朝向夹持固定杆(31)的一侧开设有弧形的第二固定卡槽，
一个所述横向滑轨(45)安装于所述纵向滑轨(35)的后侧、另一个横向滑轨(45)安装于所述停机平台(11)的前侧，夹持固定杆(31)和夹持滑动杆(32)的中部沿长度方向分别开设有贯穿的滑槽(36)，所述推压滑动杆(41)的左右两端分别穿过两个滑槽(36)与两个横向滑轨(45)滑动连接。
3.根据权利要求2所述的一种快速充电的无人机机巢，其特征在于：所述夹持滑动杆(32)靠近所述充电机构的一端设置有缓冲机构，缓冲机构包括缓冲杆(61)和缓冲弹簧(62)，夹持滑动杆(32)靠近充电机构的一端沿长度方向开设有缓冲滑孔(321)，缓冲滑孔(321)与夹持滑动杆(32)的所述滑槽(36)连通，缓冲杆(61)滑动安装于缓冲滑孔(321)，缓冲杆(61)的内端部设置有缓冲部(611)，缓冲杆(61)的外端部设置有限位部(612)，缓冲弹簧(62)套设于缓冲杆(61)，缓冲弹簧(62)的一端抵顶缓冲部(611)、另一端抵顶滑槽(36)的内壁。
4.根据权利要求3所述的一种快速充电的无人机机巢，其特征在于：所述滑槽(36)的上壁和/或下壁间隔设置有多个滚珠(37)，滚珠(37)与所述推压滑动杆(41)滚动配合。
5.根据权利要求1所述的一种快速充电的无人机机巢，其特征在于：所述夹持驱动机构包括夹持驱动电机(33)、纵向同步带(34)、两个纵向同步轮和两个纵向丝杆，两个纵向丝杆分别沿长度方向旋转安装于两个所述纵向滑轨(35)的内部，两个纵向同步轮分别固定安装于两个纵向丝杆的同一侧，纵向同步带(34)传动连接两个纵向同步轮，夹持驱动电机(33)与任意一个纵向丝杆传动连接，所述控制电路与夹持驱动电机(33)电性连接；
所述推压驱动机构包括推压驱动电机(42)、横向同步带(43)、两个横向同步轮(44)和两个横向丝杆(46)，两个横向丝杆(46)分别沿长度方向旋转安装于两个所述横向滑轨(45)的内部，两个横向同步轮(44)分别固定安装于两个横向丝杆(46)的同一侧，横向同步带(43)传动连接两个横向同步轮(44)，推压驱动电机(42)与任意一个横向丝杆(46)传动连接，控制电路与推压驱动电机(42)电性连接。
6.根据权利要求1所述的一种快速充电的无人机机巢，其特征在于：所述充电机构还设置有伸缩驱动机构，伸缩驱动机构包括电缸(53)，所述夹持固定杆(31)的一端设置有充电安装部(312)，充电安装部(312)沿夹持固定杆(31)的长度方向开设有贯穿充电安装部(312)的充电滑孔(313)，所述充电座(51)滑动安装于充电滑孔(313)，电缸(53)固定安装于充电安装部(312)的外侧，电缸(53)设置有一伸缩杆(54)，伸缩杆(54)的外端部插入充电滑孔(313)与充电座(51)连接，所述控制电路与电缸(53)电性连接。
7.根据权利要求6所述的一种快速充电的无人机机巢，其特征在于：所述充电插头(52)采用Type-C插头，所述控制电路还设置有快速充电电路和检测单元，控制电路分别与快速充电电路和检测单元电性连接，充点电路和检测单元分别与Type-C插头电性连接，当检测单元监测到Type-C插头与无人机建立连接时，检测单元向快速充电电路发送充电信号，以驱动快速充电电路对无人机进行快速充电。
8.根据权利要求1所述的一种快速充电的无人机机巢，其特征在于：所述无人机机巢还设置有停靠监测装置，停靠监测装置包括至少一个红外发射器(71)和至少一个红外接收器(72)，红外发射器(71)安装于所述夹持固定杆(31)或所述夹持滑动杆(32)，红外接收器(72)安装于夹持滑动杆(32)或夹持固定杆(31)，红外发射器(71)和红外接收器(72)相对设置，红外接收器(72)实时接收红外发射器(71)发射的红外信号，红外发射器(71)和红外接收器(72)分别与所述控制电路电性连接；
所述停机平台(11)还设置有风冷机构，风冷机构包括散热板(12)和至少一个风机，停机平台(11)设置有开口朝上的冷却腔室，散热板(12)盖设于冷却腔室，散热板(12)开设有多个间隔设置的散热口(121)，风机固定安装于所述机架(1)，风机的出风口与冷却腔室连通；
所述箱体(2)的上部设置有两个箱盖(21)，两个箱盖(21)分别通过连杆组件(22)铰接于箱体(2)，箱体(2)的内部设置有开盖驱动机构，开盖驱动机构分别传动构电性连接。
9.一种快速充电的无人机，其特征在于：无人机包括机身(81)、起落架、充电管理电路和充电电池(82)，电池和充电管理电路均安装于机身(81)的内部，起落架安装于机身(81)的下部，
起落架包括两个横杆(83)和至少两个竖杆(84)，两个竖杆(84)的上端部分别与机身(81)固定连接，两个竖杆(84)的下端部分别与相应的两个横杆(83)固定连接，两个横杆(83)间隔且平行设置，任意一个横杆(83)的外端部设置有如权利要求1所述的充电插口(85)，充电插口(85)采用Type-C插口，充电电池(82)内置两个电芯，两个电芯分别与充电管理电路电性连接，充电管理电路与Type-C插口电性连接。
10.一种快速充电的自动充电方法，其特征在于：包括以下步骤，
充电准备步骤，如权利要求9所述的无人机向如权利要求1至8所述的无人机机巢发送充电请求信号，所述控制电路控制所述开盖驱动机构打开两个所述箱盖(21)，
降落识别步骤，所述位置信号发射器向无人机发射位置信号，无人机确定所述充电机构位置后，调整姿态使安装在所述横杆(83)的所述Type-C插口朝向所述Type-C插头并降落至所述停机平台(11)，停靠监测装置监测到无人机停靠后向控制电路发送停靠信号；
无人机定位步骤，包括以下子步骤，
纵向定位子步骤，控制电路控制所述夹持驱动电机(33)带动所述夹持滑动杆(32)朝向无人机移动，直至将无人机夹持在夹持滑动杆(32)和夹持固定杆(31)之间；
横向定位子步骤，控制电路控制所述推压驱动电机(42)带动推压滑动杆(41)朝向无人机移动，直至推压滑动杆(41)将无人机抵压至所述缓冲机构上；
插头插入步骤，控制电路控制所述电缸(53)驱动所述充电座(51)朝向无人机移动，直至Type-C插头插入Type-C插口；
识别充电步骤，所述检测单元监测到Type-C插头与无人机建立连接，检测单元向所述快速充电电路发送充电信号，快速充电电路对无人机进行快速充电，同时控制电路控制开盖驱动机构关闭两个箱盖(21)并开启所述风机。
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