CN206211571U - 主动控制型无人机充电平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及了一种主动控制型无人机充电平台，包括外框、底盖、上盖、地磁传感器、红外点光源捕捉装置、中央控制模块、无线收发器、电池管理模块、无线充电装置、触点充电装置，所述外框下部设置底盖，上部设置上盖，所述外框内部设置地磁传感器、中央控制模块、无线收发器、电池管理模块、无线充电装置。本实用新型的有益效果是：采用红外点光源捕捉系统对无人机的空间位置进行捕捉，有效的控制无人机在充电平台上完成点对点降落，且捕捉时不会受环境光的干扰，避免了无人机自主降落过程中因未对准充电平台而引起的跌落损坏，实现无人机系统自主，可靠的充电，从而在不增加无人机电池负载的同时扩大无人机的续航半径。

Description

主动控制型无人机充电平台

技术领域

本实用新型涉及无人机充电技术领域，具体的说是主动控制型无人机充电平台。

背景技术

现有消费级无人机大多采用蓄电池作为电源，如MH-Ni电池、Li-ion电池等。由于无人机大多负载重量比较小，使得只能挂载有限容量的电池，这限制了消费级无人机的续航时间，和巡航半径。公告号为CN103872795A的“无人机及其自动充电系统”公开了一种无人机自动充电系统，包括：供电模块；无人机充电模块；时间控制模块。此种通过无人机降落到固定平台上为其进行充电的方式存在着缺陷，由于充电平台的面积受到限制，无人机通过遥控或是自主降落到充电平台并且与无线输电线圈对准，实现电能传输效率的最大化十分困难。

另外，一些充电平台结构设计存在缺陷，由于充电平台通常与地面存在一个高度差，无人机任何未完全对准进行的降落行为都会对其自身造成一定程度的损坏，最终影响充电平台的可靠程度。

实用新型内容

针对上述现有技术不足，本实用新型提供主动控制型无人机充电平台。

本实用新型提供的主动控制型无人机充电平台是通过以下技术方案实现的：

一种主动控制型无人机充电平台，其特征在于：包括外框、底盖、上盖、地磁传感器、红外点光源捕捉装置、中央控制模块、无线收发器、电池管理模块、无线充电装置、触点充电装置，所述外框下部设置底盖，上部设置上盖，所述外框内部设置地磁传感器、中央控制模块、无线收发器、电池管理模块、无线充电装置，其中，

所述中央控制模块包括单片机、下载模块、串口调试模块；

所述地磁传感器通过IIC数字接口连接单片机；

所述红外点光源捕捉装置由红外成像部分和红外LED组成，所述红外成像部分由数字摄像头和粘结在数字摄像头的镜头表面的窄带红外滤光片组成，所述镜头穿过上盖中部的通孔，红外LED设置在无人机底部的中间位置；

所述无线收发器通过通讯端口与单片机电连接；

所述电池管理模块，包括蓄电池、3.3V稳压电路和5V稳压电路，其中3.3V稳压电路的输出端分别与中央控制模块、无线收发器、数字摄像头并接，为其供电，5V稳压电路的电压输出端与无线充电装置、触点充电装置并接，为其提供电力来源；

所述无线充电装置包括无线发射电路和与无线发射电路连接的无线发射线圈，所述无线发射线圈紧贴上盖的下表面设置，所述触点装置包括正极接触片和负极接触片，所述正极接触片和负极接触片嵌入设置在上盖表面；

所述无线收发器由频率发生器、模式控制器、功率放大器、晶体振荡器、调制器和解调器组成，通过SPI通讯端口与单片机相连，与无人机进行无线通讯，进而使无人机能完成降落动作。

所述无线收发器的通信频率和通信信道与无人机的无线收发器保持一致。

本实用新型的有益效果是：

1、采用红外点光源捕捉系统对无人机的空间位置进行捕捉，有效的控制无人机在充电平台上完成点对点降落，且捕捉时不会受环境光的干扰，避免了无人机自主降落过程中因未对准充电平台而引起的跌落损坏，实现无人机系统自主，可靠的充电，从而在不增加无人机电池负载的同时扩大无人机的续航半径，通过在工作区域内安置多个充电平台可实现工作区域的无限续航；

2、使用磁吸式触点充电的工作方式，为无线充电方式补偿充电，用来提供给准确对接的无人机，提高了充电效率，缩短了充电时间，减少电能损耗，提升无人机的工作时长。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型的系统结构示意图。

具体实施方式

下面将通过实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示的一种主动控制型无人机充电平台，包括外框1、底盖2、上盖3、地磁传感器4、红外点光源捕捉装置、中央控制模块6、无线收发器7、电池管理模块8、无线充电装置、触点充电装置，所述外框1下部设置底盖2，上部设置上盖3，所述外框内部设置地磁传感器4、中央控制模块6、无线收发器7、电池管理模块8、无线充电装置9，所述中央控制模块6包括单片机、下载模块、串口调试模块；所述地磁传感器4通过IIC数字接口连接单片机；所述红外点光源捕捉装置由红外成像部分5和红外LED组成，所述红外成像部分由数字摄像头51和粘结在数字摄像头51的镜头表面的窄带红外滤光片52组成，所述镜头穿过上盖3中部的通孔，红外LED设置在无人机底部的中间位置；所述无线收发器7通过通讯端口与单片机电连接；所述电池管理模块8，包括蓄电池、3.3V稳压电路和5V稳压电路，其中3.3V稳压电路的输出端分别与中央控制模块6、无线收发器7、数字摄像头51并接，为其供电，5V稳压电路的电压输出端与无线充电装置9、触点充电装置10并接，为其提供电力来源；所述无线充电装置包括无线发射电路91和与无线发射电路连接的无线发射线圈92，所述无线发射线圈92紧贴上盖3的下表面设置，所述触点装置包括正极接触片11和负极接触片12，所述正极接触片11和负极接触片12嵌入设置在上盖3表面；所述无线收发器7由频率发生器、模式控制器、功率放大器、晶体振荡器、调制器和解调器组成，通过SPI通讯端口与单片机相连，与无人机进行无线通讯，进而使无人机能完成降落动作，上述元器件通过印刷线路板的连接导通。

优选的，所述无线收发器7的通信频率和通信信道与无人机的无线收发器保持一致。

优选的，地磁传感模块采用3轴数字罗盘，工作电压3.3V，通过IIC数字接口向单片机实时发送方向信息，航向精度精确到1°~2°，用来比对充电平台和无人机的前向角度差。

本实用新型采用红外点光源捕捉系统对无人机的空间位置进行捕捉，所述中央控制模块可有效的控制无人机在充电平台上完成点对点降落；无人机上设置无线接收线圈，可与无线发射线圈进行电能传输；使用磁吸式触点充电的工作方式，为无线充电方式补偿充电，用来提供给准确对接的无人机。

以上所述实施例仅表示本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型保护范围。

Claims (2)

1.一种主动控制型无人机充电平台，其特征在于：包括外框、底盖、上盖、地磁传感器、红外点光源捕捉装置、中央控制模块、无线收发器、电池管理模块、无线充电装置、触点充电装置，所述外框下部设置底盖，上部设置上盖，所述外框内部设置地磁传感器、中央控制模块、无线收发器、电池管理模块、无线充电装置，其中：

所述中央控制模块包括单片机、下载模块、串口调试模块；

所述地磁传感器通过IIC数字接口连接单片机；

所述红外点光源捕捉装置由红外成像部分和红外LED组成，所述红外成像部分由数字摄像头和粘结在数字摄像头的镜头表面的窄带红外滤光片组成，所述镜头穿过上盖中部的通孔，红外LED设置在无人机底部的中间位置；

所述无线收发器通过通讯端口与单片机电连接；

所述电池管理模块，包括蓄电池、3.3V稳压电路和5V稳压电路，其中3.3V稳压电路的输出端分别与中央控制模块、无线收发器、数字摄像头并接，为其供电，5V稳压电路的电压输出端与无线充电装置、触点充电装置并接，为其提供电力来源；

所述无线充电装置包括无线发射电路和与无线发射电路连接的无线发射线圈，所述无线发射线圈紧贴上盖的下表面设置，所述触点装置包括正极接触片和负极接触片，所述正极接触片和负极接触片嵌入设置在上盖表面；

所述无线收发器由频率发生器、模式控制器、功率放大器、晶体振荡器、调制器和解调器组成，通过SPI通讯端口与单片机相连，与无人机进行无线通讯。

2.根据权利要求1所述的一种主动控制型无人机充电平台，其特征在于：所述无线收发器的通信频率和通信信道与无人机的无线收发器保持一致。