CN206226087U - 一种无人机充电系统及充电路灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种无人机充电系统及充电路灯，该充电系统设置在路灯柱上并包括：充电正电极机构、充电负电极机构、供电机构、感应机构和总控制器，其中，充电正电极机构包括充电正电极板、充电正电极板固定架、第一动力单元和第二动力单元，充电负电极机构包括：充电负电极板、充电负电极板固定架和第三动力单元，供电机构包括安装至所述充电负电极板的背面的太阳能充电板，感应机构包括用于感应无人机充电请求信号的第一感应器。本实用新型利用太阳能路灯为无人机充电，具有无可比拟的清洁性、高度的安全性、能源的相对广泛性和充足性。

Description

一种无人机充电系统及充电路灯

技术领域

本实用新型涉及无人机充电技术领域，具体涉及一种无人机充电系统及充电路灯。

背景技术

在高空飞行时无人机是未来航空领域发展的方向之一，无人机的发展在如今现代军事的发展中的地位越来越高。无人机在监视、侦察和攻击等任务中表现出了灵活性，便捷性和高效性，在当代及未来的军事战争中有着极其重要的战略意义，成为当代军事的“提升器"。提高无人机的续航能力，是发展无人机的一大重要课题；目前无人机的充电方式主要有以下几种：1)无线充电，由于充电效率为传统充电效率的一半，所以无线充电至今难以普及；2)输电线充电，即普通高压电线充电，无人机可停靠在高压电线上充电，比较方便，效率很高，是一种独到的充电方式，由于输电线充电容易损坏电线，那么损坏高压电线的后果轻则影响人们生活，重则危害安全；3)无人机导线充电，由于该充电方式使得无人机的飞行范围受到很大的限制，所以有很大的局限性。4)无人机定位充电。无人机定位充电的特点在于有序易管理，无人机上的GPS系统导向其飞往充电站点进行充电，利用芯片对接完成充电。但在实际各种因素的影响下，无人机往往无法做到精确对接，这在技术方面一直是无人机研究者的一个重要课题，所以无人机的定位充电还需要进一步研究。

实用新型内容

本实用新型的目的提供一种无人机充电系统及充电路灯，用以解决现有由于现有的充电方式的缺点导致充电方式的受限使无人机的续航能力减小的问题。

为实现上述目的，本实用新型公开的一种无人机充电系统，具体地，该充电系统包括：充电正电极机构，包括：充电正电极板、充电正电极板固定架、第一动力单元和第二动力单元，所述充电正电极板通过第一旋转轴可旋转固定至所述充电正电极板固定架外端，所述充电正电极板固定架沿上下方向可滑动安装至固定在路灯柱上的滑轨，所述第一动力单元连接至所述充电正电极板的外端，所述第二动力单元连接至所述充电正电极板固定架的上端；充电负电极机构，包括：充电负电极板、充电负电极板固定架和第三动力单元，所述充电负电极板通过第二旋转轴可旋转固定至所述第三动力单元，所述第三动力单元固定至所述充电负电极板固定架上，所述充电负电极板固定架固定至所述充电正电极板固定架下方的路灯柱上；供电机构，包括安装至所述充电负电极板的背面的太阳能充电板；感应机构，包括用于感应无人机充电请求信号的第一感应器，所述第一感应器安装至路灯柱上；总控制器，安装至路灯柱内；其中，所述太阳能充电板连接至所述充电正电极板和所述充电负电极板，所述太阳能充电板与所述充电正电极板和所述充电负电极板之间设置有第一充电开关，所述第一动力单元、所述第二动力单元、所述第三动力单元、所述第一充电开关和所述第一感应器分别连接至总控制器。

本实用新型公开的上述一种无人机充电系统，进一步地，所述第一动力单元包括第一电机和拉绳，所述第二动力单元包括第二电机和连杆，所述第一电机和所述第二电机固定至电机固定柱上，所述电机固定柱固定于路灯下方的路灯柱上，所述拉绳的两端分别连接至所述第一电机和所述充电正电极板的外端，所述连杆的两端分别连接至所述第二电机和所述充电正电极板固定架的上端，所述第三动力单元包括第三电机，所述第三电机固定至所述充电负电极板固定架上并连接至第二旋转轴，所述第一电机、所述第二电机和所述第三电机分别连接至总控制器。

本实用新型公开的上述一种无人机充电系统，进一步地，所述第一动力单元包括两个第一电机和两条拉绳，所述第二动力单元包括两个第二电机和两个连杆，所述两个第一电机相对固定在所述电机固定柱的两侧，所述两条拉绳位于所述电机固定柱的两侧，每条拉绳的两端分别连接至其中一个第一电机和所述充电正电极板的外端，所述两个第二电机相对固定在所述电机固定柱的两侧，所述两个连杆位于所述电机固定柱的两侧，每个连杆的两端分别连接至其中一个第二电机和所述充电正电极板固定架的上端。

本实用新型公开的上述一种无人机充电系统，进一步地，所述供电机构还包括市电供电单元，所述市电供电单元连接至所述充电正电极板和所述充电负电极板，所述市电供电单元与所述充电正电极板和所述充电负电极板之间设置有第二充电开关，所述第二充电开关连接至总控制器。

本实用新型公开的上述一种无人机充电系统，进一步地，所述感应机构还包括用于感应无人机充电电流的第二感应器，所述第二感应器安装至所述路灯柱内并连接至总控制器。

本实用新型公开的上述一种无人机充电系统，进一步地，所述感应机构还包括用于感应无人机支付的第三感应器，所述第三感应器安装至所述路灯柱上并连接至总控制器。

本实用新型公开的上述一种无人机充电系统，进一步地，所述太阳能板上设置有太阳光追踪器，所述太阳光追踪器与所述总控制器连接。

本实用新型公开的上述一种无人机充电系统，进一步地，所述充电正电极板上设置有多个点状充电正极并分布有多个通透圆孔或球形凹面；所述充电负电极板上分布有多个圆锥形凸起，所述凸起间设置有充电负极。

进一步地，本实用新型还公开了一种无人机充电方法，该充电方法包括：第一感应器感应到无人机的充电请求信号并将感应信号发送至总控制器；总控制器控制第三电机开始转动，第三电机带动充电负电极板和太阳能充电板转动，使充电负电极板的方向朝上及太阳能充电板的方向朝下；无人机的支脚降落至充电负电极板上的多个圆锥形凸起的间隙中并作为无人机充电口的负极与凸起间的充电负极接触连通；无人机稳定降落至充电负电极板后，通过第三感应器感应并支付；第三感应器将无人机支付完成的信号发送至总控制器；总控制器控制第一电机转动，第一电机放开拉绳使充电正电极板向下旋转直至处于水平状态，并控制闭合第一充电开关将太阳能充电板与充电正电极板和充电负电极板接通，或控制闭合第二充电开关将市电供电单元与充电正电极板和充电负电极板接通；总控制器控制第二电机转动，第二电机向下推动连杆，充电正电极板和充电正电极板固定架沿着路灯柱上的滑轨向下移动；充电正电极板下面的通透圆孔或球形凹面接触到无人机机翼顶端的充电口正极接头上部的球形面，无人机开始充电并产生充电电流；第二感应器感应到充电电流产生并将此感应信号发送至总控制器；总控制器收到第二感应器发送的充电电流产生的感应信号后控制第一电机和第二电机进行自锁并停止转动；无人机充电完成后，充电电流变小或消失，第二感应器感应到充电电流变小或消失并将此感应信号发送至总控制器；总控制器收到第二感应器发送的充电电流变小或消失的感应信号后，控制打开第一充电开关将太阳能充电板与充电正电极板和充电负电极板断开，或控制打开第二充电开关将市电供电单元与充电正电极板和充电负电极板断开；总控制器控制第二电机转动，第二电机向上拉动连杆，充电正电极板和充电正电极板固定架沿着路灯柱上的滑轨向上移动直至接触到电机固定柱；总控制器控制第一电机转动，第一电机拉紧拉绳使充电正电极板向上旋转直至处于垂直状态；无人机起飞脱离充电负电极板；总控制器控制第三电机开始转动，第三电机带动充电负电极板和太阳能充电板转动，使充电负电极板的方向朝下及太阳能充电板的方向朝上；太阳能充电板方向朝上接收太阳能并将太阳能转化为电能；在太阳能充电板方向朝上接收太阳能的过程中，通过太阳光追踪器感应接收到太阳光的强度并将感应到的太阳光强度反馈给总控制器，总控制器通过控制第三电机的转动使太阳能充电板随太阳移动而转动，使太阳能充电板最大程度地利用太阳光。

另外一方面，本实用新型还公开了一种无人机充电路灯，包括本实用新型公开的上述一种无人机充电系统。

本实用新型具有如下优点：

本实用新型利用太阳能路灯为无人机充电，具有无可比拟的清洁性、高度的安全性、能源的相对广泛性和充足性、长寿命以及免维护性等其他常规能源所不具备的优点；利用现有资源空间，使充电简单化，合理化，在路灯基础上设置充电平台，无人机充电所受时空影响可以降到最低。

附图说明

图1为本实用新型公开的一种无人机充电系统的结构框图。

图2为本实用新型公开的一种无人机充电系统的结构示意图。

图3为本实用新型公开的一种无人机充电系统处于无人机充电状态下的局部放大图。

图4为本实用新型公开的一种无人机充电系统处于无人机充电完毕飞离充电负电极板状态下的局部放大图。

图5为适于应用本实用新型公开的一种无人机充电系统充电的一种四翼无人机的结构图。

图6为适于应用本实用新型公开的一种无人机充电系统充电的无人机的充电口正极接头的结构图。

图7为图6中公开的无人机充电口正极接头的局部放大图。

图8为本实用新型公开的用于对无人机进行室内充电的插头的结构示意图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

实施例1

参考图1和图2，在本实施例公开的一种无人机充电系统包括：充电正电极机构、充电负电极机构、供电机构、感应机构和总控制器01，其中，充电正电极机构包括：充电正电极板02、充电正电极板固定架03、第一动力单元和第二动力单元，充电正电极板02通过第一旋转轴04可旋转固定至充电正电极板固定架03外端，充电正电极板固定架03沿上下方向可滑动安装至滑轨06上，滑轨06固定至路灯柱05上，第一动力单元连接至充电正电极板02的外端，第二动力单元连接至充电正电极板固定架03的上端；充电负电极机构包括：充电负电极板07、充电负电极板固定架08和第三动力单元，充电负电极板07通过第二旋转轴09可旋转固定至第三动力单元，第三动力单元固定至充电负电极板固定架08上，充电负电极板固定架08固定至充电正电极板固定架03下方的路灯柱05上；供电机构包括安装至充电负电极板07的背面的太阳能充电板10；感应机构包括用于感应无人机11充电请求信号的第一感应器12，第一感应器12安装至路灯柱顶端，利于接收无人机的信号；总控制器01安装至路灯柱05内；其中，太阳能充电板10连接至充电正电极板02和充电负电极板07，太阳能充电板10与充电正电极板02和充电负电极板07之间设置有第一充电开关13，第一动力单元、第二动力单元、第三动力单元、第一充电开关13和第一感应器12分别连接至总控制器01。

进一步地，第一动力单元包括第一电机14和拉绳15，第二动力单元包括第二电机16和连杆17，第一电机14和第二电机16固定至电机固定柱18上，电机固定柱18固定于路灯19下方的路灯柱05上，拉绳15的两端分别连接至第一电机14和充电正电极板02的外端，连杆17的两端分别连接至第二电机16和充电正电极板固定架03的上端，第三动力单元包括第三电机20，第三电机20固定至充电负电极板固定架08上并连接至第二旋转轴09，第一电机14、第二电机16和第三电机20分别连接至总控制器01。第一电机14、第二电机16和第三电机20当然也不限于电机，可以是任何可以使电能转换为动能的机构。

在本实施例中，第一动力单元包括两个第一电机14和两条拉绳15，第二动力单元包括两个第二电机16和两个连杆17，两个第一电机14相对固定在电机固定柱18的两侧，两条拉绳15位于电机固定柱18的两侧，每条拉绳18的两端分别连接至其中一个第一电机14和充电正电极板02的外端，两个第二电机16相对固定在电机固定柱18的两侧，两个连杆17位于电机固定柱18的两侧，每个连杆17的两端分别连接至其中一个第二电机16和充电正电极板固定架03的上端。

进一步地，供电机构还包括市电供电单元21，市电供电单元21连接至充电正电极板02和充电负电极板07，市电供电单元21与充电正电极板02和充电负电极板07之间设置有第二充电开关22，第二充电开关22连接至总控制器01。

进一步地，感应机构还包括用于感应无人机11充电电流的第二感应器23，第二感应器23安装至路灯柱05内并连接至总控制器01。

进一步地，感应机构还包括用于感应无人机11支付的第三感应器24，第三感应器24安装至路灯柱05上并连接至总控制器01。

进一步地，太阳能板10上设置有太阳光追踪器，太阳光追踪器与总控制器01连接，图中未示出。

进一步地，参考图3和图4，充电正电极板02上设置有多个点状充电正极并分布有多个通透圆孔或球形凹面27；充电负电极板07上分布有多个圆锥形凸起28，凸起28间设置有充电负极。

参考图1至图4，本实用新型还公开了一种无人机充电方法，该充电方法包括：第一感应器12感应到无人机11的充电请求信号并将感应信号发送至总控制器01；总控制器01控制第三电机20开始转动，第三电机20带动充电负电极板07和太阳能充电板10转动，使充电负电极板07的方向朝上及太阳能充电板10的方向朝下；无人机11的支脚25降落至充电负电极板07上的多个圆锥形凸起28的间隙中并作为无人机11充电口的负极与凸起28间的充电负极接触连通；另一方面，当无人机11降落在充电负电极板07时，这些凸起11就可以对无人机11进行水平固定；无人机11稳定降落至充电负电极板07后，通过第三感应器24感应并支付；第三感应器24将无人机支付完成的信号发送至总控制器01，本实施例中的第三感应器24上可以设置有二维码；总控制器01控制第一电机转动14，第一电机14放开拉绳15使充电正电极板02向下旋转直至处于水平状态，并控制闭合第一充电开关13将太阳能充电板10与充电正电极板02和充电负电极板07接通，或控制闭合第二充电开关22将市电供电单元21与充电正电极板02和充电负电极板07接通；总控制器01控制第二电机16转动，第二电机16向下推动连杆17，充电正电极板02和充电正电极板固定架03沿着路灯柱05上的滑轨06向下移动；充电正电极板02下面的通透圆孔或球形凹面27接触到无人机11机翼顶端的充电口正极接头26上部的球形面，无人机11开始充电并产生充电电流，另外，通透圆孔或球形凹面27也可用于固定无人机11；第二感应器23感应到充电电流产生并将此感应信号发送至总控制器01；总控制器01收到第二感应器23发送的充电电流产生的感应信号后控制第一电机14和第二电机16进行自锁并停止转动；无人机11充电完成后，充电电流变小或消失，第二感应器23感应到充电电流变小或消失并将此感应信号发送至总控制器01；总控制器01收到第二感应器23发送的充电电流变小或消失的感应信号后，控制打开第一充电开关13将太阳能充电板与充电正电极板02和充电负电极板07断开，或控制打开第二充电开关22将市电供电单元21与充电正电极板02和充电负电极板07断开；总控制器01控制第二电机16转动，第二电机16向上拉动连杆17，充电正电极板02和充电正电极板固定架03沿着路灯柱05上的滑轨06向上移动直至接触到电机固定柱18；总控制器01控制第一电机14转动，第一电机14拉紧拉绳15使充电正电极板02向上旋转直至处于垂直状态；无人机11起飞脱离充电负电极板07；总控制器01控制第三电机20开始转动，第三电机20带动充电负电极板07和太阳能充电板10转动，使充电负电极板07的方向朝下及太阳能充电板10的方向朝上；太阳能充电板10方向朝上接收太阳能并将太阳能转化为电能；在太阳能充电板10方向朝上接收太阳能的过程中，通过太阳光追踪器，感应接收到太阳光的强度并将感应到的太阳光强度反馈给总控制器01，总控制器01通过控制第三电机20的转动使太阳能充电板10随太阳移动而转动，使太阳能充电板10最大程度地利用太阳光。

参考图5，本实施例公开的技术方案可以为具有四个旋转翼30无人机29充电；充电口正极接头26安装至四个旋转翼30顶部，当无人机29停放好，充电正电极板02接触到机翼上的充电口正极接头26时，无人机29开始充电；四个无人机旋转翼30和四个无人机支脚31刚好形成四对正负极的充电回路，无人机29可以配置多个电池，一方面增加无人机29的储电能力，同时无人机29在充电电极板上面能够同时为多个储电池充电，大大提高了充电效率，提高无人机续航能力。

参考图6和图7，本实施例中无人机11或29机翼上端的充电口正极接头26的上部的球形面部分32可以设计成弹簧连接，如图所示，充电口正极接头26包括球形面部分32和外套部分33，球形面部分32和外套部分33套接在一起，球形面部分32内部设置有缓冲弹簧34，缓冲弹簧34上端固定至球形面部分32内部，缓冲弹簧34下端接触无人机11或29机翼上端，当充电正电极板02下压时缓冲弹簧34可以缓冲压力，避免充电正电极板02在下压的过程由于缓冲过大而造成无人机11或29损坏。

本实施例中，该无人机充电系统优先采取太阳能供电，无法采取太阳能供电时可以采取市电供电，保证系统能正常运行的同时节能。另外，本实施例中无人机11或29机翼上端的充电口正极接头26的两侧各设计一个圆滑的充电口35，这个充电口35内两侧也分别有一个弹簧压片36，用于锁定充电插头37，这个充电口35内部的弹簧压片36直接连接无人机充电电源的正负极，当充电插头37插到充电口35，充电插头37上皆有导线38，接上电源时就可以进行快速充电，这种充电方式适用于室内充电，或者有插座的任何地方。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种无人机充电系统，其特征在于，所述充电系统包括：

充电正电极机构，包括：充电正电极板、充电正电极板固定架、第一动力单元和第二动力单元，所述充电正电极板通过第一旋转轴可旋转固定至所述充电正电极板固定架外端，所述充电正电极板固定架沿上下方向可滑动安装至固定在路灯柱上的滑轨，所述第一动力单元连接至所述充电正电极板的外端，所述第二动力单元连接至所述充电正电极板固定架的上端；

充电负电极机构，包括：充电负电极板、充电负电极板固定架和第三动力单元，所述充电负电极板通过第二旋转轴可旋转固定至所述第三动力单元，所述第三动力单元固定至所述充电负电极板固定架上，所述充电负电极板固定架固定至所述充电正电极板固定架下方的路灯柱上；

供电机构，包括安装至所述充电负电极板的背面的太阳能充电板；

感应机构，包括用于感应无人机充电请求信号的第一感应器，所述第一感应器安装至路灯柱上；

总控制器，安装至路灯柱内；

其中，所述太阳能充电板连接至所述充电正电极板和所述充电负电极板，所述太阳能充电板与所述充电正电极板和所述充电负电极板之间设置有第一充电开关，所述第一动力单元、所述第二动力单元、所述第三动力单元、所述第一充电开关和所述第一感应器分别连接至总控制器。

2.如权利要求1所述的一种无人机充电系统，其特征在于：所述第一动力单元包括第一电机和拉绳，所述第二动力单元包括第二电机和连杆，所述第一电机和所述第二电机固定至电机固定柱上，所述电机固定柱固定于路灯下方的路灯柱上，所述拉绳的两端分别连接至所述第一电机和所述充电正电极板的外端，所述连杆的两端分别连接至所述第二电机和所述充电正电极板固定架的上端，所述第三动力单元包括第三电机，所述第三电机固定至所述充电负电极板固定架上并连接至第二旋转轴，所述第一电机、所述第二电机和所述第三电机分别连接至总控制器。

3.如权利要求2所述的一种无人机充电系统，其特征在于：所述第一动力单元包括两个第一电机和两条拉绳，所述第二动力单元包括两个第二电机和两个连杆，所述两个第一电机相对固定在所述电机固定柱的两侧，所述两条拉绳位于所述电机固定柱的两侧，每条拉绳的两端分别连接至其中一个第一电机和所述充电正电极板的外端，所述两个第二电机相对固定在所述电机固定柱的两侧，所述两个连杆位于所述电机固定柱的两侧，每个连杆的两端分别连接至其中一个第二电机和所述充电正电极板固定架的上端。

4.如权利要求1所述的一种无人机充电系统，其特征在于：所述供电机构还包括市电供电单元，所述市电供电单元连接至所述充电正电极板和所述充电负电极板，所述市电供电单元与所述充电正电极板和所述充电负电极板之间设置有第二充电开关，所述第二充电开关连接至总控制器。

5.如权利要求1所述的一种无人机充电系统，其特征在于：所述感应机构还包括用于感应无人机充电电流的第二感应器，所述第二感应器安装至所述路灯柱内并连接至总控制器。

6.如权利要求5所述的一种无人机充电系统，其特征在于：所述感应机构还包括用于感应无人机支付的第三感应器，所述第三感应器安装至所述路灯柱上并连接至总控制器。

7.如权利要求1所述的一种无人机充电系统，其特征在于：所述太阳能板上设置有太阳光追踪器，所述太阳光追踪器与所述总控制器连接。

8.如权利要求1所述的一种无人机充电系统，其特征在于：所述充电正电极板上设置有多个点状充电正极并分布有多个通透圆孔或球形凹面；所述充电负电极板上分布有多个圆锥形凸起，所述凸起间设置有充电负极。

9.一种无人机充电路灯，其特征在于：所述充电路灯包括如权利要求1至8任一项所述的无人机充电系统。