CN207984594U - 一种无人值守式无人机工作站充电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无人值守式无人机工作站充电系统，涉及无人机充电技术领域，用于解决现有无人机自动充电装置无法实现任意角度停放充电的问题，其包括起降平台和无人机，还包括充电管理单元，充电管理单元包括中央控制器和整流模块；起降平台包括转动平台和圆形固定平台，圆形固定平台上设置有压力分布传感器，转动平台上设置有伸缩机构，伸缩机构上分别设置有正极充电装置和负极充电装置；无人机机架上设置有用于与正极充电装置和负极充电装置接触的充电板。本实用新型具有结构简单，方便可靠的优点，其工作时可根据压力分布传感器确定无人机停放角度，从而自动控制转动平台上的充电装置与无人机上的充电板接触，实现自动充电。

Description

一种无人值守式无人机工作站充电系统

技术领域

本实用新型涉及无人机充电技术领域，更具体的是涉及一种无人值守式无人机工作站充电系统。

背景技术

随着科技的发展，无人机在安防、航拍、侦查、森林防火等领域应用越来越广泛，但是无人机的工作电量是有限的，若要保证其定时或连续工作，需要保证无人机在电量较低时回收充电。

现有的无人机充电平台一般在充电平台上设置有电极片，当无人机降落时，无人机上设置的充电装置与充电平台上的电极片接触，从而实现无人机充电。然而该充电方式存在以下缺陷：1.无人机必须精确调整机身位置才能与充电平台上设置的电极片接触充电，调整难度大；2.适应性低，只适用于指定规格的无人机。

针对以上问题，研究一种可适用不同规格无人机，并且无人机任意角度停放均能实现充电的无人机充电装置具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：为了解决上述问题，提供一种可实现无人机任意角度停放均可充电的无人值守式无人机工作站充电系统。

本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种无人值守式无人机工作站充电系统，包括起降平台和无人机，还包括充电管理单元，所述充电管理单元包括中央控制器和整流模块；所述起降平台包括转动平台和圆形固定平台，其中转动平台位于圆形固定平台外沿，所述圆形固定平台上设置有压力分布传感器，压力分布传感器与中央控制器电性连接，所述转动平台上设置有以圆形固定平台圆心相互对称的两个伸缩机构，所述伸缩机构上分别设置有正极充电装置和负极充电装置，所述正极充电装置和负极充电装置均与整流模块连接；无人机左右两边机架上设置有分别用于与正极充电装置和负极充电装置接触的充电板，所述充电板与无人机蓄电池连接。

本实用新型的工作原理：所述起降平台包括转动平台和圆形固定平台，无人机降落时停放于圆形固定平台上，圆形固定平台上设置有压力分布传感器，通过压力分布传感器可检测无人机停放的位置和角度，然后压力分布传感器将检测到的信息发送至中央控制器；所述转动平台位于圆形固定平台外沿，转动平台上设置有以圆形固定平台圆心相互对称的两个伸缩机构，所述伸缩机构上分别设置有正极充电装置和负极充电装置，正极充电装置和负极充电装置均与整流模块连接，整流模块用于将交流电源转换为直流；中央控制器可根据压力分布传感器检测到的无人机停放的位置和角度控制转动平台转动，从而使转动平台上的伸缩机构与无人机机架上设置的用于与伸缩机构上的正极充电装置和负极充电装置接触的充电板对齐，然后中央控制器控制伸缩机构伸缩至充电板所在位置，使充电板与正极充电装置和负极充电装置接触，开始充电。

进一步，所述转动平台连接有第一驱动电机，所述伸缩机构连接有第二驱动电机，第一驱动电机和第二驱动电机均与中央控制器电性连接。通过第一驱动电机可驱动转动平台绕圆形固定平台转动，调整转动平台上的伸缩机构的位置使伸缩机构与无人机机架上的充电板对齐；通过第二驱动电机可驱动伸缩机构向圆形固定平台圆形方向伸缩，从而控制伸缩机构上的正极充电装置和负极充电装置接触无人机机架上设置的充电板。

进一步，所述充电管理单元还包括第一通讯模块，第一通讯模块与中央控制器电性连接，通过第一通讯模块可实现无人机与充电管理单元通讯。

进一步，所述无人机上设置有电量检测模块、定位模块、无人机控制器和无线通讯模块，所述电量检测模块、定位模块和无线通讯模块均与无人机控制器电性连接；电量检测模块可检测无人机蓄电池的电量，无人机控制器根据定位模块检测到的当前所处位置与无人值守式无人机工作站之间的距离计算出所需电量，当无人机蓄电池剩余电量不满足飞行要求时，无人机控制器自动通过无线通讯模块向充电管理单元发出充电请求信号，然后充电管理单元自动检测起降平台是否被占用，若起降平台处于空闲状态则发送信号至无人机控制无人机降落在起降平台的圆形固定平台上。

进一步，所述起降平台上设置有保护罩，所述保护罩包括第一保护罩和第二保护罩，第一保护罩和第二保护罩相互对称，并且所述第一保护罩和第二保护罩均与起降平台活动连接；所述第一保护罩和第二保护罩采用铰接方式与起降平台连接，当无人机处于充电状态时将第一保护罩和第二保护罩闭合使起降平台形成密闭空间可避免充电过程中受到外界干扰，提高无人机充电的安全性。

进一步，为了实现自动控制第一保护罩和第二保护罩打开和闭合，所述第一保护罩和第二保护罩连接有第三驱动电机，第三驱动电机与中央控制器连接，无人机充电时中央控制器可自动控制第三驱动电机驱动第一保护罩和第二保护罩闭合。

进一步，为了提高无人机工作站的安全性，避免无人机充电过程中发生雷击造成损失甚至引发事故，所述起降平台上设置有防雷装置。

本实用新型的有益效果如下：

1.本实用新型无人值守式无人机工作站充电系统在用于停放无人机的圆形固定平台上设置有压力分布传感器，通过压力分布传感器可检测出无人机机架的位置，从而分析出无人机停放的角度，进一步，中央控制器通过压力分布传感器检测到的无人机停放角度自动控制转动平台转动，使转动平台上的伸缩机构与无人机机架上设置的用于与伸缩机构上的正极充电装置和负极充电装置接触的充电板对齐，然后中央控制器控制伸缩机构伸缩至充电板所在位置，使充电板与正极充电装置和负极充电装置接触充电，克服了现有的无人机自动充电装置无法实现任意角度充电的问题。

2.本实用新型无人值守式无人机工作站充电系统的起降平台上设置有保护罩，当无人机处于充电状态时将第一保护罩和第二保护罩闭合使起降平台形成密闭空间可避免充电过程中受到外界干扰，提高无人机充电的安全性。

3.本实用新型无人值守式无人机工作站充电系统的起降平台上设置有防雷装置，当无人机充电过程中发生雷击时可通过避雷针将电流分流至大地，避免无人机充电过程中发生雷击造成设备损坏甚至引发事故，提高无人机工作站的安全性。

附图说明

图1是本实用新型无人值守式无人机工作站充电系统的俯视示意图；

图2是本实用新型无人值守式无人机工作站充电系统的主视示意图；

图3是本实用新型无人值守式无人机工作站充电系统的立体结构示意图；

图4是本实用新型无人值守式无人机工作站充电系统的原理示意图。

附图标记：1-起降平台，2-无人机，3-充电管理单元，4-转动平台，5-圆形固定平台，6-伸缩机构，7-正极充电装置，8-负极充电装置，9-保护罩。

具体实施方式

为了本技术领域的人员更好的理解本实用新型，下面结合附图和以下实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1

如图1到4所示，本实施例提供一种无人值守式无人机2工作站充电系统，包括起降平台1和无人机2，还包括充电管理单元3，所述充电管理单元3包括中央控制器和整流模块；所述起降平台1包括转动平台4和圆形固定平台5，其中转动平台4位于圆形固定平台5外沿，所述圆形固定平台5上设置有压力分布传感器，压力分布传感器与中央控制器电性连接，所述转动平台4上设置有以圆形固定平台5圆心相互对称的两个伸缩机构6，所述伸缩机构6上分别设置有正极充电装置7和负极充电装置8，所述正极充电装置7和负极充电装置8均与整流模块连接；无人机2左右两边机架上设置有分别用于与正极充电装置7和负极充电装置8接触的充电板，所述充电板与无人机2蓄电池连接。

工作原理：所述起降平台1包括转动平台4和圆形固定平台5，无人机2降落时停放于圆形固定平台5上，圆形固定平台5上设置有压力分布传感器，通过压力分布传感器可检测无人机2停放的位置和角度，然后压力分布传感器将检测到的信息发送至中央控制器；所述转动平台4位于圆形固定平台5外沿，转动平台4上设置有以圆形固定平台5圆心相互对称的两个伸缩机构6，所述伸缩机构6上分别设置有正极充电装置7和负极充电装置8，正极充电装置7和负极充电装置8均与整流模块连接，整流模块用于将交流电源转换为直流；中央控制器可根据压力分布传感器检测到的无人机2停放的位置和角度控制转动平台4转动，从而使转动平台4上的伸缩机构6与无人机2机架上设置的用于与伸缩机构6上的正极充电装置7和负极充电装置8接触的充电板对齐，然后中央控制器控制伸缩机构6伸缩至充电板所在位置，使充电板与正极充电装置7和负极充电装置8接触，开始充电。

实施例2

如图1到4所示，本实施例在实施例1的基础上进一步优化，为了实现自动控制转动平台4和伸缩机构6移动，所述转动平台4连接有第一驱动电机，所述伸缩机构6连接有第二驱动电机，第一驱动电机和第二驱动电机均与中央控制器电性连接，并且第一驱动电机通过齿轮传动驱动转动平台4转动，第二驱动电机通过丝杆驱动伸缩机构6伸缩。通过第一驱动电机可驱动转动平台4绕圆形固定平台5转动，调整转动平台4上的伸缩机构6的位置使伸缩机构6与无人机2机架上的充电板对齐；第二驱动电机可驱动伸缩机构6向圆形固定平台5圆形方向伸缩，从而控制伸缩机构6上的正极充电装置7和负极充电装置8接触无人机2机架上设置的充电板。

实施例3

如图1到4所示，本实施例在实施例2的基础上进一步优化，所述充电管理单元3还包括第一通讯模块，第一通讯模块与中央控制器电性连接，通过第一通讯模块可实现无人机2与充电管理单元3通讯。

进一步，所述无人机2上设置有电量检测模块、定位模块、无人机2控制器和无线通讯模块，所述电量检测模块、定位模块和无线通讯模块均与无人机2控制器电性连接；所述定位模块包括GPS定位模块和北斗定位模块，电量检测模块可检测无人机2蓄电池的电量，无人机2控制器根据定位模块检测到的当前所处位置与无人值守式无人机2工作站之间的距离计算出所需电量，当无人机2蓄电池剩余电量不满足飞行要求时，无人机2控制器自动通过无线通讯模块向充电管理单元3发出充电请求信号，然后充电管理单元3自动检测起降平台1是否被占用，若起降平台1处于空闲状态则发送信号至无人机2控制无人机2降落在起降平台1的圆形固定平台5上。

实施例4

如图1到4所示，本实施例在实施例3的基础上进一步优化，所述起降平台1上设置有保护罩9，所述保护罩9包括第一保护罩9和第二保护罩9，第一保护罩9和第二保护罩9相互对称，并且所述第一保护罩9和第二保护罩9均与起降平台1活动连接；所述第一保护罩9和第二保护罩9采用铰接方式与起降平台1连接，当无人机2处于充电状态时将第一保护罩9和第二保护罩9闭合使起降平台1形成密闭空间可避免充电过程中受到外界干扰，提高无人机2充电的安全性。

进一步，为了实现自动控制第一保护罩9和第二保护罩9打开和闭合，所述第一保护罩9和第二保护罩9连接有第三驱动电机，第三驱动电机通过连杆机构驱动第一保护罩9和第二保护罩9开闭，并且第三驱动电机与中央控制器连接，无人机2充电时中央控制器可自动控制第三驱动电机驱动第一保护罩9和第二保护罩9闭合。

此外，为了提高无人机2工作站的安全性，避免无人机2充电过程中发生雷击造成损失甚至引发事故，所述起降平台1上设置有防雷装置，具体地，所述防雷装置为避雷针，当无人机2充电过程中发生雷击时可通过避雷针将电流分流至大地，避免损坏无人机2和其他设备。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种无人值守式无人机工作站充电系统，包括起降平台(1)和无人机(2)，其特征在于：还包括充电管理单元(3)，所述充电管理单元(3)包括中央控制器和整流模块；所述起降平台(1)包括转动平台(4)和圆形固定平台(5)，其中转动平台(4)位于圆形固定平台(5)外沿，所述圆形固定平台(5)上设置有压力分布传感器，压力分布传感器与中央控制器电性连接，所述转动平台(4)上设置有以圆形固定平台(5)圆心相互对称的两个伸缩机构(6)，所述伸缩机构(6)上分别设置有正极充电装置(7)和负极充电装置(8)，所述正极充电装置(7)和负极充电装置(8)均与整流模块连接；无人机(2)左右两边机架上设置有分别用于与正极充电装置(7)和负极充电装置(8)接触的充电板，所述充电板与无人机(2)蓄电池连接。

2.根据权利要求1所述的一种无人值守式无人机工作站充电系统，其特征在于：所述转动平台(4)连接有第一驱动电机，所述伸缩机构(6)连接有第二驱动电机，第一驱动电机和第二驱动电机均与中央控制器电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种无人值守式无人机工作站充电系统，其特征在于：所述充电管理单元(3)还包括第一通讯模块，第一通讯模块与中央控制器电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种无人值守式无人机工作站充电系统，其特征在于：所述无人机(2)上设置有电量检测模块、定位模块、无人机(2)控制器和无线通讯模块，所述电量检测模块、定位模块和无线通讯模块均与无人机(2)控制器电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种无人值守式无人机工作站充电系统，其特征在于：所述起降平台(1)上设置有保护罩(9)，所述保护罩(9)包括第一保护罩(9)和第二保护罩(9)，第一保护罩(9)和第二保护罩(9)相互对称，并且所述第一保护罩(9)和第二保护罩(9)均与起降平台(1)活动连接。

6.根据权利要求5所述的一种无人值守式无人机工作站充电系统，其特征在于：所述第一保护罩(9)和第二保护罩(9)连接有第三驱动电机，第三驱动电机与中央控制器连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种无人值守式无人机工作站充电系统，其特征在于：所述起降平台(1)上设置有防雷装置。