CN209365930U - 一种无人机自动充电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及无人机领域，尤其涉及一种无人机自动充电系统。无人机包括机身与脚架，机身设有充电口，无人机自动充电系统包括本体、定位轨、限位块，定位轨用于卡接脚架，限位块中的至少一者滑动连接在本体上，限位块上连接有第一驱动件，第一驱动件驱动限位块在本体上滑动以调节两块限位块之间的间距以将脚架抵持固定，本体上还设有充电组件，其包括供电接头和第三驱动件，第三驱动件驱动供电接头插接入充电口中或与充电口相分离。定位轨和限位块配合能很好将无人机预定位，充电组件为无人机充电，第三驱动组件驱动供电接头插接入充电口中或者与充电口分离，实现充电的自动化，避免充电过程耗费过多时间和不必要的操作。

Description

一种无人机自动充电系统

【技术领域】

本实用新型涉及无人机领域，尤其涉及一种无人机自动充电系统。

【背景技术】

无人驾驶飞机，简称“无人机”，近几年来，无人机一直是一个非常活跃的研究领域，特别是车载型无人机，车载型无人机可根据搭载在汽车上的地面站操作系统和设置在无人机上的飞控系统相结合，实现无人机跟随车辆运动，执行侦察、监视、追踪、航拍等任务，起飞和降落都在汽车上完成的一种无人机。无人机执行任务过程中的续航能力或者无人机执行任务完成之后能顺利返航降落在汽车上是一项复杂的工程技术。现有的无人机在执行任务过程中，若电量不足时，往往需要返回到地面才可进行充电，其一般为手动进行的，手动充电往往需要花费较多时间，然而无人机每次执行任务的时间又是有限的，若充电时间过长可能存在耽误任务完成的风险。

【实用新型内容】

针对现有的无人机存在的上述技术问题，本实用新型提供一种无人机自动充电系统。

本实用新型提供一种无人机自动充电系统，所述无人机包括机身、与机身连接的脚架及设于机身的蓄电模块，所述机身底部设置有与蓄电模块相连的充电口，所述无人机自动充电系统包括与车体固定连接的本体，设置在本体上的两个定位轨、设置在本体靠近每一个定位轨延伸方向两端上的两块限位块，所述定位轨用于卡接所述脚架，所述两块限位块中的至少一者滑动连接在本体上，滑动连接在所述本体上的限位块上连接有第一驱动件，所述第一驱动件驱动所述限位块在本体上滑动以调节两块限位块之间的间距以将脚架抵持固定，所述本体上还设置有可为无人机充电的充电组件，所述充电组件包括供电接头与供电接头连接的第三驱动件，所述第三驱动件驱动所述供电接头插入充电口中或与充电口分离。

优选地，所述本体包括顶板和底板，所述顶板上设置有供所述供电接头伸出的通孔，所述第三驱动件包括固定在底板上的第三动力机构和与第三动力机构相连的第三伸缩杆，所述第三动力机构驱动所述第三伸缩杆伸出通孔或者由所述通孔收回，第三伸缩杆与所述供电接头固定连接。

优选地，所述供电接头靠近底板的一侧设置有第一距离传感器，第一距离传感器用于感测供电接头相对底板的距离，第一距离传感器和第三动力机构电性连接，定义供电接头和充电口成功插接时，供电接头的底部相对底板的距离为充电距离，当无人机降落之后，第三动力机构驱动供电接头向靠近充电口的一侧移动，当供电接头与底板的距离等于充电距离时，第一距离传感器向第三动力机构发出停止信号。

优选地，第一距离传感器为激光位移传感器、红外距离传感器中的任一种。

优选地，所述充电组件还包括设置在本体上的信息接收模块、判断模块及信号发送模块，所述信号接收模块用于监测所述无人机的电量信息并将电量信息发送给所述信号接收模块，所述判断模块用于判断所述电量信息是否低于设定值，若低于设定值时，所述判断模块将电量信息进一步传送至信号发送模块，所述信号发送模块发出充电信号使得所述无人机返航充电。

优选地，所述充电组件还包括设置在定位轨上的感应器，所述感应器和第三动力机构电性连接，当所述感应器感应到脚架卡接在定位轨上之后，会发出充电信号给所述第三动力机构，所述第三动力机构基于该充电信号驱动供电接头伸出通孔，使得供电接头插接入无人机的充电口。

优选地，所述充电组件还包括为无人机充电的供电模组，所述供电模组为太阳能电池模组、蓄电池中的任一种。

优选地，所述充电组件还包括指示灯，所述指示灯固定在所述机身上，所述无人机满电时，所述指示灯亮起。

优选地，所述定位轨的底部设置有可与脚架磁性连接的磁性吸附件。

优选地，所述脚架包括可承接在定位轨中的承托杆和与承托杆相连的支撑杆，所述支撑杆另一端与机身连接，所述限位块包括抵持部和与抵持部连接的卡固部，所述抵持部和卡固部从两个方向对所述支撑杆进行抵持限位使得支撑杆被限定在两块限位块之间。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

所述无人机自动充电系统包括与车体固定连接的本体，设置在本体上的定位轨、设置在本体靠近定位轨延伸方向两端上的两块限位块，所述定位轨用于卡接所述脚架，所述两块限位块中的至少一者滑动连接在本体上，所述本体上还设置有可为无人机充电的充电组件，所述充电组件包括供电接头和与供电接头连接的第三驱动件，所述第三驱动件驱动所述供电接头插接入充电口中或与充电口相分离，设置供无人机脚架卡接的定位轨，能很好将无人机预定位，同时设置有限位块夹持固定无人机的脚架，从而将无人机很好的固定，能很好的保证无人机在执行任务结束之后返回到车辆上之后被牢固固定，当将无人机固定之后，通过充电组件为无人机充电，通过第三驱动组件即可驱动供电接头插接入充电口中或者与充电口分离，实现充电的自动化，避免充电过程耗费过多时间和不必要的操作，一方面节省人力，另一方面保证无人机能很好的执行任务。

供电接头靠近底板的一侧设置有第一距离传感器，第一距离传感器用于感测供电接头相对底板的距离，第一距离传感器和第三动力机构电性连接，设置第一距离传感器既能很好的保证供电接头和充电口成功插接，保证良好的导电性，也能避免供电接头和充电口插接过渡，造成充电元器件的损坏。

在定位轨上设置感应器，当无人机降落定位之后，感应器感测到信息之后，及时发出充电信号使得第三动力机构驱动供电接头伸出通孔插入充电口中，缩短充电反应时间，避免延误无人机执行任务。

【附图说明】

图1是本发明中无人机的立体结构示意图；

图2是本发明第一实施例中车载无人机降落辅助平台的整体结构示意图；

图3本发明第一实施例中车载无人机降落辅助平台的爆炸结构示意图；

图4是本发明第二实施例中车载无人机降落辅助平台的整体结构示意图；

图5是本发明第二实施例中滑动组件的整体结构示意图；

图6是本发明第二实施例中滑动板和固定板的连接关系示意图；

图7是本发明第二实施例中滑动组件的爆炸结构示意图；

图8是本发明中无人机的另一结构示意图；

图9是本发明第三实施例中无人机自动充电系统的整体结构示意图；

图10是本发明第三实施例中无人机自动充电系统的爆炸结构示意图；

附图标记说明：

1、无人机；11、机身；111、充电口；12、脚架；121、承托杆；122、支撑杆；

2、车载无人机降落辅助平台；21、本体；211、顶板；2111、连接槽；2112、通孔；212、底板；22、定位轨；23、限位块；231、抵持部；232、卡固部；233、连接部；24、第一驱动件；241、第一伸缩杆；242、第一动力机构；243、滑轨；25、磁性吸附件；26、滑动组件；261、滑动板；262、固定板；2621、滑槽；263、推动板；264、连接轨；265、第二动力机构；267、第二伸缩杆；268、支撑板；2a、车载无人机降落辅助平台；

3、无人机自动充电系统；31、充电组件；311、供电接头；3111、第一距离传感器；312、第三驱动件；3121、第三动力机构；3122、第三伸缩杆；314、感应器；315、信息接收模块；316、判断模块；317、信号发送模块；318、供电模组。

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1和图2，本发明第一实施例提供一种车载无人机降落辅助平台2，用于辅助无人机1降落。所述车载无人机降落辅助平台2可固定在可移动的车体上，具体地，可固定在车顶、车后备箱或者车体其他位置。本发明以固定在车顶为例子进行说明。无人机1包括机身11及与机身11连接的脚架12。脚架12包括承托杆121和支撑杆122，支撑杆122一端和承托杆121连接另一端和机身11连接。

请参阅图2，车载无人机降落辅助平台2包括可与车顶固定连接的本体21，设置在本体21上的至少两个定位轨22、设置在本体21靠近每一个定位轨22延伸方向两端上的两块限位块23，同一定位轨22滑动连接的至少一所述限位块23，所述限位块23可沿着所述定位轨22的延伸方向滑动。所述定位轨22用于卡接脚架12，具体地，所述定位轨22包括至少部分容置所述承托杆121的空间，所述定位轨22与两个所述限位块23配合，用于卡接承托杆121，并对承托杆121进行定位。本体21可以通过卡接、螺钉连接或者一体设置等方式与车顶固定。

请参阅图2和图3，本体21包括相对设置的顶板211和底板212，定位轨22为沿着顶板211远离底板212的表面凹陷设置的凹陷槽，优选地，凹陷槽为开口宽，底部窄的梯形槽。定位轨22设置为梯形槽方便承托杆121卡固在定位轨22中，同时方便固定在定位轨22中的无人机1起飞。为了使得定位轨22能很好的将承托杆121进行定位，定位轨22至少部分和所述承托杆121抵接。并且，为了使得定位轨22能很好的被卡固在定位轨22中，定位轨22的深度等于或者大于承托杆121的直径尺寸。定位轨22的延伸方向的长度尺寸可设置得和承托杆121的长度尺寸相当，当承托杆121卡接在定位轨22中时，定位轨22长度方向的两端部和承托杆121的两端部相抵紧，从而更好的将承托杆121限定在定位轨22中。

在一些其他的实施方式中，定位轨22也可以凸出于顶板211的表面而形成的凹槽型结构。

请参阅图3，在一些具体的实施方式中，所述定位轨22为三个，三个所述定位轨22呈“H”型分布在所述顶板211上，其中的两个定位轨22相对平行设置，另外一个定位轨22的两端分别与相对平行设置的两个定位轨22垂直连接，且所述三个定位轨22之间相互连通。所述限位块23设置在其中两个相对平行设置的定位轨22的两端。当然，不同类型的无人机1脚架12的形状会不相同，定位轨22的数量可以为两个或者其他数量；再者，定位轨22的形状也可以是其它类型，只要和脚架12的形状相匹配即可。

请结合图2和图3，所述顶板211靠近定位轨22的位置开设有连接槽2111，所述连接槽2111的槽口开设方向与所述限位块23的移动方向一致。至少一个所述限位块23滑动连接在连接槽2111中并且部分通过连接槽2111伸出顶板211的表面。限位块23包括卡固部232、抵持部231和连接部233，卡固部232和连接部233连接，卡固部232和抵持部231从连接槽2111伸出，外露在顶板211设置有定位轨22的表面，连接部233可沿着连接槽2111并在其中滑动。卡固部232和抵持部231呈“L”型设置。

界定与所述定位轨22的长度方向一致的为第一方向，进一步界定第二方向，第一方向和第二方向的夹角范围为45°－90°，优选地，第一方向和第二方向的夹角为90°。当承托杆121卡接在定位轨22中之后，抵持部231从第一方向抵持支撑杆122，卡固部232从第二方向上抵持支撑杆122。设置两块限位块23与定位轨22滑动配合，进一步将无人机1固定在车载无人机降落辅助平台2上，确保车辆在行驶过程中，无人机1被牢固固定，避免无人机1被摔坏。

请结合图1与图3，在一些具体的产品中，无人机1的支撑杆122往往设置为圆柱状，为了使得卡固部232更好的与支撑杆122卡接固定，所述卡固部232与所述无人机1的支撑杆122相接的端面为圆弧面设置，方便卡固部232对支撑杆122卡接。

请继续参阅图3，两块限位块23中的至少一者滑动连接在连接槽2111中，滑动连接在连接槽2111上的限位块23连接有第一驱动件24，所述第一驱动件24驱动所述限位块23在本体21上滑动以调节两块限位块23之间的间距以将脚架12抵持固定。

请继续参阅图3，所述第一驱动件24包括设置在底板212上的滑轨243、第一伸缩杆241和与第一伸缩杆241连接的第一动力机构242。连接部233滑动连接于滑轨243上，所述第一伸缩杆241一端与所述连接部233固定连接另一端与第一动力机构242连接。所述第一动力机构242固定在底板212上且驱动第一伸缩杆241相对第一动力机构242伸缩以驱动限位块23相对底板212移动，第一伸缩杆241的运动方向和第一方向相同。当承托杆121卡接在定位轨22中之后，第一动力机构242驱动第一伸缩杆241收缩，使得限位块23向靠近承托杆121的一侧运动，与支撑杆122抵接。当无人机1需要飞行时，第一动力机构242驱动第一伸缩杆241伸长，使得限位块23与支撑杆122分离，使得无人机1成功起飞。

在一些其他实施例中，定位轨22的底部设置有可与脚架12磁吸连接的磁性吸附件25，当脚架12卡接在定位轨22中之后，磁性吸附件25将承托杆121吸附，以更好的将无人机1固定，即使车辆在崎岖的路面环境下也能很好的将无人机1固定，避免无人机1晃动或者被摔坏；并且可在一定程度上降低无人机1的震动效果，提高无人机1的使用寿命。

请参阅图4和图5，本发明的第二实施例提供另一种车载无人机降落辅助平台2a，其与上述第一实施例提供的车载无人机降落辅助平台2相比还包括滑动组件26。滑动组件26可与本体21固定连接。滑动组件26可固定在车体内。

请结合图4、图5和图6，所述滑动组件26包括滑动板261、固定板262和支撑板268。所述固定板262可固定在车体内，所述滑动板261与所述固定板262滑动连接，所述本体21的底板212与所述滑动板261固定连接，滑动所述滑动板261时，所述本体21以及停靠在本体21上的无人机1可相对于所述固定板262滑动，并滑动至车体内或者滑出车体。具体地，可在固定板262上开设滑槽2621，滑动板261沿着滑槽2621的槽口方向滑动。

请结合图6和图7，滑动组件26还包括与滑动板261固定连接的推动板263、与推动板263连接的第二动力机构265以及与第二动力机构265相连的第二伸缩杆267。支撑板268上开设有连接轨264，所述推动板263和所述连接轨264滑动连接。第二动力机构265推动推动板263沿着连接轨264滑动，推动板263滑动带动滑动板261相对固定板262滑动，从而使得滑动板261伸出车体或者收入车体内。当无人机降落完毕之后，第二动力机构265驱动推动板263滑动，推动板263运动带动滑动板261滑动，将滑动板261收入车体内，从而将无人机1收入车体内，对其进行保护存放。当需要使无人机1起飞并执行任务时，第二动力机构265推动滑动板261伸出车体，从而将无人机1放出飞行以执行具体的飞行任务。

在一些具体的实施方式中，滑动组件26可以是固定在车后备箱上，车体内靠近车天窗的位置或者车体上其他位置。

请参阅图8、图9和图10，为了方便无人机1停靠以及方便对无人机1进行充电，本发明第三实施例提供一种无人机自动充电系统3，其包括上述第一实施例和第二实施例提供的车载无人机降落辅助平台和设置在车载无人机降落辅助平台上的充电组件31。无人机1的机身11设置有蓄电模块，无人机1的机身11朝向所述承托杆121的一面上设置有充电口111，充电口111和蓄电模块电性连接。车载无人机降落辅助平台的顶板211上开设有通孔2112。充电组件31包括设置在本体21上的供电模组318、与供电模组318电性连接的供电接头311以及与供电接头311连接的第三驱动件312。供电模组318为太阳能电池模组、蓄电池或者其他蓄电件中的任一种。所述第三驱动件312驱动所述供电接头311伸出本体21的通孔2112或者收容在本体21中，使得供电接头311与无人机1的充电口111相插接或者相分离，为无人机1充电或者无人机1充满电时与无人机1断开连接。

请参阅图10，所述第三驱动件312包括固定在底板212上的第三动力机构3121和与第三动力机构3121相连的第三伸缩杆3122，第三伸缩杆3122与所述供电接头311固定连接，所述第三动力机构3121驱动所述第三伸缩杆3122相对第三动力机构3121伸缩，以使得供电接头311伸出通孔2112或者收容于本体21内。当无人机1需要充电时，返回至车载无人机降落辅助平台上，脚架12固定在定位轨22上，此时第三动力机构3121驱动第三伸缩杆3122伸出，使得供电接头311和充电口111相插接，以为无人机1充电，当充电结束之后，第三动力机构3121驱动第三伸缩杆3122收缩，使得供电接头311和充电口111分离，无人机1继续返回空中执行任务。

请继续参阅图10，供电接头311靠近底板212的一侧设置有一第一距离传感器3111，第一距离传感器3111和第三动力机构3121电性连接。第一距离传感器3111用于感测供电接头311相对底板212的距离。定义，当供电接头311和充电口111成功插接时，供电接头311的底部相对底板212的距离为充电距离。当无人机1降落之后，第三动力机构3121驱动供电接头311向靠近充电口111的一侧移动，当供电接头311与底板212的距离等于充电距离时，第一距离传感器3111向第三动力机构3121发出停止信号，此时第三动力机构3121停止运动，供电接头311和充电口111插接到位，进而为无人机1充电。

在一些具体的实施方式中，第一距离传感器3111可以为激光位移传感器、红外距离传感器中的任一种。

请继续参阅图10，充电组件31还包括设置在定位轨22上的感应器314，所述感应器314和所述第三驱动件312电性连接，当所述感应器314感应到脚架12卡接在定位轨22上之后，感应器314发出充电信号给第三动力机构3121，第三动力机构3121基于充电信号驱动所述第三伸缩杆3122向远离本体21的一侧伸出，使得供电接头311插接入无人机1的充电口111。在一些具体的实施方式中，感应器314可以为触碰式感应器，例如：电容传感器、磁力感应器中的任一种。

请参阅图10，充电组件31还包括设置在底板212上的相互连接的信息接收模块315、判断模块316、信号发送模块317。所述信息接收模块315用于监测所述无人机1的电量信息，所述判断模块316用于判断所述电量信息是否低于设定值，若低于设定值时，所述判断模块316将电量信息进一步传送至信号发送模块317，所述信号发送模块317发出充电信号使得所述无人机1返航充电。

在一些其他实施例中，所述充电组件31还包括指示灯(图未示)，所述指示灯固定在所述机身11上，所述无人机1满电时，所述指示灯亮起。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

所述无人机自动充电系统包括与车体固定连接的本体，设置在本体上的定位轨、设置在本体靠近定位轨延伸方向两端上的两块限位块，所述定位轨用于卡接所述脚架，所述两块限位块中的至少一者滑动连接在本体上，所述本体上还设置有可为无人机充电的充电组件，所述充电组件包括供电接头和与供电接头连接的第三驱动件，所述第三驱动件驱动所述供电接头插接入充电口中或与充电口相分离，设置供无人机脚架卡接的定位轨，能很好将无人机预定位，同时设置有限位块夹持固定无人机的脚架，从而将无人机很好的固定，能很好的保证无人机在执行任务结束之后返回到车辆上之后被牢固固定，当将无人机固定之后，通过充电组件为无人机充电，通过第三驱动组件即可驱动供电接头插接入充电口中或者与充电口分离，实现充电的自动化，避免充电过程耗费过多时间和不必要的操作，一方面节省人力，另一方面保证无人机能很好的执行任务。

供电接头靠近底板的一侧设置有第一距离传感器，第一距离传感器用于感测供电接头相对底板的距离，第一距离传感器和第三动力机构电性连接，设置第一距离传感器既能很好的保证供电接头和充电口成功插接，保证良好的导电性，也能避免供电接头和充电口插接过渡，造成充电元器件的损坏。

在定位轨上设置感应器，当无人机降落定位之后，感应器感测到信息之后，及时发出信号使得第三动力机构驱动供电接头伸出通孔插入充电口中，缩短充电反应时间，避免延误无人机执行任务。

以上所述仅为本实用新型较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无人机自动充电系统，所述无人机包括机身、与机身连接的脚架及设于机身的蓄电模块，其特征在于：所述机身底部设置有与蓄电模块相连的充电口，所述无人机自动充电系统包括与车体固定连接的本体，设置在本体上的两个定位轨、设置在本体靠近每一个定位轨延伸方向两端上的两块限位块，所述定位轨用于卡接所述脚架，所述两块限位块中的至少一者滑动连接在本体上，滑动连接在所述本体上的限位块上连接有第一驱动件，所述第一驱动件驱动所述限位块在本体上滑动以调节两块限位块之间的间距以将脚架抵持固定，所述本体上还设置有可为无人机充电的充电组件，所述充电组件包括供电接头与供电接头连接的第三驱动件，所述第三驱动件驱动所述供电接头插入充电口中或与充电口分离。

2.如权利要求1所述的无人机自动充电系统，其特征在于：所述本体包括顶板和底板，所述顶板上设置有供所述供电接头伸出的通孔，所述第三驱动件包括固定在底板上的第三动力机构和与第三动力机构相连的第三伸缩杆，第三伸缩杆与所述供电接头固定连接，所述第三动力机构通过所述第三伸缩杆驱动所述供电接头伸出通孔或者由所述通孔收回。

3.如权利要求2所述的无人机自动充电系统，其特征在于：所述供电接头靠近底板的一侧设置有第一距离传感器，第一距离传感器用于感测供电接头相对底板的距离，第一距离传感器和第三动力机构电性连接，定义供电接头和充电口成功插接时，供电接头的底部相对底板的距离为充电距离，当无人机降落之后，第三动力机构驱动供电接头向靠近充电口的一侧移动，当供电接头与底板的距离等于充电距离时，第一距离传感器向第三动力机构发出停止信号。

4.如权利要求3所述的无人机自动充电系统，其特征在于：第一距离传感器为激光位移传感器、红外距离传感器中的任一种。

5.如权利要求4所述的无人机自动充电系统，其特征在于：所述充电组件还包括设置在本体上的信息接收模块、判断模块及信号发送模块，所述信号接收模块用于监测所述无人机的电量信息并将电量信息发送给所述信号接收模块，所述判断模块用于判断所述电量信息是否低于设定值，若低于设定值时，所述判断模块将电量信息进一步传送至信号发送模块，所述信号发送模块发出充电信号使得所述无人机返航充电。

6.如权利要求5所述的无人机自动充电系统，其特征在于：所述充电组件还包括设置在定位轨上的感应器，所述感应器和第三动力机构电性连接，当所述感应器感应到脚架卡接在定位轨上之后，会发出充电信号给所述第三动力机构，所述第三动力机构基于该充电信号驱动供电接头伸出通孔，使得供电接头插接入无人机的充电口。

7.如权利要求6所述的无人机自动充电系统，其特征在于：所述充电组件还包括为无人机充电的供电模组，所述供电模组为太阳能电池模组、蓄电池中的任一种。

8.如权利要求7所述的无人机自动充电系统，其特征在于：所述充电组件还包括指示灯，所述指示灯固定在所述机身上，所述无人机满电时，所述指示灯亮起。

9.如权利要求1－8任一项所述的无人机自动充电系统，其特征在于：所述定位轨的底部设置有可与脚架磁性连接的磁性吸附件。

10.如权利要求9所述的无人机自动充电系统，其特征在于：所述脚架包括可承接在定位轨中的承托杆和与承托杆相连的支撑杆，所述支撑杆另一端与机身连接，所述限位块包括抵持部和与抵持部连接的卡固部，所述抵持部和卡固部从两个方向对所述支撑杆进行抵持限位使得支撑杆被限定在两块限位块之间。