CN212412780U - 一种无人机的户外充电装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种无人机的户外充电装置，包括：充电模块，用于供电至所述无人机；供电模块，具有多种供电方式；开关切换模块，一端与所述供电模块电性连接，另一端与所述充电模块电性连接，以通过所述供电模块中的一种或多种供电方式供电至所述充电模块。本申请实施例通过将供电模块设计成具有多种供电方式，可根据无人机的实际需求做出相应的调整，适用范围更广。同时，通过将供电模块设计成具有多种供电方式，当某一种供电方式出现问题时还能够采用其他的供电方式为无人机供电，能够确保充电装置的顺利工作，解决无人机续航能力不足的问题。

Description

一种无人机的户外充电装置

技术领域

本申请涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机的户外充电装置。

背景技术

由于电池技术的限制，无人机的续航时间有限。因此，当无人机的执行任务时间较长时，中途还需要进行充电操作。然而，无人机的工作环境一般是在户外偏远地区，若无人机返回地面充电，将会耗费大量的时间，影响工作效率。为此，相关技术中有采取在杆塔上设置充电装置以使无人机能够就近充电。然而，相关技术中的充电装置还是存在供电方式单一，当该种供电方式出现故障时，充电装置就无法供电于无人机。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种无人机的户外充电装置，可以解决现有的充电装置存在供电方式单一，当该种供电方式出现故障时，充电装置就无法供电于无人机的问题。所述技术方案如下；

本申请实施例提供了一种无人机的户外充电装置，包括：

充电模块，用于供电至无人机；

供电模块，具有多种供电方式；及

开关切换模块，一端与供电模块电性连接，另一端与充电模块电性连接，以通过供电模块中的一种或多种供电方式，以供电至充电模块。

进一步，供电模块包括：

第一供电单元，包括电压互感器，电压互感器的一端与杆塔上的输电线路电性连接，另一端与开关切换模块电性连接；

第二供电单元，包括蓄电池，蓄电池与开关切换模块电性连接；

第三供电单元，包括超级电容，超级电容与开关切换模块电性连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过将供电模块设置为包括多个供电单元，从而能够形成多种供电方式，使在某一种供电单元出现问题时，能够使用其他供电单元供电，确保充电装置的顺利工作。同时，第一供电单元采用与杆塔上的输电线路电性连接的电压互感器，因无人机工作环境较为偏远，此种就近取电的方式相较于往返充电而言，能够节省时间；同时，相较于蓄电池和超级电容等充电方式而言，供电来源更加充足。第三供电单元采用超级电容，能够实现快速充电，节约无人机充电时间。

进一步，供电模块具有第一供电单元单独供电的供电方式、第二供电单元单独供电的供电方式、及第三供电单元单独供电的供电方式，

开关切换模块包括第一控制电路，第一控制电路包括第一开关、第二开关和第三开关，第一开关的一端与第一供电单元电性连接，另一端与充电模块电性连接；第二开关的一端与第二供电单元电性连接，另一端与充电模块电性连接；第三开关的一端与第三供电单元电性连接，另一端与充电模块电性连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过将供电模块的供电方式设计为第一供电单元单独供电、第二供电单元单独供电和第三供电单元单独供电三种，且每一种供电方式均可以通过一个对应的开关来控制，使得供电方式的切换更加简单。

进一步，供电模块具有第一供电单元和第二供电单元共同供电的供电方式、第一供电单元和第三供电单元共同供电的供电方式、及第二供电单元和第三供电单元共同供电的供电方式，

开关切换模块包括第二控制电路，第二控制电路包括第四开关、第五开关、第六开关及第七开关，第四开关的一端与第一供电单元电性连接，另一端与充电模块的第一接口电性连接；第五开关的一端与第二供电单元电性连接，另一端与第一接口电性连接；第六开关的一端与第二供电单元电性连接，另一端与充电模块的第二接口电性连接；第七开关的一端与第三供电单元连接，另一端与第二接口电性连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过将供电模块的供电方式设计为采用两种供电单元同时供电，能够节约无人机的充电时间。同时每一种供电方式可以通过相应的两个开关来控制，使得供电方式的切换更加简单。

进一步，开关切换模块还包括第三控制电路，第三控制电路包括第一按钮、第二按钮、第三按钮、第一反相器、第二反相器、第三反相器、第一与非门、第二与非门、第三与非门和第四与非门，

第一按钮、第一反相器、第一与非门和第四开关的线圈依次电性连接；第一按钮、第一反相器、第三与非门和第六开关的线圈依次电性连接；

第二按钮、第二反相器、第四与非门和第七开关的线圈依次电性连接；

第三按钮、第三反相器、第一与非门和第四开关的线圈依次电性连接；第三按钮、第三反相器、第二与非门和第五开关的线圈依次电性连接；第三按钮、第三反相器、第四与非门和第七开关的线圈依次电性连接。

上述进一步方案的有益效果是：当采用的供电方式为两种供电单元同时供电时需要控制两个开关处于闭合状态，为进一步的简化操作步骤，此处设计了第三控制电路，使得可仅通过对一个按钮的控制实现两个开关能够处于闭合状态。

进一步，开关切换模块还包括用于为第三控制电路供电的电源电路。

上述进一步方案的有益效果是：通过设置电源电路，能够确保第三控制电路的正常工作。

进一步，电源电路包括：升降压芯片及与升降压芯片电性连接的第一滤波电容和第二滤波电容，升降压芯片的一端与直流电源电性连接，另一端与第三控制电路电性连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过设置升降压芯片，能够确保电源电路能够提供合适的电压于第三控制电路，确保第三控制电路的正常运行。通过设置第一滤波电容和第二滤波电容，能够降低电路干扰。

进一步，充电模块与无人机之间为无线充电。

上述进一步方案的有益效果是：通过将充电模块与无人机之间设置为无线充电，相较于有线充电方式而言，避免了接口外露，能够降低安全隐患。

进一步，充电模块包括发射磁芯，发射磁芯与供电模块电性连接，发射磁芯与无人机上的接收磁芯相匹配。

上述进一步方案的有益效果是：通过设置与无人机上的接收磁芯相匹配的发射磁芯，能够保证无人机在充电模块上无线充电的顺利进行。

进一步，充电模块还包括压力传感器。

上述进一步方案的有益效果是：通过设置压力传感器，能够对无人机是否落到充电模块上进行感应，确保充电及时开展。

本申请实施例的有益效果是：通过将供电模块设计成具有多种供电方式，可根据无人机的实际需求做出相应的调整，适用范围更广。同时，通过将供电模块设计成具有多种供电方式，当某一种供电方式出现问题时还能够采用其他的供电方式为无人机供电，能够确保充电装置的顺利工作，解决无人机续航能力不足的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种无人机的户外充电装置的一种结构框图；

图2是本申请实施例提供的一种无人机的户外充电装置的又一种结构框图；

图3是本申请实施例提供的一种无人机的户外充电装置的再一种结构框图；

图4是本申请实施例提供的一种无人机的户外充电装置中开关切换模块的部分结构示意图；

图5是本申请实施例提供的一种无人机的户外充电装置中的一种电路图；

图6是本申请实施例提供的一种无人机的户外充电装置中的又一种电路图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施例方式作进一步地详细描述。

下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

参见图1，本申请实施例提供了一种无人机20的户外充电装置10，包括充电模块110、供电模块120和开关切换模块130。充电模块110用于供电至无人机20。供电模块120具有多种供电方式。开关切换模块130的一端与供电模块120电性连接，另一端与充电模块110电性连接，以通过供电模块120中的一种或多种供电方式，供电至充电模块110。

本申请实施例通过将供电模块120设计成具有多种供电方式，可根据无人机20的实际需求做出相应的调整，适用范围更广。同时，通过将供电模块120设计成具有多种供电方式，当某一种供电方式出现问题时还能够采用其他的供电方式为无人机20供电，能够确保充电装置10的顺利工作，解决无人机20续航能力不足的问题。

供电模块120可以包括多种供电单元，多种供电单元任意组合以形成多种供电方式。如，供电模块120可以包括两个供电单元，两个供电单元可以形成单独供电和共同供电的供电方式。本申请实施例中以供电模块120包括三种供电单元为例进行详细的说明：

参见图2，供电模块120包括第一供电单元121、第二供电单元122和第三供电单元123。其中，第一供电单元121包括电压互感器，电压互感器的一端与杆塔上的输电线路电性连接，另一端与开关切换模块130电性连接。第二供电单元122包括蓄电池，蓄电池与开关切换模块130电性连接。第三供电单元123包括超级电容，超级电容与开关切换模块130电性连接。通过将第一供电单元121采用与杆塔上的输电线路电性连接的电压互感器，因无人机20工作环境较为偏远，此种就近取电的方式相较于往返充电而言，能够节省时间；同时，相较于蓄电池和超级电容等充电方式而言，供电来源更加充足。第三供电单元123采用超级电容，能够实现快速充电，节约无人机20充电时间。

三个供电单元总共能够形成单个独立供电的三种供电方式、二个共同供电的三种供电方式、及三个共同供电的一种供电方式，即三个供电单元总共能够形成七种供电方式。

参见图2，当供电模块120具有三种单个独立供电的供电方式时，即供电模块120具有第一供电单元121单独供电的供电方式、第二供电单元122单独供电的供电方式、及第三供电单元123单独供电的供电方式时，开关切换模块130的第一控制电路131可以包括第一开关K1、第二开关K2和第三开关K3。其中，第一开关K1的一端与第一供电单元121电性连接，另一端与充电模块110电性连接。第二开关K2的一端与第二供电单元122电性连接，另一端与充电模块110电性连接。第三开关K3的一端与第三供电单元123电性连接，另一端与充电模块110电性连接。以上通过将供电模块120的供电方式设计为第一供电单元121单独供电、第二供电单元122单独供电和第三供电单元123单独供电三种，且每一种供电方式均可以通过一个对应的开关来控制，使得供电方式的切换更加简单。

当三个供电单元为单个独立供电时，可根据无人机20及供电单元的情况选择供电方式。如，当电压互感器检测到电压正常，即输电线路正常运行时，可直接选用第一供电单元121为无人机20供电。若在电压互感器检测到电压正常，而无人机20发出快速充电需求时，可选用第三供电单元123为无人机20供电。当电压互感器检测到电压不正常时，可选择第二供电单元122为无人机20供电。

参见图3，当供电模块120具有三种二个共同供电的供电方式时，即供电模块120具有第一供电单元121和第二供电单元122共同供电的供电方式、第一供电单元121和第三供电单元123共同供电的供电方式、及第二供电单元122和第三供电单元123共同供电的供电方式时，开关切换模块130的第二控制电路132可以包括第四开关K4、第五开关K5、第六开关K6及第七开关K7。其中，第四开关K4的一端与第一供电单元121电性连接，另一端与充电模块110的第一接口P1电性连接。第五开关K5的一端与第二供电单元122电性连接，另一端与第一接口P1电性连接。第六开关K6的一端与第二供电单元122电性连接，另一端与充电模块110的第二接口P2电性连接。第七开关K7的一端与第三供电单元123连接，另一端与第二接口P2电性连接。第一接口P1和第二接口P2均为充电模块110的输入接口。以使第四开关K4和第六开关K6闭合时，第一供电单元121和第二供电单元122共同供电；第四开关K4和第七开关K7闭合时，第一供电单元121和第三供电单元123共同供电；第五开关K5和第七开关K7闭合时，第二供电单元122和第三供电单元123共同供电。通过将供电模块120的供电方式设计为采用两种供电单元同时供电，能够节约无人机20的充电时间。

当采用的供电方式为两种供电单元同时供电时需要控制两个开关处于闭合状态，为进一步的简化操作步骤，因尽量的做到仅通过一个按钮即可实现两种供电单元同时供电，为此，参见图4和图5，开关切换模块130还可以包括第三控制电路133，第三控制电路133包括第一按钮T1、第二按钮T2、第三按钮T3、第一反相器M1、第二反相器M2、第三反相器M3、第一与非门N1、第二与非门N2、第三与非门N3和第四与非门N4。其中，

第一按钮T1、第一反相器M1、第一与非门N1和第四开关K4的线圈依次电性连接。第一按钮T1、第一反相器M1、第三与非门N3和第六开关K6的线圈依次电性连接。第二按钮T2、第二反相器M2、第四与非门N4和第七开关K7的线圈依次电性连接。第三按钮T3、第三反相器M3、第一与非门N1和第四开关K4的线圈依次电性连接。第三按钮T3、第三反相器M3、第二与非门N2和第五开关K5的线圈依次电性连接。第三按钮T3、第三反相器M3、第四与非门N4和第七开关K7的线圈依次电性连接。通过上述设计后，当仅按下第一按钮T1时，第四开关K4和第六开关K6闭合，第一供电单元121和第二供电单元122共同供电。当仅按下第二按钮T2时，第四开关K4和第七开关K7闭合，第一供电单元121和第三供电单元123共同供电。当仅按下第三按钮T3时，第五开关K5和第七开关K7闭合，第二供电单元122和第三供电单元123共同供电。

参见图6，为确保第三控制电路133的正常工作，开关切换模块130还包括用于为第三控制电路133供电的电源电路134。电源电路134可以包括升降压芯片U1及与升降压芯片U1电性连接的第一滤波电容C1和第二滤波电容C2，升降压芯片U1的一端与直流电源电性连接，另一端与第三控制电路133电性连接。通过设置升降压芯片U1，能够确保电源电路134能够提供合适的电压于第三控制电路133，确保第三控制电路133的正常运行。通过设置第一滤波电容C1和第二滤波电容C2，能够降低电路干扰。升降压芯片U1的型号可以为LM7805。

充电装置10与无人机20之间可以为任意的充电方式。如充电装置10与无人机20之间可以为有线充电，也可以为无线充电。当然，为避免接口外露，降低安全隐患，充电装置10与无人机20之间优选为无线充电，具体地，充电模块110与无人机20之间为无线充电。当充电模块110与无人机20之间为无线充电时，充电模块110包括与无人机20上的接收磁芯相匹配的发射磁芯，发射磁芯与供电模块120电性连接。

为确保充电装置10能够及时开展充电模式，充电模块110还可以包括压力传感器113，以对无人机20是否落到充电模块110上进行感应，当无人机20落到充电模块110上时，即可对无人机20进行充电。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

以上所揭露的仅为本申请较佳实施例而已，当然不能以此来限定本申请之权利范围，因此依本申请权利要求所作的等同变化，仍属本申请所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种无人机的户外充电装置，其特征在于，包括：

充电模块，用于供电至所述无人机；

供电模块，具有多种供电方式；及

开关切换模块，一端与所述供电模块电性连接，另一端与所述充电模块电性连接，以通过所述供电模块中的一种或多种供电方式供电至所述充电模块；所述供电模块包括：

第一供电单元，包括电压互感器，所述电压互感器的一端与杆塔上的输电线路电性连接，另一端与所述开关切换模块电性连接；

第二供电单元，包括蓄电池，所述蓄电池与所述开关切换模块电性连接；

第三供电单元，包括超级电容，所述超级电容与所述开关切换模块电性连接。

2.如权利要求1所述的无人机的户外充电装置，其特征在于，

所述供电模块具有所述第一供电单元单独供电的供电方式、所述第二供电单元单独供电的供电方式、及所述第三供电单元单独供电的供电方式，

所述开关切换模块包括第一控制电路，所述第一控制电路包括第一开关、第二开关和第三开关，所述第一开关的一端与所述第一供电单元电性连接，另一端与所述充电模块电性连接；所述第二开关的一端与所述第二供电单元电性连接，另一端与所述充电模块电性连接；所述第三开关的一端与所述第三供电单元电性连接，另一端与所述充电模块电性连接。

3.如权利要求1所述的无人机的户外充电装置，其特征在于，

所述供电模块具有所述第一供电单元和所述第二供电单元共同供电的供电方式、所述第一供电单元和所述第三供电单元共同供电的供电方式、及所述第二供电单元和所述第三供电单元共同供电的供电方式，

所述开关切换模块包括第二控制电路，所述第二控制电路包括第四开关、第五开关、第六开关及第七开关，所述第四开关的一端与所述第一供电单元电性连接，另一端与所述充电模块的第一接口电性连接；所述第五开关的一端与所述第二供电单元电性连接，另一端与所述第一接口电性连接；所述第六开关的一端与所述第二供电单元电性连接，另一端与所述充电模块的第二接口电性连接；所述第七开关的一端与所述第三供电单元连接，另一端与所述第二接口电性连接。

4.如权利要求3所述的无人机的户外充电装置，其特征在于，

所述开关切换模块还包括第三控制电路，所述第三控制电路包括第一按钮、第二按钮、第三按钮、第一反相器、第二反相器、第三反相器、第一与非门、第二与非门、第三与非门和第四与非门，

所述第一按钮、所述第一反相器、所述第一与非门和所述第四开关的线圈依次电性连接；所述第一按钮、所述第一反相器、所述第三与非门和所述第六开关的线圈依次电性连接；

所述第二按钮、所述第二反相器、所述第四与非门和所述第七开关的线圈依次电性连接；

所述第三按钮、所述第三反相器、所述第一与非门和所述第四开关的线圈依次电性连接；所述第三按钮、所述第三反相器、所述第二与非门和所述第五开关的线圈依次电性连接；所述第三按钮、所述第三反相器、所述第四与非门和所述第七开关的线圈依次电性连接。

5.如权利要求4所述的无人机的户外充电装置，其特征在于，所述开关切换模块还包括用于为所述第三控制电路供电的电源电路。

6.如权利要求5所述的无人机的户外充电装置，其特征在于，所述电源电路包括：升降压芯片及与所述升降压芯片电性连接的第一滤波电容和第二滤波电容，所述升降压芯片的一端与直流电源电性连接，另一端与所述第三控制电路电性连接。

7.如权利要求1所述的无人机的户外充电装置，其特征在于，所述充电模块与所述无人机之间为无线充电。

8.如权利要求7所述的无人机的户外充电装置，其特征在于，所述充电模块包括发射磁芯，所述发射磁芯与所述供电模块电性连接，所述发射磁芯与所述无人机上的接收磁芯相匹配。

9.如权利要求1至8中任一项所述的无人机的户外充电装置，其特征在于，所述充电模块还包括压力传感器。

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