CN214689064U - 一种用于电力巡检无人机无线充电的机库 - Google Patents

一种用于电力巡检无人机无线充电的机库 Download PDF

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Abstract

本实用新型专利公开了一种用于电力巡检无人机无线充电的机库，该机库采用无线充电的方案，并可将机库安置在巡检线路附近，无人值守，可进行远程遥控无人机起降。并着重解决了无线充电时发射端与接收端的对齐问题。具体实现方法是：无人机起降平台内部有一块感应板，感应板下方设有X轴、Y轴两向的电动滑轨，形成一个覆盖XY轴的平面移动区域，滑轨上的移动电机上方固定无线充电的发射线圈。感应板用于感应无人机的起落架的降落位置，并根据程序设定，将无线充电的发射线圈送至无人机无线充电接收线圈的正下方，实现效率最高的无线充电。

Description

一种用于电力巡检无人机无线充电的机库
技术领域
本实用新型属于无人机支持应用领域，尤其涉及一种用于电力巡检无人机无线充电的机库。
背景技术
在电力领域，全球范围内使用无人机进行电力线路巡查、带电作业等方面非常活跃。但目前普遍采用人力与无人机相结合的方案：在巡检线路附近人工操控无人机升空，并进行巡检作业。也有部分企业采用了设立充电基站的方案，并实现了无人值守的电力巡检：通过在巡检线路附近设立充电机库，在机库内通过机械结构将充电平台上的电池盒与飞行器上的电池盒进行互换。但是，基于有线充电的充电机库设计时需要复杂的机械结构，而且因更换电池盒的机械结构较为复杂，维护成本较高。
所以，亟需一种用于电力巡检无人机无线充电的机库。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种能够提高充电效率的用于电力巡检无人机无线充电的机库。
为达到上述目的，本实用新型是采用下述技术方案实现的：
本实用新型提供一种用于电力巡检无人机无线充电的机库，包括控制器、上箱体和下箱体；所述上箱体与下箱体之间设有用于停放无人机、并感应无人机降落位置信息的感应板；所述感应板连接控制器；所述感应板下方设有平面传动装置和设置在所述平面传动装置上的无线充电线圈；所述平面传动装置和无线充电线圈均与所述控制器相连接，所述控制器控制所述平面传动装置，使所述无线充电线圈移动到无人机的充电接收线圈的正下方。
进一步的，所述平面传动装置包括：固定设置在所述下箱体内的X轴方向电动滑轨、滑动设置在所述X轴方向电动滑轨上的Y轴方向电动滑轨和滑动设置在所述Y轴方向电动滑轨上的移动电机；所述移动电机上方固定有所述无线充电线圈；所述控制器控制所述Y轴方向电动滑轨在所述X轴方向电动滑轨上沿X轴方向滑动，并控制所述移动电机在所述Y轴方向电动滑轨上沿Y轴方向滑动，使所述无线充电线圈移动到无人机的充电接收线圈的正下方。
进一步的，还包括设置在所述感应板上的视觉辅助定位模块，所述视觉辅助定位模块包括用于无人机粗略定位的标识图案和内置在所述标识图案中的LED灯，所述LED灯与所述控制器连接。
进一步的，所述上箱体开口处装有电动门，所述电动门与所述控制器信号连接。
进一步的，所述电动门的面积略大于上箱体的开口面积。
进一步的，所述下箱体侧面设有用于接入外接电源的穿孔；所述无线充电线圈通过所述控制器与所述穿孔相连接，从而与外接电源连接。当所述无线充电线圈进行平面移动到无人机的充电接收线圈的正下方时，所述控制器开始给所述无线充电线圈供电；当无人机充满电后，无人机控制系统发送指令给所述控制器，所述控制器停止给所述无线充电线圈供电。
进一步的，所述感应板为重力感应板。
进一步的，所述上箱体与所述下箱体的长宽一致，两者用铰链相连。
与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果：
1、本机库通过无线充电线圈为无人机充电，无线充电只有在接收端和发射端对齐时，充电效率才最大，通过控制器，控制平面传动装置使所述无线充电线圈进行平面移动到无人机的充电接收线圈的正下方，有效提高充电效率；
2、感应板上设有用于无人机定位的标识图案，标识图案内存在LED灯可以在光源不足时补充光源，辅助无人机降落，提高降落的稳定性；
3、电动门自动开启，从而防止外部灰尘、杂物进入上箱体中，电动门的面积略大于上箱体的开口面积，这样可在一定程度上减少无人机以及内部装置被风雨侵蚀的风险；
4、上箱体与下箱体的长宽一致，两者用铰链相连，便于后期维护更换内部零件。
附图说明
图1是基于本发明设计的一种用于电力巡检无人机无线充移动电机库的立体示意图。
图2是基于本发明设计的一种用于电力巡检无人机无线充移动电机库的分解示意图。
图中：
1、下箱体；2、Y轴方向电动滑轨；3、上箱体；4、电动门；5、充电接收线圈；6、感应板；7、视觉辅助定位模块；8、X轴方向电动滑轨；9、穿孔；10、无线充电线圈。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
在本实施例的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实施例的限制。
实施例一：
本实施例提供一种用于电力巡检无人机无线充电的机库，如图1-2所示，包括控制器、上箱体3和下箱体1；所述上箱体3与下箱体1之间设有用于停放无人机的感应板6；所述感应板6与所述控制器信号连接，所述感应板6能够感应无人机的降落处并将无人机的降落信息传输给所述控制器；所述感应板6下方设有X轴方向电动滑轨8、Y轴方向电动滑轨2和设置在电动滑轨上的移动电机。X轴方向电动滑轨8上滑动设置Y轴方向电动滑轨2，使Y轴方向电动滑轨2能沿着X轴方向电动滑轨8的方向移动，即在X轴方向移动，移动电机能在Y轴方向电动滑轨2上沿Y轴方向移动，从而使移动电机能够在X Y平面上移动到任意位置。
所述移动电机上方固定有用于无线充电的无线充电线圈10；所述移动电机与所述控制器相连接，所述控制器控制所述Y轴方向电动滑轨在所述X轴方向电动滑轨8上沿X轴方向滑动，并控制所述移动电机在所述Y轴方向电动滑轨2上沿Y轴方向滑动，使所述无线充电线圈10移动到无人机的充电接收线圈5的正下方。
本实施例中的平面传动装置不限于X轴方向电动滑轨8和Y轴方向电动滑轨2，只要是能够使所述无线充电线圈10进行平面移动到无人机的充电接收线圈5的正下方的平面传动装置皆可。
实施原理：无线充电只有在接收端和发射端对齐时，充电效率才最大。移动无线充电的接受端时，将更省电且不会造成无人机起落架与升降平台的磨损。本实施例解决无线充电过程中接收端与发射端的对齐问题，使无线充电效率最大，本实施例可通过X轴方向电动滑轨8、Y轴方向电动滑轨2和移动电机可将无线充电线圈10送至无人机下部的充电接收线圈5的正下方，并开始充电，控制器可实现移动电机的精准控制，推动无线充电线圈10到达充电接收线圈5的下方，有效提高充电效率。
实施例二：
本实施例开了一种用于电力巡检无人机无线充电的机库，适合安装在巡检线路附近。
本实施例的用于电力巡检无人机无线充电的机库，如图2所示，其结构包括：下箱体1、上箱体3、电动门4、无人机正下方的无线充电线圈10、感应板6、视觉辅助定位模块7、X轴方向电动滑轨8、Y轴方向电动滑轨2、移动电机以及无线充电线圈10、用于接入外接电源的穿孔9。
下箱体1侧面设有用于接入外接电源的穿孔9；所述无线充电线圈10通过所述控制器与所述穿孔9相连接。当所述无线充电线圈10进行平面移动到无人机的充电接收线圈5的正下方时，所述控制器开始给所述无线充电线圈10供电；当无人机充满电后，无人机控制系统发送指令给所述控制器，所述控制器停止给所述无线充电线圈10供电。
X轴方向电动滑轨8与Y轴方向电动滑轨2固定于下箱体1的正上方，并与移动电机以及无线充电线圈10模块相连，移动电机可通过滑轨到达XY平面的任一位置，以实现发射线圈模块追踪接收线圈的目的。
无线充电线圈10上方设有一块与下箱体1上表面大小一致的感应板6，感应板6上方嵌有视觉辅助定位模块7，视觉辅助定位模块7主要包括标识H以及内嵌的LED灯；感应板6上方即为上箱体3，上箱体3与下箱体1的长宽一致，两者用铰链相连，便于后期维护更换内部零件；上箱体3上部装有可以进行远程遥控的电动门4，电动门4的面积略大于上箱体3的上表面，这样可在一定程度上减少无人机以及内部装置被风雨侵蚀的风险。
所述控制器与无人机控制系统通过无线通讯装置相连接，从而获取无人机的位置信息和操作信息，并根据所述无人机的位置信息和操作信息生成相应的操作指令；所述LED灯与所述控制器相连接；所述无人机控制系统通过发送指令给所述控制器控制所述LED灯的开启或熄灭。
本实施例的控制器可以选用微处理器。
感应板6可以通过感应无人机的降落位置，并根据程序设定将无人机下方的无线充电接收线圈5模块的所在位置传给控制器，控制器驱动感应板6下方的移动电机，将发射线圈送至接收线圈的正下方。
感应板6内嵌有H标识的LED灯，在光源充足的情况下，无人机可根据H标识直接进行视觉定位，使得无人机降落在H标识附近；在光源较弱的情况下，H标识内的LED灯可远程遥控开启，辅助无人机降落。
所述上箱体3上部安装有电动门4，所述电动门4与所述控制器信号连接，所述控制器根据所述无人机的位置信息和操作信息生成相应指令传输给所述电动门4，控制所述电动门4的开启或关闭。电动门4的开闭由无人机的状态来决定，感应板6感应到无人机降落后，无线充移动电机库上方的电动门4自动闭合；当无人机受到起飞指令后，电动门4在无人机进行自检程序的同时打开，无人机起飞并升空1.2m后，电动门4自动关闭；当无人机低电量返航时，电动门4自动开启。
无人机需选用含有GPS导航系统、视觉定位系统以及红外定位系统的机型，且能通过无线充电中的接收线圈模块进行充电。
本实施例的有益效果至少包括：移动电机推动无线充电的发射线圈以达到较大的充电效率，相比于移动电机推动无人机回中，耗能小，磨损小；感应板6上有一个用于无人机定位的标识H，标识H内存在LED灯可以在光源不足时补充光源，辅助无人机降落。
本实施例的操作步骤如下：
1）地面站将巡检任务通过无线通信模块发送至机库，无人机开机并开始自检程序，同时电动门4开启，当无人机升空至1.2m后，电动门4关闭；
2）无人机巡检任务完成后或因电池电压小于设定值时，无人机将利用GPS导航系统返航，在返航至直线距离100m时，电动门4打开；
3)无人机到达机库附近后，通过视觉定位系统和标识H进行降落操作，同时也通过红外定位系统进行辅助降落。若光线不足时，可通过远程指令开启标识H的LED灯，辅助无人机进行降落；
4）无人机降落后，感应板6感应无人机的降落位置，并根据程序设定确定无人机下方的接收线圈所在的位置，并将该坐标发送至控制器，控制器操纵移动电机将无线充电的发射线圈送至接收线圈的正下方，并开始无线充电；
5）无人机充满电后，发送指令给控制器，控制器断电后将无人机的闲置状态发送至地面站，并等待下次巡检任务的开始。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”，“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种用于电力巡检无人机无线充电的机库，其特征在于：包括控制器、上箱体和下箱体；所述上箱体与下箱体之间设有用于停放无人机、并感应无人机降落位置信息的感应板；所述感应板连接控制器；
所述感应板下方设有平面传动装置和设置在所述平面传动装置上的无线充电线圈；所述平面传动装置和无线充电线圈均与所述控制器相连接，所述控制器控制所述平面传动装置，使所述无线充电线圈移动到无人机的充电接收线圈的正下方。
2.根据权利要求1所述的用于电力巡检无人机无线充电的机库，其特征在于：所述平面传动装置包括：固定设置在所述下箱体内的X轴方向电动滑轨、滑动设置在所述X轴方向电动滑轨上的Y轴方向电动滑轨和滑动设置在所述Y轴方向电动滑轨上的移动电机；所述移动电机上方固定有所述无线充电线圈；所述控制器控制所述Y轴方向电动滑轨在所述X轴方向电动滑轨上沿X轴方向滑动，并控制所述移动电机在所述Y轴方向电动滑轨上沿Y轴方向滑动，使所述无线充电线圈移动到无人机的充电接收线圈的正下方。
3.根据权利要求2所述的用于电力巡检无人机无线充电的机库，其特征在于：还包括设置在所述感应板上的视觉辅助定位模块，所述视觉辅助定位模块包括用于无人机粗略定位的标识图案和内置在所述标识图案中的LED灯，所述LED灯与所述控制器连接。
4.根据权利要求3所述的用于电力巡检无人机无线充电的机库，其特征在于：所述上箱体开口处装有电动门，所述电动门与所述控制器信号连接。
5.根据权利要求4所述的用于电力巡检无人机无线充电的机库，其特征在于：所述电动门的面积略大于上箱体的开口面积。
6.根据权利要求1所述的用于电力巡检无人机无线充电的机库，其特征在于：所述下箱体侧面设有用于接入外接电源的穿孔；所述无线充电线圈通过所述穿孔连接外接电源。
7.根据权利要求1所述的用于电力巡检无人机无线充电的机库，其特征在于：所述感应板为重力感应板。
8.根据权利要求1所述的用于电力巡检无人机无线充电的机库，其特征在于：所述上箱体与所述下箱体的长宽一致，两者用铰链相连。
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