CN215474530U - 一种基于光伏蓄电的无人机充电装置及充电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于光伏蓄电的无人机充电装置及充电系统，所述充电装置包括停机舱体、光伏板和充电电极组件，所述充电电极组件包括互相绝缘的充电正电极板和充电负电极板；所述停机舱体的内部设置有停机平台和升降组件，所述停机平台固定设置在所述升降组件的顶部，所述充电正电极板和所述充电负电极板对称设置在所述停机平台顶面上；所述停机舱体的顶部设置有滑轨式盖板，所述光伏板设置在所述滑轨式盖板顶面上。所述充电装置为无人机提供即停即充的便利，具备良好的实用性和稳定性，同时可降低恶劣环境造成的影响。

Description

一种基于光伏蓄电的无人机充电装置及充电系统

技术领域

本实用新型涉及无人机充电领域，具体而言，涉及一种基于光伏蓄电的无人机充电装置及充电系统。

背景技术

目前针对无人机的续航问题上，经常采用新型的激光充电模式，在无人机与充电装置对接时需要较高的精确度，且受环境影响较大，无疑增加了无人机充电工作的难度，使得充电装置的设计变得复杂化。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于光伏蓄电的无人机充电装置及充电系统，该充电装置采用箱式结构来降低环境对无人机充电工作的影响，且该充电装置设置有充电电极组件，并通过升降组件对停机平台的升降功能为无人机提供即停即充的便利，降低无人机充电的控制难度。

相应的，本实用新型提出了一种基于光伏蓄电的无人机充电装置，所述充电装置包括停机舱体、光伏板和充电电极组件，所述充电电极组件包括互相绝缘的充电正电极板和充电负电极板；

所述停机舱体的内部设置有停机平台和升降组件，所述停机平台固定设置在所述升降组件的顶部，所述充电正电极板和所述充电负电极板对称设置在所述停机平台顶面上；

所述停机舱体的顶部设置有滑轨式盖板，所述光伏板设置在所述滑轨式盖板顶面上。

可选的实施方式，所述充电装置还包括控制箱，所述控制箱固定设置在所述停机舱体内部；

所述控制箱包括光伏控制器、充电控制器、处理模块、蓄电池和第一定位模块，所述光伏控制器的输入端与所述光伏板电性连接，所述光伏控制器的输出端与所述蓄电池的充电端电性连接，所述蓄电池的放电端与所述充电控制器的输入端电性连接，所述充电控制器的输出端与所述充电电极组件电性连接；所述充电控制器连接着所述处理模块，所述第一定位模块连接着所述处理模块。

可选的实施方式，所述充电装置还包括滑轨驱动模块，所述滑轨驱动模块设置在所述滑轨式盖板的外侧；

所述滑轨驱动模块的供电端连接所述蓄电池的放电端，所述滑轨驱动模块的控制端连接所述处理模块。

可选的实施方式，所述充电装置还包括第一滑轨和第二滑轨，所述第一滑轨和所述第二滑轨沿水平方向焊接在所述停机舱体顶面上，且所述第一滑轨和所述第二滑轨相对应，所述滑轨式盖板滑动在所述第一滑轨与所述第二滑轨上。

可选的实施方式，所述升降组件还包括升降驱动电机、折叠组件、支撑柱、丝杆和支撑底座；

所述折叠组件包括第一折叠杆和第二折叠杆，所述第一折叠杆的一端和所述第二折叠杆的一端连接所述支撑底座，所述第一折叠杆的另一端和所述第二折叠杆的另一端连接所述支撑柱；

所述升降驱动电机设置在所述第二折叠杆的外侧，所述丝杆连接所述第一折叠杆和所述第二折叠杆，且贯穿所述第二折叠杆并连接在所述升降驱动电机的输出端。

可选的实施方式，所述丝杆靠近所述升降驱动电机的一端套接有限位轴承，且所述限位轴承设置在所述丝杆与所述第二折叠杆的连接处。

可选的实施方式，所述丝杆背离所述升降驱动电机的一端套接有螺纹套，且所述螺纹套设置在所述丝杆与所述第一折叠杆的连接处。

可选的实施方式，所述停机舱体为不锈钢刚体材料所制成的箱体。

另外，本实用新型实施例还提供了一种无人机充电系统，所述充电系统包括以上所述的基于光伏蓄电的无人机充电装置和自动充电无人机。

在本实用新型实施例中，所述无人机充电装置的内部设置有充电电极组件，为无人机提供即停即充的便利，具有良好的实用性；该充电装置采用箱式结构，同时配合滑轨式盖板的开合设计以及升降组件的升降功能将无人机收回停机舱体内部，可提高无人机在雷雨、高温大风等恶劣环境下的充电安全系数；另外，所述无人机充电装置以节能环保的太阳能作为供应电源，具有良好的稳定性；相应的，基于所述无人机充电装置的无人机充电系统，可提高无人机户外续航巡检的工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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它的附图。

图1是本实用新型实施例公开的基于光伏蓄电的无人机充电装置的内部电路结构示意图；

图2是本实用新型实施例公开的基于光伏蓄电的无人机充电装置的结构组成示意图；

图3是本实用新型实施例公开的停机舱体在封闭状态下的外部结构图；

图4是本实用新型实施例公开的停机舱体在打开状态下的俯视图；

图5是本实用新型实施例公开的升降组件的内部剖析图；

图6是本实用新型实施例公开的自动充电无人机内部的电极转换电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1示出了本实用新型实施例中的基于光伏蓄电的无人机充电装置的内部电路结构示意图，所述充电装置包括光伏板、充电电极组件、光伏控制器、充电控制器、处理模块、蓄电池和第一定位模块，所述光伏控制器的输入端与所述光伏板电性连接，所述光伏控制器的输出端与所述蓄电池的充电端电性连接，所述蓄电池的放电端与所述充电控制器的输入端电性连接，所述充电控制器的输出端与所述充电电极组件电性连接；所述充电控制器连接着所述处理模块，所述第一定位模块连接着所述处理模块。

具体实施过程中，所述光伏控制器基于所述光伏板的发电功率进行输出电压调整，为所述蓄电池进行充电；所述第一定位模块为待充电无人机提供所述无人机充电装置的具体位置，辅助指引所述待充电无人机精准停靠并与所述充电电极组件连接；所述充电控制器根据所述处理模块反馈的充电信息进行参数调整，将所述蓄电池的输出电压转换为合适的输出电压供给所述充电电极组件，其中所述充电信息包含有所述待充电无人机的锂电池规格参数。

图2示出了本实用新型实施例中的基于光伏蓄电的无人机充电装置的结构组成示意图，基于图1所示的内部电路图，所述无人机充电装置实际上将所述光伏控制器、所述充电控制器、所述处理模块、所述蓄电池和所述第一定位模块集成在一个控制箱4中。具体的，所述无人机充电装置包括停机舱体1、所述光伏板、所述充电电极组件和所述控制箱4；所述停机舱体1的内部设置有停机平台5和升降组件，所述停机平台5固定设置在所述升降组件的顶部，所述停机舱体1的顶部设置有滑轨式盖板；所述控制箱4固定设置在所述停机舱体1内部，靠近底端位置处，紧贴所述停机舱体1的内壁。

其中，所述充电电极组件包括互相绝缘的充电正电极板31和充电负电极板32，所述充电正电极板31和所述充电负电极板32对称设置在所述停机平台5顶面上。所述充电正电极板31和所述充电负电极板32均为大小相等的矩形板，也可以根据所述停机平台5的大小设置成不同的形状，并且上述两块电极板的最小间距不能超过无人机的两个支脚间距，使得无人机可通过其支脚进行接触充电。

所述光伏板设置在所述滑轨式盖板顶面上，且所述光伏板基本完全覆盖所述滑轨式盖板的顶面，以保证具有最大的受光面积；所述滑轨式盖板在本实用新型实施例中属于可移动的部件，与所述停机舱体1结合，作用在于为待充电无人机提供停放和充电的封闭空间，避免野外的恶劣环境因素对所述待充电无人机存放和充电过程的影响。需要说明的是，所述停机舱体1是由不锈钢刚体材料所制成的箱体，具有优良的耐腐蚀性能和耐高温性能，可以延长所述无人机充电装置的使用寿命。

图3示出了本实用新型实施例中的停机舱体在封闭状态下的外部结构图，所述滑轨式盖板包括第一滑轨式盖板71和第二滑轨式盖板72，为适配所述滑轨式盖板的设计，所述光伏板包括第一光伏板21和第二光伏板22；对应的，所述第一光伏板21设置在所述第一滑轨式盖板71的顶面，所述第二光伏板22设置在所述第二滑轨式盖板72的顶面。本实用新型中采用两块滑轨式盖板可节省所述停机舱体1的开舱时间，特别是在遇到恶劣天气时，可减少对所述停机舱体1内部组件的影响。

相应的，所述无人机充电装置还包括滑轨驱动模块，所述滑轨驱动模块设置在所述滑轨式盖板的外侧。具体的，所述滑轨驱动模块包括第一滑轨驱动电机81、第二滑轨驱动电机82、第三滑轨驱动电机83和第四滑轨驱动电机84，所述第一滑轨驱动电机81和所述第二滑轨驱动电机82分别设置在所述第一滑轨式盖板71的两个短边外侧，所述第三滑轨驱动电机83和所述第四滑轨驱动电机84分别设置在所述第二滑轨式盖板72的两个短边外侧。并且，所述滑轨式驱动模块所包含的四个滑轨驱动电机的供电端均连接至所述蓄电池的放电端，其控制端连接至所述处理模块，由所述处理模块设定上述四个滑轨驱动电机的运行状态。本实用新型通过两个滑轨驱动电机来控制一个滑轨式盖板的移动，使得该滑轨式盖板可以整体平移；也可以将两个滑轨驱动电机安装在所述停机舱体的内部来实现所述无人机充电装置的完全封闭性。

图4示出了本实用新型实施例中的停机舱体在打开状态下的俯视图，为满足所述滑轨式盖板的可移动性，所述无人机充电装置还设置有第一滑轨91和第二滑轨92，所述第一滑轨91和所述第二滑轨92沿水平方向焊接在所述停机舱体1顶面上，且所述第一滑轨91和所述第二滑轨92相对应，所述滑轨式盖板滑动在所述第一滑轨91与所述第二滑轨92上。具体实施过程中，所述滑轨驱动模块中的各个滑轨驱动电机接收到所述处理模块的控制命令后，对应驱动所述第一滑轨式盖板71和所述第二滑轨式盖板72在所述第一滑轨91和所述第二滑轨92上朝着相互背离的方向滑动，此时处于无人机可充电的开舱状态；反之为关舱状态。

如图2所示，所述升降组件还包括升降驱动电机61、折叠组件、支撑柱64、丝杆65和支撑底座66；所述折叠组件包括第一折叠杆62和第二折叠杆63，所述第一折叠杆62的一端和所述第二折叠杆63的一端连接所述支撑底座66，所述第一折叠杆62的另一端和所述第二折叠杆63的另一端连接所述支撑柱64；所述升降驱动电机61设置在所述第二折叠杆63的外侧，所述丝杆65连接所述第一折叠杆62和所述第二折叠杆63，且贯穿所述第二折叠杆63并连接在所述升降驱动电机61的输出端。其中，所述支撑柱64的顶面焊接在所述停机平台5的底面，且所述升降驱动电机61的供电端连接所述蓄电池的放电端，所述升降驱动电机61的控制端连接所述处理模块，所述升降驱动电机61将根据所述处理模块的控制指令，控制所述升降组件带动所述停机平台5的上升或下降，操作简单、易于控制，具有较好的实用性。

基于图5所示出的所述升降组件的内部剖析图，且图5中仅对所述第一折叠杆62和所述第二折叠杆63进行内部剖析，对所述丝杆65的固定方式作进一步的说明：所述丝杆65靠近所述升降驱动电机61的一端套接有限位轴承67，且所述限位轴承67设置在所述丝杆65与所述第二折叠杆63的连接处；所述丝杆65背离所述升降驱动电机61的一端套接有螺纹套68，且所述螺纹套68设置在所述丝杆65与所述第一折叠杆62的连接处。具体实施过程中，所述升降驱动电机61为旋转电机，带动所述丝杆65绕着所述螺纹套68正向转动，使得所述第一折叠杆62的折叠端与所述第二折叠杆63的折叠端向着中间靠拢，由于所述支撑底座66焊接在所述停机舱体1的内部，此时所述停机平台5被抬升；当有无人机停靠在所述停机平台5后，则驱动所述丝杆65绕着所述螺纹套68反向转动，使得所述停机平台5下降至初始位置。

需要说明的是，所述第一折叠杆62和所述第二折叠杆63中的任意一个折叠杆均是由两个通过转动销连接的支撑杆组成，且上述两个折叠杆与所述支撑柱64以及所述支撑底座66也是通过转动销连接，以此实现四个支撑杆的定点转动，结构灵活。另外，所述停机平台5的初始位置由所述升降驱动电机1触碰到所述停机舱体1内壁而定，而所述停机平台5的可抬升高度由所述丝杆65远离所述升降驱动电机61的一端触碰到所述停机舱体1内壁而定。

相应的，本实用新型实施例还提供了一种无人机充电系统，所述充电系统包括上述提及的基于光伏蓄电的无人机充电装置和自动充电无人机，其中所述自动充电无人机基于可自动充电功能设置有电极转换电路，所述电极转换电路的输入端连接所述自动充电无人机的四个支脚，所述电极转换电路的输出端连接所述自动充电无人机的内置锂电池。

进一步的，图6示出了本实用新型实施例中的自动充电无人机内部的电极转换电路结构示意图，所述电极转换电路根据所述自动充电无人机的支脚数量设计有四对二极管，且每一对二极管将控制对应支脚与所述锂电池的电性连接。如图6所示，A端、B端、C端和D端分别对应所述自动充电无人机的四个支脚，且所述四个支脚端为金属，具备良好的导电性能。以A端所对应的支脚接触所述充电电极组件为例进行说明：当该支脚接触所述充电正电极板31时，二极管D1导通，即A端与所述锂电池的正极端连接；当该支脚接触所述充电负电极板32时，二极管D2导通，即A端与所述锂电池的负极端连接。由此可见，通过所述电极转换电路将使得所述自动充电无人机的四个支脚电性具有可选择性，降低所述无人机充电系统对二者(即所述无人机充电装置和所述自动充电无人机)电性连接判断的复杂度，同时避免对所述锂电池造成破坏。

此外，所述自动充电无人机至少还需要包括飞控模块、第二定位模块和通讯模块，其中所述第二定位模块用于实时更新所述无人机充电装置的位置信息，所述飞控模块用于根据所述第二定位模块反馈的位置信息调整飞行路线，以实现机体的精确停靠，所述通讯模块用于与所述无人机充电装置传递充电信号，使得所述无人机充电装置进入开舱充电状态。

本实用新型实施过程中，所述自动充电无人机在电量低于预设值的情况下需要降落在最近的所述无人机充电装置时，所述无人机充电装置驱动所述第一滑轨式盖板71和所述第二滑轨式盖板72往互相背离的方向滑动，同时驱动所述停机平台5上升至所述可抬升高度处，此时所述自动充电无人机降落在所述停机平台5上，且四个支脚与所述充电电极组件连接，所述控制箱4开始控制所述充电电极组件对所述自动充电无人机充电。需要说明的是，当遇到恶劣环境天气的情况时，在所述自动充电无人机降落在所述停机平台5后，所述无人机充电装置驱动所述停机平台5下降至所述初始位置，再控制所述充电电极组件对所述自动充电无人机充电，同时驱动所述第一滑轨式盖板71和所述第二滑轨式盖板72往相对的方向滑动，使得所述无人机充电装置处于封闭状态，对整个无人机充电工作进行保护。

在本实用新型实施例中，所述无人机充电装置的内部设置有充电电极组件，为无人机提供即停即充的便利，具有良好的实用性；该充电装置采用箱式结构，同时配合滑轨式盖板的开合设计以及升降组件的升降功能将无人机收回停机舱体内部，可提高无人机在雷雨、高温大风等恶劣环境下的充电安全系数；另外，所述无人机充电装置以节能环保的太阳能作为供应电源，具有良好的稳定性；相应的，基于所述无人机充电装置的无人机充电系统，可提高无人机户外续航巡检的工作效率。

以上对本实用新型实施例所提供的一种基于光伏蓄电的无人机充电装置及充电系统进行了详细介绍，本文中采用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (8)

1.一种基于光伏蓄电的无人机充电装置，其特征在于，所述充电装置包括停机舱体、光伏板和充电电极组件，所述充电电极组件包括互相绝缘的充电正电极板和充电负电极板；

所述停机舱体的内部设置有停机平台和升降组件，所述停机平台固定设置在所述升降组件的顶部，所述充电正电极板和所述充电负电极板对称设置在所述停机平台顶面上；

所述停机舱体的顶部设置有滑轨式盖板，所述光伏板设置在所述滑轨式盖板顶面上；

所述升降组件还包括升降驱动电机、折叠组件、支撑柱、丝杆和支撑底座；

所述折叠组件包括第一折叠杆和第二折叠杆，所述第一折叠杆的一端和所述第二折叠杆的一端连接所述支撑底座，所述第一折叠杆的另一端和所述第二折叠杆的另一端连接所述支撑柱；

所述升降驱动电机设置在所述第二折叠杆的外侧，所述丝杆连接所述第一折叠杆和所述第二折叠杆，且贯穿所述第二折叠杆并连接在所述升降驱动电机的输出端。

2.根据权利要求1所述的无人机充电装置，其特征在于，所述充电装置还包括控制箱，所述控制箱固定设置在所述停机舱体内部；

所述控制箱包括光伏控制器、充电控制器、处理模块、蓄电池和第一定位模块，所述光伏控制器的输入端与所述光伏板电性连接，所述光伏控制器的输出端与所述蓄电池的充电端电性连接，所述蓄电池的放电端与所述充电控制器的输入端电性连接，所述充电控制器的输出端与所述充电电极组件电性连接；所述充电控制器连接着所述处理模块，所述第一定位模块连接着所述处理模块。

3.根据权利要求2所述的无人机充电装置，其特征在于，所述充电装置还包括滑轨驱动模块，所述滑轨驱动模块设置在所述滑轨式盖板的外侧；

所述滑轨驱动模块的供电端连接所述蓄电池的放电端，所述滑轨驱动模块的控制端连接所述处理模块。

4.根据权利要求3所述的无人机充电装置，其特征在于，所述充电装置还包括第一滑轨和第二滑轨，所述第一滑轨和所述第二滑轨沿水平方向焊接在所述停机舱体顶面上，且所述第一滑轨和所述第二滑轨相对应，所述滑轨式盖板滑动在所述第一滑轨与所述第二滑轨上。

5.根据权利要求1所述的无人机充电装置，其特征在于，所述丝杆靠近所述升降驱动电机的一端套接有限位轴承，且所述限位轴承设置在所述丝杆与所述第二折叠杆的连接处。

6.根据权利要求5所述的无人机充电装置，其特征在于，所述丝杆背离所述升降驱动电机的一端套接有螺纹套，且所述螺纹套设置在所述丝杆与所述第一折叠杆的连接处。

7.根据权利要求1所述的无人机充电装置，其特征在于，所述停机舱体为不锈钢刚体材料所制成的箱体。

8.一种无人机充电系统，其特征在于，所述充电系统包括如权利要求1至7任一项所述的基于光伏蓄电的无人机充电装置和自动充电无人机。

Images