CN216300791U - 一种无人飞行器无线充电装置及系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型适用于无人飞行器技术领域，提供了一种无人飞行器无线充电装置及系统，该装置包括：箱体，其顶部开设有通孔；无线充电组件，包括置于通孔中的平台及设于平台上的发射线圈；升降驱动机构，其设置于箱体内并连接无线充电组件，以驱动无线充电组件升降运动，以能够将平台从所述通孔中伸出或缩回所述通孔中；控制组件，其与升降驱动机构和发射线圈电连接，用于在接收到控制信号时，先控制所述升降驱动机构驱动所述平台上升至预设高度后、再控制所述发射线圈通电。本实用新型通过设置专门给无人飞行器进行无线充电的装置，解决了传统无人飞行器采用有线充电时，频繁插拔充电器和连接器所可能导致的充电不良等问题。

Description

一种无人飞行器无线充电装置及系统
技术领域
本实用新型属于无人飞行器技术领域，尤其涉及一种无人飞行器无线充电装置及系统。
背景技术
当前无人飞行器尤其是多旋翼无人飞行器，通常都是采用可反复充电的锂电池作为驱动能源，虽然在目前使用的可充电锂电池的充电技术已经有了很大的提升，但依旧存在以下缺点：
1、由于当前无人飞行器的续航能力非常有限，造成了无人飞行器在实际使用中需要频繁充电，进而导致了充电连接器的频繁插拔，因而容易造成连接器部位的端子磨损氧化造成充电不良。
2、目前无人飞行器的充放电需要通过人工的方式，将充电连接器和充电器相连接，需要有人值守充电过程，防止过充过放，浪费人力物力。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种无人飞行器无线充电装置及系统，旨在解决背景技术当中的至少一技术问题。
本实用新型实施例是这样实现的，一种无人飞行器无线充电装置，所述装置包括：
箱体，其顶部开设有通孔；
无线充电组件，包括置于所述通孔中的平台及设于所述平台上的发射线圈；
升降驱动机构，其设置于所述箱体内并连接所述无线充电组件，以驱动所述无线充电组件升降运动，以能够将所述平台从所述通孔中伸出或缩回所述通孔中；
控制组件，其与所述升降驱动机构和所述发射线圈电连接，用于在接收到控制信号时，先控制所述升降驱动机构驱动所述平台上升至预设高度后、再控制所述发射线圈通电。
优选地，所述无线充电组件还包括平台支撑板，所述平台通过平台支撑杆架设于所述平台支撑板上方，所述升降驱动机构与所述平台支撑板连接。
优选地，所述升降驱动机构包括电机、与所述电机的输出轴固定连接的丝杆、以及与所述平台支撑板滑动连接的导向杆，所述丝杆与所述平台支撑板螺接。
优选地，所述升降驱动机构包括电机固定板，所述电机固定板位于所述平台支撑板的下方、并通过电机支撑杆架设于所述箱体内底部的上方，所述电机固定于所述电机固定板的底部。
优选地，所述电机的输出轴通过联轴器与所述丝杆连接，所述联轴器设于所述电机固定板的顶部。
优选地，所述升降驱动机构还包括轴承支架，所述丝杆通过轴承与所述轴承支架转动连接。
优选地，所述轴承支架架设于所述电机固定板的上方。
优选地，所述控制组件包括用于与PC端通讯的第一无线通讯模块、以及与所述第一无线通讯模块电连接的控制器；
所述控制器与所述升降驱动机构和所述发射线圈电连接，所述控制信号由所述PC端通过所述第一无线通讯模块向所述控制器发出。
优选地，所述控制组件还包括用于与机载端通讯的第二无线通讯模块；
所述第二无线通讯模块与所述控制器电连接，用于接收所述机载端发送的无人飞行器实时电量信息，并发送给所述控制器，以使所述控制器通过所述第一无线通讯模块上报给所述PC端。
本实用新型实施例还提出一种无人飞行器无线充电系统，所述无人飞行器无线充电系统包括：
无人飞行器，其底部设有接收线圈；
PC端，用于产生给所述无人飞行器无线充电的控制信号；
上述的无人飞行器无线充电装置，用于接收所述控制信号并先控制所述升降驱动机构驱动所述平台上升至预设高度后、再控制所述发射线圈通电，所述平台上升至预设高度后，所述发射线圈与所述接收线圈感应耦合，以给所述无人飞行器无线充电。
本实用新型所达到的有益效果：通过设置专门给无人飞行器进行无线充电的装置，解决了传统无人飞行器采用有线充电时，频繁插拔充电器和连接器所可能导致的充电不良等问题；无线充电可以通过非物理直接接触实现能量的无线传输，具有高安全性、强可靠性的优势。同时，在无人飞行器停靠在无线充电发射端后，使用者不再需要通过人工连接给无人飞行器进行充电，只需远程控制无线充电装置的启动和停止，节省了无人飞行器充电时的人力成本。此外，通过设置可升降的平台来搭载发射线圈，能够适应不同底盘高度的无人飞行器。
附图说明
图1是本实用新型实施例一中的无人飞行器无线充电装置的外部立体图；
图2是本实用新型实施例一中的无人飞行器无线充电装置的内部立体图；
图3是本实用新型实施例一中的无人飞行器无线充电装置的内部侧视图；
图4是本实用新型实施例一中的无人飞行器无线充电装置的系统模块图；
图5是本实用新型实施例二中的无人飞行器无线充电装置的系统模块图；
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。
实施例一
请参阅图1-图4，所示为本实用新型实施例一当中的无人飞行器无线充电装置，包括箱体10、无线充电组件20、升降驱动机构30以及控制组件40，其中：
箱体10为长宽高分别为600mm、600mm和500mm的长方体结构，箱体10的侧板材料主要为环氧板、顶板和底板材料为聚丙烯。箱体10的顶部开设有通孔11，无人飞行器的底部设有无线充电用的接收线圈(图未示出)，在无人飞行器充电时，无人飞行器可以停靠于箱体10顶部，或者停靠于地面等其他停机平台上、但其底部应当位于箱体10的上方，并且在停靠时，应当让无人飞行器底部的接收线圈正对箱体10顶部的通孔11，以便后续更好的与下方升起的发射线圈进行耦合。
无线充电组件20包括平台21、发射线圈22、平台支撑板23及平台支撑杆24，平台支撑板23设于箱体10内部，平台21通过平台支撑杆24架设于平台支撑板23上方，同时平台21也置于通孔11中，发射线圈22设于平台21上。在具体实施时，发射线圈22可以设于平台21顶部、底部、或嵌入于平台21内部，发射线圈22应当与平台21居中设置，以达到更好的无线充电效率，在本实施例一些较佳情况当中，发射线圈22设于平台21顶部，以能够更好的保证无线充电效率。通孔11与平台21的形状和尺寸相匹配，使得平台21能够和通孔11完全契合，例如在本实施例当中，通孔11与平台21均为圆形。
升降驱动机构30设置于箱体10内并连接无线充电组件20，以驱动无线充电组件20升降运动，以能够将平台21从通孔11中伸出或缩回通孔11中。即发射线圈22能够跟随平台21升降，以能够上升到与无人飞行器底部的接收线圈进行耦合，从而实现对无人飞行器的无线充电。
具体地，升降驱动机构30包括电机31、与电机31的输出轴固定连接的丝杆32、以及与平台支撑板23滑动连接的导向杆33，丝杆32与平台支撑板23螺接，导向杆33的数量为两个，两个导向杆33与平台支撑板23的两侧滑动连接，以保证平台支撑板23能够稳定的升降运动。升降驱动机构30还包括电机固定板34，电机固定板34位于平台支撑板23的下方、并通过电机支撑杆35架设于箱体10内底部的上方，电机31固定于电机固定板34的底部。电机31的输出轴通过联轴器36与丝杆32连接，联轴器36设于电机固定板34的顶部，即电机31的输出轴穿过电机固定板34后、通过联轴器36与丝杆32固定连接。升降驱动机构30还包括轴承支架37，丝杆32通过轴承(图未标出)与轴承支架37转动连接。轴承支架37架设于电机固定板34的上方。也即，本实施例主要通过滚珠丝杆32配合电机31来驱动平台支撑板23升降，从而间接的驱动平台21从通孔11中伸出或缩回通孔11中。但本实用新型并不局限于此，在其他实施例当中，还可以采用例如气缸、液压缸、齿轮传动机构等来驱动平台21升降。
控制组件40与升降驱动机构30和发射线圈22电连接，用于在接收到控制信号时，先控制升降驱动机构30驱动平台21上升至预设高度后、再控制发射线圈22通电，使得充电更加节能、安全。
具体地，控制组件40包括用于与PC端通讯的第一无线通讯模块41、以及与第一无线通讯模块41电连接的控制器42，控制器42与升降驱动机构30和发射线圈22电连接，控制信号由PC端通过第一无线通讯模块41向控制器42发出。在具体实施时，发射线圈22可以通过继电器等开关器件与外界电源电连接，以从外部接电，此时控制器42即可与发射线圈22的继电器电连接，以通过控制继电器的开关，来控制发射线圈22通电或断电。与此同时，无人飞行器的接收线圈应当与无人飞行器的充电电池电连接，以将接收线圈感应的电能存储到电池当中。与此同时，控制器42可以直接与升降驱动机构30的电机31电性连接，以通过控制电机31来使升降驱动机构30驱动发射线圈升降。
具体来说，PC端具体可有为用户终端，例如手机、平板或电脑等，第一无线通讯模块41具体可以为蓝牙、WiFi、射频、红外等通讯模块，优选为串口蓝牙通讯模块，PC端当中也设有与之相匹配的无线通讯模块，使得PC端通过第一无线通讯模块41可以远程向控制器42发送控制信号，以远程开启或关闭无人飞行器无线充电装置，开启时，控制器42先通过控制电机31来控制升降驱动机构30驱动平台21上升至预设高度后(即伸出通孔11过程)、再控制发射线圈22通电，此时无人飞行器无线充电装置的发射线圈22与无人飞行器底部的接收线圈相耦合，以实现对无人飞行器的充电；当充电完成时，PC端远程关闭无人飞行器无线充电装置，关闭时，控制器42先控制发射线圈22断电、再控制升降驱动机构30驱动无线充电组件20回落到初始位置(即缩回通孔11过程)。综上，本实施例当中的无人飞行器无线充电装置，至少具有以下技术效果：
1、实现了无人飞行器无线充电，解决了无人飞行器有线充电时，频繁插拔充电器和连接器所可能导致的充电不良等问题；无线充电可以通过非物理直接接触实现能量的无线传输，具有高安全性、强可靠性的优势。
2、节省了无人飞行器充电时的人力成本，在无人飞行器停靠在无线充电发射端后，使用者不再需要通过人工连接给无人飞行器进行充电，只需要在PC端通过控制按钮就可以控制无线充电发射装置的启动和停止，同时PC端实时接收电池的电量，并在充电电量接近满电状态时将自动停止无线充电发射端的供电，从而除去了避免了人工值守充电过程的现象，防止出现电池过充问题。
3、节省经济成本,本项目三大功能模块的实现成本远低于目前国内外少数正在尝试无人机无线充电的企业的测试，适用于绝大部分无人飞行器的使用者。
4、本项目自助设计的无线充电发射端的机械结构具有机械结构坚固，机械结构简易，实现成本低等优点。
5、通过设置可升降的平台来搭载发射线圈，能够适应不同底盘高度的无人飞行器。
实施例二
请参阅图5，所示为本实用新型实施例二当中的无人飞行器无线充电装置，本实施例当中的无人飞行器无线充电装置与第一实施例当中的无人飞行器无线充电系统的不同之处在于：
控制组件40还包括用于与机载端通讯的第二无线通讯模块43，第二无线通讯模块43与控制器42电连接，用于接收机载端发送的无人飞行器实时电量信息，并发送给所述控制器42，以使控制器42通过第一无线通讯模块41上报给PC端。机载端具体指无人飞行器这一侧。
第二无线通讯模块43具体可以为蓝牙、WiFi、射频、红外等通讯模块，优选为串口蓝牙通讯模块。无人飞行器当中也设有与之相匹配的无线通讯模块。
也即，在本实施例当中的无人飞行器无线充电装置，由于内置有两个无线通讯模块，使得充电装置本身可以分别与机载端(即无人飞行器)和PC端独立通讯，无人飞行器与充电装置实现通讯，能够在充电过程当中，实时将电量信息通过充电装置反馈给PC端，使PC端能够实时显示无人飞行器的当前电量；PC端与充电装置实现通讯，能够在无人飞行器的电量充满时，及时发送控制指令来关闭充电装置，使得充电更加节能、安全。
实施例三
本实用新型第三实施例提出一种无人飞行器无线充电系统，所述无人飞行器无线充电系统包括：
无人飞行器，其底部设有接收线圈；
PC端，用于产生给所述无人飞行器无线充电的控制信号；
无人飞行器无线充电装置，所述无人飞行器无线充电装置为上述实施例1-2当中任一实施例所述的无人飞行器无线充电装置，所述无人飞行器无线充电装置用于接收所述控制信号并先控制所述升降驱动机构30驱动所述平台21上升至预设高度后、再控制所述发射线圈22通电，所述平台21上升至预设高度后，所述发射线圈22与所述接收线圈感应耦合，以给所述无人飞行器无线充电；
同时，无人飞行器当中也设有无线通讯模块，无人飞行器能够将实时电量信息通过无人飞行器无线充电装置反馈给PC端。
综上，本实施例当中的无人飞行器无线充电系统，通过设置专门给无人飞行器进行无线充电的装置，解决了传统无人飞行器采用有线充电时，频繁插拔充电器和连接器所可能导致的充电不良等问题；无线充电可以通过非物理直接接触实现能量的无线传输，具有高安全性、强可靠性的优势。同时，在无人飞行器停靠在无线充电发射端后，使用者不再需要通过人工连接给无人飞行器进行充电，只需远程控制无线充电装置的启动和停止，节省了无人飞行器充电时的人力成本。此外，通过设置可升降的平台来搭载发射线圈，能够适应不同底盘高度的无人飞行器。
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。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无人飞行器无线充电装置，其特征在于，所述装置包括：
箱体，其顶部开设有通孔；
无线充电组件，包括置于所述通孔中的平台及设于所述平台上的发射线圈；
升降驱动机构，其设置于所述箱体内并连接所述无线充电组件，以驱动所述无线充电组件升降运动，以能够将所述平台从所述通孔中伸出或缩回所述通孔中；
控制组件，其与所述升降驱动机构和所述发射线圈电连接，用于在接收到控制信号时，先控制所述升降驱动机构驱动所述平台上升至预设高度后、再控制所述发射线圈通电。
2.根据权利要求1所述的无人飞行器无线充电装置，其特征在于，所述无线充电组件还包括平台支撑板，所述平台通过平台支撑杆架设于所述平台支撑板上方，所述升降驱动机构与所述平台支撑板连接。
3.根据权利要求2所述的无人飞行器无线充电装置，其特征在于，所述升降驱动机构包括电机、与所述电机的输出轴固定连接的丝杆、以及与所述平台支撑板滑动连接的导向杆，所述丝杆与所述平台支撑板螺接。
4.根据权利要求3所述的无人飞行器无线充电装置，其特征在于，所述升降驱动机构包括电机固定板，所述电机固定板位于所述平台支撑板的下方、并通过电机支撑杆架设于所述箱体内底部的上方，所述电机固定于所述电机固定板的底部。
5.根据权利要求4所述的无人飞行器无线充电装置，其特征在于，所述电机的输出轴通过联轴器与所述丝杆连接，所述联轴器设于所述电机固定板的顶部。
6.根据权利要求4所述的无人飞行器无线充电装置，其特征在于，所述升降驱动机构还包括轴承支架，所述丝杆通过轴承与所述轴承支架转动连接。
7.根据权利要求6所述的无人飞行器无线充电装置，其特征在于，所述轴承支架架设于所述电机固定板的上方。
8.根据权利要求1所述的无人飞行器无线充电装置，其特征在于，所述控制组件包括用于与PC端通讯的第一无线通讯模块、以及与所述第一无线通讯模块电连接的控制器；
所述控制器与所述升降驱动机构和所述发射线圈电连接，所述控制信号由所述PC端通过所述第一无线通讯模块向所述控制器发出。
9.根据权利要求8所述的无人飞行器无线充电装置，其特征在于，所述控制组件还包括用于与机载端通讯的第二无线通讯模块；
所述第二无线通讯模块与所述控制器电连接，用于接收所述机载端发送的无人飞行器实时电量信息，并发送给所述控制器，以使所述控制器通过所述第一无线通讯模块上报给所述PC端。
10.一种无人飞行器无线充电系统，其特征在于，所述无人飞行器无线充电系统包括：
无人飞行器，其底部设有接收线圈；
PC端，用于产生给所述无人飞行器无线充电的控制信号；
权利要求1-9任一项所述的无人飞行器无线充电装置，用于接收所述控制信号并先控制所述升降驱动机构驱动所述平台上升至预设高度后、再控制所述发射线圈通电，所述平台上升至预设高度后，所述发射线圈与所述接收线圈感应耦合，以给所述无人飞行器无线充电。
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