CN218316270U - 无人机充电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无人机充电系统，其包括充电底座，设有充电腔；所述充电腔的顶部设有用于定位无人机的第一定位部；充电模块，位于所述充电腔内并通过导线与所述充电底座连接，所述充电模块包括有电连接件；所述充电模块具有第一位置和第二位置，当其处于第一位置时，所述电连接件与所述无人机的充电接口不接触导通；所述充电底座、所述充电模块以及所述无人机中，至少其中之一设有磁力单元，用于通过磁力带动所述充电模块运动至第二位置，当其处于第二位置时，所述电连接件与所述无人机的充电接口接触导通。本实用新型有效避免了对机身电路板的冲击；能够完全克服因冲击导致的电路板开裂和充电模块变形的问题。

Description

无人机充电系统

技术领域

本实用新型涉及无线充电的技术领域，具体涉及一种无人机充电系统。

背景技术

目前无人机的结构包括机身和充电底座两部分，为了实现无线充电，在无人机的机身上设置有电路板，电路板上设有充电接口，同时在充电底座上设置pogopin即电连接件。

但是现有技术中存在着以下问题：无人机在飞行结束后，会按指令回落在充电底座上。电连接件为保证与无人机上的电路板接触，进而与电路板上的充电接口接触导通，所以在设计时该电连接件需要有一定的高度，机身回落在充电底座上电路板即与充电底座上的电连接件接触。由于无人机回落时电连接件与机身上的电路板在第一时间接触冲击应力较大，因此在跌落试验千次左右时会出现：电路板开裂、电连接件变形导致充电失效的问题。另外，由于无法控制机身落回到充电底座上的方向，所以需要设置对称的两对电连接件来保证电连接件与电路板正常接通，浪费成本。

综上，现需要设计无人机充电系统来解决现有技术中的以上问题。

实用新型内容

为解决上述现有技术中问题，本实用新型提供了无人机充电系统，解决了无人机在飞行过程结束后，回落在充电底座上由于接触冲击力大导致电路板开裂、电连接件变形导致充电失效的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

无人机充电系统，包括：

充电底座，设有充电腔；所述充电腔的顶部设有用于定位无人机的第一定位部；

充电模块，位于所述充电腔内并通过导线与所述充电底座连接，所述充电模块包括有电连接件；

所述充电模块具有第一位置和第二位置，当其处于第一位置时，所述电连接件与所述无人机的充电接口不接触导通；

所述充电底座、所述充电模块以及所述无人机中，至少其中之一设有磁力单元，用于通过磁力带动所述充电模块运动至第二位置，当其处于第二位置时，所述电连接件与所述无人机的充电接口接触导通。

在本实用新型的一些实施例中，当所述充电底座、所述充电模块以及所述无人机中，仅其中之一设有所述磁力单元时，所述磁力单元位于所述充电模块或所述无人机中，且所述磁力单元为电磁线圈。

在本实用新型的一些实施例中，所述充电底座还包括：

所述充电底座还包括定位检测模块和控制器；所述定位检测模块用于检测所述无人机定位在所述第一定位部，并发送检测信号至所述控制器；所述控制器用于根据检测信号控制所述电磁线圈的通电。

在本实用新型的一些实施例中，所述无人机和所述充电模块上均设有所述磁力单元，二者上的所述磁力单元产生磁吸力以带动所述充电模块运动至第二位置。

在本实用新型的一些实施例中，所述充电模块上的磁力单元的数量为多个，且至多有一个磁力单元与其上的其他磁力单元极性相反；所述无人机上的磁力单元与所述充电模块上的磁力单元磁性相反且位置一一对应设置。

在本实用新型的一些实施例中，所述充电模块上的多个磁力单元沿圆周分布，且位于所述电连接件的外围。

在本实用新型的一些实施例中，所述充电腔的底部也设有磁力单元，所述充电腔的底部的磁力单元与所述充电模块上的磁力单元磁性相反且位置一一对应设置。

在本实用新型的一些实施例中，所述充电模块上的磁力单元包括设在其顶部的顶部磁力单元和设在其底部的底部磁力单元。

在本实用新型的一些实施例中，所述充电模块上、所述无人机上以及所述充电底座中，至少其中之一上的磁力单元为电磁线圈。

在本实用新型的一些实施例中，所述充电模块的顶部设有第二定位部，用于当所述充电模块处于第二位置时定位所述无人机。

在本实用新型的一些实施例中，所述充电底座内设有用于在未充电状态时放置所述充电模块的容置部；所述导线的长度可调节。

本实用新型的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：

本实用新型通过在无人机、充电底座、充电模块中至少其中之一上设置磁力单元，同时，充电模块具有第一位置和第二位置，当其处于第一位置时，充电模块上的电连接件与无人机的充电接口不接触导通，当充电模块处于第二位置时，其电连接件与无人机的充电接口接触导通可对无人机进行充电，充电模块由第一位置向第二位置的运动是通过磁力单元产生的磁力带动。则当无人机回落在充电底座上且不进行充电时，充电模块保持在第一位置，电连接件与无人机充电接口不接触导通，从而可有效减小无人机回落在充电底座上时的大冲击应力损坏电路板及电连接件的可能性；在无人机需要充电时，充电模块才在磁力单元产生的磁力驱动下运动至第二位置，电连接件与无人机充电接口接触导通，满足无人机充电需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例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他的附图。

图1为所述无人机充电系统的立体剖面示意图一。

图2为所述无人机充电系统的立体剖面示意图二。

图3为所述充电底座的结构示意图。

图4为所述无人机的部分结构示意图。

图5为所述充电模块的立体剖面示意图。

图6为所述充电模块的俯视图。

图7为所述充电模块的仰视图。

图8为未充电状态时所述无人机充电系统的剖面示意图。

图9为充电状态时所述无人机充电系统的剖面示意图。

附图标记：100-充电底座；110-第一磁力模块；120-充电腔；130-第一定位部；140-容置部；200-充电模块；210-导线；220-电连接件；230-顶部磁力模块；240-底部磁力模块；250-第二定位部；300-无人机；310-第二磁力模块；320-充电接口。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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。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实用新型中的具体含义。在上述实施方式的描述中，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。

实施例1

如图1和图2所示，无人机充电系统，包括：

充电底座100，设有充电腔120；所述充电腔120的顶部设有用于定位无人机的第一定位部130；

充电模块200，位于所述充电腔120内并通过导线210与所述充电底座100连接，所述充电模块200包括有电连接件220；

所述充电模块200具有第一位置和第二位置，第二位置位于第一位置的上方；当充电模块200处于第一位置时，所述电连接件220与所述无人机300的充电接口不接触导通，比如处于第一位置的充电模块200与所述无人机300在竖直方向上相隔一定距离或者在水平方向错位设置，二者之间不接触。

所述充电底座100、所述充电模块200以及所述无人机300中，至少其中之一设有磁力单元，用于通过磁力带动所述充电模块200运动至第二位置，当其处于第二位置时，所述电连接件220与所述无人机的充电接口320接触导通。

通过在充电底座100、充电模块200或无人机300上设置磁力单元；充电模块200和无人机300之间预留充足的空间，使得无人机300在回落的瞬间是不与充电模块200接触的，有效避免了对无人机300电路板的冲击；在无人机300回落到充电底座100上后，充电模块200才弹出进行充电；能够完全克服因无人机300跌落时的冲击导致的电路板开裂和充电模块200变形的问题。

在该实施例中，第一定位部130具体为充电腔120的顶部上沿，或是位于充电腔120内壁上的凸起结构，使得当无人机定位在该第一定位部130上时，无人机的机头朝上，设有充电接口320的机身底部朝下并位于充电模块200的上方，与充电模块200上的电连接件220相对应。

在该实施例中，充电底座100内设有用于在无人机未充电状态时放置所述充电模块200的容置部140；该容置部140的形状与充电模块200的底部形状相适配，使得当无人机在未充电状态时，充电模块200能够稳定地处于第一位置。参照图8和图9所示，所述导线210的长度可调节，为充电模块200在第一位置和第二位置间运动提供可能性。当在无人机充电状态时，充电模块200向上弹起到达第二位置与无人机300接触，导线210则被拉长；当无人机充电结束后，充电模块200回落到容置部140即位于第一位置时，导线210则缩短。

在该实施例中，所述充电模块200的顶部设有第二定位部250，用于当所述充电模块200处于第二位置时定位所述无人机300。参照图5所示，该第二定位部250为定位凹槽，其与无人机300的机身底部轮廓相适配，比如圆形、方形等，当无人机300的机身底部嵌入第二定位部250内时实现定位，便于电连接件220与充电接口320的接触导通。

进一步地，当所述充电底座100、所述充电模块200以及所述无人机300中，仅其中之一设有所述磁力单元时，所述磁力单元位于所述充电模块200或所述无人机300上，且所述磁力单元为电磁线圈。采用电磁线圈是利用其磁性与线圈内的电流方向或是否通电相关，因此可以通过控制电磁线圈内的电流通断来实现充电模块200在第一位置与第二位置间的运动。比如，电磁线圈设在充电模块200上时，无人机300回落在充电底座100上，且电磁线圈未通电时，充电模块200在自身重力下保持在第一位置，电池线圈通电时，使充电模块200与金属材质的无人机300机身之间产生磁吸力，充电模块200在磁吸力作用下上升至第二位置，使其电连接件220与无人机300的充电接口320接触导通，以对无人机300进行充电。当电磁线圈设在无人机300上时，无人机300回落在充电底座100上，且电磁线圈未通电时，充电模块200在自身重力下保持在第一位置，电池线圈通电时，使无人机300与金属材质的充电模块200之间产生磁吸力，充电模块200在磁吸力作用下上升至第二位置，使其电连接件220与无人机300的充电接口320接触导通，以对无人机300进行充电。

在该实施例中，所述充电底座100还包括：定位检测模块（图中未示出），用于检测所述无人机300定位在所述第一定位部130上，并发送检测信号至控制器；控制器，用于根据检测信号控制所述电磁线圈的通电。

具体地，当仅充电模块200上设有磁力单元即电磁线圈时，若定位检测模块未检测到第一定位部130上定位有无人机300时，即无人机300为未充电状态，控制器控制该电磁线圈为断电，因此充电模块200受重力作用一直位于第一位置，即充电模块200位于容置部140内。若定位检测模块采集到无人机300的定位信号后，即无人机300与第一定位部130接触后，控制器控制电磁线圈通电，充电模块200具有磁性。又因为无人机的机身底部设有充电接口，其为金属材质或是在机身的底部设置磁性感应部，因此可以充电模块200与机身间的磁吸力使得充电模块200离开容置部140到达第二位置；从而实现电连接件220与充电接口320的接触导通，至此无人机300进入充电状态。

具体地，仅当无人机300的机身底部设有磁力单元即电磁线圈时，若定位检测模块未检测到第一定位部130上定位有无人机300时，即无人机300为未充电状态，控制器控制该电磁线圈为断电，因此充电模块200受重力作用一直位于第一位置，即充电模块200位于容置部140内。若定位检测模块采集到无人机300的定位信号后，即无人机300与第一定位部130接触后，控制器控制电磁线圈通电，无人机300的机身底部具有磁性，同时充电模块200中电连接件为金属材料或设有磁性感应部，此时的无人机300的机身底部对充电模块200产生磁吸力，从而使得充电模块200运动至第二位置，从而实现电连接件220与充电接口320的接触导通，至此无人机300进入充电状态。

另外，控制器还可以根据无人机300的电量控制无人机300的机身底部的电磁线圈的通电。即当无人机300电量为满电状态时，控制器控制无人机300的机身底部的电磁线圈断电，充电模块200受重力作用运动至第一位置，即充电模块200回落到容置部140内，无人机300结束充电。

实施例2

在该实施例中，所述无人机300的机身底部和所述充电模块200上均设有磁力单元，二者上的磁力单元产生磁吸力以带动所述充电模块200运动至第二位置。

参照图4和图5所示，所述充电模块200上的磁力单元的数量为多个，且至多有一个磁力单元与其上的其他磁力单元极性相反；所述无人机300上的磁力单元与所述充电模块200上的磁力单元磁性相反且位置一一对应设置。无人机300在下落到充电腔120的过程中，方向是随机的，但充电模块200上的电连接件220与无人机300上的充电接口320是需要正负极对应的，所以通过将充电模块200上的任一磁力单元的极性设置与其他磁力单元的极性相反即可实现无人机300在落到充电底座100的过程中进行位姿纠正，以使得电连接件220与充电接口320对应接触导通实现充电。

在该实施例中，参照图6所示，所述充电模块200上的多个磁力单元沿圆周分布，且位于所述电连接件220的外围。磁力单元的个数可以三个，即可以成三角分布；也可以是四个，即呈方形分布；也可以是六个，即呈长方形分布。

在该实施例中，机身底部的磁力单元或充电模块200上的磁力单元至少有一个是电磁线圈。若定位检测模块未检测到第一定位部130上定位有无人机300时，即无人机300为未充电状态，控制器控制该电磁线圈为断电，因此充电模块200受重力作用一直位于第一位置，即充电模块200位于容置部140内。若定位检测模块采集到无人机300的定位信号后，即无人机300与第一定位部130接触后，控制器控制电磁线圈通电，使得无人机300的机身底部与充电模块200之间产生磁吸力，从而使得充电模块200运动至第二位置，从而实现电连接件220与充电接口320的接触导通，至此无人机300进入充电状态。

同样地，控制器还可以根据无人机300的电量控制电磁线圈的通电。即当无人机电量为满电状态时，控制器控制电磁线圈断电，充电模块200受重力作用运动至第一位置，即充电模块200回落到容置部140内。或者是当机身底部的磁力单元和充电模块200上的磁力单元均为电磁线圈时，当无人机300电量为满电状态时，控制器控制改变任一电磁线圈中的电流方向，使得机身与充电模块200之间产生磁斥力，充电模块200受磁斥力作用运动至第一位置，无人机300结束充电。

实施例3

在该实施例中，所述充电腔120的底部也设有磁力单元记为第一磁力模块110，所述充电腔120的底部的磁力单元与所述充电模块200上的磁力单元磁性相反且位置一一对应设置。所述充电模块200上的磁力单元包括设在其顶部的顶部磁力模块230和设在其底部的底部磁力模块240。具体的，第一磁力模块110与底部磁力模块240的各个磁力单元对应设置，位于机身底部的磁力单元记为第二磁力模块310，其与顶部磁力模块230的各个磁力单元对应设置。

具体地，参照图3-图7所示，其中，图3为充电底座100的结构示意图，其中第一磁力模块110是由三个S极和一个N极组成；图4为机身300的结构示意图，其底部的第二磁力单元320是由3个N极和一个S极组成。参照图6所示，其为充电模块200的顶部示意图，中间设有与触点320配合使用的电连接件220；该电连接件220的外围设置了顶部磁力模块230，是由三个S极和一个N极组成。参照图7所示，其为充电模块200的底部示意图，连接有导线210，底部磁力模块240是由3个N极和一个S极组成。上述磁极的设置即可实现各个部件的位置自纠正过程。

以上磁力矩阵的涉及使得充电模块200中只需一对电连接件220即可准确与机身的电路板正常接通，节省了生产成本。

在该实施例中，充电模块200顶部磁力模块230和底部磁力模块240均是电磁线圈。若定位检测模块未检测到第一定位部130上定位有无人机300时，即无人机300为未充电状态，控制器控制顶部磁力模块230或底部磁力模块240为通电或断电或电流方向，使得底部磁力模块240与第一磁力模块110之间产生磁吸力或使得顶部磁力模块230与第二磁力模块310之间产生磁斥力或底部磁力模块240与第一磁力模块110之间的磁力大于顶部磁力模块230与第二磁力模块310之间的磁力；从而充电模块200一直位于第一位置，即充电模块200位于容置部140内。若定位检测模块采集到无人机300的定位信号后，即无人机300与第一定位部130接触后，控制器控制顶部磁力模块230或底部磁力模块240为通电或断电或电流方向，使得底部磁力模块240与第一磁力模块110之间产生磁斥力或使得顶部磁力模块230与第二磁力模块310之间产生磁吸力或底部磁力模块240与第一磁力模块110之间的磁力小于顶部磁力模块230与第二磁力模块310之间的磁力；从而使得充电模块200运动至第二位置，从而实现电连接件220与充电接口320的接触导通，至此无人机300进入充电状态。

在上述实施方式的描述中，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。

以上仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种无人机充电系统，其特征在于，包括：

充电底座，设有充电腔；所述充电腔的顶部设有用于定位无人机的第一定位部；

充电模块，位于所述充电腔内并通过导线与所述充电底座连接，所述充电模块包括有电连接件；

所述充电模块具有第一位置和第二位置，当其处于第一位置时，所述电连接件与所述无人机的充电接口不接触导通；

所述充电底座、所述充电模块以及所述无人机中，至少其中之一设有磁力单元，用于通过磁力带动所述充电模块运动至第二位置，当其处于第二位置时，所述电连接件与所述无人机的充电接口接触导通。

2.根据权利要求1所述的无人机充电系统，其特征在于，

当所述充电底座、所述充电模块以及所述无人机中，仅其中之一设有所述磁力单元时，所述磁力单元位于所述充电模块或所述无人机上，且所述磁力单元为电磁线圈。

3.根据权利要求2所述的无人机充电系统，其特征在于，

所述充电底座还包括定位检测模块和控制器；所述定位检测模块用于检测所述无人机定位在所述第一定位部，并发送检测信号至所述控制器；所述控制器用于根据检测信号控制所述电磁线圈的通电。

4.根据权利要求1所述的无人机充电系统，其特征在于，

所述无人机和所述充电模块上均设有所述磁力单元，二者上的所述磁力单元产生磁吸力以带动所述充电模块运动至第二位置。

5.根据权利要求4所述的无人机充电系统，其特征在于，

所述充电模块上的磁力单元的数量为多个，且至多有一个磁力单元与其上的其他磁力单元极性相反；所述无人机上的磁力单元与所述充电模块上的磁力单元磁性相反且位置一一对应设置。

6.根据权利要求5所述的无人机充电系统，其特征在于，

所述充电模块上的多个磁力单元沿圆周分布，且位于所述电连接件的外围。

7.根据权利要求5所述的无人机充电系统，其特征在于，

所述充电腔的底部也设有磁力单元，所述充电腔的底部的磁力单元与所述充电模块上的磁力单元磁性相反且位置一一对应设置。

8.根据权利要求7所述的无人机充电系统，其特征在于，

所述充电模块上的磁力单元包括设在其顶部的顶部磁力单元和设在其底部的底部磁力单元。

9.根据权利要求7所述的无人机充电系统，其特征在于，

所述充电模块上、所述无人机上以及所述充电底座中，至少其中之一上的磁力单元为电磁线圈。

10.根据权利要求1所述的无人机充电系统，其特征在于，所述充电模块的顶部设有第二定位部，用于当所述充电模块处于第二位置时定位所述无人机。

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