TWI696571B - 無人機的充電站、充電系統及充電方法 - Google Patents

無人機的充電站、充電系統及充電方法 Download PDF

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Abstract

一種無人機的充電站、充電系統及充電方法。適於提供無人機停放及進行充電的充電站包括停機坪、一對充電板、一對保護蓋以及至少一致動裝置。停機坪具有停機表面及底面，其中無人機停放在具有至少二開口的停機表面上；充電板固定至底面；保護蓋設置在停機坪的底面及充電板之間，保護蓋在開口遮蔽充電板；以及致動裝置固定至底面，並連接保護蓋。當無人機靜置在停機表面上後，致動裝置帶動保護蓋相對充電板移動以暴露出充電板，使無人機的至少兩個充電腳架接觸充電板以進行充電。

Description

無人機的充電站、充電系統及充電方法
本發明是有關於無人機，且特別是有關於無人機的充電站、充電系統及充電方法。
無人機為一種新興的商業與工業應用的營運工具，其中戶外自動飛行巡檢為其主要的應用。目前無人機於執行任務完畢，飛回停機坪進行降落時，多利用光學辨識系統來定位降落位置，以精準地降落，舉例而言，光學辨識系統可包含紅外線攝像裝置(IR Camera)以及電腦視覺(computer vision, CV)等技術。然而，配置在停機坪的充電板為金屬材質，因此充電板會反射環境光(例如是日光)，造成無人機在降落時不論是光學辨識的誤判而無法正常降落或延長降落所需要的時間，甚至產生飛行安全疑慮。
目前有下列兩種做法解決上述的問題。
一、於充電板上塗佈黑色導電漆-此方式可避免反光問題，但會造成充電板阻抗增加，進而影響充電效率，且其塗佈方式非化學電鍍，材質附著力差，約每隔一個月就需要重新噴塗，費時費工。
二、限縮使用時段與多次降落定位-由於一般會發生強烈光反射的現象為正中午的時候，故執行任務需要避開11:00到14:00這個時段。如依然發生辨識問題，進行重新降落對位程序。此方法使無人機無法發揮24小時自動執行巡弋不間斷的任務特性，且發生多次降落定位造成無人機潛在的危機。
同時，現階段無人機停於停機坪後，會進行對位置中的程序以進行充電(因充電板越小越能夠避免光反射干擾)，但此置中過程常導致充電板遭無人機腳架上之充電腳架刮傷，長期下來會造成鍍金層磨盡而銅層外露，銅氧化造成銅氯，充電阻抗因而增加，降低充電效率，導致充電板使用年限較短或需要經常維護。目前依靠增加鍍金層厚度以延緩此現象發生的時間，因此將會提高維護成本。
本發明提供一種可以使無人機精準降落的充電站。
本發明提供一種可以維持充電效率、降低維護成本以及充電板使用年限的充電系統。
本發明提供一種可以使無人機能夠充飽電的充電方法。
為達上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本發明的一種充電站，適於提供一無人機停放及進行充電。充電站包括停機坪、一對充電板、一對保護蓋以及至少一致動裝置。停機坪具有停機表面及底面，其中無人機停放在具有至少二開口的停機表面上；充電板固定至底面；保護蓋設置在停機坪的底面及充電板之間，其中保護蓋在開口遮蔽充電板；致動裝置固定至底面，並連接保護蓋。當無人機靜置在停機表面上後，致動裝置帶動保護蓋相對充電板移動以暴露出充電板，使無人機的至少兩個充電腳架接觸充電板以進行充電。
在本發明一實施例中，上述的至少一致動裝置包括致動器以及連桿，連桿連接在致動器及保護蓋之間。
在本發明一實施例中，上述的致動器為馬達或氣壓缸。
在本發明一實施例中，上述的充電站還包括兩對支撐滑軌，兩對支撐滑軌固定至底面，兩對支撐滑軌分別對應支撐多個保護蓋。
在本發明一實施例中，上述的設置在停機坪，並發出紅外線以控制無人機的降落。
在本發明一實施例中，上述的紅外線發射器設置以確認無人機的至少兩個充電腳架位於多個開口內後，保護蓋相對多個充電板移動以暴露出多個充電板。
在本發明一實施例中，上述的多個保護蓋朝向停機表面的頂面上具有吸光層。
為達上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本發明的一種無人機充電系統，包括一無人機以及一充電站。無人機具有紅外線接收器，充電站包括停機坪、一對充電板、一對保護蓋、至少一致動裝置以及紅外線發射器。停機坪具有停機表面以及底面，並且停機表面具有至少二開口。充電板固定至底面，保護蓋設置在停機坪的底面以及充電板之間，其中保護蓋分別在至少二開口遮蔽充電板，致動裝置固定至底面，並連接保護蓋，而紅外線發射器設置在停機坪，其中當無人機的紅外線接收器接收紅外線發射器所發出的光訊號後降落在停機坪上，且在無人機靜置在停機表面上後，致動裝置帶動保護蓋相對充電板移動以暴露出充電板，使無人機的至少兩個充電腳架接觸充電板以進行充電。
在本發明一實施例中，上述的至少一致動裝置包括致動器以及連桿，連桿連接在致動器及保護蓋之間。
在本發明一實施例中，上述的致動器為馬達或氣壓缸。
在本發明一實施例中，上述的充電站還包括兩對支撐滑軌，固定至底面，兩對支撐滑軌分別對應支撐多個保護蓋。
在本發明一實施例中，上述的多個保護蓋朝向停機表面的頂面上具有吸光層。
在本發明一實施例中，上述的無人機充電系統還包括控制單元，與紅外線發射器及至少一致動裝置電性連接，以控制紅外線發射器發出紅外光，且控制至少一致動裝置作動。
在本發明一實施例中，上述的控制單元透過紅外線發射器以確認無人機的至少兩個充電腳架位於多個開口內後，控制單元控制保護蓋移動，以使多個充電板由多個開口露出。
為達上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本發明的一種無人機充電方法，適用於包括一無人機與一充電站的一無人機充電系統，其中無人機具有一紅外線接收器，並且充電站包括具有至少二開口的一停機表面、一底面、固定至底面的一對充電板、設置在底面以及一對充電板之間的一對保護蓋、固定至底面並連接保護蓋的至少一致動裝置以及一紅外線發射器，無人機充電方法至少包含下列步驟：保護蓋分別在至少二開口遮蔽充電板；無人機，用以接收一紅外線發射器所發出的光訊號以降落在停機表面上，其中紅外線發射器設置於充電站；在無人機靜置在停機表面上後，致動裝置帶動保護蓋相對充電板移動以暴露出充電板；充電站透過充電板接觸無人機的至少兩個充電腳架以對無人機進行充電。
在本發明一實施例中，上述的無人機充電方法還包括控制單元連接紅外線發射器及至少一致動裝置電性連接，以控制紅外線發射器發出紅外光，且控制至少一致動裝置帶動多個保護蓋相對多個充電板移動以暴露出多個充電板。
在本發明一實施例中，上述的控制單元透過紅外線發射器，以確認無人機的至少兩個充電腳架位於多個開口內後，保護蓋使多個充電板由多個開口露出。
本發明的一種充電站適於提供一無人機停放及進行充電。充電站包括停機坪、一對充電板、一保護蓋以及至少一致動裝置。停機坪具有停機表面以及底面，並且停機表面具有一開口；充電板固定至底面；保護蓋設置在停機坪的底面以及一對充電板之間，其中保護蓋在開口遮蔽充電板；致動裝置固定至底面並連接保護蓋。當無人機靜置在停機表面上後，致動裝置帶動保護蓋移動以暴露出充電板，使無人機的至少兩個充電腳架接觸充電板以進行充電。
基於上述，本發明的無人機的充電站、充電系統及充電方法，可以解決無人機降落過程中充電板反光的干擾，以及充電效率低等問題。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。
請同時參考圖1、圖2及圖3，其中圖1為本發明一實施例之無人機充電系統的示意圖、圖2為沿著圖1的A-A剖面線的示意圖，而圖3為圖1之無人機充電系統的電路示意圖。
無人機充電系統100包括無人機200以及充電站300，其中無人機200適於停泊在充電站300以進行充電。具體而言，在無人機充電系統100中，無人機200具有紅外線接收器210，而充電站300包括停機坪310、一對充電板320、一對保護蓋330、至少一致動裝置340以及紅外線發射器350。停機坪310具有能夠讓無人機200停泊的停機表面310a，以及與停機表面310a朝向相反方向的底面310b，其中停機表面310a具有至少二個開口310c。充電板320固定至底面310b，且與底面310b之間相隔一小段距離。保護蓋330設置在停機坪310的底面310b以及充電板320之間，其中保護蓋330分別的對應設置在開口310c處以遮蔽充電板320，且保護蓋330能夠相對開口310c移動，以暴露出充電板320。致動裝置340固定至底面310b，並連接保護蓋330，如此致動裝置340能夠驅帶動保護蓋330移動，使得遮蔽充電板320的保護蓋330相對充電板320移動並逐漸遠離充電板320，以使開口310c暴露出充電板320。紅外線發射器350設置在停機坪310，用以發出紅外線的光訊號給無人機200的紅外線接收器210，以控制並指引無人機200降落。
詳細而言，前述的致動裝置340包括致動器342以及連桿344，其中致動器342可依照實際需求而選用馬達或氣壓缸，連桿344連接在致動器342及保護蓋330之間，因此在致動器342驅使連桿344做動時，連桿344能夠帶動保護蓋330相對開口310c以及充電板320移動。於本發明的一實施例中，一個致動器342及其相對應的保護蓋330之間的連桿344的數量至少為一個，且致動器342驅動連桿344沿著直線伸長或縮回，但本發明不以此為限。舉例而言，致動器342驅動連桿344沿著X軸伸長或縮回，使得充電板320的保護蓋330可以相對充電板320移動並逐漸靠近或遠離充電板320，以使保護蓋330遮蔽或暴露充電板320。
充電站300還包括固定至底面310b的兩對支撐滑軌360，支撐滑軌360分別對應支撐保護蓋330，而保護蓋330在支撐滑軌360上受到致動裝置340的帶動而相對充電板320移動。支撐滑軌360可與驅動連桿344配合設計，不限制在XY平面上直線伸縮移動，可依使用者的需求而更改為與停機表面310a具有傾角，可使護蓋330相對充電板320移動並逐漸高於或低於充電板320。
為了提供良好的支承力量，保護蓋330的材質可選用金屬，而由於金屬通常具有良好的反射率，因此為了降低保護蓋330朝向停機表面310a的頂面的反射率，可更在保護蓋330的頂面332上設置吸光層370。吸光層370可以是任何吸光材質或低反射率的材質，能避免環境光反射的材質皆不脫離本發明的範疇。在本發明的一實施例中，保護蓋330的材質可選用高硬度的非金屬材質。在本發明的另一實施例中，保護蓋330的材質可選用具有可饒性的材質。在本發明的一實施例中，保護蓋330的材質可以與吸光層370相同。
無人機充電系統100還包括與紅外線發射器350及致動裝置340電性連接的控制單元380，紅外線發射器350設置以確認無人機200的充電腳架220位於開口310c，而致動裝置340設置以帶動保護蓋330相對充電板320移動以暴露出充電板320。其中控制單元380用來控制紅外線發射器350發出紅外線的光訊號給無人機200的紅外線接收器210，且控制單元380還可以控制致動裝置340作動。在本實施例中，控制單元380可以是先後地控制紅外線發射器350及致動裝置340。舉例而言，控制單元380可以是先控制紅外線發射器350，在控制器確定無人機200停泊在正確位置後，才致動裝置340。
此外，在無人機200停泊在充電站300的停機坪310的停機表面310a上之後，控制單元380可更透過紅外線發射器350以確認無人機200的位置，確認無人機200的充電腳架220位在開口310c內後，控制單元380再驅使保護蓋330移動，以使被保護蓋330遮蔽的充電板320由開口310c露出，而使得充電腳架220直接接觸充電板320，以對無人機200的充電腳架220充電。在本發明一實施例中，控制單元380可更透過紅外線發射器350以確認無人機200的位置及面向，以推斷無人機200的充電腳架220位在開口310c內後，控制單元380再驅使保護蓋330移動，以使充電板320由開口310c露出，而對無人機200的充電腳架220充電。
以下，將搭配圖式並以前述的無人機充電系統100來說明無人機200的充電方法。圖4至圖8為無人機使用充電站進行充電的流程圖。
請參考圖4，無人機200在執行完巡弋任務之後而欲返回充電站300時，無人機充電系統100的控制單元380控制設置在充電站300的紅外線發射器350發出光訊號，以引導無人機200降落停機坪310的停機表面310a。此時，保護蓋330分別遮蔽住充電板320。
由於保護蓋330的頂面332上設置有吸光層370的保護蓋330遮蔽住充電板320，因此即使在太陽光強烈的正中午時段(11:00-14:00)，充電板320也不會反射太陽光。再者，保護蓋330的頂面332上設置有吸光層370，所以保護蓋330也不會反射太陽光。如此一來，無人機200的紅外線接收器210能夠良好地接收紅外線發射器350所發出的光訊號，以接受指引而降落在停機坪310的停機表面310a上。
如圖5示，無人機200已降落在停機坪310的停機表面310a上，但無人機200的降落位置通常不會完全準確地對應於停機表面310a的開口310c處，而是停機坪310的任意第一位置。
因此無人機充電系統100進一步包含推移裝置(未繪示)，以將無人機200由任意第一位置推移至充電位置。利用推移裝置將無人機200先沿著第一方向(例如X方向)推移至第二位置之後，推移裝置再將無人機200沿著第二方向(例如Y方向)推移至充電位置，請參考圖6，圖6為本發明一實施例無人機在停機表面上被推移至充電位置之示意圖。
附帶一提，充電站300是通過紅外線發射器350來確認無人機200目前位置以及判定是否抵達充電位置。在本發明一實施例中，控制單元380可進一步連接至推移裝置，基於紅外線發射器350回傳的無人機200的目前位置，控制推移裝置推移無人機200至充電位置。另外，充電位置為無人機200的至少兩個充電腳架220對應位在兩個開口310c內，且停放在保護蓋330的頂面332上。
接著如圖7A及圖7B所示，在確認無人機200位在充電位置時，控制單元380控制致動裝置340，使致動器342作動以帶動連桿344縮回，使得連接於連桿344的保護蓋330受到連桿344帶動而在支撐滑軌360上移動，且保護蓋330相對遠離充電板320，使充電板320由開口310c露出，並逐漸使充電板320由開口310c完全暴露出來。
此時，原本停放在保護蓋330的頂面332上的無人機200的充電腳架220因為保護蓋330的移開而落在充電板320上，因此充電站300透過充電板320接觸無人機200的充電腳架220以對無人機200進行充電，請參考圖8，圖8為本發明一實施例無人機透過充電板與充電腳架接觸以進行充電之示意圖。
在本實施例中，致動裝置340設置有兩個，且兩個致動器342驅動連桿344分別帶動各自相對應的保護蓋330在第一方向(例如X方向)上以相反的方向移動，例如X方向及-X方向。本發明不以此為限，使用者可依需求設計致動器342的數量、動連桿344帶動的方向或是開口的數量。
在如圖9所繪示的實施例中，致動裝置340可以僅設置一個，且保護蓋330’也可以僅設置一個，且此保護蓋330’足夠大以同時為在兩個開口310c內覆蓋住兩個充電板320。而當控制單元380(示於圖3)控制致動裝置340作動時，致動器342驅動連桿344帶動保護蓋330’沿著第二方向(例如為Y方向)的反向移動，以使保護蓋330’相對開口310c移動而使兩個充電板320自兩個開口310c露出。因應保護蓋330’的設置改變，其餘元件的相對設置方式也可能跟著改變。
值得一提的是，雖然本實施例的無人機200並不限於空中飛行的飛機，無人機200也可能是無人駕駛的自駕車輛。
綜上所述，本發明的無人機的充電站、充電系統及充電方法至少具有下列優點：
一、通過頂面具有吸光層的保護蓋遮蔽住充電板，可解決無人機降落過程中，因充電板反光干擾的問題，以發揮無人機24小時巡弋任務的特性。
二、吸光層設置在保護蓋的頂面，充電板上不需要另外塗佈導電漆，減少使用及重複噴塗導電漆的成本及人力。
三、無人機的充電腳架移入停機表面的開口中後，是待確認無人機位在充電位置後才將保護蓋相對充電板移開。因此，可解決無人機在置中對位行程中，因為充電腳架刮傷充電板而使得充電板阻抗增加使得充電效率下降的問題。換言之，相較於習知，可有效地維持充電板的充電效率。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100:無人機充電系統 200:無人機 210:紅外線接收器 220:充電腳架 300:充電站 310:停機坪 310a:停機表面 310b:底面 310c:開口 320:充電板 330、330’:保護蓋 332:頂面 340:致動裝置 342:致動器 344:連桿 350:紅外線發射器 360:支撐滑軌 370:吸光層 380:控制單元 X:方向 Y:方向
圖1為本發明一實施例之無人機充電系統的示意圖。 圖2為沿著圖1的A-A剖面線的示意圖。 圖3為圖1之無人機充電系統的電路示意圖。 圖4為本發明一實施例無人機在執行完巡弋任務後而欲降落在充電站之示意圖。 圖5為本發明一實施例無人機降落在停機坪的停機表面上的任意第一位置之示意圖。 圖6為本發明一實施例無人機在停機表面上被推移至充電位置之示意圖。 圖7A為本發明一實施例致動裝置帶動保護蓋相對充電板移動之示意圖。 圖7B為本發明一實施例充電板由開口暴露出來之示意圖。 圖8為本發明一實施例無人機透過充電板與充電腳架接觸以進行充電之示意圖。 圖9為本發明另一實施例之無人機充電系統的示意圖。
100:無人機充電系統
200:無人機
300:充電站
310:停機坪
310a:停機表面
310b:底面
320:充電板
330:保護蓋
340:致動裝置
342:致動器
344:連桿
350:紅外線發射器
360:支撐滑軌
370:吸光層
X:方向
Y:方向

Claims (18)

  1. 一種充電站，適於提供一無人機停放及進行充電，該充電站包括： 一停機坪，具有一停機表面以及一底面，其中該無人機適於停放在該停機表面，並且該停機表面具有至少二開口； 一對充電板，固定至該底面； 一對保護蓋，設置在該停機坪的該底面以及該一對充電板之間，其中該些保護蓋分別在該至少二開口遮蔽該些充電板；以及 至少一致動裝置，固定至該底面，並連接該些保護蓋， 當該無人機靜置在該停機表面上後，該至少一致動裝置帶動該些保護蓋相對該些充電板移動以暴露出該些充電板，使該無人機的至少兩個充電腳架接觸該些充電板以進行充電。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的充電站，其中該至少一致動裝置包括： 一致動器；以及 一連桿，連接在該致動器及該保護蓋之間。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的充電站，其中該致動器為馬達或氣壓缸。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的充電站，該充電站還包括兩對支撐滑軌，該兩對支撐滑軌固定至該底面，該兩對支撐滑軌分別對應支撐該些保護蓋。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的充電站，該充電站更包括一紅外線發射器，該紅外線發射器設置在該停機坪，並發出紅外線的光訊號以控制該無人機的降落。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的充電站，其中該紅外線發射器設置以確認該無人機的該至少兩個充電腳架位於該些開口內後，該保護蓋相對該些充電板移動以暴露出該些充電板。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的充電站，其中該些保護蓋朝向該停機表面的一頂面上具有一吸光層。
  8. 一種無人機充電系統，包括： 一無人機，具有一紅外線接收器；以及 一充電站，包括一停機坪、一對充電板、一對保護蓋、至少一致動裝置以及一紅外線發射器，該停機坪具有一停機表面以及一底面，並且該停機表面具有至少二開口，該一對充電板固定至該底面，該一對保護蓋設置在該停機坪的該底面以及該一對充電板之間，其中該些保護蓋分別在該至少二開口遮蔽該些充電板，該至少一致動裝置固定至該底面，並連接該些保護蓋，而該紅外線發射器設置在該停機坪， 其中當該無人機的該紅外線接收器接收該紅外線發射器所發出的光訊號後降落在該停機坪上，且在該無人機靜置在該停機表面上後，該至少一致動裝置帶動該些保護蓋相對該些充電板移動以暴露出該些充電板，使該無人機的至少兩個充電腳架接觸該些充電板以進行充電。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的無人機充電系統，其中該至少一致動裝置包括： 一致動器；以及 一連桿，連接在該致動器及該保護蓋之間。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的無人機充電系統，其中該致動器為馬達或氣壓缸。
  11. 如申請專利範圍第8項所述的無人機充電系統，其中該充電站還包括兩對支撐滑軌，固定至該底面，該兩對支撐滑軌分別對應支撐該些保護蓋。
  12. 如申請專利範圍第8項所述的無人機充電系統，其中該些保護蓋朝向該停機表面的一頂面上具有一吸光層。
  13. 如申請專利範圍第8項所述的無人機充電系統，還包括一控制單元，與該紅外線發射器及該至少一致動裝置電性連接，以控制該紅外線發射器發出紅外線的光訊號，且控制該至少一致動裝置作動。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的無人機充電系統，其中該控制單元透過該紅外線發射器以確認該無人機的該至少兩個充電腳架位於該些開口內後，該控制單元控制該保護蓋移動，以使該些充電板由該些開口露出。
  15. 一種無人機充電方法，適用於包括一無人機與一充電站的一無人機充電系統， 其中該無人機具有一紅外線接收器，並且該充電站包括具有至少二開口的一停機表面、一底面、固定至該底面的一對充電板、設置在該底面以及該一對充電板之間的一對保護蓋、固定至該底面並連接該些保護蓋的至少一致動裝置以及一紅外線發射器，該無人機充電方法包含： 該些保護蓋分別在該至少二開口遮蔽該些充電板； 該無人機，用以接收該紅外線發射器所發出的光訊號以降落在該停機表面上，其中該紅外線發射器設置於該充電站； 在該無人機靜置在該停機表面上後，該至少一致動裝置帶動該些保護蓋相對該些充電板移動以暴露出該些充電板； 該充電站透過該些充電板接觸該無人機的至少兩個充電腳架以對該無人機進行充電。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的無人機充電方法，其中還包括： 一控制單元連接該紅外線發射器及該至少一致動裝置電性連接，以控制該紅外線發射器發出紅外線的光訊號，且控制該至少一致動裝置帶動該些保護蓋相對該些充電板移動以暴露出該些充電板。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的無人機充電系統，其中該控制單元透過該紅外線發射器，以確認該無人機的該至少兩個充電腳架位於該些開口內後，該保護蓋使該些充電板由該些開口露出。
  18. 一種充電站，適於提供一無人機停放及進行充電，該充電站包括： 一停機坪，具有一停機表面以及一底面，並且該停機表面具有一開口； 一對充電板，固定至該底面； 一保護蓋，設置在該停機坪的該底面以及該一對充電板之間，其中該保護蓋在該開口遮蔽該些充電板；以及 至少一致動裝置，固定至該底面，並連接該保護蓋， 當該無人機靜置在該停機表面上後，該至少一致動裝置帶動該保護蓋移動以暴露出該些充電板，使該無人機的至少兩個充電腳架接觸該些充電板以進行充電。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11275951B2 (en) * 2018-08-22 2022-03-15 Connie Jordan Carmichael Surveillance drone with microbots
US11485516B2 (en) * 2019-06-18 2022-11-01 Lg Electronics Inc. Precise landing method of unmanned aerial robot using multi-pattern in unmanned aerial control system and apparatus therefor
US11548658B2 (en) * 2019-10-28 2023-01-10 Ford Global Technologies, Llc Vehicle moonroof systems for docking and cooling unmanned aerial vehicles
CN112510553B (zh) * 2020-11-16 2022-06-28 东北电力大学 一种机器人与无人机组合式变电站巡检智能系统
CN114355975B (zh) * 2021-12-30 2024-03-05 达闼机器人股份有限公司 飞行设备回巢的方法、系统、处理设备及介质
CN116395165B (zh) * 2023-06-08 2023-10-13 成都航空职业技术学院 一种中继保植无人机系统及其充电方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN205178593U (zh) * 2015-12-09 2016-04-20 长沙钛合电子设备有限公司 无人机充电平台
CN107980753A (zh) * 2017-12-10 2018-05-04 张红彬 一种智能化无人机农药喷洒装置

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH636566A5 (en) * 1979-02-02 1983-06-15 Waclaw Pelc Transfer and service installation for an airport
CN103640706B (zh) * 2013-12-03 2016-03-02 海丰通航科技有限公司 无人值守飞行器起降指挥和保障系统
CN106428614B (zh) * 2015-07-29 2020-11-03 孝感嘉瑞应用科技开发有限公司 一种无人飞行器智能回收平台
US10633115B2 (en) 2015-08-17 2020-04-28 Skyyfish, LLC Autonomous system for unmanned aerial vehicle landing, charging and takeoff
CN105391155B (zh) * 2015-12-07 2018-02-06 北京航空航天大学 一种无人机巡检基站
US10155586B2 (en) * 2015-12-29 2018-12-18 Facebook, Inc. Remotely supplied power for unmanned aerial vehicle
CN106005465B (zh) * 2016-06-28 2017-12-05 亳州沃野知识产权服务有限公司 一种电力侦查无人机停靠站用遮蔽装置
CN206437232U (zh) 2016-09-08 2017-08-25 厦门九星天翔航空科技有限公司 一种可充电定位的无人机停机坪
CN108016629B (zh) * 2016-10-31 2020-07-10 比亚迪股份有限公司 无人机起降平台
CN106542109A (zh) 2016-11-04 2017-03-29 上海云犀智能系统有限公司 一种无人机自主充电平台
CN206302214U (zh) * 2016-12-05 2017-07-04 南京航空航天大学 一种无人机无线充电站
KR101822386B1 (ko) * 2016-12-23 2018-01-26 주식회사 성우하이텍 드론의 무선 충전 시스템
DE112017007144T5 (de) * 2017-03-28 2019-11-28 Ford Global Technologies, Llc Kraftstofflieferung an ein fahrzeug
KR102466064B1 (ko) * 2017-12-04 2022-11-15 현대자동차주식회사 자율주행 자동차의 드론 도킹 구조 및 이를 이용한 배송 방법
US11912438B2 (en) * 2018-02-05 2024-02-27 H3 Dynamics Holdings Pte. Ltd. Landing platform with improved charging for unmanned vehicles
KR102273975B1 (ko) * 2018-07-20 2021-07-08 주식회사 아모센스 드론 스테이션
CN111483386A (zh) * 2019-01-28 2020-08-04 中光电智能机器人股份有限公司 监控系统、基地站及其控制方法
WO2021002521A1 (ko) * 2019-07-04 2021-01-07 엘지전자 주식회사 드론, 드론 스테이션 및 드론 스테이션을 이용한 드론 이륙 제어 방법
US11597515B2 (en) * 2019-08-19 2023-03-07 Epazz, Inc. Charging/re-charging drone assembly system and apparatus
US11873116B2 (en) * 2019-10-15 2024-01-16 Skydio, Inc. Automated docking of unmanned aerial vehicle
US11548658B2 (en) * 2019-10-28 2023-01-10 Ford Global Technologies, Llc Vehicle moonroof systems for docking and cooling unmanned aerial vehicles
CA3082217A1 (en) * 2020-06-03 2021-12-03 Skyyfish Llc Battery exchange and charging system for drones

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN205178593U (zh) * 2015-12-09 2016-04-20 长沙钛合电子设备有限公司 无人机充电平台
CN107980753A (zh) * 2017-12-10 2018-05-04 张红彬 一种智能化无人机农药喷洒装置

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