空中无人机充电站装置的制作方法

本实用新型涉及无人机技术领域，尤其是涉及一种能够进行无线智能充电，具备避风遮雨功能的空中无人机充电站装置。

背景技术：

近几年，无人机在电力系统的应用从无到有，并越来越广泛，涵盖了电网建设放线、输电线路巡检及电网故障处置。现有技术中，巡线无人机需要人工遥控，其飞行距离和作业时间都受电量的限制，当电量低于一半时，就不得不中断作业，并返回室内进行有线充电，这样不仅使作业受到很大限制，且不利于作业的正常进行，如果低于一半的电量时，无人机继续工作，很容易导致在返回途中，无人机电量耗尽，将坠毁在返回途中，导致资源的浪费，给无人机的使用带来一定麻烦。

技术实现要素：

本实用新型为了克服现有技术中无人机充电场所及充电方式固定的不足，提出了一种能够进行无线智能充电，具备避风遮雨功能的空中无人机充电站装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种空中无人机充电站装置，包括总控制器、设有电压互感器的电源箱、停靠基座、无线充电模块、天线、位置模块和安全模块；所述总控制器分别与电压互感器、无线充电模块、天线、位置模块和安全模块电连接，所述天线与位置装置电连接，所述无线充电模块位于停靠基座内，位置模块位于停靠基座的中部。

本实用新型利用无线充电模块实现了空中无人机的无线充电，保证了无人机的高效运行，提高工作效率，充电站装置外部设置安全罩，有效保护充电站不受自然环境的影响。

作为优选，无线充电模块包括供电电源电路、发射电路、接收转换电路和充电电路，供电电源电路和发射电路电连接，接收转换电路和充电电路电连接，发射电路和接收转换电路无线连接。。

作为优选，发射电路包括有源晶振U4、电容C5、电容C6、电容C7、电阻R3、电阻R5、三极管Q1和电感线圈L1；有源晶振的第1管脚与供电电源电路电连接，有源晶振的第2管脚与电容C5的一端电连接，电容C5的另一端分别与三极管Q1的基极和电阻R3的一端电连接，电阻R3的另一端分别与电容C7的一端和电感线圈L1电连接，电容C7的另一端分别与电感线圈L1和三极管Q1的集电极电连接，三极管Q1的发射极分别与电阻R5的一端和电容C6的一端电连接，电阻R5的另一端和电容C6的另一端和有源晶振的第4管脚均接地，有源晶振的第3管脚悬空。

作为优选，接收转换电路包括电容C8、桥式整流器D5、电容C9、电容C10和电感线圈L2；电容C8的一端与电感线圈L2电连接，电容C8的另一端与桥式整流器D5的第1管脚电连接，电感线圈L2与桥式整流器D5的第3管脚电连接，桥式整流器D5的第2管脚分别与电容C9的一端和电容C10的一端电连接，桥式整流器D5的第4管脚分别与电容C9的另一端和电容C10的另一端电连接。

作为优选，充电电路包括电阻R6、电阻R1、电阻R2、开关K、发光二极管D6和发光二极管D7；电阻R6的一端与发光二极管D6的正极电连接，发光二极管D6的负极分别与电阻R2的一端和开关K电连接，电阻R2的另一端分别与电阻R1的一端和开关K电连接，电阻R1的另一端与发光二极管D7的负极电连接，发光二极管D7的正极与电阻R6的另一端电连接。

作为优选，停靠基座包括方形平台和设于方形平台下表面上的上端开口的筒体；总控制器和电源箱位于筒体内，天线位于筒体外表面。

作为优选，安全模块包括安全罩轨道和安全罩，安全罩轨道与停靠基座通过条形连接件连接。

作为优选，位置模块为GPS定位仪，GPS定位仪与天线电连接。

因此，本实用新型具有如下有益效果：（1）通过总控制器控制无线充电模块工作，实现了无人机的无线智能充电，保证无人机的正常运行，提高工作效率；（2）充电站装置外部设置安全罩，有效保护无人机及充电站装置不受自然环境的影响，延长无人机及充电站装置的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型的一种正视图；

图2是本实用新型的一种俯视图；

图3是本实用新型的供电电源电路的一种电路图；

图4是本实用新型的发射电路的一种电路图；

图5是本实用新型的接收转换电路的一种电路图；

图6是本实用新型的充电电路的一种电路图。

图中：无人机1、总控制器2、电源箱3、停靠基座4、无线充电模块5、天线6、位置模块7、安全模块8、方形平台41、筒体42、供电电源电路51、发射电路52、接收转换电路53、充电电路54、安全罩轨道81、安全罩82、条形连接件83。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步描述：

如图1所示的实施例是一种空中无人机充电站装置，包括总控制器2、设有电压互感器的电源箱3、停靠基座4、无线充电模块5、天线6、位置模块7和安全模块8，停靠基座包括方形平台41和设于方形平台下表面上的上端开口的筒体42；总控制器和电源箱位于筒体内，天线位于筒体外表面，位置模块为GPS定位仪；总控制器分别与电压互感器、无线充电模块、天线、位置模块和安全模块电连接，天线与GPS定位仪电连接，无线充电模块位于停靠基座内，位置模块位于停靠基座的中部。

如图2所示，安全模块包括安全罩轨道81和安全罩82，安全罩轨道与停靠基座通过条形连接件83连接。

其中，无线充电模块包括供电电源电路51、发射电路52、接收转换电路53和充电电路54，供电电源电路和发射电路电连接，接收转换电路和充电电路电连接，发射电路和接收转换电路无线连接。。

如图3所示，本实用新型采用交流电进行供电，交流电经过变压器T1变压，降低电压后，再通过桥式整流电路D1将交流电转换成直流电，经电容C1和电容C2滤波，滤除电路中的少量交流成分，再通过稳压芯片7812和稳压芯片7805稳压后得到5V电流传输给发射电路。

如图4所示，发射电路包括有源晶振U4、电容C5、电容C6、电容C7、电阻R3、电阻R5、三极管Q1和电感线圈L1；有源晶振的第1管脚与供电电源电路电连接，有源晶振的第2管脚与电容C5的一端电连接，电容C5的另一端分别与三极管Q1的基极和电阻R3的一端电连接，电阻R3的另一端分别与电容C7的一端和电感线圈L1电连接，电容C7的另一端分别与电感线圈L1和三极管Q1的集电极电连接，三极管Q1的发射极分别与电阻R5的一端和电容C6的一端电连接，电阻R5的另一端和电容C6的另一端和有源晶振的第4管脚均接地，有源晶振的第3管脚悬空。

有源晶振U4输出的方波，通过二阶低通滤波器滤除高次谐波后，得到稳定的正弦波输出，经过三极管Q1及其外围电路组成的丙类功率放大电路后输出至由电感线圈L1与电容C7组成的并联谐振回路中，通过并联谐振回路辐射出去，为接收端部分提供能量。

如图5所示，接收转换电路包括电容C8、桥式整流器D5、电容C9、电容C10和电感线圈L2；电容C8的一端与电感线圈L2电连接，电容C8的另一端与桥式整流器D5的第1管脚电连接，电感线圈L2与桥式整流器D5的第3管脚电连接，桥式整流器D5的第2管脚分别与电容C9的一端和电容C10的一端电连接，桥式整流器D5的第4管脚分别与电容C9的另一端和电容C10的另一端电连接。

电感线圈L2感应得到振荡电压，经桥式整流器D5和电容C8滤波后得到直流电，作为充电电路部分的电源。

如图6所示，充电电路包括电阻R6、电阻R1、电阻R2、开关K、发光二极管D6和发光二极管D7；电阻R6的一端与发光二极管D6的正极电连接，发光二极管D6的负极分别与电阻R2的一端和开关K电连接，电阻R2的另一端分别与电阻R1的一端和开关K电连接，电阻R1的另一端与发光二极管D7的负极电连接，发光二极管D7的正极与电阻R6的另一端电连接。

利用开关K改变负载电阻（R=R1或R=R2）的大小调节充电的快慢，同时在需要充电的装置前并联贴片发光二极管D17，实现充电完成指示功能。

空中无人机的充电过程：

如图1所示的无人机1在飞行过程中检测到自身电量不足后，在充电站数据库中寻找距离自己最近的充电站的GPS坐标位置；当无人机到达充电站后，不断调整自身的飞行状态及位置，安全平稳的降落在充电站的停靠基座上；停靠基座内的无线充电模块对无人机进行充电，开始充电的同时，安全罩打开，将无人机包裹在充电站中，保护无人机及充电装置不受外界环境的影响；充电完成后，安全罩回落到安全罩轨道内，无人机继续按原来的航线飞行，完成任务。

应理解，本实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。