一种用于无人机充电的自动对准装置的制作方法

本发明属于无人机领域，涉及一种用于无人机充电的自动对准装置。

背景技术：

目前国内外电网巡线系统，森林防火与救援、消防监测与救援、城市及大型场馆管理、地质灾害监测与救援、铁路公路监测与疏通以及人员密集场所的管理等等都需要使用无人机，比如我国已经建成了六大跨省区的电网，输电线路总长度超过了115万千米，500kV及以上的输电线路已成为各区电网输电主力。我国的国土幅员辽阔，地形也相对复杂，丘陵较多、平原较少，加上气象条件的复杂多变，给跨区电网和超高压输电线路工程的建设带来一定难度，加上建成之后的维护与保养，仅仅依靠现有的检查手段和常规测试并不能满足高效快速的要求，也不能达到很好的效果。无人机技术的运用，能够很好的完成电力巡检和建设规划任务，然而无人机因为续航能力短，造成飞行半径小，目前多是通过人工干预实现更换电池或者给电池充电，这样做的效率低，成本高，同时也不能把人解放出来。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于无人机充电的自动对准装置，无需人工参与，实现无人机充电插头及充电插座的自动对准工作，自动给无人机充电的目的。

本发明采用的技术方案是：

本发明提供一种用于无人机充电的自动对准装置，包括充电插头机构、伸缩机构、摆动机构；其中摆动机构和伸缩机构分别调整充电插头机构不同方向上的运动；充电插头机构设有充电插头和浮动装置，充电插头设置在浮动装置上，所述浮动装置可根据充电插头与无人机上充电插座之间的间隙自动调整，实现自动对准。

伸缩机构和摆动机构通过连杆相连。

进一步，其中摆动机构调整的运动方向与伸缩机构调整的运动方向相互垂直。

进一步，浮动装置包括第一机架、第二机架、滑动板和弹性连接器，其中第二机架通过弹性连接器连接在第一机架上，滑动板通过弹性连接器连接在第二机架上，充电插头设置在滑动板上。

进一步，第二机架的四角分别通过四根拉簧与第一机架连接；滑动板的四角分别通过四根拉簧与第二机架连接。

进一步，摆动机构一端连接在无人机充电站上，另一端与伸缩机构的一端铰接；摆动机构包括连杆、步进电机、传动轴、联轴器、滚动轴承和固定板；通过固定板将摆动机构的一端连接在无人机充电站上，传动轴通过联轴器与步进电机连接，传动轴与连杆和滚动轴承连接，步进电机输出的转矩通过联轴器带动传动轴做旋转运动，从而带动连杆做翻转运动；伸缩机构包括包括电动推拉杆和安装板，其中充电插头机构设置在安装板上，电动推拉杆带动安装板及充电插头做伸缩运动。

作为本发明的另一种实施方式，无人机充电站也可以设置为充电插座，而将充电插头设置在无人机上，同样实现自动对准充电。

具体的，本发明提供一种用于无人机充电的自动对准装置，包括充电插座机构、伸缩机构、摆动机构；其中摆动机构和伸缩机构分别调整充电插座机构不同方向上的运动；充电插座机构设有充电插头和浮动装置，充电插座设置在浮动装置上，所述浮动装置可根据充电插座与无人机上充电插头之间的间隙自动调整，实现自动对准。

进一步，其中摆动机构调整的运动方向与伸缩机构调整的运动方向相互垂直。

进一步，浮动装置包括第一机架、第二机架、滑动板和弹性连接器，其中第二机架通过弹性连接器连接在第一机架上，滑动板通过弹性连接器连接在第二机架上，充电插座设置在滑动板上。

进一步，第二机架的四角分别通过四根拉簧与第一机架连接；滑动板的四角分别通过四根拉簧与第二机架连接。

进一步，摆动机构一端连接在无人机充电站上，另一端与伸缩机构的一端铰接；摆动机构包括连杆、步进电机、传动轴、联轴器、滚动轴承和固定板；通过固定板将摆动机构的一端连接在无人机充电站上，传动轴通过联轴器与步进电机连接，传动轴与连杆和滚动轴承连接，步进电机输出的转矩通过联轴器带动传动轴做旋转运动，从而带动连杆做翻转运动；伸缩机构包括包括电动推拉杆和安装板，其中充电插座机构设置在安装板上，电动推拉杆带动安装板及充电插座做伸缩运动。

本发明充电机构为接触式充电方式，设有充电插头和充电插座，充电插头和充电插座一个设在充电对准机构上，另一个设在无人机上，当充电插头和充电插座自动对准后，完成无人机自动充电工作。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的用于无人机充电的自动对准装置，设置充电插头机构，伸缩机构和摆动机构；充电插头通过安装板固定在充电对准机构上；伸缩机构和摆动机构通过连杆相连，并由安装底座固定在伺服滑台上。

本发明的充电对准机构可以在合适的地方配置，就不需要进行无人机返回进行人工更换电池或人工充电，从而实现无人机在任意地点任意时间进行停歇，自动充电补给，无需人工干预下达到长时间远距离的工作，摆脱了目前需要人工更换电池及人工充电的低效率高成本工作，最终最大化地提升无人机电网巡线能力，森林防火监测与救援能力、消防监测与救援能力、城市及大型场馆管理能力、地质灾害监测与救援能力、铁路公路监测与疏通以及人员密集场所的管理能力。

附图说明

图1是本发明实施例1中的无人机充电的自动对准装置机构示意图，其中自动摆动机构翻转至最高位置，自动伸缩机构调整至合适位置。

图2是图1无人机充电自动对准装置的侧视图。

图3是图1无人机充电自动对准装置的俯视图。

图4是本发明一个实施例中充电插头机构机构示意图。

图中：1、伸缩机构 2、摆动机构 3、充电插头机构 4、滚动轴承 5、固定板 6、传动轴 7、连杆 8、联轴器 9、步进电机 10、电动推拉杆 11、抱箍 12、销轴 13、安装板 14、第一机架 15、第二机架 16、弹簧 17、充电插头 18、滑动板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

本发明的无人机充电的自动对准装置主要设置在无人机充电站上。

图1是本发明一个实施例中无人机充电的自动对准装置的机构示意图，其中自动摆动机构翻转至最高位置，自动伸缩机构调整至合适位置，将充电插头与充电插座自动对准。

结合图1可知，本发明的无人机充电的自动对准装置包括：伸缩机构1，摆动机构2，充电插头机构3。伸缩机构1和摆动机构2通过连杆相连，并由固定板5固定在充电站的伺服滑台上。

伸缩机构1和摆动机构2通过连杆7及销轴相连，并用抱箍11固定。伸缩机构1和充电插头机构3通过13安装板及12销轴相连，并用螺栓固定。

伸缩机构1主要完成无人机充电的自动对准装置水平方向的运动。

摆动机构2主要完成无人机充电的自动对准装置垂直方向的运动。

充电插头机构3主要完成无人机充电的自动对准装置自动对准及充电工作。

图2是图1中无人机充电的自动对准装置的侧视图。

如图2所示，摆动机构包括：滚动轴承4，固定板5，传动轴6，连杆7，联轴器8，步进电机9；步进电机9输出的转矩通过联轴器8，传动轴6组成的传动系统转成为连杆7做从下向上的垂直运动，固定板5主要完成摆动机构的固定工作。

图3是图1中无人机充电的自动对准装置的俯视图。

如图3所示，伸缩机构包括电动推拉杆10，抱箍11，销轴12，安装板13；电动推拉杆10做水平运动完成自动伸缩工作，通过销轴12和摆动机构2相连，通过安装板13和充电插头机构3相连，并通过抱箍11将电动推拉杆10进行固定。

图4是充电插头机构的机构示意图，充电插头机构由充电插头和浮动装置组成。

如图4所示，充电插头机构包括第一机架14，第二机架15，弹簧16，充电插头17，滑动板18。第二机架15的四角分别通过四根弹簧16与第一机架14连接；滑动板18的四角分别通过四根弹簧16与第二机架15连接，充电插头17设置在滑动板18上。

本发明无人机充电的自动对准装置的工作原理如下：

首先，通过步进电机带动传动轴旋转，将连杆摆动至最高位置，再通过电动推拉杆进行伸缩运动，将充电插头运动至无人机充电插座处时，通过浮动装置进行对准调整，当充电插头与充电插座有间隙时，浮动装置上的滑动杆会因受力而自由移动，从而带动充电插头移动，直至充电插头和充电插座自动对准为止。

实施例2

本实施例的主要结构与实施例1相同，最主要的不同为本实施例中自动对准装置中为充电插座，而充电插头设置在无人机上。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术邻域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。