本发明涉及无人机充电技术领域，具体设计一种基于数据传输基站的无人机停泊充电平台。
背景技术：
无线通信技术快速发展，从2g到3g，再到4g，伴随而来的是无线通信基站的更新换代。升级通信带宽需要增加基站密度，基站的形式也从几十米高、数十吨重的钢结构塔，演变为十几米高的杆体。5g通信技术要求基站密度增加到每30至50米一个，因此铺设5g基站对于拥挤的城市空间是巨大的挑战。
路灯是城市内和公共道路上最为普遍的杆体。早在数年前，智慧路灯的概念就已出现，主要体现在：增加节电照明的功能，加装led屏幕展示信息的功能，以及加装摄像头监控的功能。随着4g和物联网技术的发展，最新的智慧路灯可以通过4g、lpwan和光纤等方式直接连接网络。近两年，智慧灯杆加载了更多功能，包括：蓝牙和wifi模块、天气传感器、声音传感器、应急救援电话和汽车充电桩等功能。
在5g时代，为了整合城市公共资源，智慧路灯将是承载5g通信设备的主要载体。5g通信设备不仅仅是支持手机的连接，更是连接数在百万级的物联网设备。智慧路灯和智慧5g通信基站的界限将变得模糊，而传统路灯最基本的照明功能将被淡化。本文用“数据传输基站”表示所有具有数据传输功能的支撑体，包括通信基站、路灯灯杆、智能路灯灯杆、铁塔、钢结构杆体、仿生树或其他具有相似功能的建筑物。
多轴旋翼无人机(本文用“无人机”简写)的续航问题一直是困扰行业的重大难题。许多专利涉及无人机充电平台和基站、无人机起降、更换电池、有线和无线充电。但是绝大多数无人机充电平台和基站只针对地面降落，而没有考虑到将平台放置于高处的设计和解决防风降落的问题。
将无人机充电平台和基站放置于地面存在弊端，主要体现在：充电平台和基站占据地表面积，不适合在城市和缺少平地的空间安置；充电平台和基站容易受到人为和地表动植物的破坏，如果无人机长期无人监护，则需要更大更复杂的基站外壳保护；保护外壳占据的空间远大于无人机的体积，而且产品成本显著增加。
本发明将无人机平台设置在数据传输基站上，可以节约地表面积，提供更宽阔的起降空间。平台有防风降落设计，在无人机降落后将其对中固定，并为停泊的无人机充电。基于数据传输基站的无人机停泊充电平台本身能够容忍一定恶劣天气不受损坏。无人机运营如遇恶劣天气，可以到平台躲避，做到全天候无人现场监护的运营。
技术实现要素：
为了有效解决上述问题，本发明提供
本发明的技术方案如下：
一种基于数据传输基站的无人机停泊充电平台，包括：支撑体，设置于所述支撑体上的数据传输基站设备和设置于所述支撑体顶部的无人机平台；
所述无人机平台包括：支撑台、设置于所述支撑台上用于无人机识别的定位源、将无人机推至充电位置的对中固定装置、给无人机充电的充电装置和中控装置。
进一步的，所述定位源包括：beacon定位模块和定位标识，所述beacon定位模块设置在所述支撑台内部或表面，所述定位标识绘制在所述支撑台表面。
进一步的，所述对中固定装置包括：第一推杆和第二推杆，两组所述第一推杆以支撑台中心为对称中心对称设置在所述支撑台上，两组所述第二推杆以支撑台中心为对称中心并与两组第一推杆间隔90度对称设置在所述支撑台上。
进一步的，所述第一推杆包括：卡钳、第一连杆、第一压力感应器开关和第一驱动单元，所述第一连杆一端与所述卡钳连接，所述第一连杆另一端与所述第一驱动单元连接，所述卡钳面向所述支撑台中心一侧设置有固定无人机支腿的槽口，所述槽口的高度由卡钳向支撑台中心方向逐渐增大，即可以理解为槽口开口逐渐增大，可适应不同尺寸的无人机支腿，所述槽口内设置所述第一压力感应器开关。
进一步的，所述第二推杆包括：推板、第二连杆、第二压力感应器开关和第二驱动单元，所述第二连杆一端与所述推板连接，推板高度高于支撑台平面，所述第二连杆另一端与所述第二驱动单元连接，所述推板靠近支撑台中心一侧设置所述第二压力感应器开关。
进一步的，所述充电装置包括一升降台、设置在升降台上的第一充电单元以及设置在升降台内部的第二充电单元，所述第一充电单元为接触式充电装置，具有与无人机连接的触点，所述第二充电单元为无线充电装置，具有无线充电线圈。
进一步的，所述中控装置包括单片机。
进一步的，还包括一设置在所述无人机平台上的防护装置，所述防护装置包括：分体护罩、滑轨和第三驱动单元，两个所述分体护罩分别设置在所述滑轨两侧，所述滑轨设置在所述支撑台上，所述分体护罩可在所述滑轨上滑动，所述分体护罩分别与一第三驱动单元连接。
进一步的，所述无人机平台外侧设置有挡风装置，所述挡风装置内具有一容纳所述无人机平台的容纳空间。
进一步的，所述定位标识包括：十字、箭头、二维码或者任何包含降落范围、降落中心和降落方向信息的图像或编码图形。
本发明的有益效果在于，将无人机停泊充电平台设置在数据传输基站上，可以节约地表面积。无人机在离地的平台起降过程中，不易和地面人群接触，螺旋桨不易伤到人，离地平台还可以提供更宽阔的起降空间。离地无人机平台可以避免人为和地表动植物的破坏，用更小更简单的外壳，低成本的做到无人监护。平台有防风降落设计，在无人机降落后将其对中固定，并为停泊的无人机充电。基于数据传输基站的无人机停泊充电平台本身能够容忍一定恶劣天气不受损坏。由于市面上多数的无人机是无法在恶劣天气飞行的，包括大风和降雨环境。无人机运营如遇恶劣天气，可以到平台躲避，做到全天候无人现场监护的运营。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明俯视示意图；
图3为本发明无人机平台放大图；
图4为本发明无人机停泊在无人机平台上的示意图；
图5为本发明实施例二结构示意图；
图6为本发明实施例三结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明，实施例中记载的前、后均以附图为准，仅用于明确位置关系，并不用于限定。
相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。
【实施例一】如图1所示，为本发明一个实施例的结构示意图，该实施例提供一种基于数据传输基站的无人机停泊充电平台，包括：支撑体1，设置于所述支撑体1上的数据传输基站设备2和设置于所述支撑体1顶部的无人机平台3，所述支撑体1可以为通信基站、路灯灯杆、智能路灯灯杆、铁塔、钢结构杆体、仿生树或其他具有相似功能的支撑体，所述数据传输基站设备2为通信基站设备,可以为现有的2g、3g、4g基站或即将普及的5g基站的设备。
如图1-3所示，所述无人机平台3包括：支撑台31、设置于所述支撑台31上用于无人机识别的定位源32、将无人机推至充电位置的对中固定装置33、给无人机充电的充电装置34和中控装置，所述中控装置通过线路与所述对中固定装置33、充电装置34连接。
所述支撑台31具有一让无人机停泊的支撑平面，所述支撑平面边长大于无人机轴距+2*无人机飞控精度，无人机降落时即便产生偏差，无人机支腿也可落在支撑平面上。
如图2所示，所述定位源32包括：beacon定位模块322和定位标识321，所述beacon定位模块322设置在所述支撑台31的表面或内部,无人机可以通过蓝牙或wifi技术与beacon定位模块通信，降落后推送信息给平台，所述定位标识321绘制在所述支撑台31表面，所述定位标识321可以为十字、箭头、二维码或者任何包含降落范围、降落中心和降落方向信息的图像或编码图形。飞行中的无人机通过gps定位知道自身所在的位置。同时无人机通过4g或5g网络的连接知道周围续航里程内停泊充电平台的占据状态。充电平台的gps位置是固定的，可以预先存储在无人机的地图上，但是充电平台的占据状态是变化的，这些信息通过4g或5g网络和无人机通信，由指挥中心规划每一台无人机的充电地点和时间。无人机确定需要充电后，指挥中心告知无人机需要飞往的平台id，通过gps和停泊充电平台上安放的beacon两种手段定位。这两套平行的定位系统，可以指引无人机飞抵充电平台上空，精度可以达到m级。飞抵平台上空后，无人机机载摄像头垂直俯视平台，通过拍摄平台定位标识，机载图像比对的算法引导飞控缓慢降落，图案引导的精确度可以达到1cm。
如图1-3所示，所述对中固定装置33包括：第一推杆331和第二推杆332，两组所述第一推杆331以支撑台31中心为对称中心对称设置在所述支撑台31上，所述第一推杆331包括：卡钳3311、第一连杆3312、第一压力感应器开关3313和第一驱动单元3314，所述第一连杆3312一端与所述卡钳3311连接，所述第一连杆3312另一端与所述第一驱动单元3314连接，所述卡钳3311面向所述支撑台31中心一侧设置有固定无人机支腿的槽口3315，所述槽口3315的高度由卡钳3311向支撑台31中心方向逐渐增大，即可以理解为槽口3315开口逐渐增大。大多数无人机支腿采用与地面平行的两个横杆及与无人机连接的两个或多个竖杆，降落后两个横杆接触地面且相互平行。所述卡钳3311开口逐渐增大，可适应不同尺寸的支腿横杆，并且槽口3315内设置有第一压力感应器开关3313，当第一推杆331推进过程中第一压力感应开关3313受到压力超过阈值，说明无人机已经对中，则停止推进，固定无人机。使用此设置无需更改现有大多数无人机的支腿结构，易于推广普及。所述槽口3315内设置所述第一压力感应器开关3313，所述第一驱动单元3314驱动所述第一连杆3312向支撑台31中心方向或反方向移动，从而带动所述卡钳3311向支撑台31中心方向或反方向移动，所述第一驱动单元3314可以为电动的滑台、平移装置或蜗杆齿条传动等所有可实现直线运动的驱动结构。
如图1-3所示，两组所述第二推杆332以支撑台31中心为对称中心并与两组第一推杆331间隔90度对称设置在所述支撑台31上，所述第二推杆332包括：推板3321、第二连杆3322、第二压力感应器开关3323和第二驱动单元3324，所述第二连杆3322一端与所述推板3321连接，所述推板3321可与支撑台31之间具有一定间距，即推板3321高度高于支撑台31平面，所述第二连杆3322另一端与所述第二驱动单元3324连接，所述推板3321靠近支撑台31中心一侧设置所述第二压力感应器开关3323，所述第二驱动单元3324驱动所述第二连杆3322向支撑台31中心方向或反方向移动，从而带动所述推板3321向支撑台31中心方向或反方向移动，所述第二驱动单元3324可以为电动的滑台、平移装置或蜗杆齿条传动等所有可实现直线运动的驱动结构。
如图2所示，所述充电装置34包括一升降台341、设置在升降台341上的第一充电单元以及设置在升降台341内部的第二充电单元，所述第一充电单元为现有的接触式充电装置，具有与无人机连接的触点，所述第二充电单元为现有的无线充电装置，具有无线充电线圈。消费级无人机一般采用接触式充电，专业级和工业级无人机一般采用无线充电，所述充电装置34兼容不同轴距的无人机和两种充电方式。
所述中控装置可以为现有成熟的数据处理单元，如单片机等，用于控制各元件正常运行。
如图4所示，无人机降落在平台上后，中控装置控制对中定位装置的第二推杆向中间推动，当无人机前后对中后，压力感应器开关关闭第二推杆的动力。然后第一推杆向中间，将无人机推到支撑台中心，然后充电装置对无人机进行充电。如果无人机降落偏差太大，或者朝向错误，平台通知无人机起飞后重新降落。
【实施例二】如图5所示，本实施例与上述实施例不同之处在于，还包括一设置在所述无人机平台3上的防护装置4，所述防护装置4包括：分体护罩41、滑轨42和第三驱动单元，两个所述分体护罩41分别设置在所述滑轨42两侧，所述滑轨42设置在所述支撑台31上，所述分体护罩41可在所述滑轨42上滑动，所述分体护罩41分别与一第三驱动单元连接，所述第三驱动单元可以为气压缸、液压缸或伺服电机等其他可提供动力的元件。设置护罩主要目的是为了防雨防鸟类。
【实施例三】如图6所示，本实施例与上述实施例一不同之处在于，所述无人机平台3外侧设置有挡风装置5，所述挡风装置5内具有一容纳所述无人机平台3的容纳空间，所述挡风装置5顶部可采用滑盖将挡风装置5顶部的开口封闭。该实施例用于在无人机尚未固定时防侧风。
本发明的有益效果在于，将无人机停泊充电平台设置在数据传输基站上，可以节约地表面积。无人机在离地的平台起降过程中，不易和地面人群接触，螺旋桨不易伤到人，离地平台还可以提供更宽阔的起降空间。离地无人机平台可以避免人为和地表动植物的破坏，用更小更简单的外壳，低成本的做到无人监护。平台有防风降落设计，在无人机降落后将其对中固定，并为停泊的无人机充电。基于数据传输基站的无人机停泊充电平台本身能够容忍一定恶劣天气不受损坏。由于市面上多数的无人机是无法在恶劣天气飞行的，包括大风和降雨环境。无人机运营如遇恶劣天气，可以到平台躲避，做到全天候无人现场监护的运营。