用于充电及容载垂直起降无人飞行机的设备及其方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于充电及容载垂直起降无人飞行机的设备及其方法，特别是， 涉及一种不仅是在停留场被固定的场所，在具机动性的移动状态下也可具充电及容载功能 的用于垂直起降无人飞行机的充电及容载设备及其方法。
【背景技术】
[0002] 目前，没有一种移动式停留场可使垂直起降的无人飞行机自动起飞和降落并进行 充电及容载。
【发明内容】
[0003] 技术课题
[0004] 本发明的目的在于，提供一种用于充电及容载垂直起降无人飞行机的设备及其方 法，可使多个垂直起降的无人飞行机自动起飞和降落并进行充电及容载。
[0005] 本发明的另一个目的在于，提供一种用于充电及容载垂直起降无人飞行机的设备 及其方法，来移动式地实现飞行机的充电及容载，缩短飞行机的活动半径，减少飞行机的移 动时间。
[0006] 本发明的又另一个目的在于，提供一种用于充电及容载垂直起降无人飞行机的设 备及其方法，实现多个飞行机的自动容载及充电，减少人力消耗，运作更多的飞行机。
[0007] 技术方案
[0008] 根据本发明的用于充电及容载垂直起降无人飞行机的设备及方法，可包括：收容 飞行机的装置；降落单元，配置在所述装置的外侧，用于飞行机降落；容载单元，将飞行机 容载或充电并进行状态数据监测；传感器单元，使飞行机与所述装置通信，从而进行降落。
[0009] 传感器单元，包括以下中的至少一个：相位阵列天线、红外线灯、激光雷达 (Lidar)、视觉传感器（VisionSensor)、声纳（Sonar)、警示灯（Beacon)、全球定位系统GPS 或差分全球定位系统DGPS、LED/IR发光阵列灯。为了与飞行机通信可在降落单元安装全 向天线或用于卫星通信的反射器天线、跟踪飞行机的相位阵列天线、DGPS天线。在此，相位 阵列天线的内部可配置激光雷达（Lidar)，激光雷达上下移动来实现周边环境的3D立体地 图，从而提供降落的信息，未使用时被插入相位阵列天线中。
[0010] 此外，移动式装置具备：移动式集装箱，用来收容多个飞行机；上部降落单元，位 于集装箱上端，具备相位阵列雷达或激光雷达；侧部降落单元，位于集装箱侧面，具备降落 地；后部降落单元，位于集装箱后面，具备降落地，且侧部降落单元或后部降落单元具开闭 功能，当侧部降落单元或后部降落单元关闭时，降落地中收容的飞行机被收容至集装箱的 内部。
[0011] 降落地进一步包括固定器单元，用来与飞行机机械地结合。固定器单元中配置有 挂钩，挂钩被插入结合至飞行机内。降落地的外表面配备有电源提供单元，可提供电源。此 夕卜，飞行机的充电，是利用太阳热或集装箱自身引擎所生产的电力，或是外部电力来进行充 电。
[0012] 装置的一侧具备轴，降落单元可以是以轴为中心水平方向地左右移动，从而以水 平方向往所述装置的外部展开的结构，以及降落单元以抽屉形式的垂直方向位于不同的位 置，被水平地展开的结构。
[0013] 此外，固定式容载及充电装置包括：将多个飞行机置位的塔台；多个展开式降落 单元，以水平方向展开；电桥，使展开式降落单元往塔台的外侧展开；机械手，位于塔台的 一侧，使飞行机移动至容载单元；和升降机，配置在塔台内，使机械手水平或垂直移动。
[0014] 展开式降落单元，不是全部以相同的位置展开，而是分别具有相位差地被展开。该 设备进一步包括维修室，位于塔台的内部，用户可直接维护飞行机，或是在飞行机异常时进 行保修。
[0015] 此外，用于充电及容载垂直起降无人飞行机的方法，可包括以下步骤：识别飞行机 来获取飞行机的位置信息；将飞行机引导至装置侧；降落单元接收到飞行机的位置信息后 展开；飞行机降落在降落单元中；容载飞行机并进行充电，来监测状态数据。飞行机降落的 步骤，包括激光雷达、视觉传感器（VisionSensor)、声纳（Sonar)、警示灯（Beacon)、GPS或 DGPS、LED/IR发光阵列灯。
[0016] 将飞行机引导至装置侧的步骤，包括：全向天线或用于卫星通信的反射器天线、 可跟踪多个飞行机的相位阵列天线、GPS或DGPS天线、红外线灯、激光雷达、视觉传感器 (VisionSensor)、声纳（Sonar)、警不灯（Beacon)、GPS或DGPS、LED/IR发光阵列灯。
[0017] 飞行机降落的步骤，是考虑所述飞行机之间的冲突回避，计算最佳路径，将使用路 径传送给各飞行机，直到飞行机降落至降落单元。识别飞行机来获取飞行机的位置信息的 步骤或将飞行机引导至所述装置侧的步骤，是利用飞行机内置的GPS或DGPS，获取飞行机 的位置信息来决定降落路径，并利用飞行机内置的惯性测量单元（InertialMeasurement Unit)、姿态航向基准系统AHRS(AttitudeHeadingReferenceSystem)接收姿势、航向角 等信息，从而接收飞行机的位置信息，来决定飞行机的能动控制及降落地路径。
[0018] 该装置，可将多个飞行机容载及充电，并可移动车辆，因此，可缩短飞行机的移动 时间。此外，可将多个飞行机配置在装置内，因此，可提高空间使用度，增加充电及容载的效 率。
[0019] 技术效果
[0020] 根据本发明，可容载多个飞行机并充电，同时进行移动，从而减少了飞行机的移动 时间，因此，可增加运作的效率性。
[0021] 此外，由于可配置多个飞行机，因此，可提高空间使用度。
[0022] 此外，由于可使多个飞行机自动容载及充电，因此，可减少人力消耗，从而可运作 更多的飞行机。
【附图说明】
[0023] 图1是移动式充电及容载装置的立体图。
[0024] 图2是外壁展开式打开的移动式充电及容载装置的示意图。
[0025] 图3是图2的另一个实施例，降落单元以抽屉形式打开的抽屉型移动式充电及容 载装置的结构图。
[0026] 图4是图2的另一个实施例，降落单元以铰链（hinge)形式打开的铰链型移动式 充电及容载装置的结构图。
[0027] 图5是示出上部降落单元的运作过程的示意图。
[0028] 图6是降落地中配置的固定器单元的详细示图。
[0029] 图7是图6的另一个实施例，第二固定器单元的结构图。
[0030] 图8是图6的另一个实施例，第三固定器单元的结构图。
[0031] 图9是示出移动式装置的充电及容载方法的流程图。
[0032] 图10是引导远距离的飞行机降落在降落地中的顺序图。
[0033]图11是塔台型充电及容载装置的整体结构图。
[0034] 图12是根据本发明的塔台型充电及容载装置的内部结构图。
[0035] 图13是示出使无人飞行机降落在容载单元的示意图。
[0036] 图14是示出塔台型充电及容载装置的各层配置的结构图。
【具体实施方式】
[0037] 根据图1至图9,移动式充电及容载装置是一种可进行容载和充电的移动式停留 站，使具充电及容载功能的集装箱移动，同时使飞行机自动地起飞和降落。
[0038] 图1是移动式充电及容载装置100的立体图。图2是外壁展开形式打开的移动式 充电及容载装置的示意图。以下，参照附图进行说明。集装箱上部和侧面以及后面配置有 降落单元。降落单元可由集装箱上端的上部降落单元10、侧面的侧部降落单元20、后面的 后部降落单元73构成。集装箱上端的上部降落单元10可由上部降落地12、开闭单元11、 固定器单元23构成，飞行机降落在上部降落地12中配置的固定器单元23中并被容载及充 电，并使飞行机50可在上部降落地中上下移动。飞行机50起飞时，由于上部降落地12向 上移动从而开闭单元11打开，相反，在容载飞行机时，收容飞行机50的上部降落地向下移 动从而开闭单元11关闭，因此可将多个飞行机50容载进行充电。
[0039] 用于将飞行机50容载或充电的固定器单元23可由椭圆形或圆形来构成，其两侧 配置有挂钩24来固定飞行机从而可进行充电及容载。
[0040] 集装箱上部安装的大型LED/IR发光阵列灯31用于在远距离上空识别降落单元， 来引导控制飞行机。
[0041] 集装箱侧面的侧部降落单元20能够以集装箱车辆的侧面门因铰链等被收起或是 关闭的展开单元70被打开的方式来构成，当与地面成90度角时，侧部降落单元20被关闭， 当为〇度角时，则打开侧部降落单元20。