幅度，提高充电效率；当蓄电池电压接近最高值时，蓄电池极化 现象逐渐加大，采用大电流脉冲间歇性地对蓄电池进行充电使得电压迅速上升，从而消除 极化现象，为下个电流脉冲充电顺利进行创造条件，脉冲充电加大了充电电流，提高了充电 效率，达到了快速充电的效果。
【附图说明】
[0036] 图1为本发明的一种无人机快速充电系统的结构示意图；
[0037] 图2为本发明中接触电极组的结构示意图；
[0038] 图3为本发明中无人机支座的结构示意图；
[0039] 图4为图3中无人机支座的俯视结构示意图；
[0040] 图5为本发明中推杆的结构示意图；
[0041] 图6为本发明中回形图像的结构示意图；
[0042] 图7为本发明定位单元中无人机本体飞行姿态的各角度示意图；
[0043] 图8为本发明的充电方法的系统流程示意图。
[0044] 示意图中的标号说明：1、底座；101、回形图像；2、无人机本体；3、推杆；301、限位 槽；4、联轴器；5、步进电机；6、电机支座；7、支撑腿；8、无人机支座；801、顶部凸起。
【具体实施方式】
[0045] 为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。
[0046] 实施例1
[0047] 结合图1~图6,本实施例的一种无人机快速充电系统，主要由支撑模块、定位模 块、充电模块和电量检测模块等组成，其中，支撑模块用于辅助无人机本体2降落并支撑无 人机本体2 ;定位模块用于无人机本体2的返航定位，使无人机本体2降落至支撑模块上； 所述充电模块用于控制对无人机本体2的充电过程。
[0048]本实施例中的支撑模块包括底座1、无人机支座8和接触电极组，底座1为矩形体 结构，在底座1的四角设置有4个固定粧，即无人机支座8。该无人机支座8垂直底座1设 置，且无人机支座8的排列方式与无人机本体2的旋翼支架的设置方式相对应，即无人机支 座8的间隔距离及间隔角度与旋翼支架的长度及间隔角度相对应，本实施例中的无人机本 体2为四旋翼飞行器，因此在底座1上设置有4个无人机支座8,使每个无人机支座8对应 一个旋翼支架，起到支撑作用。
[0049] 参看图3、图4,为了便于无人机本体2的降落，并使其能够恰好降落在底座1的中 心位置，采用的无人机支座8为圆柱形，在无人机支座8上开设长度方向的V形槽，该V形 槽的开口角度的范围可以为80~150°，且V形槽开口朝向底座1的中心。当无人机本体 2降落时，该V形槽可避免旋翼支架与无人机支座8发生干涉而影响降落的平稳性，V形槽 开口角度可根据所使用的旋翼支架的大小或者电机底部的大小进行设定，本实施例中选用 120°。此外，在无人机支座8的中心开设有圆孔，该圆孔与V形槽连通，在圆孔中设置有红 外线感应器，该红外线感应器用于在无人机本体2降落时进行距离测定，以辅助无人机本 体2降落。无人机支座8上端为顶部凸起801，该顶部凸起801的两侧面为倾斜面，且内侧 倾斜面的倾斜角较大。顶部凸起801的内侧斜面围成倒锥形的腔体，以放置旋翼电机，使其 恰好能够位于无人机支座8的中心，故无人机本体2能够准确降落在底座1的中心位置。如 若旋翼电机较小，无法与内侧斜面接触支撑整个机体，则由顶部凸起801的顶部楞提供支 撑力，在无人机本体2降落后，顶部凸起801与旋翼支架呈弧形线接触，保证了无人机本体 2的稳定性。
[0050] 本实施例中的接触电极组两两对称排布在底座1上，由于采用四旋翼飞行器，在 底座1上设置有4个接触电极组，充电时，接触电极组的电极接头与无人机本体2的蓄电池 接口电连接。该接触电极组与无人机支座8间隔设置，以便能够在无人机本体2的四面同 时充电，提高充电效率。
[0051] 参看图2,上述的接触电极组包括推杆3、支撑腿7和步进电机5,步进电机5通过 电机支座6固定在底座1上；所述推杆3 -端通过联轴器4与步进电机5的驱动轴相连，推 杆3另一端设置有电极接头，则在步进电机5工作时，把旋转运动转化为直线运动，使推杆3 伸出或退回。在无人机本体2的蓄电池接口上设置有对应的弹簧电极片，当推杆3伸出后， 电极接头与弹簧电极片接触，使充电模块与蓄电池电连接，可进行后续充电。此外，为了保 证电极接头与弹簧电极片接触良好，在弹簧电极片上连接有压力传感器，当压力传感器所 感应到的推杆3施加的压力达到预设值时，触发步进电机5停止，完成充电前的准备工作。 因为接触电极组两两对称排布，因而推杆3施加到无人机本体2上的力相互抵消，不会使无 人机本体2偏离中心位置，无需人工监控调整，设计合理。
[0052] 参看图5,在推杆3下侧设置有限位槽301，在限位槽301两端设置有限位开关，该 限位开关与步进电机5电连接，触碰到限位开关后，步进电机5停止工作。本实施例中选用 支撑腿7与限位槽301配合使用，支撑腿7 -端与底座1固定连接，支撑腿7另一端伸入限 位槽301内，当推杆3运动时，支撑腿7相对地在限位槽301内滑动，用于限制推杆3伸退长 度。即在充电时，推杆3伸出，主要由压力传感器控制步进电机5停止工作，一旦压力传感 器失效，限位开关可形成二次保护，防止推杆3过度伸出；在充电完成后，步进电机5反转， 推杆3触碰到限位槽301内靠近电极接头一侧的限位开关，步进电机5停止工作。故该结 构设计既能防止推杆3过度伸出，又能在充电完成后自动停机，充分体现了该充电系统的 自主性和安全性能。此外，支撑腿7还能提高推杆3的结构强度，防止推杆3因自身重力下 垂，使其与弹簧电极片准确接触。
[0053] 本实施例中的电量检测模块设置在无人机本体2上，用于检测蓄电池的电量状 况。与该电量检测模块相连有显示屏，该显示屏可实时输出电量信息。充电模块包括主控 制器、反击变换器和充电器，主控制器通过电量检测模块获得电量状况、充电器的实时输入 电压和蓄电池的实时电压，计算出控制反激变换器主开关导通时间的占空比，输出相应占 空比的PWM波，实现对充电过程的控制。
[0054] 本实施例的定位模块包括定位单元、摄像单元、测距单元和控制单元，所述定位单 元为超声波定位，在底座1中心设置有超声波传感器，该定位单元根据接收到的超声波信 号获得无人机本体2的位置及飞行姿态，以控制无人机本体2的返航路线。
[0055] 所述摄像单元用于采集底座1上的图像信息，本实施例中底座1上的图像为回形 图像101，如图6所示，采用回形图像101便于近距离识别定位及调整姿态，以便准确降落为 充电做准备。另外，在降落过程中可保持无人机本体2垂直降落，以保证电极接头与弹簧电 极片能够顺利的对准连接。
[0056] 本实施例中的测距单元用于获得无人机本体2的高度信息，具体地，该测距单元 为红外线测距，在无人机本体2的旋翼支架上设置有红外线发射器，无人机支座8的中心孔 中设有红外线感应器，当无人机本体2位于底座1正上方时，控制单元根据无人机本体2与 底座1间的距离调整降落速度，降落过程中能够保持稳定的飞行姿态，进一步提高了降落 的准确度。
[0057] 参看图8,本实施例中的一种无人机快速充电系统的充电方法，其充电过程为：
[0058] 步骤一、定位单元发出超声波定位信号获得无人机本体2的位置信息和飞行姿 态，经过控制单元的调整控制使无人机本体2返航至底座1上方；
[0059] 在底座1上建立有世界坐标系，定位单元以该世界坐标系获得无人机本体2的位 置信息和飞行姿态。首先选取Xc轴正向为理想航向，无人机本体2的偏航角为摄像机坐标 系中的Xc轴在世界坐标系像平面Sw上的投影与其Xc轴之间的夹角，且规定顺时针方向为 正，同样地，无人机本体2的俯仰角为巾，滚转角为0，如图7所示。根据偏航角的定义，由 两点坐标可得：
[0060]
[0061] (X1/e，Y1/e)为定位单元获得的第一个选取点的坐标；
[0062] (X3/e，Y3/。）为定位单元获得的第三个选取点的坐标；
[0063] 在摄像机坐标系中，像平面法向量卩值为（cosa，cos 0，cos 丫），在世界坐标 系下，其值为（〇, 〇, 1)，由旋转变换可得：
[0064] (0 0l)T=Rcw(cosacos0cosy)T
[0065] 易知：
[0066]
[0067]
[0068]
[0069] 由于cosa，cos|3，cosy和偏航角步已知，即可由上式求得俯仰角及翻滚角的解 析式：
[0070]
[0071] 由此可获得无人机本体2的飞行姿态，并通过控制单元不断调整，使其返航至底 座1上方。
[0072] 步骤二、经过步骤一后，无人机本体2距离底座1位置较近，