自动定位装置和自动定位系统的制作方法

本实用新型涉及自动定位领域，尤其涉及自动定位装置和自动定位系统。

背景技术：

随着充电技术的发展，无线充电技术已经日趋成熟，大到汽车、无人机，小到手机、手表，都可以实现无线充电。

对于手机等小物件的无线充电，将其放置在无线充电座上就可以实现充电，而对于汽车、无人机这类大型设备，如何实现无线充电时的定位，也就是设备端的线圈如何与充电端的线圈对齐，就成了一个亟待解决的问题。

对于电动汽车而言，还可以通过驾驶员的操作实现定位，例如在车底安装摄像头，将车底线圈和地端线圈的对位影响传送给驾驶员，使驾驶员自行对位。

而无人机等设备，如果都依靠操作人员手动充电就大大影响了其效率。并且，基于目前技术发展，无人机使用的领域也越来越广泛，从影响拍摄，到送货，再到农林业的农药喷洒，消防领域的救火救援等都有无人机的使用，如何实现无人机自动定位充电，是一个亟需解决的问题。

技术实现要素：

鉴于以上，本实用新型希望提供一种自动定位装置和自动定位系统，方便快捷的实现自动定位。

本实用新型的自动定位装置，包括：第一板、第二板、磁性金属导电球和控制器；其中，所述第一板具有基准点，在所述基准点外，具有多条沿直线设置的第一导电线路；所述第二板上形成导电部，所述导电部与所述第一导电线路相向设置；所述磁性金属导电球可移动地位于所述第一板和所述第二板之间，且能够导通所述第一导电线路和导电部；所述控制器联通所述第一导电线路和/或导电部，通过不同所述第一导电线路和导电部导通来判断定位需要调整的方向。

优选的，所述导电部为导电板。

优选的，所述导电部为与所述第一导电线路位置和分布对应的第二导电线路。

优选的，以所述基准点作为圆心，形成基准圆；所述第一导电线路沿所述基准圆的半径方向设置。

优选的，还包括第一通信器，与所述控制器电连接。

本实用新型的自动定位系统，包括：固定设备和移动设备；所述固定设备上具有定位磁铁；所述移动设备包括上述的自动定位装置；所述定位磁铁通过磁性驱动磁性金属导电球在所述第一板和所述第二板之间移动。

优选的，所述固定设备还包括第二通信器；所述定位磁铁为电磁铁，与所述第二通信器电连接，在所述第二通信器接收到定位指令时，电磁铁开始产生电磁力。

本实用新型的自动定位装置和自动定位系统，通过磁性金属导电球受到磁力吸引，在第一板和第二板之间移动，在不同的移动位置处能够联通不同的第一导电线路，也就是将第一导电线路和导电部联通，控制器通过联通关系可以进行定位时的方向调整。这样能够自动和方便的进行定位，无需人工操作。可以应用在无人机等移动设备的无线充电，应用范围广泛。

附图说明

图1为本实用新型自动定位装置的示意图；

图2为本实用新型自动定位装置的爆炸示意图；

图3为本实用新型自动定位装置中第一板的第一种结构示意图；

图4为本实用新型自动定位装置中第一板的第二种结构示意图；

图5为本实用新型自动定位装置中第一板的第三种结构示意图；

图6为本实用新型自动定位系统的示意图。

附图标记：

第一板1；第二板3；磁性金属导电球5；定位磁铁6；控制器7；第一导电线路11；第一通信器91；第二通信器92。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

本实用新型提供一种自动定位装置，以下简称“装置”，该装置包括第一板1、第二板3、磁性金属导电球5(以下简称导电球5或球5)和控制器7。该装置可以安装使用在多种设备上，例如安装在无人机上，可以实现无人机的自动定位，这些应用后续进行说明。

第一板1和第二板3相对设置，磁性金属导电球5可移动的夹在第一板1和第二板3之间。第一板1朝向第二板3的一面上具有基准点，在基准点外具有多条沿直线设置的第一导电线路11。基准点一般选在第一板1的中心位置。第二板3朝向第一板1的一面上形成导电部。也就是导电部与第一导电线路11相向。磁性金属导电球5在第一板1和第二板3之间，可以将不同的第一导电线路11与导电部导通。

控制器7联通第一导电线路和/或导电部，通过不同第一导电线路11和导电部导通来判断定位需要调整的方向。简单来说，控制器7可以获得哪个第一导电线路11和导电部导通，从而可以知晓磁性金属导电球5处于的位置，而导磁性金属导电球5偏移的方向就是调整的方向。一般该方向是基准点与磁性金属导电球5的连线方向。

在使用时，一般是向磁力机构定位，例如在应用于无人机时，在给无人机充电的单元上设置磁力机构，如磁铁，无人机带着上述装置靠近磁铁，磁性金属导电球5受到磁铁吸引偏移，从而导通对应位置的第一导电线路11和导电部，控制器7就发出对应的位移信号。该位移信号可以直接控制进行位置移动，也可以是给出位置移动的提示。例如用在无人机自动充电时，该信号就可以直接控制无人机移动。而例如用在汽车泊车辅助时，可以是给驾驶员移动的指示。

上述导电部可以是导电板，也可以使与第一导电线路11位置和分布对应的第二导电线路。

以基准点作为圆心，形成基准圆；第一导电线路11沿基准圆的半径方向设置。如果导电部是与第一导电线路11的位

置和分布相同，那么也应该是这样的设置方式。

可以参见图3到图5，示出了第一导电线路11的布置示意图。

在图3中示出的第一导电线路11呈发射状分布，他们的起点位于同一个圆环上。并且每条第一导电线路11都彼此没有交叉。也就是他们都沿着基准圆的半径方向设置，并且他们的端点都在基准圆上。基于这种设置方式，越靠近基准圆，第一导电线路11排布的就越密，越远则越稀疏。为了避免远离基准圆的位置没有第一导电线路11的分布，影响定位，就形成了如图4所示的排布方式，在远离基准圆的位置，插入额外的第一导电线路11。为了方便描述，我们将端点位于基准上第一导电线路11称为长线路，额外插入的第一导电线路11称为短线路，短线路夹在两个相邻的长线路之间，用于填补远离基准圆部分的空缺。根据需要，还可以在其他空缺的部分继续添加第一导电线路11，例如长线路和短线路之间的空隙，具体设置的数量，可以根据实际尺寸来进行设置。

除了图3和图4示出的两种排布方式，还可以是如图5所示，具有多段第一导电线路11——在基准圆的每条半径方向上，都有设置多条彼此第一导电线路11。在定位时，磁性金属导电球5会受到磁力的吸引，采用这种布置方式，可以通过磁性金属导电球5导通不同的第一导电线路11来判断距离目标点的位置。

例如导通的第一导电线路11是在一条半径方向上，最外侧的一条，说明距离较远，而如果是最内侧一条说明已经离目标很近。需要注意，在本申请的定位是指在小范围内的精确定位，而非大范围内的定位。以无人机充电来说，大范围定位时，无人机可以通过gps实现，这一步能让无人机找到充电器所在的大范围区域看，并能停靠在附近。本申请的小范围定位，是在充电器上如何找到精准的充电位置——中所周知，无线充电时，需要被充设备(无人机)的线圈与充电器的线圈对准，或者说是在合理的匹配范围内，否则无法充电或者充电效率低。可见，本申请的小范围定位就是为了能让无人机可以准确的将充电线圈对准。

由上述可知，实行本申请所要进行的定位时，磁性金属导电球5已经处在能被目标点的磁力吸引的范围内。

还有可能存在一种情况，就是使用如图5的布置方式时，由于距离较远，磁性金属导电球5对磁性金属导电球5的吸引力不够大，虽然距离还远，但是磁性金属导电球5可能并没有移动到最外侧，导通最外侧的第一导电线路11，这种情况有可能存在，但是并不影响本申请的定位，随着在对应方向上的移动，磁性金属导电球5可能会出现逐渐导通外侧的第一导电线路11(靠近目标点，磁力增强)，在逐渐向内侧导通(目标点已经经过外侧，向基准圆移动)。出现这种情况，就可判断是因为距离的影响。当然，一般不会出现这种特殊的情况，因为如上述，本申请的小范围定位，已经处于磁力吸引的范围内，并且本设备尺寸并不需要太大，磁性金属导电球5质量也较轻，因此，可以被磁力吸引，实现定位。

优选的，自动定位装置还包括第一通信器91，该第一通信器91可以用来和目标点的第二通信器92用来通信，在用于无线充电时，可以使充电器端做好充电准备。该第一通信器91可以和控制器7电连接，又控制器7控制工作。

本实用新型还公开一种自动定位系统，参见图6，包括：固定设备a和移动设备b；固定设备a上具有定位磁铁6；移动设备b包括上述自动定位装置；定位磁铁6通过磁性驱动磁性金属导电球5在第一板1和第二板3之间移动。自动定位装置设置在移动设备b上，以用来和固定设备a进行定位，他们的定位的目的可以是多种的，例如可以用来对移动设备b进行停放，也可以是对移动设备b进行充电等。

图6中固定设备a以充电座示出，该充电座的设置位置不做限制，例如可以设置在地面，在一些实施例中，还可以设置在路灯或电线杆的顶部，以为无人机进行充电。移动设备b以无人机示出。

以图6为示例进行说明，无人机通过其安装的自动定位设备，实现和充电座的定位，以进行无线充电。图6中还示出了固定设备a上的充电线圈a1，以及移动设备b上的受电线圈b1，这是实现无线充电的必要结构，当然还有其他无线充电的相关零部件，本申请不做赘述。充电座的面积一般都大于有效充电面积。

固定设备a还包括第二通信器92；定位磁铁6为电磁铁，与第二通信器92电连接，在第二通信器92接收到定位指令时，电磁铁开始产生电磁力。

以一个例子进行说明，无人机需要进行充电时，首先要通过如gps等设备，进行大范围的定位，以移动并降落在充电座上，之后再通过自动定位系统进行小范围的定位，也就时让受电线圈b1和充电线圈a1对齐，或者说让二者处于匹配的位置，能够进行充电。需要注意，这里使用无人机仅是举例。比如本申请的自动定位系统还可以用在汽车的自动泊车上，通过驾驶员或者自动驾驶到对应的充电位置，在通过该自动定位系统进行车载线圈(也就是受电线圈b1)和地端的充电线圈a1的位置对应。

无人机会通过第一通信器91会发出充电信号，第二通信器92接收该信号，并定位磁铁6开始工作。在定位磁铁6不是电磁铁，而使用永磁铁时，第一通信器91不使用。可以直接通过控制器7进行是否要进行定位的操作。比如无人机不需要充电，仅需要停放时，可以只通过gps进行大范围的定位，停放在指定位置即可。不需要充电时，控制器7可切断第一导电线路11和导电部之间的供电，即使磁性金属导电球5移动也不会导通第一导电线路11。

以具有电磁铁的情况为例，在第二通信器92收到第一通信器91的信号，使电磁铁充电，具有磁力，吸引磁性金属导电球5移动。之后定位实现，上文已经进行说明，不再赘述。

下面说明一种对应的方法：

自动定位装置抵达需要定位的区域；磁性金属导电球5受到定位磁铁6的吸引在第一板1和第二板3之间移动，以导通不同的第一导电线路11和导电部；控制器7接收第一导电线路11和导电部的导通信号，形成方向调整控制信号；方向调整信号为：第一导电线路11和导电部导通时，以导通的第一导向线路11所在方向为基准方向，向与基准方向相同的方向调整。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。