一种可充电可调整结构的无人机机架的制作方法

本实用新型涉及一种无人机机架，特别涉及一种可充电可调整结构的无人机机架。

背景技术：

无人机在飞行过程中会消耗大量的电能，因此在每次降落后需要对自身携带的电池进行充电。现有的方式是人工将无人机自身携带的电池取下，利用配套充电器进行充电，充电完成后再人工进行安装，人工参与的流程严重影响无人机的运行效率，与当前无人系统自动化、智能化的目标相违背。如今无人机大量运用于工业巡检，智慧城市监控等项目，使用大量的人工更换电池进行充电会增加无人机维护成本，不利于大规模无人机使用过程中的充电维护。此外，现有无人机电池的充电接口千差万别，各型无人机配套的电池都与其对应的充电器高度绑定，行业内没有一个类似MiniUSB或者microUSB的通用电气接口，这无疑会给铺设大规模无人机应用带来难度。最后，现有的无人机机架由于自身结构的限制，一种机架只能安装在一种型号的无人机上，使得无人机机架不能通用，增加了研发成本，不利于实现零件的互换性。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种可充电的、适应不同无人机机型的机架，可实现无人机无须关机、无须拔电池即可在线充电，完全避免了需要人工移除电池、使用定制化充电器充电的不便，从而为实现无人机运行全自动化提供了条件。

本实用新型的技术方案如下：

一种可充电可调整结构的无人机机架，包括多个机架组件，每个机架组件包括可更换连接件、竖直支架、复合材料电极、换向连接件、雪橇板弯板、横支架、电极连接线，所述雪橇板弯板与所述横支架之间采用弹性卡扣连接，所述横支架两端均设置有所述竖直支架，所述竖直支架与所述横支架之间相互垂直，所述竖直支架与所述横支架之间通过所述换向连接件固定，所述竖直支架上外侧面安装有所述复合材料电极，所述竖直支架上方安装有所述可更换连接件；所述电极连接线一端用于与无人机的电池电极连接，所述电极连接线另一端与所述复合材料电极连接；所述换向连接件在所述横支架上自由滑动，调整两所述竖直支架间距，以适应不同无人机机型的机架安装孔位间距。

优选的，所述电极连接线包括柔性线缆与插接头，所述柔性线缆的一端焊接于复合材料电极的背面，所述柔性线缆的另一端焊接于所述插接头上，所述插接头与由无人机的电池电极引出的配套插接头相连。

优选的，所述复合材料电极由外层石墨导电层、纯铜双面导电铜箔层和基底缓冲硅胶层压制而成，所述纯铜双面导电铜箔层一侧面与所述外层石墨导电层紧密胶合，另一侧面焊接有所述电极连接线，所述基底缓冲硅胶层用于与所述竖直支架连接。

优选的，同一所述机架组件的所述复合材料电极为同一个极性，分别用于接触式充电与电压感应。

优选的，所述可更换连接件上端面设计有多个不同孔径的圆孔和/或槽孔，所述圆孔和/或槽孔用于适配无人机的机架安装孔位。对于特殊型号的无人机机型，该可更换连接件也可以以较少的成本与周期重新定制，仅需更换该连接件即可适配不同无人机。

优选的，所述可更换连接件为树脂卡箍结构，其内径与所述竖直支架的外径匹配，所述可更换连接件通过所述卡箍结构咬合住所述竖直支架。

优选的，所述可更换连接件侧面还安装紧固连接耳，所述紧固连接耳通过螺栓进一步施加咬合力，使所述可更换连接件紧固在所述竖直支架上，防止脱落。

优选的，所述竖直支架为碳纤维竖直支架，所述横支架为碳纤维横支架，并由所述换向连接件相连，所述换向连接件为树脂换向连接件；所述竖直支架与所述横支架均为中空结构，减轻重量同时方便穿线；所述换向连接件上留有顶丝用于固定安装位置。

优选的，所述雪橇板弯板为尼龙雪橇板弯板，由卡扣式结构卡在横支架上，并由螺栓固定，所述雪橇板弯板两端呈一上翘的弧度。所述雪橇板弯板两端的弧度，其表面充分打磨光滑，以方便无人机降落在降落平板上后自由滑动，具备一定的越障能力。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

第一.本实用新型在竖直支架上固定有一段可充电、防腐蚀、耐氧化的复合材料电极，复合材料电极通过电连接线与无人机自身的电池电极相连，在无人机降落到降落平台后只需要将充电器电极搭接在对应极性的复合材料充电电极上即可进行快速充电，有效克服了无人机充点电时需要精准定位插口位置的难题，并且实现了快速充电的目的；

第二.本实用新型的换向连接件在横支架上自由滑动，调整两所述竖直支架间距，以及可更换连接件上端面设计有多个不同孔径与位置的圆孔/槽孔，使得本实用新型机架尽可能地适配不同无人机机型的机架安装孔位从而达到一个机架适应轴距不同的无人机的目的

第三.无人机的充电器的电压补偿感应线可搭接在对应极性的复合材料电压感应电极上，实时获取真实的充电电压，并动态对线束上产生的压降进行补偿，保障了无人机电池能够接受到正确的充电电压并安全地充满；

第四.本实用新型的具有电压感应的复合材料电极的设计，同时配合充电器实现先检测电极极性、电压再上电的功能，一方面“软启动”的方式避免了带电触电接触可能产生的电火花，也避免了正负极反接造成的风险；

第五.本实用新型的雪撬板弯板两端弧度的设计，使得在无人机降落后，雪撬板弯板的起落架设计可以让无人机在不平坦的表面移动更加平稳，不发生卡顿侧翻等现象。

当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1为本实用新型实施例的一种可充电可调整结构的无人机机架的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的可更换连接件结构示意图；

图中标记：1-可更换连接件；2-竖直支架；3-复合材料电极；4-换向连接件；5-雪橇板弯板；6-横支架；7-电极连接线；8-插接头；9-柔性线缆；10-圆孔/槽孔；11-紧固连接耳。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应该理解，这些实施例仅用于说明本实用新型，而不用于限定本实用新型的保护范围。在实际应用中本领域技术人员根据本实用新型做出的改进和调整，仍属于本实用新型的保护范围。

为了更好的说明本实用新型，下方结合附图对本实用新型进行详细的描述。

一种可充电可调整结构的无人机机架，参见图1-2，包括多个机架组件，每个机架组件包括可更换连接件1、竖直支架2、复合材料电极3、换向连接件4、雪橇板弯板5、横支架6、电极连接线7，所述雪橇板弯板5与所述横支架6之间采用弹性卡扣连接，所述横支架6两端均设置有所述竖直支架2，所述竖直支架2与所述横支架6之间相互垂直，所述竖直支架2与所述横支架6之间通过所述换向连接件4固定，所述竖直支架2上外侧面安装有所述复合材料电极3，所述竖直支架2上方安装有所述可更换连接件4；所述电极连接线7一端用于与无人机的电池电极连接，所述电极连接线7另一端与所述复合材料电极3连接；所述换向连接件4在所述横支架6上自由滑动，调整同一所述横支架6两端连接的两个所述竖直支架6间距，以适应不同无人机机型的机架安装孔位间距。对于一般的无人机机架，包括2个机架组件，每个机架组件包括两个竖直支架。

进一步的，所述电极连接线7包括柔性线缆9与插接头8，所述柔性线缆9的一端焊接于复合材料电极3的背面，所述柔性线缆9的另一端焊接于所述插接头8上，所述插接头8与由无人机的电池电极引出的配套插接头相连。

进一步的，所述复合材料电极3由外层石墨导电层、纯铜双面导电铜箔层和基底缓冲硅胶层压制而成，所述纯铜双面导电铜箔层一侧面与所述外层石墨导电层紧密胶合，另一侧面焊接有所述电极连接线，所述基底缓冲硅胶层用于与所述竖直支架连接。

进一步的，同一所述机架组件的所述复合材料电极3为同一个极性，分别用于接触式充电与电压感应，一所述复合材料电极3为用于接触式充电的电极，另一所述复合材料电极3为用于电压感应的电极。

进一步的，所述可更换连接件1上端面设计有多个不同孔径的圆孔和/或槽孔10，所述圆孔和/或槽孔10用于适配无人机的机架安装孔位。对于特殊型号的无人机机型，该可更换连接件也可以以较少的成本与周期重新定制，仅需更换该连接件即可适配不同无人机。

进一步的，所述可更换连接件1为树脂卡箍结构，其内径与所述竖直支架2的外径匹配，所述可更换连接件通过所述卡箍结构咬合住所述竖直支架2。

进一步的，所述可更换连接件1侧面还设置有紧固连接耳11，所述紧固连接耳11通过螺栓进一步施加咬合力，使所述可更换连接件1紧固在所述竖直支架2上，防止脱落。

进一步的，所述竖直支架2为碳纤维竖直支架，所述横支架6为碳纤维横支架，并由所述换向连接件4相连，所述换向连接件4为树脂换向连接件；所述竖直支架2与所述横支架6均为中空结构，减轻重量同时方便穿线，电极连接线7由绝缘皮包裹并经由中空竖直支架2从可更换连接件1的开孔中引出，进入到无人机机体内，并与由电池电极引出的配套插接头相连，由此将电池正负极引导到四个布置于竖直支架的复合材料电极3上；所述换向连接件4上留有顶丝用于固定安装位置。

进一步的，所述雪橇板弯板5为尼龙雪橇板弯板，由卡扣式结构卡在横支架6上，并由螺栓固定，所述雪橇板弯板5两端呈一上翘的弧度。所述雪橇板弯板5两端的弧度，其表面充分打磨光滑，以方便无人机降落在降落平板上后自由滑动，具备一定的越障能力。

下方结合具体实施例对本实用新型做进一步的描述。

实施例

一种可充电可调整结构的无人机机架包括连接平台可更换连接件1、竖直支架2、复合材料电极3、换向连接件4、雪橇板弯板5、横支架6、电极连接线7。在实际使用时，首先根据无人机机架安装孔位大小与位置选择合适的安装孔，再利用螺钉把两个相同的无人机机架通过可更换连接件上的安装孔和无人机机身连接起来，再将无人机自身携带电池的充电线接口和电极连接线7的插接头8相连。在无人机降落时雪撬板弯板5的弧度部分和降落表面形成一个向上的角度，由于雪撬板弯板5与地面形成的角度使得无人降落时能够在凹凸不平的表面进行平稳降落，并在无人机需要被水平移动到充电位置时有效地避免和地面的卡顿侧翻现象。当无人机被水平移动到降落平台的充电位置时，只需要将预先准备好的充电器电源端子的正负极分别搭接在左右两侧机架上的复合材料电极3上即可进行充电，同时将能感应电压的感应线搭接在复合材料电极3的电压感应电极上，在充电的同时实时检测电压，并将信号反馈给智能电源进行处理，这样可以实现无人机充电时电池状态的实时监管，有利于智能电源进行电源管理。

本专利所说的复合材料电极3为复合材料，复合材料层由外层石墨导电层、纯铜双面导电铜箔层、和基底缓冲硅胶层压制而成，有良好的导电性，防水性、防腐蚀性和耐氧化性，适用于无人机室外自动充电时环境的复杂性。本实施例的可更换连接件1、竖直支架2、复合材料电极3、换向连接件4、雪橇板弯板5、横支架6、电极连接线7均为通用标准件或者本领域内技术人员知晓的部件，其结构或者原理都可以由技术人员通过相关技术手册或者常规实验方法获得。

本实用新型解决的问题是现有无人机电池进行充电需要频繁插拔电池或者需要精准定位，增加了人工成本，无法满足无人机大规模使用带来的大量充电需求，不易于实现无人机充电自动化和智能化，本实用新型通过上述的结构和原理设计，可以将传统的无人机电池充电线和机架相连接，从而在不需要将电池拔出的时候就可以将电能通过导线轻易地给电池充电，大大地节约了人工插拔或精准定位的时间和成本，避免了频繁插拔带来的磨损，方便了无人机电池自动化充电的实现，并实现了电池充电时的智能管理。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。