本实用新型涉及无人机充电技术领域，特别涉及一种无人机充电桩。
背景技术：
无人机是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。随着无人机行业的迅速发展，越来越多的无人机被应用到农业、林业、电力、测绘、遥测等行业。
在各行业应用中，无人机通常需要搭载各种设备以实现各种功能，随着设备的增加，无人机的自身重量增加，需要消耗更大的功率来保证无人机的正常飞行，电量损耗较大。
但是，无人机基本都是依靠电池供电，电池一次可以提供的电量有限，续航能力低，需要同时准备多块电池且每隔一段时间控制无人机降落以更换电池，增强其续航能力，操作过程繁琐，无人机执行任务过程中需要多次拆装电池，不仅影响工作效率，而且高频率的拆装电池容易损坏无人机电子元件以及机架，增加成本。由于电池技术水平限制，续航时间是当前多旋翼无人机面临的最大技术挑战。
现有授权公告号为cn208053672u的专利文献公开了一种无人机充电桩，包括底座、升降充电平台、无线充电装置和滑杆定位机构，所述底座包括顶部降落平台和内部的容置空间，所述升降充电平台设于所述容置空间内且相对降落平台升降以用于对停靠至降落平台上的无人机充电，所述无线充电装置固定于所述升降充电平台顶部；所述滑杆定位机构有一组且相对设于所述降落平台上，其用于将停靠在所述降落平台上的无人机推至升降充电平台处定位以完成充电。
所述滑杆定位机构包括第二双轴电机、定位滑杆、两组传动装置和两组滑动装置，所述第二双轴电机分别通过两组传动装置驱动两侧相对设置的滑动装置，所述定位滑杆的两端分别固定连接在滑动装置上且随滑动装置相对升降充电平台所在位置往返滑动。
上述技术方案中，滑杆定位机构的两个作相反滑动的定位滑杆只能单方向的将无人机推至升降充电平台处，但无人机在实际降落过程中，是随机降落在升降充电平台附近的，单方向的调位并不一定将无人机确认的推至升降充电平台上方。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种无人机充电桩，它能够准确的将无人机定位至目标位置，为无人机提供有效充电。
本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种无人机充电桩，包括具有降落平台的充电桩机壳和安装在降落平台中部无线充电装置，所述降落平台的周边围设有自动归位机构，所述自动归位机构包括横向归位组件、竖向归位组件、将两者联动的传动件以及提供动力的动力件，所述横向归位组件和竖向归位组件均包括一正反牙丝杠，通过正反牙丝杠同步带动两推杆作相向或相远运动。
通过采用上述技术方案，在动力件的作用下，带动横向正反牙丝杠转动，横向正反牙丝杠带动第一伞齿轮转动，在第一伞齿轮、第二伞齿轮啮合传动下，带动竖向正反牙丝杠同步转动，横向端座和竖向端座在滑槽的限位下只能在相应的横向正反牙丝杠或竖向正反牙丝杠沿轴线作直线运动，使得横向端座带动横向推杆向无线充电装置处滑动靠拢，同时，竖向端座带动竖向推杆向无线充电装置处滑动靠拢，当横向端座移动至终止行程开关时，无人机机体到达既定充电位置，无人机上的无线充电接收器与无线充电装置装置对接；此时动力件反转，驱使横向推杆和竖向推杆反向复位，移动至初始位置时完成一个定位过程。
本实用新型进一步设置为：所述降落平台周边均匀开设有四个l形的滑槽，所述滑槽的内角均朝向降落平台轴线，四个滑槽的滑道整体呈矩形分布；所述滑槽将充电桩机壳顶部竖向贯穿。
通过采用上述技术方案，矩形分布的滑槽为横向端座或竖向端座提供标准的滑道，保证端座流畅滑动；滑槽将充电桩机壳顶部竖向贯穿为连接在正反牙丝杠或导向杆上的端座让位。
本实用新型进一步设置为：所述横向归位组件包括平行分布在降落平台两侧的横向正反牙丝杠和横向导向杆，所述横向正反牙丝杠转动安装在充电桩机壳内部，所述横向导向杆固接于充电桩机壳内部，所述横向正反牙丝杠螺纹连接有两个对称设置的横向端座，所述横向导向杆上滑动连接有两个横向端座，横向正反牙丝杠上的横向端座与横向导向杆上的横向端座一一对应，相对的两横向端座之间均固接有横向推杆；所述横向端座均竖直穿过滑槽，横向推杆位于降落平台上方。
本实用新型进一步设置为：所述竖向归位组件包括平行分布在降落平台两侧的竖向正反牙丝杠和竖向导向杆，所述竖向正反牙丝杠转动安装在充电桩机壳内部，所述竖向导向杆固接于充电桩机壳内部，所述横向正反牙丝杠、横向导向杆、竖向正反牙丝杠和竖向导向杆呈矩形分布；所述竖向正反牙丝杠螺纹连接有两个对称设置的竖向端座，所述竖向导向杆上滑动连接有两个竖向端座，竖向正反牙丝杠上的竖向端座与竖向导向杆上的竖向端座一一对应，相对的两竖向端座之间均固接有竖向推杆；所述竖向端座均竖直穿过滑槽，所述竖向推杆位于横向推杆上方。
通过采用上述技术方案，正反牙丝杠转动时带动与其螺纹连接的端座沿轴线作直线运动，通过端座带动相应的推杆作相向或相远运动，两者配合将无人机定位到无线充电装置的正上方，进行后续的充电操作。
本实用新型进一步设置为：所述传动件包括第一伞齿轮和第二伞齿轮，所述第一伞齿轮同轴固定在横向正反牙丝杠端部，所述第二伞齿轮同轴固接在竖向正反牙丝杠的端部，第一伞齿轮和第二伞齿轮啮合连接。
通过采用上述技术方案，第一伞齿轮和第二伞齿轮啮合连接，两者配合实现了横向正反牙丝杠和竖向正反牙丝杠的传动连接。
本实用新型进一步设置为：所述动力件选为伺服电机，其输出端固接于横向正反牙丝杠远离第一伞齿轮的一端。
通过采用上述技术方案，伺服电机精度高，反应及时且稳定性高，通过伺服电机控制推杆位移，能更精准的将无人机定位到无线充电装置上方。
本实用新型进一步设置为：所述充电桩机壳上铰接有防护机盖，所述防护机盖主要由两个相对设置的矩形壳体组成，两壳体的底端和相向的一端均敞口设置，两壳体罩设在充电桩机壳上方；所述壳体的两相对内壁上均设置有两个连接杆，两连接杆平行且间隔设置，所述连接杆的上下两端均沿径向延伸形成有转杆，两转杆相背分布在连接杆上，所述连接杆上端通过转杆与壳体内壁转动连接，下端通过转杆与充电桩机壳的侧壁转动连接；所述充电桩机壳内设置有驱使两盖体同步开启或关闭的驱动件。
通过采用上述技术方案，防护机盖对无线充电装置和自动归位机构进行遮挡，避免在充电桩闲置时外界环境对无线充电装置和自动归位机构造成损坏。
本实用新型进一步设置为：所述充电桩机壳的内部侧壁上设置两个相互啮合的传动齿轮，两壳体相邻的两连接杆，其下端的转杆穿入至充电桩机壳内，分别与一个传动齿轮同轴固接；其中一个传动齿轮的一侧还设置有动力电机，所述动力电机的输出端同轴固接有主动齿轮，主动齿轮与传动齿轮啮合连接。
通过采用上述技术方案，动力电机工作时，驱使主动齿轮转动，利用齿轮同步传动的特性，驱使两个传动齿轮同时作反向转动，传动齿轮再带动相应的连接杆转动，从而实现两壳体的同步开启或关闭。连接杆的摆动幅度也可通过行程开关调控。
综上所述，本实用新型具有以下有益效果：
1、通过在充电桩机壳上设置自动归位机构，自动归位机构驱使四个两两相对的推杆同步作相向运动，直接将无人机推送至既定充电位置，定位过程快捷方便；
2、通过在充电桩机壳上设置防护机盖，防护机盖对无线充电装置和自动归位机构进行遮挡，避免在充电桩闲置时外界环境对无线充电装置和自动归位机构造成损坏。
附图说明
图1是实施例的结构示意图；
图2是实施例中自动归位机构的结构示意图；
图3是实施例中防护机盖的结构示意图。
图中，1、充电桩机壳；11、降落平台；12、滑槽；2、无线充电装置；3、自动归位机构；4、防护机盖；41、壳体；42、连接杆；43、转杆；44、传动齿轮；5、横向归位组件；51、横向正反牙丝杠；52、横向导向杆；53、横向端座；54、横向推杆；6、竖向归位组件；61、竖向正反牙丝杠；62、竖向导向杆；63、竖向端座；64、竖向推杆；7、传动件；71、第一伞齿轮；72、第二伞齿轮；8、动力件；9、动力电机；91、主动齿轮。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
实施例：一种无人机充电桩，如图1所示，包括充电桩机壳1、无线充电装置2、自动归位机构3以及防护机盖4，充电桩机壳1顶部设有降落平台11，内部留有容置空间，无线充电装置2安装在降落平台11中部位置，自动归位机构3围设于降落平台11周边，用于将停靠在降落平台11上的无人机推至无线充电装置2处定位以完成充电。防护机盖4铰接在充电桩机壳1上，对无线充电装置2和自动归位机构3进行遮挡，避免在充电桩闲置时外界环境对无线充电装置2和自动归位机构3造成损坏。
其中降落平台11的周边均匀开设有四个l形的滑槽12，滑槽12的内角均朝向降落平台11轴线，使四个滑槽12的滑道整体呈矩形分布；相邻滑槽12的端部之间留有间隔，该间隔尺寸不大于无线充电装置2尺寸。滑槽12将充电桩机壳1顶部竖向贯穿。
如图2所示，自动归位机构3包括横向归位组件5、竖向归位组件6、传动件7以及动力件8，横向归位组件5包括沿滑槽12长边分布的横向正反牙丝杠51和横向导向杆52，横向正反牙丝杠51通过轴承座转动安装在充电桩机壳1内部，横向导向杆52则固接在充电桩机壳1内部，两者处于同一水平面上，且间隔分布在降落平台11两侧。横向正反牙丝杠51螺纹连接有两个对称设置的横向端座53，横向导向杆52上滑动连接有两个横向端座53，横向正反牙丝杠51上的横向端座53与横向导向杆52上的横向端座53一一对应，相对的两横向端座53之间均固接有横向推杆54。横向端座53均竖直穿过滑槽12，横向推杆54位于降落平台11上方。
竖向归位组件6包括沿滑槽12短边分布的竖向正反牙丝杠61和竖向导向杆62，竖向正反牙丝杠61通过轴承座转动安装在充电桩机壳1内部，竖向导向杆62则固接在充电桩机壳1内部，两者处于同一水平面上，且间隔分布在降落平台11两侧。竖向正反牙丝杠61螺纹连接有两个对称设置的竖向端座63，竖向导向杆62上滑动连接有两个竖向端座63，竖向正反牙丝杠61上的竖向端座63与竖向导向杆62上的竖向端座63一一对应，相对的两竖向端座63之间均固接有竖向推杆64。竖向端座63均竖直穿过滑槽12，竖向推杆64位于横向推杆54和降落平台11之间。
横向正反牙丝杠51、横向导向杆52、竖向正反牙丝杠61和竖向导向杆62呈矩形分布在降落平台11下方。
传动件7包括第一伞齿轮71和第二伞齿轮72，第一伞齿轮71同轴固定在横向正反牙丝杠51端部，第二伞齿轮72同轴固接在竖向正反牙丝杠61的端部，第一伞齿轮71和第二伞齿轮72啮合连接，两者配合实现了横向正反牙丝杠51和竖向正反牙丝杠61的传动连接。
动力件8选为伺服电机，其输出端固接于横向正反牙丝杠51远离第一伞齿轮71的一端。充电桩机壳1的内部、在其中一个横向端座53行径上安装有起始行程开关和终止行程开关，起始行程开关设置在靠近滑槽12转角的位置处，终止行程开关的位置依照与充电桩配合使用的无人机尺寸而定。横向端座53和竖向端座63的起始位置设置在靠近滑槽12转角位置处。
在动力件8的作用下，带动横向正反牙丝杠51转动，横向正反牙丝杠51带动第一伞齿轮71转动，在第一伞齿轮71、第二伞齿轮72啮合传动下，带动竖向正反牙丝杠61同步转动，横向端座53和竖向端座63在滑槽12的限位下只能在相应的横向正反牙丝杠51或竖向正反牙丝杠61沿轴线作直线运动，使得横向端座53带动横向推杆54向无线充电装置2处滑动靠拢，同时，竖向端座63带动竖向推杆64向无线充电装置2处滑动靠拢，当横向端座53移动至终止行程开关时，无人机机体到达既定充电位置，无人机上的无线充电接收器与无线充电装置2装置对接；此时动力件8反转，驱使横向推杆54和竖向推杆64反向复位，移动至初始位置时完成一个定位过程。
如图1所示，防护机盖4主要由两个相对设置的矩形壳体41组成，两壳体41的底端和相向的一端均敞口设置，两壳体41罩设在充电桩机壳1上方。壳体41的两相对内壁上均设置有两个连接杆42，两连接杆42平行且间隔设置，连接杆42的上下两端均沿径向延伸形成有转杆43，两转杆43相背分布在连接杆42上，连接杆42上端通过转杆43与壳体41内壁转动连接，下端通过转杆43与充电桩机壳1的侧壁转动连接，以此实现壳体41与充电桩机壳1的转动连接；壳体41两侧的连接杆42同步转动时能对壳体41进行稳定的支撑，提高壳体41转动时的稳定性。
如图3所示，充电桩机壳1的内部侧壁上设置两个相互啮合的传动齿轮44，两壳体41最相近的两连接杆42，其下端的转杆43穿入至充电桩机壳1内，分别与一个传动齿轮44同轴固接。其中一个传动齿轮44的一侧还设置有动力电机9，动力电机9的输出端同轴固接有主动齿轮91，主动齿轮91与一旁的传动齿轮44啮合连接。动力电机9工作时，驱使主动齿轮91转动，利用齿轮同步传动的特性，驱使两个传动齿轮44同时作反向转动，传动齿轮44再带动相应的连接杆42转动，从而实现两壳体41的同步开启或关闭。连接杆42的摆动幅度也可通过行程开关调控。
无线充电装置2包括充电板和设于充电板内的无线充电发射器，无线充电发射器与安装于无人机机体底部的无线充电接收器配合使用，无线充电接收器与无人机的蓄电池连接。无线充电装置2还包括设于充电桩机壳1内的控制器和第一无线通信模块，第一无线通信模块和无线充电发射器与控制器连接，第一无线通信模块与无人机上的第二无线通信模块无线通信。同时，控制器可控制充电桩上的各电机工作，完成各自的既定任务。
本实施例所提供的无人机充电桩的工作过程如下：在合适的位置设定多个充电桩，充电桩内的无线充电发射器通过电源线与市电连接，无人机上设有gps定位系统、飞行控制系统和无线通信模块，无人机安装飞行控制系统内预设的飞行路线飞行，当电量不足时，通过无线通信模块向服务器发送充电请求，服务器匹配附近闲置的充电桩，并将充电桩位置发送给无人机，无人机根据位置信息以及gps定位系统飞至该充电桩，防护机盖4开启，无人机降落至其上的降落平台11，为了提高降落的稳定性和位置的准确性，可以在充电桩上设置rtk定位天线，引导无人机降落。
当无人机降落后，降落平台11周边的自动归位机构3运动，横向、竖向分布的推杆向中间推动直至预设位置，该过程中推动无人机脚架，从而使得无人机到达充电位置，无线充电装置2与无人机机体底部的无线充电接收器对接后自动充电，同时将防护机盖4再次罩设在充电桩上。
本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。