一种无人机电池充电系统的制作方法

本实用新型涉及电池充电系统，更具体地说，尤其涉及一种无人机电池充电系统。

背景技术：

近年来市面上出现了各种各样的旋翼无人机，应用在各个领域。目前多数无人机采用锂电池供电，这样使得其存在一个续航时间短的缺点，于是便出现了无人机地面航站，地面航站既是无人机的回收场所也是能源补给场所，可为无人机电池充电并随时提供备用电池。

在通常情况下，无人机电池充电的操作过程为，将一组电池(两块)分别插入一个电池管家的任意两个电池接口，电池管家输入端通过适配器连接220v市电，来实现电池的充电过程，操作人员可通过电池管家上指示灯来判断电池是否充满，但航站系统以及远程上位机无法得知电池状态。在航站无人值守时，需要远程端控制航站为降落的无人机自动换电池，而电池的充电系统处于封闭状态，远程端无法得知每组备用电池的状态，从而给自动换电过程的实现带来了很大障碍，为此，我们提供一种新型无人机电池充电系统。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种无人机电池充电系统。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

该系统的电池和电池管家采用导线间接性连接方式，导线中间设有一块采集电压和电流的板卡，便可以实时获取电池电量信息，通过外接指示灯显示电池状态，并通过485总线将状态传送至上位机，实现远程获取电池电量，所述采集电压和电流的板卡支持4组通道电压、电流采集。

一种新型无人机电池充电系统，包括箱体和电池托架，所述箱体与所述电池托架相连，所述箱体的内壁左侧设置有电量采集卡，所述箱体的内壁右侧设置有温控仪，用以检测所述箱体内温度，所述箱体的内壁上下两侧均设置有两个散热风扇，用以为所述箱体散热，所述箱体的左侧壁设置有航插接口，所述箱体的前表面设置有led指示灯和电池状态指示灯，所述电池托架上设置有四块电池转接板，所述箱体内设置有双层网状隔板；

上侧所述隔板上设置有电池管家，所述电池管家的两个电池接口处均设置有管家转接板，所述管家转接板与所述电池管家相适配，下侧所述隔板上设置有第一电源适配器和第二电源适配器，所述第一电源适配器用于为所述电池管家供电，所述第二电源适配器用以为所述电量采集卡供电，上侧所述隔板上且靠近所述第二电源适配器的一侧设置有六位插排。

上述的一种新型无人机电池充电系统中，所述航插接口为220v市电输入接口。

上述的一种新型无人机电池充电系统中，所述led指示灯为电源指示灯，所述电池状态指示灯的个数为四个。

上述的一种新型无人机电池充电系统中，所述电池转接板上设置有微动开关。

上述的一种新型无人机电池充电系统中，所述电池管家的个数为四个。

上述的一种新型无人机电池充电系统中，所述第一电源适配器的个数为四个，所述第一电源适配器为26v电源适配器，所述第二电源适配器的个数为一个，所述第二电源适配器为12v电源适配器。

本实用新型采用上述结构后，通过箱体、电池托架、电量采集卡、温控仪、散热风扇和航插接口构成本实用新型的主体结构，将传统的封闭式充电过程变为开放式，更便于在远程端了解电池充电状态，是整套系统更智能化；省去了传统充电时连接充电器和电池的繁琐步骤，只将电池插入电池托架即可；多组电池同时充电时，无论是在远程端还是在现场，都能更直观的显示电池当前的状态。

附图说明

下面结合附图中的实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但并不构成对本实用新型的任何限制。

图1是本实用新型一种无人机电池充电系统的主体结构示意图；

图2是本实用新型一种无人机电池充电系统的仰视结构示意图；

图3是本实用新型一种无人机电池充电系统的电路原理及功能实现图。

图中：箱体1、电池托架2、电量采集卡3、温控仪4、散热风扇5、航插接口6、led指示灯7、电池状态指示灯8、电池转接板9、隔板10、电池管家11、管家转接板12、第一电源适配器13、第二电源适配器14、六位插排15。

具体实施方式

参阅图1至图3所示，本实用新型的一种无人机电池充电系统，包括箱体1和电池托架2，所述箱体1与所述电池托架2相连，所述箱体1的内壁左侧设置有电量采集卡3，所述箱体1的内壁右侧设置有温控仪4，用以检测所述箱体1内温度，由于电池充电过程中，第一电源适配器13和第二电源适配器14会发热，考虑到箱体1会出现温度过高问题设置了散热风扇5，所述箱体1的内壁上下两侧均设置有两个散热风扇5，用以为所述箱体1散热，所述箱体1的左侧壁设置有航插接口6，所述箱体1的前表面设置有led指示灯7和电池状态指示灯8，所述电池托架2上设置有四块电池转接板9，可容纳四组电池同时充电，带有与电池管家相同接口，可与电池紧密配合，且带有微动开关(检测电池是否在位)，所述箱体1内设置有双层网状隔板10；

上侧所述隔板10上设置有电池管家11，所述电池管家11的两个电池接口处均设置有管家转接板12，所述管家转接板12与所述电池管家11相适配，管家转接板12带有与电池端相同接口，可与电池管家11紧密配合，下侧所述隔板10上设置有第一电源适配器13和第二电源适配器14，所述第一电源适配器13用于为所述电池管家11供电，所述第二电源适配器14用以为所述电量采集卡3供电，上侧所述隔板10上且靠近所述第二电源适配器14的一侧设置有六位插排15，六位插排15为整套系统供电。

优选的，所述航插接口6为220v市电输入接口。

优选的，所述led指示灯7为电源指示灯，所述电池状态指示灯8的个数为四个。

优选的，所述电池转接板9上设置有微动开关。

优选的，所述电池管家11的个数为四个。

优选的，所述第一电源适配器13的个数为四个，所述第一电源适配器13为26v电源适配器，所述第二电源适配器14的个数为一个，所述第二电源适配器14为12v电源适配器。

首先本实用新型改变传统电池和电池管家11的连接方式，将原本的直接接触式改为导线间接性连接，当电池处于充电状态时，导线“+”“-”之间会存在电势差，且有电流流过，这样，在导线中间加入电量采集卡3(支持4组通道电压、电流采集)，便可以实时获取电池电量信息，通过电池状态指示灯8显示电池状态，并通过485总线将状态传送至上位机，实现远程获取电池电量。

如图1和图2所示：将内部六位插排15通过箱体1左侧的航插接口6接在220v市电上，将四个第一电源适配器13(26v)和一个第二电源适配器14(12v)均插在六位插排15对应孔位，将八块管家转接板12通过导线连接在电量采集卡3的对应输入端口，将四块电池转接板9通过导线连接在电量采集卡3的对应输出端口，将散热风扇5、温控仪4以及led指示灯7和电池状态指示灯8分别接在电量采集卡3的对应接口，此时插入电池托架2，即可实现电池的检测和充电。

首先，通过测量和分析该无人机充电器和电池特点，得到以下结论：当充电器上电，但没有电池插入时，电池管家11输出电压为0，因没有构成回路，故电流也为0；其次，当将非满电电池插在电池管家11上时，电池管家11输出电压会随着充电时间的推移而慢慢升高，而电流慢慢降低，直到电池电量充满时，电池管家11切断输出，电压为0，电流也为0；所以得出结论：在没有电池和电池满电时，电池管家11输出状态是相同的。

基于以上结论，如图3所示为本实用新型一种新型无人机电池充电系统的电路原理及功能实现图。其中电量采集卡3也是本实用新型的核心板，负责电量采集和转换，控制其他辅助元件散热风扇5led指示灯7和电池状态指示灯等，以及和上位机通信。当该系统上电时，led指示灯7即亮起。下面，以a路为例说明其电量采集原理：

将电量采集卡3串在电池的管家转接板12和电池转接板9中间，通过分压电阻将采集电压变为实际电压的1/10，这样将adc采集数据换算为电压后乘10便得到电池管家11输出实际电压；

通过采样电阻将电流转化为电压，再通过adc采集之后换算为电流，便得到了电池管家11的输出电流。而由于该充电器特性，仅通过采集电压电流的方式，当输出电压和电流都为0时，我们无法判断是没有电池或是电池已经充满电，所以在电池转接板9上安装了微动开关，来判断是否有电池插入电池托架2，当没有电池插入时，微动开关信号线输出高电平，当有电池插入时，微动开关触发，信号线被拉低，输出低电平，该信号会通过电池转接板9发送给电量采集卡3。

故电池便有三种状态：当微动开关输出高电平时，没有电池插入，对应a路的led不发光；当微动开关输出低电平且电压电流不为0时，有电池正在充电，对应a路的电池状态指示灯8发红光；当微动开关输出低电平且电压电流为0时，电池已经充满电，对应a路的电池状态指示灯8发绿光。b、c、d路实现方式及原理与a路相同。上位机可通过485总线实时读取4路的充电状态，且可以通过指令控制散热风扇5的启动和停止。当箱体1内温度高于温控仪4设置的报警温度时，电量采集卡3将向上位机主动上传高温警告；

本实用新型配合无人机航站及换电系统使用，能够解决四组电池同时充电，以及显示和上传电池电量和充电状态信息的方案，在远程控制台可实时查看每组电池状态，以保证准确的为降落的无人机换上电量充足的电池。

以上所举实施例为本实用新型的较佳实施方式，仅用来方便说明本实用新型，并非对本实用新型作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本实用新型所提技术特征的范围内，利用本实用新型所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本实用新型的技术特征内容，均仍属于本实用新型技术特征的范围内。