一种无人机自动充电系统的制作方法

1.本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种无人机自动充电系统。


背景技术：

2.无人机作为现代监测的主要技术手段之一，广泛应用于各个领域，在森林巡航以及搜救行动中，大范围高频次森林生长状况和病虫害监测，大范围高频次洪水淹没范围经济社会灾害监测等具有显著的效果。但是由于电量的限制，无人机通常都需要在飞行一段距离后降落，由机主到降落点通过电源或者到汽车上进行充电，这就导致无人机的巡航效率大大降低，且这个过程中需要机主参与，浪费了人力与机主的时间，所以，自主巡航无人机如何进行充电续航，是目前限制无人车在长距离巡航、无人值守发展的重要障碍。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种无人机自动充电系统，以解决现有技术中，无人机飞行一段距离后需要降落，由机主到降落点通过电源为无人机进行充电，导致无人机巡航效率降低、无法长距离大范围巡航，且浪费机主的时间的问题。
4.本发明提供一种无人机自动充电系统，包括：
5.充电平台：用于通过充电格为降落在充电平台上的无人机进行充电；所述充电平台表面分布有多个相同面积的充电格，每个充电格内设置有独立的充电线路；
6.压力感应装置：用于感应充电格所受压力的变化；所述压力感应装置设置在每一个充电格内，用于获取该充电格受到的压力并发送给充电控制器；
7.充电控制器：用于接收压力感应装置发送的各充电格所受压力数据，根据压力数据判断无人机降落的接触点在哪些充电格内，并判断无人机充电接触点所在的充电格，闭合无人机充电接触点所在充电格的充电线路，充电格内的充电线路按照预设的充电数据通过无人机充电接触点为无人机进行充电，无人机充电完成后，切断无人机充电接触点所在充电格的充电线路。
8.优选地，还包括：
9.充电电源：用于无人机降落在充电平台上时，为无人机进行供电，所述充电电源与充电平台可插拔设置。
10.优选地，还包括：
11.封闭罩：用于在无人机等待状态以及充电状态时，对无人机进行防护；所述封闭罩设置于充电平台的边缘，当无人机在充电平台上等待起飞命令或进行充电时，封闭罩从充电平台的边缘缝隙中向充电平台上空进行延伸聚拢，形成“半圆形”的封闭罩。
12.优选地，还包括：
13.封闭罩控制电机：用于控制封闭罩的闭合和打开；所述封闭罩控制电机与充电控制器连接。
14.优选地，还包括：
15.太阳能蓄电池：用于存储太阳能转化的电能，通过太阳能蓄电池为无人机进行供电，所述太阳能蓄电池设置在充电平台内；
16.所述封闭罩的材料采用太阳能吸热材料，通过封闭罩吸收太阳能并通过太阳能蓄电池转化为电能进行存储。
17.优选地，
18.所述充电平台通过地面支撑装置设置在空中。
19.优选地，
20.无人机包括四个降落接触点，其中两个降落接触点为无人机的充电接触点，所述无人机的充电接触点为无人机电池的正负极接触点；
21.无人机降落在充电平台时，四个降落接触点所在的充电格内的压力感应装置感应到压力数据并发送给充电控制器，充电控制器分别控制四个充电格内的信号线路向外发送信号，有信号返回的两个充电格则为无人机两个充电接触点所在的充电格。
22.优选地，
23.所述充电控制器内预设有无人机充电过程中的电流以及电压数值，当无人机降落在充电平台上时，充电控制器控制充电格内的充电线路进行闭合，并按照预设的电流以及电压为无人机进行充电。
24.本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
25.本技术通过设置充电平台，在充电平台上设置包含有压力感应装置以及充电线路的充电格，当无人机降落在充电平台上时，可以感应到其降落在了哪些充电格上，并闭合其充电接触点对应的充电格内的充电线路，实现为无人机自动充电的目的，本方案中，无人机的充电无需机主进行参与，只需要无人机需要充电时降落在充电平台上即可，而充电平台的搭建就意味了无人机的巡航路程以及巡航范围有了长足的进步，只需要在无人机续航的线路上按照一定的间隔设置充电平台即可实现无人机的长距离巡航。
26.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
27.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
28.图1是根据一示例性实施例示出的一种无人机自动充电系统的系统示意图；
29.图2是根据另一示例性实施例示出的单套1充电平台+1架自主无人机飞行平面布局示意图；
30.图3是根据另一示例性实施例示出的多套1充电平台+1架自主无人机飞行平面组合布局示意图；
31.图4是根据另一示例性实施例示出的单套7充电平台+1架自主无人机飞行平面布局示意图；
32.图5是根据另一示例性实施例示出的多套7充电平台+1架自主无人机飞行平面组合布局示意图；
33.图6是根据另一示例性实施例示出的封闭罩闭合后的正视图；
34.图7是根据另一示例性实施例示出的封闭罩展开后与充电平台的俯视图；
35.附图中：1-充电平台，2-充电控制器，3-压力感应装置。
具体实施方式
36.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
37.实施例一
38.图1是根据一示例性实施例示出的一种无人机自动充电系统的系统示意图，如图1所示，包括：
39.充电平台1：用于通过充电格为降落在充电平台1上的无人机进行充电；所述充电平台1表面分布有多个相同面积的充电格，每个充电格内设置有独立的充电线路；
40.压力感应装置3：用于感应充电格所受压力的变化；所述压力感应装置3设置在每一个充电格内，用于获取该充电格受到的压力并发送给充电控制器2；
41.充电控制器2：用于接收压力感应装置3发送的各充电格所受压力数据，根据压力数据判断无人机降落的接触点在哪些充电格内，并判断无人机充电接触点所在的充电格，闭合无人机充电接触点所在充电格的充电线路，充电格内的充电线路按照预设的充电数据通过无人机充电接触点为无人机进行充电，无人机充电完成后，切断无人机充电接触点所在充电格的充电线路；
42.可以理解的是，充电平台1为方形或圆形等形状，表面布满等距的独立金属充电格，针对无人机充电平台1可以是0.5cm的方格，每个充电格设有充电线路，每个充电线路和充电控制器2连接，可作为独立的充电接触点，每个方格元件设置压力感应装置3用于感应方格的重力变化，本技术通过设置充电平台1，在充电平台1上设置包含有压力感应装置3以及充电线路的充电格，当无人机降落在充电平台1上时，可以感应到其降落在了哪些充电格上，并闭合其充电接触点对应的充电格内的充电线路，实现为无人机自动充电的目的，本方案中，无人机的充电无需机主进行参与，只需要无人机需要充电时降落在充电平台1上即可，而充电平台1的搭建就意味了无人机的巡航路程以及巡航范围有了长足的进步，只需要在无人机续航的线路上按照一定的间隔设置充电平台1即可实现无人机的长距离巡航。
43.优选地，还包括：
44.充电电源：用于无人机降落在充电平台1上时，为无人机进行供电，所述充电电源与充电平台可插拔设置；
45.可以理解的是，可安插的充电电源为给无人机供电或储存电力的设施，可以按要求提供各种不同的电源，保证无人机的持续充电需求。
46.优选地，还包括：
47.封闭罩：用于在无人机等待状态以及充电状态时，对无人机进行防护；所述封闭罩设置于充电平台1的边缘，当无人机在充电平台1上等待起飞命令或进行充电时，封闭罩从充电平台1的边缘缝隙中向充电平台1上空进行延伸聚拢，形成“半圆形”的封闭罩；
48.可以理解的是，如附图6或附图7所示，充电平台1的边缘上设置有可活动的封闭
罩，当无人机处于充电平台1内时，封闭罩闭合形成“半圆形”的封闭罩，用于保护充电平台1内的无人机，同时，封闭罩还可以有效的防止充电平台收到雨水的冲刷，提高充电平台的使用寿命。
49.优选地，还包括：
50.封闭罩控制电机：用于控制封闭罩的闭合和打开；所述封闭罩控制电机与充电控制器2连接；
51.可以理解的是，封闭罩的闭合以及开启由封闭罩控制电机进行控制，电机正传带动封闭罩闭合，电机反转带动封闭罩展开，封闭罩控制电机则由充电控制器2的指令进行控制。
52.优选地，还包括：
53.太阳能蓄电池：用于存储太阳能转化的电能，通过太阳能蓄电池为无人机进行供电，所述太阳能蓄电池设置在充电平台内；
54.所述封闭罩的材料采用太阳能吸热材料，通过封闭罩吸收太阳能并通过太阳能蓄电池转化为电能进行存储；
55.可以理解的是，在供电不方便的区域充电电源也可以是太阳能储备的电池电能，充电平台1的封闭罩可以为太阳能面板，充电平台1内置储电电池收集太阳能为充电平台1为无人机充电时提供电能，这样的设计，既解决了在偏远山区，为充电电池充电的问题，且将封闭罩作为太阳能面板，既能起到封闭罩本身的保护、遮蔽作用，还能起到收集太阳能的作用，一举多得。
56.优选地，
57.所述充电平台1通过地面支撑装置设置在空中；
58.可以理解的是，充电平台1设置在地面上的话，其虽然由于封闭罩的存在，其正面不会直接收到雨水的冲刷，但是雨水会腐蚀充电平台1的底部，同样会导致充电平台1的使用寿命降低，且在地面可能遭遇的碰撞的可能更多，且本技术的充电平台1是为了给无人机进行充电，所以可将充电平台通过支撑杆等装置设置在半空中，这样无人机在充电过程中的安全可以进一步保证，且能提高充电平台1的使用寿命。
59.优选地，
60.无人机包括四个降落接触点，其中两个降落接触点为无人机的充电接触点，所述无人机的充电接触点为无人机电池的正负极接触点；
61.无人机降落在充电平台1时，四个降落接触点所在的充电格内的压力感应装置3感应到压力数据并发送给充电控制器2，充电控制器2分别控制四个充电格内的信号线路向外发送信号，有信号返回的两个充电格则为无人机两个充电接触点所在的充电格；
62.可以理解的是，由于常规的无人机的接触点为四个，也就是说，当无人机降落在充电平台1上时，感应到压力变化的充电格同样为四个，这四个接触点中，有两个设置有铜珠，铜珠是无人机电池的正负极接触点，也就是说，只需要将两个正负极接触点所在的充电格的充电线路闭合即可为无人机进行充电，所以，为了判断哪两个充电格所在的接触点含有无人机的正负极触点，充电控制器2通过控制四个充电格内的信号线路发射一个信号，有正负极接触点的两个充电格发出的信号可以通过充电回路返回到充电控制器2中，这样充电控制器2就可以知道哪两个充电格含有充电接触点，则将这两个充电格内的充电线路闭合，
通过正负极触点为无人机进行充电。
63.优选地，
64.所述充电控制器2内预设有无人机充电过程中的电流以及电压数值，当无人机降落在充电平台上时，充电控制器2控制充电格内的充电线路进行闭合，并按照预设的电流以及电压为无人机进行充电；
65.可以理解的是，为了保证充电过程的安全，也为了保护充电线路不被烧坏，需要将充电过程中的电流值以及电压值限制在一定的阈值范围内，当超过预设的阈值范围时，就断开充电线路，避免因过流或过压导致无人机电池损耗或充电线路的损坏。
66.可以理解的是，为了让能实现不同范围和目的的使用，设计了4种无人机+充电平台执行模式：
67.针对区域面积小，单架次无人机能覆盖的情况，采用单套1充电平台+1架自主无人机飞行平面布局方式，如附图2所示，其中，三角形表示无人机，正方形表示充电平台，多边形表示单次无人机的巡视覆盖范围；
68.针对区域面积略大，单架次无人机不能覆盖的情况，但测量频次较高，同步时间要求较高，可采用多套1充电平台+1架自主无人机飞行平面组合布局方式，如附图3所示；
69.针对覆盖面积略小，无人机数量有限，单架次无人机覆盖小的情况，且测量频次和同步时间要求一般，可以采用单套7充电平台+1架自主无人机飞行平面布局方式，如附图4所示；
70.针对覆盖面积大，无人机数量有限，单架次无人机覆盖小的情况，测量频次和同步时间要求一般，可以采用多套7充电平台+1架自主无人机飞行平面布局方式，如附图5所示。
71.可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
72.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
73.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
74.应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
75.本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
76.此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
77.上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
78.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
79.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。