一种无人机充电装置及无人机系统的制作方法

1.本实用新型涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机充电装置及无人机系统。


背景技术：

2.目前，市面上出现的带有监控功能的无人机通常都会面临着一个共同的问题：由于无人机对于自身重量的控制，使得无人机的电池需要设置的相对较小而只能容纳较少的电量。此时，后续无人机在工作时的续航时间较短，使得无人机大部分时间都是需要通过充电器进行充电。在电量降低需要返航进行充电时，需要人工手动遥控无人机进行返航，返航后需要将充电器的充电头插在无人机的充电接口上进行手动充电，比较繁琐，费时费力，同时，多次插拔充电以后，容易导致无人机的充电接口接触不良或无法充电。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种无人机充电装置及无人机系统，充电前能够自动跟踪无人机的位置，充电时对无人机进行无线充电，提高充电效果，省时省力。
4.为解决上述技术问题，本实用新型的第一个技术方案是：
5.一种无人机充电装置，包括可移动的充电座；
6.所述充电座的底部设置有用于驱动所述充电座移动的驱动机构，所述充电座上设置有充电座主板、用于为无人机提供电能的下充电线圈、至少一个用于获取所述无人机的空中方位信息的下定位摄像头，所述下充电线圈、所述下定位摄像头、所述驱动机构分别与所述充电座主板电连接，所述充电座主板与充电座电池电连接。
7.优选的，所述充电座包括均为开口朝上设置的下壳体和上壳体；其中，所述上壳体同轴套设于所述下壳体的内部且与所述下壳体的顶部固定连接，所述下壳体与所述上壳体之间形成用于容纳所述充电座主板及所述充电座电池的容纳空间；
8.所述上壳体的顶部设有向下延伸的凹腔，所述凹腔用于容纳所述无人机，所述上壳体的壳体底部设置有所述下充电线圈。
9.优选的，所述驱动机构包括：
10.沿x方向与所述充电座的轴线镜像对称设置的两个主动轮，两所述主动轮分别由各自相适配的驱动件进行驱动；
11.沿y方向与所述充电座的轴线镜像对称设置的两个支撑件。
12.优选的，所述充电座的外壁上周向等距布设有若干避障测距传感器，若干所述避障测距传感器分别与所述充电座主板电连接。
13.优选的，所述充电座的外壁上还设置有用于与外部电源连通的充电接口，所述充电接口与所述充电座主板电连接。
14.优选的，所述充电座上设置有所述下定位摄像头。
15.优选的，所述下定位摄像头的数量为四个，四个所述下定位摄像头周向等距布设
于所述充电座的顶部。
16.为解决上述技术问题，本实用新型的第二个技术方案是：
17.一种无人机系统，包括上述的无人机充电装置及无人机；
18.所述无人机上设置有无人机主板、与所述下充电线圈配合使用的上充电线圈，所述上充电线圈与所述无人机主板电连接，所述无人机主板与无人机电池电连接。
19.优选的，所述无人机上设置有用于获取所述充电座的位置信息的上定位摄像头，所述上定位摄像头与所述无人机主板电连接。
20.优选的，所述无人机上设置有高度测距传感器和监控摄像头；其中，
21.所述高度测距传感器用于获取所述无人机与所述充电座之间的相对高度，所述高度测距传感器与所述无人机主板电连接；
22.所述监控摄像头用于所述无人机起飞后获取周围的环境信息，所述监控摄像头与所述无人机主板电连接。
23.采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：
24.由于在本实用新型中，公开了一种无人机充电装置，包括可移动的充电座，充电座能够可移动的对无人机进行无线充电，其中，充电座的底部设置有用于驱动充电座移动的驱动机构，充电座上设置有充电座主板、用于为无人机提供电能的下充电线圈、至少一个用于获取无人机的空中方位信息的下定位摄像头，下充电线圈、下定位摄像头、驱动机构分别与充电座主板电连接，充电座主板与充电座电池电连接；下定位摄像头不断获取的无人机的空中方位信息，经充电座主板接收并处理以后，能够通过驱动机构进行动作，实现充电座向靠近空中的无人机一侧进行移动，对于巡航完毕或因电量不足需要进行充电的无人机，缩短无人机返航的路程，缩短充电等待时间；同时，当充电座移动至无人机下方时，下定位摄像头获取的无人机的空中方位信息，经充电座主板接收后处理并通过驱动机构调整充电座的位置，充电前能够自动跟踪无人机的位置，使其处于无人机的正下方，便于无人机落在充电座上。
25.同时，本实用新型还公开了一种无人机系统，包括无人机充电装置及无人机，其中，无人机上设置有无人机主板、与下充电线圈配合使用的上充电线圈，当无人机落在充电座上以后，上充电线圈与下充电线圈配合，充电座电池中的电能，经下充电线圈发出，被上充电线圈获取，上充电线圈与无人机主板电连接，无人机主板与无人机电池电连接，无人机电池对上充电线圈接收的电能进行存储，并为无人机上的其他用电部件进行供电，替代了原有采用手动充电的方式，省时省力；并且，无线充电时，由于无人机上取消了充电接口的存在，因此多次充电不会存在接触不良或无法充电的情况，提高了使用效果。
附图说明
26.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
27.图1是本实用新型实施例一无人机充电装置的结构示意图；
28.图2是图1的爆炸图；
29.图3是本实用新型实施例二无人机的结构示意图；
30.图中：
31.1、充电座；11、下壳体；12、上壳体；121、凹腔；2、无人机；31、下充电线圈；32、下定
位摄像头；33、充电座电池；34、充电座主板；35、避障测距传感器；36、充电接口；4、驱动机构；41、主动轮；42、支撑件；51、上充电线圈；52、上定位摄像头；53、高度测距传感器；54、监控摄像头。
具体实施方式
32.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
33.实施例一：
34.如图1至图2所示，本实用新型实施例公开的无人机充电装置，包括可移动的充电座1，其中，充电座1的底部设置有用于驱动充电座1移动的驱动机构4，充电座1上设置有充电座主板34、用于为无人机2提供电能的下充电线圈31、至少一个用于获取无人机2的空中方位信息的下定位摄像头32，下充电线圈31、下定位摄像头32、驱动机构4分别与充电座主板34电连接，充电座主板34与充电座电池33电连接；下定位摄像头32不断获取的无人机2的空中方位信息，经充电座主板34接收并处理以后，能够通过驱动机构4进行动作，实现充电座1向靠近空中的无人机2一侧进行移动，对于巡航完毕或因电量不足需要进行充电的无人机2，缩短了无人机2返航的路程，缩短充电等待时间；同时，当充电座1移动至无人机2下方时，下定位摄像头32获取的无人机2的空中方位信息，经充电座主板34接收后处理并通过驱动机构4调整充电座1的位置，充电前能够自动跟踪无人机2的位置，使其处于无人机2的正下方，便于无人机2落在充电座1上。
35.优选的，充电座1包括均为开口朝上设置的下壳体11和上壳体12；其中，上壳体12同轴套设于下壳体11的内部且与下壳体11的顶部固定连接，下壳体11与上壳体12之间形成用于容纳充电座主板34及充电座电池33的容纳空间；下壳体11和上壳体12优选为同轴线设置的圆柱形结构，上壳体12的顶部向外延伸形成用于与下壳体11固定连接的连接部，上壳体12的顶部设有向下延伸的凹腔121，凹腔121用于容纳无人机2，上壳体12的壳体底部设置有下充电线圈31，无人机2的底部设置有上充电线圈51，无人机2返航时，会降落在上壳体12的凹腔121中，上充电线圈51与下充电线圈31靠近，实现通过下充电线圈31与上充电线圈51配合，对无人机2中的无人机电池进行充电。
36.在本实用新型中，驱动机构4设置于充电座1的底部，优选的，设置于下壳体11的底部，包括沿x方向与充电座1的轴线镜像对称设置的两个主动轮41，两主动轮41分别由各自相适配的驱动件(图中未示出)进行驱动；沿y方向与充电座1的轴线镜像对称设置的两个支撑件42，优选的，x方向与y方向垂直，即两主动轮41和两支撑件42沿充电座1的周向等距布设于充电座1的底部，即沿下壳体11的周向等距布设于下壳体11的底部，对充电座1进行良好支撑，驱动件为电机，每个主动轮41由独立的电机进行驱动，电机的旋转方向相同时，驱动两主动轮41向相同的方向转动，带动充电座1向前或向后移动，电机的旋转方向相反时，驱动两主动轮41向相反的方向转动，带动充电座1沿顺时针方向或逆时针方向转动，实现充电座1的转动调向，在两主动轮41转动的过程中，支撑件42与其配合，对充电座1进行支撑，优选的，支撑件42为万向支撑轮，满足不同方向的移动支撑要求，实现充电座1在两主动轮41的驱动下与两支撑件42配合进行万向移动。
37.充电座1在移动时，为了防止充电座1与周围物体发生碰撞，充电座1的外壁上周向等距布设有若干避障测距传感器35，若干避障测距传感器35分别与充电座主板34电连接。优选的，避障测距传感器35设置在下壳体11的外壁上，且数量为四个，相互配合，能够对充电座1的周围物体进行距离测距，通过避障测距传感器35检测与周围物体之间的距离，经充电座主板34上的处理单元进行获取后经过内置算法的计算，控制驱动机构4的移动方向和移动距离，为本领域中的公知技术，在此不再赘述。
38.为了对充电座电池33进行充电，补充充电座电池33的存储电能，充电座1的外壁上还设置有用于与外部电源连通的充电接口36，充电接口36与充电座主板34电连接。优选的，充电接口36设置在下壳体11的外壁上，充电座电池33为大容量电池，能够对无人机2进行多次无线充电，而无人机2受体积及飞行控制的影响，自身携带的无人机电池体积较小、容量较小，因此，将与外界电源连通的充电接口36设置在充电座1上，实现一次对充电座电池33充电后，充电座电池33中的电量能够通过下充电线圈31多次对无人机2进行充电。
39.为了将充电座1准确的移动至无人机2的下方，准确的获取无人机2的空中方位信息，充电座1上设置有下定位摄像头32，优选的，下定位摄像头32设置在上壳体12上且数量为至少一个，优选为四个，四个下定位摄像头32周向等距布设于上壳体12的顶部。
40.实施例二：
41.如图1至图3所示，本实用新型实施例公开的无人机系统，包括实施例一中的无人机充电装置及无人机2；其中，无人机2上设置有无人机主板(图中未示出)、与下充电线圈31配合使用的上充电线圈51，上充电线圈51与无人机主板电连接，无人机主板与无人机电池(图中未示出)电连接。当无人机2落在充电座1上以后，上充电线圈51与下充电线圈31配合，充电座电池33中的电能，经下充电线圈31发出，被上充电线圈51获取，上充电线圈51与无人机主板电连接，无人机主板与无人机电池电连接，无人机电池对上充电线圈51接收的电能进行存储，并为无人机2上的其他用电部件进行供电，替代了原有采用手动充电的方式，省时省力；并且，无线充电时，由于无人机2上取消了充电接口的存在，因此多次充电不会存在接触不良或无法充电的情况，提高了使用效果。
42.在本实用新型中，无人机2上设置有用于获取充电座1的位置信息的上定位摄像头52，上定位摄像头52与无人机主板电连接，上定位摄像头52获取的充电座1的位置信息，经无人机主板获取，无人机主板上的处理单元接收并处理后，控制无人机2的机翼转动，调整无人机2的空中方位，实现将无人机2降落在上壳体12的内部。在降落的过程中，为了防止因降速过快对无人机2或充电座1造成损伤，无人机2上设置有用于获取无人机2与充电座1之间相对高度的高度测距传感器53，高度测距传感器53与无人机主板电连接，无人机主板上的处理单元接收高度信息并处理后，调整无人机2的机翼转速，实现对无人机2降落速度的调整。为了对周围环境进行监控，无人机2上设置有用于起飞后获取周围环境信息的监控摄像头54，监控摄像头54与无人机主板电连接。
43.本实用新型在使用时，无人机2的初始状态为处于上壳体12的凹腔121中，当无人机2需要进行巡航监控时，无人机2的机翼在无人机主板的控制下，起飞并沿既定路线进行巡航，巡航过程中，监控摄像头54对周围环境信息进行获取，当巡航结束或者无人机电池电量不足时，无人机2进行返航动作，无人机2返航至下定位摄像头32的拍摄区域内时，无人机2的空中方位信息被充电座主板34获取，充电座主板34上的处理单元控制两主动轮41和两
支撑件42配合，驱动充电座1向无人机2的方向移动，在充电座1移动的过程中，充电座1通过避障测距传感器35对周围物体进行避障，移动至无人机2的下方以后，通过下定位摄像头32的不断拍摄，调整充电座1的位置，使其处于无人机2的正下方，同时，无人机2上的上定位摄像头52也对充电座1的位置进行获取，不断调整无人机2的空中方位，确认充电座1的位置处于无人机2的正下方以后，无人机2逐渐降落，高度测距传感器53获取无人机2与充电座1之间的相对高度，最终实现将无人机2缓慢降落至上壳体12的凹腔121中，上充电线圈51与下充电线圈31靠近并配合，充电座电池33中的电能经下充电线圈31、上充电线圈51充电至无人机电池中，完成对无人机2的充电动作。
44.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种无人机充电装置，其特征在于，包括可移动的充电座；所述充电座的底部设置有用于驱动所述充电座移动的驱动机构，所述充电座上设置有充电座主板、用于为无人机提供电能的下充电线圈、至少一个用于获取所述无人机的空中方位信息的下定位摄像头，所述下充电线圈、所述下定位摄像头、所述驱动机构分别与所述充电座主板电连接，所述充电座主板与充电座电池电连接。2.如权利要求1所述的无人机充电装置，其特征在于，所述充电座包括均为开口朝上设置的下壳体和上壳体；其中，所述上壳体同轴套设于所述下壳体的内部且与所述下壳体的顶部固定连接，所述下壳体与所述上壳体之间形成用于容纳所述充电座主板及所述充电座电池的容纳空间；所述上壳体的顶部设有向下延伸的凹腔，所述凹腔用于容纳所述无人机，所述上壳体的壳体底部设置有所述下充电线圈。3.如权利要求1所述的无人机充电装置，其特征在于，所述驱动机构包括：沿x方向与所述充电座的轴线镜像对称设置的两个主动轮，两所述主动轮分别由各自相适配的驱动件进行驱动；沿y方向与所述充电座的轴线镜像对称设置的两个支撑件。4.如权利要求1所述的无人机充电装置，其特征在于，所述充电座的外壁上周向等距布设有若干避障测距传感器，若干所述避障测距传感器分别与所述充电座主板电连接。5.如权利要求1所述的无人机充电装置，其特征在于，所述充电座的外壁上还设置有用于与外部电源连通的充电接口，所述充电接口与所述充电座主板电连接。6.如权利要求1所述的无人机充电装置，其特征在于，所述充电座上设置有所述下定位摄像头。7.如权利要求6所述的无人机充电装置，其特征在于，所述下定位摄像头的数量为四个，四个所述下定位摄像头周向等距布设于所述充电座的顶部。8.一种无人机系统，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的无人机充电装置及无人机；所述无人机上设置有无人机主板、与所述下充电线圈配合使用的上充电线圈，所述上充电线圈与所述无人机主板电连接，所述无人机主板与无人机电池电连接。9.如权利要求8所述的无人机系统，其特征在于，所述无人机上设置有用于获取所述充电座的位置信息的上定位摄像头，所述上定位摄像头与所述无人机主板电连接。10.如权利要求8所述的无人机系统，其特征在于，所述无人机上设置有高度测距传感器和监控摄像头；其中，所述高度测距传感器用于获取所述无人机与所述充电座之间的相对高度，所述高度测距传感器与所述无人机主板电连接；所述监控摄像头用于所述无人机起飞后获取周围的环境信息，所述监控摄像头与所述无人机主板电连接。

技术总结
一种无人机充电装置及无人机系统，涉及无人机技术领域，其中无人机充电装置包括可移动的充电座，充电座的底部设置有用于驱动充电座移动的驱动机构，充电座上设置有充电座主板、用于为无人机提供电能的下充电线圈、至少一个用于获取无人机的空中方位信息的下定位摄像头，下充电线圈、下定位摄像头、驱动机构分别与充电座主板电连接，充电座主板与充电座电池电连接。本实用新型充电前能够自动跟踪无人机的位置，充电时对无人机进行无线充电，提高充电效果，省时省力。省时省力。省时省力。


技术研发人员：许付松 罗太平
受保护的技术使用者：潍坊歌尔电子有限公司
技术研发日：2022.11.23
技术公布日：2023/5/14