一种无线充电式无人机停机坪的制作方法

1.本实用新型涉及一种无线充电式无人机停机坪，属于无人机充电技术领域。


背景技术：

2.传统的无人机停机坪主要是用于无人机的起降作业，对于无人机的充电续航需要使用充电装置连接无人机进行，结构相对复杂，电源插头的氧化导致无法充电的问题也时常出现，并且，停机坪上布置充电线路也具有安全隐患；随着科技的发展，对降落在停机坪上的无人机进行无线充电的方案逐渐被应用，但是现有技术中的无线充电方案对无人机的降落位置要求较高，无线充电距离的容错率较低。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种无线充电式无人机停机坪，对无人机的降落位置要求较低，可以调整无线充电时的无线充电距离，提高无线充电距离的容错率。
4.为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案：
5.一种无线充电式无人机停机坪，包括停机坪本体和归中机构，所述归中机构包括两个横向位移件，归中机构驱动两个横向位移件横向位移用以调整并夹持降落在停机坪本体上的无人机起落架；在两个横向位移件上分别设置直线电机模组，两个直线电机模组的滑台上分别设置前挡板和后挡板，两个直线电机模组分别驱动前挡板和后挡板纵向位移用以调整并夹持降落在停机坪本体上的无人机起落架；
6.所述无人机起落架的底部四角位置分别设置滚动组件，所述无人机起落架通过滚动组件与停机坪本体滚动接触；所述无人机起落架上设置受电端支架，在受电端支架上设置受电线圈，受电线圈通过电缆与无人机的机载充电电路电连接；
7.所述停机坪本体上设置供电端支架，在供电端支架上设置供电线圈，供电线圈通过电缆与外部充电器电连接；在停机坪本体底部设置用于驱动供电端支架升降的升降装置；
8.所述受电端支架上设置磁块，所述停机坪本体上设置霍尔传感器，霍尔传感器与外部控制系统通信连接，通过霍尔传感器检测磁块来确定受电端支架与供电端支架的相互对应位置。
9.作为本实用新型的进一步优选，所述滚动组件是万向滚珠；万向滚珠的滚动效果好，有利于无人机起落架在停机坪本体上自由移动。
10.作为本实用新型的进一步优选，所述受电端支架两端分别通过u型连接件与无人机起落架连接。
11.作为本实用新型的进一步优选，所述供电端支架是圆形盘体结构，在圆形盘体结构供电端支架的顶部形成凹槽，所述供电线圈设置在供电端支架顶部的凹槽内；有利于保护供电线圈的外圆周边沿。
12.作为本实用新型的进一步优选，在圆形盘体结构供电端支架的底部设置有环形橡
胶垫圈；环形橡胶垫圈在圆形盘体结构供电端支架的底部与停机坪本体之间起到减振缓冲作用。
13.作为本实用新型的进一步优选，所述供电端支架上和停机坪本体上分别形成有相互对应的圆孔，供电线圈的电缆在两个相互对应的圆孔中穿过，供电端支架在升降过程中，供电线圈的电缆跟随供电端支架同步升降。
14.作为本实用新型的进一步优选，所述升降装置包括升降支架、步进电机、丝杆、丝杆螺母、导向器和导向器限位盘；所述升降支架顶部与停机坪本体的底部连接，所述步进电机安装在升降支架底部，所述丝杆与步进电机的输出轴传动连接，所述丝杆螺母螺纹连接在丝杆上，所述导向器的底端与丝杆螺母固定连接，导向器是中空管体结构，丝杆的顶端位于中空管体结构导向器的内部，导向器的外圆周面具有键，导向器限位盘上形成有供导向器穿过的通孔，在通孔的内圆周面形成有与键配合的键槽，所述导向器限位盘安装在停机坪本体的底部，导向器的顶端向上穿过导向器限位盘，在停机坪本体上形成有供导向器顶端穿过的孔洞，导向器顶端经孔洞穿过停机坪本体后与供电端支架的底部连接。
15.作为本实用新型的进一步优选，所述导向器顶端具有法兰盘结构，导向器顶端通过法兰盘结构与供电端支架的底部连接；保证连接的稳定性。
16.作为本实用新型的进一步优选，所述升降支架是倒置的中空圆台形结构；步进电机安装在中空圆台形结构升降支架的小开口端，中空圆台形结构升降支架的大开口端与停机坪本体的底部连接；丝杆和丝杆螺母以及导向器位于中空圆台形结构升降支架的内部，有利于对丝杆和丝杆螺母以及导向器进行保护；所述中空圆台形结构升降支架的侧壁具有镂空孔；便于观察中空圆台形结构升降支架的内部情况，便于后期维护。
17.作为本实用新型的进一步优选，所述停机坪本体的顶部形成有用于容纳供电端支架的凹槽，凹槽的深度等于供电端支架的厚度；当供电端支架位于凹槽内时，供电端支架的顶部表面与停机坪本体的顶部表面在同一水平面上。
18.本实用新型的有益之处在于：
19.通过归中机构的两个横向位移件和两个直线电机模组上的前挡板和后挡板配合，实现对无人机起落架的充电位置进行调整，对无人机的降落位置要求较低，通过在停机坪本体底部设置的升降装置可以调整无线充电时的无线充电距离，提高无线充电距离的容错率。
附图说明
20.图1是本实用新型结构示意图；
21.图2是本实用新型部分结构的分解示意图；
22.图中附图标记的含义：
23.1-停机坪本体，2-横向位移件，3-无人机起落架，4-直线电机模组，5-前挡板，6-后挡板，7-滚动组件，8-受电端支架，9-受电线圈，10-供电端支架，11-供电线圈，12-磁块，13-霍尔传感器，14
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u型连接件，15-圆孔，21-升降支架，22-步进电机，23-丝杆，24-丝杆螺母，25-导向器，26-导向器限位盘。
具体实施方式
24.以下结合附图和具体实施例对本实用新型作具体的介绍。
25.如图1和2所示，本实施例是一种无线充电式无人机停机坪，包括停机坪本体1和归中机构，归中机构包括两个横向位移件2，归中机构驱动两个横向位移件2横向位移用以调整并夹持降落在停机坪本体1上的无人机起落架3；在两个横向位移件2上分别设置直线电机模组4，两个直线电机模组4的滑台上分别设置前挡板5和后挡板6，两个直线电机模组4分别驱动前挡板5和后挡板6纵向位移用以调整并夹持降落在停机坪本体1上的无人机起落架3；
26.无人机起落架3的底部四角位置分别设置滚动组件7，无人机起落架3通过滚动组件7与停机坪本体1滚动接触；无人机起落架3上设置受电端支架8，在受电端支架8上设置受电线圈9，受电线圈9通过电缆与无人机的机载充电电路电连接；
27.停机坪本体1上设置供电端支架10，在供电端支架10上设置供电线圈11，供电线圈11通过电缆与外部充电器电连接；在停机坪本体1底部设置用于驱动供电端支架10升降的升降装置；
28.本实施例在受电端支架8上设置磁块12，停机坪本体1上设置霍尔传感器13，霍尔传感器13与外部控制系统通信连接，通过霍尔传感器13检测磁块12来确定受电端支架8与供电端支架10的相互对应位置。
29.本实施例中，滚动组件7是万向滚珠；万向滚珠的滚动效果好，有利于无人机起落架3在停机坪本体1上自由移动。
30.本实施例中，受电端支架8两端分别通过u型连接件14与无人机起落架3连接。
31.本实施例中，供电端支架10是圆形盘体结构，在圆形盘体结构供电端支架10的顶部形成凹槽，供电线圈11设置在供电端支架10顶部的凹槽内；有利于保护供电线圈11的外圆周边沿；当然，在实际应用时，也可以在受电端支架8的底部形成凹槽，受电线圈9设置在受电端支架8底部的凹槽内。
32.实际应用时，在圆形盘体结构供电端支架10的底部设置有环形橡胶垫圈；环形橡胶垫圈在圆形盘体结构供电端支架10的底部与停机坪本体1之间起到减振缓冲作用。
33.本实施例中，供电线圈11的电缆铺设主要采用在供电端支架10上和停机坪本体1上分别形成有相互对应的圆孔15，供电线圈11的电缆在两个相互对应的圆孔15中穿过，供电端支架10在升降过程中，供电线圈11的电缆跟随供电端支架10同步升降。
34.本实施例中的升降装置包括升降支架21、步进电机22、丝杆23、丝杆螺母24、导向器25和导向器限位盘26；升降支架21顶部与停机坪本体1的底部连接，步进电机22安装在升降支架21底部，丝杆23与步进电机22的输出轴传动连接，丝杆螺母24螺纹连接在丝杆23上，导向器25的底端与丝杆螺母24固定连接，导向器25是中空管体结构，丝杆23的顶端位于中空管体结构导向器25的内部，导向器25的外圆周面具有键，导向器限位盘26上形成有供导向器25穿过的通孔，在通孔的内圆周面形成有与键配合的键槽，导向器限位盘26安装在停机坪本体1的底部，导向器25的顶端向上穿过导向器限位盘26，在停机坪本体1上形成有供导向器25顶端穿过的孔洞，导向器25顶端经孔洞穿过停机坪本体1后与供电端支架10的底部连接。
35.本实施例中，导向器25顶端具有法兰盘结构，导向器25顶端通过法兰盘结构与供
电端支架10的底部连接；保证连接的稳定性。
36.本实施例中，升降支架21是倒置的中空圆台形结构；步进电机22安装在中空圆台形结构升降支架21的小开口端，中空圆台形结构升降支架21的大开口端与停机坪本体1的底部连接；丝杆23和丝杆螺母24以及导向器25位于中空圆台形结构升降支架21的内部，有利于对丝杆23和丝杆螺母24以及导向器25进行保护；中空圆台形结构升降支架21的侧壁具有镂空孔；便于观察中空圆台形结构升降支架21的内部情况，便于后期维护。
37.在实际应用时，停机坪本体1的顶部形成有用于容纳供电端支架10的凹槽，凹槽的深度等于供电端支架10的厚度；当供电端支架10位于凹槽内时，供电端支架10的顶部表面与停机坪本体1的顶部表面在同一水平面上。
38.本实施例的工作原理及过程如下：
39.无人机降落在停机坪本体1上后，归中机构驱动两个横向位移件2横向位移用以调整降落在停机坪本体1上的无人机起落架3横向位置，同时，配合两个直线电机模组4分别驱动前挡板5和后挡板6纵向位移用以调整降落在停机坪本体1上的无人机起落架3纵向位置，当霍尔传感器13检测到磁块12后，确定受电端支架8与供电端支架10的位置相互对应，此时，归中机构驱动两个横向位移件2横向位移用以夹持降落在停机坪本体1上的无人机起落架3，使无人机起落架3保持横向稳定，两个直线电机模组4分别驱动前挡板5和后挡板6纵向位移用以夹持降落在停机坪本体1上的无人机起落架3，使无人机起落架3保持纵向稳定；
40.然后步进电机22驱动丝杆23转动，丝杆螺母24带动导向器25上升，导向器25推动供电端支架10上升，使供电端支架10上的供电线圈11靠近无人机起落架3受电端支架8上的受电线圈9，外部充电器向供电线圈11发送高频率电流使其产生高频磁场，通过变化的电场会产生变化的磁场，变化的磁场会产生变化的电场的物理原理，受电线圈9感应磁场变化产生感应电流，受电线圈9产生的感应电流输出给无人机的机载充电电路，从而实现对无人机进行无接触式无线充电；
41.充电完成后，步进电机22驱动丝杆23转动，丝杆螺母24带动导向器25下降，导向器25拉动供电端支架10下降，使供电端支架10上的供电线圈11远离无人机起落架3受电端支架8上的受电线圈9，从而停止对无人机进行无接触式无线充电；两个直线电机模组4分别驱动前挡板5和后挡板6纵向位移，使前挡板5和后挡板6退回至初始位置，归中机构驱动两个横向位移件2横向位移，使两个横向位移件2退回至初始位置，用以释放降落在停机坪本体1上的无人机起落架3，此时，无人机可以起飞执行任务。
42.本实施例通过归中机构的两个横向位移件和两个直线电机模组上的前挡板和后挡板配合，实现对无人机起落架的充电位置进行调整，对无人机的降落位置要求较低，通过在停机坪本体底部设置的升降装置可以调整无线充电时的无线充电距离，提高无线充电距离的容错率。
43.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
44.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，否则术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通；对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
45.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点；本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。

技术特征：
1.一种无线充电式无人机停机坪，其特征在于：包括停机坪本体和归中机构，所述归中机构包括两个横向位移件，归中机构驱动两个横向位移件横向位移用以调整并夹持降落在停机坪本体上的无人机起落架；在两个横向位移件上分别设置直线电机模组，两个直线电机模组的滑台上分别设置前挡板和后挡板，两个直线电机模组分别驱动前挡板和后挡板纵向位移用以调整并夹持降落在停机坪本体上的无人机起落架；所述无人机起落架的底部四角位置分别设置滚动组件，所述无人机起落架通过滚动组件与停机坪本体滚动接触；所述无人机起落架上设置受电端支架，在受电端支架上设置受电线圈，受电线圈通过电缆与无人机的机载充电电路电连接；所述停机坪本体上设置供电端支架，在供电端支架上设置供电线圈，供电线圈通过电缆与外部充电器电连接；在停机坪本体底部设置用于驱动供电端支架升降的升降装置；所述受电端支架上设置磁块，所述停机坪本体上设置霍尔传感器，霍尔传感器与外部控制系统通信连接，通过霍尔传感器检测磁块来确定受电端支架与供电端支架的相互对应位置。2.根据权利要求1所述一种无线充电式无人机停机坪，其特征在于，所述滚动组件是万向滚珠。3.根据权利要求1所述一种无线充电式无人机停机坪，其特征在于，所述受电端支架两端分别通过u型连接件与无人机起落架连接。4.根据权利要求1所述一种无线充电式无人机停机坪，其特征在于，所述供电端支架是圆形盘体结构，在圆形盘体结构供电端支架的顶部形成凹槽，所述供电线圈设置在供电端支架顶部的凹槽内。5.根据权利要求4所述一种无线充电式无人机停机坪，其特征在于，在圆形盘体结构供电端支架的底部设置有环形橡胶垫圈。6.根据权利要求1、4、5中任一项所述一种无线充电式无人机停机坪，其特征在于，所述供电端支架上和停机坪本体上分别形成有相互对应的圆孔，供电线圈的电缆在两个相互对应的圆孔中穿过。7.根据权利要求1所述一种无线充电式无人机停机坪，其特征在于，所述升降装置包括升降支架、步进电机、丝杆、丝杆螺母、导向器和导向器限位盘；所述升降支架顶部与停机坪本体的底部连接，所述步进电机安装在升降支架底部，所述丝杆与步进电机的输出轴传动连接，所述丝杆螺母螺纹连接在丝杆上，所述导向器的底端与丝杆螺母固定连接，导向器是中空管体结构，丝杆的顶端位于中空管体结构导向器的内部，导向器的外圆周面具有键，导向器限位盘上形成有供导向器穿过的通孔，在通孔的内圆周面形成有与键配合的键槽，所述导向器限位盘安装在停机坪本体的底部，导向器的顶端向上穿过导向器限位盘，在停机坪本体上形成有供导向器顶端穿过的孔洞，导向器顶端经孔洞穿过停机坪本体后与供电端支架的底部连接。8.根据权利要求7所述一种无线充电式无人机停机坪，其特征在于，所述导向器顶端具有法兰盘结构，导向器顶端通过法兰盘结构与供电端支架的底部连接。9.根据权利要求7所述一种无线充电式无人机停机坪，其特征在于，所述升降支架是倒置的中空圆台形结构；所述中空圆台形结构升降支架的侧壁具有镂空孔。10.根据权利要求1所述一种无线充电式无人机停机坪，其特征在于，所述停机坪本体
的顶部形成有用于容纳供电端支架的凹槽，凹槽的深度等于供电端支架的厚度。

技术总结
本实用新型公开一种无线充电式无人机停机坪，包括停机坪本体和归中机构，归中机构包括两个横向位移件，在两个横向位移件上分别设置直线电机模组，两个直线电机模组的滑台上分别设置前挡板和后挡板；无人机起落架的底部四角位置分别设置滚动组件，无人机起落架上设置受电端支架，在受电端支架上设置受电线圈，受电线圈通过电缆与无人机的机载充电电路电连接；停机坪本体上设置供电端支架，在供电端支架上设置供电线圈，供电线圈通过电缆与外部充电器电连接；在停机坪本体底部设置用于驱动供电端支架升降的升降装置；本实用新型对无人机的降落位置要求较低，可以调整无线充电时的无线充电距离，提高无线充电距离的容错率。提高无线充电距离的容错率。提高无线充电距离的容错率。


技术研发人员：李鹏飞 罗伟 尹彦卿
受保护的技术使用者：中航金城无人系统有限公司
技术研发日：2022.12.27
技术公布日：2023/4/18