本發(fā)明屬于無人機(jī)領(lǐng)域，涉及一種用于無人機(jī)自動充電的基站設(shè)備。

背景技術(shù)：

目前國內(nèi)外電網(wǎng)巡線系統(tǒng)，森林防火與救援、消防監(jiān)測與救援、城市及大型場館管理、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測與救援、鐵路公路監(jiān)測與疏通以及人員密集場所的管理等等都需要使用無人機(jī)，比如我國已經(jīng)建成了六大跨省區(qū)的電網(wǎng)，輸電線路總長度超過了115萬千米，500kv及以上的輸電線路已成為各區(qū)電網(wǎng)輸電主力。我國的國土幅員遼闊，地形也相對復(fù)雜，丘陵較多、平原較少，加上氣象條件的復(fù)雜多變，給跨區(qū)電網(wǎng)和超高壓輸電線路工程的建設(shè)帶來一定難度，加上建成之后的維護(hù)與保養(yǎng)，僅僅依靠現(xiàn)有的檢查手段和常規(guī)測試并不能滿足高效快速的要求，也不能達(dá)到很好的效果。無人機(jī)技術(shù)的運(yùn)用，能夠很好的完成電力巡檢和建設(shè)規(guī)劃任務(wù)，然而無人機(jī)因為續(xù)航能力短，造成飛行半徑小，目前多是通過人工干預(yù)實現(xiàn)更換電池或者給電池充電，這樣做的效率低，成本高，同時也不能把人解放出來。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于無人機(jī)自動充電的基站設(shè)備，無需人工干預(yù)，實現(xiàn)無人機(jī)自動起停，自動給無人機(jī)充電的目的。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明提供一種用于無人機(jī)自動充電的基站設(shè)備，所述基站設(shè)備包括可開合屋面，機(jī)架，可升降平臺和充電系統(tǒng)；其中可開合屋面可以打開或關(guān)閉；機(jī)架位于可開合屋面下方，用于支撐基站設(shè)備并控制升降平臺和充電系統(tǒng)工作；升降系統(tǒng)位于機(jī)架內(nèi)，可按指令上升或下降；充電系統(tǒng)用于對無人機(jī)進(jìn)行充電。

進(jìn)一步，所述可開合屋面形式為單向開合式或?qū)ο蜷_合式。

作為本發(fā)明一種實施方案，所述可開合屋面為左右對向開合式，設(shè)有左側(cè)屋面和右側(cè)屋面，在機(jī)架的控制下可分別向左側(cè)和向右側(cè)打開或閉合，實現(xiàn)屋面的開合。

進(jìn)一步，所述可開合屋面包括左側(cè)屋面，滑塊，直線導(dǎo)軌，電動推拉桿，右側(cè)屋面和支架；左側(cè)屋面、右側(cè)屋面分別與滑塊相連，滑塊安裝在直線導(dǎo)軌上，直線導(dǎo)軌固定安裝在機(jī)架上，電動推拉桿與支架連接，支架與左右屋面連接；電動推拉桿通過支架帶動左側(cè)屋面和右側(cè)屋面沿直線導(dǎo)軌運(yùn)動。

進(jìn)一步，所述機(jī)架內(nèi)設(shè)有無人機(jī)飛控模塊和plc控制模塊；其中無人機(jī)控模塊通過無線電接收無人機(jī)訊號，并與plc控制模塊通訊，然后通過傳感器感測并控制可開合屋面的開合及升降平臺的升降。

進(jìn)一步，所述可升降平臺包括平臺，升降機(jī)構(gòu)，驅(qū)動裝置；驅(qū)動裝置通過升降機(jī)構(gòu)帶動平臺上下移動，實現(xiàn)無人機(jī)降落時，可升降平臺上升到最高位置，前后左右無障礙物，無人機(jī)降落完畢后，通過可升降平臺一起下降，將無人機(jī)藏入機(jī)架內(nèi)部。

進(jìn)一步，所述可升降平臺包括平臺，升降機(jī)，聯(lián)軸器，傳動軸，換向器，減速電機(jī)和鍵；其中減速電機(jī)的輸出軸通過聯(lián)軸器與傳動軸連接，傳動軸通過聯(lián)軸器與換向器連接，換向器通過聯(lián)軸器和傳動軸與升降機(jī)連接，升降機(jī)與平臺連接，減速電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩可通過鍵的傳遞到達(dá)升降機(jī)，升降機(jī)帶動平臺上下移動。

進(jìn)一步，所述充電系統(tǒng)包括充電電源，導(dǎo)線，絕緣體座，鍍金箔片，鍍金箔片與導(dǎo)線形成正負(fù)極，并安裝在絕緣體座上，導(dǎo)線的另一端與充電電源相連導(dǎo)通；當(dāng)無人機(jī)落腳架接觸到鍍金箔片上，實現(xiàn)充電回路，對無人機(jī)自動充電。

進(jìn)一步，所述絕緣體座和鍍金箔片組成充電底座，充電底座的整個表面被分成四塊，其中兩塊為扇形的鍍金箔片，分別為正負(fù)極，通過導(dǎo)線外接充電電源；無人機(jī)充電觸點設(shè)置在落腳架上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明提供的用于無人機(jī)自動充電的基站，設(shè)置可開合屋面，機(jī)架，升降平臺和充電系統(tǒng)；可開合屋面可以打開或關(guān)閉；機(jī)架位于可開合屋面下方，用于支撐基站設(shè)備并控制升降平臺和充電系統(tǒng)工作；升降系統(tǒng)位于機(jī)架內(nèi)，可按指令上升或下降；充電系統(tǒng)用于對無人機(jī)進(jìn)行充電。

本發(fā)明的基站設(shè)備可以在合適的地方配置，就不需要進(jìn)行無人機(jī)返回進(jìn)行人工更換電池或者人工充電，從而實現(xiàn)無人機(jī)在任意地點任意時間進(jìn)行停歇，自動充電補(bǔ)給，無需人工干預(yù)下達(dá)到長時間遠(yuǎn)距離的工作，擺脫了目前需要人工更換電池及人工充電的低效率高成本工作，最終最大化地提升無人機(jī)電網(wǎng)巡線能力，森林防火監(jiān)測與救援能力、消防監(jiān)測與救援能力、城市及大型場館管理能力、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測與救援能力、鐵路公路監(jiān)測與疏通以及人員密集場所的管理能力。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一個實施例中基站設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，其中可升降平臺上升至最大位置，可開合屋面處于打開位置。

圖2是圖1中基站設(shè)備另一狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中可升降平臺下降最大位置，可開合屋面處于關(guān)閉位置。

圖3是圖1中基站設(shè)備的俯視圖。

圖4是本發(fā)明一個實施例中可開合屋面的主視圖。

圖5是圖4中可開合屋面的仰視圖。

圖6是圖5中i的局部放大圖。

圖7是圖4中可開合屋面的結(jié)構(gòu)左視圖。

圖8是本發(fā)明一個實施例中機(jī)架的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9是本發(fā)明一個實施例中可升降平臺的主視圖。

圖10是圖9中可升降平臺的仰視圖。

圖11是本發(fā)明一個實施例中充電系統(tǒng)的俯視圖。

圖12是圖11中充電系統(tǒng)沿a-a方向的剖視圖。

圖中：1、可開合屋面2、機(jī)架3、可升降平臺4、充電系統(tǒng)5、左側(cè)屋面6、滑塊7、直線導(dǎo)軌8、矩形管9、右側(cè)屋面10、電動推拉桿11、銷軸12、支架13、卡簧14、無人機(jī)飛控模塊15、plc控制模塊16、平臺17、升降機(jī)18、聯(lián)軸器19、鍵20、傳動軸21、減速電機(jī)22、換向器23、充電電源24、鍍金箔片25、絕緣體座26、導(dǎo)線。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明一個實施例中基站設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，其中可升降平臺上升至最大位置，可開合屋面處于打開位置。圖2是圖1中基站設(shè)備另一狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中可升降平臺下降最大位置，可開合屋面處于關(guān)閉位置。圖3是圖1中基站設(shè)備的俯視圖。

結(jié)合圖1-3可知，本發(fā)明的用于無人機(jī)自動充電的基站設(shè)備可開合屋面1，機(jī)架2，可升降平臺3和充電系統(tǒng)4。

機(jī)架2作為載體，其上表面安裝可開合屋面1，其內(nèi)部安裝可升降平臺2。

可開合屋面1的自動開合系統(tǒng)可為基站提供封閉的空間，實現(xiàn)無人機(jī)的充電保護(hù)。

可升降平臺3主要是為了給無人機(jī)提供一個升降平面，避免前后左右側(cè)機(jī)構(gòu)的存在造成飛機(jī)降落時產(chǎn)生渦流而影響飛機(jī)降落。

充電系統(tǒng)4主要實現(xiàn)無人機(jī)的自動充電。

具體的，本發(fā)明中可開合屋面形式包括單向開合式、對向開合式兩種，屋面在驅(qū)動裝置及導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的作用下打開或者關(guān)閉，從而實現(xiàn)對整個無人機(jī)充電基站的防水密閉保護(hù)。

圖4是本發(fā)明一個實施例中可開合屋面的主視圖。圖5是圖4中可開合屋面的仰視圖。圖6是圖5中i的局部放大圖。圖7是圖4中可開合屋面的結(jié)構(gòu)左視圖。

結(jié)合圖4-7可知，本發(fā)明一個實施例中，可開合屋面包括：左側(cè)屋面5，滑塊6，直線導(dǎo)軌7，電動推拉桿10，右側(cè)屋面9，銷軸11，支架12，卡簧13。每側(cè)屋面分別設(shè)置有一套驅(qū)動裝置。其中左側(cè)屋面5、右側(cè)屋面9分別與一個滑塊6相連，每個滑塊6分別安裝在一個直線導(dǎo)軌7上，每個直線導(dǎo)軌7安裝在機(jī)架2的一個矩形管8上，每個電動推拉桿10通過銷軸11、卡簧13與支架12連接，每個支架12分別與左側(cè)屋面5和右側(cè)屋面9連接，所以每側(cè)屋面分別在各自的電動推拉桿10的作用下，直線導(dǎo)軌7的導(dǎo)向下實現(xiàn)開合。

圖8是本發(fā)明一個實施例中機(jī)架的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖8所示，機(jī)架2內(nèi)通過緊固件安裝無人機(jī)飛控模塊14和plc控制模塊15。其中無人機(jī)控模塊14通過無線電接收無人機(jī)訊號，并與plc控制模塊15通訊，然后通過傳感器感測并控制可開合屋面的開合及升降平臺的升降。

圖9是本發(fā)明一個實施例中可升降平臺的主視圖。圖10是圖9中可升降平臺的仰視圖。

結(jié)合圖9和圖10可知，機(jī)架2中間安裝可升降平臺3，可升降平臺3包括平臺16，平臺16與四臺升降機(jī)17相連，升降機(jī)17輸出軸與聯(lián)軸器18，平鍵19，傳動軸20，減速電機(jī)21，換向器22連接，減速電機(jī)21輸出的轉(zhuǎn)矩通過聯(lián)軸器18，平鍵19，傳動軸20，換向器22組成的傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)成為升降機(jī)17垂直向上向下的力，從而帶動平臺16上下移動。

圖11是本發(fā)明一個實施例中充電系統(tǒng)的俯視圖。圖12是圖11中充電系統(tǒng)沿a-a方向的剖視圖。結(jié)合圖11-12可知，可升降平臺3的平臺16中間安裝接觸式片簧充電系統(tǒng)4，接觸式片簧充電系統(tǒng)4包括充電電源23，鍍金箔片24，絕緣體座25，導(dǎo)線26，待無人機(jī)的落腳架上的觸片與鍍金箔片24接觸，即可實現(xiàn)充電回來，給無人機(jī)內(nèi)的電池自動充電。

本發(fā)明的用于無人機(jī)自動充電的基站設(shè)備的工作原理為：

機(jī)架2中無人機(jī)飛控模塊14通過無線電接收無人機(jī)請求降落訊號，轉(zhuǎn)換成電信號之后利用串口與plc模塊15通訊，平臺16上的接近開關(guān)感測基站內(nèi)是否已有無人機(jī)情況負(fù)反饋給plc模塊15。

若沒有無人機(jī)停放，plc模塊15決定控制電動推拉桿10執(zhí)行動作，在直線導(dǎo)軌7的導(dǎo)向下，同時打開左側(cè)屋面5及右側(cè)屋面9。

可開合屋面1打開后，通過電動推拉桿10上的行程開關(guān)判斷可開合屋面1是否打開到位，負(fù)反饋給plc模塊15，再通過無人機(jī)飛控模塊14利用無線傳輸給無人機(jī)是否可以降落，若可開合屋面1打開到位，無人機(jī)開始降落。

無人機(jī)降落到可升降平臺3后，通過平臺16上的接近開關(guān)判斷無人機(jī)是否降落到平臺16上以及是否在平臺16區(qū)域內(nèi)，負(fù)反饋給plc模塊15，plc模塊15決定是否控制減速電機(jī)21執(zhí)行動作。

若無人機(jī)降落到位，減速電機(jī)工作，輸出轉(zhuǎn)矩，在聯(lián)軸器18，傳動軸20，換向器22的傳遞下帶動升降機(jī)17向下運(yùn)動，實現(xiàn)平臺16下降，而后再通過升降機(jī)17內(nèi)的行程開關(guān)判斷平臺16是否降到位，負(fù)反饋給plc模塊15，plc模塊15決定是否控制電動推拉桿10執(zhí)行動作，同時關(guān)閉左側(cè)屋面5及右側(cè)屋面9，最后通過可開合屋面上的接近開關(guān)判斷左側(cè)屋面5、右側(cè)屋面9是否關(guān)閉到位，負(fù)反饋給plc模塊15決定是否控制接觸式片簧充電系統(tǒng)4里的充電電源23工作。

若左右屋面關(guān)閉到位，充電電源23工作，利用導(dǎo)線26，絕緣體座25，鍍金箔片24實現(xiàn)充電回路，無人機(jī)自動充電。

本發(fā)明的自動充電工作原理如下：

充電系統(tǒng)里的充電平板是由絕緣體座和鍍金箔片組成的底座，其整個表面被分成了有規(guī)則的四塊，其中兩塊為扇形的鍍金箔片，分別為正負(fù)極，通過導(dǎo)線外接充電電源，無人機(jī)上也要進(jìn)行相應(yīng)的改造，需要將無人機(jī)中的充電觸點設(shè)置在落腳架上，充電觸點是一個彈簧片機(jī)構(gòu)，這樣無人機(jī)只要降落在充電平板上，通過與無人機(jī)落腳架上的彈簧觸點接觸，而實現(xiàn)自動充電。

本發(fā)明雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。