本發(fā)明涉及無人機(jī)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，是涉及一種新型旋翼飛機(jī)系統(tǒng)及降落充電方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有無人旋翼飛機(jī)降落時，由于受到自身機(jī)身平衡和外部風(fēng)力的影響，導(dǎo)致旋翼風(fēng)機(jī)不能夠穩(wěn)定降落，進(jìn)而引發(fā)事故。同時，無人旋翼飛機(jī)在降落后，需要人工值守，將其與充電插口對接才能夠進(jìn)行充電，以備下次飛行之用，較為繁瑣。

現(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)存在部分關(guān)于無人機(jī)充電方面的相關(guān)研究，例如：申請?zhí)枮?01610376486.8的中國專利文獻(xiàn)提供了一種充電起落架、無人機(jī)、充電平臺及無人機(jī)續(xù)航充電系統(tǒng)。

該系統(tǒng)中具有適用于無人機(jī)的充電起落架，其橫桿上設(shè)置有多個充電接觸件，內(nèi)部還設(shè)有充電電路模塊，可直接通過起落架完成無人機(jī)的充電接口的轉(zhuǎn)接。但是該方案中，依然存在無人旋翼飛機(jī)在大風(fēng)狀態(tài)下降落時風(fēng)險性較高的缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新型旋翼飛機(jī)系統(tǒng)。本發(fā)明通過設(shè)計全新的結(jié)構(gòu)，通過電磁吸合輔助旋翼飛機(jī)降落，且旋翼飛機(jī)降落后能夠自動充電，真正做到無人值守。

為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種新型旋翼飛機(jī)系統(tǒng)，包括：

旋翼飛機(jī)及降落平臺；

所述旋翼飛機(jī)上安裝有電磁鐵安裝架，電磁鐵安裝架上具有電磁鐵；

每個電磁鐵上具有金屬觸點(diǎn),金屬觸點(diǎn)經(jīng)極性變換電路與電磁鐵的供電相連；

所述降落平臺包括多個金屬板，每個金屬板均與一加壓單元連接，相鄰的金屬板相互絕緣；

金屬板在獲得電壓后等待旋翼飛機(jī)垂直降落，降落后，旋翼飛機(jī)電磁鐵上的金屬觸點(diǎn)與金屬板相連，通過金屬觸點(diǎn)和極性變換電路給電磁鐵供電；電磁鐵產(chǎn)生吸引力，從而輔助旋翼飛機(jī)固定在降落平臺上。

優(yōu)選的，所述電磁鐵為3個或更多，一般選擇4個，任一電磁鐵均安裝于電磁鐵安裝

優(yōu)選的，相鄰兩個電磁鐵的中心距大于相鄰兩個金屬板的中心距。較佳的選擇為，相鄰兩個電磁鐵的中心距大于相鄰兩個金屬板的中心距3倍或以上。

優(yōu)選的，所述金屬板為長條形結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述加壓單元包括電壓控制模塊、正電壓源、正電壓源開關(guān)、負(fù)電壓源及負(fù)電壓源開關(guān)；

電壓控制模塊分別控制正電壓源開關(guān)與負(fù)電壓源開關(guān)的通斷；

正電壓源開關(guān)及負(fù)電壓源開關(guān)控制正負(fù)電壓源與金屬板的通斷電，使得：

電壓控制模塊控制正電壓源開關(guān)閉合時，金屬板加正電壓；當(dāng)電壓控制模塊控制負(fù)電壓源開關(guān)閉合時，金屬板加負(fù)電壓；當(dāng)電壓控制模塊既不控制正電壓源開關(guān)，也不控制負(fù)電壓源開關(guān)時，金屬板不加電壓。

優(yōu)選的，所述旋翼機(jī)具有充電模塊，充電模塊與電磁鐵并聯(lián)；

具體來說，電磁鐵并聯(lián)在電路中，每個電磁鐵對應(yīng)一個電磁鐵安裝架，每個電磁鐵的兩端各通過一個二極管連接到電磁鐵上的金屬觸點(diǎn)。

優(yōu)選的，所述電壓控制模塊為單片機(jī)電路。

優(yōu)選的，所述正電壓源開關(guān)和負(fù)電壓源開關(guān)為MOS管或三極管，以保證開關(guān)的轉(zhuǎn)換速度。

優(yōu)選的，上述的新型旋翼飛機(jī)系統(tǒng)還包括主控單元，主控單元控制電壓控制模塊并監(jiān)測金屬板的電壓變化。

在提供上述結(jié)構(gòu)方案的同時，本發(fā)明還提供了一種旋翼飛機(jī)的降落充電方法，主要包括如下步驟：

A、加壓單元對金屬板進(jìn)行加壓掃描；

B、旋翼飛機(jī)飛抵降落平臺上方，下降到降落平臺上；

C、對應(yīng)的金屬板加正電壓時，通過接觸到金屬板的金屬觸點(diǎn)、連接金屬觸點(diǎn)的極性變換電路加到電磁鐵的一個輸入，其他的金屬板加的負(fù)電壓同樣通過金屬觸點(diǎn)和極性變換電路加到電磁鐵的另一個輸入上，因此電磁鐵產(chǎn)生電流，檢測到該電流的出現(xiàn)，就判斷出旋翼飛機(jī)已經(jīng)接觸到降落平臺并且判斷出旋翼飛機(jī)的位置；

D、停止加壓掃描，給檢測到有電流存在的金屬板繼續(xù)加壓，則電磁鐵的磁性增強(qiáng)，電磁鐵吸引金屬板，從而保證旋翼飛機(jī)的穩(wěn)定降落并開始充電。

優(yōu)選的，上述方法中，優(yōu)選的是，加壓單元對每個金屬板加壓按以下方式循環(huán)：空(NC)、正電壓(+)、空(NC)、負(fù)電壓(-)、負(fù)電壓(-)、負(fù)電壓(-)……空(NC)進(jìn)行循環(huán)；

即每次循環(huán)只給一塊金屬板加正電壓，且該正電壓前后都不加電壓，其余金屬板加負(fù)電壓。

上述方法中，優(yōu)選的是，所有的金屬板在某一時刻所加的電壓也呈現(xiàn)如下規(guī)律：空(NC)、正電壓(+)、空(NC)、負(fù)電壓(-)、負(fù)電壓(-)、負(fù)電壓(-)……空(NC)進(jìn)行循環(huán)，以保證旋翼飛機(jī)降落時，有一個觸點(diǎn)接觸到正電壓，其余觸點(diǎn)中至少有一個觸點(diǎn)接觸到負(fù)電壓。

上述方法中，加正電壓與加負(fù)電壓僅為舉例，如果同一時刻加正電壓的位置更換為加負(fù)電壓，加負(fù)電壓的位置更換為加正電壓，效果相同。

本發(fā)明基于電磁鐵安裝架和電磁鐵的電氣設(shè)計，電磁鐵安裝架與電磁鐵、金屬板組成的回路產(chǎn)生電流；由于電磁鐵的并聯(lián)結(jié)構(gòu)，旋翼飛機(jī)所有腳上的電磁鐵都會產(chǎn)生電流，對應(yīng)的金屬板上連接的電流檢測電路也會發(fā)現(xiàn)電流的產(chǎn)生，從而可以判斷出旋翼飛機(jī)已經(jīng)降落。此時，停止電壓掃描,且加壓單元繼續(xù)給產(chǎn)生電流的金屬板加壓,則金屬板的電壓持續(xù)升高，電磁鐵與金屬板產(chǎn)生的豎直方向的吸引力就持續(xù)增大，即施加一個向下的力，從而保證旋翼飛機(jī)的穩(wěn)定降落。

當(dāng)旋翼飛機(jī)穩(wěn)定降落后，降落平臺作為電源輸入端，接觸到加正電壓的金屬板的觸點(diǎn)作為充電正極，用于在旋翼飛機(jī)充電時與降落平臺電源輸入端的正極進(jìn)行電連接，接觸到加負(fù)電壓的金屬板的觸點(diǎn)作為充電負(fù)極，用于在旋翼飛機(jī)充電時與降落平臺電源輸入端的負(fù)極進(jìn)行電連接，完成旋翼飛機(jī)的充電功能。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)依靠電磁吸合原理，使旋翼飛機(jī)在降落時可以通過吸合力輔助降落，提高在大風(fēng)狀態(tài)下旋翼飛機(jī)降落的安全性。

(2)旋翼飛機(jī)降落后降落平臺可對旋翼飛機(jī)能夠進(jìn)行充電，做到旋翼飛機(jī)的無人值守。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明中加壓單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明中降落平臺電壓掃描示意圖；

圖4是本發(fā)明中電磁鐵與電磁鐵安裝架的電氣結(jié)構(gòu)示意圖。

1.旋翼飛機(jī)，2.降落平臺，3.金屬觸點(diǎn)，4.電磁鐵安裝架和電磁鐵，5.加壓單元，6.連接線；

21.電壓控制模塊，22.正電壓源，23.正電壓源開關(guān)，24.負(fù)電壓源，25.負(fù)電壓源開關(guān)，26.金屬板；

41.二極管。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

實施例：一種新型旋翼飛機(jī)系統(tǒng)，如圖1所示，一種旋翼飛機(jī)的安全降落系統(tǒng)，包括旋翼飛機(jī)1、降落平臺2、電磁鐵安裝架和電磁鐵4、金屬觸點(diǎn)3和加壓單元5。所述電磁鐵安裝架和電磁鐵4安裝在旋翼飛機(jī)1的四個角上，且4個電磁鐵并聯(lián)，所述金屬觸點(diǎn)3安裝在電磁鐵安裝架和電磁鐵4上，；所述降落平臺2是金屬板結(jié)構(gòu)(能夠被電磁鐵吸合)，且每個金屬板相互絕緣，每兩塊金屬板長條的中心距離遠(yuǎn)小于每兩個電磁鐵中心距離的1/3；每個金屬板26都配有各自對應(yīng)的加壓單元5。

如圖2所示，每個加壓單元5均包括一電壓控制模塊21、正電壓源22、正電壓源開關(guān)23、負(fù)電壓源24、負(fù)電壓源開關(guān)25。所述電壓控制模塊21可以為單片機(jī)電路，所述正電壓源開關(guān)23和負(fù)電壓源開關(guān)25可以為MOS管或三極管，以保證開關(guān)的轉(zhuǎn)換速度；所述每個金屬板26都配有一套加壓單元5。當(dāng)電壓控制模塊21控制正電壓源開關(guān)23閉合時，金屬板26加正電壓；當(dāng)電壓控制模塊21控制負(fù)電壓源開關(guān)25閉合時，金屬板26加負(fù)電壓；當(dāng)電壓控制模塊21既不控制正電壓源開關(guān)23，也不控制負(fù)電壓源開關(guān)25時，金屬板26不加電壓。

如圖3所示，加壓單元5對金屬板26加壓，加壓按如下方式循環(huán)：空(NC)、正電壓(+)、空(NC)、負(fù)電壓(-)、負(fù)電壓(-)、負(fù)電壓(-)……空(NC)，即每次循環(huán)只給一塊金屬板加正電壓，且該正電壓前后都不加電壓，其余金屬板加負(fù)電壓，且每個金屬板26相互絕緣，并不會產(chǎn)生電流。

降落平臺2的所有金屬板26在某一時刻所加的電壓也呈現(xiàn)如下規(guī)律：空(NC)、正電壓(+)、空(NC)、負(fù)電壓(-)、負(fù)電壓(-)、負(fù)電壓(-)……空(NC)，以保證旋翼飛機(jī)降落時，有一個觸點(diǎn)接觸到正電壓，其余三個觸點(diǎn)中至少有一個觸點(diǎn)接觸到負(fù)電壓。

如圖4所示，電磁鐵安裝架和電磁鐵4與金屬觸點(diǎn)3的電氣結(jié)構(gòu)包括電磁鐵安裝架和電磁鐵4、金屬觸點(diǎn)3和二極管41。電磁鐵并聯(lián)在電路中，每個電磁鐵對應(yīng)一個金屬觸點(diǎn)3，每個電磁鐵的兩端各通過一個二極管41連接到金屬觸點(diǎn)3。當(dāng)金屬觸點(diǎn)3接觸到正負(fù)電壓后，由于電磁鐵的并聯(lián)設(shè)計，4個電磁鐵都加上了電壓。

本發(fā)明的工作原理是：

旋翼飛機(jī)1準(zhǔn)備降落時，由于旋翼飛機(jī)1的四個角上有金屬觸點(diǎn)3，當(dāng)觸點(diǎn)接觸到降落平臺2時，由于降落平臺2的長條形設(shè)計及加壓電路5對每個金屬板26循環(huán)加如下電壓：空(NC)、正電壓(+)、空(NC)、負(fù)電壓(-)、負(fù)電壓(-)、負(fù)電壓(-)……空(NC)，且降落平臺2的所有金屬板26在某一時刻所加的電壓也呈現(xiàn)下規(guī)律：空(NC)、正電壓(+)、空(NC)、負(fù)電壓(-)、負(fù)電壓(-)、負(fù)電壓(-)……空(NC)。通過不間斷地電壓循環(huán)，總有一觸點(diǎn)在某一刻接觸到降落平臺2的加正電壓的金屬板，另外三個觸點(diǎn)中有不少于一個觸點(diǎn)接觸到降落平臺2的加負(fù)電壓的金屬板，這時，基于金屬觸點(diǎn)和電磁鐵的電氣設(shè)計，金屬觸點(diǎn)3與電磁鐵4、金屬板26組成的回路產(chǎn)生電流；由于電磁鐵的并聯(lián)結(jié)構(gòu)，旋翼飛機(jī)4個腳上的電磁鐵4都會產(chǎn)生電流，正電壓源和負(fù)電壓源的電流都會變化，從而可以判斷出旋翼飛機(jī)1已經(jīng)降落。此時，停止電壓掃描，且加壓單元繼續(xù)給流過電流的金屬板加壓,則金屬板的電壓持續(xù)升高，電磁鐵4磁性增強(qiáng)，電磁鐵4與金屬板26產(chǎn)生的豎直方向的吸引力就持續(xù)增大，該吸引力吸引旋翼飛機(jī)1，從而保證旋翼飛機(jī)1的穩(wěn)定降落。

作為較佳的選擇，該系統(tǒng)還可以包括充電單元。所述充電單元安裝在旋翼飛機(jī)1上且與電磁鐵4并聯(lián)，包括充電正極和充電負(fù)極。當(dāng)旋翼飛機(jī)1穩(wěn)定降落后，降落平臺2作為電源輸入端，接觸到加正電壓的金屬板26的觸點(diǎn)作為充電正極，用于在旋翼飛機(jī)1充電時與降落平臺2電源輸入端的正極進(jìn)行電連接，接觸到加負(fù)電壓的金屬板26的觸點(diǎn)作為充電負(fù)極，用于在旋翼飛機(jī)1充電時與降落平臺電源輸入端的負(fù)極進(jìn)行電連接，完成旋翼飛機(jī)1的充電功能。

本發(fā)明能夠解決風(fēng)力大時旋翼飛機(jī)降落不穩(wěn)的問題，確保旋翼飛機(jī)的安全降落，且降落平臺為能夠被電磁鐵吸合的金屬板結(jié)構(gòu)，成本低，節(jié)省資源。此外，對于降落的旋翼飛機(jī)能夠進(jìn)行充電，真正做到旋翼飛機(jī)的無人值守。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)，未予以詳細(xì)說明和局部放大呈現(xiàn)的部分，為現(xiàn)有技術(shù)，在此不進(jìn)行贅述。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。