一种无人机自动充电装置

专利摘要:
一种无人机自动充电装置，包括充电平台底座和遮雨部件；充电平台底座上开有凹槽，凹槽的开口方向朝上，凹槽的底部设有磁吸充电口；遮雨部件包括遮雨棚和连杆组件，遮雨棚通过连杆组件与充电平台底座连接；遮雨棚包括遮雨板件，遮雨板件包括顶板；遮雨部件具有打开状态和关闭状态，关闭状态下，顶板位于充电平台底座的正上方从而充电平台底座被顶板遮挡，打开状态下，顶板位于充电平台底座的斜上方，顶板由连杆组件带动在充电平台底座的正上方和斜上方之间运动。本实用新型结构简单可靠，且防雨防水，属于充电技术领域。
公开号:CN214337610U
申请号:CN202120224380.2U
申请日:2021-01-27
公开日:2021-10-01
发明作者:张东；周家成；曹成志；赵商羽；陈伟琪；戚艺林
申请人:Botai Robot Technology Shunde District Foshan Co ltd；South China University of Technology SCUT；
IPC主号:H02J7-00

专利说明:
[n0001] 本实用新型涉及充电技术领域，具体涉及一种无人机自动充电装置。
[n0002] 随着无人机行业的发展，无人机已经无疑应用于人们的日常生活和生产中，目前四轴飞行器最为流行，其中这种无人机多为电力驱动，但是行业痛点在于由于电池容量的限制，充电在无人机工作中及其频繁，其中充电装置的功率直接影响了无人机的工作频率，其次目前无人机充电多是由人工操作，这样不利于无人机工作的自动化。现有技术中，无人机自动充电的方式主要有以下几种：
[n0003] (1)充电接口自动直插式充电，该方式将无人机的结构固定位置，加入标识，通过定位标识将充电接口插入，这种充电方式对定位精度要求较高，要求无人机停放的位置十分精准，对外界影响的容错小，这样就增加了结构的复杂性，相应地成本、故障率也会增加，而且错误的插接对无人机机体的充电接口寿命大有影响，正负极的接错和电源的错充都会加大维护的费用。
[n0004] (2)通过机械臂拆卸电池，该方式的设计结构过于复杂，成本过高不适宜落地，需要一定的精度，维护成本高，研发困难，故障率高。此外，此方法受限于机械臂的安全行程，所占用空间较大。
[n0005] (3)无线充电平台，该方式的充电功率过低不适宜高频率使用，往往接触式的充电可以达到当今市面上无线充电的近十倍，且该方式充电价格昂贵，损耗较大，不适宜于需要大电量的无人机设备。
[n0006] 近年来，磁吸充电技术越来越成熟，磁吸充电可以通过大电流，且可容错，因此在家用电子产品充电和汽车充电领域中越来越受到关注。
[n0007] 针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种结构简单可靠、防雨的无人机自动充电装置。
[n0008] 为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种无人机自动充电装置，包括充电平台底座和遮雨部件；充电平台底座上开有凹槽，凹槽的开口方向朝上，凹槽的底部设有磁吸充电口；遮雨部件包括遮雨棚和连杆组件，遮雨棚通过连杆组件与充电平台底座连接；遮雨棚包括遮雨板件，遮雨板件包括顶板；遮雨部件具有打开状态和关闭状态，关闭状态下，顶板位于充电平台底座的正上方从而充电平台底座被顶板遮挡，打开状态下，顶板位于充电平台底座的斜上方，顶板由连杆组件带动从充电平台底座的正上方运动至充电平台底座的斜上方。采用这种结构后，磁吸接口具有大磁力，可以吸住无人机上的充电接口，并防止无人机偏斜。无人机多在户外使用，遮雨棚可遮挡雨水使装置具有防雨防水功能。
[n0009] 作为一种优选，连杆组件包括第一连杆和第二连杆，第一连杆的两端分别与遮雨棚和充电平台底座铰接，第二连杆的两端分别与遮雨棚和充电平台底座铰接，从而充电平台底座、第一连杆、第二连杆和遮雨棚组成平面四连杆机构。采用这种结构后，第一连杆和第二连杆的转动带动遮雨棚在打开状态和关闭状态之间转换。
[n0010] 作为一种优选，一种无人机自动充电装置还包括驱动电机，第一连杆通过第一铰接点与遮雨棚铰接，驱动电机安装在充电平台底座上，驱动电机与第一连杆连接并驱动第一连杆绕第一铰接点转动。采用这种结构后，驱动电机驱动第一连杆转动，带动整个平面四连杆机构运作，从而带动顶板在充电平台底座正上方和斜上方位置切换。
[n0011] 作为一种优选，一种无人机自动充电装置还包括控制系统、第一按压开关和第二按压开关，第一按压开关和第二按压开关均安装在充电平台底座上，第一按压开关包括第一按压弹片，第二按压开关包括第二按压弹片；打开状态下，第一连杆处于第一工位，第一按压弹片的位置与第一工位相对应，从而第一连杆在第一工位压住第一按压弹片，关闭状态下，第一连杆处于第二工位，第二按压弹片的位置与第二工位相对应，从而第一连杆在第二工位压住第二按压弹片；第一按压开关和第二按压开关均与控制系统电连接，控制系统与驱动电机电连接。采用这种结构后，第一按压弹片被压住时，第一按压开关产生并发送信号，第二按压弹片被压住时，第二按压开关产生并发送信号。因此，当遮雨部件运动至打开状态时，第一连杆压住第一按压弹片，控制系统收到第一按压开关发送的信号，控制系统控制驱动电机停止转动，当遮雨部件运动至关闭状态时，第一连杆压住第二按压弹片，控制系统收到第二按压开关发送的信号，控制系统控制驱动电机停止转动。
[n0012] 作为一种优选，遮雨板件还包括侧板，侧板的上侧与顶板固定连接；关闭状态下，顶板呈水平设置，侧板自上而下向外倾斜。采用这种结构后，雨水不容易滑入充电平台底座上。
[n0013] 作为一种优选，侧板上开设有条形孔，第一连杆的一端嵌入条形孔内且与条形孔的内侧壁铰接，第二连杆的一端铰接在侧板的侧边上。采用这种结构后，条形孔的长度方向平行于第一连杆的转动面，第一连杆在条形孔内的铰接点具有一定深度，可通过条形孔与第一连杆的配合限制第一连杆的转动范围，打开状态下，第一连杆的一侧抵住条形孔的一端，关闭状态下，第一连杆的另一侧抵住条形孔的另一端。
[n0014] 作为一种优选，遮雨板件的数量为2个，对称连接于充电平台底座上，顶板具有内侧边和外侧边，顶板的外侧边与侧板的上侧连接；关闭状态下，2块顶板的内侧边相互接触连接，打开状态下，2块顶板的内侧边分离。
[n0015] 作为一种优选，顶板和侧板的连接处设有橡胶，顶板的内侧边覆盖有防水胶。采用这种结构后，防水防雨效果好。
[n0016] 作为一种优选，顶板和侧板的材料均为亚克力。采用这种结构后，顶板和侧板不易破裂。
[n0017] 作为一种优选，凹槽的开口面积大于底面面积，凹槽呈倒四棱台状。采用这种结构后，凹槽侧壁的倾斜角度可使无人机上的充电接口容易滑入凹槽中，与底部的磁吸充电口连接并进行充电。
[n0018] 上述充电装置在使用时，需对无人机作相应的改装，改装时，将无人机的电池的充电接口引至无人机的支架下方即可。充电时，无人机的支架落在2个凹槽内即可进行充电，遮雨部件在关闭状态下用于遮雨，在打开状态下不影响无人机的降落和离开。
[n0019] 总的说来，本实用新型具有如下优点：
[n0020] 无需人工操作，方便部署，结构简易可靠，防雨防水，在户外可保证充电安全，相比于无线充电功率大，可经济实用，质量轻，体积小，制造成本低。
[n0021] 图1是一种无人机自动充电装置在打开状态下的结构示意图。
[n0022] 图2是遮雨板件和连杆组件连接的结构示意图。
[n0023] 图3是充电平台底座的结构示意图。
[n0024] 图4是一种无人机自动充电装置在关闭状态下的结构示意图。
[n0025] 其中，1为遮雨棚，2为连杆组件，3为驱动电机，4为充电平台底座，5为凹槽，6为磁吸充电口，7为顶板，8为侧板，9为第一连杆，10为第二连杆，11为条形孔。
[n0026] 下面将结合具体实施方式来对本实用新型做进一步详细的说明。
[n0027] 一种无人机自动充电装置，包括充电平台底座和遮雨部件；充电平台底座上开有凹槽，凹槽的开口方向朝上，凹槽的底部设有磁吸充电口；遮雨部件包括遮雨棚和连杆组件，遮雨棚通过连杆组件与充电平台底座连接；遮雨棚包括遮雨板件，遮雨板件包括顶板；
[n0028] 遮雨部件具有打开状态和关闭状态，关闭状态下，顶板位于充电平台底座的正上方从而充电平台底座被顶板遮挡，打开状态下，顶板位于充电平台底座的斜上方，顶板由连杆组件带动在充电平台底座的正上方和斜上方之间运动。
[n0029] 连杆组件包括第一连杆和第二连杆，第一连杆的两端分别与遮雨棚和充电平台底座铰接，第二连杆的两端分别与遮雨棚和充电平台底座铰接，从而充电平台底座、第一连杆、第二连杆和遮雨棚组成平面四连杆机构。
[n0030] 一种无人机自动充电装置还包括驱动电机，第一连杆通过第一铰接点与遮雨棚铰接，驱动电机安装在充电平台底座上，驱动电机与第一连杆连接并驱动第一连杆绕第一铰接点转动。
[n0031] 一种无人机自动充电装置还包括控制系统、第一按压开关和第二按压开关，第一按压开关和第二按压开关均安装在充电平台底座上，第一按压开关包括第一按压弹片，第二按压开关包括第二按压弹片；
[n0032] 打开状态下，第一连杆处于第一工位，第一按压弹片的位置与第一工位相对应，从而第一连杆在第一工位压住第一按压弹片，关闭状态下，第一连杆处于第二工位，第二按压弹片的位置与第二工位相对应，从而第一连杆在第二工位压住第二按压弹片；
[n0033] 第一按压开关和第二按压开关均与控制系统电连接，控制系统与驱动电机电连接。
[n0034] 遮雨板件还包括侧板，侧板的上侧与顶板固定连接；关闭状态下，顶板呈水平设置，侧板自上而下向外倾斜。
[n0035] 侧板上开设有条形孔，第一连杆的一端嵌入条形孔内且与条形孔的内侧壁铰接，第二连杆的一端铰接在侧板的侧边上。
[n0036] 遮雨板件的数量为2个，对称连接于充电平台底座上，顶板具有内侧边和外侧边，顶板的外侧边与侧板的上侧连接；
[n0037] 关闭状态下，2块顶板的内侧边相互接触连接，打开状态下，2块顶板的内侧边分离。
[n0038] 顶板和侧板的连接处设有橡胶，顶板的内侧边覆盖有防水胶。
[n0039] 顶板和侧板的材料均为亚克力。
[n0040] 凹槽的开口面积大于底面面积，凹槽呈倒四棱台状。
[n0041] 遮雨板件上连接有销轴，第一连杆和第二连杆的两端均开有轴孔，销轴嵌入轴孔中。
[n0042] 驱动电机的机身通过第一螺钉安装在充电平台底座上，驱动电机的输出轴与第一连杆固定连接。
[n0043] 磁吸充电口通过第二螺钉固定在凹槽的底部。凹槽的数量为2个，并排设于充电平台底座上。
[n0044] 磁吸充电口采用现有的磁吸充电技术，将它的磁吸充电口设于凹槽的底部。第一按压开关和第二按压开关均采用市售的带有按压弹片的按压开关。
[n0045] 使用时，将充电平台底座安装在固定物体上，并将无人机的电池的充电接口引至无人机的支架下方。
[n0046] 平时，遮雨部件保持关闭状态，连杆组件支撑住整个遮雨棚，对无人机进行充电时，驱动电机驱动遮雨部件运动至打开状态，在此过程中，第一连杆转动到一定角度触碰第一按压弹片，驱动电机停止，之后无人机降落在充电平台底座上，对准凹槽内的标志，支架降落在两个凹槽上方，有一定的容错比例，支架滑入两个凹槽内，磁吸充电口将无人机的支架吸附，无人机开始充电。
[n0047] 遮雨部件的顶板与充电平台底座之间的空间可容纳整个无人机，因此，无人机开始充电后，驱动电机驱动遮雨部件运动至关闭状态，保护无人机和充电过程，充电完成后，驱动电机再次驱动遮雨部件打开，无人机升起离开，之后驱动电机驱动遮雨部件关闭直到下一次无人机充电。
[n0048] 上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

权利要求:
Claims (10)
[0001] 1.一种无人机自动充电装置，其特征在于：包括充电平台底座和遮雨部件；充电平台底座上开有凹槽，凹槽的开口方向朝上，凹槽的底部设有磁吸充电口；遮雨部件包括遮雨棚和连杆组件，遮雨棚通过连杆组件与充电平台底座连接；遮雨棚包括遮雨板件，遮雨板件包括顶板；
遮雨部件具有打开状态和关闭状态，关闭状态下，顶板位于充电平台底座的正上方从而充电平台底座被顶板遮挡，打开状态下，顶板位于充电平台底座的斜上方，顶板由连杆组件带动在充电平台底座的正上方和斜上方之间运动。
[0002] 2.按照权利要求1所述的一种无人机自动充电装置，其特征在于：连杆组件包括第一连杆和第二连杆，第一连杆的两端分别与遮雨棚和充电平台底座铰接，第二连杆的两端分别与遮雨棚和充电平台底座铰接，从而充电平台底座、第一连杆、第二连杆和遮雨棚组成平面四连杆机构。
[0003] 3.按照权利要求2所述的一种无人机自动充电装置，其特征在于：还包括驱动电机，第一连杆通过第一铰接点与遮雨棚铰接，驱动电机安装在充电平台底座上，驱动电机与第一连杆连接并驱动第一连杆绕第一铰接点转动。
[0004] 4.按照权利要求3所述的一种无人机自动充电装置，其特征在于：还包括控制系统、第一按压开关和第二按压开关，第一按压开关和第二按压开关均安装在充电平台底座上，第一按压开关包括第一按压弹片，第二按压开关包括第二按压弹片；
打开状态下，第一连杆处于第一工位，第一按压弹片的位置与第一工位相对应，从而第一连杆在第一工位压住第一按压弹片，关闭状态下，第一连杆处于第二工位，第二按压弹片的位置与第二工位相对应，从而第一连杆在第二工位压住第二按压弹片；
第一按压开关和第二按压开关均与控制系统电连接，控制系统与驱动电机电连接。
[0005] 5.按照权利要求2所述的一种无人机自动充电装置，其特征在于：遮雨板件还包括侧板，侧板的上侧与顶板固定连接；
关闭状态下，顶板呈水平设置，侧板自上而下向外倾斜。
[0006] 6.按照权利要求5所述的一种无人机自动充电装置，其特征在于：侧板上开设有条形孔，第一连杆的一端嵌入条形孔内且与条形孔的内侧壁铰接，第二连杆的一端铰接在侧板的侧边上。
[0007] 7.按照权利要求5所述的一种无人机自动充电装置，其特征在于：遮雨板件的数量为2个，对称连接于充电平台底座上，顶板具有内侧边和外侧边，顶板的外侧边与侧板的上侧连接；
关闭状态下，2块顶板的内侧边相互接触连接，打开状态下，2块顶板的内侧边分离。
[0008] 8.按照权利要求7所述的一种无人机自动充电装置，其特征在于：顶板和侧板的连接处设有橡胶，顶板的内侧边覆盖有防水胶。
[0009] 9.按照权利要求5所述的一种无人机自动充电装置，其特征在于：顶板和侧板的材料均为亚克力。
[0010] 10.按照权利要求1所述的一种无人机自动充电装置，其特征在于：凹槽的开口面积大于底面面积，凹槽呈倒四棱台状。

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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