CN105539824A - 可大范围持续工作的智能无人机*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及飞行设备领域的可大范围持续工作的智能无人机***，包括无人机和与无人机进行无线通讯控制的精密控制器，无人机包括机架本体及设置于机架本体上的电路控制***，电路控制***连接有能源供应装置，该智能无人机***还包括两座以上外置的且结构相同的能源补充平台，该能源补充平台还包括用于与能源补充接口进行配对接合的能源供给接口。通过无线发送装置与无线接收装置进行配对感应，使无人机自动降落至设定位置后再自动感应到能源补充平台的能源补充接口，通过控制驱动轮机构使无人机自动行走至与能源补充接口进行对接，以实现自动补充能源，自动补充能源后以确保无人机可持续在大范围内实现无人探测及运输工作。

Description

可大范围持续工作的智能无人机***
技术领域
本发明涉及飞行设备领域，具体涉及一种无人机，特别涉及可大范围持续工作的智能无人机***。
背景技术
无人机是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。目前，随着科技的发展，无人机技术日趋成熟，无人机以其速度快、操作灵活的特点被广泛应用。民用领域中，地图测绘无人机、地质勘测无人机、灾害监测无人机、气象探测无人机、空中交通管制无人机、边境控制无人机、通信中继无人机、农药喷洒无人机、救援无人机的研究和应用在国内外都在不断的发展中。
现有无人机的续航时间一方面是由散热能力而决定的，如散热能力较差的无人机其续航时间不能太长，热量积聚不能够快速散发，影响其持续工作能力。另外，能源容量才是决定无人机续航时间的主要因素，如能源容量越小，其续航时间越短，反之，能源容量越大，其续航时间则越长;但是，由于受无人机体积本身结构的大小限制，现有的无人机的能源容量不可能做得太大，因此，受能源容量的限制，现有的无人机均不能够持续进行大范围的探测及运输工作，只能够在短时间或者小范围内进行，当能源消耗完后必须再手动进行补充能源，智能化程度不高，一方面会增加人力资源的投入，不能够真正实现无人控制持续工作，另一方面会限制着无人机技术的发展及推广。
发明内容
本发明的目的是解决以上缺陷，提供可大范围持续工作的智能无人机***，其可持续大范围实现无人工作，同时可实现自动补充能源。
本发明的目的是通过以下方式实现的：
可大范围持续工作的智能无人机***，包括无人机和与无人机进行无线通讯控制的精密控制器，无人机包括机架本体及设置于机架本体上的电路控制***，电路控制***连接有能源供应装置，机架本体上设有用于安装电路控制***的飞控中心板，机架本体上还设有用于驱动无人机在空中飞行的飞行驱动组件，该电路控制***包括主控板、飞行控制器、摄像头组件和GPS，飞行控制器、摄像头组件、GPS和飞行驱动组件均与主控板连接。
在飞控中心板的底部设有驱动轮机构，当无人机降落时驱动轮机构与地面接触，驱动轮机构可带动无人机在地面自由行走，主控板还连接有用于控制驱动轮机构进行动作的运动控制芯片。该能源供应装置设置在驱动轮机构与飞控中心板之间，能源供应装置包括能源补充接口，主控板还电性连接有无线发送装置，该智能无人机***还包括两座以上外置的且结构相同的能源补充平台，能源补充平台的表面为用于支撑无人机下降的平面，无人机按设计程序自动定位下降至该平面上，并能在该平面上自动行走，该能源补充平台还包括用于与能源补充接口进行配对接合的能源供给接口，能源供给接口旁设有用于与无线发送装置进行配对感应的无线接收装置。
当无人机的能量快消耗完时，主控板控制无人机下降至最近的能源补充平台的平面，通过设定程序实现定点降落，此时无线发送装置发射出信号，当无线接收装置接收到此信号时，通过控制驱动轮机构使无人机自动行走至与能源补充接口进行对接，以实现自动补充能源，自动补充能源后又可按设计程序自动进行其它设定范围的探测及物品运输，可同时在大范围内设置多个结构相同的能源补充平台，且无人机可在相邻两座能源补充平台之间实现定点降落，以及时补充能源，多个能源补充平台串联后即可实现大范围持续不间断探测及物品运输。
上述说明中，作为优选的方案，所述驱动轮机构与飞控中心板之间还设有物品运输中心，物品运输中心可用于盛装大量物品，特别适用于定点物品自动交换及救援物资的定点配送。
上述说明中，作为优选的方案，所述物品运输中心包括物品交换装置，能源补充平台上设有用于与物品交换装置进行配对交换物品的物品交换基座，物品交换装置与物品交换基座之间可实现自动交换物品。
上述说明中，作为优选的方案，所述物品交换装置包括用于传送物品的第一自动传送带，物品交换基座包括用于传送物品的第二自动传送带，第一自动传送带与第二自动传送带之间设有接合触动器，当无人机自动行走至物品交换基座时，第一自动传送带与第二自动传送带配对接合后触发接合触动器，使第一自动传送带与第二自动传送带自动实现物品传送，需要定点投放的物品或者救援物品放置在物品运输中心上，并通过物品交换装置进行传送，当第一自动传送带与第二自动传送带进行配对接合时，自动实现运转，以实现自动交换物品或者自动传输投放物品，也可实现自动装载物品。
上述说明中，作为优选的方案，所述能源供应装置为燃气供应结构，能源补充接口为用于添加燃油的入油口，所述能源补充平台包括自动加油站，能源供给接口为用于配对***入油口内进行自动加油的加油枪。当无人机自动行走至能源供应装置的预设位置时，加油枪自动***入油口内，从而可自动完成加油，加油完成后可自动退回加油枪。
上述说明中，作为优选的方案，所述能源供应装置为充电电池，能源补充接口为电池电极，所述能源补充平台包括自动充电座，能源供给接口为用于与电池电极进行配对接合的充电电极。当无人机自动行走至能源供应装置的预设位置时，使无人机配对卡入自动充电座上，电池电极与充电电极进行配对接合，实现电性连接，从而可自动完成充电。
上述说明中，作为优选的方案，所述能源补充平台的表面设有用于与自动充电座进行电性连接的太阳能电池组件，该太阳能电池组件为折叠式结构，同时可拆卸移动至其它需要的位置，折叠后便于运输，同时展开后表面积大，太阳能转化率高。
上述说明中，作为优选的方案，所述驱动轮机构由驱动轮电机、万向轮及对称分布的左滚轮和右滚轮构成。
上述说明中，作为优选的方案，所述无线发送装置与无线接收装置之间通过红外感应、声波感应或者雷达感应进行配对连接。
上述说明中，作为优选的方案，所述无人机为单旋翼机、多旋翼机或者滑翔机。单旋翼机如直升机，单旋翼机的飞行驱动组件为螺旋桨，多旋翼机如两个机臂或者多个机臂的无人机，多旋翼机的飞行驱动组件为带旋翼的马达组件,多旋翼机的机架本体的末端往外延伸形成四根以上的机臂，每根机臂的末端均安装有带旋翼的马达组件。
上述说明中，作为优选的方案，当能源补充接口与能源供给接口配对接合时，能源补充接口位于能源供给接口的上方。当能源补充接口位于能源供给接口的上方时，便于补充能源后的无人机可直接完成自动起飞，不需要再进行横向移动。
本发明的无人机可自动起飞，当执行完工作任务后可直接自动飞行到原能源补充平台或下一个能源补充平台补充能源后再自动起飞，如此循环进行自动补充能源，以实现无人机的大范围长时间无人工作。
本发明所产生的有益效果：增设有驱动轮机构和能源补充平台，能源补充平台分别设置在大范围区域内的固定位置，且无人机有足够能源实现在相邻两座能源补充平台之间的自由飞行及定点降落，同时通过无线发送装置与无线接收装置进行配对感应，使无人机自动降落至设定位置后再自动感应到能源补充平台的能源供给接口，通过控制驱动轮机构使无人机自动行走至与能源补充接口进行对接，以实现自动补充能源，自动补充能源后以确保无人机可持续在大范围内实现无人探测及运输工作，以增加无人机的持续巡航时间，解决大范围内长时间的无人探测及物品载重运输等问题，整体智能化程度高，适用于偏远地区及救援现场的大范围探测及物品运输工作。
附图说明
图1为本发明实施例中无人机的立体结构示意图;
图2为本发明实施例中能源补充平台的立体结构示意图;
图中，1为机架本体，2为主控板，3为飞控中心板，4为飞行驱动组件，5为驱动轮机构，6为能源补充接口，7为物品交换装置，8为第一自动传送带，9为第二自动传送带，10为太阳能电池组件，11为能源供给接口，12为物品交换基座。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
本实施例以小型无人机为例，具体投入时可设计为大型运输无人机或者其它结构的无人机，具体结构可根据实际使用需要而定。
本实施例，参照图1，其具体实施的可大范围持续工作的智能无人机***包括无人机和与无人机进行无线通讯控制的精密控制器（未图示），无人机包括机架本体1及设置于机架本体1上的电路控制***，电路控制***连接有能源供应装置。机架本体1的中端设有用于安装电路控制***的飞控中心板3，本实施例的无人机为多旋翼机，机架本体1的末端往外延伸形成四根机臂，每根机臂的末端均安装有带旋翼的飞行驱动组件4，该电路控制***包括主控板2、飞行控制器、摄像头组件和GPS，飞行控制器、摄像头组件、GPS和飞行驱动组件4均与主控板2连接。
如图1所示，在飞控中心板3的底部设有驱动轮机构5，当无人机降落时驱动轮机构5与地面接触，驱动轮机构5可带动无人机在地面自由行走，主控板2还连接有用于控制驱动轮机构5进行动作的运动控制芯片。该能源供应装置设置在驱动轮机构5与飞控中心板3之间，能源供应装置包括能源补充接口6，主控板2还电性连接有无线发送装置。
另外，参照图2，智能无人机***还包括两座以上外置的且结构相同的能源补充平台，能源补充平台的表面为用于支撑无人机下降的平面，无人机按设计程序自动定位下降至该平面上，并能在该平面上自动行走。本实施例的能源补充平台的表面设有用于与自动充电座进行电性连接的太阳能电池组件10，该太阳能电池组件10为折叠式结构，同时可拆卸移动至其它需要的位置，折叠后便于运输，同时展开后表面积大，太阳能转化率高。能源补充平台还包括用于与能源补充接口6进行配对接合的能源供给接口11，能源供给接口11旁设有用于与无线发送装置进行配对感应的无线接收装置，本实施例的无线发送装置与无线接收装置之间通过红外感应进行配对连接。
如图2所示，本实施的能源供应装置为充电电池，能源补充接口6为电池电极，能源补充平台包括自动充电座，能源供给接口11为用于与电池电极进行配对接合的充电电极。当无人机自动行走至能源供应装置的预设位置时，使无人机配对卡入自动充电座上，电池电极与充电电极进行配对接合，实现电性连接，从而可自动完成充电。
如图1所示，为了使本实施的无人机实现自动交换物品的功能，在驱动轮机构5与飞控中心板3之间还设有物品运输中心，物品运输中心可用于盛装大量物品，特别适用于定点物品自动交换及救援物资的定点配送。物品运输中心包括物品交换装置7，能源补充平台上设有用于与物品交换装置7进行配对交换物品的物品交换基座12，物品交换装置7与物品交换基座12之间可实现自动交换物品。物品交换装置7包括用于传送物品的第一自动传送带8，物品交换基座12包括用于传送物品的第二自动传送带9，第一自动传送带8与第二自动传送带9之间设有接合触动器，当无人机自动行走至物品交换基座12时，第一自动传送带8与第二自动传送带9配对接合后触发接合触动器，使第一自动传送带8与第二自动传送带9自动实现物品传送，需要定点投放的物品或者救援物品放置在物品运输中心上，并通过物品交换装置7进行传送，当第一自动传送带8与第二自动传送带9进行配对接合时，自动实现运转，以实现自动交换物品或者自动传输投放物品，也可实现自动装载物品。
当无人机的能量快消耗完时，主控板2控制无人机下降至最近的能源补充平台的平面，通过设定程序实现定点降落，此时无线发送装置发射出信号，当无线接收装置接收到此信号时，通过控制驱动轮机构5使无人机自动行走至与能源补充接口6进行对接，以实现自动补充能源，同时可通过第一自动传送带8与第二自动传送带9配对接合后以实现自动交换物品或者自动传输投放物品，自动补充能源后及自动交换完成物品后又可按设计程序自动进行其它设定范围的探测及物品运输，可同时在大范围内设置多个结构相同的能源补充平台，且无人机可在相邻两座能源补充平台之间实现定点降落，以及时补充能源，多个能源补充平台串联后即可实现大范围持续不间断探测及物品运输。
以上内容是结合具体的优选实施例对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.可大范围持续工作的智能无人机***，包括无人机和与无人机进行无线通讯控制的精密控制器，无人机包括机架本体及设置于机架本体上的电路控制***，电路控制***连接有能源供应装置，机架本体上设有用于安装电路控制***的飞控中心板，机架本体上还设有用于驱动无人机在空中飞行的飞行驱动组件，该电路控制***包括主控板、飞行控制器、摄像头组件和GPS，飞行控制器、摄像头组件、GPS和飞行驱动组件均与主控板连接，其特征在于：在飞控中心板的底部设有驱动轮机构，当无人机降落时驱动轮机构与地面接触，主控板还连接有用于控制驱动轮机构进行动作的运动控制芯片，该能源供应装置设置在驱动轮机构与飞控中心板之间，能源供应装置包括能源补充接口，主控板还电性连接有无线发送装置，该智能无人机***还包括两座以上外置的且结构相同的能源补充平台，能源补充平台的表面为用于支撑无人机下降的平面，该能源补充平台还包括用于与能源补充接口进行配对接合的能源供给接口，能源供给接口旁设有用于与无线发送装置进行配对感应的无线接收装置;当无人机的能量快消耗完时，主控板控制无人机下降至最近的能源补充平台的平面，此时无线发送装置发射出信号，当无线接收装置接收到此信号时，通过控制驱动轮机构使无人机自动行走至与能源补充接口进行对接，以实现自动补充能源。
2.根据权利要求1所述可大范围持续工作的智能无人机***，其特征在于：所述驱动轮机构与飞控中心板之间还设有物品运输中心。
3.根据权利要求2所述可大范围持续工作的智能无人机***，其特征在于：所述物品运输中心包括物品交换装置，能源补充平台上设有用于与物品交换装置进行配对交换物品的物品交换基座。
4.根据权利要求3所述可大范围持续工作的智能无人机***，其特征在于：所述物品交换装置包括用于传送物品的第一自动传送带，物品交换基座包括用于传送物品的第二自动传送带，第一自动传送带与第二自动传送带之间设有接合触动器，当无人机自动行走至物品交换基座时，第一自动传送带与第二自动传送带配对接合后触发接合触动器，使第一自动传送带与第二自动传送带自动实现物品传送。
5.根据权利要求1～4任意一项所述可大范围持续工作的智能无人机***，其特征在于：所述能源供应装置为燃气供应结构，能源补充接口为用于添加燃油的入油口，所述能源补充平台包括自动加油站，能源供给接口为用于配对***入油口内进行自动加油的加油枪。
6.根据权利要求1～4任意一项所述可大范围持续工作的智能无人机***，其特征在于：所述能源供应装置为充电电池，能源补充接口为电池电极，所述能源补充平台包括自动充电座，能源供给接口为用于与电池电极进行配对接合的充电电极。
7.根据权利要求6所述可大范围持续工作的智能无人机***，其特征在于：所述能源补充平台的表面设有用于与自动充电座进行电性连接的太阳能电池组件，该太阳能电池组件为折叠式结构。
8.根据权利要求1、2、3、4或者7所述可大范围持续工作的智能无人机***，其特征在于：所述驱动轮机构由驱动轮电机、万向轮及对称分布的左滚轮和右滚轮构成。
9.根据权利要求1、2、3、4或者7所述可大范围持续工作的智能无人机***，其特征在于：所述无线发送装置与无线接收装置之间通过红外感应、声波感应或者雷达感应进行配对连接。
10.根据权利要求1、2、3、4或者7所述可大范围持续工作的智能无人机***，其特征在于：所述无人机为单旋翼机、多旋翼机或者滑翔机。
11.根据权利要求1、2、3、4或者7所述可大范围持续工作的智能无人机***，其特征在于：当能源补充接口与能源供给接口配对接合时，能源补充接口位于能源供给接口的上方。
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