CN114261292A - 一种无人机*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无人机***，充电座包括：接收槽，能够接收充电端且充电端在接收槽内可自由转动；第一电源管理模块；正充电圈和负充电圈，形状分别为圆形且位于接收槽的底壁上；充电端包括：至少一个充电正极端，各充电正极端分布在第一圆周区域上，在充电端置于接收槽内时第一圆周区域与正充电圈所在的圆周区域正对；至少一个充电负极端，各充电负极端分布在第二圆周区域上，在充电端置于接收槽内时第二圆周区域与负充电圈所在的圆周区域正对；第二电源管理模块；在充电端置于接收槽内时各充电正极端和正充电圈接触、各充电负极端和负充电圈接触。本发明能够将充电端置于接收槽时，即可准确实现充电回路的闭合，无需费时费力对接充电端和充电圈。

Description

一种无人机***
技术领域
本发明属于无人机充电技术领域，具体涉及一种无人机***。
背景技术
随着科技的发展与进步，无人机在民用、工业以及军事等领域得到了广泛的推广与应用，如安保巡逻工作、空中侦察作业等。但是由于电池技术的原因，无人机的续航能力不强，在执行完一段飞行任务后就需要更换电池。
目前，多采用手动更换电池或者对无人机充电的方式，但是在对无人机进行充电时，需要按照特定方向将无人机摆放好才能充电。如此，需要手动确认好充电引脚，费时费力，或者在无人机及其充电座上安装有传感器件并配合相应的算法，来实现无人机充电时的精准定位，无疑增加了投入成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无人机***，在将充电端置于接收槽时，即可准确实现充电回路的闭合，无需费时费力对接充电端和充电圈；且结构简单易于实现。
为了解决上述技术问题，本发明所提出如下技术方案予以解决：
本申请涉及一种无人机***，其特征在于，包括充电座和位于无人机上的充电端；
所述充电座包括：
接收槽，其能够接收所述充电端，且所述充电端在所述接收槽内可自由转动；
第一电源管理模块；
正充电圈和负充电圈，其形状分别为圆形且位于所述接收槽的底壁上，所述正充电圈和负充电圈分别与所述第一电源管理模块连接；
所述充电端包括：
至少一个充电正极端，各充电正极端分布在第一圆周区域上，在所述充电端置于所述接收槽内时，所述第一圆周区域与所述正充电圈所在的圆周区域正对；
至少一个充电负极端，各充电负极端分布在第二圆周区域上，在所述充电端置于所述接收槽内时，所述第二圆周区域与所述负充电圈所在的圆周区域正对；
第二电源管理模块，至少一个充电正极端和至少一个充电负极端分别和所述第二电源管理模块连接。
在本申请中，各充电正极端和/或各充电负极端为Pogo Pin、电极片或金属弹片。
在本申请中，所述正充电圈的顶部凹设一圈第一滑动槽，所述负充电圈的顶部凹设一圈第二滑动槽；
在所述充电端置于所述接收槽内时，各正极充电端伸入所述第一滑动槽并抵靠所述第一滑动槽的底壁，各负极充电端伸入所述第二滑动槽并抵靠所述第二滑动槽的底壁。
在本申请中，所述充电正极端的数量为多个，各充电正极端均匀分布在所述第一圆周区域上，各充电正极端与所述第二电源管理模块连接的一端分别连接在一起；和/或
所述充电负极端的数量为多个，各充电负极端均匀分布在所述第二圆周区域上，各充电负极端与所述第二电源管理模块连接的一端分别连接在一起。
在本申请中，所述充电正极端的数量为多个，各充电正极端均匀分布在所述第一圆周区域上；
多个充电正极端中至少一个为用于平衡充电正极端的平衡端，剩余充电正极端与所述第二电源管理模块连接的一端分别连接在一起；和/或
所述充电负极端的数量为多个，各充电负极端均匀分布在所述第二圆周区域上；
多个充电负极端中至少一个为用于平衡充电负极端的平衡端，剩余充电负极端与所述第二电源管理模块连接的一端分别连接在一起。
在本申请中，所述充电端的形状为圆柱体，所述接收槽的横截面为圆形，且所述接收槽的横截面面积大于所述充电端的横截面面积。
在本申请中，所述接收槽为在由其开口部向底壁的方向上横截面面积逐渐缩小的接收槽；或者
所述接收槽为横截面面积均相等的接收槽。
在本申请中，所述正充电圈和负充电圈均以所述接收槽底壁的中心位置为圆心设置。
在本申请中，所述正充电圈和负充电圈分别为铜线圈。
本发明提供的无人机***，具有如下有益效果和优点：
（1）在充电座的接收槽的底壁上设置正充电圈和负充电圈，且各充电正极端设置在与正对正充电圈的第一圆周上，各充电负极端设置在与正对负充电圈的第二圆周上，表示充电端只要置于接收槽内时，各充电正极端就正好与正充电圈接触导电，各充电负极端正好与负充电圈接触导电，且在充电端在接收槽内可自由转动时，仍可保证上述接触，且至少一个充电正极端和至少一个充电负极端分别和第二电源管理模块连接，因此，能够实现在不用调整无人机充电方向的情况下的准确充电，节省人力物力及时间；
（2）该无人机***结构简单，易于实现且成本低。
结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简要介绍，显而易见地，下面描述的附图是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明提出的无人机***一种实施例中充电座的结构图；
图2为本发明提出的无人机***实施例中无人机的结构示意图；
图3为利用本发明提出的无人机***实施例中充电座和无人机连接充电时的剖视图。
附图标记：10-充电座；11-座体；12-接收槽；13-负充电圈；14-正充电圈；15-PCB板；
20-无人机；21-机翼部分；22/25-充电正极端；23/24-充电负极端；26-充电端；27-PCB板。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了避免在对无人机20充电时需要对其充电方向的调整，本申请提供了一种无人机***。
该无人机***包括充电座10（参见图1）和位于无人机20上的充电端26（参见图2）。
充电座20包括座体11、接收槽12、第一电源管理模块（未示出）、正充电圈14和负充电圈13。
参见图1，座体11的整体结构可以设计成方形体，当然也可以设计成其他形状。
接收槽12凹设在座体11上，其能够接收充电端26，且充电端26能够在接收槽12内自由转动，即，充电端26能够容纳于接收槽12内且不受限于充电端26在接收槽12内的转动角度（在360°内任意角度可转）。
第一电源管理模块为现有技术中常用的模块，其用于充放电、电池电量管理等。
第一电源管理模块可以采用现有集成芯片实现。
在本申请中，可以设计PCB板15，将第一电源管理模块设置在PCB板15上。
正充电圈14和负充电圈13的形状分别为圆形，且位于接收槽12的底壁上。
正充电圈14和负充电圈13也设置在PCB板15上，且与第一电源管理模块连接。
在本申请中，正充电圈14和负充电圈13分别采用铜线圈；在替代性实施例中，正充电圈14和负充电圈13也可以采用其他导电材质成型。接收槽12的形状可以设计成任何形状，只要底壁能够设置有正充电圈14和负充电圈13，且能够接收充电端26即可。
正充电圈14和负充电圈13可以以接收槽12的底壁的中心位置为圆心同心设置，也可以不以接收槽12的底壁的中心位置为圆心同心设置、也可以彼此不交叉相邻非同心设置等。
在正充电圈14和负充电圈13同心设置时，可以使正充电圈14位于负充电圈13的内侧或外侧。
充电端26包括PCB板27、第二电源管理模块（未示出）、至少一个充电正极端和至少一个充电负极端。
第二电源管理模块为现有技术中常用的模块，其用于充放电、电池电量管理等。
第二电源管理模块可以采用现有集成芯片实现。
例如，参见图2，至少一个充电正极端包括充电正极端22/25，至少一个充电负极端包括充电负极端23/24。
其中，至少一个充电正极端和至少一个充电负极端分别和第二电源管理模块连接，且各充电正极端、各充电负极端和第二电源管理模块分别设置在PCB板27上。
至少一个充电正极端设置的位置如下：各充电正极端分布在第一圆周区域上，第一圆周区域被限定在充电端26的底部，在充电端26置于接收槽12内时，第一圆周区域与正充电圈14所在的圆周区域正对。
至少一个充电负极端设置的位置如下：各充电负极端分布在第二圆周区域上，第二圆周区域也被限定在充电端26的底部，在充电端26置于接收槽12内时，第二圆周区域与负充电圈13所在的圆周区域正对。
如此，在充电端26置于接收槽12内准备充电时，由于至少一个充电正极端和正充电圈14正对，且至少一个充电负极端和负充电圈13正对，因此，在无人机的充电端26置于接收槽12内时，至少一个充电正极端均和正充电圈14对接接触，至少一个充电负极端均和负充电圈13对接接触。
并且，至少一个充电正极端和至少一个充电负极端分别和第二电源管理模块连接，因此可以确保形成无人机的充电回路，实现对无人机的充电。
各充电正极端可以为Pogo Pin、电极片或金属弹片等，各充电负极端可以为PogoPin、电极片或金属弹片等。
在充电端26置于接收槽12内时，出于稳定充电端26的目的，正充电圈14的顶部可以凹设第一滑动槽（未示出），负充电圈13的顶部可以凹设第二滑动槽（未示出）。
在充电端26置于接收槽12内时，充电正极端伸入第一滑动槽并与第一滑动槽的底壁接触，充电负极端伸入第二滑动槽并与第二滑动槽的底壁接触以形成无人机的充电回路。
在保证能够充电的同时，出于平衡充电端26的目的，可以设置多个充电正极端，各充电正极端间隔分布，优选均匀分布在第一圆周区域上。
各充电正极端与正充电圈14接触连接，具体地，若存在第一滑动槽，各充电正极端能够伸入第一滑动槽内并分别与第一滑动槽的底壁接触。
与此同时，也还可以设置多个充电负极端，各充电负极端间隔分布，优选均匀分布在第二圆周区域上。
各充电负极端与负充电圈13接触连接，具体地，若存在第二滑动槽，各充电负极端能够伸入第二滑动槽内并分别与第二滑动槽的底壁接触。
需要说明的是，充电正极端的数量与充电负极端的数量可以相同，也可以不同。
举例说明，参见图2，设置有两个充电正极端22/25和和两个充电负极端23/24。
参见图2和图3，两个充电正极端22/25中每个均与正充电圈14接触，其中一个充电正极端22连接无人机的第二电源管理模块的一端，另一个充电正极端25起到平衡的目的。
两个充电负极端23/24中每个均与负充电圈13接触，其中一个充电负极端23连接无人机的第二电源管理模块的一端，另一个充电负极端24起到平衡的目的。
此处的平衡是指，在充电端26置于接收槽12内时，能够确保充电正极端22/25和正充电圈14紧密接触、充电负极端23/24和负充电圈13紧密接触，且在充电端26在接收槽12内转动时，不易使充电正极端22/25和正充电圈14脱离接触、充电负极端23/24和负充电圈13脱离接触。
另外，起平衡目的的充电正极端25和充电负极端24不接入充电回路，即，不采用此充电正极端25和充电负极端24对无人机充电。
在替代性实施例中，设置有两个充电正极端22/25和两个充电负极端23/24，还可以包括如下几种情况。
1. 两个充电正极端22/25中每个均与正充电圈14接触，每个充电正极端22/25连接无人机的第二电源管理模块的一端分别连接。
两个充电负极端23/24中每个均与负充电圈13接触，每个充电负极端23/24连接无人机的第二电源管理模块的一端分别连接。
2. 两个充电正极端22/25中每个均与正充电圈14接触，每个充电正极端22/25连接无人机的第二电源管理模块的一端分别连接。
两个充电负极端23/24中每个均与负充电圈13接触，其中一个充电负极端23连接无人机的第二电源管理模块的一端，另一个充电负极端24起到平衡的目的。
3. 两个充电正极端22/25中每个均与正充电圈14接触，其中一个充电正极端连22接无人机的第二电源管理模块的一端，另一个充电正极端25起到平衡的目的。
两个充电负极端23/24中每个均与负充电圈13接触，每个充电负极端23/24连接无人机的第二电源管理模块的一端分别连接。
优选地，参见图2，在存在如上所述的两个充电正极端22/25和两个充电负极端23/24时，两个充电正极端22/25相对第一圆周区域的圆心对称设置，两个充电负极端23/24相对第二圆周区域的圆心也对称设置。
在存在例如多于两个（例如，三个）充电正极端和多于两个（例如，四个）充电负极端时，例如存在三个充电正极端和四个充电负极端。
此时可以设置如下。
可以使三个充电正极端均匀分布在第一圆周区域上，且每个均与正充电圈14接触，其中一个充电正极端连接无人机的第二电源管理模块的一端，另两个起到平衡的目的。
可以使四个充电负极端均匀分布在第二圆周区域上，且每个均与负充电圈13接触，其中两个充电负极端连接无人机的第二电源管理模块的一端分别连接在一起，而另两个起到平衡的目的。
如上所述的无人机***结构简单，且不涉及任何软件算法，易于实现，且硬件成本低。
通过如上所述的无人机***，只要无人机的充电端26置于接收槽12内，不管充电端26相对接收槽12如何转动，都能够实现充电正极端22/25和正充电圈14的良好接触、充电负极端23/24和负充电圈13的良好接触，形成无人机的充电回路，实现对无人机的充电，而不用人工调整充电正极端22/25是否对准正充电圈14、充电负极端23/24是否对准负充电圈13、以及无人机充电时的方向及角度，省时省力。
参见图2，其示出无人机20的结构的示意图。
具体地，其示出无人机20顶部的机翼部分21和底部的充电端26。
各充电正极端22/25和各充电负极端23/24设置在充电端26的最底部。
充电端26的形状可以为圆柱体，且接收槽12的横截面为圆形，且接收槽12的横截面面积大于圆柱体的横截面面积。
参见图2，在接收槽12的横截面为圆形时，正充电圈14和负充电圈13以底壁的圆心为圆心同心设置，且正充电圈14位于负充电圈13的内侧。
接收槽12可以为在由其开口部向底壁的方向上的横截面面积逐渐缩小的接收槽，即，接收槽12呈倒锥形，参见图1和图3。
此种锥形的形状，能够起在无人机的充电端26碰到其接收槽12的内周向侧壁时，引导充电端26向下滑动至各充电正极端22/25和正充电圈14接触、各充电负极端23/24和负充电圈13接触。
需要说明的是，接收槽12的底壁的面积应略大于充电端26的横截面面积，便于在引导结束时，充电正极端22/25和充电负极端23/24直接垂向地分别与正充电圈14和负充电圈13对接接触。
在替代性实施例中，接收槽也可以为由其开口部向底壁的方向上的横截面积均等于底壁面积的接收槽，即，接收槽形状为圆柱形。
此处需要说明的是，在接收槽形状为圆柱形时，充电端26的外周向侧壁与接收槽的内周向侧壁之间的间隙较小，避免充电端26在接收槽内倾斜，造成充电正极端22/25和正充电圈14的不良接触、充电负极端23/24和负充电圈13的不良接触。
且由于充电正极端22/25和充电负极端23/24均设置在充电端26的最底部，在充电端26***接收槽12时，直接垂向地分别与正充电圈14和负充电圈13对接接触。
在替代性实施例中，接收槽的底壁也可以设置成椭圆形或方形等，只要满足如下条件即可：（1）底壁能够设置有正充电圈14和负充电圈13，；（2）接收槽能够接收充电端26；（3）充电端26能够在接收槽内自由转动，具体具体在此不做限制。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种无人机***，其特征在于，包括充电座和位于无人机上的充电端；
所述充电座包括：
接收槽，其能够接收所述充电端，且所述充电端在所述接收槽内可自由转动；
第一电源管理模块；
正充电圈和负充电圈，其形状分别为圆形且位于所述接收槽的底壁上，所述正充电圈和负充电圈分别与所述第一电源管理模块连接；
所述充电端包括：
至少一个充电正极端，各充电正极端分布在第一圆周区域上，在所述充电端置于所述接收槽内时，所述第一圆周区域与所述正充电圈所在的圆周区域正对；
至少一个充电负极端，各充电负极端分布在第二圆周区域上，在所述充电端置于所述接收槽内时，所述第二圆周区域与所述负充电圈所在的圆周区域正对；
第二电源管理模块，至少一个充电正极端和至少一个充电负极端分别和所述第二电源管理模块连接。
2. 根据权利要求1所述的无人机***，其特征在于，各充电正极端和/或各充电负极端为Pogo Pin、电极片或金属弹片。
3.根据权利要求1或2所述的无人机***，其特征在于，所述正充电圈的顶部凹设一圈第一滑动槽，所述负充电圈的顶部凹设一圈第二滑动槽；
在所述充电端置于所述接收槽内时，各正极充电端伸入所述第一滑动槽并抵靠所述第一滑动槽的底壁，各负极充电端伸入所述第二滑动槽并抵靠所述第二滑动槽的底壁。
4. 根据权利要求1或2所述的无人机***，其特征在于，
所述充电正极端的数量为多个，各充电正极端均匀分布在所述第一圆周区域上，各充电正极端与所述第二电源管理模块连接的一端分别连接在一起；和/或
所述充电负极端的数量为多个，各充电负极端均匀分布在所述第二圆周区域上，各充电负极端与所述第二电源管理模块连接的一端分别连接在一起。
5. 根据权利要1或2所述的无人机***，其特征在于，各充电正极端的数量为多个，各充电正极端均匀分布在所述第一圆周区域上；
多个充电正极端中至少一个为用于平衡各充电正极端的平衡端，剩余充电正极端与所述第二电源管理模块连接的一端分别连接在一起；和/或
所述充电负极端的数量为多个，各充电负极端均匀分布在所述第二圆周区域上；
多个充电负极端中至少一个为用于平衡充电负极端的平衡端，剩余充电负极端与所述第二电源管理模块连接的一端分别连接在一起。
6. 根据权利要求1或2所述的无人机***，其特征在于，所述充电端的形状为圆柱体，所述接收槽的横截面为圆形，且所述接收槽的横截面面积大于所述充电端的横截面面积。
7.根据权利要求6所述的无人机***，其特征在于，所述接收槽为在由其开口部向底壁的方向上横截面面积逐渐缩小的接收槽；或者
所述接收槽为横截面面积均相等的接收槽。
8.根据权利要求1或2所述的无人机***，其特征在于，所述正充电圈和负充电圈均以所述接收槽底壁的中心位置为圆心设置。
9.根据权利要求1所述的无人机***，其特征在于，所述正充电圈和负充电圈分别为铜线圈。
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