CN117799889B - 一种用于无人机的充电设备及其充电方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无人机充电技术领域，且公开了一种用于无人机的充电设备及其充电方法，包括充电固定座，所述充电固定座顶端的一侧固定连接有充电固定块，所述充电固定块的侧面固定连接有密封箱，所述密封箱的内部固定连接有充电插头，所述充电固定座顶端远离充电固定块的一侧固定连接有缓冲机构，所述缓冲机构的底端活动连接有清洁散热机构；本发明通过设有停机板、连接杆、方块、侧缓组件，无人机落在停机板上，随着无人机的降落，此时停机板会向下移动并带动方块向下移动，从而压缩主弹簧进行缓冲，且停机板在水平方向上的移动，会通过方块侧面的侧缓组件进行缓冲，因此可对无人机进行垂直以及水平方向上的缓冲，避免其损坏。

Description

一种用于无人机的充电设备及其充电方法

技术领域

本发明涉及无人机充电技术领域，更具体地涉及一种用于无人机的充电设备及其充电方法。

背景技术

无人驾驶飞机简称无人机，无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作，与有人驾驶的飞机相比，无人机往往更适合那些太“愚钝，肮脏或危险”的任务，无人机在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报等领域具有十分广泛的应用；

现有的无人机在进行充电时，首先需固定无人机，将充电线与无人机的充电口进行连接后，进行无人机的充电工作，无人机充电时在干燥、无潮湿、无尘埃的地方进行充电，且充电时应该避免外界有风，以防止尘埃和沙子进入电池或充电器，影响充电效果和电池寿命，但是现在的无人机充电设备存在以下问题：

无人机需要充电时，无人机需要降落在充电设备上，当时无人机在进行降落时，无人机与充电设备之间直接进行接触，此时无人机自身存在受到损伤的可能，并且无人机在进行降落时，除了进行垂直方向上的移动外，也会在水平方向上进行微小的移动，传统的充电设备无法进行多个方向上的缓冲，无法对无人机进行较好的保护；

无人机在进行使用时，其一直处于外界环境，因此无人机的充电接口内可能存在灰尘或者水汽，此时若是直接将充电插头与无人机内的接口进行连接，可能存在漏电的情况，会对设备造成损坏，并且当无人机在进行充电时，此时设备自身温度较高，需要及时进行降温处理。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施条例提供一种用于无人机的充电设备及其充电方法，以解决背景技术中所提出的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于无人机的充电设备及其充电方法，包括充电固定座，所述充电固定座顶端的一侧固定连接有充电固定块，所述充电固定块的侧面固定连接有密封箱，所述密封箱的内部固定连接有充电插头，所述充电固定座顶端远离充电固定块的一侧固定连接有缓冲机构，所述缓冲机构的底端活动连接有清洁散热机构，所述缓冲机构的顶端放置有无人机；所述缓冲机构包括与无人机进行接触的停机板，所述停机板的底端固定连接有连接杆，所述连接杆的底端固定连接有方块，所述方块的四个侧面均固定连接有侧缓组件，所述连接杆的底端固定连接有活动杆，所述方块的侧面活动连接有活动板，所述活动杆的侧面设有主弹簧，所述主弹簧位于活动板的顶端，所述活动板的侧面活动连接有连接箱，所述连接箱的底端开设有可供活动板进行移动的滑槽。

在一个优选的实施方式中，所述连接箱的底端固定连接有避位块，所述避位块的顶端开设有可供活动杆进行移动的避位孔，所述连接箱的顶端开设有可供连接杆进行移动的避位孔，所述连接箱的底端与移动板的顶端固定连接。

在一个优选的实施方式中，所述连接箱顶端的四角均固定连接有电磁铁，所述连接箱靠近密封箱的侧面与远离密封箱的侧面均固定连接有限位框，所述限位框的顶端开设有斜槽，所述停机板与连接箱接触时，所述无人机的底端位于限位框斜槽的下方。

在一个优选的实施方式中，所述方块的侧面固定连接有第一球形块，所述侧缓组件包括第一球形块，所述第一球形块远离方块的侧面活动连接有第一半球环，所述第一半球环远离第一球形块的侧面固定连接有限位杆，所述限位杆远离第一半球环的侧面固定连接有限位板，所述限位板的侧面活动连接有连接筒，所述限位板靠近第一半球环的侧面设有侧弹簧。

在一个优选的实施方式中，所述侧弹簧位于限位杆的侧面，且限位杆与限位板均位于连接筒的内部，所述连接筒远离限位杆的侧面固定连接有第二半球环，所述第二半球环远离连接筒的侧面活动连接有第二球形块，所述第二球形块远离第二半球环的侧面与连接箱的内部固定连接。

在一个优选的实施方式中，所述清洁散热机构包括有移动板，移动板内侧的中部活动连接有往复丝杆，所述移动板侧面的两端活动连接有稳定杆，所述往复丝杆远离移动板的侧面固定连接有连接棘轮，所述连接棘轮的侧面活动连接有棘轮套筒，所述棘轮套筒远离往复丝杆的侧面固定连接有输出轴，所述输出轴远离棘轮套筒的侧面固定连接有伺服电机。

在一个优选的实施方式中，所述输出轴的侧面固定连接有同步轮，所述同步轮的侧面啮合有同步带，所述同步带顶端的内部固定连接有转动轴，所述转动轴的侧面固定连接有转动叶片。

在一个优选的实施方式中，所述转动叶片靠近密封箱的侧面设有锥形筒，所述锥形筒远离转动叶片的侧面固定连接有出气管，所述出气管的侧面与密封箱的内部固定连接，所述转动叶片远离密封箱的侧面设有活性炭板，所述活性炭板位于充电固定块的排气孔内。

本发明的技术效果和优点：

本发明通过设有停机板、连接杆、方块、侧缓组件，无人机落在停机板上，随着无人机的降落，此时停机板会向下移动并带动方块向下移动，从而压缩主弹簧进行缓冲，且停机板在水平方向上的移动，会通过方块侧面的侧缓组件进行缓冲，因此可对无人机进行垂直以及水平方向上的缓冲，避免其损坏；

本发明的无人机落在停机板上时，此时电磁铁正向通电与停机板之间产生磁斥力，进一步缓冲其在下降时的压力，避免无人机下降过快而与限位框或者连接箱接触损坏，无人机稳定后，电磁铁反向通电，使得停机板带动电磁铁向下移动，此时无人机的底座进入到限位框内，固定无人机的位置，使其能够与充电插头之间接触准确；

本发明的无人机被固定后，伺服电机控制输出轴正转时通过棘轮套筒与连接棘轮带动往复丝杆转动，稳定杆转动时使得移动板移动，从而使得限位框移动将无人机送到充电插头处进行充电，输出轴正转时带动转动叶片转动向出气管内吹气，出气管将无人机充电口处的灰尘与水汽吹出，当伺服电机控制输出轴反转时，此时转动叶片抽气，进行降温，棘轮套筒反转时与连接棘轮分离，无人机保持温度。

附图说明

图1为本发明的内部整体结构示意图。

图2为本发明的内部整体侧面结构示意图。

图3为本发明的整体结构示意图。

图4为本发明的缓冲机构结构示意图。

图5为本发明的缓冲机构内部结构示意图。

图6为本发明的侧缓组件结构示意图。

图7为本发明的清洁散热机构结构示意图。

图8为本发明的清洁散热机构连接结构示意图。

附图标记为：1、充电固定座；2、充电固定块；3、密封箱；4、无人机；5、缓冲机构；501、停机板；502、连接杆；503、方块；504、活动杆；505、侧缓组件；5051、第一球形块；5052、第一半球环；5053、限位杆；5054、限位板；5055、侧弹簧；5056、连接筒；5057、第二半球环；5058、第二球形块；506、活动板；507、主弹簧；508、连接箱；509、电磁铁；510、限位框；511、避位块；6、清洁散热机构；601、移动板；602、稳定杆；603、往复丝杆；604、连接棘轮；605、棘轮套筒；606、输出轴；607、伺服电机；608、同步轮；609、同步带；610、转动轴；611、转动叶片；612、锥形筒；613、出气管；7、活性炭板；8、充电插头。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，另外，在以下的实施方式中记载的各结构的形态只不过是例示，本发明所涉及的一种用于无人机的充电设备及其充电方法并不限定于在以下的实施方式中记载的各结构，在本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式都属于本发明保护的范围。

参照图1、图2以及图3，本发明提供了一种用于无人机的充电设备及其充电方法，包括充电固定座1，充电固定座1顶端的一侧固定连接有充电固定块2，充电固定块2的侧面固定连接有密封箱3，密封箱3的内部固定连接有充电插头8，充电固定座1顶端远离充电固定块2的一侧固定连接有缓冲机构5，缓冲机构5的底端活动连接有清洁散热机构6，缓冲机构5的顶端放置有无人机4。

参照图3、图4以及图5，缓冲机构5包括与无人机4进行接触的停机板501，停机板501的底端固定连接有连接杆502，连接杆502的底端固定连接有方块503，方块503的四个侧面均固定连接有侧缓组件505，连接杆502的底端固定连接有活动杆504，方块503的侧面活动连接有活动板506，活动杆504的侧面设有主弹簧507，主弹簧507位于活动板506的顶端，活动板506的侧面活动连接有连接箱508，连接箱508的底端开设有可供活动板506进行移动的滑槽，连接箱508的底端固定连接有避位块511，避位块511的顶端开设有可供活动杆504进行移动的避位孔，连接箱508的顶端开设有可供连接杆502进行移动的避位孔，连接箱508的底端与移动板601的顶端固定连接，连接箱508顶端的四角均固定连接有电磁铁509，连接箱508靠近密封箱3的侧面与远离密封箱3的侧面均固定连接有限位框510，限位框510的顶端开设有斜槽，停机板501与连接箱508接触时，无人机4的底端位于限位框510斜槽的下方。

本申请实施例中，当无人机4落在停机板501上时，此时通过主弹簧507的压缩可缓冲其垂直方向上的冲击力，起到缓冲的效果，连接箱508开设有避位孔，使得停机板501进行水平方向上的晃动时，不会产生碰撞的情况，且活动板506在连接箱508底端的滑槽内移动，且活动板506在滑槽内移动时，此时活动杆504可在活动板506内进行上下移动，使得本申请进行不同方向的缓冲时不会出现相互碰撞或者卡顿的情况，连接箱508上设置有限位框510，当电磁铁509正向通电时，可与连接箱508之间产生磁斥力，连接箱508为铁磁性材料制成，此时会进行缓冲，而当无人机4稳定后，此时电磁铁509反向通电，与停机板501之间产生磁吸力，因此连接箱508会与停机板501接触，又因为无人机4的下方位于限位框510斜槽的下方，因此限位框510移动时可带动无人机4移动，限位框510的上方设置有斜槽，因此当停机板501在初始阶段进行水平方向的晃动时，不会与限位框510接触，避免产生较大的晃动，此外，需要说明的是，本申请的连接箱508两侧均设有限位框510，本申请仅在图3中进行表示，便于进行其余结构的展示。

参照图5与图6，方块503的侧面固定连接有第一球形块5051，侧缓组件505包括第一球形块5051，第一球形块5051远离方块503的侧面活动连接有第一半球环5052，第一半球环5052远离第一球形块5051的侧面固定连接有限位杆5053，限位杆5053远离第一半球环5052的侧面固定连接有限位板5054，限位板5054的侧面活动连接有连接筒5056，限位板5054靠近第一半球环5052的侧面设有侧弹簧5055，侧弹簧5055位于限位杆5053的侧面，且限位杆5053与限位板5054均位于连接筒5056的内部，连接筒5056远离限位杆5053的侧面固定连接有第二半球环5057，第二半球环5057远离连接筒5056的侧面活动连接有第二球形块5058，第二球形块5058远离第二半球环5057的侧面与连接箱508的内部固定连接。

本申请实施例中，当无人机4带动停机板501进行水平方向的转动时，此时方块503进行水平方向的移动，方块503移动时会使得限位杆5053带动连接筒5056进行移动，此时会压缩侧弹簧5055，并且第一球形块5051可在第一半球环5052内转动，第二球形块5058可在第二半球环5057内转动，因此限位杆5053在进行垂直上方的移动时，限位杆5053也可稳定的进行移动，从而保证本申请水平方向缓冲时的稳定性，此外，需要说明的是，如本申请的无人机4向左侧移动时，此时左侧的侧弹簧5055进行压缩，并起到缓冲的作用。

参照图2、图5、图7以及图8，清洁散热机构6包括有移动板601，移动板601内侧的中部活动连接有往复丝杆603，移动板601侧面的两端活动连接有稳定杆602，往复丝杆603远离移动板601的侧面固定连接有连接棘轮604，连接棘轮604的侧面活动连接有棘轮套筒605，棘轮套筒605远离往复丝杆603的侧面固定连接有输出轴606，输出轴606远离棘轮套筒605的侧面固定连接有伺服电机607，输出轴606的侧面固定连接有同步轮608，同步轮608的侧面啮合有同步带609，同步带609顶端的内部固定连接有转动轴610，转动轴610的侧面固定连接有转动叶片611，转动叶片611靠近密封箱3的侧面设有锥形筒612，锥形筒612远离转动叶片611的侧面固定连接有出气管613，出气管613的侧面与密封箱3的内部固定连接，转动叶片611远离密封箱3的侧面设有活性炭板7，活性炭板7位于充电固定块2的排气孔内。

本申请实施例中，由于连接棘轮604与棘轮套筒605之间的连接关系，因此伺服电机607带动输出轴606与棘轮套筒605正转时，此时棘轮套筒605可带动连接棘轮604转动，伺服电机607反转时，此时反转的棘轮套筒605无法带动连接棘轮604转动，并且当输出轴606正转时，此时转动叶片611正转，转动叶片611正转时将外界的气体吹入到锥形筒612内，并且气体会经过活性炭板7除湿，气体进入到锥形筒612后会进行加速，因此会加速从出气管613内排出并吹到无人机4的充电口内，吹出充电口内的灰尘与水汽，并且往复丝杆603转动时，移动板601会往复移动，因此移动板601移动到最靠近密封箱3的侧面时，此时会将无人机4送到密封箱3与充电插头8连接，并伺服电机607停止正转，当其再次正转后，移动板601会反向移动，因此无人机4与充电插头8连接，充电后的无人机4可直接起飞，伺服电机607控制输出轴606反转时，此时转动叶片611将密封箱3内气体抽出，可进行降温，此时连接棘轮604不会转动，保证无人机4稳定性。

本发明的工作原理：无人机4降落在停机板501的上方，无人机4与停机板501接触时，此时停机板501向下移动，停机板501向下移动时通过连接杆502带动方块503向下移动，方块503向下移动时压缩主弹簧507，进行垂直方向的缓冲，无人机4带动停机板501进行水平方向的移动时，此时方块503水平移动，方块503水平移动带动第一球形块5051移动，第一球形块5051在第一半球环5052内转动并带动第一半球环5052移动，此时第一半球环5052通过限位杆5053带动限位板5054移动并压缩侧缓组件505，进行水平方向的缓冲；

当无人机4降落时，此时电磁铁509正向通电并与停机板501之间产生磁斥力，当无人机4稳定后，此时电磁铁509反向通电并与停机板501之间产生磁吸力，此时停机板501与其上方的无人机4共同向下移动并进入到两个限位框510底端的限位槽内，将无人机4进行固定；

无人机4被固定时，伺服电机607控制输出轴606正向转动，输出轴606带动棘轮套筒605正向转动时可带动连接棘轮604转动，连接棘轮604转动时带动往复丝杆603转动，并使得移动板601移动，限位框510移动到最靠近密封箱3的位置时，无人机4与充电插头8连接进行充电，当输出轴606正转时，通过同步轮608与同步轮608带动转动轴610转动，继而使得转动叶片611正转并向锥形筒612与出气管613内吹气，气体通过出气管613吹到无人机4的侧面将其充电口内的灰尘与水汽吹落，无人机4充电时，伺服电机607控制输出轴606反转，输出轴606反转时无法通过棘轮套筒605带动连接棘轮604转动，输出轴606反转使得转动叶片611反转，转动叶片611将气体吹出，对充电的无人机4降温，充电后，伺服电机607再次带动输出轴606正转，输出轴606正转时使得往复丝杆603转动，往复丝杆603转动时使得限位框510从最靠近密封箱3的位置进行远离密封箱3移动，将充电后的无人机4取出。

最后：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于无人机的充电设备，包括充电固定座（1），其特征在于：所述充电固定座（1）顶端的一侧固定连接有充电固定块（2），所述充电固定块（2）的侧面固定连接有密封箱（3），所述密封箱（3）的内部固定连接有充电插头（8），所述充电固定座（1）顶端远离充电固定块（2）的一侧固定连接有缓冲机构（5），所述缓冲机构（5）的底端活动连接有清洁散热机构（6），所述缓冲机构（5）的顶端放置有无人机（4）；所述缓冲机构（5）包括与无人机（4）进行接触的停机板（501），所述停机板（501）的底端固定连接有连接杆（502），所述连接杆（502）的底端固定连接有方块（503），所述方块（503）的四个侧面均固定连接有侧缓组件（505），所述连接杆（502）的底端固定连接有活动杆（504），所述方块（503）的侧面活动连接有活动板（506），所述活动杆（504）的侧面设有主弹簧（507），所述主弹簧（507）位于活动板（506）的顶端，所述活动板（506）的侧面活动连接有连接箱（508），所述连接箱（508）的底端开设有可供活动板（506）进行移动的滑槽；

所述连接箱（508）的底端固定连接有避位块（511），所述避位块（511）的顶端开设有可供活动杆（504）进行移动的避位孔，所述连接箱（508）的顶端开设有可供连接杆（502）进行移动的避位孔，所述连接箱（508）的底端与移动板（601）的顶端固定连接；

所述连接箱（508）顶端的四角均固定连接有电磁铁（509），所述连接箱（508）靠近密封箱（3）的侧面与远离密封箱（3）的侧面均固定连接有限位框（510），所述限位框（510）的顶端开设有斜槽，所述停机板（501）与连接箱（508）接触时，所述无人机（4）的底端位于限位框（510）斜槽的下方；

充电方法，包括以下步骤：

步骤S1、无人机（4）降落在停机板（501）的上方，无人机（4）与停机板（501）接触时，此时停机板（501）向下移动，停机板（501）向下移动时通过连接杆（502）带动方块（503）向下移动，方块（503）向下移动时压缩主弹簧（507），进行垂直方向的缓冲，无人机（4）带动停机板（501）进行水平方向的移动时，此时方块（503）水平移动，方块（503）水平移动带动第一球形块（5051）移动，第一球形块（5051）在第一半球环（5052）内转动并带动第一半球环（5052）移动，此时第一半球环（5052）通过限位杆（5053）带动限位板（5054）移动并压缩侧缓组件（505），进行水平方向的缓冲；

步骤S2、当无人机（4）降落时，此时电磁铁（509）正向通电并与停机板（501）之间产生磁斥力，当无人机（4）稳定后，此时电磁铁（509）反向通电并与停机板（501）之间产生磁吸力，此时停机板（501）与其上方的无人机（4）共同向下移动并进入到两个限位框（510）底端的限位槽内，将无人机（4）进行固定；

步骤S3、无人机（4）被固定时，伺服电机（607）控制输出轴（606）正向转动，输出轴（606）带动棘轮套筒（605）正向转动时可带动连接棘轮（604）转动，连接棘轮（604）转动时带动往复丝杆（603）转动，并使得移动板（601）移动，移动板（601）通过限位框（510）移动到最靠近密封箱（3）的位置时，无人机（4）与充电插头（8）连接进行充电，当输出轴（606）正转时，通过同步轮（608）与同步轮（608）带动转动轴（610）转动，继而使得转动叶片（611）正转并向锥形筒（612）与出气管（613）内吹气，气体通过出气管（613）吹到无人机（4）的侧面将其充电口内的灰尘与水汽吹落；

步骤S4无人机（4）充电时，伺服电机（607）控制输出轴（606）反转，输出轴（606）反转时无法通过棘轮套筒（605）带动连接棘轮（604）转动，输出轴（606）反转使得转动叶片（611）反转，转动叶片（611）将气体吹出，对充电的无人机（4）降温，充电后，伺服电机（607）再次带动输出轴（606）正转，输出轴（606）正转时使得往复丝杆（603）转动，往复丝杆（603）转动时使得限位框（510）从最靠近密封箱（3）的位置进行远离密封箱（3）移动，将充电后的无人机（4）取出。

2.根据权利要求1所述的一种用于无人机的充电设备，其特征在于：所述方块（503）的侧面固定连接有第一球形块（5051），所述侧缓组件（505）包括第一球形块（5051），所述第一球形块（5051）远离方块（503）的侧面活动连接有第一半球环（5052），所述第一半球环（5052）远离第一球形块（5051）的侧面固定连接有限位杆（5053），所述限位杆（5053）远离第一半球环（5052）的侧面固定连接有限位板（5054），所述限位板（5054）的侧面活动连接有连接筒（5056），所述限位板（5054）靠近第一半球环（5052）的侧面设有侧弹簧（5055）。

3.根据权利要求2所述的一种用于无人机的充电设备，其特征在于：所述侧弹簧（5055）位于限位杆（5053）的侧面，且限位杆（5053）与限位板（5054）均位于连接筒（5056）的内部，所述连接筒（5056）远离限位杆（5053）的侧面固定连接有第二半球环（5057），所述第二半球环（5057）远离连接筒（5056）的侧面活动连接有第二球形块（5058），所述第二球形块（5058）远离第二半球环（5057）的侧面与连接箱（508）的内部固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于无人机的充电设备，其特征在于：所述清洁散热机构（6）包括有移动板（601），移动板（601）内侧的中部活动连接有往复丝杆（603），所述移动板（601）侧面的两端活动连接有稳定杆（602），所述往复丝杆（603）远离移动板（601）的侧面固定连接有连接棘轮（604），所述连接棘轮（604）的侧面活动连接有棘轮套筒（605），所述棘轮套筒（605）远离往复丝杆（603）的侧面固定连接有输出轴（606），所述输出轴（606）远离棘轮套筒（605）的侧面固定连接有伺服电机（607）。

5.根据权利要求4所述的一种用于无人机的充电设备，其特征在于：所述输出轴（606）的侧面固定连接有同步轮（608），所述同步轮（608）的侧面啮合有同步带（609），所述同步带（609）顶端的内部固定连接有转动轴（610），所述转动轴（610）的侧面固定连接有转动叶片（611）。

6.根据权利要求5所述的一种用于无人机的充电设备，其特征在于：所述转动叶片（611）靠近密封箱（3）的侧面设有锥形筒（612），所述锥形筒（612）远离转动叶片（611）的侧面固定连接有出气管（613），所述出气管（613）的侧面与密封箱（3）的内部固定连接，所述转动叶片（611）远离密封箱（3）的侧面设有活性炭板（7），所述活性炭板（7）位于充电固定块（2）的排气孔内。