CN212685260U - 一种新型无人船载无人机充电仓装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型无人船载无人机充电仓装置，包括无人船、无人机充电仓、无人机，所述无人船上方搭载有用于停放无人机并对无人机进行充电的无人机充电仓，所述无人船包括船舱，该船舱采用塑料外壳，所述船舱内设有用于控制无人船航行的电路模块，所述无人机充电仓包括保护外壳、充电底座、太阳能电池板仓顶，所述太阳能电池板仓顶采用一舵机来实现开启、关闭，所述充电底座与船舱相连通，所述充电底座包括一无线电发射装置，当无人机不执行巡逻任务或执行巡逻任务完成后回到无人机充电仓时，便可通过充电底座进行无线充电。本实用新型能实现无人船与无人机的协同工作，以无人船为载体搭载无人机进行释放与回收，达到高效工作的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及无人船通信设备领域，具体地说，是一种新型无人船载无人机充电仓装置。
背景技术
无人机广泛应用于高空作业中的测绘、观测与巡线作业，在现代生产实践中广泛应用。无人机在巡航过程中存在无法感知电量，不能及时返回，持续工作能力较差的问题。无线充电技术正在得到普及，当前智能手机市场上出现了各种无线充电的型号，无线充电技术具有方便简单的一系列优点，在无人机上的应用仍未普及，无线充电主要应用到电磁感应的原理，对设备的损害小，具有独特的优势，应用于无人船上原理和操作都较为简易。
四旋翼无人机的电源及主控制器位于无人机几何中心处，通常情况下由聚合锂电池对电机及各功能单位进行供电，实现相应的功能并维持正常运转。针对无人机的释放与回收，采用GPS卫星定位模块与4G通讯链路协同的方式进行工作，当前诸如智能无人船、智能机器人多采用GPS+4G的通讯链路协同实现实时追踪和数据交互。无人机模块化构建日趋成熟，在市面上广泛应用无人机搭载摄像头实现图像数据的采集和处理，并针对相关数据进行灰度处理后可以实现巡线，巡点的功能。可见具备摄像头图像数据采集与分析的无人机正在普及。
发明内容
本实用新型提供了一种新型无人船载无人机充电仓装置，旨在解决无人船载无人机的电能补充问题，针对在广阔水域漂泊的无人机，通常难以回到岸上进行能量补充进行二次工作的难题，通过在无人船基站上安装充电设备，配以专门的充电机舱维持无人机的电量，确保无人机的安全释放和回收。
本申请是通过以下技术方案实现的：
一种新型无人船载无人机充电仓装置，包括无人船、无人机充电仓、无人机，所述无人船上方搭载有用于停放无人机并对无人机进行充电的无人机充电仓，所述无人船包括船舱，该船舱采用塑料外壳，所述船舱内设有用于控制无人船航行的电路模块，所述无人机充电仓包括保护外壳、充电底座、太阳能电池板仓顶，所述太阳能电池板仓顶采用一舵机来实现开启、关闭，所述充电底座与船舱相连通，所述充电底座包括一无线电发射装置，当无人机不执行巡逻任务或执行巡逻任务完成后回到无人机充电仓时，便可通过充电底座进行无线充电。
进一步，所述船舱内的电路模块包含GPS卫星定位模块、4G通讯模块，GPS卫星定位模块能准确获取自身定位，4G通讯模块实现无人船、无人机、陆上基站之间的数据交互，将自身定位参数传达给无人机、陆上基站。
进一步，所述太阳能电池板仓顶由两片太阳能电池板对接在一起组成，并网式太阳能发电装置能够将光能转化为电能，对无人船电池模块的电能进行补充，相应电路通过支撑臂空心轴部与聚合锂电池相连。
进一步，当无人机位于无人船正上方时，即两者GPS获取的经纬度参数一致时，无人机的摄像头装置重新启动工作。
进一步，所述充电底座底部设有绝缘层，所述充电底座顶部标有工字型标识符，摄像头对工字型标识符进行追踪识别，在下降过程中始终将工字型标识符预留在视野中央，其实现方式通过特征点的提取，即工字型标识符的四个边角将中心点预留在视野中央，同时无人机旋翼减速缓缓下降最后着陆于无人机充电底座上方。
进一步，所述充电底座、无人机中分别安装有无线电发射装置，无线电发射装置内含无线充电线圈，将无线充电线圈连接到无线电发射模块的发射区域，即可产生12V的直流电压进行供电，无人机可在90秒内从0V冲至12V。
进一步，所述舵机包括两个支撑臂，两个支撑臂之间通过一旋转轴连接，所述支撑臂的另一端通过一固定盘固定在所述太阳能电池板仓顶的内侧壁上，两个支撑臂控制所述太阳能电池板仓顶的开启、关闭。
本实用新型的工作原理：当无人船到达指定地点，无人船中的GPS卫星定位模块与主控制器中的终点位置数据相匹配时，无人船控制舵机打开太阳能电池板仓顶，两个支撑臂撑开并将太阳能电池板仓顶打开至竖直状态，太阳能电池板仓顶打开完毕后，充电底座的无线电发射装置短暂断开，无人机感应到相应信号，***整体被唤醒，经过初始化后四旋翼装置启动工作，定位***启动，无人机前往相应地点执行相应工作。当无人机执行完相应工作后返航，通过自身携带的GPS卫星定位模块、4G通讯模块，无人机有效与无人船之间通讯，无人船将自身GPS模块得到的位置参数传递给无人机，无人机上的主控制器将该参数作为目标参数(航行目的地)，并与自身得到的位置参数进行比对确定航行方向。无人船返航后充电仓顶关闭，舵机控制两支撑臂回收，舱顶闭合，太阳能电池板继续充电供应聚合锂电池电能。
本实用新型具有以下有益效果：
(1)实现无人船与无人机的协同工作，以无人船为载体搭载无人机进行释放与回收，达到高效工作的目的；
(2)无人船上设计充电仓用于停放无人机并进行无人机电能的补给，使得无人机能够持续工作；
(3)采用GPS+4G通讯模式的协同，保证无人机能够降落在相应位置而不会出现其他安全问题，稳定性强效率高；
(4)无人机搭载摄像头，通过图像识别和特征点的提取确定无线充电设备与无线电发射装置的对应，保证了无人机能源供给的准确性；
(5)无人船载充电设备效率高，能在极短时间内将电能充满；
(6)无人机充电仓顶部的太阳能电池板能进行光伏发电，将太阳能转化为电能进行无人船电池的电能补偿。
附图说明
图1为本申请一种新型无人船载无人机充电仓装置的整体结构示意图。
图2为本申请一种新型无人船载无人机充电仓装置中充电底座的结构示意图。
图3为本申请一种新型无人船载无人机充电仓装置中无人机充电仓的结构示意图。
图中各符号代表：无人船1；无人机充电仓2；充电底座21；无绝缘层211；无线电发射装置212；标识符213；太阳能电池板仓顶22；太阳能电池板221；舵机23；支撑臂231；旋转轴232；固定盘233；螺旋桨3；GPS卫星定位模块4；4G通讯模块5。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施例作详细说明：本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，包括无人船1、无人机充电仓2、无人机，无人船1上方搭载有用于停放无人机并对无人机进行充电的无人机充电仓2，无人船1包括船舱、螺旋桨3，该船舱采用塑料外壳，船舱内设有用于控制无人船航行的电路模块，无人机充电仓2包括保护外壳、充电底座21、太阳能电池板仓顶22，太阳能电池板仓顶22采用一舵机23控制两个支撑臂来实现开启、关闭，充电底座21与船舱相连通，充电底座21包括一无线电发射装置，当无人机不执行巡逻任务或执行巡逻任务完成后回到无人机充电仓2时，便可通过充电底座21进行无线充电。
船舱内的电路模块包含GPS卫星定位模块、4G通讯模块，GPS卫星定位模块能准确获取自身定位，4G通讯模块实现无人船、无人机、陆上基站之间的数据交互，将自身定位参数传达给无人机、陆上基站。
如图2所示，充电底座21底部设有绝缘层211，充电底座21顶部标有工字型标识符213，摄像头对工字型标识符213进行追踪识别，在下降过程中始终将工字型标识符213预留在视野中央，其实现方式通过特征点的提取，即工字型标识符213的四个边角将中心点预留在视野中央，同时无人机旋翼减速缓缓下降最后着陆于无人机充电底座上方。充电底座21、无人机中分别安装有无线电发射装置212，无线电发射装置212内含无线充电线圈，将无线充电线圈连接到无线电发射模块的发射区域，即可产生12V的直流电压进行供电，无人机可在90秒内从0V冲至12V。
如图3所示，太阳能电池板仓顶22由两片太阳能电池板221对接在一起组成，并网式太阳能发电装置能够将光能转化为电能，对无人船电池模块的电能进行补充，相应电路通过支撑臂空心轴部与聚合锂电池相连。舵机23包括两个支撑臂231，两个支撑臂231之间通过一旋转轴232连接，支撑臂231的另一端通过一固定盘233固定在太阳能电池板仓顶22的内侧壁上，两个支撑臂231控制太阳能电池板仓顶22的开启、关闭。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种新型无人船载无人机充电仓装置，其特征在于，包括无人船、无人机充电仓、无人机，所述无人船上方搭载有用于停放无人机并对无人机进行充电的无人机充电仓，所述无人船包括船舱，该船舱采用塑料外壳，所述船舱内设有用于控制无人船航行的电路模块，所述无人机充电仓包括保护外壳、充电底座、太阳能电池板仓顶，所述太阳能电池板仓顶采用一舵机来实现开启、关闭，所述充电底座与船舱相连通，所述充电底座包括一无线电发射装置，当无人机不执行巡逻任务或执行巡逻任务完成后回到无人机充电仓时，便可通过充电底座进行无线充电。
2.根据权利要求1所述的一种新型无人船载无人机充电仓装置，其特征在于，所述船舱内的电路模块包含GPS卫星定位模块、4G通讯模块，GPS卫星定位模块能准确获取自身定位，4G通讯模块实现无人船、无人机、陆上基站之间的数据交互，将自身定位参数传达给无人机、陆上基站。
3.根据权利要求1所述的一种新型无人船载无人机充电仓装置，其特征在于，所述太阳能电池板仓顶由两片太阳能电池板对接在一起组成，并网式太阳能发电装置能够将光能转化为电能，对无人船电池模块的电能进行补充，相应电路通过支撑臂空心轴部与聚合锂电池相连。
4.根据权利要求1所述的一种新型无人船载无人机充电仓装置，其特征在于，当无人机位于无人船正上方时，即两者GPS获取的经纬度参数一致时，无人机的摄像头装置重新启动工作。
5.根据权利要求1所述的一种新型无人船载无人机充电仓装置，其特征在于，所述充电底座底部设有绝缘层，所述充电底座顶部标有工字型标识符，摄像头对工字型标识符进行追踪识别，在下降过程中始终将工字型标识符预留在视野中央，其实现方式通过特征点的提取，即工字型标识符的四个边角将中心点预留在视野中央，同时无人机旋翼减速缓缓下降最后着陆于无人机充电底座上方。
6.根据权利要求1所述的一种新型无人船载无人机充电仓装置，其特征在于，所述充电底座、无人机中分别安装有无线电发射装置，无线电发射装置内含无线充电线圈，将无线充电线圈连接到无线电发射模块的发射区域，即可产生12V的直流电压进行供电，无人机可在90秒内从0V冲至12V。
7.根据权利要求1所述的一种新型无人船载无人机充电仓装置，其特征在于，所述舵机包括两个支撑臂，两个支撑臂之间通过一旋转轴连接，所述支撑臂的另一端通过一固定盘固定在所述太阳能电池板仓顶的内侧壁上，两个支撑臂控制所述太阳能电池板仓顶的开启、关闭。
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