[实用新型]小型多旋翼无人机自动充电系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种小型多旋翼无人机自动充电系统，属于无人机技术领域。

背景技术

随着无人机技术的不断成熟和发展，由于无人机具有成本相对较低、无人员伤亡风险、生存能力强、机动性能好、使用方便等优势，使得无人机在民用方面应用较广泛，主要应用市场包括：航空拍摄、航空摄影、地质地貌测绘、森林防火、地震调查、核辐射探测、边境巡逻、应急救灾、农作物估产、农田信息监测、管道、高压输电线路巡查、野生动物保护、科研实验、海事侦察、鱼情监控、环境监测、大气取样、增雨、资源勘探、禁毒、反恐、警用侦查巡逻、治安监控、消防航拍侦查、通信中继、城市规划、数字化城市建设等多个领域,由于对航空产品对安全性的严格要求和航空管制的原因，使人们不敢问津。在今后几年，将是通用航空事业和无人机事业发展的时代。据分析，来几年我国大量民用无人机的市场需求，无人机应用远景较好，但在现阶段相关应用还处于尚未形成规模的初级阶段。现有多旋翼无人机，主要优点是可以垂直起降，对场地要求较低，有安全冗余，安全性较高，可负载总类广泛，因此将会得到大范围应用市场。但是现有电池技术和多旋翼无人机的飞行原理，决定了多旋翼无人机的滞空时间、续航里程是个非常大的短板。

据查，中国专利ZL201220461117公开了一种无人机及其自动充电系统，通过无人机降落在充电基站上实现无人机的自动充电。但是该方案中，充电设备是固定的，需要调整无人机的位置，使得无人机准确地降落在充电设备上才能实现充电。对于电源电量本就小的无人机而言，若反复调整降落位置，显然会带来很大的负担。

实用新型内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种小型多旋翼无人机自动充电系统，通过在地面充电站设置充电机器人，自动对停泊的无人机进行探测和充电，以提高无人机的续航里程和任务连续性。

技术方案：为实现上述发明目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种小型多旋翼无人机自动充电系统，包括无人机和地面充电站，所述无人机包括：电源检测模块，用于检测电源电压并输出是否需要充电的信号；通信模块，与电源检测模块连接，用于向地面充电站发出充电请求，并接收地面充电站反馈的信息，所述信息包括是否许可充电和降落的目标位置；以及飞行控制模块，与通信模块连接，用于控制无人机降落到指定的目标位置；所述地面充电站设有充电机器人，用于接收充电站的指令对降落在地面充电站的无人机进行充电，所述充电机器人包括：探测模块，用于对目标区域进行探测，输出目标区域是否有无人机的探测结果；驱动模块，用于驱动充电机器人移动和控制移动方向；行驶控制模块，分别与探测模块和驱动模块连接，用于根据探测模块输出的探测结果，得到无人机与充电机器人的相对位置信息，输出移动信号和移动方向信号至驱动模块；以及，充电模块，设有两个电极片，用于与无人机的充电电源的电极片进行对接。

作为优选，所述无人机上设有多个红外发光二极管，每个红外发光二极管发出的信号的调制码不同，所述探测模块包括分别设于充电机器人前、后、左、右四个方向的四个红外接收器。

作为优选，所述无人机上的红外发光二极管分别设置在无人机的各个旋翼的正下方，以及无人机的充电电源的两个电极片之间。

作为优选，所述探测模块还包括超声波传感器。

作为优选，所述驱动模块包括两个步进电机，每个电机驱动各自驱动一个充电机器人的前轮，通过两前轮的速度差控制机器人移动方向。

作为优选，所述充电机器人还包括：电压采集模块，用于充电时测量无人机的电源电压；以及，显示模块，用于显示无人机的电源电压。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：1、通过无人机与地面充电站的信息交互，无人机可以就近选择地面充电站进行自动充电，其续航里程大幅增加，任务连续性大大加强。2、无人机降落在地面充电站之后，不需要再进行位置调整，由充电机器人进行自动探测和主动移动到无人机前方进行充电对接，减轻了无人机的负担。3、通过在无人机上设置多个红外发光二极管和在充电机器人四个方向上设置红外接收器，能够准确及时地检测到无人机的降落位置，并能找准无人机的方向和充电电源的位置。并进一步地设置超声波传感器，以增强环境适应能力，能够对红外传感器的探测起到辅助的作用，弥补红外传感器因受外界光线影响而产生的不足。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

具体实施方式