[发明专利]一种无人机自动充电装置及其充电方法

权利要求书

1.基于一种无人机自动充电装置的自动充电方法，其特征在于，包括：一种无人机自动充电装置，设置有：底板、定位装置、驱动装置、锁紧装置和充电装置；

所述定位装置、驱动装置、锁紧装置和充电装置均设置在底板上；

所述定位装置用于无人机降落时的定位，保证无人机安全准确的降落在专用卡槽内；

所述驱动装置为锁紧装置提供相关动力；

所述锁紧装置用于完成对无人机的锁死固定工作，并将充电电极准确对准无人机受电电极；

充电装置：用于对无人机进行充电作业；

所述锁紧装置包括：齿条安装座、齿条、垫板、U型抱卡、板簧、销轴和第二接触开关；所述齿条安装座是齿条的安装机架，将两件齿条分别插装在齿条安装座的方孔内；所述垫板安装在齿条的一端，为所述板簧提供压缩阻力点，板簧套装在齿条的插销上，再将所述U型抱卡插孔插入齿条的插销上,然后将所述销轴穿入U型抱卡和齿条的长孔内，并穿入开口销将销轴固定，所述第二接触开关安装在所述底板的预设位置，用于检验锁紧装置是否完成锁紧工作的状态；

还包括：自动充电方法，方法步骤如下：

步骤一、无人机着落定位：

①当无人机需要补充电能的时候，无人机在GPS信号的引导下，飞向最近的一种无人机自动充电装置；

②当无人机进入到超声波感知的范围内时，GPS导航信号自动切换到超声波定位的功能上来；在超声波定位信号的引导下，无人机自动调整降落方向和位置，使着陆撬对准外壳上设置的专用凹槽缓缓降落，并在自身重力的牵引下落入凹槽内，使着陆撬准确的插入专用凹槽内，四个接触开关同时向平台控制电路发出无人机已经安全着陆并且进入预定卡槽位置，做好充电的准备工作；

步骤二、驱动装置控制锁紧装置锁死；

平台控制电路发出开关信号，电机得电旋转，驱动传动轴和齿轮转动，带动齿条左右运动，通过板簧的弹力，使U形卡槽将无人机着陆撬锁死在凹槽内，同时充电电极插入无人机着陆撬上的受电电极内，所述电极在弹簧提供的弹力下保持与充电电极紧密有效接触；

步骤三、无人机充电；

无人机被锁死后，第二接触开关发出准备就绪的信号，控制电机停止旋转，此时接通充电控制电路，为所述电极加电，开始为无人机电池充电；

步骤四、无人机解锁飞离；

当所述充电控制电路检测到无人机受电电池的电压达到额定值后，发出指令，自动切断充电电源，电极断电，然后驱动电机反向旋转，带动齿条移动，使U形卡槽缩回，同时充电电极随同U形卡槽同步缩回，对无人机的着陆撬实施解锁动作，无人机可随时重新起飞，完成后续的航程任务。

2.根据权利要求1所述的基于一种无人机自动充电装置的自动充电方法，其特征在于，所述定位装置包括：外壳、超声波传感器、机载控制电路和充电平台控制电路；所述超声波传感器安装在所述底板上,所述外壳安装在所述底板的专用固定孔上。

3.根据权利要求2所述的基于一种无人机自动充电装置的自动充电方法，其特征在于，所述机载控制电路和充电平台控制电路均不设置在所述一种无人机自动充电装置的机械结构内。

4.根据权利要求1所述的基于一种无人机自动充电装置的自动充电方法，其特征在于，所述驱动装置包括：传动齿轮、传动轴、齿轮键、联轴器、轴承座、中间轴承座、电机、接触开关、电机座；所述电机座安装在所述底板的预设位置上,然后将所述电机安装在电机座的固定孔内，并依次安装中间轴承座和轴承座，将所述联轴器安装在电机轴上，将两个传动齿轮、安装在传动轴上的专用位置上，并将齿轮键与传动轴固定；然后将所述传动轴的一端穿过齿条与联轴器安装,另一端安装在中间轴承座和轴承座上，调整齿轮位置与齿条啮合，将传动轴安装调整到传动工作要求的状态，所述接触开关安装在底板上的预设位置，并与所述外壳的专设凹槽处相对应。

5.根据权利要求1所述的基于一种无人机自动充电装置的自动充电方法，其特征在于，所述充电装置包括：电极座、充电电极、弹簧、接线座、接线端子以及充电控制电路；所述弹簧套装在电极轴上，所述电极轴装入电极座上的预设方孔内并将轴伸出，在伸出的部分安装接线座，所述接线端子安装在接线座上，保证电极在预设方孔内能够自由活动，最后将组装好的电极座安装在U型抱卡上。