[发明专利]一种悬挂式无人机捕获充电装置及方法

权利要求书

1.一种悬挂式无人机捕获充电装置，其特征在于：包括基础支架、锁定及充电单元、捕获及释放单元；所述锁定及充电单元包括直线运动输出机构、充电柱和捕获适配杆，其中，所述直线运动输出机构安装于所述基础支架的顶部且输出端朝下，所述充电柱设置在所述直线运动输出机构的输出端，所述捕获适配杆设置在无人机的顶部，在所述捕获适配杆的顶部设置有适配球头，所述适配球头的顶部中心设置有用于为无人机充电的充电接口，所述充电接口与所述充电柱相匹配；所述捕获及释放单元包括多个处于同一高度且沿所述基础支架周向分布的支持部件，所述支持部件与支持部件驱动机构的输出端连接；所述支持部件驱动机构用于驱动各所述支持部件相互靠拢从而卡固所述适配球头，以及驱动各所述支持部件彼此散开从而释放所述适配球头。

2.如权利要求1所述的一种悬挂式无人机捕获充电装置，其特征在于：所述基础支架包括上部固定筒和下部导向锥，所述直线运动输出机构固定安装在所述上部固定筒的顶端，在所述上部固定筒的顶端设置有用于与外部支撑结构连接的法兰。

3.如权利要求1所述的一种悬挂式无人机捕获充电装置，其特征在于：所述直线运动输出机构为电动推杆。

4.如权利要求1所述的一种悬挂式无人机捕获充电装置，其特征在于：所述支持部件为摇臂，所述摇臂的第一端通过第一支座与所述基础支架铰接；所述支持部件驱动机构为推拉式电磁铁，所述推拉式电磁铁的固定端通过第二支座与所述基础支架铰接，所述推拉式电磁铁的输出端铰接在所述摇臂的中部，所述摇臂的第二端为用于卡固所述适配球头的工作端。

5.如权利要求1所述的一种悬挂式无人机捕获充电装置，其特征在于：所述无人机包括无人机平台、旋翼和任务载荷；所述无人机平台的侧方设置有多个伸出的机臂，所述旋翼安装在所述机臂的下方，所述捕获适配杆设置在所述无人机平台的顶部，所述任务载荷设置在所述无人机平台的底部。

6.如权利要求2所述的一种悬挂式无人机捕获充电装置，其特征在于：在所述上部固定筒的侧壁上设置光电开关，所述光电开关的光路穿过所述上部固定筒，在所述下部导向锥的侧壁上设置控制单元和充电控制模块；所述充电控制模块与所述充电柱电连接，所述控制单元与所述光电开关、充电控制单元、直线运动输出机构、支持部件驱动机构电连接，所述控制单元通过无线方式控制所述无人机。

7.一种基于如权利要求6所述的悬挂式无人机捕获充电装置而实施的捕获充电方法，其特征在于：

在捕获充电工况下，无人机的适配球头通过下部导向锥进入上部固定筒，当适配球头遮挡光电开关的光路时，光电开关向控制单元发出适配球头达到预定位置的信号；控制单元收到适配球头到达预定位置的信号后，向支持部件驱动机构发出控制指令，使支持部件驱动机构控制支持部件卡住适配球头；之后，控制单元向无人机发出关机指令，从而关闭无人机；之后控制单元向直线运动输出机构发出控制指令，使直线运动输出机构带动充电柱向下运动，使充电柱插入适配球头上的充电接口，直线运动输出机构内置的行程开关对充电柱是否锁定到位进行判断，锁定到位后向控制单元发出锁定到位信号，控制单元收到锁定到位信号后向充电控制模块发出控制指令，使充电控制模块启动充电程序；

在完成无人机充电后，控制单元通过充电控制模块关闭充电程序；之后，控制单元向无人机发出开机指令，开启无人机；之后，控制单元通过直线运动输出机构驱动充电柱上升，从而脱离充电接口；之后，控制单元通过支持部件驱动机构控制支持部件散开；之后，无人机下降，从而脱离上部固定筒和下部导向锥。