[发明专利]一种轨道式无人机自动充电装置

说明书

技术领域

一种轨道式无人机自动充电装置，属于无人机技术领域，尤其涉及一种无人机自动充电装置。

背景技术

监控摄像机作为一种现代化的视频监控设备，广泛运用到公共安全设施上。现有的摄像机大多固定在一个地方上，或者固定在一个地方上，通过云台的方式实现多方向拍摄。但是这种摄像机的安装位置是固定的，其监视范围区域和监视目标是固定的有限的。

近年来，无人机发展迅速，很多技术日益成熟，其在民用、警用、军用等领域的应用得到了迅猛发展。目前，采用电池供电的小型无人机在市场上占据主导地位，原因是电池属于清洁能源，没有排放污染，易于循环使用。但是无人机电池技术发展缓慢，电池容量低，而且电池本身的重量较大，电池的续航能力一直是无人机应用的一个重要制约瓶颈，通常无人机在空中飞行30分钟后就需要返回地面充电或者更换电池，如此才能继续执行飞行任务，这种情况就大大降低了交通监控无人机的实用性。

发明内容

本发明的目的是克服上述问题，发明一种轨道式无人机自动充电装置。

一种轨道式无人机自动充电装置，包括轨道、导向槽、充电端、滚轮、滚轮连接臂、充电设备悬挂臂、电源箱、无人机悬挂臂、对位孔、充电台、充电插头、无人机。

轨道有一定的承重能力，能承载充电设备和无人机。轨道分上下部分，轨道上部分左边和右边的上下部分各有一条导向槽，导向槽方向跟轨道相同。轨道下部分里面装有充电端，充电端沿着轨道的方向均匀地分布在轨道里面。充电端通过接触或感应充电的方式为无人机充电。

滚轮置于同一边的上下导向槽之间，大小跟导向槽相搭配，且每边分布两个。滚轮连接臂通过连接滚轮中间的轴承来将同一边的两个滚轮连接起来，因为轴承的存在，滚轮滚动时滚轮与滚轮连接臂之间的摩擦力很小，滚轮能在沿着导向槽轻松滚动。滚轮为电动滚轮，通过控制供电大小来改变滚轮滚动的速度大小和方向。

充电设备悬挂臂为半包围结构，其顶端连接在两边的滚轮连接臂上，连接点为连接臂的中间点。悬挂臂的下面有电源箱，电源箱装有感应式充电器、可充电电池、GPS定位系统、无线通讯系统和滚轮控制模块。可充电电池用以为巡检机器人提供工作电源，感应式充电器的输出端与可充电电池的充电端相连。由于无人机采用可充电电池供电，且通过感应式充电器与充电端以电磁场耦合的方式进行能量传输，实现对可充电电池的充电，这种方式没有输入电源负载，线路之间没有电气连接和物理接触，具有可靠性高、安全性高、防水性好、气密性好和维护性高等特点。GPS定位系统起到对充电装置定位的作用。无线通讯系统作为充电装置跟无人机或者管理人员之间的无线通讯作用。滚轮控制模块控制滚轮滚动的速度和方向。

无人机悬挂臂呈L字形，分水平和竖直两个部分。竖直部分的顶端连接在电源箱箱底的中心位置；水平部分靠近末端的地方有定位孔，定位孔用以无人机充电时对准和稳固作用，水平部分末端连接充电台。无人机悬挂臂、充电设备悬挂臂和滚轮连接臂都为内含中空管道的机械支撑件，起支撑无人机的重量和保证无人机在充电时稳定对接的作用，空心的内部用于走线和结构集成。无人机悬挂臂与电源箱相接的地方还有滚轮连接臂与充电设备悬挂臂连接的地方也是相通的，方便走线通过。

充电台安装在无人机悬挂臂水平部分末端的上平面上，与无人机悬挂臂之间有机械和电气的连接。充电台结构稳固，里面装有红外线对准仪，红外线对准仪具有准确对准能力，用以无人机充电时充电插头跟充电口准确对准相接。充电台的上平面透明，方便让从红外线对准仪中射出的红外线穿过。充电台上方中间突出充电插头，充电插头用于为无人机充电，其具有良好的导电特性，并且材质坚固，不易变形。

无人机包括无人机机身、云台、摄像机、充电插口、红外线接收器和对位圆锥。无人机机身中装有飞行控制器，其作为无人机的飞行和外围设备工作的控制中心。飞行控制器集成传感器、电子调速器、GPS定位系统和存储器等模块，用以控制无人机的飞行、监控、通讯等方面的工作。