自动导航的多旋翼无人机移动供电装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911156855.2 (22)申请日 2019.11.22 (71)申请人 浙江工业大学 地址 310014 浙江省杭州市下城区潮王路 18号 (72)发明人 赵燕伟张健王观龙黄程侃 周仙明吴耿育 (74)专利代理机构 杭州天正专利事务所有限公 司 33201 代理人 王兵黄美娟 (51)Int.Cl. B64C 39/02(2006.01) B64D 27/24(2006.01) B64F 1/02(2006.01) H02J 7/00(2006.01) B60P 3/。

2、11(2006.01) B60K 7/00(2006.01) B60K 17/04(2006.01) (54)发明名称 自动导航的多旋翼无人机移动供电装置 (57)摘要 自动导航的多旋翼无人机移动供电装置， 相 机安装在无人机正下方； 在无人机底部装有起落 架， 起落架的末端安装有引导块； 引导块采用导 电的磁性材质； 无人车的车面上侧安装引导座； 引导座的位置与起落架的位置对应， 引导座具有 顶部开口的内腔， 引导座的内腔的底部安装有电 磁铁； 当无人机停放在无人车上时， 的蓄电池为 无人机上的电板充电； 无人机上装有第一中央控 制器和第一无线通信模块， 无人机的驱动电机连 接第一中央控制器。

3、； 无人车上装有第二中央控制 器和第二无线通信模块， 无人车的驱动装置连接 第二中央控制器； 无人机和无人车保持实时通 信， 无人机通过GPS导航飞抵无人车。 本发明可以 解决多旋翼无人机的移动充电问题。 权利要求书1页 说明书3页 附图3页 CN 110745239 A 2020.02.04 CN 110745239 A 1.自动导航的的多旋翼无人机移动供电装置， 其特征在于： 包括无人机(1)、 无人车 (2)； 所述无人机(1)上设置有相机(101)、 起落架(102)， 所述相机(101)安装无人机(1)正下 方； 在无人机(1)底部装有若干个起落架(102)， 起落架(102)的末端。

4、安装有引导块(103)； 所 述引导块(103)采用导电的磁性材质； 所述无人车(2)包括车面(201)、 引导座(202)、 和驱动装置(21)， 所述驱动装置(21)共 两套分别安装在车面(201)的前后两端， 构成四驱系统； 所述车面(201)上侧安装引导座 (202)； 所述引导座(202)的位置与无人机(1)停放在无人车(2)上时起落架(102)的位置对 应， 引导座(202)具有顶部开口的内腔， 引导座(202)的内腔的底部安装有电磁铁(203)， 所 述的内腔和引导块(103)呈上大下小的锥面体， 当无人机(1)停放在无人车(2)上时引导块 (103)纳入所述的内腔， 电磁铁(2。

5、03)与引导块(103)接触； 无人车(2)上装有蓄电池， 蓄电池与电磁铁(203)电连接； 无人机(1)上的电板与引导块 (103)电连接； 当无人机(1)停放在无人车(2)上时， 所述的蓄电池为无人机(1)上的电板充 电； 无人机(1)上装有第一中央控制器和第一无线通信模块， 无人机(1)的螺旋桨的驱动电 机的控制端连接第一中央控制器； 无人车(2)上装有第二中央控制器和第二无线通信模块， 无人车(2)的驱动装置(21)的控制端连接第二中央控制器； 无人机(1)和无人车(2)保持实时通信， 通过机载的全球定位系统(GPS)获取各自的位 置， 无人机(1)在执行任务时时刻计算与无人车(2)的。

6、相对距离， 并评估自身电量是否满足 飞行并降落在无人车(2)上， 当无人机(1)的电量正好满足或大于无人机(1)抵达并降落至 无人车(2)上的所需电量时， 无人车(2)将自身经纬度信息发送给无人机(1)， 无人机(1)通 过GPS导航飞抵无人车(2)。 2.如权利要求1所述的自动导航的多旋翼无人机移动供电装置， 其特征在于： 所述引导 座(202)有四个， 沿车面(201)的纵轴线和横轴线对称分布。 3.如权利要求1所述的自动导航的多旋翼无人机移动供电装置， 其特征在于： 所述驱动 装置(21)分为左驱动单元(21a)和左驱动单元(21b) ,其中左驱动单元(21a)包括车轮 (211)、 驱。

7、动安装架(212)、 悬挂上板(213)、 减震压簧(214)、 悬挂下板(215)、 U型螺丝(216)、 轴承箱(217)、 驱动电机(218)、 驱动皮带(219)、 从动带轮(2110)、 车轴(2111)、 主动带轮 (2112)、 连接柱(2113)； 所述车轮(211)固连于车轴(2111)的一端， 所述车轴(2111)插合于 轴承箱(217)内， 车轴(2111)另一端伸出轴承箱并安装从动带轮(2110)， 所述驱动电机 (218)安装在轴承箱(217)后侧的支架上， 所述主动带轮(2112)固连于驱动电机(218)轴端， 所述驱动皮带(219)安装在主动带轮(2112)和从动。

8、带轮(2110)上， 构成带传动系统； 所述驱 动安装架(212)安装在悬挂上板(213)上， 所述悬挂上板(213)和悬挂下板(215)之间安装有 两个减震压簧(214)， 所述悬挂下板(215)通过两个U型螺丝(216)安装在轴承箱(217)的左 侧； 所述左驱动单元(21a)和左驱动单元(21b)的零部件形状和数目相同， 呈左右镜像分布， 两者的连接柱(2113)相互连接。 权利要求书 1/1 页 2 CN 110745239 A 2 自动导航的多旋翼无人机移动供电装置 技术领域 0001 本发明涉及一种多旋翼无人机移动供电装置。 背景技术 0002 随着多旋翼无人机技术的发展， 多旋翼。

9、无人机已经应用到各个领域， 比如救援、 电 力巡检、 油气管道巡检、 安防巡查等， 由于油动无人机体积大、 噪音大、 控制难度大且排放污 染气体， 所以目前绝大数多旋翼无人机均为电动。 但是由于电池容量有限， 而电动无人机耗 电量较大， 电动无人机的续航能力普遍很差， 很难实现执行长时间任务。 发明内容 0003 本发明要克服现有无人机续航能力差的问题， 提供了一种自动导航的多旋翼无人 机移动供电装置。 0004 本发明通过在相关地域布置多辆装在有大容量蓄电池的无人车， 无人车上设置有 相应的充电接口为无人机进行充电， 以此增加无人机的续航能力。 0005 为了实现上述目的， 本发明采用如下技。

10、术方案： 0006 自动导航的无人机移动供电装置， 其特征在于： 包括无人机1、 无人车2； 0007 所述无人机1上设置有相机101、 起落架102、 引导块103， 所述相机101安装无人机 正下方； 无人机1底部设有若干个起落架102， 起落架102的末端安装有引导块103； 引导块 103采用导电的磁性材质。 0008 所述无人车2上包括车面201、 引导座202和驱动装置21， 所述驱动装置21共两套分 别安装在车面201的前后两端， 构成四驱系统； 所述车面201上侧安装引导座202； 所述引导 座202的位置与无人机1停放在无人车2上时起落架102的位置对应， 引导座202具有顶。

11、部开 口的内腔， 引导座202的内腔的底部安装有电磁铁203， 所述的内腔和引导块103呈上大下小 的锥面体， 当无人机1停放在无人车2上时引导块103纳入所述的内腔， 电磁铁203与引导块 103接触； 0009 无人车2上装有蓄电池， 蓄电池与电磁铁203电连接； 无人机1上的电板与引导块 103电连接； 当无人机1停放在无人车2上时， 所述的蓄电池为无人机1上的电板充电； 0010 无人机1上装有第一中央控制器和第一无线通信模块， 无人机1的螺旋桨的驱动电 机的控制端连接第一中央控制器； 无人车2上装有第二中央控制器和第二无线通信模块， 无 人车2的驱动装置21的控制端连接第二中央控制器。

12、； 0011 无人机1和无人车2保持实时通信， 通过机载的全球定位系统(GPS)获取各自的位 置， 无人机1在执行任务时时刻计算与无人车2的相对距离， 并评估自身电量是否满足飞行 并降落在无人车2上， 当无人机1的电量正好满足或大于无人机1抵达并降落至无人车2上的 所需电量时， 无人车2将自身经纬度信息发送给无人机1， 无人机1通过GPS导航飞抵无人车 2。 0012 优选地， 所述引导座202有四个， 沿车面201的纵轴线和横轴线对称分布。 优选地， 说明书 1/3 页 3 CN 110745239 A 3 无人机1是四旋翼无人机。 0013 优选地， 所述驱动装置21分为左驱动单元21a和。

13、左驱动单元21b,其中左驱动单元 21a包括车轮211、 驱动安装架212、 悬挂上板213、 减震压簧214、 悬挂下板215、 U型螺丝216、 轴承箱217、 驱动电机218、 驱动皮带219、 从动带轮2110、 车轴2111、 主动带轮2112、 连接柱 2113； 所述车轮211固连于车轴2111的一端， 所述车轴2111插合于轴承箱217内， 车轴2111另 一端伸出轴承箱并安装从动带轮2110， 所述驱动电机218安装在轴承箱217后侧的支架上， 所述主动带轮2112固连于驱动电机218轴端， 所述驱动皮带219安装在主动带轮2112和从动 带轮2110上， 构成带传动系统； 。

14、所述驱动安装架212安装在悬挂上板213上， 所述悬挂上板 213和悬挂下板215之间安装有两个减震压簧214， 所述悬挂下板215通过两个U型螺丝216安 装在轴承箱217的左侧； 所述左驱动单元21a和左驱动单元21b的零部件形状和数目相同， 呈 左右镜像分布， 两者的连接柱2113相互连接； 0014 本发明的有益效果是： 0015 通过合理分布的无人车， 形成无人机的充电网络， 无人机和充电桩之间连接可靠， 且控制成本低， 造价低廉， 维护简单， 能很好的完成无人机的自主充电工作， 扩展了无人机 的续航能力。 附图说明 0016 图1为本发明的整体结构示意图； 0017 图2为本发明的。

15、吸附充电装置结构示意图； 0018 图3是本发明的无人车的驱动装置的示意图。 0019 图中标号说明： 1.无人机； 101.相机； 102.起落架； 103.引导块； 2.无人车； 201.车 面； 202.引导座； 203.电磁铁； 21.驱动装置； 21a.左驱动单元； 21b.左驱动单元； 211.车轮； 212.驱动安装架； 213.悬挂上板； 214.减震压簧； 215.悬挂下板； 216.U型螺丝； 217.轴承箱； 218.驱动电机； 219.驱动皮带； 2110.从动带轮； 2111.车轴； 2112.主动带轮； 2113.连接柱； 3.视觉信标； 具体实施方式 0020 下。

16、面结合附图对本发明做进一步说明： 0021 自动导航的无人机移动供电装置， 包括无人机1、 无人车2； 0022 所述无人机1上设置有相机101、 起落架102、 引导块103， 所述相机101安装无人机 正下方； 无人机1底部设有若干个起落架102， 起落架102的末端安装有引导块103； 引导块 103采用导电的磁性材质。 0023 所述无人车2上包括车面201、 引导座202和驱动装置21， 所述驱动装置21共两套分 别安装在车面201的前后两端， 构成四驱系统； 所述车面201上侧安装引导座202； 所述引导 座202的位置与无人机1停放在无人车2上时起落架102的位置对应， 引导座2。

17、02具有顶部开 口的内腔， 引导座202的内腔的底部安装有电磁铁203， 所述的内腔和引导块103呈上大下小 的锥面体， 当无人机1停放在无人车2上时引导块103纳入所述的内腔， 电磁铁203与引导块 103接触； 0024 无人车2上装有蓄电池， 蓄电池与电磁铁203电连接； 无人机1上的电板与引导块 说明书 2/3 页 4 CN 110745239 A 4 103电连接； 当无人机1停放在无人车2上时， 所述的蓄电池为无人机1上的电板充电； 0025 无人机1上装有第一中央控制器和第一无线通信模块， 无人机1的螺旋桨的驱动电 机的控制端连接第一中央控制器； 无人车2上装有第二中央控制器和第。

18、二无线通信模块， 无 人车2的驱动装置21的控制端连接第二中央控制器。 0026 无人机1和无人车2保持实时通信， 通过机载的全球定位系统(GPS)获取各自的位 置， 无人机1在执行任务时时刻计算与无人车2的相对距离， 并评估自身电量是否满足飞行 并降落在无人车2上， 当无人机1的电量正好满足或大于无人机1抵达并降落至无人车2上的 所需电量时， 无人车2将自身经纬度信息发送给无人机1， 无人机1通过GPS导航飞抵无人车 2。 0027 所述引导座202有四个， 沿车面201的纵轴线和横轴线对称分布。 无人机1采用市售 的四旋翼无人机。 0028 所述驱动装置21分为左驱动单元21a和左驱动单元。

19、21b,其中左驱动单元21a包括 车轮211、 驱动安装架212、 悬挂上板213、 减震压簧214、 悬挂下板215、 U型螺丝216、 轴承箱 217、 驱动电机218、 驱动皮带219、 从动带轮2110、 车轴2111、 主动带轮2112、 连接柱2113； 所 述车轮211固连于车轴2111的一端， 所述车轴2111插合于轴承箱217内， 车轴2111另一端伸 出轴承箱并安装从动带轮2110， 所述驱动电机218安装在轴承箱217后侧的支架上， 所述主 动带轮2112固连于驱动电机218轴端， 所述驱动皮带219安装在主动带轮2112和从动带轮 2110上， 构成带传动系统； 所述驱。

20、动安装架212安装在悬挂上板213上， 所述悬挂上板213和 悬挂下板215之间安装有两个减震压簧214， 所述悬挂下板215通过两个U型螺丝216安装在 轴承箱217的左侧； 所述左驱动单元21a和左驱动单元21b的零部件形状和数目相同， 呈左右 镜像分布， 两者的连接柱2113相互连接。 0029 通过在相关地域布置多辆装在有大容量蓄电池的无人车， 无人车上设置有相应的 充电接口为无人机进行充电， 以此增加无人机的续航能力。 0030 无人机的操作人员可以操纵无人机飞向较近的无人车， 并在无人机接近无人车时 根据无人机传回的图像操纵无人机降落在无人车上， 获得充电。 0031 本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举， 本发明的保护 范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式， 本发明的保护范围也及于本领域技术 人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。 说明书 3/3 页 5 CN 110745239 A 5 图1 说明书附图 1/3 页 6 CN 110745239 A 6 图2 说明书附图 2/3 页 7 CN 110745239 A 7 图3 说明书附图 3/3 页 8 CN 110745239 A 8 。