主動控制型無人機充電平臺的製作方法
2023-06-07 02:07:16 2
本實用新型涉及無人機充電技術領域，具體的說是主動控制型無人機充電平臺。
背景技術：
現有消費級無人機大多採用蓄電池作為電源，如MH-Ni電池、Li-ion電池等。由於無人機大多負載重量比較小，使得只能掛載有限容量的電池，這限制了消費級無人機的續航時間，和巡航半徑。公告號為CN103872795A的「無人機及其自動充電系統」公開了一種無人機自動充電系統，包括：供電模塊；無人機充電模塊；時間控制模塊。此種通過無人機降落到固定平臺上為其進行充電的方式存在著缺陷，由於充電平臺的面積受到限制，無人機通過遙控或是自主降落到充電平臺並且與無線輸電線圈對準，實現電能傳輸效率的最大化十分困難。
另外，一些充電平臺結構設計存在缺陷，由於充電平臺通常與地面存在一個高度差，無人機任何未完全對準進行的降落行為都會對其自身造成一定程度的損壞，最終影響充電平臺的可靠程度。
技術實現要素：
針對上述現有技術不足，本實用新型提供主動控制型無人機充電平臺。
本實用新型提供的主動控制型無人機充電平臺是通過以下技術方案實現的：
一種主動控制型無人機充電平臺，其特徵在於：包括外框、底蓋、上蓋、地磁傳感器、紅外點光源捕捉裝置、中央控制模塊、無線收發器、電池管理模塊、無線充電裝置、觸點充電裝置，所述外框下部設置底蓋，上部設置上蓋，所述外框內部設置地磁傳感器、中央控制模塊、無線收發器、電池管理模塊、無線充電裝置，其中，
所述中央控制模塊包括單片機、下載模塊、串口調試模塊；
所述地磁傳感器通過IIC數字接口連接單片機；
所述紅外點光源捕捉裝置由紅外成像部分和紅外LED組成，所述紅外成像部分由數字攝像頭和粘結在數字攝像頭的鏡頭表面的窄帶紅外濾光片組成，所述鏡頭穿過上蓋中部的通孔，紅外LED設置在無人機底部的中間位置；
所述無線收發器通過通訊埠與單片機電連接；
所述電池管理模塊，包括蓄電池、3.3V穩壓電路和5V穩壓電路，其中3.3V穩壓電路的輸出端分別與中央控制模塊、無線收發器、數字攝像頭並接，為其供電，5V穩壓電路的電壓輸出端與無線充電裝置、觸點充電裝置並接，為其提供電力來源；
所述無線充電裝置包括無線發射電路和與無線發射電路連接的無線發射線圈，所述無線發射線圈緊貼上蓋的下表面設置，所述觸點裝置包括正極接觸片和負極接觸片，所述正極接觸片和負極接觸片嵌入設置在上蓋表面；
所述無線收發器由頻率發生器、模式控制器、功率放大器、晶體振蕩器、調製器和解調器組成，通過SPI通訊埠與單片機相連，與無人機進行無線通訊，進而使無人機能完成降落動作。
所述無線收發器的通信頻率和通信信道與無人機的無線收發器保持一致。
本實用新型的有益效果是：
1、採用紅外點光源捕捉系統對無人機的空間位置進行捕捉，有效的控制無人機在充電平臺上完成點對點降落，且捕捉時不會受環境光的幹擾，避免了無人機自主降落過程中因未對準充電平臺而引起的跌落損壞，實現無人機系統自主，可靠的充電，從而在不增加無人機電池負載的同時擴大無人機的續航半徑，通過在工作區域內安置多個充電平臺可實現工作區域的無限續航；
2、使用磁吸式觸點充電的工作方式，為無線充電方式補償充電，用來提供給準確對接的無人機，提高了充電效率，縮短了充電時間，減少電能損耗，提升無人機的工作時長。
附圖說明
圖1是本實用新型結構示意圖；
圖2是本實用新型的系統結構示意圖。
具體實施方式
下面將通過實施例對本實用新型的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
如圖1和圖2所示的一種主動控制型無人機充電平臺，包括外框1、底蓋2、上蓋3、地磁傳感器4、紅外點光源捕捉裝置、中央控制模塊6、無線收發器7、電池管理模塊8、無線充電裝置、觸點充電裝置，所述外框1下部設置底蓋2，上部設置上蓋3，所述外框內部設置地磁傳感器4、中央控制模塊6、無線收發器7、電池管理模塊8、無線充電裝置9，所述中央控制模塊6包括單片機、下載模塊、串口調試模塊；所述地磁傳感器4通過IIC數字接口連接單片機；所述紅外點光源捕捉裝置由紅外成像部分5和紅外LED組成，所述紅外成像部分由數字攝像頭51和粘結在數字攝像頭51的鏡頭表面的窄帶紅外濾光片52組成，所述鏡頭穿過上蓋3中部的通孔，紅外LED設置在無人機底部的中間位置；所述無線收發器7通過通訊埠與單片機電連接；所述電池管理模塊8，包括蓄電池、3.3V穩壓電路和5V穩壓電路，其中3.3V穩壓電路的輸出端分別與中央控制模塊6、無線收發器7、數字攝像頭51並接，為其供電，5V穩壓電路的電壓輸出端與無線充電裝置9、觸點充電裝置10並接，為其提供電力來源；所述無線充電裝置包括無線發射電路91和與無線發射電路連接的無線發射線圈92，所述無線發射線圈92緊貼上蓋3的下表面設置，所述觸點裝置包括正極接觸片11和負極接觸片12，所述正極接觸片11和負極接觸片12嵌入設置在上蓋3表面；所述無線收發器7由頻率發生器、模式控制器、功率放大器、晶體振蕩器、調製器和解調器組成，通過SPI通訊埠與單片機相連，與無人機進行無線通訊，進而使無人機能完成降落動作，上述元器件通過印刷線路板的連接導通。
優選的，所述無線收發器7的通信頻率和通信信道與無人機的無線收發器保持一致。
優選的，地磁傳感模塊採用3軸數字羅盤，工作電壓3.3V，通過IIC數字接口向單片機實時發送方向信息，航向精度精確到1°~2°，用來比對充電平臺和無人機的前向角度差。
本實用新型採用紅外點光源捕捉系統對無人機的空間位置進行捕捉，所述中央控制模塊可有效的控制無人機在充電平臺上完成點對點降落；無人機上設置無線接收線圈，可與無線發射線圈進行電能傳輸；使用磁吸式觸點充電的工作方式，為無線充電方式補償充電，用來提供給準確對接的無人機。
以上所述實施例僅表示本實用新型的實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能理解為對本實用新型範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本實用新型保護範圍。