一種旋翼無人機中繼換能服務(wù)站的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種旋翼無人機中繼換能服務(wù)站，包括服務(wù)站艙體外殼、傳感器組件、太陽能電池板、蓄電池、太陽能充放電控制器、電動推桿組件、電動支架組件、升降平臺、直線升降電機組件、主控電路板、攝像裝置、機械臂、機械臂驅(qū)動箱；本發(fā)明可安裝在電力線鐵塔等無人值守的室外平臺上，為旋翼無人機提供無人看護情況下的全自動充電和快速換電中繼服務(wù)，并解決了自身的能量自恢復(fù)供應(yīng)，為旋翼無人機的長距離全自動化服務(wù)，和負載接力中繼服務(wù)提供了解決方法。
【專利說明】
一種旋翼無人機中繼換能服務(wù)站
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于旋翼無人機技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種旋翼無人機的中繼換能服務(wù)站?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]現(xiàn)有使用電池供電的旋翼無人機由于電量限制，飛行時間較短，難以完成長距離和長時間條件下的工作任務(wù)。即使增加電池容量，但由于載重量的增加也不能帶來飛行時間的延長。這種使用限制使得目前旋翼無人機在使用時需要依賴于飛控手人員的操作及維護，而飛控手較高的人工成本也使得旋翼無人機的使用成本大增。隨著機器視覺在旋翼無人機中的應(yīng)用，以及導(dǎo)航精度、自動跟蹤技術(shù)和自動避障的逐步提高，旋翼無人機其實已經(jīng)基本具備了自動化飛行執(zhí)行任務(wù)的技術(shù)條件，只要能解決電力供應(yīng)難點，就可以大大拓寬旋翼無人機的用途，不僅降低使用者的勞動強度，而且可以大幅度減少使用成本，通過自動化規(guī)劃任務(wù)，完全可以不再依賴飛控手的長時間人工干預(yù)。
[0003]目前現(xiàn)有領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)僅僅主要集中在無人機的無線慢速充電方面，有的采用了太陽能電池面板作為電力供應(yīng)來源，但是對于無人機的快速更換電池、或者更換存儲卡片，以及未來更換燃料電池等均無能為力。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種旋翼無人機中繼服務(wù)換能服務(wù)站，可用于旋翼無人機野外工作時電力不足情況下的中繼服務(wù)，為無人機提供安全停留、快速更換電池、存儲模塊等配件、恢復(fù)原中斷工作的服務(wù)，使得無人機可以像火車?？空军c一樣， 短暫進行補給后繼續(xù)其工作，大大延長了無人機的工作時間和工作距離，提高了無人機的工作效率，降低了使用成本。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種旋翼無人機中繼換能服務(wù)站，其特征在于:包括服務(wù)站艙體外殼、傳感器組件、太陽能電池板、蓄電池、太陽能充放電控制器、電動推桿組件、電動支架組件、升降平臺、直線升降電機組件、主控電路板、攝像裝置、機械臂、機械臂驅(qū)動箱；所述傳感器組件安裝在所述服務(wù)站艙體外殼外部，用于對環(huán)境數(shù)據(jù)進行探測；所述太陽能電池板設(shè)置在所述服務(wù)站艙體外殼外表面上；所述服務(wù)站艙體外殼頂部配置有由所述電動推桿組件控制的能開合的拱頂艙門； 所述電動支架組件用于無人機降落在所述升降平臺上后，對無人機進行扶正、位置微調(diào)及緊固；所述升降平臺通過所述直線升降電機組件能升降地安裝在所述服務(wù)站艙體外殼內(nèi)底面上，所述主控電路板通過固定托板固定安裝在所述服務(wù)站艙體外殼內(nèi)底面上，所述蓄電池、太陽能充放電控制器均固定安裝在所述服務(wù)站艙體外殼內(nèi)底面上；所述攝像裝置固定安裝在所述服務(wù)站艙體外殼內(nèi)，用于對無人機的位置和無人機上的配件，以及對所述機械臂的運動進行實時跟蹤和圖像識別，為所述主控電路板的控制提供依據(jù)；所述機械臂和機械臂驅(qū)動箱固定安裝在所述服務(wù)站艙體外殼內(nèi)，所述機械臂驅(qū)動箱在所述主控電路板的控制下，控制所述機械臂自主從無人機中抽取電池塊或其它配件進行更換，對更換下的配件放置到維護區(qū)空間進行充電，將充電完成的配件轉(zhuǎn)移到備件區(qū)空間； 所述太陽能電池板(301)、太陽能充放電控制器(303)、蓄電池(302)、主控電路板(701) 通過導(dǎo)線連接;所述主控電路板(701)分別與所述傳感器組件(201)、電動推桿組件(401)、 電動支架組件(501)、直線升降電機組件(602)連接，用于向上述組件提供適配電力，并控制上述組件工作。
[0006]作為優(yōu)選，所述服務(wù)站艙體外殼上設(shè)置有外殼定位二維碼圖案，用于無人機降落時，根據(jù)所述外殼定位二維碼圖案進行服務(wù)站艙體方位解讀。
[0007]作為優(yōu)選，所述服務(wù)站艙體外殼下底外沿上設(shè)置有外殼輔助定位線，用于無人機在降落時準(zhǔn)確判別定位。
[0008]作為優(yōu)選，所述傳感器組件包括溫度傳感器、濕度傳感器、風(fēng)力傳感器和光線傳感器。
[0009]作為優(yōu)選，所述電動推桿組件包括包含伸縮推桿、驅(qū)動盒和紅外探測裝置，所述伸縮推桿一端與所述驅(qū)動盒、另一端連接到所述拱頂艙門，用于在所述主控電路板的控制下， 電動開啟和關(guān)閉所述拱頂艙門；所述紅外探測裝置與所述驅(qū)動盒連接，用于檢查所述拱頂艙門是否完全打開和完全關(guān)閉。
[0010]作為優(yōu)選，所述電動支架組件包括搖臂、叉桿、控制盒、力反饋傳感器;所述搖臂一端與所述控制盒連接、另一端與所述控制盒連接，當(dāng)無人機降落后，搖臂轉(zhuǎn)動，帶動所述叉桿接觸無人機，對無人機進行扶正、位置微調(diào)及緊固；所述反饋傳感器安裝在所述叉桿上， 與所述控制盒連接，用于控制所述叉桿接觸無人機的力度，避免用力過大損傷無人機。
[0011]作為優(yōu)選，所述升降平臺的降落平臺上繪制有中心定位圓、邊緣定位圓、內(nèi)框定位線、中心輔助定位圓以及十字分割線，用于為無人機的視覺定位提供依據(jù);所述升降平臺的底部固定設(shè)置有無線充電線圈，用于對無人機電池進行慢速非接觸式充電。
[0012]作為優(yōu)選，所述直線升降電機組件包含直線電機和電動軸，連接到所述升降平臺上，通過驅(qū)動電動軸的伸縮，使得升降平臺能上升或下降，用于在無人機降落時升起所述升降平臺承載它，在補給過程階段降回服務(wù)站艙內(nèi)，避免損壞，補給完成后再次升起，使無人機能自行飛離。
[0013]作為優(yōu)選，所述服務(wù)站艙體外殼內(nèi)還設(shè)置有儲物箱，由備件區(qū)空間與維護區(qū)空間組成，分別放置剛?cè)∠碌呐浼鸵呀?jīng)完成充電的配件；剛?cè)∠碌呐浼枰诰S護區(qū)空間連接充電器進行充電補給，已經(jīng)完成充電的配件應(yīng)轉(zhuǎn)移出維護區(qū)空間，放置到備件區(qū)空間備用。
[0014]作為優(yōu)選，所述服務(wù)站艙體外殼內(nèi)還設(shè)置有照明裝置，用于在所述主控電路板的控制下點亮，為所述攝像裝置提供合適的照明以進行圖像分析。
[0015]本發(fā)明采用外覆太陽能電池板和充放電控制器作為電力供應(yīng)和自身能源恢復(fù)的來源;采用電動推桿控制的拱形自動開關(guān)艙門，作為防漏水的艙門供無人機進出；采用外殼上的圖形標(biāo)志供無人機進行圖像識別定位，以準(zhǔn)確降落到艙內(nèi)中心位置;采用外殼上噴繪的二維碼信息，嵌入自身的方位、高度等信息，供無人機利用攝像機拍攝解讀中繼換能服務(wù)站方位信息，以調(diào)整入站角度；采用外殼上集成安裝的傳感器組進行雨量、光照、溫度、風(fēng)力、濕度的數(shù)據(jù)采集，為是否開啟艙門服務(wù)提供判斷依據(jù);采用升降平臺供無人機降落和停留，并在平臺上繪制了定位圖形用于無人機降落時的定位使用，在平臺下集成了無線充電線圈可供慢速充電使用；采用了搖臂固定支架用于無人機降落后的定位與固定;采用攝像裝置(雙目立體視覺攝像機)進行無人機電池模塊、存儲模塊等配件的識別和機械臂運動位置的識別反饋;采用了多自由度的機械臂進行配件模塊的抓取和更換;采用了備件區(qū)空間與維護區(qū)空間對配件進行能量恢復(fù)與堆放管理;采用了一套安裝有嵌入式系統(tǒng)軟件的主控制電路板對上述各種功能進行統(tǒng)一控制，并與無人機進行無線通信，在更換配件后喚醒無人機恢復(fù)其原來中斷的工作任務(wù)。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可安裝在電力線鐵塔等無人值守的室外平臺上，為旋翼無人機提供無人看護情況下的全自動充電和快速換電中繼服務(wù)，并解決了自身的能量自恢復(fù)供應(yīng)問題，為旋翼無人機的長距離全自動化服務(wù)提供了解決方法，可廣泛用于電力線巡檢，農(nóng)業(yè)無人機噴灑自動化作業(yè)等領(lǐng)域。本發(fā)明在充電基礎(chǔ)上，增加了換電和更換存儲卡片的功能，增加了機器視覺功能和機械臂，為無人操作條件下的無人機長距離快速自動化作業(yè)提供了條件?！靖綀D說明】
[0017]圖1:為本發(fā)明實施例的剖視圖；圖2:為本發(fā)明實施例的側(cè)視圖；圖3:為本發(fā)明實施例的升降平臺上定位圖案及標(biāo)志線示意圖；圖4:為本發(fā)明實施例的開艙工作不意圖?！揪唧w實施方式】
[0018]為了便于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解和實施本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的實施示例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0019]請見圖1、圖2和圖3,本發(fā)明提供的一種旋翼無人機中繼換能服務(wù)站，固定安裝在室外平臺上;包括服務(wù)站艙體外殼101、傳感器組件201、太陽能電池板301、蓄電池302、太陽能充放電控制器303、電動推桿組件401、電動支架組件501、升降平臺601、直線升降電機組件602、主控電路板701、攝像裝置703、機械臂801、機械臂驅(qū)動箱802;太陽能電池板301、太陽能充放電控制器303、蓄電池302、主控電路板701通過導(dǎo)線連接;主控電路板701分別與傳感器組件201、電動推桿組件401、電動支架組件501、直線升降電機組件602、攝像裝置703、 照明裝置704、機械臂驅(qū)動箱802連接，用于向上述組件提供適配電力，并控制上述組件工作。
[0020]服務(wù)站艙體外殼101上設(shè)置有外殼定位二維碼圖案103,用于無人機降落時，根據(jù)外殼定位二維碼圖案103進行服務(wù)站艙體方位解讀。服務(wù)站艙體外殼101下底外沿上設(shè)置有外殼輔助定位線104，用于無人機在降落時準(zhǔn)確判別定位。
[0021]傳感器組件201包括溫度傳感器、濕度傳感器、風(fēng)力傳感器和光線傳感器，安裝在服務(wù)站艙體外殼101外部，用于對環(huán)境數(shù)據(jù)進行探測。
[0022]太陽能電池板301設(shè)置在服務(wù)站艙體外殼101外表面上;采用多面覆蓋，以保證功率足夠，拱頂艙門102是否覆蓋由功率決定。[〇〇23]電動推桿組件401包括包含伸縮推桿、驅(qū)動盒和紅外探測裝置，伸縮推桿一端與驅(qū)動盒、另一端連接到拱頂艙門102,用于在主控電路板701的控制下，電動開啟和關(guān)閉拱頂艙門102;紅外探測裝置與驅(qū)動盒連接，用于檢查拱頂艙門102是否完全打開和完全關(guān)閉。 [〇〇24]電動支架組件501包括搖臂、叉桿、控制盒、力反饋傳感器；搖臂一端與控制盒連接、另一端與控制盒連接，當(dāng)無人機降落后，搖臂轉(zhuǎn)動，帶動叉桿接觸無人機，對無人機進行扶正、位置微調(diào)及緊固；反饋傳感器安裝在叉桿上，與控制盒連接，用于控制叉桿接觸無人機的力度，避免用力過大損傷無人機。[〇〇25]升降平臺601通過直線升降電機組件602能升降地安裝在服務(wù)站艙體外殼101內(nèi)底面上，主控電路板701通過固定托板702固定安裝在服務(wù)站艙體外殼101內(nèi)底面上，蓄電池 302、太陽能充放電控制器303均固定安裝在服務(wù)站艙體外殼101內(nèi)底面上；升降平臺601的降落平臺6011上繪制有中心定位圓6012、邊緣定位圓6013、內(nèi)框定位線 6014、中心輔助定位圓6015以及十字分割線6016,用于為無人機的視覺定位提供依據(jù);升降平臺601的底部固定設(shè)置有無線充電線圈，用于對無人機電池進行慢速非接觸式充電。 [〇〇26] 直線升降電機組件602包含直線電機和電動軸，連接到升降平臺601上，通過驅(qū)動電動軸的伸縮，使得升降平臺能上升或下降，用于在無人機降落時升起升降平臺601承載它，在補給過程階段降回服務(wù)站艙內(nèi)，避免損壞，補給完成后再次升起，使無人機能自行飛離。
[0027]攝像裝置703采用雙目立體視覺攝像機，固定安裝在服務(wù)站艙體外殼101內(nèi)，用于對無人機的位置和無人機上的配件，以及對機械臂801的運動進行實時跟蹤和圖像識別，為主控電路板701的控制提供依據(jù)；服務(wù)站艙體外殼101內(nèi)設(shè)置有LED照明燈組704,用于在主控電路板701的控制下點亮， 為攝像裝置703提供合適的照明以進行圖像分析。[〇〇28]機械臂801和機械臂驅(qū)動箱802固定安裝在服務(wù)站艙體外殼101內(nèi)，機械臂驅(qū)動箱 802在主控電路板701的控制下，控制機械臂801自主從無人機中抽取電池塊或其它配件進行更換，對更換下的配件放置到維護區(qū)空間進行充電，將充電完成的配件轉(zhuǎn)移到備件區(qū)空間；服務(wù)站艙體外殼101內(nèi)設(shè)置有儲物箱803,由備件區(qū)空間與維護區(qū)空間組成，分別放置剛?cè)∠碌呐浼鸵呀?jīng)完成充電的配件;剛?cè)∠碌呐浼枰诰S護區(qū)空間連接充電器進行充電補給，已經(jīng)完成充電的配件應(yīng)轉(zhuǎn)移出維護區(qū)空間，放置到備件區(qū)空間備用。[〇〇29]請見圖4,當(dāng)無人機在電力不足時，按照內(nèi)置地圖中中繼換能服務(wù)站的地理位置尋找到最近的中繼換能服務(wù)站，然后飛到中繼換能服務(wù)站附近，向中繼換能服務(wù)站發(fā)出進站維護申請。中繼換能服務(wù)站在收到請求后，首先檢查當(dāng)前的風(fēng)力、雨量、濕度傳感器，判斷是否具備服務(wù)條件，如果超出限度，如風(fēng)力過大，或雨量過大，則拒絕請求，否則響應(yīng)請求，打開拱頂艙門102。
[0030]拱頂艙門102開啟后，由紅外探測裝置檢測是否完全開啟到位，如果否則表明設(shè)備故障，中繼換能服務(wù)站發(fā)出故障指令，拒絕為無人機進一步服務(wù)。如果是則升起升降平臺，為無人機降落做準(zhǔn)備。
[0031]無人機利用自帶的攝像機對升降平臺601進行拍攝，依據(jù)圖像中的定位圓和定位線進行模板匹配，以校準(zhǔn)自身飛行姿態(tài)，盡量對準(zhǔn)中心定位圓6012的圓心降落。降落后無人機通知中繼換能服務(wù)站完成降落，并進入休眠狀態(tài)。[〇〇32]中繼換能服務(wù)站降下升降平臺601，在降到底后，關(guān)閉拱頂艙門102,以隔絕外部環(huán)境光線干擾和風(fēng)力干擾。然后由主控電路板701開啟LED照明燈組704，對服務(wù)站艙內(nèi)照明， 方便艙內(nèi)的攝像機工作。
[0033]主控電路板701繼續(xù)開啟雙目立體視覺攝像機703,對艙內(nèi)無人機的位置和模塊進行拍攝，以便進行圖像識別與檢測。
[0034]當(dāng)圖像識別判別到無人機位置滿足操作條件時，主控電路板701啟動兩邊搖臂，逐漸升起并接觸到無人機，在兩邊的力作用下，扶正無人機，并慢慢夾緊，固定住無人機，然后搖臂保持自鎖狀態(tài)。[〇〇35]主控電路板701繼續(xù)啟動機械臂801，操控機械臂801運動到無人機前方。如果是要更換電池塊，則在雙目立體視覺攝像機703的測量下，操控機械臂801前端的機械爪運動到電池塊附近，夾住電池塊并摳出，直至電池塊從無人機機體內(nèi)完全抽離。[〇〇36]當(dāng)雙目立體視覺攝像機703發(fā)現(xiàn)電池塊已經(jīng)完全抽離后，主控電路板701控制機械臂801運動到維護區(qū)，將電池塊放如維護區(qū)的充電格中，然后機械臂801推出維護區(qū)，進入備件區(qū)，取出已經(jīng)充好電的電池塊，返回到無人機前方，在雙目立體視覺攝像機703的測量下， 逐步插入電池空格中，直到無人機上電，無人機電源指示燈亮起。當(dāng)雙目立體視覺攝像機 703測量到無人機電源指示燈亮后，主控電路板701控制機械爪按下無人機的啟動按鈕，使無人機啟動，并自行恢復(fù)原來的工作狀態(tài)，然后機械臂801退回原位，并降下?lián)u臂固定支架使其回復(fù)原位，松開無人機。[〇〇37]無人機自檢后發(fā)現(xiàn)已經(jīng)完成補給，自身工作狀態(tài)正常，則發(fā)出離開請求，中繼換能服務(wù)站收到請求后，首先關(guān)閉照明裝置704,然后打開拱頂艙門102,檢測到完全打開后，升起升降平臺601，當(dāng)完全升起到位后，通知無人機可以離開。無人機收到離開通知后自行飛走，繼續(xù)執(zhí)行中斷的任務(wù)。
[0038]中繼換能服務(wù)站送走無人機后，降下升降平臺601，關(guān)閉拱頂艙門102,等待維護區(qū)的維護任務(wù)完成。直到電池塊充滿電后，主控制電路板701再次打開照明裝置704,在雙目立體視覺攝像機703的測量輔助下，控制機械臂801取出電池塊，并將電池塊轉(zhuǎn)移放置到備件區(qū)電池格中備用。[〇〇39]全部動作完成后，機械臂801回復(fù)原位，關(guān)閉照明裝置704,關(guān)閉雙目立體視覺攝像機703,并進入休眠省電狀態(tài)，直到下一次無人機的無線通訊請求到來，才再次喚醒自身。在休眠期間，太陽能電池板301持續(xù)向蓄電池302充電，以恢復(fù)自身的能源供應(yīng)。當(dāng)蓄電池302 充滿后，在太陽能充放電控制器303作用下，斷開充電電路。蓄電池302的放電電路與主控制電路板701相連，持續(xù)保持供電，直到電源消耗到一定水平，蓄電池302電壓下降到門檻電壓以下時，太陽能充放電控制器303接通充電電路，由太陽能電池板301為蓄電池302再次充電。
[0040]作為本發(fā)明的一個裁減方案，可對艙內(nèi)各部件做適當(dāng)裁減，例如在只需要慢速充電的條件下，機械臂801、雙目立體視覺攝像機703和搖臂等配置是可以省略的，在無人機降落后，由升降平臺601下的無線充電線圈直接對無人機進行無線充電即可。充完電后升起升降平臺，無人機自行飛離，然后中繼換能服務(wù)站降下平臺，關(guān)閉艙門，由太陽能電池板恢復(fù)自身蓄電池電量。
[0041]作為本發(fā)明的一個擴充方案，可增加中繼換能服務(wù)站容積，以便采用雙機備份方案，即中繼換能服務(wù)站的一半可供無人機進入維護，另一半則儲備了一臺完整的無人機，兩個無人機之間通過無線通訊解決任務(wù)切換后，儲備的無人機升起飛走繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)，而維護無人機留在中繼換能服務(wù)站內(nèi)慢速恢復(fù)自身電池電量，充滿后自己飛到或者由機械臂轉(zhuǎn)移到儲備區(qū)，為下一次的整機替換做準(zhǔn)備。
[0042]中繼換能服務(wù)站除了可對無人機的電池塊進行更換，也可以對無人機的其它配件進行更換或者維護。例如無人機的存儲卡是儲存無人機攝像機拍攝到的畫面，在長距離任務(wù)中，如果發(fā)生存儲卡故障或?qū)憹M等問題，可進入中繼換能服務(wù)站，由中繼換能服務(wù)站的機械臂對存儲卡進行替換。[〇〇43]同理其它的無人機可拆卸更換部件，在升級雙目立體視覺攝像機的圖像識別軟件后，即可操控機械臂和機械爪進行更換。
[0044]如果在備件區(qū)和維護區(qū)采用多個電池格結(jié)構(gòu)，則還可以提高中繼換能服務(wù)站的連續(xù)補給能力。已經(jīng)充好電的電池塊可以連續(xù)為飛來的無人機進行補給，而更換下的電池塊則置入維護區(qū)電池格逐個充電，恢復(fù)電量。此時中繼換能服務(wù)站的連續(xù)服務(wù)能力由電池塊數(shù)和單個電池充電時間決定。
[0045]如果在備件區(qū)和維護區(qū)采用大空間或者外掛結(jié)構(gòu)，則在機械手負載能力足夠的條件下，還可以提供無人機的負載接力中轉(zhuǎn)服務(wù)。
[0046]中繼換能服務(wù)站的主控電路板軟件采用遠程升級方法，或者無線連接升級方法。 這樣可以使中繼換能服務(wù)站能服務(wù)的無人機種類與型號實時更新。
[0047]本發(fā)明可安裝在電力線鐵塔等無人值守的室外平臺上，為旋翼無人機提供無人看護情況下的全自動充電和快速換電中繼服務(wù)，并解決了自身的能量自恢復(fù)供應(yīng)，為旋翼無人機的長距離全自動化服務(wù)，和負載接力中繼服務(wù)提供了解決方法。
[0048]盡管本說明書較多地使用了服務(wù)站艙體外殼101、拱頂艙門102、外殼定位二維碼圖案103、傳感器組件201、太陽能電池板301、蓄電池302、太陽能充放電控制器303、電動推桿組件401、伸縮推桿、驅(qū)動盒、紅外探測裝置、電動支架組件501、搖臂、叉桿、控制盒、力反饋傳感器、升降平臺601、中心定位圓6012、邊緣定位圓6013、內(nèi)框定位線6014、中心輔助定位圓6015、十字分割線6016、直線升降電機組件602、主控電路板701、攝像裝置703、照明裝置704、機械臂801、機械臂驅(qū)動箱802、儲物箱803等術(shù)語，但并不排除使用其他術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便的描述本發(fā)明的本質(zhì)，把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。
[0049]應(yīng)當(dāng)理解的是，本說明書未詳細闡述的部分均屬于現(xiàn)有技術(shù)。
[0050]應(yīng)當(dāng)理解的是，上述針對較佳實施例的描述較為詳細，并不能因此而認(rèn)為是對本發(fā)明專利保護范圍的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明權(quán)利要求所保護的范圍情況下，還可以做出替換或變形，均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)，本發(fā)明的請求保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種旋翼無人機中繼換能服務(wù)站，其特征在于:包括服務(wù)站艙體外殼(101)、傳感器 組件(201 )、太陽能電池板(301 )、蓄電池(302 )、太陽能充放電控制器(303 )、電動推桿組件 (401)、電動支架組件(501)、升降平臺(601)、直線升降電機組件(602)、主控電路板(701);所述傳感器組件(201)安裝在所述服務(wù)站艙體外殼(101)外部，用于對環(huán)境數(shù)據(jù)進行探 測；所述太陽能電池板(301)設(shè)置在所述服務(wù)站艙體外殼(101)外表面上；所述服務(wù)站艙體外殼(101)頂部配置有由所述電動推桿組件(401)控制的能開合的拱 頂艙門(102);所述電動支架組件(501)用于無人機降落在所述升降平臺(601)上后，對無人機進行扶 正、位置微調(diào)及緊固；所述升降平臺(601)通過所述直線升降電機組件(602)能升降地安裝在所述服務(wù)站艙 體外殼(101)內(nèi)底面上，所述主控電路板(701)通過固定托板(702)固定安裝在所述服務(wù)站 艙體外殼(101)內(nèi)底面上，所述蓄電池(302)、太陽能充放電控制器(303)均固定安裝在所述 服務(wù)站艙體外殼(101)內(nèi)底面上；所述太陽能電池板(301)、太陽能充放電控制器(303)、蓄電池(302)、主控電路板(701) 通過導(dǎo)線連接;所述主控電路板(701)分別與所述傳感器組件(201)、電動推桿組件(401)、 電動支架組件(501)、直線升降電機組件(602)連接，用于向上述組件提供適配電力，并控制 上述組件工作。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋翼無人機中繼換能服務(wù)站，其特征在于:所述服務(wù)站艙體外 殼(101)上設(shè)置有外殼定位二維碼圖案(103)，用于無人機降落時，根據(jù)所述外殼定位二維 碼圖案(103)進行服務(wù)站艙體方位解讀。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋翼無人機中繼換能服務(wù)站，其特征在于:所述服務(wù)站艙體外 殼(101)下底外沿上設(shè)置有外殼輔助定位線(104)，用于無人機在降落時準(zhǔn)確判別定位。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋翼無人機中繼換能服務(wù)站，其特征在于:所述傳感器組件 (201)包括溫度傳感器、濕度傳感器、風(fēng)力傳感器和光線傳感器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋翼無人機中繼換能服務(wù)站，其特征在于:所述電動推桿組件 (401)包括包含伸縮推桿、驅(qū)動盒和紅外探測裝置，所述伸縮推桿一端與所述驅(qū)動盒、另一 端連接到所述拱頂艙門(102)，用于在所述主控電路板(701)的控制下，電動開啟和關(guān)閉所 述拱頂艙門(102);所述紅外探測裝置與所述驅(qū)動盒連接，用于檢查所述拱頂艙門(102)是 否完全打開和完全關(guān)閉。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋翼無人機中繼換能服務(wù)站，其特征在于:所述電動支架組件 (501)包括搖臂、叉桿、控制盒、力反饋傳感器;所述搖臂一端與所述控制盒連接、另一端與 所述控制盒連接，當(dāng)無人機降落后，搖臂轉(zhuǎn)動，帶動所述叉桿接觸無人機，對無人機進行扶 正、位置微調(diào)及緊固；所述反饋傳感器安裝在所述叉桿上，與所述控制盒連接，用于控制所 述叉桿接觸無人機的力度，避免用力過大損傷無人機。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋翼無人機中繼換能服務(wù)站，其特征在于:所述升降平臺 (601)的降落平臺(6011)上繪制有中心定位圓(6012)、邊緣定位圓(6013)、內(nèi)框定位線 (6014)、中心輔助定位圓(6015)以及十字分割線(6016)，用于為無人機的視覺定位提供依 據(jù);所述升降平臺(601)的底部固定設(shè)置有無線充電線圈，用于對無人機電池進行慢速非接觸式充電。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋翼無人機中繼換能服務(wù)站，其特征在于:所述直線升降電機 組件(602)包含直線電機和電動軸，連接到所述升降平臺(601)上，通過驅(qū)動電動軸的伸縮， 使得升降平臺能上升或下降，用于在無人機降落時升起所述升降平臺(601)承載它，在補給 過程階段降回服務(wù)站艙內(nèi)，避免損壞，補給完成后再次升起，使無人機能自行飛離。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋翼無人機中繼換能服務(wù)站，其特征在于:所述服務(wù)站艙體外 殼(101)內(nèi)還設(shè)置有攝像裝置(703)、機械臂(801)和機械臂驅(qū)動箱(802);所述主控電路板 (701)分別與所述攝像裝置(703)和機械臂驅(qū)動箱(802)連接，用于向上述組件提供適配電 力，并控制上述組件工作；所述攝像裝置(703)固定安裝在所述服務(wù)站艙體外殼(101)內(nèi)，用于對無人機的位置和 無人機上的配件，以及對所述機械臂(801)的運動進行實時跟蹤和圖像識別，為所述主控電 路板(701)的控制提供依據(jù)；所述機械臂(801)和機械臂驅(qū)動箱(802)固定安裝在所述服務(wù)站艙體外殼(101)內(nèi)，所 述機械臂驅(qū)動箱(802)在所述主控電路板(701)的控制下，控制所述機械臂(801)自主從無 人機中抽取電池塊或其它配件進行更換，對更換下的配件放置到維護區(qū)空間進行充電，將 充電完成的配件轉(zhuǎn)移到備件區(qū)空間。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋翼無人機中繼換能服務(wù)站，其特征在于:所述服務(wù)站艙體 外殼(101)內(nèi)還設(shè)置有儲物箱(803)，由備件區(qū)空間與維護區(qū)空間組成，分別放置剛?cè)∠碌?配件和已經(jīng)完成充電的配件；剛?cè)∠碌呐浼枰诰S護區(qū)空間連接充電器進行充電補給， 已經(jīng)完成充電的配件應(yīng)轉(zhuǎn)移出維護區(qū)空間，放置到備件區(qū)空間備用。11.根據(jù)權(quán)利要求1-10任意一項所述的旋翼無人機中繼換能服務(wù)站，其特征在于:所述 服務(wù)站艙體外殼(101)內(nèi)還設(shè)置有照明裝置(704)，用于在所述主控電路板(701)的控制下 點亮，為所述攝像裝置(703)提供合適的照明以進行圖像分析。
【文檔編號】H02J7/35GK105951614SQ201610287477
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月3日
【發(fā)明人】劉春 , 王中齊
【申請人】湖北工業(yè)大學(xué)