本發(fā)明涉及無人機相關技術領域，具體的說，是涉及一種新型旋翼飛機系統(tǒng)及降落充電方法。

背景技術：

現(xiàn)有無人旋翼飛機降落時，由于受到自身機身平衡和外部風力的影響，導致旋翼風機不能夠穩(wěn)定降落，進而引發(fā)事故。同時，無人旋翼飛機在降落后，需要人工值守，將其與充電插口對接才能夠進行充電，以備下次飛行之用，較為繁瑣。

現(xiàn)有技術中，已經存在部分關于無人機充電方面的相關研究，例如：申請?zhí)枮?01610376486.8的中國專利文獻提供了一種充電起落架、無人機、充電平臺及無人機續(xù)航充電系統(tǒng)。

該系統(tǒng)中具有適用于無人機的充電起落架，其橫桿上設置有多個充電接觸件，內部還設有充電電路模塊，可直接通過起落架完成無人機的充電接口的轉接。但是該方案中，依然存在無人旋翼飛機在大風狀態(tài)下降落時風險性較高的缺陷。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種新型旋翼飛機系統(tǒng)。本發(fā)明通過設計全新的結構，通過電磁吸合輔助旋翼飛機降落，且旋翼飛機降落后能夠自動充電，真正做到無人值守。

為了達成上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種新型旋翼飛機系統(tǒng)，包括：

旋翼飛機及降落平臺；

所述旋翼飛機上安裝有電磁鐵安裝架，電磁鐵安裝架上具有電磁鐵；

每個電磁鐵上具有金屬觸點,金屬觸點經極性變換電路與電磁鐵的供電相連；

所述降落平臺包括多個金屬板，每個金屬板均與一加壓單元連接，相鄰的金屬板相互絕緣；

金屬板在獲得電壓后等待旋翼飛機垂直降落，降落后，旋翼飛機電磁鐵上的金屬觸點與金屬板相連，通過金屬觸點和極性變換電路給電磁鐵供電；電磁鐵產生吸引力，從而輔助旋翼飛機固定在降落平臺上。

優(yōu)選的，所述電磁鐵為3個或更多，一般選擇4個，任一電磁鐵均安裝于電磁鐵安裝

優(yōu)選的，相鄰兩個電磁鐵的中心距大于相鄰兩個金屬板的中心距。較佳的選擇為，相鄰兩個電磁鐵的中心距大于相鄰兩個金屬板的中心距3倍或以上。

優(yōu)選的，所述金屬板為長條形結構。

優(yōu)選的，所述加壓單元包括電壓控制模塊、正電壓源、正電壓源開關、負電壓源及負電壓源開關；

電壓控制模塊分別控制正電壓源開關與負電壓源開關的通斷；

正電壓源開關及負電壓源開關控制正負電壓源與金屬板的通斷電，使得：

電壓控制模塊控制正電壓源開關閉合時，金屬板加正電壓；當電壓控制模塊控制負電壓源開關閉合時，金屬板加負電壓；當電壓控制模塊既不控制正電壓源開關，也不控制負電壓源開關時，金屬板不加電壓。

優(yōu)選的，所述旋翼機具有充電模塊，充電模塊與電磁鐵并聯(lián)；

具體來說，電磁鐵并聯(lián)在電路中，每個電磁鐵對應一個電磁鐵安裝架，每個電磁鐵的兩端各通過一個二極管連接到電磁鐵上的金屬觸點。

優(yōu)選的，所述電壓控制模塊為單片機電路。

優(yōu)選的，所述正電壓源開關和負電壓源開關為MOS管或三極管，以保證開關的轉換速度。

優(yōu)選的，上述的新型旋翼飛機系統(tǒng)還包括主控單元，主控單元控制電壓控制模塊并監(jiān)測金屬板的電壓變化。

在提供上述結構方案的同時，本發(fā)明還提供了一種旋翼飛機的降落充電方法，主要包括如下步驟：

A、加壓單元對金屬板進行加壓掃描；

B、旋翼飛機飛抵降落平臺上方，下降到降落平臺上；

C、對應的金屬板加正電壓時，通過接觸到金屬板的金屬觸點、連接金屬觸點的極性變換電路加到電磁鐵的一個輸入，其他的金屬板加的負電壓同樣通過金屬觸點和極性變換電路加到電磁鐵的另一個輸入上，因此電磁鐵產生電流，檢測到該電流的出現(xiàn)，就判斷出旋翼飛機已經接觸到降落平臺并且判斷出旋翼飛機的位置；

D、停止加壓掃描，給檢測到有電流存在的金屬板繼續(xù)加壓，則電磁鐵的磁性增強，電磁鐵吸引金屬板，從而保證旋翼飛機的穩(wěn)定降落并開始充電。

優(yōu)選的，上述方法中，優(yōu)選的是，加壓單元對每個金屬板加壓按以下方式循環(huán)：空(NC)、正電壓(+)、空(NC)、負電壓(-)、負電壓(-)、負電壓(-)……空(NC)進行循環(huán)；

即每次循環(huán)只給一塊金屬板加正電壓，且該正電壓前后都不加電壓，其余金屬板加負電壓。

上述方法中，優(yōu)選的是，所有的金屬板在某一時刻所加的電壓也呈現(xiàn)如下規(guī)律：空(NC)、正電壓(+)、空(NC)、負電壓(-)、負電壓(-)、負電壓(-)……空(NC)進行循環(huán)，以保證旋翼飛機降落時，有一個觸點接觸到正電壓，其余觸點中至少有一個觸點接觸到負電壓。

上述方法中，加正電壓與加負電壓僅為舉例，如果同一時刻加正電壓的位置更換為加負電壓，加負電壓的位置更換為加正電壓，效果相同。

本發(fā)明基于電磁鐵安裝架和電磁鐵的電氣設計，電磁鐵安裝架與電磁鐵、金屬板組成的回路產生電流；由于電磁鐵的并聯(lián)結構，旋翼飛機所有腳上的電磁鐵都會產生電流，對應的金屬板上連接的電流檢測電路也會發(fā)現(xiàn)電流的產生，從而可以判斷出旋翼飛機已經降落。此時，停止電壓掃描,且加壓單元繼續(xù)給產生電流的金屬板加壓,則金屬板的電壓持續(xù)升高，電磁鐵與金屬板產生的豎直方向的吸引力就持續(xù)增大，即施加一個向下的力，從而保證旋翼飛機的穩(wěn)定降落。

當旋翼飛機穩(wěn)定降落后，降落平臺作為電源輸入端，接觸到加正電壓的金屬板的觸點作為充電正極，用于在旋翼飛機充電時與降落平臺電源輸入端的正極進行電連接，接觸到加負電壓的金屬板的觸點作為充電負極，用于在旋翼飛機充電時與降落平臺電源輸入端的負極進行電連接，完成旋翼飛機的充電功能。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)依靠電磁吸合原理，使旋翼飛機在降落時可以通過吸合力輔助降落，提高在大風狀態(tài)下旋翼飛機降落的安全性。

(2)旋翼飛機降落后降落平臺可對旋翼飛機能夠進行充電，做到旋翼飛機的無人值守。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的整體結構示意圖；

圖2是本發(fā)明中加壓單元的結構示意圖；

圖3是本發(fā)明中降落平臺電壓掃描示意圖；

圖4是本發(fā)明中電磁鐵與電磁鐵安裝架的電氣結構示意圖。

1.旋翼飛機，2.降落平臺，3.金屬觸點，4.電磁鐵安裝架和電磁鐵，5.加壓單元，6.連接線；

21.電壓控制模塊，22.正電壓源，23.正電壓源開關，24.負電壓源，25.負電壓源開關，26.金屬板；

41.二極管。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發(fā)明進行詳細說明。

實施例：一種新型旋翼飛機系統(tǒng)，如圖1所示，一種旋翼飛機的安全降落系統(tǒng)，包括旋翼飛機1、降落平臺2、電磁鐵安裝架和電磁鐵4、金屬觸點3和加壓單元5。所述電磁鐵安裝架和電磁鐵4安裝在旋翼飛機1的四個角上，且4個電磁鐵并聯(lián)，所述金屬觸點3安裝在電磁鐵安裝架和電磁鐵4上，；所述降落平臺2是金屬板結構(能夠被電磁鐵吸合)，且每個金屬板相互絕緣，每兩塊金屬板長條的中心距離遠小于每兩個電磁鐵中心距離的1/3；每個金屬板26都配有各自對應的加壓單元5。

如圖2所示，每個加壓單元5均包括一電壓控制模塊21、正電壓源22、正電壓源開關23、負電壓源24、負電壓源開關25。所述電壓控制模塊21可以為單片機電路，所述正電壓源開關23和負電壓源開關25可以為MOS管或三極管，以保證開關的轉換速度；所述每個金屬板26都配有一套加壓單元5。當電壓控制模塊21控制正電壓源開關23閉合時，金屬板26加正電壓；當電壓控制模塊21控制負電壓源開關25閉合時，金屬板26加負電壓；當電壓控制模塊21既不控制正電壓源開關23，也不控制負電壓源開關25時，金屬板26不加電壓。

如圖3所示，加壓單元5對金屬板26加壓，加壓按如下方式循環(huán)：空(NC)、正電壓(+)、空(NC)、負電壓(-)、負電壓(-)、負電壓(-)……空(NC)，即每次循環(huán)只給一塊金屬板加正電壓，且該正電壓前后都不加電壓，其余金屬板加負電壓，且每個金屬板26相互絕緣，并不會產生電流。

降落平臺2的所有金屬板26在某一時刻所加的電壓也呈現(xiàn)如下規(guī)律：空(NC)、正電壓(+)、空(NC)、負電壓(-)、負電壓(-)、負電壓(-)……空(NC)，以保證旋翼飛機降落時，有一個觸點接觸到正電壓，其余三個觸點中至少有一個觸點接觸到負電壓。

如圖4所示，電磁鐵安裝架和電磁鐵4與金屬觸點3的電氣結構包括電磁鐵安裝架和電磁鐵4、金屬觸點3和二極管41。電磁鐵并聯(lián)在電路中，每個電磁鐵對應一個金屬觸點3，每個電磁鐵的兩端各通過一個二極管41連接到金屬觸點3。當金屬觸點3接觸到正負電壓后，由于電磁鐵的并聯(lián)設計，4個電磁鐵都加上了電壓。

本發(fā)明的工作原理是：

旋翼飛機1準備降落時，由于旋翼飛機1的四個角上有金屬觸點3，當觸點接觸到降落平臺2時，由于降落平臺2的長條形設計及加壓電路5對每個金屬板26循環(huán)加如下電壓：空(NC)、正電壓(+)、空(NC)、負電壓(-)、負電壓(-)、負電壓(-)……空(NC)，且降落平臺2的所有金屬板26在某一時刻所加的電壓也呈現(xiàn)下規(guī)律：空(NC)、正電壓(+)、空(NC)、負電壓(-)、負電壓(-)、負電壓(-)……空(NC)。通過不間斷地電壓循環(huán)，總有一觸點在某一刻接觸到降落平臺2的加正電壓的金屬板，另外三個觸點中有不少于一個觸點接觸到降落平臺2的加負電壓的金屬板，這時，基于金屬觸點和電磁鐵的電氣設計，金屬觸點3與電磁鐵4、金屬板26組成的回路產生電流；由于電磁鐵的并聯(lián)結構，旋翼飛機4個腳上的電磁鐵4都會產生電流，正電壓源和負電壓源的電流都會變化，從而可以判斷出旋翼飛機1已經降落。此時，停止電壓掃描，且加壓單元繼續(xù)給流過電流的金屬板加壓,則金屬板的電壓持續(xù)升高，電磁鐵4磁性增強，電磁鐵4與金屬板26產生的豎直方向的吸引力就持續(xù)增大，該吸引力吸引旋翼飛機1，從而保證旋翼飛機1的穩(wěn)定降落。

作為較佳的選擇，該系統(tǒng)還可以包括充電單元。所述充電單元安裝在旋翼飛機1上且與電磁鐵4并聯(lián)，包括充電正極和充電負極。當旋翼飛機1穩(wěn)定降落后，降落平臺2作為電源輸入端，接觸到加正電壓的金屬板26的觸點作為充電正極，用于在旋翼飛機1充電時與降落平臺2電源輸入端的正極進行電連接，接觸到加負電壓的金屬板26的觸點作為充電負極，用于在旋翼飛機1充電時與降落平臺電源輸入端的負極進行電連接，完成旋翼飛機1的充電功能。

本發(fā)明能夠解決風力大時旋翼飛機降落不穩(wěn)的問題，確保旋翼飛機的安全降落，且降落平臺為能夠被電磁鐵吸合的金屬板結構，成本低，節(jié)省資源。此外，對于降落的旋翼飛機能夠進行充電，真正做到旋翼飛機的無人值守。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本發(fā)明。對實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)，未予以詳細說明和局部放大呈現(xiàn)的部分，為現(xiàn)有技術，在此不進行贅述。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和特點相一致的最寬的范圍。