一種用于無人機充電的無人船載充電系統(tǒng)及其方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及無船載充電裝置領域，具體涉及一種用于無人機充電的無人船載充電系統(tǒng)及其方法。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)模式無人機續(xù)航能力差，就地充電難，需要長距離返航到固定地點充電，嚴重影響無人機作業(yè)效率。傳統(tǒng)充電系統(tǒng)多由岸基電網(wǎng)提供電能，而太陽能或燃料發(fā)動機等裝置因本身較重，難以被無人機攜帶，不便直接給無人機提供電源；此外，無人機充電模式基本為有線充電，需要人為參與，操作繁瑣，自動性能差，尤其是在大型水域作業(yè)時，基本無法完成自主充電?；跓o人船的充電系統(tǒng)能夠給無人機提供水域充電中繼平臺，提供就地自動化智能充電服務，能極大提高無人機水域工作效率。
【發(fā)明內容】
[0003]本發(fā)明要解決的技術問題是，針對現(xiàn)有無人機存在續(xù)航能力差的上述不足，提供一種用于無人機充電的無人船載充電系統(tǒng)及其方法，實現(xiàn)無人機在水域就地快速充電，自動接收清潔能源充電，自動完成無線充電以及整個系統(tǒng)自主返航，極大提高無人機在水域作業(yè)效率。
[0004]為了解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是:
[0005]—種用于無人機充電的無人船載充電系統(tǒng)，包括船載控制器、船載發(fā)動機、船載太陽能板、船載燃料箱、船載電池組、船載充電平臺和機載接收系統(tǒng)；所述船載控制器包括船載可編程控制器、船載通訊設備；所述船載通訊設備、船載發(fā)動機、船載太陽能板、船載燃料箱、船載電池組和船載充電平臺通過船載內部總線與船載可編程控制器連接，船載發(fā)動機、船載太陽能板和船載充電平臺通過充電線與船載電池組連接；所述船載通訊設備與監(jiān)控終端無線連接；所述機載接收系統(tǒng)包括機載控制器、機載通訊設備、速充電池和無線充電接收裝置，所述機載通訊設備、速充電池和無線充電接收裝置通過機載內部總線與機載控制器連接；所述無線充電接收裝置通過充電線與速充電池連接；所述機載通訊設備與船載通訊設備無線連接。
[0006]本發(fā)明還提供了一種用于無人機充電的無人船載充電系統(tǒng)的充電方法，包括如下步驟:
[0007]1)當無人機在大型水域上空作業(yè)時，船載通訊設備和機載通訊設備保持實時通信，驅使無人船運行到無人機作業(yè)下方附近位置；
[0008]2)無人船在運行或停留過程中，打開船載太陽能板自動給船載電池組充電，船載可編程控制器評估船載太陽能板發(fā)電能力并監(jiān)視船載電池組電能儲量，控制船載電池組優(yōu)先接收船載太陽能板的清潔電源，當船載太陽能板電源不能滿足船載電池組需求時，啟動船載發(fā)動機給船載電池組充電；
[0009]3)當無人機速充電池電量低于閾值時，發(fā)出告警信號，請求充電，船載通訊設備接收到告警信號后，向監(jiān)控終端發(fā)送告警信號，并向機載通訊設備發(fā)送準備充電指令，機載控制器控制無人機自動飛向船載充電平臺，并在人為遙控或自動情況下停到船載充電平臺上;
[0010]4)在人為或自動識別下，船載可編程控制器啟動船載充電平臺的無線發(fā)射功能；
[0011]5)機載控制器自動啟動無線充電接收裝置正常工作，開始給速充電池充電；機載控制器監(jiān)視速充電池的電量，并通過機載通訊設備和船載通訊設備上送到監(jiān)控終端；
[0012]6)當充電完成后，機載控制器發(fā)出充電完成信號，同時通過船載通訊設備上傳至監(jiān)控終端，船載可編程控制器關閉船載充電平臺的無線發(fā)射功能，并配合無人機飛離，等待其他無人機或下次充電請求；
[0013]7)船載可編程控制器實時監(jiān)測船載燃料箱狀況，在船載燃料箱內燃料低于閾值或整個系統(tǒng)作業(yè)完畢時，船載可編程控制器通知機載控制器，使無人機自動返航。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比的優(yōu)點是:本發(fā)明可以實現(xiàn)無人機在水域就地快速充電，自動接收清潔能源充電，自動完成無線充電以及整個系統(tǒng)自主返航，并可以通過監(jiān)控終端實現(xiàn)遠程管理，能極大提高無人機在水域作業(yè)效率。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明用于無人機充電的無人船載充電系統(tǒng)的結構示意圖；
[0016]圖中:1_船載可編程控制器，2-船載通訊設備，3-船載發(fā)動機，4-載太陽能板，5-船載燃料箱，6-船載電池組，7-船載充電平臺，8-監(jiān)控終端，9-機載控制器，10-機載通訊設備，11-速充電池，12-無線充電接收裝置。
【具體實施方式】
[0017]為了對本發(fā)明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照【附圖說明】本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0018]參照圖1所示，本發(fā)明所述的用于無人機充電的無人船載充電系統(tǒng)，包括船載控制器、船載發(fā)動機3、船載太陽能板4、船載燃料箱5、船載電池組6、船載充電平臺7和機載接收系統(tǒng)；所述船載控制器包括船載可編程控制器1、船載通訊設備2 ;所述船載通訊設備
2、船載發(fā)動機3、船載太陽能板4、船載燃料箱5、船載電池組6和船載充電平臺7通過船載內部總線與船載可編程控制器1連接，船載發(fā)動機3、船載太陽能板4和船載充電平臺7通過充電線與船載電池組6連接；所述船載通訊設備2與監(jiān)控終端8無線連接；所述機載接收系統(tǒng)包括機載控制器9、機載通訊設備10、速充電池11和無線充電接收裝置12，所述機載通訊設備10、速充電池11和無線充電接收裝置12通過機載內部總線與機載控制器9連接；所述無線充電接收裝置12通過充電線與速充電池11連接；所述機載通訊設備10與船載通訊設備2無線連接。
[0019]本發(fā)明無人船載充電系統(tǒng)的充電方法如下:
[0020]1)當無人機在大型水域上空作業(yè)時，船載通訊設備2和機載通訊設備10保持實時通信，驅使無人船運行到無人機作業(yè)下方附近位置；
[0021]2)無人船在運行或停留過程中，打開船載太陽能板4自動給船載電池組6充電，船載可編程控制器1評估船載太陽能板4發(fā)電能力并監(jiān)視船載電池組6電能儲量，控制船載電池組6優(yōu)先接收船載太陽能板4的清潔電源，當船載太陽能板4電源不能滿足船載電池組6需求時，啟動船載發(fā)動機3給船載電池組6充電；
[0022]3)當無人機速充電池11電量低于閾值時，發(fā)出告警信號，請求充電，船載通訊設備2接收到告警信號后，向監(jiān)控終端8發(fā)送告警信號，并向機載通訊設備10發(fā)送準備充電指令，機載控制器9控制無人機自動飛向船載充電平臺7，并在人為遙控或自動情況下停到船載充電平臺7上；
[0023]4)在人為或自動識別下，船載可編程控制器1啟動船載充電平臺7的無線發(fā)射功會κ ;
[0024]5)機載控制器9自動啟動無線充電接收裝置12正常工作，開始給速充電池11充電；機載控制器9監(jiān)視速充電池11的電量，并通過機載通訊設備10和船載通訊設備2上送到監(jiān)控終端8 ;
[0025]6)當充電完成后，機載控制器9發(fā)出充電完成信號，同時上送船載通訊設備2和監(jiān)控終端8，船載可編程控制器1關閉船載充電平臺7的無線發(fā)射功能，并配合無人機飛離；等待其他無人機或下次充電請求；
[0026]7)船載可編程控制器1實時監(jiān)測船載燃料箱5狀況，在船載燃料箱5內燃料低于閾值或整個系統(tǒng)作業(yè)完畢時，船載可編程控制器1通知機載控制器9，使無人機自動返航。
[0027]以上所述的僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發(fā)明之權利范圍，因此依本發(fā)明申請專利范圍所作的等效變化，仍屬本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.一種用于無人機充電的無人船載充電系統(tǒng)，其特征在于，包括船載控制器、船載發(fā)動機、船載太陽能板、船載燃料箱、船載電池組、船載充電平臺和機載接收系統(tǒng)；所述船載控制器包括船載可編程控制器、船載通訊設備；所述船載通訊設備、船載發(fā)動機、船載太陽能板、船載燃料箱、船載電池組和船載充電平臺通過船載內部總線與船載可編程控制器連接，船載發(fā)動機、船載太陽能板和船載充電平臺通過充電線與船載電池組連接；所述船載通訊設備與監(jiān)控終端無線連接；所述機載接收系統(tǒng)包括機載控制器、機載通訊設備、速充電池和無線充電接收裝置，所述機載通訊設備、速充電池和無線充電接收裝置通過機載內部總線與機載控制器連接；所述無線充電接收裝置通過充電線與速充電池連接；所述機載通訊設備與船載通訊設備無線連接。2.—種權利要求1所述的無人機充電的無人船載充電系統(tǒng)的充電方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)當無人機在大型水域上空作業(yè)時，船載通訊設備和機載通訊設備保持實時通信，驅使無人船運行到無人機作業(yè)下方附近位置； 2)無人船在運行或停留過程中，打開船載太陽能板自動給船載電池組充電，船載可編程控制器評估船載太陽能板發(fā)電能力并監(jiān)視船載電池組電能儲量，控制船載電池組優(yōu)先接收船載太陽能板的清潔電源，當船載太陽能板電源不能滿足船載電池組需求時，啟動船載發(fā)動機給船載電池組充電； 3)當無人機速充電池電量低于閾值時，發(fā)出告警信號，請求充電，船載通訊設備接收到告警信號后，向監(jiān)控終端發(fā)送告警信號，并向機載通訊設備發(fā)送準備充電指令，機載控制器控制無人機自動飛向船載充電平臺，并在人為遙控或自動情況下停到船載充電平臺上； 4)在人為或自動識別下，船載可編程控制器啟動船載充電平臺的無線發(fā)射功能； 5)機載控制器自動啟動無線充電接收裝置正常工作，開始給速充電池充電；機載控制器監(jiān)視速充電池的電量，并通過機載通訊設備和船載通訊設備上送到監(jiān)控終端； 6)當充電完成后，機載控制器發(fā)出充電完成信號，同時通過船載通訊設備上傳至監(jiān)控終端，船載可編程控制器關閉船載充電平臺的無線發(fā)射功能，并配合無人機飛離，等待其他無人機或下次充電請求； 7)船載可編程控制器實時監(jiān)測船載燃料箱狀況，在船載燃料箱內燃料低于閾值或整個系統(tǒng)作業(yè)完畢時，船載可編程控制器通知機載控制器，使無人機自動返航。
【專利摘要】一種用于無人機充電的無人船載充電系統(tǒng)及其方法，包括船載控制器、船載發(fā)動機、船載太陽能板、船載燃料箱、船載電池組、船載充電平臺和機載接收系統(tǒng)；船載控制器包括船載可編程控制器、船載通訊設備；船載通訊設備、船載發(fā)動機、船載太陽能板、船載燃料箱、船載電池組和船載充電平臺與船載可編程控制器連接；船載通訊設備與監(jiān)控終端無線連接；機載接收系統(tǒng)包括機載控制器、機載通訊設備、速充電池和無線充電接收裝置，機載通訊設備、速充電池和無線充電接收裝置與機載控制器連接；機載通訊設備與船載通訊設備無線連接。本發(fā)明實現(xiàn)無人機在水域就地快速充電，自動接收清潔能源充電，自動完成無線充電及整個系統(tǒng)自主返航，提高無人機水域作業(yè)效率。
【IPC分類】H02J7/35, H02J7/00
【公開號】CN105375608
【申請?zhí)枴緾N201510923797
【發(fā)明人】劉飛, 李剛, 池曉陽, 王松林, 張保平
【申請人】四方繼保（武漢）軟件有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年12月11日