一種無(wú)人機(jī)自動(dòng)充電更換電池系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無(wú)人機(jī)自動(dòng)充電更換電池系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括:無(wú)人機(jī)和自動(dòng)充更換電池平臺(tái),所述無(wú)人機(jī)上設(shè)有通信模塊、圖像采集模塊、圖像處理模塊、緩沖模塊;所述自動(dòng)充更換電池平臺(tái)上設(shè)有GPS定位模塊、輔助降落模塊、充電單元、電池更換單元;所述充電單元用于所述無(wú)人機(jī)在所述自動(dòng)充更換電池平臺(tái)上降落后自動(dòng)進(jìn)行充電處理;所述電池更換單元用于所述無(wú)人機(jī)在所述自動(dòng)充更換電池平臺(tái)上降落后自動(dòng)進(jìn)行電池更換處理,實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)對(duì)無(wú)人機(jī)的電池進(jìn)行充電或更換電池,無(wú)人工人操作,使用方便,且效率較高的技術(shù)效果。
【專利說(shuō)明】
一種無(wú)人機(jī)自動(dòng)充電更換電池系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)人機(jī)研究領(lǐng)域,具體地,涉及一種無(wú)人機(jī)自動(dòng)充電更換電池系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的普及,飛行器逐漸走進(jìn)人們的生活,人們可以利用飛行器進(jìn)行飛行操作,也可以進(jìn)行航拍,也可以進(jìn)行自動(dòng)噴灑農(nóng)藥等,多旋翼無(wú)人機(jī)應(yīng)用越來(lái)越廣泛,但是多旋翼無(wú)人機(jī)電池和能源問(wèn)題一直備受困擾,無(wú)法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間循環(huán)任務(wù),如物流、巡邏等等,因?yàn)橐话汶姵刂荒茱w行15-90分鐘不等,飛行后就需要進(jìn)行手動(dòng)充電或者更換電池,采用人工手動(dòng)使用麻煩,充電和電池更換效率較低。
[0003]綜上所述,本申請(qǐng)發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)實(shí)施例中發(fā)明技術(shù)方案的過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)上述技術(shù)至少存在如下技術(shù)問(wèn)題:
在現(xiàn)有技術(shù)中,現(xiàn)有的無(wú)人機(jī)或飛行器存在充電或更換電池不便,需要手動(dòng)進(jìn)行,效率較低的技術(shù)問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明提供了一種無(wú)人機(jī)自動(dòng)充電更換電池系統(tǒng),解決了現(xiàn)有的無(wú)人機(jī)或飛行器存在充電或更換電池不便,需要手動(dòng)進(jìn)行,效率較低的技術(shù)問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)對(duì)無(wú)人機(jī)的電池進(jìn)行充電或更換電池,無(wú)人工人操作,使用方便,且效率較高的技術(shù)效果。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種無(wú)人機(jī)自動(dòng)充電更換電池系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括:無(wú)人機(jī)和自動(dòng)充更換電池平臺(tái),所述無(wú)人機(jī)上設(shè)有通信模塊、圖像采集模塊、圖像處理模塊、緩沖模塊;所述自動(dòng)充更換電池平臺(tái)上設(shè)有GPS定位模塊、輔助降落模塊、充電單元、電池更換單元;其中,所述通信模塊用于獲得所述GPS定位模塊的定位信息;所述圖像采集模塊用于采集無(wú)人機(jī)預(yù)設(shè)方向的圖像信息;所述圖像處理模塊用于對(duì)所述圖像采集模塊采集的圖像進(jìn)行特征提取,獲得特征信息,將獲得的特征信息與預(yù)設(shè)信息進(jìn)行匹配,獲得匹配結(jié)果;所述輔助降落模塊用于對(duì)所述無(wú)人機(jī)在所述自動(dòng)充更換電池平臺(tái)上的降落位置進(jìn)行輔助定位;所述緩沖模塊用于對(duì)所述無(wú)人機(jī)在所述自動(dòng)充更換電池平臺(tái)上降落時(shí)進(jìn)行緩沖處理;所述充電單元用于所述無(wú)人機(jī)在所述自動(dòng)充更換電池平臺(tái)上降落后自動(dòng)進(jìn)行充電處理;所述電池更換單元用于所述無(wú)人機(jī)在所述自動(dòng)充更換電池平臺(tái)上降落后自動(dòng)進(jìn)行電池更換處理。
[0006]其中,即當(dāng)無(wú)人機(jī)在飛行時(shí),發(fā)現(xiàn)電量不足,則通過(guò)通信模塊獲得自動(dòng)充更換電池平臺(tái)的GPS定位信息,根據(jù)定位信息向自動(dòng)充更換電池平臺(tái)進(jìn)行飛行,當(dāng)飛到自動(dòng)充更換電池平臺(tái)的預(yù)設(shè)范圍后,利用圖像采集模塊采集自動(dòng)充更換電池平臺(tái)的圖像信息進(jìn)行特征匹配,匹配成功則進(jìn)行降落,在降落的過(guò)程中利用輔助降落模塊進(jìn)行精確降落位置輔助,利用緩沖模塊進(jìn)行緩沖平穩(wěn)降落,降落后利用無(wú)人機(jī)的機(jī)架與充電單元的金屬塊進(jìn)行接觸進(jìn)行自動(dòng)充電,也可以利用電池更換單元將剩余電量不足的電池?fù)Q下,更換新的電量充足的電池。
[0007]其中,所述緩沖模塊具體為超聲波模塊,其中,所述超聲波模塊通過(guò)公式V=p*S~0.5逐漸減速實(shí)現(xiàn)平緩降落,V為速度,P為根據(jù)無(wú)人機(jī)類型進(jìn)行預(yù)設(shè)的參數(shù),S為距離。其中,*為乘號(hào),a~b表示a的b次方,其中,超聲波模塊的工作原理為:該超聲波模塊通過(guò)發(fā)送超聲波和接受超聲波中間時(shí)間差,通過(guò)距離公式即可計(jì)算得出距離S=V(聲音速度)*t(發(fā)送和接受時(shí)間差)。
[0008]其中,所述自動(dòng)充更換電池平臺(tái)上設(shè)有固定腳架,所述固定腳架用于對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行固定,所述固定腳架上設(shè)有充電觸點(diǎn),所述充電單元利用充電觸點(diǎn)與無(wú)人機(jī)金屬腳架的觸電接觸進(jìn)行充電。
[0009]其中,所述無(wú)人機(jī)上設(shè)有電池電量檢測(cè)單元,所述電池電量檢測(cè)單元用于檢測(cè)無(wú)人機(jī)電池的剩余電量,當(dāng)剩余電量小于閾值時(shí),開啟通信模塊對(duì)自動(dòng)充更換電池平臺(tái)進(jìn)行定位。利用電池電量檢測(cè)單元用戶可以自行設(shè)定一個(gè)閾值,如1 %或者15 %,當(dāng)剩余電量小于閾值時(shí),則無(wú)人機(jī)自動(dòng)進(jìn)行充電或更換電池。
[0010]其中,其中,所述圖像采集模塊具體為MT9V034攝像頭并集成紅外濾光片,所述圖像處理模塊通過(guò)FAST9圖像處理算法,對(duì)圖像進(jìn)行特征提取,與自動(dòng)充更換電池平臺(tái)預(yù)設(shè)特征對(duì)比,確認(rèn)自動(dòng)充更換電池平臺(tái)具體位置。具體為在平臺(tái)上建立標(biāo)志圖案,預(yù)先采集平臺(tái)圖案特征存于模塊內(nèi),當(dāng)機(jī)載圖像處理模塊飛至充電臺(tái)上空時(shí),圖像處理模塊通過(guò)FAST9算法不斷圖采集的圖像進(jìn)行特征提取一一角點(diǎn),通過(guò)LK算法進(jìn)行角點(diǎn)追蹤,將飛機(jī)移動(dòng)至平臺(tái)上方,通過(guò)氣壓計(jì)進(jìn)行緩慢降落,當(dāng)距離平臺(tái)5米內(nèi)時(shí)自動(dòng)切換至超聲波模塊進(jìn)行距離測(cè)笪并ο
[0011]其中,所述輔助降落模塊具體為紅外發(fā)射二極管,其中,所述輔助降落模塊具體為紅外直射發(fā)光二極管,飛機(jī)載有兩個(gè)紅外接收二極管,降落時(shí)通過(guò)圖像模塊不斷進(jìn)行微調(diào),當(dāng)機(jī)載紅外接收二極管收到平臺(tái)對(duì)應(yīng)發(fā)光二極管時(shí)即可進(jìn)行準(zhǔn)確定位,定位成功后不斷通過(guò)姿態(tài)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行微調(diào)自我穩(wěn)定。
[0012]其中,所述電池更換單元具體包括:電池存放箱、取下臂、推送臂、所述取下臂和所述推送臂分別位于所述電池存放箱的左右兩側(cè),所述取下臂一端與電磁吸盤連接,所述取下臂和所述推送臂表面均為齒形,第一電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸通過(guò)第一齒輪與所述取下臂連接,第二電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸通過(guò)第二齒輪與所述推送臂連接,轉(zhuǎn)動(dòng)軸一端穿過(guò)所述電池存放箱中部后與第三電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸連接。第三電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而帶動(dòng)電池存放箱轉(zhuǎn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)電池的循環(huán)更換,將電池存放箱中的多個(gè)電池倉(cāng)位置進(jìn)行更換,便于更換電池。
[0013]其中,當(dāng)無(wú)人機(jī)需要進(jìn)行電池更換時(shí),當(dāng)無(wú)人機(jī)在自動(dòng)充更換電池平臺(tái)降落后,第一電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)第一齒輪轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而使得與第一齒輪連接的取下臂朝著無(wú)人機(jī)的電池移動(dòng),使得取下臂上的電磁吸盤與無(wú)人機(jī)的電池吸附,然后第一電機(jī)反轉(zhuǎn),將電池抽離,將電量不足的電池取下,然后第二電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)第二齒輪轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而使得與第二齒輪連接的推送臂朝著電池存放箱移動(dòng),將電池存放箱中的電池推出,新的電池被推朝著無(wú)人機(jī)的電池安裝槽移動(dòng),嵌入無(wú)人機(jī)的電池安裝槽中,完成電池的更換。自動(dòng)完成電池的更換,無(wú)需人工操作,方便效率較高。
[0014]其中,所述電池存放箱內(nèi)設(shè)有N個(gè)電池倉(cāng),所述電池倉(cāng)內(nèi)存放有電池,所述N為大于等于I的正整數(shù),所述電池倉(cāng)與所述充電單元連接,所述電池存放箱為圓筒狀,所述電池存放箱兩端均為開口狀。第三電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),使得電池存放箱轉(zhuǎn)動(dòng),將電池已經(jīng)推送的電池倉(cāng)超下移動(dòng),新的裝有電池的電池倉(cāng)移動(dòng)到推送臂的側(cè)面等待被推送。
[0015]其中,所述電池更換單元還包括傳輸帶,所述傳輸帶一端位于所述取下臂的下方,所述傳輸帶另一端與所述電池存放箱內(nèi)的電池倉(cāng)接觸。利用傳輸帶將無(wú)人機(jī)取下的剩余電量不足的電池傳輸?shù)诫姵卮娣畔涮?,并傳輸?shù)诫姵乇煌扑统黾纯盏碾姵貍}(cāng)內(nèi)進(jìn)行充電,然后循環(huán)利用。
[0016]其中,所述電池更換單元還包括控制模塊,所述控制模塊與所述第一電機(jī)、所述第二電機(jī)、所述第三電機(jī)均連接。利用控制模塊如單片機(jī)發(fā)送相應(yīng)的控制指令,控制第一電機(jī)、第二電機(jī)、第三電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng),滿足轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間距離的控制。
[0017]本申請(qǐng)實(shí)施例中提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案,至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn):
由于采用了在無(wú)人機(jī)電量不足時(shí),利用通信和定位技術(shù),使得無(wú)人機(jī)朝自動(dòng)充更換電池平臺(tái)飛行,然后利用圖像采集模塊采集自動(dòng)充更換電池平臺(tái)的圖像信息進(jìn)行特征匹配,匹配成功則進(jìn)行降落,在降落的過(guò)程中利用輔助降落模塊進(jìn)行精確降落位置輔助,利用緩沖模塊進(jìn)行緩沖平穩(wěn)降落,降落后利用無(wú)人機(jī)的機(jī)架與充電單元的金屬塊進(jìn)行接觸進(jìn)行自動(dòng)充電,也可以利用電池更換單元將剩余電量不足的電池?fù)Q下,更換新的電量充足的電池,實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)對(duì)無(wú)人機(jī)的電池進(jìn)行充電或更換電池,無(wú)人工人操作,使用方便,且效率較高的技術(shù)效果。
【附圖說(shuō)明】
[0018]此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)一步理解,構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分,并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限定,在附圖中:
圖1是本申請(qǐng)實(shí)施例一中無(wú)人機(jī)的組成示意圖;
圖2是本申請(qǐng)實(shí)施例一中無(wú)人機(jī)自動(dòng)充電更換電池系統(tǒng)的組成示意圖;
其中,1-無(wú)人機(jī),2-通信模塊,3-圖像采集模塊,4-圖像處理模塊,5-緩沖模塊,6-無(wú)人機(jī)金屬腳架,7-電池,8-GPS定位模塊,9-輔助降落模塊,10-充電單元,11-固定腳架,12-電池存放箱,13-取下臂,14-推送臂,15-電磁吸盤,16-第一電機(jī),17-第一齒輪,18-第二電機(jī),19-第二齒輪,20-第三電機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0019]本發(fā)明提供了一種無(wú)人機(jī)自動(dòng)充電更換電池系統(tǒng),解決了現(xiàn)有的無(wú)人機(jī)或飛行器存在充電或更換電池不便,需要手動(dòng)進(jìn)行,效率較低的技術(shù)問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)對(duì)無(wú)人機(jī)的電池進(jìn)行充電或更換電池,無(wú)人工人操作,使用方便,且效率較高的技術(shù)效果。
[0020]為了更好的理解上述技術(shù)方案,下面將結(jié)合說(shuō)明書附圖以及具體的實(shí)施方式對(duì)上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0021]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,下面結(jié)合實(shí)施例和附圖,對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明,本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說(shuō)明僅用于解釋本發(fā)明,并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0022]實(shí)施例一:
在實(shí)施例一中,提供了一種無(wú)人機(jī)自動(dòng)充電更換電池系統(tǒng),請(qǐng)參考圖1-圖2,所述系統(tǒng)包括:無(wú)人機(jī)I和自動(dòng)充更換電池平臺(tái)21,所述無(wú)人機(jī)上設(shè)有通信模塊2、圖像采集模塊3、圖像處理模塊4、緩沖模塊5;所述無(wú)人機(jī)上上裝有電池7,所述自動(dòng)充更換電池平臺(tái)上設(shè)有GPS定位模塊8、輔助降落模塊9、充電單元10、電池更換單元;其中,所述通信模塊用于獲得所述GPS定位模塊的定位信息;所述圖像采集模塊用于采集無(wú)人機(jī)預(yù)設(shè)方向的圖像信息;所述圖像處理模塊用于對(duì)所述圖像采集模塊采集的圖像進(jìn)行特征提取,獲得特征信息,將獲得的特征信息與預(yù)設(shè)信息進(jìn)行匹配,獲得匹配結(jié)果;所述輔助降落模塊用于對(duì)所述無(wú)人機(jī)在所述自動(dòng)充更換電池平臺(tái)上的降落位置進(jìn)行輔助定位;所述緩沖模塊用于對(duì)所述無(wú)人機(jī)在所述自動(dòng)充更換電池平臺(tái)上降落時(shí)進(jìn)行緩沖處理;所述充電單元用于所述無(wú)人機(jī)在所述自動(dòng)充更換電池平臺(tái)上降落后自動(dòng)進(jìn)行充電處理;所述電池更換單元用于所述無(wú)人機(jī)在所述自動(dòng)充更換電池平臺(tái)上降落后自動(dòng)進(jìn)行電池更換處理。其中,在實(shí)際應(yīng)用中,緩沖模塊具體包括氣壓計(jì)模塊和飛行姿態(tài)模塊,氣壓計(jì)模塊用于測(cè)量氣壓,飛行姿態(tài)模塊用于基于測(cè)量氣壓對(duì)無(wú)人機(jī)的飛行姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整。
[0023]其中,在本申請(qǐng)實(shí)施例中,所述緩沖模塊具體為超聲波模塊,其中,所述超聲波模塊通過(guò)公式v=P*S~0.5逐漸減速實(shí)現(xiàn)平緩降落,V為速度,P為根據(jù)無(wú)人機(jī)類型進(jìn)行預(yù)設(shè)的參數(shù),S為距離。根據(jù)飛機(jī)體積和重量不同P值可能會(huì)不同,當(dāng)在距離平臺(tái)5m內(nèi)高度時(shí),通過(guò)超聲波不斷進(jìn)行高度距離捕獲,即為S。若高度為4米,P值為0.1,則下降速度為0.2米/秒,高度為I米時(shí),速度為0.1米/秒,高度為0.4米時(shí),速度為0.06米/秒。
[0024]其中,在本申請(qǐng)實(shí)施例中,所述自動(dòng)充更換電池平臺(tái)上設(shè)有固定腳架11,所述固定腳架用于對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行固定,所述固定腳架上設(shè)有充電觸點(diǎn),所述充電單元利用充電觸點(diǎn)與無(wú)人機(jī)金屬腳架6的觸電接觸進(jìn)行充電。
[0025]其中,在本申請(qǐng)實(shí)施例中,所述圖像采集模塊具體為MT9V034攝像頭并集成紅外濾光片,所述無(wú)人機(jī)上設(shè)有電池電量檢測(cè)單元,所述電池電量檢測(cè)單元用于檢測(cè)無(wú)人機(jī)電池的剩余電量,當(dāng)剩余電量小于閾值時(shí),開啟通信模塊對(duì)自動(dòng)充更換電池平臺(tái)進(jìn)行定位。
[0026]其中,在本申請(qǐng)實(shí)施例中,所述圖像處理模塊通過(guò)FAST9圖像處理算法,對(duì)圖像進(jìn)行特征提取,與自動(dòng)充更換電池平臺(tái)預(yù)設(shè)特征對(duì)比,確認(rèn)自動(dòng)充更換電池平臺(tái)具體位置。
[0027]其中,在本申請(qǐng)實(shí)施例中,所述輔助降落模塊具體為紅外發(fā)射二極管。
[0028]其中,在本申請(qǐng)實(shí)施例中,所述電池更換單元具體包括:電池存放箱12、取下臂13、推送臂14、所述取下臂和所述推送臂分別位于所述電池存放箱的左右兩側(cè),所述取下臂一端與電磁吸盤15連接,所述取下臂和所述推送臂表面均為齒形,第一電機(jī)16的旋轉(zhuǎn)軸通過(guò)第一齒輪17與所述取下臂連接,第二電機(jī)18的旋轉(zhuǎn)軸通過(guò)第二齒輪19與所述推送臂連接,轉(zhuǎn)動(dòng)軸一端穿過(guò)所述電池存放箱中部后與第三電機(jī)20的旋轉(zhuǎn)軸連接。
[0029]其中,在本申請(qǐng)實(shí)施例中,所述電池存放箱內(nèi)設(shè)有N個(gè)電池倉(cāng),所述電池倉(cāng)內(nèi)存放有電池,所述N為大于等于I的正整數(shù),所述電池倉(cāng)與所述充電單元連接,所述電池存放箱為圓筒狀,所述電池存放箱兩端均為開口狀。設(shè)計(jì)為有多個(gè)電池倉(cāng)便于快速更換電池,設(shè)計(jì)為圓筒狀便于旋轉(zhuǎn),N個(gè)電池倉(cāng)均勾分布在圓筒內(nèi)。
[0030]其中,在本申請(qǐng)實(shí)施例中,所述電池更換單元還包括傳輸帶,所述傳輸帶一端位于所述取下臂的下方,所述傳輸帶另一端與所述電池存放箱內(nèi)的電池倉(cāng)接觸。
[0031]其中,在本申請(qǐng)實(shí)施例中,所述電池更換單元還包括控制模塊,所述控制模塊與所述第一電機(jī)、所述第二電機(jī)、所述第三電機(jī)均連接。
[0032]其中,自動(dòng)充更換電池平臺(tái)包含GPS定位模塊,無(wú)人機(jī)可通過(guò)與地面站通信獲取充電臺(tái)具體GPS位置,飛行至該區(qū)域內(nèi),通過(guò)FAST9圖像處理算法,對(duì)圖像進(jìn)行特征提取,與充電臺(tái)預(yù)設(shè)特征對(duì)比,確認(rèn)充電臺(tái)具體位置,通過(guò)紅外發(fā)射二極管進(jìn)行輔助位置精確,通過(guò)超聲波模塊在降落時(shí)實(shí)現(xiàn)平緩落地,目前常見超聲波模塊可以處理5M以內(nèi)距離數(shù)據(jù),通過(guò)公式V(速度)=P(參數(shù))*S(距離)~0.5(開方)逐漸減速實(shí)現(xiàn)平緩降落,參數(shù)根據(jù)不同機(jī)體需要進(jìn)行手動(dòng)設(shè)置和調(diào)試這里不在闡述。當(dāng)飛機(jī)精確降落后,充電臺(tái)通過(guò)固定腳架進(jìn)行機(jī)體固定,并通過(guò)飛機(jī)腳架上端的金屬觸點(diǎn)進(jìn)行充電,充電臺(tái)中間為電池箱,與飛機(jī)電池艙對(duì)應(yīng),通過(guò)電動(dòng)裝置可將電池取出并進(jìn)行更換,實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)快速更換電池繼續(xù)進(jìn)行任務(wù),更換下來(lái)的電池放置充電倉(cāng)進(jìn)行充電,實(shí)現(xiàn)電池循環(huán)使用。
[0033]上述本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案,至少具有如下的技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn):
由于采用了在無(wú)人機(jī)電量不足時(shí),利用通信和定位技術(shù),使得無(wú)人機(jī)朝自動(dòng)充更換電池平臺(tái)飛行,然后利用圖像采集模塊采集自動(dòng)充更換電池平臺(tái)的圖像信息進(jìn)行特征匹配,匹配成功則進(jìn)行降落,在降落的過(guò)程中利用輔助降落模塊進(jìn)行精確降落位置輔助,利用緩沖模塊進(jìn)行緩沖平穩(wěn)降落,降落后利用無(wú)人機(jī)的機(jī)架與充電單元的金屬塊進(jìn)行接觸進(jìn)行自動(dòng)充電,也可以利用電池更換單元將剩余電量不足的電池?fù)Q下,更換新的電量充足的電池,實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)對(duì)無(wú)人機(jī)的電池進(jìn)行充電或更換電池,無(wú)人工人操作,使用方便,且效率較高的技術(shù)效果。
[0034]盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例,但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念,則可對(duì)這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以,所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。
[0035]顯然,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣,倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi),則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無(wú)人機(jī)自動(dòng)充電更換電池系統(tǒng),其特征在于,所述系統(tǒng)包括:無(wú)人機(jī)和自動(dòng)充更換電池平臺(tái),所述無(wú)人機(jī)上設(shè)有通信模塊、圖像采集模塊、圖像處理模塊、緩沖模塊;所述自動(dòng)充更換電池平臺(tái)上設(shè)有GPS定位模塊、輔助降落模塊、充電單元、電池更換單元;其中,所述通信模塊用于獲得所述GPS定位模塊的定位信息;所述圖像采集模塊用于采集無(wú)人機(jī)預(yù)設(shè)方向的圖像信息;所述圖像處理模塊用于對(duì)所述圖像采集模塊采集的圖像進(jìn)行特征提取,獲得特征信息,將獲得的特征信息與預(yù)設(shè)信息進(jìn)行匹配,獲得匹配結(jié)果;所述輔助降落模塊用于對(duì)所述無(wú)人機(jī)在所述自動(dòng)充更換電池平臺(tái)上的降落位置進(jìn)行輔助定位;所述緩沖模塊用于對(duì)所述無(wú)人機(jī)在所述自動(dòng)充更換電池平臺(tái)上降落時(shí)進(jìn)行緩沖處理;所述充電單元用于所述無(wú)人機(jī)在所述自動(dòng)充更換電池平臺(tái)上降落后自動(dòng)進(jìn)行充電處理;所述電池更換單元用于所述無(wú)人機(jī)在所述自動(dòng)充更換電池平臺(tái)上降落后自動(dòng)進(jìn)行電池更換處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)自動(dòng)充電更換電池系統(tǒng),其特征在于,所述緩沖模塊具體為超聲波模塊,其中,所述超聲波模塊通過(guò)公式v=p*S~0.5逐漸減速實(shí)現(xiàn)平緩降落,V為速度,P為根據(jù)無(wú)人機(jī)類型進(jìn)行預(yù)設(shè)的參數(shù),S為距離。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)自動(dòng)充電更換電池系統(tǒng),其特征在于,所述自動(dòng)充更換電池平臺(tái)上設(shè)有固定腳架,所述固定腳架用于對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行固定,所述固定腳架上設(shè)有充電觸點(diǎn),所述充電單元利用充電觸點(diǎn)與無(wú)人機(jī)金屬腳架的觸電接觸進(jìn)行充電。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)自動(dòng)充電更換電池系統(tǒng),其特征在于,所述圖像采集模塊具體為MT9V034攝像頭并集成紅外濾光片,所述無(wú)人機(jī)上設(shè)有電池電量檢測(cè)單元,所述電池電量檢測(cè)單元用于檢測(cè)無(wú)人機(jī)電池的剩余電量,當(dāng)剩余電量小于閾值時(shí),開啟通信模塊對(duì)自動(dòng)充更換電池平臺(tái)進(jìn)行定位。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)自動(dòng)充電更換電池系統(tǒng),其特征在于,所述圖像處理模塊通過(guò)FAST9圖像處理算法,對(duì)圖像進(jìn)行特征提取,與自動(dòng)充更換電池平臺(tái)預(yù)設(shè)特征對(duì)比,確認(rèn)自動(dòng)充更換電池平臺(tái)具體位置。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)自動(dòng)充電更換電池系統(tǒng),其特征在于,所述輔助降落模塊具體為紅外發(fā)射二極管。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人機(jī)自動(dòng)充電更換電池系統(tǒng),其特征在于,所述電池更換單元具體包括:電池存放箱、取下臂、推送臂、所述取下臂和所述推送臂分別位于所述電池存放箱的左右兩側(cè),所述取下臂一端與電磁吸盤連接,所述取下臂和所述推送臂表面均為齒形,第一電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸通過(guò)第一齒輪與所述取下臂連接,第二電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸通過(guò)第二齒輪與所述推送臂連接,轉(zhuǎn)動(dòng)軸一端穿過(guò)所述電池存放箱中部后與第三電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸連接。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無(wú)人機(jī)自動(dòng)充電更換電池系統(tǒng),其特征在于,所述電池存放箱內(nèi)設(shè)有N個(gè)電池倉(cāng),所述電池倉(cāng)內(nèi)存放有電池,所述N為大于等于I的正整數(shù),所述電池倉(cāng)與所述充電單元連接,所述電池存放箱為圓筒狀,所述電池存放箱兩端均為開口狀。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無(wú)人機(jī)自動(dòng)充電更換電池系統(tǒng),其特征在于,所述電池更換單元還包括傳輸帶,所述傳輸帶一端位于所述取下臂的下方,所述傳輸帶另一端與所述電池存放箱內(nèi)的電池倉(cāng)接觸。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無(wú)人機(jī)自動(dòng)充電更換電池系統(tǒng),其特征在于,所述電池更換單元還包括控制模塊,所述控制模塊與所述第一電機(jī)、所述第二電機(jī)、所述第三電機(jī)均連接。
【文檔編號(hào)】B60L11/18GK105836149SQ201610225873
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年4月13日
【發(fā)明人】陳虹宇, 汪進(jìn)強(qiáng)
【申請(qǐng)人】四川智慧鷹航空科技有限公司