本發(fā)明涉及充電樁領(lǐng)域，尤其涉及一種供多旋翼無(wú)人機(jī)使用的充電樁。

背景技術(shù)：

目前，多旋翼無(wú)人機(jī)應(yīng)用廣泛，應(yīng)用場(chǎng)景豐富。但是多旋翼無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間短，使得多旋翼無(wú)人機(jī)在許多場(chǎng)景中的應(yīng)用和發(fā)展都受到不同程度的限制。由于多旋翼無(wú)人機(jī)航程短，導(dǎo)致每工作一段距離，就需要進(jìn)行一次降落，供地面人員為其更換電池，然后繼續(xù)起飛執(zhí)行任務(wù)，減低了無(wú)人機(jī)的工作效率，同時(shí)消耗大量人力資源，不利于多旋翼無(wú)人機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用。

對(duì)此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)無(wú)人機(jī)的空中充電進(jìn)行了研究，國(guó)外有公司研發(fā)出一種無(wú)人機(jī)的充電箱，充電箱用氫燃料電池供電，無(wú)人機(jī)電量不足時(shí)可降落至充電箱的平臺(tái)上，然后無(wú)人機(jī)被收入充電箱中進(jìn)行無(wú)線充電，該充電箱可被放置在野外，作為一個(gè)移動(dòng)的無(wú)人機(jī)機(jī)場(chǎng)和機(jī)庫(kù)；而波音公司研發(fā)出一種配備了栓繩的無(wú)人機(jī)，可在空中懸停時(shí)與地面上的電源供應(yīng)站進(jìn)行連接和充電；此外，國(guó)內(nèi)也有許多利用平臺(tái)降落方式為無(wú)人機(jī)充電的無(wú)人機(jī)充電平臺(tái)，但是建造充電平臺(tái)的成本高。

目前，多旋翼無(wú)人機(jī)主流的充電方式分為直接接觸式充電和無(wú)線充電兩種方式，現(xiàn)有的無(wú)線充電技術(shù)最高充電效率可達(dá)到70％至80％，但是技術(shù)還不夠完善，因此，直接接觸式充電更具優(yōu)勢(shì)。而多旋翼無(wú)人機(jī)的停靠充電方式主要有降落在平臺(tái)上充電和懸停在空中進(jìn)行充電兩種方式。其中，對(duì)于平臺(tái)充電，建設(shè)平臺(tái)成本高，而且平臺(tái)面積有限，對(duì)多旋翼無(wú)人機(jī)的降落精度要求較高，停靠難度和風(fēng)險(xiǎn)高，一旦降落失敗，多旋翼無(wú)人機(jī)從平臺(tái)下落，成本損失嚴(yán)重，而且充電平臺(tái)容易積灰，影響充電接觸，從而影響充電效率，同時(shí)，多旋翼無(wú)人機(jī)降落到平臺(tái)會(huì)受到地效的影響，使得多旋翼無(wú)人機(jī)的降落難度加大；此外，就目前的技術(shù)條件而言，多旋翼無(wú)人機(jī)在懸停時(shí)本身需要消耗大量電能，因此懸停充電效率最低。

鑒于此，有必要提供一種可解決上述缺陷的有利于延長(zhǎng)續(xù)航時(shí)間、充電效率高、掛靠難度低且成本低的供多旋翼無(wú)人機(jī)使用的充電樁以供設(shè)有掛靠臂的多旋翼無(wú)人機(jī)掛靠和空中充電。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可解決上述缺陷的有利于延長(zhǎng)續(xù)航時(shí)間、充電效率高、掛靠難度低且成本低的供多旋翼無(wú)人機(jī)使用的充電樁，以實(shí)現(xiàn)設(shè)有掛靠臂的多旋翼無(wú)人機(jī)的掛靠與充電。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種供多旋翼無(wú)人機(jī)使用的充電樁，用于為設(shè)有掛靠臂的多旋翼無(wú)人機(jī)提供空中掛靠和充電場(chǎng)所，所述充電樁包括一充電樁樁體，所述充電樁樁體的上端部設(shè)有一發(fā)電裝置，所述充電樁樁體的中部?jī)上鄬?duì)側(cè)設(shè)有用于供多旋翼無(wú)人機(jī)充電的接觸導(dǎo)體片，所述充電樁樁體的下端部設(shè)有一配電箱，所述發(fā)電裝置和所述接觸導(dǎo)體片均與所述配電箱電連接。

基于上述設(shè)計(jì)，多旋翼無(wú)人機(jī)的充電模塊安裝在充電樁上，無(wú)需將充電模塊放置在多旋翼無(wú)人機(jī)上，減少了多旋翼無(wú)人機(jī)的負(fù)載，避免增加負(fù)載對(duì)多旋翼無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間的影響。而在充電樁樁體設(shè)有用于充電的接觸導(dǎo)體片，相應(yīng)地配合掛靠臂的充電接觸裝置，通過(guò)將掛靠臂掛靠在充電樁上，實(shí)現(xiàn)充電接觸裝置與所述接觸導(dǎo)體片的對(duì)接，而且采用直接接觸式充電，有利于提高充電效率，縮短充電時(shí)間，可最大程度減少多旋翼無(wú)人機(jī)因掛靠充電而耽誤的飛行任務(wù)時(shí)間。此外，所述充電樁為柱狀結(jié)構(gòu)，使得所述多旋翼無(wú)人機(jī)的掛靠無(wú)需受到地效影響，同時(shí)降低多旋翼無(wú)人機(jī)的掛靠難度和風(fēng)險(xiǎn)，且不會(huì)因積塵而影響充電效果。

其進(jìn)一步技術(shù)方案為：兩所述接觸導(dǎo)體片上下錯(cuò)位地平貼在所述充電樁樁體的表面。其中，根據(jù)掛靠臂的掛靠方式和充電接觸裝置的安裝位置，對(duì)應(yīng)上下設(shè)置接觸導(dǎo)體片有利于掛靠臂與接觸導(dǎo)體片的充分接觸，從而有利于多旋翼無(wú)人機(jī)的充電，避免接觸不充分而降低充電效率。

其進(jìn)一步技術(shù)方案為：所述充電樁樁體的中部還套設(shè)有一防滑落圓環(huán)，所述防滑落圓環(huán)位于所述接觸導(dǎo)體片的下方。其中，設(shè)置防滑落圓環(huán)可防止帶掛靠臂的多旋翼無(wú)人機(jī)掛靠不緊而導(dǎo)致多旋翼無(wú)人機(jī)順著所述充電樁下落至地面造成的損壞，以確保多旋翼無(wú)人機(jī)掛靠的安全。

其進(jìn)一步技術(shù)方案為：所述配電箱包括一箱體以及設(shè)于箱體內(nèi)的一蓄電池、一逆變器及一可調(diào)輸出電壓電源適配器，所述發(fā)電裝置與所述蓄電池電連接，所述逆變器電連接于所述蓄電池和所述可調(diào)輸出電壓電源適配器之間，所述可調(diào)輸出電壓電源適配器的正負(fù)極分別與兩所述接觸導(dǎo)體片電連接。

其中，多旋翼無(wú)人機(jī)的充電模塊安裝在充電樁上，充電模塊由所述發(fā)電裝置結(jié)合配電箱的蓄電池進(jìn)行供電，避免了利用電網(wǎng)供電而線纜鋪設(shè)投資巨大的問(wèn)題，同時(shí)，充電樁整體設(shè)計(jì)為封閉式，所有充電模塊的線纜均全部鋪設(shè)在充電樁樁體或配電箱中，有利于充電樁防水、防塵，延長(zhǎng)充電樁的使用壽命和維護(hù)周期。所述發(fā)電裝置將電能儲(chǔ)存在蓄電池中，節(jié)能環(huán)保；當(dāng)多旋翼無(wú)人機(jī)充電時(shí)，蓄電池的直流電通過(guò)逆變器轉(zhuǎn)變成交流電，再經(jīng)由所述可調(diào)電壓電源適配器將電壓匹配成多旋翼無(wú)人機(jī)所需充電電壓并對(duì)多旋翼無(wú)人機(jī)進(jìn)行充電。

其進(jìn)一步技術(shù)方案為：所述發(fā)電裝置包括一風(fēng)力發(fā)電機(jī)或至少一太陽(yáng)能電池板，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)或太陽(yáng)能電池板與所述蓄電池電連接。其中，利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)或太陽(yáng)能電池板進(jìn)行發(fā)電可充分利用風(fēng)能或光能資源，綠色環(huán)保，符合未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

其進(jìn)一步技術(shù)方案為：所述發(fā)電裝置包括一風(fēng)力發(fā)電機(jī)及至少一太陽(yáng)能電池板；所述配電箱的箱體內(nèi)還設(shè)有一風(fēng)光互補(bǔ)控制器，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽(yáng)能電池板均通過(guò)所述風(fēng)力互補(bǔ)控制器與所述蓄電池電連接。其中，充電樁的供能部分采用風(fēng)光互補(bǔ)控制器控制所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽(yáng)能電池板發(fā)電，并將電能儲(chǔ)存至蓄電池中，避免單獨(dú)太陽(yáng)能電池板供電或單獨(dú)風(fēng)力發(fā)電機(jī)供電導(dǎo)致電能供給不足的缺陷，也避免利用電網(wǎng)供電時(shí)線纜鋪設(shè)投資巨大的問(wèn)題。同時(shí)，使用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電提供電能，綠色環(huán)保，充分利用風(fēng)能和光能資源，符合未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

其進(jìn)一步技術(shù)方案為：所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)固定安裝于所述充電樁樁體的頂部，所述太陽(yáng)能電池板位于所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)和所述接觸導(dǎo)體片之間。其中，將所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)于充電樁樁體的頂部有利于風(fēng)能的采集，獲得更優(yōu)的發(fā)電效果。

其進(jìn)一步技術(shù)方案為：所述太陽(yáng)能電池板的數(shù)量為兩個(gè)，兩所述太陽(yáng)能電池板分別位于所述充電樁樁體的兩側(cè)。

其進(jìn)一步技術(shù)方案為：所述蓄電池為膠體鉛酸蓄電池。其中，膠體鉛酸蓄電池采用凝膠狀電解質(zhì)，內(nèi)部無(wú)游離液體存在，較于普通蓄電池，膠體鉛酸蓄電池的安全性、蓄電量、放電性能和使用壽命均有所改善。

其進(jìn)一步技術(shù)方案為：所述供多旋翼無(wú)人機(jī)使用的充電樁還包括一底座，所述充電樁樁體的底部固定安裝于所述底座上。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果在于：本發(fā)明的供多旋翼無(wú)人機(jī)使用的充電樁為柱狀結(jié)構(gòu)，便于為設(shè)有掛靠臂的多旋翼無(wú)人機(jī)提供空中掛靠和充電場(chǎng)所，實(shí)現(xiàn)多旋翼無(wú)人機(jī)的掛靠和充電同時(shí)進(jìn)行，便于為多旋翼無(wú)人機(jī)續(xù)航，延長(zhǎng)多旋翼無(wú)人機(jī)工作時(shí)間，同時(shí)降低多旋翼無(wú)人機(jī)的掛靠難度和風(fēng)險(xiǎn)，且可避免積灰對(duì)充電接觸的影響；在充電樁樁體設(shè)置發(fā)電裝置、接觸導(dǎo)體片及配電箱，通過(guò)發(fā)電裝置與蓄電池的配合，避免利用電網(wǎng)供電而線纜鋪設(shè)投資巨大的問(wèn)題，節(jié)約成本；利用接觸導(dǎo)體片與掛靠臂的充電接觸裝置配合，采用直接接觸式充電，充電效率高，充電時(shí)間短。

通過(guò)以下的描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本發(fā)明的實(shí)施例。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明供多旋翼無(wú)人機(jī)使用的充電樁的具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1所示實(shí)施例的具體應(yīng)用結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2中A部分的放大示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，附圖中類似的組件標(biāo)號(hào)代表類似的組件。顯然，以下將描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

參照?qǐng)D1和圖2，本發(fā)明的供多旋翼無(wú)人機(jī)使用的充電樁10用于為設(shè)有掛靠臂的多旋翼無(wú)人機(jī)20提供空中掛靠和充電場(chǎng)所，所述充電樁10包括一充電樁樁體11，所述充電樁樁體11的上端部設(shè)有一發(fā)電裝置12，所述充電樁樁體11的中部?jī)上鄬?duì)側(cè)設(shè)有用于供多旋翼無(wú)人機(jī)20充電的接觸導(dǎo)體片13，所述充電樁樁體11的下端部設(shè)有一配電箱14，所述發(fā)電裝置12和所述接觸導(dǎo)體片13均與所述配電箱14電連接。

其中，基于上述設(shè)計(jì)，多旋翼無(wú)人機(jī)20的充電模塊安裝在充電樁10上，無(wú)需將充電模塊設(shè)置在多旋翼無(wú)人機(jī)20上，減少了多旋翼無(wú)人機(jī)20的負(fù)載，避免增加負(fù)載對(duì)多旋翼無(wú)人機(jī)20續(xù)航時(shí)間的影響。而在充電樁樁體11設(shè)有用于充電的接觸導(dǎo)體片13，相應(yīng)地配合多旋翼無(wú)人機(jī)20的掛靠臂的充電接觸裝置，通過(guò)將掛靠臂掛靠在充電樁10上，實(shí)現(xiàn)充電接觸裝置與所述接觸導(dǎo)體片13的對(duì)接，采用直接接觸式充電，有利于提高充電效率，縮短充電時(shí)間，可最大程度減少多旋翼無(wú)人機(jī)20因充電而耽誤的飛行任務(wù)時(shí)間。此外，所述充電樁10為柱狀結(jié)構(gòu)，使得所述多旋翼無(wú)人機(jī)20的掛靠無(wú)需受到地效影響，同時(shí)降低多旋翼無(wú)人機(jī)20的掛靠難度和風(fēng)險(xiǎn)，且不會(huì)因積塵而影響充電效果。

參照?qǐng)D2，在某些實(shí)施例，例如本實(shí)施例中，兩所述接觸導(dǎo)體片13上下錯(cuò)位地平貼在所述充電樁樁體11的表面。其中，根據(jù)掛靠臂的掛靠方式和充電接觸裝置的安裝位置，對(duì)應(yīng)上下設(shè)置接觸導(dǎo)體片13有利于掛靠臂的充分接觸，從而對(duì)多旋翼無(wú)人機(jī)20充電，避免接觸不充分而降低充電效率。

繼續(xù)參照?qǐng)D1和圖2，在某些實(shí)施例，例如本實(shí)施例中，所述充電樁樁體11的中部還套設(shè)有一防滑落圓環(huán)15，所述防滑落圓環(huán)15位于所述接觸導(dǎo)體片13的下方。其中，設(shè)置防滑落圓環(huán)15可防止帶掛靠臂的多旋翼無(wú)人機(jī)20掛靠不緊而導(dǎo)致多旋翼無(wú)人機(jī)20順著所述充電樁10下落至地面造成的損壞，以確保多旋翼無(wú)人機(jī)20掛靠的安全。

結(jié)合圖2和圖3，在某些實(shí)施例，例如本實(shí)施例中，所述配電箱14包括一箱體145以及設(shè)于箱體145內(nèi)的一蓄電池141、一逆變器142及一可調(diào)輸出電壓電源適配器143，所述發(fā)電裝置12與所述蓄電池141電連接，所述逆變器142電連接于所述蓄電池141和所述可調(diào)輸出電壓電源適配器143之間，所述可調(diào)輸出電壓電源適配器143的正負(fù)極分別與兩所述接觸導(dǎo)體片13電連接。

其中，多旋翼無(wú)人機(jī)20的充電模塊安裝在充電樁10上，充電模塊由所述發(fā)電裝置12結(jié)合配電箱14的蓄電池141進(jìn)行供電，避免了利用電網(wǎng)供電而線纜鋪設(shè)投資巨大的問(wèn)題，同時(shí)充電樁10整體設(shè)計(jì)為封閉式，所有充電模塊的線纜均全部鋪設(shè)在充電樁樁體11或配電箱14中，有利于充電樁10防水、防塵，延長(zhǎng)充電樁10的使用壽命和維護(hù)周期，便于所述充電樁10在野外的使用。所述發(fā)電裝置12將電能儲(chǔ)存在蓄電池141中，節(jié)能環(huán)保；當(dāng)多旋翼無(wú)人機(jī)20充電時(shí)，蓄電池141的直流電通過(guò)逆變器142轉(zhuǎn)變成交流電，再經(jīng)由所述可調(diào)電壓電源適配器143將電壓匹配成多旋翼無(wú)人機(jī)20所需充電電壓并對(duì)多旋翼無(wú)人機(jī)20進(jìn)行充電。

繼續(xù)參照?qǐng)D2，在某些實(shí)施例，例如本實(shí)施例中，所述發(fā)電裝置12包括一風(fēng)力發(fā)電機(jī)121及兩太陽(yáng)能電池板122，所述太陽(yáng)能電池板122分別位于所述充電樁樁體11的兩側(cè)；所述配電箱14的箱體145內(nèi)還設(shè)有一風(fēng)光互補(bǔ)控制器144，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)121和太陽(yáng)能電池板122均通過(guò)所述風(fēng)光互補(bǔ)控制器144與所述蓄電池141電連接。其中，充電樁10的供能部分采用風(fēng)光互補(bǔ)控制器144控制所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)121和太陽(yáng)能電池板122發(fā)電，并將電能儲(chǔ)存至蓄電池141中，避免單獨(dú)太陽(yáng)能電池板122供電或單獨(dú)風(fēng)力發(fā)電機(jī)121供電導(dǎo)致電能供給不足的缺陷，也避免利用電網(wǎng)供電時(shí)線纜鋪設(shè)投資巨大的問(wèn)題。同時(shí)，使用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電提供電能，綠色環(huán)保，充分利用風(fēng)能和光能資源，符合未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

在某些實(shí)施例，例如本實(shí)施例中，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)121固定安裝于所述充電樁樁體11的頂部，所述太陽(yáng)能電池板122位于所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)121和所述接觸導(dǎo)體片13之間。其中，將所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)121設(shè)于充電樁樁體11的頂部有利于風(fēng)能的采集，獲得更優(yōu)的發(fā)電效果。

在某些實(shí)施例，例如本實(shí)施例中，所述蓄電池141為膠體鉛酸蓄電池。其中，膠體鉛酸蓄電池采用凝膠狀電解質(zhì)，內(nèi)部無(wú)游離液體存在，較于普通蓄電池，膠體鉛酸蓄電池的安全性、蓄電量、放電性能和使用壽命均有所改善。

繼續(xù)參照?qǐng)D1和圖2，所述供多旋翼無(wú)人機(jī)使用的充電樁10還包括一底座16，所述充電樁樁體11的底部固定安裝于所述底座16上。

當(dāng)然，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，所述供多旋翼無(wú)人機(jī)使用的充電樁10的充電樁樁體11可橫向設(shè)置，固定安裝于路燈等野外設(shè)施上，其與本實(shí)施例的不同之處在于，所述供多旋翼無(wú)人機(jī)使用的充電樁10的充電樁樁體11的底部無(wú)需固定安裝于底座16上，所述充電樁樁體11的底部垂直安裝于豎直的支撐物上，兩所述接觸導(dǎo)體片13相對(duì)設(shè)于所述充電樁樁體11的中部，其余結(jié)構(gòu)和功能均與本實(shí)施例相同。

在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，所述發(fā)電裝置12為風(fēng)力發(fā)電機(jī)121或至少一太陽(yáng)能電池板122，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)121或太陽(yáng)能電池板122與所述蓄電池141電連接，所述配電箱14中無(wú)需設(shè)有所述風(fēng)光互補(bǔ)控制器144，其余結(jié)構(gòu)和功能均與本實(shí)施例相同。

綜上所述，本發(fā)明所提供的供多旋翼無(wú)人機(jī)使用的充電樁為柱狀結(jié)構(gòu)，便于為設(shè)有掛靠臂的多旋翼無(wú)人機(jī)提供空中掛靠和充電場(chǎng)所，實(shí)現(xiàn)多旋翼無(wú)人機(jī)的掛靠和充電同時(shí)進(jìn)行，有利于為多旋翼無(wú)人機(jī)續(xù)航，延長(zhǎng)多旋翼無(wú)人機(jī)的工作時(shí)間，同時(shí)降低多旋翼無(wú)人機(jī)的掛靠難度和風(fēng)險(xiǎn)，且可避免積灰對(duì)充電接觸的影響；在充電樁樁體設(shè)置發(fā)電裝置、接觸導(dǎo)體片及配電箱，通過(guò)發(fā)電裝置與蓄電池的配合，避免利用電網(wǎng)供電而線纜鋪設(shè)投資巨大的問(wèn)題，節(jié)約成本；利用風(fēng)光互補(bǔ)控制器與風(fēng)力發(fā)電機(jī)及太陽(yáng)能電池板之間的配合，避免單獨(dú)太陽(yáng)能電池板供電或單獨(dú)風(fēng)力發(fā)電機(jī)供電時(shí)電能供給不足的缺陷，綠色環(huán)保，更符合未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)；所有充電模塊的線纜均設(shè)于充電樁樁體或配電箱中，可以防水、防塵，有利于延長(zhǎng)充電樁的使用壽命和維護(hù)周期；利用接觸導(dǎo)體片與掛靠臂的充電接觸裝置配合，采用直接接觸式充電，提高充電效率，縮短充電時(shí)間，減少多旋翼無(wú)人機(jī)因掛靠充電而耽誤的飛行任務(wù)時(shí)間。

以上結(jié)合最佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本發(fā)明并不局限于以上揭示的實(shí)施例，而應(yīng)當(dāng)涵蓋各種根據(jù)本發(fā)明的本質(zhì)進(jìn)行的修改、等效組合。