一种无人机的辅助起降装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种无人机的辅助起降装置，包括起降平台和设置在起降平台上的起降供电模块，其中，所述起降供电模块包括地面电源、供电线、位于供电线一端的供电插头以及用于对供电线进行收卷的供电线收卷机构，无人机上与所述供电插头配合地设有供电插座。该无人机的辅助起降装置能够在无人机的起飞阶段为无人机供电，帮助无人机完成起飞任务，从而为无人机省去了在起飞阶段的能源消耗，增加了无人机的续航时间，且具有移动便捷、适用性强、适用范围广的优点，可适用于多种户外作业环境及各类电动多旋翼及电动单旋翼无人机。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机的辅助起降装置
本技术涉及一种无人机，具体涉及一种无人机的辅助起降装置。
技术介绍
近年来，无人机作为一种高度自动化、智能化的飞行装备，因其独有的体积小、重量轻、用途广泛及空勤保障简单、不受人生理条件限制等诸多优点，在农林植保领域被广泛应用。无人机的种类众多，按供能方式的不同可分为电动无人机和燃油无人机，其中，对于电动无人机而言，由于完全依靠电池为整个飞行系统(飞行系统除了要维持飞行器的飞行外，还要为机载设备提供能源)供能，因此最大的技术难关是电力系统的供应问题。在电力系统的设计中，由于无人机体积小、载重有限，因此要求电力系统体积小、能量密度高而且具有较高的转化率，但受当前的电池能源技术发展水平的限制，无人机的有效作业续航时间往往较短，导致无人机的作业半径与作业范围受到了极大的限制。面对该问题，作为无人机的设计人员，虽然在短期时间内不能解决电池能源的限制问题，但能够从最大限度地节省飞行能耗方面入手。这样，飞行能耗节省了，有效作业续航时间就得到了延长，从而使得有效的作业半径也能够得到显著的提高。其中，在无人机的飞行过程的研究中我们发现，在无人机的起飞和降落过程中，为了达到稳定的升力并保证起飞和降落过程中的安全性，会消耗大量的电力能源，这将大大缩减无人机的有效滞空作业时间，进而影响到了作业效率，并增加了作业成本。试设想：若设计出一种用于辅助无人机起飞的装置，通过该装置能够辅助无人机完成起飞任务，那么就能够避免无人机在起飞和降落过程中电力的消耗，从而增加了无人机的续航时间和作业半径。因此，设计出一种辅助无人机起飞的装置对无人机而言具有重要的应用价值。技术内容本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种无人机的辅助起降装置，该辅助起降装置能够利用自身的电能辅助无人机完成起飞任务，从而为无人机节省了起飞时的耗能，增加了无人机的续航时间和作业半径。本技术解决上述技术问题的技术方案是：一种无人机的辅助起降装置，包括起降平台和设置在起降平台上的起降供电模块，其中，所述起降供电模块包括地面电源、供电线、位于供电线一端的供电插头以及用于对供电线进行收卷的供电线收卷机构，无人机上与所述供电插头配合地设有供电插座。优选地，所述供电插头包括与供电线连接的导电柱和用于固定导电柱的导电柱固定座，所述导电柱固定座上设有可被磁吸的金属片，所述供电插座上在与可被磁吸的金属片的对应位置处设有电磁铁。工作时，将导电柱插入到供电插座上后，电磁铁通电，对可被磁吸的金属片进行吸附，从而将供电插头牢牢固定在供电插座上，而当电磁铁失电时，对可被磁吸的金属片的吸附力消失，供电插头在重力的作用下或无人机的拉扯下会与供电插座发生分离。这样，通过控制电磁铁的得电与失电就能够实现供电插头与供电插座的吸附或分离状态间的自由切换，因此工作效果好。优选地，所述起降平台上还设有地面控制模块，该地面控制模块包括具有数据存储运算功能的处理器、北斗定位系统地面端以及地面通信模块。工作时，无人机通过机上通信系统与地面通信系统联络，实时地将无人机的空间位置传递给地面控制模块的处理器，处理器将无人机的空间位置信息与北斗定位系统地面端采集的起降平台的空间位置信息进行比较处理，得出无人机距起降平台的距离值，然后再将该距离值与供电线的长度值进行对比判断，当该距离值接近或等于供电线的长度值时，地面控制模块中的处理器会通过地面通信模块和机上通信模块远程控制无人机上的电磁铁失电，电磁铁失电后，供电插头便失去吸附力，继而从供电插座上脱离下来。这样设置的好处在于，能够根据无人机的实际飞行情况自主地控制供电插头与供电插座脱离接触的时机，且对该时机的把握恰到好处，既不会使得无人机的运动因供电插头与供电插座脱离接触的时刻滞后而受到影响(此情况下供电线处于绷直状态，供电线会对无人机施加拉扯力，阻碍无人机的正常飞行)，又能够使得供电线最大限度地为无人机传输电能，因此工作效果好。优选地，所述北斗定位系统地面端设置在所述导电柱固定座上，该导电柱固定座上还设有视觉传感器和喷气式运动控制系统，所述视觉传感器和喷气式运动控制系统分别与地面控制模块的处理器连接。这样设置的目的在于，通过视觉传感器、喷气式运动控制系统以及地面控制模块之间的相互配合，能够使辅助起降装置中的起降供电模块同时具有对周围正在准备降落的无人机进行供电的功能。具体地，当无人机飞至辅助起降装置附近时，无人机通过机上通信模块与地面通信模块进行通信，将无人机的实时位置信息传递给地面控制模块中的处理器，处理器结合北斗定位系统地面端采集到的供电插头的空间位置信息，为供电插头规划运动路线，然后以喷气式运动控制系统为驱动控制源，驱动插头沿着规划路线向无人机上的供电插座方向运动，且在运动过程中，供电插头上的北斗定位系统地面端和无人机不断地将空间位置信息传递给地面控制模块的处理器，处理器再根据接收到的信息不断地对供电插头的飞行路线进行调整纠偏；当供电插头在喷气式运动控制系统的驱动下运动靠近无人机上的供电插座，准备进行供电插头与供电插座的对接任务时，处理器便将定位系统由此前的北斗定位系统(北斗定位系统定位精度较差，不能完成供电插头供电插座对接任务)切换为视觉传感器定位系统(视觉传感器定位系统的定位精度高，能够满足定位需求)，视觉传感器将捕捉到的相对位置信息实时地传递给地面控制模块的处理器，处理器再根据该信息规划供电插头的运动路径，喷气式运动控制系统在处理器的控制下完成对供电插头与供电插座顺利对接任务的驱动。对接成功后，地面电源通电，无人机将供电系统由机上供电系统切换至地面电源的供电系统，从而实现了为降落中的无人机供电的任务，节省了无人机在降落时自身能量的消耗。这样设置的好处在于，在无人机的降落阶段以地面供电线供电的模式对飞机供电，基于视觉、定位及气动控制技术，快速精准插拔，从而减少了无人机自身飞行能源的消耗，保证了最佳的能源载荷匹配与飞行精准度，进而提高了无人机的有效飞行时长，降低了飞行风险。优选地，所述喷气式运动控制系统包括设置在所述导电柱固定座上的多个喷气头、用于分别控制每个喷气头喷气量的喷气头控制器以及用于对每个喷气头进行供气的充气泵。工作时，由于供电插头的实际运动(包括运动方向和运动速度)受多个喷气头在喷气时产生的反推力的影响，因此通过喷气头控制器控制每个喷气头中喷气量的多少能够实现对供电插头的运动方向以及运动速度的控制。优选地，所述起降平台和无人机之间还设有无线供电模块，该无线供电模块包括设置在起降平台上的无线供电模块发送端和设置在无人机上的无线供电模块的接收端，其中，无线供电模块发送端与所述地面电源连接。工作时，在无人机的降落过程中，当无人机运动至无线供电范围内时，无人机便自动地切断自身的供电系统，启用无线供电系统，由起降平台上无线供电模块为无人机供电，直到无人机顺利地降落至起降平台上，从而节省了无人机在降落时自身供电系统能够的消耗，进一步地增加了无人机的续航时间和作业半径。优选地，所述供电线收卷机构包括收卷轮以及驱动收卷轮转动的电机，所述供电线的一端固定在收卷轮上。工作时，电机通过驱动收卷轮正转来进行供电线的收卷任务，电机通过驱动收卷轮反转来进行供电线的放线任务。优选地，所述起降平台的下方的四个角上均匀地设有多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机的辅助起降装置，其特征在于，包括起降平台和设置在起降平台上的起降供电模块，其中，所述起降供电模块包括地面电源、供电线、位于供电线一端的供电插头以及用于对供电线进行收卷的供电线收卷机构，无人机上与所述供电插头配合地设有供电插座。

【技术特征摘要】
1.一种无人机的辅助起降装置，其特征在于，包括起降平台和设置在起降平台上的起降供电模块，其中，所述起降供电模块包括地面电源、供电线、位于供电线一端的供电插头以及用于对供电线进行收卷的供电线收卷机构，无人机上与所述供电插头配合地设有供电插座。2.根据权利要求1所述的无人机的辅助起降装置，其特征在于，所述供电插头包括与供电线连接的导电柱和用于固定导电柱的导电柱固定座，其中，所述导电柱固定座上设有可被磁吸的金属片，所述供电插座上在与可被磁吸的金属片的对应位置处设有电磁铁。3.根据权利要求2所述的无人机的辅助起降装置，其特征在于，所述起降平台上还设有地面控制模块，该地面控制模块包括具有数据存储运算功能的处理器、北斗定位系统地面端以及地面通信模块。4.根据权利要求3所述的无人机的辅助起降装置，其特征在于，所述北斗定位系统地面端设置在所述导电柱固定座上，该导电柱固定座上还设有视觉传感器和喷气式运动控制系统，所述视觉传感器和喷气式运动控制系统分别与所述地面...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰玉彬，姚伟祥，蒙艳华，王娟，朱梓豪，黄敬易，黄梓效，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：新型
国别省市：广东,44