阅读说明：本技术 一种无人机起落充电装置及无人机任务交接方法 (Unmanned aerial vehicle landing and landing charging device and unmanned aerial vehicle task handover method ) 是由 段春艳 赖华景 许继源 辛少权 李颖 冯泽君 陈潇跃 连佳生 于 2019-09-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种无人机起落充电装置,其特征在于,包括支架、供电装置、设在所述支架上的若干充电机舱；各所述充电机舱包括舱门、舱体以及设在所述舱体内的蓄电池、与所述蓄电池电连接的电源分配模块、分别与所述电源分配模块电连接的机载ARM嵌入式系统、数据传输模块、充电模块、舱门开启模块、无人机传输模块；所述蓄电池与所述供电装置电连接,所述无人机传输模块用于将无人机输送进出所述充电机舱,所述机载ARM嵌入式系统与所述无人机传输模块、所述舱门开启模块、所述数据传输模块连接,用于控制所述无人机传输模块、所述舱门开启模块运行或停止运行并通过所述数据传输模块与所述监控后台、无人机进行数据传输。(The invention discloses a landing and landing charging device for an unmanned aerial vehicle, which is characterized by comprising a support, a power supply device and a plurality of charging cabins arranged on the support; each charging cabin comprises a cabin door, a cabin body, a storage battery arranged in the cabin body, a power distribution module electrically connected with the storage battery, an airborne ARM embedded system respectively electrically connected with the power distribution module, a data transmission module, a charging module, a cabin door opening module and an unmanned aerial vehicle transmission module; the battery with the power supply unit electricity is connected, unmanned aerial vehicle transmission module is used for carrying unmanned aerial vehicle business turn over the cabin of charging, machine carries ARM embedded system with unmanned aerial vehicle transmission module the module is opened to the hatch door data transmission module connects, is used for control unmanned aerial vehicle transmission module the hatch door is opened the module and is moved or the stall and pass through data transmission module with control backstage, unmanned aerial vehicle carry out data transmission.)

一种无人机起落充电装置及无人机任务交接方法

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机起落充电装置及无人机任务交接方法。

背景技术

随着科技的进步，智能化、信息化和自动化的时代已经到来，无人机就是新科技下的产儿。现在的无人机具有人工智能、自动驾驶和信号处理等功能，因其自身体积小、能够无人驾驶等优势，已经被广泛运用在军事、电力巡检、油管巡检、光伏电站运维、公共安全巡检、消防辅助、农业辅助、地形勘察等领域。

但是无人机的续航能力很差，续航能力一直都是束缚无人机运用的重要因素。目前运用于户外的无人机充电平台大都具有太阳能充电装置，以节约能源并提高环境适应性；参见公开号为CN108110883A的中国发明专利申请、以及授权公告号为CN204947630U、CN208411468U的中国实用新型专利。现有技术中，一个平台只能对应一台无人机，不能多台无人机一起充电。并且当无人机执行任务过程中电量不足的时候，需要返回充电平台充电结束之后才能启航继续工作，严重影响工作效率。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种能够满足多台无人机同时充电的无人机起落充电装置。

本发明的另一目的是提供一种无人机任务交接方法。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种无人机起落充电装置，其特征在于，包括支架，监控后台，设在所述支架上的若干充电机舱，以及为各所述充电机舱供电的供电装置；各所述充电机舱包括：带舱门的舱体，以及设在所述舱体内的蓄电池、与所述蓄电池电连接的电源分配模块、分别与所述电源分配模块电连接的机载ARM嵌入式系统、数据传输模块、充电模块、舱门开启模块、无人机传输模块；所述蓄电池与所述供电装置电连接，所述无人机传输模块用于将无人机输送进出所述充电机舱，所述机载ARM嵌入式系统与所述无人机传输模块、所述舱门开启模块、所述数据传输模块连接，用来控制所述无人机传输模块、所述舱门开启模块运行或停止运行、并通过所述数据传输模块与所述监控后台、所述无人机进行数据传输。

作为上述方案的进一步说明，所述无人机传输模块包括液压伸缩杆以及设在所述液压伸缩杆上且在所述液压伸缩杆的作用下进出所述充电机舱的平台。

作为上述方案的进一步说明，所述供电装置包括：光伏发电装置、风力发电装置、风光互补发电装置、外接电网中的一种或几种。

作为上述方案的进一步说明，所述光伏发电装置包括固设在所述支架外周和所述舱门上的光伏组件，以及与所述光伏组件连接的光伏控制器。

作为上述方案的进一步说明，所述蓄电池通过所述电源分配模块分别给所述机载ARM嵌入式系统、所述数据传输模块供应9V电压，给所述无线充电模块供应36V电压，分别给所述舱门开门模块、所述无人机传输模块供应12V电压。

作为上述方案的进一步说明，所述充电模块为无线充电装置或接触式充电装置。

作为上述方案的进一步说明，所述舱门的一端铰接在所述舱体上，所述舱门开启模块为气缸，所述气缸设置在所述舱门的下方，所述气缸的气缸轴与所述舱门连接；或，所述舱门的一端通过转轴与所述舱体转动连接，所述舱门开启模块为电机，所述电机的输出轴通过齿轮传动机构与所述转轴连接。

作为上述方案的进一步说明，所述充电机舱为六边柱腔或方形柱腔，各所述充电机舱组成蜂窝状结构。

一种无人机任务交接方法，其特征在于，采用了如上述任意一项所述的无人机起落充电装置，在所述机载ARM嵌入式系统上设有任务交接分配系统，所述机载ARM嵌入式系统通过所述数据传输模块接收到所述监控后台发布的任务指令后通过所述任务交接分配系统分配工作给无人机X，当所述无人机X返回所述充电机舱进行充电时，若所述任务交接分配系统接收到所述无人机X的工作信息和运行数据为未完成状态，所述任务交接分配系统将未完成的任务继续分配给电量状态为满电的无人机X+1，如此循环至任务完成。

作为上述方案的进一步说明，所述无人机X的个数为2个以上。

本发明的有益效果是：

一、采用多个充电机舱可以同时对多个无人机充电提高充电效率；通过机载ARM嵌入式系统使得充电过程自动化，使用方便。

二、通过光伏组件将太阳能转化为电能给无人机充电，使得无人机不再需要依靠外接电网电源进行充电，可适用于偏远无人区。

三、采用任务交接系统，若返回充电的无人机出现未完成任务的情况，任务交接系统派出另一充满电的无人机赶到任务地点继续完成前一台无人机未完成的任务。

附图说明

图1所示为本发明提供的无人机起落充电装置的结构图。

图2所示为本发明提供的无人机起落充电装置的充电装置主体的结构图。

图3所示为本发明提供的无人机起落充电装置的自主供电流程图。

图4所示为本发明提供的无人机任务交接方法的流程图。

附图标记说明：

101：光伏组件，102：光伏控制器，103：支架，2：充电机舱，201：蓄电池，202：电源分配模块，203：机载ARM嵌入式系统，204：数据传输模块，205：充电模块，206：舱门开启模块，207：无人机传输模块。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。

此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“至少”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。

在发明中，除非另有规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅是表示第一特征水平高度高于第二特征的高度。第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

下面结合说明书的附图，对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例一

如图1-图3所示，一种无人机起落充电装置，其特征在于，包括支架103、、设在所述支架上的若干充电机舱2、为各所述充电机舱供电的供电装置和监控后台；各所述充电机舱2包括：带有舱门的舱体以及设在所述舱体内的蓄电池201、与所述蓄电池201电连接的电源分配模块202、分别与所述电源分配模块202电连接的机载ARM嵌入式系统203、数据传输模块204、充电模块205、舱门开启模块206、无人机传输模块207；所述蓄电池201与所述供电装置电连接，所述无人机传输模块207用于将所述无人机输送进出所述充电机舱，所述机载ARM嵌入式系统203与所述无人机传输模块207、所述舱门开启模块206、所述数据传输模块204连接，用来控制所述无人机传输模块207、所述舱门开启模块206的运行并通过所述数据传输模块与所述监控后台、所述无人机进行数据传输。

其中，所述无人机传输模块207包括液压伸缩杆以及设在所述液压伸缩杆上且在所述液压伸缩杆的作用下进出所述充电机舱的平台。所述充电模块205设在所述平台上，所述液压伸缩杆与所述机载ARM嵌入式系统连接，所述机载ARM嵌入式系统控制所述液压伸缩杆的伸缩。

所述充电模块205为通过电场耦合方式充电的无线充电装置，无线充电装置为现有技术，在这里不再赘述。在其它实施例中，充电模块205可为接触式充电装置，接触式充电包括设在所述平台上的充电电极，对应的所述无人机的底部设有与所述充电片配合的充电片，当无人机停放在所述平台时，充电电极和充电片接触、为无人机充电。

在本实施例中，所述供电装置为光伏发电装置。所述光伏发电装置包括固设在所述支架外周和所述舱门上的光伏组件101、与所述光伏组件101连接的光伏控制器102，所述光伏发电装置与所述蓄电池连接。光伏组件白天利用太阳能转化为电能，通过光伏控制器进行整流之后把电量存储在蓄电池201内，然后再通过电源分配模块202的升降压系统分别给机载ARM嵌入式系统203、数据传输模块204供应9V电压，给无线充电模块205供应36V电压，给舱门开门模块206、无人机传输模块207供应12V电压；不限于本实施例。在其它实施例中，供电装置可采用风力发电装置、风光互补发电装置、外接电网供电中的一种或几种。

优选地，舱门的一端铰接在所述舱体上，所述舱门开启模块206为气缸，所述气缸设置在所述舱门的下方，所述气缸的气缸轴与所述舱门连接；或，所述舱门的一端通过转轴与所述舱体转动连接，所述舱门开启模块206为电机，所述电机的输出轴通过齿轮传动机构与所述转轴连接。

进一步优选地，所述充电机舱的个数为19，可同时供19台无人机充电、停驻。

所述充电机舱2为六边柱腔或方形柱腔，各所述充电机舱2组成蜂窝状结构。

当监控后台放出任务指令时，机载ARM嵌入式系统203接收任务指令，同时控制相应的舱门开启模块206开启，随后无人机传输模块207将无人机传送到起飞降落平台位置。传送完成后无人机通过数据传输模块204接收任务指令后起飞工作。当无人机电量不足或者任务完成时，无人机自动降落在对应的起飞降落平台。降落完成后，无人机通过数据传输模块204反馈至机载ARM嵌入式系统203，所述机载ARM嵌入式系统203控制所述无人机传输模块207再将无人机传送至充电机舱内，随后舱门开启模块206关闭，充电模块205对无人机充电。

与现有技术相比，本实施例提供的一种无人机起落充电装置，具有以下特点：1)采用多个充电机舱可以同时对多个无人机充电提高充电效率；通过机载ARM嵌入式系统使得充电过程自动化，使用方便。2)通过光伏组件将太阳能转化为电能给无人机充电，使得无人机不再需要依靠任何外接电网电源进行充电，可适用于偏远无人区。

实施例二

如图4所示，一种无人机任务交接方法，其特征在于，采用了如实施例一所述的无人机起落充电装置，在所述机载ARM嵌入式系统上设有任务交接分配系统，所述机载ARM嵌入式系统通过所述数据传输模块接收到所述监控后台发布的任务指令后通过任务交接分配系统分配工作给无人机X，当所述无人机X返回所述充电机舱进行充电时，若所述任务交接分配系统接收到所述无人机X的工作信息和运行数据为未完成状态，所述任务交接分配系统未完成的任务分配给电量状态为满电的无人机X+1,如此循环至任务完成。

其中，无人机X的个数为2个以上。

所述监控后台发出任务指令，通过机载ARM嵌入式系统203的任务分配交接系统将任务分配给无人机x进行工作。假如无人机x工作未完成且电量不足的情况下返回至机舱进行充电。同时任务分配交接系统交接无人机x的工作信息与运行数据，然后把无人机x未完成的工作信息与运行数据分配给充满电的无人机x+1，命令其完成剩余任务。假如无人机x+1能够在电量充足的情况下执行完任务的话，则返回充电机舱充电并且本任务结束：若不能的话，将继续把任务交接给另一台无人机。

与现有技术相比，本实施例提供的一种无人机任务交接方法，具有以下特点：采用任务交接系统，若返回充电的无人机出现未完成任务的情况，任务交接系统派出另一充满电的无人机赶到任务地点继续完成前一台无人机未完成的任务，保证任务完成。

通过上述的结构和原理的描述，所属技术领域的技术人员应当理解，本发明不局限于上述的具体实施方式，在本发明基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本发明的保护范围，本发明的保护范围应由各权利要求项及其等同物限定之。具体实施方式中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。