本實(shí)用新型涉及飛行器飛行器，尤其是一種智能充電續(xù)航飛行器系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

飛行器應(yīng)用技術(shù)是一個(gè)即將到來的技術(shù)。有許多關(guān)于飛行器的新技術(shù)正在被開發(fā)。飛行器在未來的物流或監(jiān)測(cè)活動(dòng)中有很大的潛力發(fā)揮重要作用。但仍然有一些缺點(diǎn)。一個(gè)主要的缺點(diǎn)是飛行范圍的局限，因此應(yīng)開發(fā)一種技術(shù)來擴(kuò)大飛行范圍。讓飛行器飛行時(shí)間延長(zhǎng)有許多不同的方法。例如，飛行器可以攜帶更多或更好的電池。這將延長(zhǎng)飛行器的電池使用時(shí)間。然而，改善電池不是一件容易的事。許多公司正在致力于提高電池的能量密度或開發(fā)新的電池技術(shù)。然而，在短期內(nèi)，能量密度不會(huì)有大的改善。如果飛行器攜帶更多的電池，它可以飛得更遠(yuǎn)。但在某一臨界條件上，電池的重量變大，飛行范圍會(huì)再次下降。所以通過更換電池才能達(dá)到真正改善飛行器的續(xù)航能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種智能充電續(xù)航飛行器系統(tǒng)，可以對(duì)飛行器的電源進(jìn)行更換并充電，以提升飛行器的續(xù)航能力。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種智能充電續(xù)航飛行器系統(tǒng)，包括飛行器、給飛行器供電的供電系統(tǒng)、引導(dǎo)飛行器著陸的著陸定位系統(tǒng)和充電平臺(tái)；

所述供電系統(tǒng)包括電源和用于固定電源的固定架；所述電源包括電池盒、設(shè)置在電池盒內(nèi)的電池組和電連接裝置；所述電池盒包括底盒和與底盒配合的上蓋，所述上蓋的四周比底盒寬形成凸緣，所述底盒的側(cè)面和底面均設(shè)有散熱孔，所述底盒的一端設(shè)有能被磁吸的金屬塊；所述電連接裝置包括設(shè)置在上蓋頂部的第一銅片端子和第二銅片端子，第一銅片端子和第二銅片端子分別與電池組的正、負(fù)極連接；所述固定架包括兩塊對(duì)稱設(shè)置的側(cè)襯板和設(shè)于兩塊側(cè)襯板之間的若干橫梁，所述側(cè)襯板的底部設(shè)有向內(nèi)延伸的支撐板，所述支撐板、側(cè)襯板和橫梁之間形成滑槽；所述其中一根橫梁上設(shè)有兩片彈簧銅片，所述彈簧銅片包括固定部、接觸部和導(dǎo)向部，所述接觸部上設(shè)有螺孔，接觸部通過螺栓固定在橫梁上，所述接觸部相對(duì)水平面呈向下傾斜設(shè)置，所述導(dǎo)向部相對(duì)水平面呈向上傾斜設(shè)置，所述固定部、接觸部和導(dǎo)向部由彈簧銅片彎折成型；

所述著陸定位系統(tǒng)包括GPS定位系統(tǒng)和視覺定位系統(tǒng)，所述視覺定位系統(tǒng)包括設(shè)置在飛行器上的著陸支架、設(shè)置在地面上的著陸甲板和控制系統(tǒng)；所述著陸支架包括四個(gè)支撐腳和設(shè)于所述支撐腳處的定位球，所述定位球的底部呈半球形，四個(gè)定位球的底部顏色不同；所述著陸甲板上設(shè)有四個(gè)圓托，所述圓托的分布與四個(gè)定位球的分布相同，所述圓托的中間形成半球形的容置腔體，容置腔體的四周形成凸起，所述凸起的內(nèi)側(cè)面由外往內(nèi)傾斜形成導(dǎo)向面；

所述充電平臺(tái)包括電池充電裝置和機(jī)械手，所述電池充電裝置和機(jī)械手設(shè)置在著陸甲板的下方，著陸甲板上設(shè)有供機(jī)械手伸出的取料口；所述電池充電裝置包括轉(zhuǎn)盤和驅(qū)動(dòng)所述轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)的步進(jìn)電機(jī)，所述轉(zhuǎn)盤的底面設(shè)有若干圓周均勻排列的充電工位，所述充電工位上設(shè)有滑槽，所述滑槽朝外的一端為進(jìn)入端，滑槽朝內(nèi)的一端設(shè)有充電接口；所述機(jī)械手包括剪叉式升降機(jī)和設(shè)于剪叉式升降機(jī)頂部的抓手；所述抓手包括兩塊側(cè)板，兩塊側(cè)板之間形成容置槽，所述容置槽內(nèi)設(shè)有抓手電機(jī)，所述抓手電機(jī)的輸出軸與電磁鐵連接。

飛行器正常工作狀態(tài)時(shí)，電源的電池盒設(shè)置在固定架內(nèi)，二者整體設(shè)置飛行器底部位置；電池盒上的第一銅片端子和第二銅片端子作為電池組的輸出端通過兩片彈簧彈片給飛行器的控制電路供電，該種接觸可以是彈性金屬片的接觸，使二者的電連接是可靠的，這樣就可以實(shí)現(xiàn)電源供電，并且方便講電源取下；電池盒上蓋邊緣形成的凸緣結(jié)構(gòu)形成滑動(dòng)部件，與固定架底部的滑槽配合，電池盒可滑入滑槽內(nèi)，通過滑槽的支撐板對(duì)凸緣進(jìn)行支撐，使得電池盒能夠與飛行器實(shí)現(xiàn)機(jī)械連接；當(dāng)需要更換飛行器上的電源時(shí)，將電磁鐵吸住電池盒端部的金屬塊，利用磁力將電池盒從滑槽中取出，隨后換上充滿電的電源即可。

當(dāng)飛行器的電源需要更換時(shí)，利用GPS定位系統(tǒng)將飛行器導(dǎo)航至著陸甲板范圍內(nèi)，由于民用的GPS定位系統(tǒng)的精度低，飛行器無法精準(zhǔn)的著陸在著陸甲板上；當(dāng)飛行器飛行至著陸區(qū)域的上空使，視覺定位系統(tǒng)啟用，控制系統(tǒng)通過圖像識(shí)別技術(shù)，識(shí)別四個(gè)支撐腳上的定位球的位置，使飛行器的著陸支架能夠著陸在著陸甲板上，且四個(gè)定位球分別對(duì)應(yīng)四個(gè)圓托；為了克服控制系統(tǒng)的誤差，以及飛行器自身抖動(dòng)帶來的著陸平偏差問題，圓托的凸起內(nèi)側(cè)傾斜的導(dǎo)向面可以使出現(xiàn)偏差的定位球自動(dòng)滑落至容置腔體內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)。

飛行器通過定位系統(tǒng)著陸在著陸甲板上后，剪叉式升降機(jī)驅(qū)動(dòng)抓手上升并穿過取料口達(dá)到著陸甲板上方的指定高度，大致與飛行器電源的電池盒的高度相同；抓手電機(jī)驅(qū)動(dòng)電磁鐵運(yùn)動(dòng)到電源的電池盒處，由于電池盒的端部設(shè)有可磁吸的金屬塊，電磁鐵通電后將該金屬塊吸住；抓手電機(jī)復(fù)位，在磁力的作用下，電磁鐵將飛行器上的電源取出并收藏在容置槽內(nèi)；剪叉式升降機(jī)下降，使容置槽內(nèi)的待充電源對(duì)準(zhǔn)轉(zhuǎn)盤上的充電工位；抓手電機(jī)再次驅(qū)動(dòng)電磁鐵伸出，電磁鐵帶動(dòng)電源進(jìn)入充電工位中，電源到位后，電源的充電端口與充電工位中的充電接口配對(duì)，實(shí)現(xiàn)電源的充電；轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)一定角度，使已經(jīng)充滿電的電源對(duì)準(zhǔn)電磁鐵，抓手電機(jī)驅(qū)動(dòng)電磁鐵將充滿電的電源從轉(zhuǎn)盤充電工位中取出并收藏在容置槽內(nèi)；剪叉式升降機(jī)再次上升，并將充滿電的電源送入飛行器的電源安裝工位中，以完成飛行器電源的更換及充電。

作為改進(jìn)，所述底盒呈長(zhǎng)方形，底盒內(nèi)形成容置腔體，所述電池組的形狀與底盒形狀相似，且電池組設(shè)置在容置腔體內(nèi)。

作為改進(jìn)，所述側(cè)襯板的底部設(shè)有若干凸起，所述支撐板的一側(cè)對(duì)應(yīng)所述凸起處設(shè)有凹槽，所述凸起與所述凹槽配合；所述支撐板通過螺栓固定在側(cè)襯板的底部。

作為改進(jìn)，所述橫梁的頂部設(shè)有第一安裝孔，所述橫梁的兩端通過螺栓與側(cè)襯板連接。

作為改進(jìn)，位于同側(cè)的支撐腳之間設(shè)有連接桿連接。

作為改進(jìn)，所述定位球上設(shè)有固定座，所述固定座上設(shè)有第二安裝孔，所述連接桿穿過支撐腳后插入所述固定座上的第二安裝孔內(nèi)。

作為改進(jìn)，所述圓托的凸起一側(cè)設(shè)有供連接桿進(jìn)入的避讓缺口；所述避讓缺口的上端開口大于下端。

作為改進(jìn)，所述控制系統(tǒng)包括獲取定位球位置圖片的攝像機(jī)和處理定位球圖片位置信息的控制器。

作為改進(jìn)，所述抓手電機(jī)的輸出軸與絲桿連接，所述絲桿上套有活動(dòng)板，所述活動(dòng)板與絲桿螺紋連接，所述電磁鐵固定在活動(dòng)板上。

作為改進(jìn)，所述側(cè)板的內(nèi)側(cè)設(shè)有導(dǎo)軌條，所述活動(dòng)板的兩側(cè)對(duì)應(yīng)所述導(dǎo)軌條處設(shè)有導(dǎo)槽，所述導(dǎo)軌條與導(dǎo)槽滑動(dòng)配合。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比所帶來的有益效果是：

1、供電系統(tǒng)中，通過電池盒頂部的銅片端子與固定架上的彈簧銅片接觸可以實(shí)現(xiàn)快速的電連接；通過上蓋邊緣的凸緣與固定架上的滑槽插入式配合，可實(shí)現(xiàn)快速的機(jī)械連接；通過電池盒端部的金屬塊，可實(shí)現(xiàn)電池的快速更換；

2、定位系統(tǒng)中，利用GPS定位系統(tǒng)與視覺定位系統(tǒng)配合，實(shí)現(xiàn)飛行器的精準(zhǔn)著陸，且成本更低，便于推廣；為了克服控制系統(tǒng)的誤差，以及飛行器自身抖動(dòng)帶來的著陸平偏差問題，圓托的凸起內(nèi)側(cè)傾斜的導(dǎo)向面可以使出現(xiàn)偏差的定位球自動(dòng)滑落至容置腔體內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)；

3、充電平臺(tái)中，轉(zhuǎn)盤設(shè)有多個(gè)充電工位，可以對(duì)飛行器換下的電源進(jìn)行充電，一次可以儲(chǔ)存多塊電源，為飛行過程的飛行器提供足夠的備用電源；利用機(jī)械手將飛行器中的電源取下，并將充電工位中的滿電電源更換到飛行器中，實(shí)現(xiàn)智能更換電源。

附圖說明

圖1為電源與固定架配合的示意圖。

圖2為電源分解視圖。

圖3為電源結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為固定架結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為飛行器著陸后的示意圖。

圖6為定位球結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為圓托結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為電池充電裝置與機(jī)械手配合的主視圖。

圖9為電池充電裝置與機(jī)械手配合的俯視圖。

圖10為轉(zhuǎn)盤仰視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

一種智能充電續(xù)航飛行器系統(tǒng)，包括飛行器、給飛行器供電的供電系統(tǒng)、引導(dǎo)飛行器著陸的著陸定位系統(tǒng)和充電平臺(tái)。

如圖1所示，所述供電系統(tǒng)包括電源2和用于固定電源2的固定架1；所述固定架1設(shè)置在飛行器的底部，所述電源2固定在固定架1內(nèi)。

如圖2、3所示，所述電源2包括電池盒、設(shè)置在電池盒內(nèi)的電池組23和電連接裝置。所述電池盒包括底盒21和與底盒21配合的上蓋22。所述底盒21為鋼盒，其總體呈長(zhǎng)方形，底盒21內(nèi)形成容置腔體，所述底盒21的側(cè)面和底面均設(shè)有散熱孔；側(cè)面上的散熱孔212呈長(zhǎng)條形且傾斜設(shè)置，使散熱孔的孔徑更大，底盒21兩側(cè)的散熱孔相對(duì)設(shè)置，對(duì)流更好；底盒21底面的散熱孔呈錯(cuò)位設(shè)置。所述電池組23為鋰離子電池組23，所述電池組23的形狀與底盒21形狀相似，且電池組23設(shè)置在容置腔體內(nèi)。所述上蓋22的四周比底盒21寬形成凸緣，所述上蓋22通過螺栓與底盒21連接；上蓋22的兩端寬度逐漸收窄，使上蓋22的四個(gè)邊角形成向內(nèi)的斜面222，該種結(jié)構(gòu)可以使上蓋22更容易導(dǎo)入滑槽內(nèi)。所述底盒1的一端設(shè)有嵌入孔211，嵌入孔211呈圓形或方形，所述嵌入孔內(nèi)設(shè)有金屬塊25，該金屬塊25可以被磁吸，通過磁吸該金屬塊25可以將整個(gè)底盒21連通上蓋22一起拉動(dòng)。所述上蓋22的頂部設(shè)有兩個(gè)容置槽221，所述電連接裝置包括設(shè)置在上蓋22頂部容置槽221內(nèi)的第一銅片端子26和第二銅片端子27，第一銅片端子26和第二銅片端子27的頂面高于上蓋22，第一銅片端子26和第二銅片端子27的底部分別通過電纜線與電池組23的正、負(fù)極連接；電纜線的一端以銅片端子焊接，另一端設(shè)有連接片，該連接片通過螺栓與電池組23輸出端電性連接。

如圖4所示，所述固定架1包括兩塊對(duì)稱設(shè)置的側(cè)襯板11、設(shè)于兩塊側(cè)襯板11之間的若干橫梁12和設(shè)于側(cè)襯板11的底部的支撐板13。所述橫梁12呈等間距平行設(shè)置，所述橫梁12的兩端分別于兩側(cè)的側(cè)襯板11側(cè)面接觸且通過螺栓與側(cè)襯板11連接；所述橫梁12的頂部設(shè)有第一安裝孔，該第一安裝孔用于與飛行器的底板連接，從而整個(gè)固定架置于飛行器的底部。所述支撐板13向內(nèi)延伸，支撐板13的外側(cè)通過螺栓固定在側(cè)襯板11的底部；所述側(cè)襯板11的底部設(shè)有若干凸起111，所述支撐板13的一側(cè)對(duì)應(yīng)所述凸起111處設(shè)有凹槽131，所述凸起111與所述凹槽131配合。所述支撐板13、側(cè)襯板11和橫梁12之間形成滑槽14，該滑槽14可供電源的電池盒插入并固定。所述其中一根橫梁12上設(shè)有兩片彈簧銅片15，電源的輸出端可通過該彈簧銅片15給飛行器的控制電路供電。所述彈簧銅片15包括固定部151、接觸部152和導(dǎo)向部153；所述接觸部152上設(shè)有螺孔，接觸部152通過螺栓固定在橫梁12上；所述接觸部152相對(duì)水平面呈向下傾斜設(shè)置，形成向下壓的趨勢(shì)，該接觸部152可以與電源的輸出端子可靠接觸；所述導(dǎo)向部153相對(duì)水平面呈向上傾斜設(shè)置，電源的輸出端子進(jìn)入滑槽14后，通過導(dǎo)向部153前端的斜面頂起該導(dǎo)向部153并進(jìn)入接觸部152；所述固定部151、接觸部152和導(dǎo)向部153由彈簧銅片15彎折成型，使其具有一定的彈性。

如圖5所示，所述著陸定位系統(tǒng)包括GPS定位系統(tǒng)和視覺定位系統(tǒng)。所述視覺定位系統(tǒng)包括設(shè)置在飛行器上的著陸支架、設(shè)置在地面上的著陸甲板3和控制系統(tǒng)。所述著陸支架包括四個(gè)矩形分布的支撐腳4和設(shè)于所述支撐腳4處的定位球5；位于同側(cè)的支撐腳4之間設(shè)有連接桿41連接，連接桿41可以增強(qiáng)兩個(gè)支撐腳4的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，使支撐腳4不容易發(fā)生變形；如圖6所示，所述定位球5上設(shè)有固定座51，所述固定座51上設(shè)有第二安裝孔52，所述連接桿41穿過支撐腳4后插入所述固定座51上的第二安裝孔52內(nèi)，相當(dāng)定位球5固定在連接桿41的兩端；所述定位球5的底部呈半球形，四個(gè)定位球5的底部顏色不同。如圖7所示，所述著陸甲板3上設(shè)有四個(gè)圓托31，所述圓托31的分布與四個(gè)定位球5的分布相同，所述圓托31的中間形成半球形的容置腔體313；容置腔體313的四周形成凸起311，所述凸起311的內(nèi)側(cè)面由外往內(nèi)傾斜形成導(dǎo)向面312；所述圓托31的凸起311一側(cè)設(shè)有供連接桿41進(jìn)入的避讓缺口314，所述避讓缺口314的上端開口大于下端，具有導(dǎo)向連接桿41進(jìn)入的作用。

所述控制系統(tǒng)包括獲取定位球5位置圖片的攝像機(jī)和處理定位球5圖片位置信息的控制器。GPS定位系統(tǒng)和視覺定位系統(tǒng)的軟件執(zhí)行程序可以利用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，本實(shí)施例中不再詳細(xì)敘述。本實(shí)用新型利用GPS定位系統(tǒng)與視覺定位系統(tǒng)配合，實(shí)現(xiàn)飛行器的精準(zhǔn)著陸，且成本更低，便于推廣。

如圖5所示，所述充電平臺(tái)包括設(shè)置在著陸甲板3下方的電池充電裝置6和機(jī)械手7，所述著陸甲板3上設(shè)有供機(jī)械手伸出的取料口32, 所述取料口32的形狀與機(jī)械手頂部抓手72的形狀相似。如圖8、10所示，所述電池充電裝置6包括轉(zhuǎn)盤61和驅(qū)動(dòng)所述轉(zhuǎn)盤61旋轉(zhuǎn)的步進(jìn)電機(jī)62，所述轉(zhuǎn)盤61的底面設(shè)有若干圓周均勻排列的充電工位611，本實(shí)施例一共設(shè)有四個(gè)充電工位611，還可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置，步進(jìn)電機(jī)62每次動(dòng)作轉(zhuǎn)動(dòng)90°，使得轉(zhuǎn)盤61上的充電工位611輪流工作。所述充電工位611上設(shè)有滑槽，所述滑槽由兩塊L形板612組成，所述滑槽朝外的一端為進(jìn)入端，滑槽朝內(nèi)的一端設(shè)有充電接口613；電源從進(jìn)入端進(jìn)入滑槽內(nèi)，當(dāng)電源達(dá)到指定位置后，電源前端的充電端子與充電接口613接觸，即可實(shí)現(xiàn)充電。如圖9所示，所述機(jī)械手7包括剪叉式升降機(jī)71和設(shè)于剪叉式升降機(jī)71頂部的抓手72；所述抓手72包括兩塊側(cè)板721，兩塊側(cè)板721之間形成容置槽，所述容置槽內(nèi)設(shè)有抓手電機(jī)722，抓手電機(jī)722的輸出軸與絲桿723連接；所述絲桿723上套有活動(dòng)板724，所述活動(dòng)板724與絲桿螺紋連接；所述側(cè)板721的內(nèi)側(cè)設(shè)有導(dǎo)軌條，所述活動(dòng)板724的兩側(cè)對(duì)應(yīng)所述導(dǎo)軌條處設(shè)有導(dǎo)槽，所述導(dǎo)軌條與導(dǎo)槽滑動(dòng)配合，抓手電機(jī)722的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為活動(dòng)板724的直線運(yùn)動(dòng)；所述活動(dòng)板724上設(shè)有電磁鐵725，該電磁鐵725與電源的電池盒端部的可磁吸的金屬塊配合。

供電系統(tǒng)中，通過電池盒頂部的銅片端子與固定架上的彈簧銅片接觸可以實(shí)現(xiàn)快速的電連接；通過上蓋邊緣的凸緣與固定架上的滑槽插入式配合，可實(shí)現(xiàn)快速的機(jī)械連接；通過電池盒端部的金屬塊，可實(shí)現(xiàn)電池的快速更換。

定位系統(tǒng)中，當(dāng)飛行器的電源需要更換時(shí)，利用GPS定位系統(tǒng)與視覺定位系統(tǒng)配合，實(shí)現(xiàn)飛行器的精準(zhǔn)著陸，且成本更低，便于推廣；為了克服控制系統(tǒng)的誤差，以及飛行器自身抖動(dòng)帶來的著陸平偏差問題，圓托的凸起內(nèi)側(cè)傾斜的導(dǎo)向面可以使出現(xiàn)偏差的定位球自動(dòng)滑落至容置腔體內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)。

充電平臺(tái)：飛行器通過定位系統(tǒng)著陸在著陸甲板后，剪叉式升降機(jī)驅(qū)動(dòng)抓手72上升并穿過取料口32達(dá)到著陸甲板3上方的指定高度，大致與飛行器電源的電池盒的高度相同；抓手電機(jī)722驅(qū)動(dòng)電磁鐵725運(yùn)動(dòng)到電源的電池盒處，由于電池盒的端部設(shè)有可磁吸的金屬塊，電磁鐵725通電后將該金屬塊吸??；抓手電機(jī)722復(fù)位，在磁力的作用下，電磁鐵725將飛行器上的電源取出并收藏在容置槽內(nèi)；剪叉式升降機(jī)71下降，使容置槽內(nèi)的待充電源對(duì)準(zhǔn)轉(zhuǎn)盤61上的充電工位611；抓手電機(jī)722再次驅(qū)動(dòng)電磁鐵725伸出，電磁鐵725帶動(dòng)電源進(jìn)入充電工位611中，電源到位后，電源的充電端口與充電工位611中的充電接口613配對(duì)，實(shí)現(xiàn)電源的充電；轉(zhuǎn)盤61旋轉(zhuǎn)一定角度，使已經(jīng)充滿電的電源對(duì)準(zhǔn)電磁鐵725，抓手電機(jī)722驅(qū)動(dòng)電磁鐵725將充滿電的電源從轉(zhuǎn)盤61充電工位611中取出并收藏在容置槽內(nèi)；剪叉式升降機(jī)71再次上升，并將充滿電的電源送入飛行器的電源安裝工位中，以完成飛行器電源的更換及充電。