一种适用于电力线路巡航的无人机充电系统的制作方法

[0001]
本发明属于无人机技术领域，具体涉及一种适用于电力线路巡航的无人机充电系统。


背景技术：

[0002]
我国电力线路地理环境复杂、覆盖范围大、分布区域广、传输距离长、 地理条件复杂多变且受环境气候影响显著，所以，需要定期进行电力线路的巡航监测，电力线路的巡航监测目前采用无人机进行巡航，但是无人机的电池能量有限，若需要利用无人机进行长时间、长距离的巡航，必须解决无人机的续航问题；因此，提供一种充电稳定良好、安全可靠、使用方便的一种适用于电力线路巡航的无人机充电系统是非常有必要的。


技术实现要素：

[0003]
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种充电稳定良好、安全可靠、使用方便的一种适用于电力线路巡航的无人机充电系统。
[0004]
本发明的目的是这样实现的：一种适用于电力线路巡航的无人机充电系统，它包括无人机、充电平台和充电网络平台，所述的无人机包括受电模块、电源管理模块、定位模块、红外编码发射模块和落脚架，所述的受电模块包括无线充电接收模块，所述的无线充电接收模块包括整流滤波模块、功率控制模块、冲击保护电路模块和磁场感应检测模块，所述的电源管理模块包括ad采样控制器和电量监测模块，所述的定位模块包括gps定位模块、惯性运动模块和高度获取模块，所述的惯性运动模块包括九轴运动传感器，所述的高度获取模块包括气压计和超声波传感器，所述的落脚架包括充电装置和充电触点；所述的充电平台包括无线充电发射模块、能量管理控制模块、红外线定位模块、红外线条形码识别模块和数据连接管理模块，所述的无线充电发射模块包括充电控制模块和稳压模块，所述的充电控制模块包括无线充电平台和无线充电面板，所述的能量管理控制模块包括功率控制器，所述的功率控制器包括光电转换模块、电源模块、mttp控制器模块和太阳能板。
[0005]
所述的一种适用于电力线路巡航的无人机充电系统，它还包括充电平台，所述的充电平台包括有安装板、滑轨、限位座、缓冲座、滑块、开合板、电磁锁和太阳能板，所述的充电平台上方设置有安装板，所述的安装板上方设置有滑轨，所述的安装板上方中部设置有限位座，所述的限位座左右两侧均设置有电磁缓冲座，所述的滑轨上方左右两侧均设置有开合板，所述的开合板与滑轨接触处均设置有滑块，所述的开合板上左右两侧均设置有太阳能板，所述的开合板中部设置有电磁锁，所述的充电平台内部下方左右两侧均设置有电源模块，所述的电源模块上方均设置有功率控制器，所述的功率控制器上方内侧左右两侧均设置有数据连接管理模块，所述的数据连接管理模块外侧均设置有mttp控制器模块，所述的mttp控制器模块上方左右两侧均设置有光电转换模块，所述的光电转换模块上方外侧均设置有稳压模块，所述的稳压模块上方均设置有无线充电平台，所述的无线充电平台下方左右两侧均设置有无线充电面板。
[0006]
所述的充电网络平台包括若干个充电平台且由若干个充电平台的数据连接管理模块互联组成。
[0007]
所述的电磁锁为菱形结构。
[0008]
所述的九轴运动传感器为mpu9250型九轴运动传感器。
[0009]
所述的整流滤波模块为farm2cn1型整流滤波模块。
[0010]
本发明的有益效果：本发明采用电源管理模块，电源管理模块包括ad采样控制器和电量检测模块，ad采样控制器和电量检测模块实时采集和监测无人机电源输出电压下降的信息，当监测到无人机电量不足时会向距离无人机最近的充电平台发出信号并通过定位模块自动寻找，进行返航充电；本发明采用充电平台和充电网络平台，当无人机到达最近充电平台目标时，通过九轴运动传感器以及gps定位模块调整方向，通过无人机上的超声波传感器和气压计获得距离地面的高度，调整自己的飞行状态，便于与充电平台对接；本发明采用充电平台，无人机通过红外编码发射模块与充电平台的红外线定位模块进行通信和对接，并通过红外线条形码识别模块对无人机进行识别并记录其信息，通过数据连接管理模块上传到充电网络平台，统一数据管理，建立充电平台网络，组建一整套网络系统，使得所有的充电平台管理更加方便简单，然后充电平台及时开启开合板，使无人机进入到充电平台内部的无线充电平台上的无线充电面板后，及时关闭开合板，无人机通过落脚架上的充电触点与无线充电面板连接进行无线充电，充电控制模块以及稳压模块保证无人机的充电过程稳定，无人机的整流滤波模块、功率控制模块、冲击保护电路模块以及磁场感应检测模块来保证充电电压的质量、功率以及充电速度；本发明采用太阳能板，太阳能板收集太阳能，mppt控制器模块能够实时侦测太阳能板的发电电压，并追踪最高电压电流值(vi)，然后通过光电转换模块转换成电能，使系统以最大功率输出对电源模块充电；无人机的充电过程减少了人的干预，使无人机的工作能够更加人工智能化，在长时间大范围的无人机监测任务中，安全可靠，使用十分简单方便；本发明具有充电稳定良好、安全可靠、使用方便的优点。
附图说明
[0011]
图1为本发明一种适用于电力线路巡航的无人机充电系统的结构框图。
[0012]
图2为本发明一种适用于电力线路巡航的无人机充电系统的无人机的结构框图。
[0013]
图3为本发明一种适用于电力线路巡航的无人机充电系统的充电平台的结构框图。
[0014]
图4为本发明一种适用于电力线路巡航的无人机充电系统的充电网络平台的结构框图。
[0015]
图5为本发明一种适用于电力线路巡航的无人机充电系统的充电平台的结构示意图。
[0016]
图6为本发明一种适用于电力线路巡航的无人机充电系统的充电平台的开合板打开的状态示意图。
[0017]
图7为本发明一种适用于电力线路巡航的无人机充电系统的充电平台的俯视图。
[0018]
图8为本发明一种适用于电力线路巡航的无人机充电系统的充电平台的内部局部结构示意图。
[0019]
图中：1、无人机
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11、受电模块
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111、无线充电接收模块
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1101、整流滤波模块
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1102、功率控制模块
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1103、冲击保护电路模块
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1104、磁场感应检测模块
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12、电源管理模块
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121、ad采样控制器
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122、电量监测模块
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13、定位模块
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131、gps定位模块
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132、惯性运动模块
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1321、九轴运动传感器
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133、高度获取模块
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1331、气压计
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1332、超声波传感器
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14、红外编码发射模块
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15、落脚架
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151、充电装置
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152、充电触点
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2、充电平台
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21、无线充电发射模块
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211、充电控制模块
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212、稳压模块
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2101、无线充电平台
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2102、无线充电面板
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22、能量管理控制模块
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221、功率控制器
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222、光电转换模块
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223、电源模块
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2201、mttp控制器模块
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2202、太阳能板
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23、红外线定位模块
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24、红外线条形码识别模块
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25、数据连接管理模块
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3、充电网络平台
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4、安装板
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5、滑轨
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6、限位座
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7、电磁缓冲座
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8、滑块
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9、开合板
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10、电磁锁。
具体实施方式
[0020]
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
[0021]
实施例1如图1-8所示，一种适用于电力线路巡航的无人机充电系统，它包括无人机1、充电平台2和充电网络平台3，所述的无人机1包括受电模块11、电源管理模块12、定位模块13、红外编码发射模块14和落脚架15，所述的受电模块11包括无线充电接收模块111，所述的无线充电接收模块111包括整流滤波模块1101、功率控制模块1102、冲击保护电路模块1103和磁场感应检测模块1104，所述的电源管理模块12包括ad采样控制器121和电量监测模块122，所述的定位模块13包括gps定位模块131、惯性运动模块132和高度获取模块133，所述的惯性运动模块132包括九轴运动传感器1321，所述的高度获取模块133包括气压计1331和超声波传感器1332，所述的落脚架15包括充电装置151和充电触点152；所述的充电平台2包括无线充电发射模块21、能量管理控制模块22、红外线定位模块23、红外线条形码识别模块24和数据连接管理模块25，所述的无线充电发射模块21包括充电控制模块211和稳压模块212，所述的充电控制模块211包括无线充电平台2101和无线充电面板2102，所述的能量管理控制模块22包括功率控制器221，所述的功率控制器221包括光电转换模块222、电源模块223、mttp控制器模块2201和太阳能板2202。
[0022]
如图5-8所示，所述的一种适用于电力线路巡航的无人机充电系统，它还包括充电平台2，所述的充电平台2包括有安装板4、滑轨5、限位座6、电磁缓冲座7、滑块8、开合板9、电磁锁10和太阳能板2202，所述的充电平台2上方设置有安装板4，所述的安装板4上方设置有滑轨5，所述的安装板4上方中部设置有限位座6，所述的限位座6左右两侧均设置有电磁缓冲座7，所述的滑轨5上方左右两侧均设置有开合板9，所述的开合板9与滑轨5接触处均设置有滑块8，所述的开合板9上左右两侧均设置有太阳能板2202，所述的开合板9中部设置有电磁锁10，所述的充电平台2内部下方左右两侧均设置有电源模块223，所述的电源模块223上方均设置有功率控制器221，所述的功率控制器221上方内侧左右两侧均设置有数据连接管理模块25，所述的数据连接管理模块25外侧均设置有mttp控制器模块2201，所述的mttp控制器模块2201上方左右两侧均设置有光电转换模块222，所述的光电转换模块222上方外侧均设置有稳压模块212，所述的稳压模块212上方均设置有无线充电平台2101，所述的无线充电平台2101下方左右两侧均设置有无线充电面板2102。
[0023]
本发明采用电源管理模块12，电源管理模块12包括ad采样控制器121和电量检测模块122，ad采样控制器121和电量检测模块122实时采集和监测无人机1电源输出电压下降的信息，当监测到无人机1电量不足时会向距离无人机最近的充电平台2发出信号并通过定位模块13自动寻找，进行返航充电；本发明采用充电平台2和充电网络平台3，当无人机1到达最近充电平台2目标时，通过九轴运动传感器1321以及gps定位模块131调整方向，通过无人机1上的超声波传感器1332和气压计1331获得距离地面的高度，调整自己的飞行状态，便于与充电平台2对接；本发明采用充电平台2，无人机1通过红外编码发射模块14与充电平台的红外线定位模块23进行通信和对接，并通过红外线条形码识别模块24对无人机1进行识别并记录其信息，通过数据连接管理模块25上传到充电网络平台3，统一数据管理，建立充电平台网络，组建一整套网络系统，使得所有的充电平台2管理更加方便简单，然后充电平台2及时开启开合板9，使无人机1进入到充电平台2内部的无线充电平台2101上的无线充电面板2102后，及时关闭开合板9，无人机1通过落脚架15上的充电触点152与无线充电面板2102连接进行无线充电，充电控制模块211以及稳压模块212保证无人机1的充电过程稳定，无人机1的整流滤波模块1101、功率控制模块1102、冲击保护电路模块1103以及磁场感应检测模块1103来保证充电电压的质量、功率以及充电速度；本发明采用太阳能板2202，太阳能板2202收集太阳能，mppt控制器模块2201能够实时侦测太阳能板2202的发电电压，并追踪最高电压电流值(vi)，然后通过光电转换模块222转换成电能，使系统以最大功率输出对电源模块223充电；无人机1的充电过程减少了人的干预，使无人机1的工作能够更加人工智能化，在长时间大范围的无人机监测任务中，安全可靠，使用十分简单方便；本发明具有充电稳定良好、安全可靠、使用方便的优点。
[0024]
实施例2如图1-8所示，一种适用于电力线路巡航的无人机充电系统，它包括无人机1、充电平台2和充电网络平台3，所述的无人机1包括受电模块11、电源管理模块12、定位模块13、红外编码发射模块14和落脚架15，所述的受电模块11包括无线充电接收模块111，所述的无线充电接收模块111包括整流滤波模块1101、功率控制模块1102、冲击保护电路模块1103和磁场感应检测模块1104，所述的电源管理模块12包括ad采样控制器121和电量监测模块122，所述的定位模块13包括gps定位模块131、惯性运动模块132和高度获取模块133，所述的惯性运动模块132包括九轴运动传感器1321，所述的高度获取模块133包括气压计1331和超声波传感器1332，所述的落脚架15包括充电装置151和充电触点152；所述的充电平台2包括无线充电发射模块21、能量管理控制模块22、红外线定位模块23、红外线条形码识别模块24和数据连接管理模块25，所述的无线充电发射模块21包括充电控制模块211和稳压模块212，所述的充电控制模块211包括无线充电平台2101和无线充电面板2102，所述的能量管理控制模块22包括功率控制器221，所述的功率控制器221包括光电转换模块222、电源模块223、mttp控制器模块2201和太阳能板2202。
[0025]
如图5-8所示，所述的一种适用于电力线路巡航的无人机充电系统，它还包括充电平台2，所述的充电平台2包括有安装板4、滑轨5、限位座6、电磁缓冲座7、滑块8、开合板9、电磁锁10和太阳能板2202，所述的充电平台2上方设置有安装板4，所述的安装板4上方设置有滑轨5，所述的安装板4上方中部设置有限位座6，所述的限位座6左右两侧均设置有电磁缓冲座7，所述的滑轨5上方左右两侧均设置有开合板9，所述的开合板9与滑轨5接触处均设置
有滑块8，所述的开合板9上左右两侧均设置有太阳能板2202，所述的开合板9中部设置有电磁锁10，所述的充电平台2内部下方左右两侧均设置有电源模块223，所述的电源模块223上方均设置有功率控制器221，所述的功率控制器221上方内侧左右两侧均设置有数据连接管理模块25，所述的数据连接管理模块25外侧均设置有mttp控制器模块2201，所述的mttp控制器模块2201上方左右两侧均设置有光电转换模块222，所述的光电转换模块222上方外侧均设置有稳压模块212，所述的稳压模块212上方均设置有无线充电平台2101，所述的无线充电平台2101下方左右两侧均设置有无线充电面板2102。
[0026]
为了更好的效果，所述的充电网络平台3包括若干个充电平台2且由若干个充电平台2的数据连接管理模块25互联组成，统一数据管理，建立充电平台网络，组建一整套网络系统，使得所有的充电平台2管理更加方便简单。
[0027]
为了更好的效果，所述的电磁锁10为菱形结构。
[0028]
为了更好的效果，所述的九轴运动传感器1321为mpu9250型九轴运动传感器，采用mpu9250型九轴运动传感器目的是：从加速方向、加速大小、姿态角度、指向功能修正补偿、运动方向以及运动力度和速度等多个方面更加精准全面的测算和计算无人机1的风飞行姿态，从而实现高精度的运动检测和相关数据支持。
[0029]
为了更好的效果，所述的整流滤波模块1101为farm2cn1型整流滤波模块。
[0030]
本发明采用电源管理模块12，电源管理模块12包括ad采样控制器121和电量检测模块122，ad采样控制器121和电量检测模块122实时采集和监测无人机1电源输出电压下降的信息，当监测到无人机1电量不足时会向距离无人机最近的充电平台2发出信号并通过定位模块13自动寻找，进行返航充电；本发明采用充电平台2和充电网络平台3，当无人机1到达最近充电平台2目标时，通过九轴运动传感器1321以及gps定位模块131调整方向，通过无人机1上的超声波传感器1332和气压计1331获得距离地面的高度，调整自己的飞行状态，便于与充电平台2对接；本发明采用充电平台2，无人机1通过红外编码发射模块14与充电平台的红外线定位模块23进行通信和对接，并通过红外线条形码识别模块24对无人机1进行识别并记录其信息，通过数据连接管理模块25上传到充电网络平台3，统一数据管理，建立充电平台网络，组建一整套网络系统，使得所有的充电平台2管理更加方便简单，然后充电平台2及时开启开合板9，使无人机1进入到充电平台2内部的无线充电平台2101上的无线充电面板2102后，及时关闭开合板9，无人机1通过落脚架15上的充电触点152与无线充电面板2102连接进行无线充电，充电控制模块211以及稳压模块212保证无人机1的充电过程稳定，无人机1的整流滤波模块1101、功率控制模块1102、冲击保护电路模块1103以及磁场感应检测模块1103来保证充电电压的质量、功率以及充电速度；本发明采用太阳能板2202，太阳能板2202收集太阳能，mppt控制器模块2201能够实时侦测太阳能板2202的发电电压，并追踪最高电压电流值(vi)，然后通过光电转换模块222转换成电能，使系统以最大功率输出对电源模块223充电；无人机1的充电过程减少了人的干预，使无人机1的工作能够更加人工智能化，在长时间大范围的无人机监测任务中，安全可靠，使用十分简单方便；本发明具有充电稳定良好、安全可靠、使用方便的优点。

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