[发明专利]无人机充电站

说明书

一种用于无人机的充电系统，具有连接到电网上的基础结构、从该基础结构可延伸并终止于与无人机的充电端口兼容的充电接口的连接器，以及在基础结构上使能够与无人机通信并启动、控制和停止充电电源的计算机控制器。当无人机接近充电系统时，控制器将无人机指向充电位置，管理充电接口与无人机充电端口的连接，启动充电电源，监控充电进度，并且在充电完成时，将充电接口与无人机的充电端口断开。

技术领域

本发明是电动车辆充电领域，并且更具体地涉及客运无人机。

背景技术

未来几年，客运无人机将慢慢取代汽车和小型卡车，并能够搭载一名乘客，或多个乘客或货物。它们将是自主的，虽然在网络而不是人类的控制下。大多数无人机将是电池驱动的，因为电池技术正在变得具有成本竞争力并且正在迅速改进，使得电池能够在尺寸和重量下降的同时存储更多的能量。所有无人机都将需要在长途旅行中再充电或补给燃料。

除了电池技术以外，目前存在其他新技术使客运无人机非常可行：示例是物联网(IoT)，以实现各种电子设备之间的通信；避免碰撞，其包括使用视频识别；高智能电子产品，其还具有重量轻、价格便宜、体积小的特点；先进的无线电通信，例如最新的WiFi规范和即将推出的5G变体；以及轻量化和强劲的新飞行技术和材料。此外，现在的需求有两个主要原因。首先，三维地上交通运输避免了高峰时段的交通拥堵，世界各地的通勤者每天早晚都会卡在二维表面上浪费宝贵的时间。其次，出于环境原因，由于电池和电动机消除了对化石燃料的需求，现在具有成本竞争力。因此，明确需要的是一种快速有效地为无人机再充电或补给燃料的方法，以允许在长途旅行中行进，而不是维持一次充电。

发明内容

在本发明的一个实施例中，提供一种用于无人机的充电系统，包括连接到电网上的基础结构、从该基础结构可延伸并终止于与无人机的充电端口兼容的充电接口的连接器，以及在基础结构上能够与无人机通信并启动、控制和停止充电电源的计算机控制器。当无人机接近充电系统时，控制器将无人机指向充电位置，管理充电接口与无人机充电端口的连接，启动充电电源，监控充电进度，并且在充电完成后，将充电接口从无人机的充电端口断开。

在一个实施例中，从基础结构可延伸的连接器是铰接式电缆，可由控制器管理以延伸到并插入无人机的充电端口上。同样在一个实施例中，从基础结构可延伸的连接器是包括感应充电接口的可延伸杆。在一个实施例中，系统还包括具有充电端口的无人机，其包括感应充电接口。并且在一个实施例中，从基础结构延伸的连接器呈现一对轨道，一个处于地电位而另一个处于沿着路径定向的电压，其中无人机能够沿着与轨道接触的路径行进以接受充电。

在系统的一个实施例中，计算机控制器控制着无人机向充电位置的接近和无人机从充电位置的离开。同样在一个实施例中，计算机控制器与无人机交互，以确定无人机是否可以达到下一个目的地，需要多少电量以及充电速率。在一个实施例中，基础结构是垂直定向的柱。在一个实施例中，系统还包括多个可单独控制的连接器，这些连接器处于不同的高度并且在不同方向可延伸，能够同时用于多个无人机。在一个实施例中，计算机控制器与其他充电系统通信。并且在一个实施例中，系统还包括中心计算机系统，该中心计算机系统管理并聚集来自多个充电站的数据并与多个充电站共享数据。

在本发明的另一方面，提供一种用于无人机充电的方法，包括将基础结构连接到电网上，从基础结构延伸连接器，与无人机的可兼容充电端口连接；并且通过基础结构上的计算机控制器与无人机通信，以启动、控制并停止充电电源。

在本方法的一个实施例中，从基础结构可延伸的连接器是铰接式电缆，并且控制器管理该铰接式电缆以延伸到并插入到无人机的充电端口上。同样在一个实施例中，从基础结构可延伸的连接器是包括感应充电接口的可延伸杆，并且控制器延伸杆以将感应充电接口放置在无人机的充电端口附近，该无人机也包括感应充电接口。在一个实施例中，从基础结构延伸的连接器呈现一对轨道，一个处于地电位而另一个处于沿着路径定向的电压，其中无人机能够沿着与轨道接触的路径行进以接受充电。并且在一个实施例中，计算机控制器控制着无人机向充电位置的接近和无人机从充电位置的离开。