[发明专利]一种应用于球型无人机的磁吸式自适应充电系统与方法

说明书

本发明提供了一种球形无人机、磁吸式自适应充电系统与方法，磁吸式自适应充电系统包括球形无人机和无人机充电舱；当无人机动力模块供电不足时，无人机主控模块通过无人机充电舱发送来的定位信息控制无人机自驾仪模块和无人机动力模块，以将无人机导航至无人机充电舱位置并将其停稳至圆形升降可扩展化底座上，当无人机充电舱感应到无人机降落在圆形升降可扩展化底座后，微控制器将控制底座下降到自镇定式无人机充电舱中的对应位置，随之舱盖关闭，随后圆形升降可扩展化底座的下降到磁吸式充电装置对应位置，此时磁吸式充电装置与磁吸式充电感应装置位置相互对应开始，本发明充电过程具有较高的抗干扰性和安全性，可以实现较高的充电效率。

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种应用于球型无人机的磁吸式自适应充电系统与方法。

背景技术

球形无人机有别于常规飞机的总体布局，它没有机翼、平尾和垂尾，其最大的特点是无人机所有系统都被一个类似于灯笼骨架的碳纤维球形外骨架包裹起来，即使无人机撞上地面或是空中固定装置，对无人机也毫无影响，能很好地抵抗外界不利环境和不必要的坠撞，体现了很好的自我保护能力。

无人机、无人艇作为机动性强、灵活性高、应用范围广泛的两类无人航行器，无论是在监测、监控、巡航等民用，还是在反潜、探雷等军用领域均得到了广泛应用和长足发展。但面对越来越复杂多变的水上交通环境，无人艇从任务执行维度上面临越来越大的挑战，因此，有必要结合无人机空域优势和无人艇水域优势构建无人机-艇协同系统，以充分结合和发挥双方优势，实现最大的任务执行效能。然而当前无人机-艇协同系统中的核心关键问题，即无人机如何有效降落于晃动的无人艇上，以及如何提升无人机-艇协同作业的续航能力，是亟需解决的问题。

目前球形无人机尚未有合适且高效的充电方式，更没有一种可以实现在不稳定晃动移动充电平台进行准确高效的充电方法。市场上有一类无人机采用插电充电方式对电池进行充电，但采用插电充电方式对电池进行充电，需要用户额外执行充电线插入的操作，且在充电完成后用户需要将充电线拔出，过程较为繁琐，难以实现无人机值守自动化；另一类无人机采用传统无线充电的方式对电池进行充电，但采用传统无线充电方式无法解决无人机有效降落于不稳定晃动中的充电装置。在现有的充电方式中，受无人机有线充电的繁琐对接充电感应过程、传统无线充电的适用性低等限制，球形无人机无法实现智能化、自动化、高效化充电，限制了球形无人机的应用领域与应用环境。

发明内容

本发明提供一种应用于球型无人机的磁吸式自适应充电系统与方法，用以解决现有技术充电过程中平台不稳定和较为复杂的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

第一方面提供了一种球形无人机，包括：碳纤维球形外骨架、无人机本体、碳纤维球形外骨架-无人机连接装置以及磁吸式充电感应装置；

其中，所述碳纤维球形外骨架为一个网状碳纤维球形的保护壳；所述磁吸式充电感应装置为圆环状，固定在所述碳纤维球形外骨架的中轴环上；所述磁吸式充电装置为环形磁吸式接口，磁吸式充电感应装置上设有磁吸式充电接收电路；

所述无人机本体通过碳纤维球形外骨架-无人机连接装置与碳纤维球形外骨架，无人机本体包括：无人机主控模块以及与无人机主控模块电连接的无人机动力模块、无人机通信模块、无人机磁吸式充电模块、无人机导航模块以及无人机自驾仪模块，所述无人机通信模块用于与无人机充电舱进行通信，获取无人机充电舱的位置信息，实现球形无人机与无人机充电舱间的信息交互，所述无人机磁吸式充电模块用于接收无人机充电舱的电能并给人机动力模块充电，无人机动力模块用于给无人机提供动能，所述无人机导航模块用于无人机的定位；所述无人机自驾仪模块用于获取无人机的运动信息，由无人机主控模块根据无人机导航模块的定位信息、自驾仪模块的运动信息以及无人机充电舱的位置信息，将球形无人机导航至无人机充电舱位置。

在一种实施方式中，所述无人机本体采用四旋翼无人机。