本發(fā)明涉及無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種太陽能無人機(jī)基站。

背景技術(shù)：

隨著自動控制技術(shù)的發(fā)展，多旋翼飛行器以其結(jié)構(gòu)簡單、使用便捷、垂直起降等特點而得到廣泛使用，被廣泛用于電力巡檢、快遞送貨、生態(tài)監(jiān)測、航空測繪、應(yīng)急減災(zāi)、消防偵查、消費娛樂等領(lǐng)域。但多旋翼飛行器存在續(xù)航能力弱，耗電量大的缺點，限制了其在工業(yè)領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。

部分研究機(jī)構(gòu)基于此提出了無人機(jī)基站來增加無人機(jī)續(xù)航的方案，但大多數(shù)結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，成本較高，?？坎槐?，且需要人工進(jìn)行布置與操作，易受到人為或自然因素的破壞，反而增加了使用的不便，久久未能得到推廣。鑒于此，本發(fā)明提供了一種吊掛式太陽能無人機(jī)基站。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種太陽能無人機(jī)基站，具有結(jié)構(gòu)緊湊、使用便捷、太陽能利用效率高等特點。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一種太陽能無人機(jī)基站，包括主機(jī)殼、太陽能帆板、控制系統(tǒng)和泊接組件，所述主機(jī)殼頂部設(shè)有懸掛組件，所述太陽能帆板通過連接組件與主機(jī)殼相連，能夠與無人機(jī)對接的泊接組件設(shè)置在主機(jī)殼底部，所述懸掛組件、連接組件、泊接組件和太陽能帆板均與控制系統(tǒng)相連。

優(yōu)選的，所述主機(jī)殼為中空板狀，所述控制系統(tǒng)包括蓄電池、電量管理器、核心控制器、傳感器模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊，所述蓄電池、電量管理器和核心控制器均設(shè)置在主機(jī)殼內(nèi)，所述傳感器模塊設(shè)置在主機(jī)殼的前后側(cè)，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊設(shè)置在主機(jī)殼的下部后側(cè)，所述太陽能帆板與蓄電池相連。

優(yōu)選的，所述太陽能帆板為兩塊、且對稱設(shè)置在主機(jī)殼兩側(cè)，兩塊太陽能帆板為可折疊式、且均能夠通過連接組件收縮并折疊在主機(jī)殼側(cè)面。

優(yōu)選的，所述連接組件包括驅(qū)動軸、旋轉(zhuǎn)軸和擺動軸，所述旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置在太陽能帆板一側(cè)、且能夠平行于主機(jī)殼外表面擺動，所述驅(qū)動軸和擺動軸分別貫穿主機(jī)殼、且垂直設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸兩端，所述擺動軸設(shè)置在主機(jī)殼下部的弧形軌道內(nèi)，所述驅(qū)動軸由主機(jī)殼內(nèi)動力部件驅(qū)動，所述動力部件由控制系統(tǒng)控制。

優(yōu)選的，所述泊接組件包括l型泊接桿、泊接與電源接口、泊接定位區(qū)，所述l型泊接桿的中間部通過銷軸與主機(jī)殼下端的連接部轉(zhuǎn)動連接，所述泊接與電源接口及泊接定位區(qū)均設(shè)置在l型泊接桿的兩個端面上。

進(jìn)一步的，所述泊接定位區(qū)為可供無人機(jī)攝像頭識別的圖像。

優(yōu)選的，所述懸掛組件包括掛鉤、由控制系統(tǒng)控制的開合機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述掛鉤由開合機(jī)構(gòu)驅(qū)動開合、且設(shè)置在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上方，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)置在主機(jī)殼頂部。

進(jìn)一步的，所述開合機(jī)構(gòu)包括固定部和活動部，所述活動部通過鉸軸與固定部連接、且與掛鉤固定相連，所述固定部底部與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相連，所述鉸軸及旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)均由控制系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)動。

優(yōu)選的，所述主機(jī)殼下部為圓弧狀邊緣，所述弧形軌道設(shè)置在圓弧狀邊緣里側(cè)。

優(yōu)選的，所述主機(jī)殼內(nèi)部設(shè)有網(wǎng)格狀加強(qiáng)筋板。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：本發(fā)明通過懸掛組件可吊掛于樹干、電線等位置，不需地面建站，布置簡單，不易受到破壞，能夠快速部署；太陽能帆板通過連接組件與主機(jī)殼相連，能夠充分利用太陽能，通過下部泊接組件與無人機(jī)對接實現(xiàn)無人機(jī)的充電作業(yè)；利用控制系統(tǒng)控制懸掛組件、連接組件、泊接組件和太陽能帆板的動作提高了自動化程度。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)緊湊、使用便捷，自動化程度高、調(diào)節(jié)靈活方便，有冗余接口，可同時泊接兩架無人機(jī)，太陽能利用效率高等特點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例提供的一種太陽能無人機(jī)基站的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明在太陽能帆板展開狀態(tài)下的主視圖；

圖3是圖3的左視圖；

圖4是本發(fā)明在太陽能帆板折疊狀態(tài)下的示意圖；

圖5是圖4的a向視圖；

圖6是圖5的左視圖；

圖7是本發(fā)明中主機(jī)殼的內(nèi)部示意圖；

圖8是本發(fā)明的使用狀態(tài)圖。

圖中：1-懸掛組件，2-主機(jī)殼，3-蓄電池，4-核心控制器，5-電量管理器，6-傳感器模塊，7-數(shù)據(jù)傳輸模塊，8-太陽能帆板，9-泊接組件，10-泊接與電源接口，11-泊接定位區(qū)，12-無人機(jī)，13-驅(qū)動軸，14-旋轉(zhuǎn)軸，15-擺動軸，16-加強(qiáng)筋板，17-弧形軌道，18-l型泊接桿，19-銷軸，20-連接部；101-掛鉤，102-旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，103-固定部。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及具體實施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

請參考圖1和圖8，本發(fā)明提供的一種太陽能無人機(jī)基站，包括主機(jī)殼2、太陽能帆板8、控制系統(tǒng)和泊接組件9，所述主機(jī)殼2頂部設(shè)有懸掛組件1，所述太陽能帆板8通過連接組件與主機(jī)殼2相連，能夠與無人機(jī)12對接的泊接組件9設(shè)置在主機(jī)殼2底部，所述懸掛組件1、連接組件、泊接組件9和太陽能帆板8均與控制系統(tǒng)相連，各組件與控制系統(tǒng)相連，由控制系統(tǒng)控制懸掛組件使主機(jī)殼可吊掛于樹干、電線等位置，無需在地面建站，布置簡單且不易受到破壞，能夠快速部署；通過連接組件實現(xiàn)太陽能帆板與主機(jī)殼的連接并利用太陽能帆板進(jìn)行發(fā)電，通過泊接組件實現(xiàn)無人機(jī)與主機(jī)殼的泊接，實現(xiàn)對無人機(jī)的充電。

參見圖7，所述主機(jī)殼2為中空板狀，所述控制系統(tǒng)包括蓄電池3、電量管理器5、核心控制器4、傳感器模塊6和數(shù)據(jù)傳輸模塊7，所述蓄電池3、電量管理器5和核心控制器4均設(shè)置在主機(jī)殼2內(nèi)，所述傳感器模塊6設(shè)置在主機(jī)殼2的前后側(cè)，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊7設(shè)置在主機(jī)殼2的下部后側(cè)，所述太陽能帆板8與蓄電池3相連。中空板狀的主機(jī)殼為扁長方體，能夠在減輕整體重量的同時也減小單側(cè)的迎風(fēng)面積，減小風(fēng)力因素對基站的破壞；利用傳感器模塊對外部環(huán)境如風(fēng)向、光照方向與溫度進(jìn)行感知，使太陽能帆板最大限度地接受太陽光照射，利用太陽能帆板發(fā)電，并將電量儲存在蓄電池內(nèi)，利用電量管理器對蓄電池的電量進(jìn)行監(jiān)控管理；通過數(shù)據(jù)傳輸模塊實現(xiàn)無人機(jī)或其他基站間的通信。

參見圖2-6，所述太陽能帆板8為兩塊、且對稱設(shè)置在主機(jī)殼2兩側(cè)，兩塊太陽能帆板8為可折疊式、且均能夠通過連接組件收縮并折疊在主機(jī)殼2側(cè)面?？烧郫B式的太陽能帆板能夠增大接受太陽光的能量，保持太陽能發(fā)電達(dá)到最大效率，太陽能帆板8的驅(qū)動方式與衛(wèi)星的太陽能帆板驅(qū)動方式相同。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的方案，所述連接組件包括驅(qū)動軸13、旋轉(zhuǎn)軸14和擺動軸15，所述旋轉(zhuǎn)軸14設(shè)置在太陽能帆板8一側(cè)、且能夠平行于主機(jī)殼2外表面擺動，所述驅(qū)動軸13和擺動軸15分別貫穿主機(jī)殼2、且垂直設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸14兩端，所述擺動軸15設(shè)置在主機(jī)殼2下部的弧形軌道17內(nèi)，所述驅(qū)動軸13由主機(jī)殼2內(nèi)動力部件驅(qū)動，所述動力部件由核心控制器4控制。太陽能帆板以旋轉(zhuǎn)軸為中心軸轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)與主機(jī)殼間的開合；在動力部件驅(qū)動下太陽能帆板繞驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動，太陽能帆板另一端的擺動軸在弧形軌道內(nèi)，在核心控制器的控制下驅(qū)動太陽能帆板的展開與旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)太陽能帆板的角度調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述泊接組件9包括l型泊接桿18、泊接與電源接口10、泊接定位區(qū)11，所述l型泊接桿18的中間部通過銷軸19與主機(jī)殼2下端的連接部20轉(zhuǎn)動連接，所述泊接與電源接口10及泊接定位區(qū)11均設(shè)置在l型泊接桿18的兩個端面上。其中，所述泊接定位區(qū)11為可供無人機(jī)攝像頭識別的圖像。無人機(jī)停靠時，通過攝像頭對泊接定位區(qū)11進(jìn)行定位，對準(zhǔn)泊接定位區(qū)11后上升高度，將自身的電極插入l型泊接桿18端面上的泊接與電源接口10中，進(jìn)行充電作業(yè)。另外，在主機(jī)殼內(nèi)設(shè)置動力部件來驅(qū)動銷軸，通過核心控制器控制銷軸的旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)l型泊接桿繞銷軸旋轉(zhuǎn)，借助l型泊接桿18的兩個端面可同時泊接兩架無人機(jī)，提高任務(wù)靈活程度，增加緊急情況下的反應(yīng)能力。

在本發(fā)明的一個具體實施例中，所述懸掛組件1包括掛鉤101、由核心控制器4控制的開合機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)102，所述掛鉤101由開合機(jī)構(gòu)驅(qū)動開合、且設(shè)置在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)102上方，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)102設(shè)置在主機(jī)殼2頂部。其中，所述開合機(jī)構(gòu)包括固定部103和活動部，所述活動部通過鉸軸與固定部103連接、且與掛鉤固定相連，所述固定部103底部與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)102相連，所述鉸軸及旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)均由核心控制器4控制轉(zhuǎn)動。所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括安裝座和轉(zhuǎn)軸，所述安裝座固定在主機(jī)殼頂部，所述轉(zhuǎn)軸垂直設(shè)置在安裝座上，轉(zhuǎn)軸上端與固定部相連并驅(qū)動固定部旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動下方主機(jī)殼繞垂直方向的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動；將活動部固定在鉸軸上，通過鉸軸的轉(zhuǎn)動帶動活動部上的掛鉤轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)掛鉤的開合，可將帶有太陽能帆板的主機(jī)殼懸掛在高空的樹干、電線等物體上，布置靈活方便，無需占用地面面積。

為了減小主機(jī)殼的整體重量，所述主機(jī)殼2下部為圓弧狀邊緣，所述弧形軌道17設(shè)置在圓弧狀邊緣里側(cè)。

在本發(fā)明一種具體實施例中，所述主機(jī)殼2內(nèi)部設(shè)有網(wǎng)格狀加強(qiáng)筋板16，用來提高主機(jī)殼的整體強(qiáng)度。

綜上所述，本發(fā)明具有以下特點：

（1）主機(jī)殼采用吊掛方式，可吊掛于樹干、電線等高空位置，不需地面建站，布置簡單，不易受到破壞，快速部署。

（2）主機(jī)殼可繞垂直轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，太陽能帆板可以繞水平驅(qū)動軸及旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，類似于衛(wèi)星的太陽能帆板，可以保持太陽能發(fā)電最大效率。

（3）主機(jī)殼總體外形為扁長方體，最大限度增加太陽能帆板的感光面積，并減小單側(cè)的迎風(fēng)面積，減小風(fēng)力因素對基站的破壞。

（4）采用l型泊接桿，在其兩端面上可同時泊接兩架無人機(jī)，提高任務(wù)靈活程度，增加緊急情況下的反應(yīng)能力。

本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。