本實用新型專利技術(shù)公開一種便于充電的水務監(jiān)測無人機，包括機架、飛控系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、電源系統(tǒng)和監(jiān)測設備；所述機架作為無人機的支撐骨架，用于掛載飛控系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、電源系統(tǒng)和監(jiān)測設備；所述飛控系統(tǒng)通過通訊設備與外界通信；所述電源系統(tǒng)給飛控系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)和監(jiān)測設備供電；所述監(jiān)測設備掛載于機架下端，可無障礙地獲取水務信息；所述電源系統(tǒng)包括配套設置地充電接口、充電器、動力電池和充電夾板；所述充電接口可將外部電源輸送給充電器，所述充電器可對動力電池直接充電；所述充電接口分為上充電口和下充電口，其中上充電口架設于機架的最頂端，下充電口設置于機架的最底端，便于無人機直接通過充電夾板充電。無人機直接通過充電夾板充電。無人機直接通過充電夾板充電。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種便于充電的水務監(jiān)測無人機
[0001]本技術(shù)涉及水環(huán)境控制
，尤其是一種便于充電的水務監(jiān)測無人機，能滿足大型水域持續(xù)和自動地水務監(jiān)測需求。
技術(shù)介紹
[0002]無人機是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛行器，或者由車載計算機完全地或間歇地自主地操作。
[0003]與有人駕駛的飛機相比，無人機往往更適合那些重復和危險的任務。無人機按應用領(lǐng)域；在軍用方面，無人機分為偵察機、攻擊機和靶機；在民用方面，無人機嵌入各行業(yè)應用，對無人機有著廣泛的需求，目前在航拍、農(nóng)業(yè)、植保、微型自拍、快遞運輸、災難救援、野生觀察、傳染病監(jiān)控、測繪、新聞報道、電力巡檢、水務監(jiān)測、救災、影視拍攝、空中表演等領(lǐng)域的應用，極大拓展了無人機本身的用途。
[0004]但是無人機在運行過程中，對電能的損耗較快，極大降低無人機的持續(xù)水務監(jiān)測的能力，尤其是無人機在工作完成后，需要人工收納整理，降低了自動化程度；一則因為無人機對電池的掛載能力有限，二則由于無人機持續(xù)的高空飛行十分費電，通常運行半小時后就需要返航充電或更換電池，無論是更換電池還是為電池充電，大多需要人工參與，破壞了無人機整體智能性；具體的，無人機充電前，需要人工將電池從電池艙中取出來，然后放置到充電箱中充電，充完電后再人工將電池返回電池艙中為無人機供電，整個過程復雜，自動化程度低。
[0005]鑒于此，克服上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷是本
亟待解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
[0006]本技術(shù)需要解決的技術(shù)問題是：現(xiàn)有無人機很難獨立完成有線充電，需要人工將電池從電池艙中取出來，然后放置到充電箱中充電，充完電后再人工將電池返回電池艙中，無人機供電的整個過程復雜，自動化程度低。
[0007]本技術(shù)通過如下技術(shù)方案達到上述目的：提供一種便于充電的水務監(jiān)測無人機，包括機架、飛控系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、電源系統(tǒng)和監(jiān)測設備；
[0008]所述機架作為無人機的支撐骨架，用于掛載飛控系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、電源系統(tǒng)和監(jiān)測設備；
[0009]所述飛控系統(tǒng)作為無人機的控制樞紐，連接并監(jiān)控通訊系統(tǒng)、電源系統(tǒng)和監(jiān)測設備的運行工況；所述飛控系統(tǒng)通過通訊設備與外界通信；所述電源系統(tǒng)給飛控系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)和監(jiān)測設備供電；
[0010]所述飛控系統(tǒng)和通信設備安裝于機架中端；
[0011]所述電源系統(tǒng)分布設置于機架上；
[0012]所述監(jiān)測設備掛載于機架下端，無人機在巡航過程中可借助監(jiān)測設備獲取水務信息。
[0013]進一步的，所述機架包括支撐環(huán)、力臂、腳架和防雨罩，所述力臂水平均勻地分布于支撐環(huán)四周，所述腳架均勻分布于支撐環(huán)下端，所述防雨罩固定在支撐環(huán)的上方；支撐環(huán)和防雨罩之間設置有控制艙，支撐環(huán)的下方設置有電池艙；所述力臂的尾端設置有螺旋槳系統(tǒng)；螺旋槳系統(tǒng)包括電機、電調(diào)和槳葉；具體的，所述飛控系統(tǒng)和通信設備安裝于控制艙中；所述支撐環(huán)、力臂、腳架和防雨罩采用碳纖維材質(zhì)制成。
[0014]進一步的，所述電源系統(tǒng)包括配套設置地充電接口、充電器和動力電池；所述充電接口與充電器相連，可將外部電源輸送給充電器，所述充電器與動力電池相連，可對動力電池直接充電，動力電池可持續(xù)地為無人機中用電設備供電；
[0015]所述充電器和動力電池配套地安裝于電池艙中，尤其是動力電池安裝時，需要根據(jù)整個無人機的重心要求調(diào)整；
[0016]所述充電接口分為上充電口和下充電口，其中上充電口架設于機架的最頂端，下充電口設置于機架的最底端；
[0017]所述監(jiān)測設備掛載在電池艙上，可無遮擋地巡航監(jiān)測。
[0018]進一步的，所述上充電口為豎直向上的金屬桿，垂直設置于防雨罩的頂部；所述下充電口為環(huán)形金屬圈，設置于腳架的底部。
[0019]進一步的，所述金屬桿頂端設置有彈簧探頭，當金屬桿的頂部被擠壓時，彈簧探頭可改變長度和/或彎折角度，保持向上頂起的趨勢。
[0020]進一步的，所述電源系統(tǒng)還包括與無人機高度配套地充電夾板，安裝于可停放無人機的機庫或空場地；
[0021]所述充電夾板包括上部夾板、支撐夾板、下部夾板和旋轉(zhuǎn)電機；所述支撐夾板垂直地固定在下部夾板一端，所述上部夾板可旋轉(zhuǎn)的設置于支撐夾板上端，所述旋轉(zhuǎn)電機固定在支撐夾板上，旋轉(zhuǎn)電機的輸出軸套接在上部夾板上，可驅(qū)動上部夾板圍繞支撐夾板的上端旋轉(zhuǎn)；
[0022]所述旋轉(zhuǎn)電機的處理器中設置有可與飛控系統(tǒng)通訊的藍牙模塊，可接收飛控系統(tǒng)的動作指令；
[0023]所述上部夾板與無人機的金屬桿的電極一致，并在接觸時保持連通；所述下部夾板與無人機的金屬圈的電極一致，并在接觸時保持連通；當所述旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動上部夾板旋轉(zhuǎn)至與下部夾板平行并將無人機夾在中間時，上部夾板壓住金屬桿，下部夾板頂住金屬圈，可將外部電源引入無人機，為無人機充電。
[0024]進一步的，所述飛控系統(tǒng)包括主控器、姿態(tài)感應器、GPS天線、北斗天線、電子羅盤、電源控制模塊和/或LED提示燈。
[0025]進一步的，所述通訊系統(tǒng)包括通信電臺、5G通信設備、微波通信臺和/或藍牙模塊。
[0026]進一步的，所述監(jiān)測設備包括相機云臺和攝像頭，其中相機云臺掛載于電池艙的底部，攝像頭配套地安裝于相機云臺上，相機云臺能調(diào)整攝像頭的工作角度并保持攝像頭的平穩(wěn)攝像，攝像頭能及時獲取視頻和圖片信息。
[0027]進一步的，所述監(jiān)測設備還包括儀器云臺、流速儀和/或水深儀，其中儀器云臺掛載于電池艙的一側(cè)，流速儀和/或水深儀配套地掛載于儀器云臺上，儀器云臺可調(diào)整流速儀和/或水深儀的工作角度并保持流速儀和/或水深儀的平穩(wěn)監(jiān)測，其中流速儀能及時獲取河流、水庫或湖泊中水體的流速，水深儀能及時獲取河流、水庫或湖泊中水體的水深信息。
[0028]無人機在水務監(jiān)測及充電過程中涉及的步驟如下。
[0029]步驟1：初始狀態(tài)時，無人機停放在機庫的充電夾板內(nèi)充電，當無人機電量高于指定閾值時即可執(zhí)行巡航任務。
[0030]步驟2：準備起飛：飛控系統(tǒng)給旋轉(zhuǎn)電機下發(fā)“準備巡航”指令；旋轉(zhuǎn)電機帶動上部夾板順時針旋轉(zhuǎn)至上部夾板完全打開，并將上部夾板當前狀態(tài)匯報給飛控系統(tǒng)。
[0031]步驟3：起飛巡航：無人機根據(jù)上部夾板的當前角度，確定可安全起飛時，啟動螺旋槳系統(tǒng)，按照指定巡航路線，前往水域上空正常巡航拍照和/或監(jiān)測水體流速。
[0032]步驟4：自動返航：當動力電池的電量低于指定閾值時，飛控系統(tǒng)啟動自動返航的程序，朝充電夾板飛去，并停留在下部夾板上。
[0033]步驟5：準備充電：當無人機停穩(wěn)后，飛控系統(tǒng)給旋轉(zhuǎn)電機下發(fā)“準備充電”指令，旋轉(zhuǎn)電機帶動上部夾板逆時針旋轉(zhuǎn)，上部夾板朝金屬桿方向靠近。
[0034]步驟6：正常充電：當上部夾板與下部夾板平行，并且上部夾板壓住金屬桿，下部夾板頂住金屬圈時，充電夾板將外部電源引入無人機，給無人機充電。
[0035]本技術(shù)相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點。
[0036]1、將充電接口的兩極分別設置于無人機的最頂端和最底端本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種便于充電的水務監(jiān)測無人機，其特征在于，包括機架（1）、飛控系統(tǒng)（2）、通訊系統(tǒng)（3）、電源系統(tǒng)（4）和監(jiān)測設備（5）；所述機架（1）作為無人機的支撐骨架，用于掛載飛控系統(tǒng)（2）、通訊系統(tǒng)（3）、電源系統(tǒng)（4）和監(jiān)測設備（5）；所述飛控系統(tǒng)（2）作為無人機的控制樞紐，連接并監(jiān)控通訊系統(tǒng)（3）、電源系統(tǒng)（4）和監(jiān)測設備（5）的運行工況；所述飛控系統(tǒng)（2）通過通訊設備與外界通信；所述電源系統(tǒng)（4）給飛控系統(tǒng)（2）、通訊系統(tǒng)（3）和監(jiān)測設備（5）供電；所述飛控系統(tǒng)（2）和通信設備安裝于機架（1）中端；所述電源系統(tǒng)（4）分布設置于機架（1）上；所述監(jiān)測設備（5）掛載于機架（1）下端，無人機在巡航過程中可借助監(jiān)測設備（5）獲取水務信息。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便于充電的水務監(jiān)測無人機，其特征在于，所述機架（1）包括支撐環(huán)（101）、力臂（102）、腳架（103）和防雨罩（6），所述力臂（102）水平均勻地分布于支撐環(huán)（101）四周，所述腳架（103）均勻分布于支撐環(huán)（101）下端，所述防雨罩（6）固定在支撐環(huán)（101）的上方；支撐環(huán)（101）和防雨罩（6）之間設置有控制艙，支撐環(huán)（101）的下方設置有電池艙；所述力臂（102）的尾端設置有螺旋槳系統(tǒng)（104）；具體的，所述飛控系統(tǒng)（2）和通信設備安裝于控制艙中。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的便于充電的水務監(jiān)測無人機，其特征在于，所述電源系統(tǒng)（4）包括配套設置地充電接口（401）、充電器（402）和動力電池（403）；所述充電接口（401）與充電器（402）相連，可將外部電源輸送給充電器（402），所述充電器（402）與動力電池（403）相連，可對動力電池（403）直接充電；所述充電器（402）和動力電池（403）配套地安裝于電池艙中；所述充電接口（401）分為上充電口（404）和下充電口（405），其中上充電口（404）架設于機架（1）的最頂端，下充電口（405）設置于機架（1）的最底端；所述監(jiān)測設備（5）掛載在電池艙上。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的便于充電的水務監(jiān)測無人機，其特征在于，所述上充電口（404）為豎直向上的金屬桿，垂直設置于防雨罩（6）的頂部；所述下充電口（405）為環(huán)形金屬圈，設置于腳架（103）的底部。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的便于充電的水務監(jiān)測無人機，其特征在于，所述金屬桿頂端設置有彈簧探頭（406），當金屬桿的頂部被擠壓時，彈簧探頭（406）可改變長度和/或彎折角度，保持向上頂起的趨勢。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的便于充電...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：?五一IntClB六四C二七零八，
申請(專利權(quán))人：大鵬高科武漢智能裝備有限公司，
類型：新型
國別省市：
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