无人机的充电装置和无人机的制作方法

本公开涉及无人机领域，具体地，涉及一种无人机的充电装置和无人机。

背景技术：

无人驾驶飞机简称无人机，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，包括无人直升机、固定翼机、多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机等。

按不同使用领域来划分，无人机可分为军用、民用和消费级三大类，不同种类的无人机对于性能的要求各有偏重。其中，消费级无人机一般采用成本较低的多旋翼平台，用于航拍、游戏等休闲用途。无人机可以在无人驾驶的条件下完成复杂空中飞行任务和各种负载任务，可以看作是“空中机器人”。

在相关技术中，无人机充电时通常采用两种方案。第一，需要通过自动化设备将无人机端和充电设备端的连接器相连。由于无人机通常采用大电流连接器，因此，插拔寿命的次数较低，无法长时间地循环使用，这就大大增加了无人机的成本。第二，采用无线充电系统。由于无人机充电电流较大，因此，采用无线传输需要在无人机端布置较大的感应线圈，这就增加了无人机自重，从而降低了无人机的飞行效率，增加了电池损耗成本。

技术实现要素：

本公开的目的是提供一种实用且可靠的无人机的充电装置和无人机。

为了实现上述目的，本公开提供一种无人机的充电装置，所述充电装置包括：

支撑平台，用于支撑所述无人机；

锁紧部，用于将所述无人机锁紧在所述支撑平台上；

鼓风装置，用于在所述锁紧部将所述无人机锁紧在所述支撑平台后，向所述无人机的螺旋桨鼓风，以通过所述螺旋桨的转动为所述无人机充电。

可选地，所述鼓风装置包括设置在所述支撑平台上的多个鼓风机，所述多个鼓风机与所述无人机的多个螺旋桨一一对应，每一所述鼓风机分别用于向各自对应的螺旋桨鼓风。

可选地，每个所述鼓风机包括多个出风管口，每个所述鼓风机的多个出风管口与所述鼓风机对应的所述螺旋桨的多个桨叶一一对应。

可选地，所述多个出风管口的每个出风管口都为螺旋形，以使每个所述鼓风机的出风形成涡流。

可选地，所述充电装置还包括：

驱动装置，与所述支撑平台连接，用于驱动所述支撑平台转动，以校准所述螺旋桨相对于所述鼓风装置的位置。

本公开还提供一种无人机，所述无人机包括：

支架，所述无人机通过所述支架被锁定至充电装置上；

螺旋桨，用于为所述无人机提供飞行动力和将风能转化为转动动能；

电机，与所述螺旋桨连接，所述螺旋桨的转动带动所述电机转动，所述电机用作发电机，以使所述螺旋桨的转动动能转化为电能；

电池，用于存储所述电机转化的电能以及向外提供电能。

可选地，所述无人机还包括：

电路切换模块，与所述电机连接，用于在所述无人机处于充电工况的情况下，将所述电机转动产生的第一交流电信号传输至整流模块；

所述整流模块，与所述电路切换模块连接，用于将所述第一交流电信号转换为用于为所述电池充电的第一直流电信号。

可选地，所述无人机还包括：

稳压模块，所述整流模块通过所述稳压模块与所述电池连接，所述稳压模块用于对所述第一直流电信号进行稳压，并将稳压后所得电信号传输至所述电池以为所述电池充电。

可选地，所述无人机还包括：

逆变模块，所述电池与所述电路切换模块通过所述逆变模块连接，所述逆变模块用于将所述电池输出的第二直流电信号转换成第二交流电信号，并将所述第二交流电信号传输至所述电路切换模块。

相应地，所述电路切换模块还用于在所述无人机处于飞行工况的情况下，将所述逆变模块输出的所述第二交流电信号传输至所述电机，所述电机用作电动机，以驱动所述螺旋桨转动，为所述无人机提供飞行动力。

可选地，所述螺旋桨在鼓风装置的作用下转动，所述无人机还包括：

转速传感器，用于检测所述螺旋桨的桨叶的转速；

输出模块，与所述转速传感器连接，用于输出所述转速，所述转速用于校准所述螺旋桨相对于所述鼓风装置的位置。

通过上述技术方案，无人机降落在充电装置的支撑平台上后，锁紧部可以将其锁紧。鼓风装置在锁紧部将无人机锁紧后向无人机的螺旋桨鼓风。无人机中的控制模块能够利用螺旋桨的转动带动电机转动产生的电能为无人机的电池充电。这样，省去了易损耗的充电连接器等接插件和大功率线圈，降低了无人机自重，提高了电池利用效率，并降低了运营维护成本。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是一示例性实施例提供的无人机的充电装置的结构框图；

图2是一示例性实施例提供的无人机的充电装置进行充电的示意图；

图3是一示例性实施例提供的无人机的结构框图；

图4是另一示例性实施例提供的无人机的结构框图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指相对于无人机正常飞行时的方向。

图1是一示例性实施例提供的无人机的充电装置的结构框图。如图1所示，无人机的充电装置可以包括支撑平台11、锁紧部12和鼓风装置13。

支撑平台11用于支撑无人机。锁紧部12用于将无人机锁紧在支撑平台11上。鼓风装置13用于在锁紧部12将无人机锁紧在支撑平台11后，向无人机的螺旋桨鼓风，以通过螺旋桨的转动为无人机充电。

无人机的充电装置可以设置在地面上或建筑物上。支撑平台11可以为无人机提供降落的平台。无人机可以直接降落在支撑平台11上。例如，驾驶员可以通过遥控器控制无人机降落在支撑平台11上。

当无人机降落在支撑平台11上时，驾驶员可以通过专用的遥控器控制锁紧部12将无人机锁紧在支撑平台11上。锁紧部12可以实施为能够将无人机锁紧在支撑平台11上固定不动的各种类型的装置，例如，卡扣式、限位槽式等。锁紧部可以将无人机的起落架锁紧在支撑平台11上。将无人机锁紧在支撑平台11后，就不会因为鼓风装置13的鼓风而将无人机吹离支撑平台11。

本公开中的方案适用于具有螺旋桨的无人机，这种无人机在飞行时，依靠电池带动电机旋转，电机的旋转带动螺旋桨转动，从而将空气向下推动，无人机可以升空飞行。当无人机降落后，鼓风装置13可以鼓风使动螺旋桨转动，从而带动电机转动。此时，无人机的电机作为发电机使用，电机转动的动能转化为电能存储在电池中(在下文中详细描述)。

通过上述技术方案，无人机降落在充电装置的支撑平台上后，锁紧部可以将其锁紧。鼓风装置在锁紧部将无人机锁紧后向无人机的螺旋桨鼓风。无人机中的控制模块能够利用螺旋桨的转动带动电机转动产生的电能为无人机的电池充电。这样，省去了易损耗的充电连接器等接插件和大功率线圈，降低了无人机自重，提高了电池利用效率，并降低了运营维护成本。

本公开中的无人机可以是多旋翼无人机，即包括有多个螺旋桨。在又一实施例中，鼓风装置13可以包括设置在支撑平台11上的多个鼓风机，多个鼓风机与无人机的多个螺旋桨一一对应，每一鼓风机分别用于向各自对应的螺旋桨鼓风。

图2是一示例性实施例提供的无人机的充电装置进行充电的示意图。在该实施例中，充电装置包括设置在支撑平台上的四个鼓风机131。无人机20包括四个螺旋桨24，每个螺旋桨24上设置有四个桨叶241。四个鼓风机131与无人机的四个螺旋桨24一一对应。螺旋桨24均匀分布在无人机的四周，鼓风机131也是均匀分布在支撑平台11的四周，且每个鼓风机131的中心与支撑平台11的距离都相等，都等于螺旋桨24中心与无人机20中心的距离。这样，每一个鼓风机131对与其对应的一个螺旋桨24鼓风，鼓风距离短，因此效果好，节省了能源，且充电效率高。

在又一实施例中，每个鼓风机131可以包括多个出风管口，每个鼓风机131的多个出风管口与鼓风机对应的螺旋桨的多个桨叶一一对应。如图2所示，每个鼓风机131可以包括四个出风管口132，每个鼓风机131的四个出风管口132与鼓风机对应的螺旋桨24的四个桨叶241一一对应。这样，每个出风管口132用于向一个桨叶241出风，吹风距离短，节省了能源，充电效率高。出风管口132可以设置为图2所示的斜向上出风，这样，当刚开始桨叶241与出风管口132之间距离较远时，螺旋桨24也能够被逐渐吹动起来。

多个出风管口132的每个出风管口都可以为图2所示的螺旋形，以使每个鼓风机131的出风形成涡流。当支撑平台11沿水平方向时，出风管口132的出风方向与竖直方向成锐角，可以朝上或朝下。当螺旋桨24处于出风管口132上方时，出风方向可以为斜向上。当螺旋桨24处于出风管口132下方时，出风方向可以为斜向下。这样，与出风管口132的出风方向为竖直向上或向下的方向相比，螺旋形出风管口132的出风方向具有倾斜的角度，有助于形成涡流，能够增加螺旋桨将风能转换为动能的转换效率。

如果无人机在降落到支撑平台11时，螺旋桨的位置与鼓风机的位置相距较远，则鼓风机可能需要较大的风力以及较长的时间才能吹动螺旋桨转动。此时，可以将充电装置的支撑平台11设置为可旋转的，以带动无人机旋转，从而达到调整螺旋桨位置的作用。在该实施例中，充电装置还可以包括驱动装置。

驱动装置可以与支撑平台11连接，用于驱动支撑平台11转动，以校准螺旋桨相对于鼓风装置13的位置。

当无人机被锁紧在支撑平台11上时，支撑平台11的转动(绕纵轴)能够带动无人机的转动(绕纵轴)，从而带动多个螺旋桨绕无人机的中心转动。驱动装置可以在接收到转动驱动指令的情况下驱动支撑平台11转动。转动驱动指令可以是用户通过触发设置在充电装置上的专用开关而发出。也可以是用户通过专用的遥控器远程遥控充电装置而发出。当转动到图2所示的位置，即螺旋桨24与鼓风机131的距离较小时，可以控制支撑平台11停止转动，此时能量转换率较大，损失较小。

在又一实施例中，转动驱动指令还可以是充电装置在检测到桨叶的转速较小时发出。在该实施例中，充电装置还可以包括控制模块。控制模块可以与驱动装置连接，用于接收螺旋桨的桨叶的转速，并在转速小于预定的转速阈值的情况下，发送转动驱动指令。

螺旋桨的桨叶的转速可以由设置在无人机中的转速传感器检测得到后发送给控制模块。当桨叶的转速小于预定的转速阈值时，可以认为鼓风机的出风管口与螺旋桨的距离太远，需要校准螺旋桨相对于鼓风机的位置，此时控制模块可以生成并发送转动驱动指令。当桨叶的转速大于或等于预定的转速阈值时，可以认为鼓风机的出风管口与螺旋桨的距离合适，不需要进行校准。在该实施例中，充电装置能够自动地根据桨叶的转速校准螺旋桨相对于鼓风装置13的位置，控制的准确性较高。

本公开还提供一种无人机。图3是一示例性实施例提供的无人机的结构框图。如图3所示，无人机20可以包括支架21、电池22、电机23和螺旋桨24。

无人机20通过支架21被锁定至充电装置上。螺旋桨24用于为无人机提供飞行动力和将风能转化为转动动能。电机23与螺旋桨24连接，螺旋桨24的转动带动电机23转动，电机23用作发电机，以使螺旋桨24的转动动能转化为电能。电池用于存储电机23转化的电能以及向外提供电能。

与图1的充电控制装置相对应地，当无人机降落在支撑平台11上，其支架21被锁紧部锁紧时，无人机20固定在支撑平台上。螺旋桨24被鼓风装置吹动，带动电机23转动。电机23转动的动能转化为电能存储在电池22中。

通过上述技术方案，无人机降落在充电装置的支撑平台上后，锁紧部可以将其锁紧。鼓风装置在锁紧部将无人机锁紧后向无人机的螺旋桨鼓风。螺旋桨的转动带动电机转动产生的电能为无人机的电池充电。这样，省去了易损耗的充电连接器等接插件和大功率线圈，降低了无人机自重，提高了电池利用效率，并降低了运营维护成本。

无人机的工况可以分为充电工况和飞行工况。在无人机处于充电工况下，可以将电机23转动产生的交流电转换成直流电充入电池22中。图4是另一示例性实施例提供的无人机的结构框图。如图4所示，在图3的基础上，无人机20还可以包括电路切换模块25和整流模块26。

电路切换模块25与电机23连接，用于在无人机处于充电工况的情况下，将电机23转动产生的第一交流电信号传输至整流模块26。整流模块26与电路切换模块25连接，用于将第一交流电信号转换为用于为电池22充电的第一直流电信号。电路切换模块25可以为用于信号传输的路由器件。当转换为第一直流电信号时，就能够直接输入电池了。该实施例中，利用整流模块进行交直流电信号的转换来实现电池的充电，简单可靠，效率高。

在又一实施例中，通过整流后的电信号还可以进行稳压后再输入电池。在图4的实施例中，无人机还可以包括稳压模块27。整流模块26可以通过稳压模块27与电池22连接，稳压模块27用于对第一直流电信号进行稳压，并将稳压后所得电信号传输至电池22以为电池22充电。

整流模块26和稳压模块27可以集成在一起，该实施例中，电机23输出的交流电经过整流和稳压之后，生成电压稳定的直流电，使得为电池22充电的电压稳定，充电效果好。

在以上实施例中，电路切换模块25可以用于充电工况下的电信号传输，电路切换模块25还可以用于飞行工况情况下的电信号传输。在图4的实施例中，无人机还可以包括逆变模块28。电池22与电路切换模块25还通过逆变模块28连接，逆变模块28用于将电池22输出的第二直流电信号转换成第二交流电信号，并将第二交流电信号传输至电路切换模块25。相应地，电路切换模块25还用于在无人机处于飞行工况的情况下，将逆变模块28输出的第二交流电信号传输至电机23，此时电机23用作电动机，以驱动螺旋桨24转动，为无人机提供飞行动力。

该实施例中，电路切换模块25可以是一个路由器，在不同的工况下，向不同的方向传输电信号。在飞行工况下，将逆变模块28输出的交流电信号传输至电机23，在充电工况下，将电机23生成的电信号传输至整流模块26用于电池充电。这样，通过电路切换模块25的双向传输功能，实现了无人机在飞行工况和充电工况下的电信号的流向的顺利切换。电路切换模块25的结构是本领域技术人员所公知的，此处不再详细描述。

在又一实施例中，无人机能够检测桨叶的转速以根据该转速校准螺旋桨相对于鼓风装置的位置。在该实施例中，螺旋桨在鼓风装置的作用下转动。无人机还可以包括转速传感器和输出模块。

转速传感器用于检测螺旋桨的桨叶的转速。输出模块与转速传感器连接，用于输出转速，该转速用于校准螺旋桨相对于鼓风装置的位置。转速传感器可以设置在螺旋桨上。输出模块可以包括显示屏等。当输出模块为显示屏时，用户可以根据显示屏所显示的转速来控制支撑平台旋转。另外，输出模块还可以将转速输出给充电装置的控制模块。当控制模块接收的转速小于预定的转速阈值的情况下，可以向驱动装置发送转动驱动指令，来驱动支撑平台转动，以校准螺旋桨相对于鼓风装置的位置。

该实施例中，无人机能够向外输出桨叶的转速，以便准确地触发螺旋桨的位置的校准，为高效充电提供了可靠的依据，因此，减少了能源的浪费。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。