一种充电平台及无人机的制作方法

1.本发明实施例涉及无人机充电技术领域，特别涉及一种充电平台及无人机。


背景技术：

2.随着无人机技术的不断发展，无人机的应用范围越来越广，比如应用在军事行动、地质勘测、物流运输、农业应用、影视拍摄、消防抗灾以及救援巡查等诸多领域。对于一些特定场景，例如电力巡检，森林防火等应用，无人机常常需要进行自主充电、自主巡航。
3.目前对于常规的自主巡航无人机，一般采用手动换电池的方式实现充电，当无人机在飞行过程中电量不足时，需要控制无人机返航或降落，然后对无人机的电池进行更换，使得无人机无法自主进行长时间飞行，并且这种方式需要人工拆卸电池，人工成本高且智能化程度低。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供一种充电平台及无人机，能进行自主充电，无需采取换电池的方式对无人机进行充电，人工成本低且智能化程度高。
5.第一方面，本发明实施例提供一种充电平台，包括：充电接口、控制单元、充电开关和充电电源；
6.所述充电平台用于为无人机充电，所述无人机内设有受电接口和电池组，所述受电接口的第一端连接所述电池组的输出端，所述受电接口的第二端连接所述电池组的充电端；
7.所述充电接口的第一端用于连接所述受电接口的第一端，所述充电接口的第二端用于连接所述受电接口的第二端，所述充电开关串接于所述充电电源和所述充电接口的第二端之间，所述控制单元的供电端连接所述充电接口的第一端，所述控制单元的第一端连接所述充电开关的控制端；
8.其中，所述充电接口与所述受电接口连接时，所述电池组用于为所述控制单元供电，以使所述控制单元输出第一控制信号至所述充电开关，从而导通所述充电电源、所述充电开关、所述充电接口的第二端、所述受电接口的第二端和所述电池组形成的充电回路，以使所述充电电源为所述电池组充电。
9.在一些实施例中，所述充电接口的第三端连接所述控制单元的通信端，所述充电接口的第三端用于连接所述受电接口的第三端，所述受电接口的第三端连接所述电池组的通信端。
10.在一些实施例中，所述控制单元还用于在所述受电接口与所述充电接口连接时、接收所述电池组的充电参数信息。
11.在一些实施例中，，所述无人机内设有用于驱动无人机运行的飞控模块，所述电池组包括电池和电池管理单元；
12.所述电池的第一端连接所述电池管理单元的第一端，所述电池管理单元的供电端
连接所述飞控模块，所述受电接口的第一端连接所述电池的第二端，所述受电接口的第二端连接所述电池管理单元的充电端，所述受电接口的第三端用于连接所述电池管理单元的通信端；
13.其中，所述受电接口与所述充电接口连接时，所述控制单元还用于在输出所述第一控制信号之前，发送关机指令至所述电池管理单元，所述关机指令用于指示所述电池停止为所述飞控模块供电。
14.在一些实施例中，所述控制单元还用于接收所述电池管理单元的报警信息，并根据所述报警信息输出第二控制信号至所述充电开关，以断开所述充电回路。
15.在一些实施例中，所述控制单元还用于接收所述电池管理单元发送的充电完成信息，并根据所述充电完成信息输出所述第二控制信号至所述充电开关，以断开所述充电回路。
16.在一些实施例中，所述控制单元还用于在接收所述充电完成信息并断开所述充电回路后、发送开机指令至所述电池管理单元，所述开机指令用于指示所述无人机正常运行。
17.第二方面，本发明实施例还提供一种无人机，包括：受电接口和电池组；
18.所述受电接口的第一端连接所述电池组的第二输出端，所述受电接口的第二端连接所述电池组的充电端；
19.所述受电接口的第一端还用于连接充电平台的充电接口的第一端，所述受电接口的第二端用于连接所述充电接口的第二端，其中，所述充电平台用于为所述无人机充电，所述充电平台还包括控制单元和充电电源，所述充电接口的第一端还连接所述控制单元的供电端，所述充电接口的第二端还连接所述充电电源；
20.所述受电接口与所述充电接口连接时，所述电池组用于为所述控制单元供电，以使所述控制单元控制所述充电电源为所述电池组充电。
21.在一些实施例中，所述受电接口的第三端连接所述电池组的通信端，所述受电接口的第三端还用于连接所述充电接口的第三端，所述充电接口的第三端连接所述控制单元的通信端。
22.在一些实施例中，所述电池组还用于在所述受电接口与所述充电接口连接时、发送所述电池组的充电参数信息至所述控制单元。
23.在一些实施例中，所述无人机内设有用于驱动无人机运行的飞控模块，所述电池组包括电池和电池管理单元；
24.所述电池的第一端连接所述电池管理单元的第一端，所述电池管理单元的供电端连接所述飞控模块，所述受电接口的第一端连接所述电池的第二端，所述受电接口的第二端连接所述电池管理单元的充电端，所述受电接口的第三端连接所述电池管理单元的通信端。
25.在一些实施例中，所述电池管理单元还用于接收所述控制单元的关机指令，并根据所述关机指令控制所述电池停止为所述飞控模块供电、以及接收所述控制单元的开机指令，并根据所述开机指令控制所述电池为所述飞控模块供电。
26.在一些实施例中，所述电池管理单元还用于在发生报警时、将报警信息发送至所述控制单元，所述报警信息用于指示所述控制单元控制所述充电电源停止为所述电池组充电。
27.在一些实施例中，所述电池管理还用于在所述电池组充电完成时，发送充电完成信息至所述控制单元，所述充电完成信息用于指示所述控制单元控制所述充电电源停止为所述电池组充电。
28.与现有技术相比，本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明提供一种充电平台及无人机，该充电平台包括充电接口、控制单元、充电开关和充电电源。无人机内设有受电接口和电池组，受电接口的第一端连接电池组的输出端，受电接口的第二端连接电池组的充电端；充电开关串接于充电电源和充电接口的第二端之间，控制单元的供电端连接充电接口的第一端，控制单元的第一端连接充电开关的控制端。受电接口与充电接口连接时，电池组为控制单元供电，控制单元输出第一控制信号至充电开关，从而导通充电回路，以使充电电源为电池组充电，该充电系统无需人工拆卸电池，能进行自主充电，人工成本低且智能化程度高。
附图说明
29.一个或多个实施例中通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件/模块和步骤表示为类似的元件/模块和步骤，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
30.图1是本发明实施例提供的一种充电系统的结构框图示意图；
31.图2是本发明实施例提供的另一种充电系统的结构框图示意图。
32.图3是本发明实施例提供的再一种充电系统的结构框图示意图；
33.图4是本发明实施例提供的一种充电系统的工作流程示意图。
具体实施方式
34.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
35.为了便于理解本技术，下面结合附图和具体实施例，对本技术进行更详细的说明。除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本技术。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
36.需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例中的各个特征可以相互结合，均在本技术的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分。此外，本文所采用的“第一”、“第二”等字样并不对数据和执行次序进行限定，仅是对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。
37.本发明实施例提供一种充电系统，请参阅图1，该充电系统100包括：无人机10和充电平台20。无人机内设有电池组11和受电接口12，电池组11的输出端连接受电接口12的第一端a，电池组11的充电端连接受电接口12的第二端b。充电平台20包括充电接口21、控制单元22、充电开关23和充电电源24。充电接口21的第一端a连接控制单元22的供电端，充电开
关23串接于充电电源24和充电接口21的第二端b之间，控制单元22的第一端连接充电开关23的控制端。
38.其中，充电接口21的第一端a用于连接受电接口12的第一端a，充电接口21的第二端b用于连接受电接口12的第二端b，这样，当无人机10与充电平台20连接时，即受电接口12和充电接口21连接时，电池组11为控制单元22供电，以使控制单元22输出第一控制信号至充电开关23，从而导通充电电源24、充电开关23、充电接口21的第二端b、受电接口12的第二端b和电池组11形成的充电回路，以使充电电源24为电池组11充电。
39.在该充电系统100中，当无人机10与充电平台20连接时，即受电接口12与充电接口21连接时，受电接口12的第一端a与充电接口21的第一端a进行连接，受电接口12的第一端a与充电接口21的第二端b进行连接，电池组11通过输出端释放电能、并通过受电接口12流至控制单元22的供电端；然后，控制单元22得到供电后，输出第一控制信号至充电开关23，使充电开关23导通，从而导通充电电源24至电池组11的充电回路，电池组11进入充电状态。具体的，受电接口12和充电接口21可以是金属触点、金属结构件、或者是现有技术中其他一切合适可用于传输电能的结构，在此不做限定。
40.可见，当无人机电量不足时，可以降落到特定的充电区域，并寻求本发明实施例提供的充电平台20进行充电。在这种充电方式下，无需对无人机进行手动更换电池，降低了人工成本；另外，在该充电系统100中，充电平台20的控制单元22由无人机的电池组11进行供电，而不是由充电平台20的充电电源24供电，利用这种供电方式进行唤醒充电平台20工作，不仅可以作为无人机10与充电平台20之间的在位检测，而且可以降低充电平台20空闲时间的损耗，使无人机降落到充电平台20时可以自主充电，提高了充电系统100的智能化程度。
41.在其他一些实施例中，充电平台可以省略充电开关，此时，充电接口的第一端连接控制单元的供电端，充电接口的第二端连接充电电源的第一端，控制单元的第一端直接连接充电电源，此时，当控制单元得到供电后，可直接控制充电电源的输出，进而可以控制电池组的充电状态。
42.为了方便无人机与充电平台之间的数据交流，在其中一些实施例中，请参阅图2，充电接口21的第三端c连接控制单元22的通信端，充电接口21的第三端c用于连接受电接口12的第三端c，受电接口12的第三端c连接电池组11的通信端。这样，当受电接口12与充电接口21连接时，受电接口12的第三端c与充电接口21的第三端c进行连接，使无人机10与充电平台20通过通信端口进行通信连接，可以实现数据通信。本发明中，电池组11为能够进行数据通信的电池组，可与控制单元22进行通信连接。在一些实施例中，该电池组11具有通信端口，可与受电接口12的第三端c进行有线连接，在另一些实施例中，该电池组11具有无线通信模块，例如蓝牙模块、蜂窝模块或局域网模块等，能直接与控制单元22进行无线通信连接。实际应用中，控制单元22与电池组11的通信连接方式不需拘泥于本实施例中的限定，能进行数据通信即可。
43.在其中一些实施例中，在该充电系统中，受电接口12与充电接口21连接时，即无人机10与充电平台20之间建立通信连接后，电池组11还用于发送电池组11的充电参数信息至控制单元22，控制单元22还用于接收电池组11的充电参数信息。具体的，当无人机10与充电平台20连接时，控制单元22得到供电后，控制单元22通过通信端与电池组11进行通信，并获取电池组11内的电池的电压、充电状态、电量以及电池型号信息。便于在后续充电过程中，
控制单元22可以依据电池参数信息、确定充电电源输出至无人机电池的电压、电流大小，保证电池组11的安全以及延长电池组11的使用寿命。
44.在其中一些实施例中，请参阅图3，电池组11包括电池111和电池管理单元112。其中，电池111的第一端连接电池管理单元112的第一端，电池管理单元112的供电端连接飞控模块13，受电接口12的第一端a连接电池111的第二端，受电接口12的第二端b连接电池管理单元112的充电端，受电接口12的第三端c连接电池管理单元112的通信端。
45.其中，电池管理单元112用于控制电池111的充放电情况。在该充电系统100中，当无人机10的受电接口12与充电平台20上的充电接口21连接时，电池111通过第二端释放电能至控制单元22的供电端，控制单元22得到供电，并输出第一控制信号至充电开关23，使充电开关23导通，从而导通充电电源24、充电开关23、充电接口21的第二端b、受电接口12的第二端b、电池管理单元112和电池111的充电回路，电池111进入充电状态，并且在充电过程中，控制单元22与电池管理单元112进行通信，并进行数据交流。在该充电系统100中，电池111的充电回路经过了电池管理单元112，这样能够利用电池管理单元112在充电过程中进行充电保护，保证充电系统100的可靠性和安全性。
46.在其中一些实施例中，电池管理单元由微处理器和开关电路构成，其具体电路结构可参照现有技术中的电路结构，在此不做限定。其中，微处理器和控制单元均可采用stm8、stm16、stm32系列的微控制处理器，或者采用其他一切合适的可用于接收、处理和输出数据的微控制处理器或单片机，在此不做限定。
47.通常，电池组安装在无人机机身上时，一般处于为飞控模块供电状态并且供电电流较大，如果此时进行充电，易对电池造成损坏。为了避免这种损坏，在其中一些实施例中，受电接口与充电接口连接时，控制单元还用于在输出第一控制信号之前，发送关机指令至电池管理单元，电池管理单元接收到控制单元的关机指令后，将控制电池停止为飞控模块供电。应当注意的是，请参阅图3，由于在受电接口12与充电接口21连接时，电池111的第二端与控制单元22的供电端直接相连，该供电回路并未经过电池管理单元112，因此电池管理单元112在执行关机指令时不会影响电池111对控制单元22的供电，充电系统仍然处于正常充电工作状态。
48.在其中一些实施例中，所述电池管理单元还用于在所述电池进行充电时，检测所述电池的充电状态是否正常，以及用于在所述电池的充电状态不正常时进行报警。具体的，电池组还包括充电电流检测单元和温度检测单元，充电电流检测单元串接于充电回路中，电池管理单元分别连接充电电流检测单元和温度检测单元，温度检测单元用于检测电池温度并将电池温度发送至电池管理单元。在该充电系统中，电池进行充电时，电池管理单元可以通过温度检测单元检测电池的温度是否正常、以及通过充电电流检测单元检测充电电流是否正常，如果电池的温度不处于预设温度范围内、和/或充电电流超过预设电流值则进行报警，防止电池过温或者过流充电。可以理解的是，电池管理单元还可以用于检测电池组的充电电压是否存在异常、充电是否存在短路或者监测其他触发安全警报事件，如果存在异常则进行报警。
49.具体的，在其中一些实施例中，该充电系统中还包括与充电管理单元连接的报警装置，例如可以为显示屏、至少一个led、蜂鸣器、麦克风、振动器或者是其他一切合适的报警装置。当电池管理单元检测到电池组的充电状态异常时，则控制报警装置进行工作，电池
管理单元对报警装置的具体控制过程可参照现有技术，在此不做限定。
50.在其中一些实施例中，电池管理单元还用于在发生报警事件时，将报警信息发送至控制单元，控制单元还用于在接收到报警信息后，输出第二控制信号至所述充电开关，以断开所述充电回路，从而断开充电回路，使控制单元控制充电电源停止为电池组充电，保证系统安全。
51.为了提升系统可靠性，在其中一些实施例中，电池管理单元还用于在电池充电完成时，发送充电完成信息至控制单元，控制单元还用于接收所述充电完成信息，并根据所述充电完成信息输出第二控制信号至充电开关，以断开充电回路，控制充电电源停止为电池组充电。这样，当电池充电完成后，电池管理单元发送充电完成信息至控制单元，控制单元输出第二控制信号至充电开关，从而断开充电回路。具体的，充电开关可以为继电器、mos管、igbt或者是其他一切合适的开关电路，在此不做限定。
52.为了进一步提升系统智能化程度，在其中一些实施例中，控制单元在执行完根据充电完成信息断开充电回路的步骤后，还发送开机指令至电池管理单元，电池管理单元用于接收到开机指令后，将重新为飞控模块供电，使无人机进入正常工作状态，从而提升系统智能化程度。
53.下面结合图3所示的充电系统详细阐述本发明实施例提供的充电系统的具体工作过程。
54.请结合参阅图3和图4，当无人机10的受电接口12与充电平台的充电接口21连接后，控制单元22得到供电，首先，控制单元22通过通信端发送关机指令至电池管理单元112，电池管理单元112根据关机指令断开电池111对飞控模块13的供电；然后，控制单元22将输出第一控制信号至充电开关23，使充电开关23导通，从而使充电电源24、充电开关23、充电接口21的第二端、受电接口12的第二端、电池管理单元112和电池111的充电回路导通，电池111进入充电状态；接着，在电池111充电过程中，电池管理单元112会电池111的充电过程进行监控，若发生安全警报事件，则进行报警，提醒人工干预或者将报警信息发送至控制单元22，控制单元22将根据报警信息断开充电开关23，从而使充电回路断开，起到保护电池111的作用；当电池111充电完成后，电池管理单元112将发送充电完成信息发送至控制单元22，控制单元22将根据充电完成信息断开充电开关，并发送开机指令至电池管理单元112，电池管理单元112将根据开机指令重新为飞控模块13供电，无人机10进入正常工作状态。综上，可见在该充电系统中，无需人工对无人机进行手动更换电池，无人机自主充电智能化程度高。
55.本发明提供一种充电平台及无人机，该充电平台包括充电接口、控制单元、充电开关和充电电源。无人机内设有受电接口和电池组，受电接口的第一端连接电池组的输出端，受电接口的第二端连接电池组的充电端；充电开关串接于充电电源和充电接口的第二端之间，控制单元的供电端连接充电接口的第一端，控制单元的第一端连接充电开关的控制端。受电接口与充电接口连接时，电池组为控制单元供电，控制单元输出第一控制信号至充电开关，从而导通充电回路，以使充电电源为电池组充电，该充电系统无需人工拆卸电池，能进行自主充电，人工成本低且智能化程度高。
56.需要说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可
以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
57.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。