一种轨道巡检无人机中继平台

1.本实用新型涉及一种轨道巡检无人机中继平台。


背景技术：

2.随着软硬件技术的发展，无人机的应用范围越来越广，但使用无人机对对整个铁路段进行巡检依旧存在着电池容量的限制。目前使用的巡检无人机在续航方面仍然依赖人工进行电池更换，需要手动操作，影响无人机的巡检效率。
3.现有的充换电技术有通过控制机械臂进行电池更换的，但这种方法成本较高。还有给无人机配备无线充电模块进行无线充电的，这种方法需要对无人机进行复杂的改装，另外该方法还要考虑无线充电模块对到无人机的配平和操控的影响和无线充电效率低的不足。


技术实现要素：

4.本实用新型是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种轨道巡检无人机中继平台。
5.本实用新型所采用的技术方案有：
6.一种轨道巡检无人机中继平台，包括机座、停机台、充电座和无人机，所述停机台转动连接在机座，充电座滑动连接在机座上并置于停机台的一侧，在无人机上设有充电头，无人机降落至停机台上，停机台转动并使充电头上的充电触点对准充电座上的充电触点，充电座朝停机台方向运动使充电座与充电头上的充电触点相互接触。
7.进一步地，所述机座上固定有伺服电机，伺服电机驱动停机台转动，在停机台的圆心位置处设有无人机姿态检测摄像头，在无人机的底面设有定位指示箭头，无人机降落至停机台后，无人机姿态检测摄像头获取定位指示箭头的位置，通过伺服电机转动调整停机台，使定位指示箭头与充电座的滑动方向相平行。
8.进一步地，所述无人机上设有两个相互平行布置的起落架，在每根起落架的一侧或者两侧，或者同时在两根起落架的一侧或者两侧弹性充电头。
9.进一步地，在起落架长度方向的端面上设有具有台阶面的安装孔和限位盖板，充电头贯穿限位盖板并插接于安装孔内，在充电头的内侧设有定位台阶，在安装孔内设有弹簧，弹簧的两端分别抵触在安装孔的台阶面上以及充电头的内端面上，充电头的定位台阶与限位盖板相配合使充电头轴向定位在起落架上。
10.进一步地，在充电头的内端面上固定有引线管，弹簧套设在引线管上，引线管的长度大于弹簧的长度，充电头上与无人机电池相连的充电线设于引线管内。
11.进一步地，所述机座上设有两个对称布置在停机台两侧的保护罩，保护罩通过电动丝杠机构滑动连接在机座上，两个保护罩相向运动并贴合，使停机台密封于两保护罩内。
12.进一步地，在一保护罩的内腔面上设置一充电座，或者在两保护罩的内腔面上分别设置一个充电座。
13.进一步地，所述保护罩的内端面上固定有安装架，所述充电座固定在安装架上。
14.本实用新型具有如下有益效果：
15.本实用新型通过设置停机台自动校准，能够对无人机停降姿态进行调整，方便后续充电工作的进行。与一般旋翼无人机不同的地方在于，本实用新型在无人机底部设置定位指示箭头，同时在起落架末端设置充电头，充电触头可以向起落架内部压缩，当充电头与巡检平台的充电座接触时，通过起落架内部的线路即可以建立电池充电回路。无人机下表面的定位指示箭头为姿态检测摄像头提供无人机停落的偏转角度信息。
附图说明
16.图1为本实用新型三维结构图。
17.图2为本实用新型三维结构图。
18.图3为本实用新型平面结构图。
19.图4为无人机在停机台上的结构图。
20.图5为无人机的底部结构图。
21.图6为充电头在起落架的装配剖视图。
22.图7为驱动充电座运动的电动丝杠机构的结构图。
23.图8为本实用新型工作流程图。
具体实施方式
24.下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
25.如图1至图8，本实用新型一种轨道巡检无人机中继平台，包括机座1、停机台2、充电座5和无人机4。机座1是一个安全柜，内部用于存放各种用于实现中继平台工作的控制件。停机台2转动连接在机座1，充电座5滑动连接在机座1上并置于停机台2的一侧，在无人机4上设有充电头3，无人机4降落至停机台2上，停机台2转动并使充电头3上的充电触点对准充电座5上的充电触点，充电座5朝停机台2方向运动使充电座5与充电头3上的充电触点相互接触。
26.在机座1上固定有伺服电机11，伺服电机11驱动停机台2转动，在停机台2的圆心位置处设有无人机姿态检测摄像头21，在无人机4的底面设有定位指示箭头40。
27.停机台2为圆形，停机台2上端面涂刷黑白相间的环形区域作为无人机降落的目标靶。巡检无人机需要充电时，先根据gps粗定位飞至中继平台附近悬停并发出电量预警信息，无人机通过自带的摄像头利用hough变换检测停机台2上的环形目标靶，并建立摄像机坐标系和图像坐标系之间的几何模型，通过自带图像传感器的相关参数和无人机的所在高度获得无人机的位置与姿态信息，并在向停机台降落过程中不断对自身位置进行补偿调整，减少无人机在飞行过程中因惯性而导致的位置变化，最终降落至停机台2上。
28.在停机台2的中央有一个无人机姿态检测摄像头21，通过机器视觉技术检查无人机底部定位指示箭头40，控制伺服电机11转动，直到无人机底部定位指示箭头40与充电座5的滑动方向相平行，完成无人机姿态校正。伺服电机和停机台之间依靠法兰进行连接。完成无人机停降姿态校正后，驱动充电座5运动的电动执行机构运作，充电座5与充电头接触，为无人机进行电量补充，无人机电量补充结束后充电座自动断电。充电座5与充电头3直接的
充电触点结构与现有无线耳机的充电原理一致，故本实用新型不再对此内容进行赘述。
29.在无人机4上设有两个相互平行布置的起落架41，起落架41与定位指示箭头40指示方向相平行。在每根起落架41的一侧或者两侧，或者同时在两根起落架41的一侧或者两侧弹性支撑充电头3。本实施例是在两起落架41的每次均设置一个充电头3。
30.在充电座5运动并与充电头3接触时，为避免充电座5与充电头3直接刚性接触而损坏充电头3，充电头3弹性支撑在起落架41上，具体装配结构如下。
31.在起落架41长度方向的端面上设有具有台阶面的安装孔410和限位盖板411，充电头3贯穿限位盖板411并插接于安装孔410内，在充电头3的内侧设有定位台阶a，在安装孔410内设有弹簧413，弹簧413的两端分别抵触在安装孔410的台阶面上以及充电头3的内端面上，充电头3的定位台阶a与限位盖板411相配合使充电头3轴向定位在起落架41上。
32.由于充电头3是弹性支撑在起落架41内，在被压缩过程中，为避免弹簧413压到充电线，在充电头3的内端面上固定有引线管31，弹簧413套设在引线管31上，引线管31的长度大于弹簧413的长度，充电头3上与无人机4电池相连的充电线设于引线管31内。引线管31一方面可以避免充电线被弹簧给夹到，另一方面还可以起到导杆的作用，对弹簧进行限位导向。
33.本实用新型还在机座1上设有两个对称布置在停机台2两侧的保护罩12，保护罩12通过电动丝杠机构滑动连接在机座1上，两个保护罩12相向运动并贴合，使停机台2密封于两保护罩12内。
34.本实施例是在两保护罩12的内腔面上分别设置一个充电座5，为方便安装充电座5，在保护罩12的内端面上固定有安装架121，充电座5固定在安装架121上。
35.充电时，保护罩关闭，此时无人机的起落架41刚好被充电座5给夹住。当无人机需要起飞进行巡检工作时，电动丝杠机构工作，保护罩开启，无人机从停机台起飞，无人机姿态检测摄像头21确认无人机安全飞离后电动执行机构再次关闭保护罩。
36.机座1中存放蓄电池组和通信设备，中继平台平时从轨道供电网实现能源供应，在遇到特殊情况，外部供电中断时由蓄电池组为中继平台供电，保障中继平台的基本功能。通信设备实现无人机与中继平台建立通信连接并实时传输巡检异常数据、无人机位置与电量等信息，同时也能够与外界建立联系，保障无人机巡检作业的实时性要求。
37.本实用新型通过设置停机台自动校准，能够对无人机停降姿态进行调整，方便后续充电工作的进行。与一般旋翼无人机不同的地方在于，本实用新型在无人机底部设置定位指示箭头，同时在起落架41末端设置充电头，充电触头可以向起落架内部压缩，当充电头与巡检平台的充电座接触时，通过起落架41内部的线路即可以建立电池充电回路。无人机下表面的定位指示箭头为姿态检测摄像头提供无人机停落的偏转角度信息。
38.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。