应用于无人机自主续航的电池夹取装置及更换装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种应用于无人机自主续航的电池夹取装置及更换装置及方法，它解决了无人机电池稳定夹取更换的问题，在抓手上设置锯齿状块体，可以紧固夹持电池，有效解决电池在移动中的下滑，并且可以保证电池两侧的夹取的深度和位置相同，避免因位置与深度不同造成夹取电池偏斜，不能安装到电池仓或无人机上，其技术方案为：包括夹爪机构，所述夹爪机构包括夹爪本体，所述夹爪本体连接有第一夹爪部件和第二夹爪部件，所述第一夹爪部件与第一抓手固定连接，所述第二夹爪部件和第二抓手固定连接；所述第一抓手和第二抓手的相对面均配合设置锯齿状块体。

Battery clamping device applied to drone's self sustained life and replacing device and method

The invention discloses a method applied to UAV autonomous life of the battery clamping device and replacement device and method, which solves the UAV battery stability clip replacement, serrated block is arranged on the grip, can effectively solve the fastening clamp battery, battery fell on the move, and can ensure that the folder the depth and location of the battery on both sides of the same, to avoid clamping battery deviation due to the position and depth is different, can not be installed to the battery compartment or UAV, the technical proposal is: including the jaw mechanism, the clamping claw mechanism comprises a clamping jaw body, the clamping claw body is connected with a first jaw member and the second part of the first clamping jaw, jaw member and the first starting point is fixedly connected with the second clamping claw parts and second fixed starting point; the relative surface of the first starting point and second are provided with a starting point Serrated block.

【技术实现步骤摘要】
应用于无人机自主续航的电池夹取装置及更换装置及方法
本专利技术涉及无人机
，特别是涉及一种应用于无人机自主续航的电池夹取装置及更换装置及方法。
技术介绍
随着无人机不断发展推广，无人机已经应用到众多领域场合(比如农业喷洒、电力巡检、防灾应急、航拍测绘、中继通讯等)，地面设备不再是配套设施和附属地位，已经成为整套无人机安全、稳定高效运行的关键。当前民用无人机的一些要求比如悬停、垂直起降只有多旋翼飞行器可以做到，无人机应用也大多为四轴飞行器，电动四轴飞行器的原理决定了它必须用电机，而电池能量密度有限，导致当前续航缺陷难以克服。目前，为满足无人机电机续航问题，均需要通过更换电池的方式来延长续航时间，在无人机使用过程中，若无人机电量低于设定值，则无人机降落至无人机站更换电池，这一过程需要快速、稳定、高精度的完成，这就对电池的夹取装置提出了更高的要求，现有的夹取装置是采用真空吸盘方式或机械抓手方式，真空吸盘更换电池对工作环境要求高，设计复杂，真空管容易在恶劣的环境下堵塞；机械抓手方式是直接用两配合的抓手夹取电池一侧，在电池移动更换过程中，容易发生电池未被夹取的一侧向下倾斜，抓手夹取不牢固，不仅影响无人机电池更换的精度，同时也很容易导致电池无法安装。因此，在无人机自主续航系统中，需要一个高效、稳定、易维护的电池夹取装置。综上所述，现有技术中对于无人机电池稳定夹取更换问题，尚缺乏有效的解决方案。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种应用于无人机自主续航的电池夹取装置，其与电池可靠配合，电池夹取更为紧固，在夹取电池输送过程中更为稳定。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种应用于无人机自主续航的电池夹取装置，包括夹爪机构，所述夹爪机构包括夹爪本体，所述夹爪本体连接有第一夹爪部件和第二夹爪部件，所述第一夹爪部件与第一抓手固定连接，所述第二夹爪部件和第二抓手固定连接；所述第一抓手和第二抓手的相对面均配合设置锯齿状块体。本专利技术的电池夹取装置，通过夹爪机构带动抓手部件来夹持电池，夹爪与电池的夹持配合更可靠；通过在两抓手上设置锯齿状块体，在夹持电池时抓手和电池的接触摩擦力更大，夹持更加稳固，避免电池夹取发生偏斜的问题。进一步的，所述夹爪本体嵌合设置于卡块内，所述卡块带有与夹爪本体配合的卡槽。在卡块上设置卡槽，实现卡槽和夹爪本体的嵌装组合，可以快速可靠连接。更进一步的，所述夹爪本体还通过紧固件与卡块固定连接。在卡块通过卡槽卡紧夹爪本体前提下，使用紧固件可以牢固固定夹爪本体，有效保持移动更换电池过程中夹爪机构的稳定。进一步的，所述夹爪机构与动力装置连接。通过动力装置带动夹爪机构开合，进而实现两抓手的开合，实现夹取或放下电池。进一步的，所述第一抓手在与第一夹爪部件配合处设置第一凹槽，第一夹爪部件嵌合在第一凹槽内。在第一抓手上设置第一凹槽，实现第一抓手和第一夹爪部件的嵌装组合，可以快速可靠连接。更进一步的，所述第一夹爪部件还通过紧固件与第一抓手紧固连接。在第一抓手通过第一凹槽卡紧第一夹爪部件前提下，使用紧固件可以牢固固定第一夹爪部件，有效保持移动更换电池过程中第一抓手的稳定。进一步的，所述第二抓手在与第二夹爪部件配合处设置第二凹槽，第二夹爪部件嵌合在第二凹槽内。在第二抓手上设置第二凹槽，实现第二抓手和第二夹爪部件的嵌装组合，可以快速可靠连接。更进一步的，所述第二夹爪部件还通过紧固件与第二抓手紧固连接。在第二抓手通过第二凹槽卡紧第二夹爪部件前提下，使用紧固件可以牢固固定第二夹爪部件，有效保持移动更换电池过程中第二抓手的稳定。优选的，所述第一抓手或第二抓手设有与电池开关配合的按动块，电池侧部设置与锯齿状块体配合的锯齿片体。通过在第一抓手或第二抓手上设置按动块，可以在更换电池前先关闭电池开关，避免带电插拔对电池的损坏；在电池侧部设置与抓手上锯齿状块体配合的锯齿状片体，可以保证抓手和电池的配合稳固性，有效解决电池在移动中发生偏斜的问题。为了克服现有技术电池更换效率低的问题，本专利技术提供一种应用于无人机自主续航的电池更换装置，包括如上所述的电池夹取装置，所述电池夹取装置配合设置于Y轴移动机构上，所述Y轴移动机构配合设置于Z轴移动机构上，所述Z轴移动机构配合设置于X轴移动机构上。为了克服现有技术中电池更换精度不高的问题，本专利技术提供一种应用于无人机自主续航的电池更换装置的工作方法，包括以下步骤：(1)X轴移动机构、Z轴移动机构和Y轴移动机构依次运作，带动电池夹取装置移动至无人机电池位置处；(2)第一抓手或第二抓手上的按动块碰触电池开关，关闭电池；(3)夹爪机构带动第一抓手和第二抓手夹持电池，锯齿状块体与电池侧部的锯齿片体配合；(4)X轴移动机构、Z轴移动机构和Y轴移动机构依次运作，带动电池夹取装置移动至电池仓处，将电池归放于电池仓内；(5)X轴移动机构、Y轴移动机构和Z轴移动机构带动电池夹取装置移动至电池仓另一电池的位置，重复步骤(3)，将电池取出；(6)X轴移动机构、Y轴移动机构和Z轴移动机构带动电池夹取装置移动至无人机电池仓位置处，按动块碰触电池开关，打开电池；(7)X轴移动机构、Y轴移动机构和Z轴移动机构回归初始位置。一种无人机续航系统，包括引导降落及固定装置，用于引导无人机精准降落且固定无人机保持稳定；所述引导降落及固定装置侧部对应配合设置如上所述的电池更换装置，所述引导降落及固定装置包括至少两个所述的限位槽，所述限位槽的底部设于固定台上，在固定台的中部设置有标识点，无人机通过标识点对无人机机芯进行定位，固定台为凹槽结构设置，便于对后续固定桩、滑杆的容纳，竖直面或者支架沿着固定台的圆周方向布置；电池更换装置的电池夹取装置对应设置于固定台侧部，无人机降落至引导降落及固定装置后，电池更换装置夹取无人机的电池进行更换。该定位装置中，无人机利用控制系统实现了粗定位，粗定位在距离降落平台垂直距离5--10cm的区间内自由下落。精确定位装置中的限位槽可引导无人机利用惯性降落达到精确定位并固定，这样在两个限位槽之间，可人工或者采用机械设备对无人机的电池进行更换，或者进行其他的后续工作。作为最优方案中，所述限位槽的数量与无人机机臂的数量相同，通过对每一个机翼的限位，可保证无人机位置降落的精度，控制在亚毫米级别。若无人机携带摄像设备，在所述固定台的中部设置固定桩，所述标识点设于固定桩上，无人机携带的设想设备对标识点进行识别，识别速度快，或者，在固定桩表面设置摄像设备，摄像设备与控制器连接，以对无人机机芯进行粗定位，进一步地，所述固定台的底部与旋转机构固定以通过固定台的旋转来调节限位槽的位置，旋转机构可以是旋转电机，无人机通过标识点进行一个点的定位，相比于传统技术中对无人机机臂四个点、或者六个点均进行定位控制，实现降落速度快，有效保证了降落后的后续工作开展。该摄像设备设于固定桩上，有效减轻了无人机的重量，提高了无人机设备的飞行时间，控制器通过摄像设备对无人机机芯位置进行定位，以对无人机机芯进行定位，一个点的定位相对四个点的定位来说，定位相对容易，再配合四个机臂的粗定位，降落位置准确度较高。进一步地，为了提高该定位装置的适应性，适应不同机臂长度的无人机，在所述固定桩的圆周固定有滑杆，滑杆与滑块固定，滑块相对于滑杆可滑动，所述的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于无人机自主续航的电池夹取装置，其特征是，包括夹爪机构，所述夹爪机构包括夹爪本体，所述夹爪本体连接有第一夹爪部件和第二夹爪部件，所述第一夹爪部件与第一抓手固定连接，所述第二夹爪部件和第二抓手固定连接；所述第一抓手和第二抓手的相对面均配合设置锯齿状块体。

【技术特征摘要】
1.一种应用于无人机自主续航的电池夹取装置，其特征是，包括夹爪机构，所述夹爪机构包括夹爪本体，所述夹爪本体连接有第一夹爪部件和第二夹爪部件，所述第一夹爪部件与第一抓手固定连接，所述第二夹爪部件和第二抓手固定连接；所述第一抓手和第二抓手的相对面均配合设置锯齿状块体。2.如权利要求1所述的电池夹取装置，其特征是，所述夹爪本体嵌合设置于卡块内，所述卡块带有与夹爪本体配合的卡槽。3.如权利要求2所述的电池夹取装置，其特征是，所述夹爪本体还通过紧固件与卡块固定连接。4.如权利要求1所述的电池夹取装置，其特征是，所述夹爪机构与动力装置连接。5.如权利要求1所述的电池夹取装置，其特征是，所述第一抓手在与第一夹爪部件配合处设置第一凹槽，第一夹爪部件嵌合在第一凹槽内。6.如权利要求5所述的电池夹取装置，其特征是，所述第一夹爪部件还通过紧固件与第一抓手紧固连接。7.如权利要求1所述的电池夹取装置，其特征是，所述第二抓手在与第二夹爪部件配合处设置第二凹槽，第二夹爪部件嵌合在第二凹槽内；所述第二夹爪部件还通过紧固件与第二抓手紧固连接。8.如权利要求1所述的电池夹取装置，其特征是，所述第一抓手或第二抓手设有与电...

【专利技术属性】
技术研发人员：马思乐，陈祥海，马晓静，丁为飞，李金刚，王勇，丁为杰，陈远方，王军峰，赵月，孙文旭，张佰顺，
申请(专利权)人：山东大学，济南华奥控制系统有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37