无人机、能量供应站和换电系统技术方案

本申请公开了一种无人机、能量供应站和换电系统，属于无人机技术领域。该换电系统包括无人机和能量供应站，能量供应站包括无人机降落平台、可动部件、充电舱和总控制器，其中：无人机的底部设置有漏斗形的降落定位凹槽，无人机降落平台上设置有降落定位柱，降落定位柱与降落定位凹槽相适配；可动部件包括手部、腕部和滑动组件，手部安装在腕部上，腕部滑动安装在滑动组件上；总控制器用于控制可动部件通过滑动组件的滑行和腕部的晃动，使手部滑行并定位至位于电池安装位处，进行电池插拔操作，电池安装位为无人机的电池安装位或者充电舱中的电池安装位。采用本申请，可以提高无人机降落到无人机降落平台上的准确性。

【技术实现步骤摘要】
无人机、能量供应站和换电系统
本申请涉及无人机
，特别涉及一种无人机、能量供应站和换电系统。
技术介绍
无人机换电系统中包括待更换电池的无人机和为电池充电的能量供应站，当无人机检测到所使用的电池的电量不足时，可以停靠在就近的能量供应站，进行更换电池操作。电池更换的过程可以是，无人机停在能量供应站的无人机降落平台上，能量供应站的换电机械手可以将无人机的机载电池卸下来，将卸载下的机载电池放入能量供应站的充电舱中进行充电，然后机械手从能量供应站的充电舱中拿取充满电的电池，并将该电池装入到无人机中。其中，机械手从无人机中拔出电池之前需要对机载电池进行精准定位，相应的，能量供应站的无人机降落平台上设置有定位孔，无人机的下端设置有定位柱，无人机停在无人机降落平台上时，通过无人机的定位柱与无人机降落平台的定位孔配合，使无人机停在规定的位置处。在实现本申请的过程中，专利技术人发现相关技术至少存在以下问题：无人机在无人机降落平台上停靠的位置不准确存在偏差时，机械手便很难将无人机中的机载电池卸载下来，进而导致能量供应站无法为无人机更换电池。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种无人机、能量供应站和换电系统，可以解决相关技术中的问题。所述技术方案如下：一方面，根据本实施例提供了一种无人机，所述无人机的底部设置有漏斗形的降落定位凹槽，所述漏斗形的降落定位凹槽包括相连通的柱状凹槽和至少一个锥状凹槽，所述至少一个锥状凹槽中的第一锥状凹槽的槽口为所述降落定位凹槽的槽口；所述柱状凹槽与降落定位柱与相适配，所述降落定位柱为设置于用于为无人机的电池充电的能量供应站的无人机降落平台上的结构；所述无人机还包括用于安放电池的机载电池安装位，所述机载电池安装位的开口方向垂直于所述柱状凹槽的轴线方向。可选的，所述第一锥状凹槽的槽口处的直径为所述柱状凹槽的直径的第一倍数，所述柱状凹槽的槽深为所述柱状凹槽的直径的第二倍数。可选的，所述锥状凹槽包括两个锥状凹槽，所述两个锥状凹槽分别位于所述柱状凹槽的两端，所述两个锥状凹槽中的第二锥状凹槽的槽底为所述降落定位凹槽的槽底。可选的，所述无人机的电池壳上设置有夹持部，所述夹持部上设置有定位导孔；所述夹持部用于供所述能量供应站中的手部夹持，所述定位导孔与所述能量供应站中的定位导柱相适配。另一方面，根据本实施例提供了一种能量供应站，所述能量供应站用于为无人机的电池充电，包括无人机降落平台、可动部件、充电舱和总控制器，其中：所述无人机降落平台上设置有降落定位柱，所述降落定位柱与无人机上的漏斗形的降落定位凹槽相适配；所述可动部件包括手部、腕部和滑动组件，所述手部安装在所述腕部上，所述腕部滑动安装在所述滑动组件上；所述总控制器分别与所述可动部件、所述充电舱电性连接，用于控制所述可动部件通过所述滑动组件的滑行和所述腕部的晃动，使所述手部滑行并定位至电池安装位处进行电池插拔操作，所述电池安装位为所述无人机的机载电池安装位或者所述充电舱中的充电舱电池安装位，所述充电舱电池安装位的开口方向垂直于所述降落定位柱的轴线方向。可选的，所述降落定位柱远离所述无人机降落平台的端部设置有锥状结构，所述降落定位柱的锥状结构与所述降落定位凹槽的第二锥状凹槽相适配，其中，所述第二锥状凹槽为所述无人机的降落定位凹槽的位于槽底处的凹槽。可选的，所述手部包括固定件、驱动电机和夹具，其中：所述固定件安装在所述腕部上，所述驱动电机和所述夹具均安装在所述固定件上，所述夹具通过齿轮组与所述驱动电机的输出轴传动连接；所述固定件的前端设置有定位导柱，所述定位导柱远离所述固定件的端部设置有锥状结构，所述定位导柱与所述无人机上的定位导孔相适配；所述总控制器，用于控制所述可动部件通过所述滑动组件的滑行和所述腕部的晃动，使所述定位导柱与所述无人机的定位导孔进行柔性插拔，通过驱动电机使夹具进行张开和闭合，以对所述无人机的夹持部进行夹持操作。可选的，所述腕部包括第一固定台、第二固定台、连杆和弹性件；所述第一固定台滑动安装在所述滑动组件上，所述手部安装在所述第二固定台上；所述连杆的一端转动安装在所述第一固定台上，所述连杆的另一端转动安装在所述第二固定台上，所述弹性件的两端分别与所述第一固定台和所述第二固定台相固定，所述第一固定台和所述第二固定台位于同一平面内；在所述滑动组件带动所述手部进行滑行的过程中，所述第二固定台相对于所述第一固定台发生晃动，使所述手部滑行并定位至电池安装位处进行电池插拔操作。可选的，所述可动部件包括两个腕部，所述两个腕部中的第一腕部的第一固定台滑动安装在所述滑动组件上，所述手部安装在所述两个腕部中的第二腕部的第二固定台上，所述第二腕部的第一固定台垂直安装在所述第一腕部的第二固定台上。可选的，所述滑动组件包括相垂直的第一滑轨、第二滑轨和第三滑轨；所述第二滑轨滑动安装在所述第一滑轨上，所述第三滑轨滑动安装在所述第二滑轨上，所述腕部滑动安装在所述第三滑轨上；所述第二滑轨在所述第一滑轨上的第一滑行方向、所述第三滑轨在所述第二滑轨上的第二滑行方向，以及所述腕部在所述第三滑轨上的第三滑行方向相互垂直。可选的，所述充电舱包括充电管理器，所述总控制器和所述充电管理器电性连接；所述充电管理器，用于向所述总控制器发送所述充电舱中电池的电池信息，所述电池信息至少包括电池的当前电量、当前充电次数、剩余使用寿命和当前最大放电电流中的一种或多种；所述总控制器，用于如果基于所述充电管理器发送的电池信息，确定出当前存在可用电池时，向所述待更换电池的无人机发送携带有当前存在可用电池的消息；如果基于所述充电管理器发送的电池信息，确定出当前不存在可用电池时，向所述待更换电池的无人机发送携带有当前不存在可用电池和等待时长的消息，所述等待时长为自当前时间至存在可用电池所需时长。可选的，所述总控制器还用于，在基于所述充电管理器发送的电池信息，确定出当前存在可用电池时，将所述可用电池中剩余使用寿命最长的可用电池，确定为目标电池，作为所述待更换电池的无人机的替换电池。另一方面，根据本实施例提供了一种换电系统，所述无人机换电系统包括上述所述的无人机和能量供应站。本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：在本公开实施例中，该无人机换电系统包括待更换电池的无人机和为电池充电的能量供应站，能量供应站包括无人机降落平台、可动部件、充电舱和总控制器，其中：无人机的底部设置有漏斗形的降落定位凹槽，无人机降落平台上设置有降落定位柱，降落定位柱与降落定位凹槽相适配；可动部件包括手部、腕部和滑动组件，手部安装在腕部上，腕部滑动安装在滑动组件上；可动部件在总控制器的控制下，通过滑动组件的滑行和腕部的晃动，使手部滑行并定位至位于电池安装位处，进行电池插拔操作。可见，无人机在下降的过程中，在锥状凹槽的引导下，使降落定位柱可以逐渐进入到柱状凹槽中，进而，使无人机可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机(1)，其特征在于，所述无人机(1)的底部设置有漏斗形的降落定位凹槽(11)，所述漏斗形的降落定位凹槽(11)包括相连通的柱状凹槽(111)和至少一个锥状凹槽(112)，所述至少一个锥状凹槽(112)中的第一锥状凹槽(112A)的槽口为所述降落定位凹槽(11)的槽口；/n所述柱状凹槽(111)与降落定位柱(211)与相适配，所述降落定位柱(211)为设置于用于为无人机的电池充电的能量供应站(2)的无人机降落平台(21)上的结构；/n所述无人机(1)还包括用于安放电池的机载电池安装位(13)，所述机载电池安装位(13)的开口方向垂直于所述柱状凹槽(111)的轴线方向。/n

【技术特征摘要】
1.一种无人机(1)，其特征在于，所述无人机(1)的底部设置有漏斗形的降落定位凹槽(11)，所述漏斗形的降落定位凹槽(11)包括相连通的柱状凹槽(111)和至少一个锥状凹槽(112)，所述至少一个锥状凹槽(112)中的第一锥状凹槽(112A)的槽口为所述降落定位凹槽(11)的槽口；
所述柱状凹槽(111)与降落定位柱(211)与相适配，所述降落定位柱(211)为设置于用于为无人机的电池充电的能量供应站(2)的无人机降落平台(21)上的结构；
所述无人机(1)还包括用于安放电池的机载电池安装位(13)，所述机载电池安装位(13)的开口方向垂直于所述柱状凹槽(111)的轴线方向。


2.根据权利要求1所述的无人机(1)，其特征在于，所述第一锥状凹槽(112A)的槽口处的直径为所述柱状凹槽(111)的直径的第一倍数，所述柱状凹槽(111)的槽深为所述柱状凹槽(111)的直径的第二倍数。


3.根据权利要求1所述的无人机(1)，其特征在于，所述锥状凹槽(112)包括两个锥状凹槽(112)，所述两个锥状凹槽(112)分别位于所述柱状凹槽(111)的两端，所述两个锥状凹槽(112)中的第二锥状凹槽(112B)的槽底为所述降落定位凹槽(11)的槽底。


4.根据权利要求1至3任一项所述的无人机(1)，其特征在于，所述无人机(1)的电池壳(12)上设置有夹持部(121)，所述夹持部(121)上设置有定位导孔(122)；
所述夹持部(121)用于供所述能量供应站(2)中的手部(24)夹持，所述定位导孔(122)与所述能量供应站(2)中的定位导柱(244)相适配。


5.一种能量供应站(2)，其特征在于，所述能量供应站(2)包括无人机降落平台(21)、可动部件(22)、充电舱(23)和总控制器，其中：
所述无人机降落平台(21)上设置有降落定位柱(211)，所述降落定位柱(211)与无人机(1)上的漏斗形的降落定位凹槽(11)相适配；
所述可动部件(22)包括手部(24)、腕部(25)和滑动组件(26)，所述手部(24)安装在所述腕部(25)上，所述腕部(25)滑动安装在所述滑动组件(26)上；
所述总控制器分别与所述可动部件(22)、所述充电舱(23)电性连接，用于控制所述可动部件(22)通过所述滑动组件(26)的滑行和所述腕部(25)的晃动，使所述手部(24)滑行并定位至电池安装位处进行电池插拔操作，所述电池安装位为所述无人机(1)的机载电池安装位(13)或者所述充电舱(23)中的充电舱电池安装位(27)，所述充电舱电池安装位(27)的开口方向垂直于所述降落定位柱(211)的轴线方向。


6.根据权利要求5所述的能量供应站(2)，其特征在于，所述降落定位柱(211)远离所述无人机降落平台(21)的端部设置有锥状结构，所述降落定位柱(211)的锥状结构与所述降落定位凹槽(11)的第二锥状凹槽(112B)相适配，其中，所述第二锥状凹槽(112B)为所述无人机(1)的降落定位凹槽(11)的位于槽底处的凹槽。


7.根据权利要求5所述的能量供应站(2)，其特征在于，所述手部(24)包括固定件(241)、驱动电机(242)和夹具(243)，其中：
所述固定件(241)安装在所述腕部(25)上，所述驱动电机(242)和所述夹具(243)均安装在所述固定件(241)上，所述夹具(243)通过齿轮组与所述驱动电机(242)的输出轴传动连接；
所述固定件(241)的前端设置有定位导柱(244)，所述定位导柱(244)远离所述固定件(241)的端部设置有锥状结构，所述定位导柱(244)与所述无人机...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔鹏，孙恒盛，陈思瀚，
申请(专利权)人：北京二郎神科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11