无人机电池定位装置、电池操控系统及其定位和操控方法制造方法及图纸

本公开涉及一种无人机电池定位装置、电池操控系统及其定位和操控方法，其中的定位装置包括定位叉、驱动机构、角度传感器以及控制器。定位叉被配置为使得电池能够被插入到其中；驱动机构能够驱动定位叉在X

【技术实现步骤摘要】
无人机电池定位装置、电池操控系统及其定位和操控方法


[0001]本公开涉及无人机
，具体地，涉及一种无人机电池定位装置、电池操控系统及其定位和操控方法。

技术介绍

[0002]在对无人机进行换电或者充电操控时，首先需要对无人机的电池进行定位。相关技术中通常采用对无人机的机身进行定位，从而间接的获取电池的位置。例如通过在能量供应站的上表面布置图标或LED图案等标记，通过无人机自带的图像采集设备，计算相对应的位置，指引无人机降落至标记处，或者通过在能量供应站的上表面设置圆锥形的缺口，用于与无人机端的圆锥形限位件匹配，以实现无人机的定位。然而在上述定位方式中，无人机的限位件很难精准降落在圆锥形的缺口上，实际降落位置和目标位置之间存在较大偏差，导致定位不准，而采用图像识别的定位方式则具有视角较小，计算速度慢等缺点，且采用工业相机CCD的成本较高。此外，无人机的机身与电池仓的装配本身可能存在一定误差，通过对机身的定位来反馈电池仓的位置这种方式本身就存在一定的不确定性，当装配精度较差时，可能导致电池抓取失败、换电不成功。

技术实现思路

[0003]本公开的第一个目的是提供一种无人机电池定位装置，能够提高无人机电池定位的精确性。
[0004]为了实现上述目的，本公开提供一种无人机电池定位装置，包括：
[0005]定位叉，被配置为使得电池能够被插入到其中；
[0006]驱动机构，能够驱动所述定位叉在X-Y平面内运动，所述定位叉被配置为能够在X-Y平面内转动，其中，Y方向为所述定位叉插向所述电池的方向，所述定位叉包括沿X方向相对设置的两个叉爪；
[0007]角度传感器，用于监测所述定位叉的转动角度，以根据所述定位叉在沿Y方向运动到预定距离时的转动角度，反馈所述定位叉沿X方向偏离于所述电池的距离；以及
[0008]控制器，所述控制器分别与所述驱动机构和角度传感器连接。
[0009]可选地，所述驱动机构包括用于驱动所述定位叉沿X方向运动的第一驱动部和用于驱动所述定位叉沿Y方向运动的第二驱动部。
[0010]可选地，所述第一驱动部包括沿X方向延伸的第一导轨；所述第二驱动部包括沿Y方向延伸并可沿X方向移动地连接在所述第一导轨上的第二导轨，所述第二导轨上连接有可沿Y方向移动的滑动件；所述定位叉可转动地连接在所述滑动件上。
[0011]可选地，所述定位叉通过垂直于X-Y平面的转轴与所述驱动机构可转动地连接。
[0012]可选地，所述定位叉包括连接两个所述叉爪的连接件，所述连接件可转动地连接在所述驱动机构上。
[0013]可选地，所述定位叉和所述驱动机构之间设置有转动复位结构。
[0014]可选地，所述转动复位结构包括设置在所述定位叉的转动中心两侧的弹性件，所述弹性件的两端分别连接所述定位叉和所述驱动机构。
[0015]可选地，两个所述叉爪的内壁之间的距离与所述电池的外轮廓相适应。
[0016]可选地，两个所述叉爪被配置为能够相互接近或远离，以使所述定位叉能够适应不同尺寸的所述电池。
[0017]本公开的第二个目的是提供一种无人机电池操控系统，包括：
[0018]无人机电池定位装置，为上述的无人机电池定位装置；以及
[0019]电池操控装置，用于根据所述无人机电池定位装置所确定的电池的位置对所述电池进行操控。
[0020]可选地，所述电池操控装置包括电池抓取机构和/或电池充电机构。
[0021]本公开的第三个目的是提供一种利用上所述的无人机电池定位装置进行电池定位的方法，所述方法包括：
[0022]步骤S1，确定所述定位叉的初始位置和预定位置；
[0023]步骤S2，控制所述定位叉从初始位置沿X向移动至正对预定位置，沿Y方向叉向所述电池到达预定距离；
[0024]步骤S3，获取所述定位叉的当前转动角度，并确定当前所述定位叉偏离于所述电池的距离；
[0025]步骤S4，控制所述定位叉沿Y方向脱离所述电池。
[0026]可选地，所述方法包括：当步骤S3所获取的当前转动角度不为0
°
时，重复执行步骤S1-步骤S4；当步骤S3所获取的当前转动角度为0
°
时，在步骤S4后结束定位。
[0027]可选地，在步骤S3，确定在当前位置所述定位叉沿Y方向脱离所述电池至转动角度为0
°
时所需的最小位移；
[0028]在步骤S4，控制所述定位叉以设定位移沿Y方向脱离所述电池，其中，所述设定位移大于或等于所述最小位移。
[0029]本公开的第四个目的是提供一种电池操控方法，包括：
[0030]通过上述的方法对所述电池进行定位；
[0031]根据对所述电池定位所确定的电池的位置对所述电池进行操控。
[0032]通过上述技术方案，在本公开提供的无人机电池定位装置中，通过驱动机构控制定位叉在X-Y平面运动并使得电池能够被插入到定位叉中，从而获得电池的精确位置。定位叉被配置为能够在X-Y平面内转动，当驱动机构控制定位叉沿Y方向运动到预定距离却没有能够将电池叉入定位叉中时，定位叉将因与电池的外轮廓接触而发生转动，根据该转动后的角度可以相应得出定位叉沿X方向偏离电池的距离，从而获得电池的位置。而根据定位叉沿X方向偏离电池的距离，驱动机构还可以重新控制定位叉对电池进行二次定位，直到前述的转动角度为0
°
。本公开的无人机电池定位装置采用直接对电池进行定位的方式，相较于现有技术中通过对无人机定位而间接对电池进行定位，精度更高。此外，本公开的电池定位装置在结构和定位方式上简单，相较于视觉定位的方式，提高了定位的速度。
[0033]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
[0034]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：
[0035]图1是本公开示例性实施方式提供的无人机电池定位装置的示意图，其中，定位叉在沿Y方向运动到预定距离后未发生转动；
[0036]图2是本公开示例性实施方式提供的无人机电池定位装置的示意图，其中，定位叉在沿Y方向运动到预定距离后发生转动；
[0037]图3是用于计算定位叉沿Y方向脱离电池至转动至0
°
是所需的最小位移的模型；
[0038]图4是用于计算定位叉沿Y方向脱离电池至转动至0
°
是所需的最小位移的另一模型，其中考虑连接件的厚度；
[0039]图5是利用本公开无人机电池定位装置进行定位的流程图；
[0040]图6是利用本公开无人机电池定位装置进行定位的另一流程图。
[0041]附图标记说明
[0042]1-定位叉，11-叉爪，12-连接件，2-第一导轨，3-第二导轨，4-基座，5-转轴，6-滑动件，7-弹性件，10-电池，1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机电池定位装置，其特征在于，包括：定位叉(1)，被配置为使得电池(10)能够被插入到其中；驱动机构，能够驱动所述定位叉(1)在X-Y平面内运动，所述定位叉(1)被配置为能够在X-Y平面内转动，其中，Y方向为所述定位叉(1)叉向所述电池(10)的方向，所述定位叉(1)包括沿X方向相对设置的两个叉爪(11)；角度传感器，用于监测所述定位叉(1)的转动角度，以根据所述定位叉(1)在沿Y方向运动到预定距离时的转动角度，反馈所述定位叉(1)沿X方向偏离于所述电池(10)的距离；以及控制器，所述控制器分别与所述驱动机构和角度传感器连接。2.根据权利要求1所述的无人机电池定位装置，其特征在于，所述驱动机构包括用于驱动所述定位叉(1)沿X方向运动的第一驱动部和用于驱动所述定位叉(1)沿Y方向运动的第二驱动部。3.根据权利要求2所述的无人机电池定位装置，其特征在于，所述第一驱动部包括沿X方向延伸的第一导轨(2)；所述第二驱动部包括沿Y方向延伸并可沿X方向移动地连接在所述第一导轨(2)上的第二导轨(3)，所述第二导轨(3)上连接有可沿Y方向移动的滑动件(6)；所述定位叉(1)可转动地连接在所述滑动件(6)上。4.根据权利要求1所述的无人机电池定位装置，其特征在于，所述定位叉(1)通过垂直于X-Y平面的转轴(5)与所述驱动机构可转动地连接。5.根据权利要求1所述的无人机电池定位装置，其特征在于，所述定位叉(1)包括连接两个所述叉爪(12)的连接件(12)，所述连接件(12)可转动地连接在所述驱动机构上。6.根据权利要求1-5任一项所述无人机电池定位装置，其特征在于，所述定位叉(1)和所述驱动机构之间设置有转动复位结构。7.根据权利要求6所述的无人机电池定位装置，其特征在于，所述转动复位结构包括设置在所述定位叉(1)的转动中心两侧的弹性件(7)，所述弹性件(7)的两端分别连接所述定位叉(1)和所述驱动机构。8.根据权利要求1所述的无人机...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔鹏，
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：