一种无人机自动换电系统及方法技术方案

本发明专利技术属于无人机配套设备技术领域，特别涉及一种无人机自动换电系统及方法，它解决了无人机需要人工换电，费时费力，影响工作效率的问题。本无人机自动换电系统包括箱体，所述的箱体顶部设有开合门，所述的箱体内设有用于将降落后无人机归边的无人机自动换电平台，所述的无人机自动换电平台底部设有位于无人机归边侧的电池仓，在该侧的箱体内设有用于将无人机电池安装座上的电池与电池仓内的电池交换的换电机械手。本方案中还包括了基于该套无人机自动换电系统的无人机自动换电方法。实现了无人机自动换电高效、可靠且结构轻量化的效果。果。果。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机自动换电系统及方法


[0001]本专利技术属于无人机配套设备
，特别涉及一种无人机自动换电系统及方法。

技术介绍

[0002]无人机发展迅速，已适用于大量领域，但是无人机能量来源基本还是以蓄电池的电能为主，当无人机电池电量不足时，需要及时进行换电或充电，往往由人工具体操作完成，费时费力，影响工作效率，所以，配套一套可靠的无人机自动换电系统显得非常必要。
[0003]例如大疆的经纬 M300 RTK系列无人机，性能卓越、功能强大，该无人机由两块电池进行供电，设于无人机底部。
[0004]公开号为CN112091553A的专利公开了一种无人机电池更换装置及其使用方法，包括：工作台，用于放置无人机；多个抓取装置，各个抓取装置固定于工作台，用于抓取电池；对应于各个抓取装置设有一存储装置，用于放置电池；多个引导固定装置，各个引导固定装置固定于工作台，用于固定无人机脚架；各个抓取装置与各个存储装置分别通过下位机控制，用于在无人机停放工作台时与各个引导固定装置配合，以对无人机更换电池。
[0005]上述现有技术设有多个抓取装置，结构相对复杂，也意味着增加了结构重量，增大了成本。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种换电高效可靠且结构精炼的无人机自动换电系统及方法。
[0007]为了实现创新本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：本无人机自动换电系统，包括箱体，所述的箱体顶部设有开合门，其特征在于，所述的箱体内设有用于将降落后无人机归边的无人机自动换电平台，所述的无人机自动换电平台底部设有位于无人机归边侧的电池仓，在该侧的箱体内设有用于将无人机电池安装座上的电池与电池仓内的电池交换的换电机械手。
[0008]本专利技术无人机自动换电系统主体设于顶部设有开合门的箱体内，对主体结构起到一定的保护防尘效果，无人机自动换电平台可以将无人机进行归边，移动无人机至合适位置以便换电机械手可以顺利进行换电，在无人机自动换电平台下方设有电池仓，用于放置电池，具体的换装电池操作由换电机械手来完成，换电机械手将电池从无人机上取下，放入电池仓，再从电池仓中取出电池装到无人机上。
[0009]在上述的无人机自动换电系统中，所述的无人机自动换电平台包括设置在箱体底面中部的停机坪底座，所述的停机坪底座上设有停机坪，所述的停机坪底座通过轻量化升降机构与停机坪相连，所述的停机坪上设有无人机归边装置。
[0010]轻量化升降机构可以控制停机坪的升降，无人机归边装置可以将无人机移动到换电机械手可以配合的位置，便于换电机械手进行换电操作，换电效率高，且轻量化设计减轻
了自身重量，降低了连接结构和驱动结构的负担，也节省了材料。
[0011]在上述的无人机自动换电系统中，所述的轻量化升降机构包括设置在停机坪底座和停机坪之间四台呈矩形阵列分布且联动的停机坪丝杠升降机，所述的停机坪丝杠升降机上连接有停机坪升降驱动电机，所述的停机坪与箱体之间设有升降防晃结构。
[0012]轻量化升降机构通过四台矩形阵列分布且联动的停机坪丝杠升降机及停机坪升降驱动电机具体实现升降功能，保证了升降的可靠性稳定性，升降防晃结构使得升降过程更加稳定，减弱了停机坪不必要的晃动，防止无人机在升降过程中位置过度偏移甚至滑落。
[0013]在上述的无人机自动换电系统中，所述的升降防晃结构包括连接在停机坪上沿周向均匀分布的弹性拉力组件。
[0014]弹性拉力组件在停机坪上沿轴向均匀分布，对无人机的拉扯施力更加均匀，防晃效果更好，且结构轻盈成本低。
[0015]在上述的无人机自动换电系统中，所述的无人机归边装置包括设置在停机坪上设有能够当无人机处于停机坪上时使无人机沿横向居中的居中移位机构，所述的居中移位机构包括两根纵向设置在停机坪上方且对置的居中移位杆，在居中移位杆上连接有能够驱动居中移位杆沿着停机坪横向往复移动的居中移位驱动组件，所述的停机坪上设有能够使无人机沿纵向移动至停机坪边沿的归边移位机构，所述的停机坪上还设有能够使归边后的无人机纵向移动并与归边移位机构配合实现无人机居中的复位移动机构。
[0016]居中移位机构可以将无人机进行归中，两条居中移位杆由横向往复移动的居中移位驱动组件驱动，在横向方向上往中间合拢及向两侧分开，居中归位效果好。归边移位机构可以将无人机进行归边，移动至便于换电机械手配合的位置，保证了换电机械手可以顺利换电，复位移动机构可以将换电完毕后的无人机进行居中复位，方便无人机可以安全顺利起飞。
[0017]在上述的无人机自动换电系统中，所述的换电机械手包括固定在箱体内壁上的机械手升降架，所述的机械手升降架上设有能够二次水平伸缩且用于取换电池的换电伸缩机构，所述的机械手升降架与换电伸缩机构之间设有能够使换电伸缩机构沿垂直方向上升降的机械手升降机构。
[0018]换电机械手用于具体实施换电动作，通过机械手升降机构的驱动控制，机械手升降架可以升降至换电伸缩机构可以与无人机或电池仓配合的高度，保证换电的顺利进行，换电伸缩机构可以二次水平伸缩，用于具体实现换电，结构简练可靠。
[0019]在上述的无人机自动换电系统中，所述的换电伸缩机构包括换电底座，所述的换电底座上有换电架，在换电架上设有电池取放仓，所述的电池取放仓内设有电池取放爪手，在电池取放爪手与换电架之间设有能够驱动电池取放爪手水平伸缩的一级伸缩机构，所述的换电架与换电底座之间设有能够驱动换电架水平伸缩的二级伸缩机构。
[0020]换电底座上设有换电架，用于具体实现对电池的装卸功能；在换电架上设有电池取放仓，用于放置电池，电池取放仓中的电池取放爪手用于取放电池；在电池取放爪手和换电架之间设有一级伸缩机构，用于驱动电池取放爪手的水平伸缩，用于具体勾抓出或推放入电池；在换电架和换电底座之间设有二级伸缩机构，用于驱动换电架的水平伸缩，使得换电架抵靠无人机保证了换电操作的顺利实施。
[0021]在上述的无人机自动换电系统中，所述的电池取放爪手包括电池推板，所述的电
池推板上设有两对称设置的电池钩爪单元，所述的电池推板通过一级伸缩机构与换电架相连。
[0022]电池取放爪手包括电池推板，用于安装电池时提供给电池一定的推力，以及卸下电池前，其上的旋钮结构可以实现无人机的关机操作，电池推板上的电池钩爪单元设有左右两个，可以更稳固地勾抓住两个电池，通过一级伸缩机构，电池推板和换电架连接，可以实现电池取放爪手相对换电架的伸缩，伸出去抓住电池，缩回来带回电池至电池取放仓中。
[0023]在上述的无人机自动换电系统中，所述的电池仓包括电池架，在电池架上设有若干横向分布的电池充电位，所述的电池架上还设有能够移动电池充电位横向上位置的换位机构。
[0024]电池充电位用于存放电池并进行及时的自动充电，保证可以有足够的满电电池供应以换至无人机上，换位机构可以横向移动，移动至合适的电池充电位对准换电机械手位置，在机械手带着换下的电池时，换位机构将空的电池充电位对准本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机自动换电系统，包括箱体（1000），所述的箱体（1000）顶部设有开合门（1100），其特征在于，所述的箱体（1000）内设有用于将降落后无人机归边的无人机自动换电平台（2999），所述的无人机自动换电平台（2999）底部设有位于无人机归边侧的电池仓（5999），在该侧的箱体（1000）内设有用于将无人机电池安装座上的电池与电池仓（5999）内的电池交换的换电机械手（3999）。2.根据权利要求1所述的无人机自动换电系统，其特征在于，所述的无人机自动换电平台（2999）包括设置在箱体（1000）底面中部的停机坪底座（2000），所述的停机坪底座（2000）上设有停机坪，所述的停机坪底座（2000）通过轻量化升降机构（2200）与停机坪相连，所述的停机坪上设有无人机归边装置（2300）。3.根据权利要求2所述的无人机自动换电系统，其特征在于，所述的轻量化升降机构（2200）包括设置在停机坪底座（2000）和停机坪之间四台呈矩形阵列分布且联动的停机坪丝杆升降机（2210），所述的停机坪丝杆升降机（2210）上连接有停机坪升降驱动电机（2240），所述的停机坪与箱体（1000）之间设有升降防晃结构（2400）。4.根据权利要求3所述的无人机自动换电系统，其特征在于，所述的升降防晃结构（2400）包括连接在停机坪（2100）上沿周向均匀分布的弹性拉力组件（2410）。5.根据权利要求2或3或4所述的无人机自动换电系统，其特征在于，所述的无人机归边装置（2300）包括设置在停机坪（2100）上设有能够当无人机处于停机坪上时使无人机沿横向居中的居中移位机构（2310），所述的居中移位机构（2310）包括两根纵向设置在停机坪（2100）上方且对置的居中移位杆（2311），在居中移位杆（2311）上连接有能够驱动居中移位杆（2311）沿着停机坪横向往复移动的居中移位驱动组件（2320），所述的停机坪（2100）上设有能够使无人机沿纵向移动至停机坪（2100）边沿的归边移位（2510）归边移位（2510）机构（2500），所述的停机坪（2100）上还设有能够使归边后的无人机纵向移动并与归边移位（2510）归边移位（2510）机构（2500）配合实现无人机居中的复位移动机构（2600）。6.根据权利要求1或2或3或4所述的无人机自动换电系统，其特征在于，所述的换电机械手（3999）包括固定在箱体（1000）内壁上的机械手升降架（3000），所述的机械手升降架（3000）上设有能够二次水平伸缩且用于取换电池的换电伸缩机构（4999），所述的机械手升降架（3000）与换电伸缩机构（4999）之间设有能够使换电伸缩机构（4999）沿垂直方向上升降的机械手升降机构（3100）。7.根据权利要求6所述的无人机自动换电系统，其特征在于，所述的换电伸缩机构（4999）包括换电底座（4000），所述的换电底座（4000）上有换电架（4100），在换电架（4100）上设有电池取放仓（4110），所述的电池取放仓（4110）内设有电池取放爪手（4200），在电池取放爪手（4200）与换电架（4100）之间设有能够驱动电池取放爪手（4200）水平伸缩的一级伸缩机构（4300），所述的换电架（4100）与换电底座（4000）之间设有能够驱动换电架（4100）水平伸缩的二级伸缩机构（4400）。8.根据权利要求7所述的无人机自动换电系统，其特征在于，所述的电池取放爪手（4200）包括电池推板（4210），所述的电池推板（4210）上设有两对称设置的电池钩爪单元（4220），所述的电池推板（4210）通过一级伸缩机构（4300）与换电架（4100）相连。9.根据权利要求1或2或3或4所述的无人机自动换电系统，其特征在于，所述的电池仓（5999）包括电池架（5000），在电池架（5000）上设有若干横向分布的电池充电位（5110），所
...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵安强，张鹏飞，王宇杰，刘洋，
申请(专利权)人：泰昌科技杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：