无人机的换电机场、无人机换电方法及存储介质技术

本发明专利技术公开了一种无人机的换电机场、无人机的换电方法及存储介质，包括：通过机场管理模块响应无人机换电请求，并向主控模块发送换电指令；主控模块响应于换电指令，驱动机械臂夹爪进行无人机的电池置换，并在电池置换过程中，接收伺服电机的压力负载反馈信息，根据压力负载反馈信息驱动机械臂进行运动控制，实现对无人机换电过程中精准控制，提高无人机换电效率和安全性。效率和安全性。效率和安全性。

【技术实现步骤摘要】
无人机的换电机场、无人机换电方法及存储介质


[0001]本专利技术涉及无人机
，尤其涉及一种无人机的换电机场、无人机换电方法及存储介质。

技术介绍

[0002]随着随着无人机的发展和应用，现常将无人机代替人力进行无人值守作业或巡检作业，所以为无人机配备无人机自动机场用于无人机的储存、充电、起降等等；目前，多旋翼无人机可以满足大多数的作业场景，但长时间，远距离的作业仍需要固定翼无人机来实现，因此，则设计一种垂直起降的固定翼无人机自动化机场来实现固定翼无人机的无人值守作业。
[0003]在无人机自动化机场中，无人机的供电问题是一个比较重要的话题，当前有通过充电和换电两种按时进行供电，其中，充电的无人机场结构简单，容易实现，但还是充电时间长，充电过程无法起飞，换电式结构复杂，专利公开号为CN114313288A，专利名称为无人机全自动换电机场的专利文献中公开的方案，需要通过上下运动的起降平台进行电池更换，实现了通过较为简单的结构进行电池更换，但是，这种方式容易精度要求很高，对无人机造成损伤，如何快速安全地进行无人机换电，是一个亟待解决的技术难题。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供一种无人机的换电机场、无人机换电方法及存储介质，以提高无人机换电的效率和安全性。
[0005]为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种无人机的换电机场，包括电池槽、机械臂夹爪和无人机降落平台，所述无人机的换电机场还包括主控模块、伺服电机、遥控SDK集成模块和机场管理模块；
[0006]所述主控模块分别与所述伺服电机、所述机械臂夹爪、所述遥控SDK集成模块连接，所述主控模块通过所述遥控SDK集成模块向所述机场管理模块上传机场信息和接收控制信息，所述主控模块还用于接收所述伺服电机传递的压力负载反馈信息，并根据所述压力负载反馈信息对所述机械臂夹爪进行控制；
[0007]所述伺服电机分别与所述主控模块、所述机械臂夹爪连接，所述伺服电机采集机械臂夹爪在机械运动过程中的压力负载反馈信息，并传达给所述主控模块；
[0008]所述机械臂夹爪用于进行无人机与电池槽中的电池置换。
[0009]可选地，所述主控模块包括可编程逻辑控制器PLC和电机组驱动模块，所述可编程逻辑控制器PLC和所述电机组驱动模块通过逻辑控制器电路转接模块连接并集合于模块箱体中，所述模块箱体中留出对外接口，所述对外接口用于连接扩展模块，所述主控模块设置有直通所述可编程逻辑控制器PLC的RJ45网络接口，所述可编程逻辑控制器PLC及其拓展模块具备多个具有RS485功能的IO控制口，用以精准控制电机的运行位置。
[0010]可选地，所述可编程逻辑控制器PLC用于根据无人机实际结构设计对程序编辑，以
实现控制无人机与所述无人机降落平台机械互锁。
[0011]可选地，所述无人机的换电机场还包括：所述电池槽还包括电池槽管理模块，所述电池槽管理模块与主控模块连接，所述电池槽管理模块用于电池槽的电池信息采集、电池充电控制，并与所述主控模块反馈电池槽信息，以使主控模块根据电池槽的各个电池信息，驱动机械臂夹爪定位电池槽，执行换电处理。
[0012]可选地，所述电池槽管理模块设置有主控MCU；
[0013]所述主控MCU用于获取每个电池槽位对应电池的电量信息、电池温度和环境温度，并根据每个电池的电量信息和环境温度，进行充电控制；
[0014]所述主控MCU根据每个电池的电量信息和环境温度，进行充电控制包括：
[0015]对电量信息低于阈值电量的电池槽位开启充电，对电量信息高于所述阈值电量的电池槽位关闭充电；
[0016]在环境温度过低或过高、电池温度过低或过高时，关闭电池充电输出。
[0017]可选地，所述电池槽模块设置有两路电源输入接口，所述电池槽模块还包括电源网络模块，所述的电源网络模块包括：浪涌保护模块，欠过压保护模块，漏电保护模块，一级电源输入输出模块，二级电源输入输出模块，伺服驱动模块，交流转直流降压电源模块，快充模块，网络交换模块，以太网路由模块；
[0018]所述一级电源输入输出模块与后备电源模块连接，给后备电源模块充电，所述二级电源输入输出模块与后备电源模块连接，后备电源模块给二级电源输入输出模块提供电源，所述的二级电源输入输出模块与下级的伺服驱动模块，交流转直流降压电源模块，快充模块，网络交换模块，以太网路由模块连接，当一级电源被切断，二级电源下的后级模块正常工作；
[0019]所述一级电源输入输出模块给大功率电源设备供电，二级电源输入输出模块给换电机场逻辑、控制、通讯部分供电。
[0020]可选地，所述无人机的换电机场还包括指示灯模块和蜂鸣器模块，所述指示灯模块、蜂鸣器模块分别与所述主控模块连接，所述主控模块输出控制信号控制指示灯模块显示不同的颜色，控制蜂鸣器模块产生不同频率的蜂鸣。
[0021]为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种无人机换电方法，其特征在于，应用于权利要求1至7任一项所述的无人机的换电机场，包括：
[0022]机场管理模块响应无人机换电请求，并向主控模块发送换电指令；
[0023]主控模块响应于所述换电指令，驱动机械臂夹爪进行无人机的电池置换，并在电池置换过程中，接收伺服电机的压力负载反馈信息，根据所述压力负载反馈信息驱动机械臂进行运动控制。
[0024]所述机械臂夹爪用于进行无人机与电池槽中的电池置换。
[0025]可选地，所述无人机换电方法还包括：
[0026]检测无人机的气象环境信息和剩余电量信息；
[0027]根据所述气象环境信息和剩余电量信息，判断当前飞行状态的安全性；
[0028]若判断结果为存在风险，则向无人机发送返回指令；
[0029]其中，根据所述气象环境信息和剩余电量信息，判断当前飞行状态的安全性包括：
[0030]将当前气象环境与预设条件进行对比判断，若当前气象环境信息为正常，则确定
第一判断结果为安全，若当前气象环境为异常，则确定第一判断结果为存在风险；
[0031]判断剩余电量信息是否超过安全返航的电量条件，若超过，则确定第二判断结果为正常，否则，确定第二判断结果为存在风险；
[0032]在所述第一判断结果和所述第二判断结果中，存在至少一个为存在风险时，则确定当前风险状态的安全性为存在风险。
[0033]为了解决上述技术问题，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述无人机的换电机场的步骤。
[0034]本专利技术实施例提供的无人机的换电机场、无人机的换电方法及存储介质，通过通过机场管理模块响应无人机换电请求，并向主控模块发送换电指令；主控模块响应于换电指令，驱动机械臂夹爪进行无人机的电池置换，并在电池置换过程中，接收伺服电机的压力负载反馈信息，根据压力负载反馈信息驱动机械臂进行运动控制，实现对无人机换电过程中精准控制，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机的换电机场，包括电池槽、机械臂夹爪和无人机降落平台，其特征在于，所述无人机的换电机场还包括主控模块、伺服电机、遥控SDK集成模块和机场管理模块；所述主控模块分别与所述伺服电机、所述机械臂夹爪、所述遥控SDK集成模块连接，所述主控模块通过所述遥控SDK集成模块向所述机场管理模块上传机场信息和接收控制信息，所述主控模块还用于接收所述伺服电机传递的压力负载反馈信息，并根据所述压力负载反馈信息对所述机械臂夹爪进行控制；所述伺服电机分别与所述主控模块、所述机械臂夹爪连接，所述伺服电机采集机械臂夹爪在机械运动过程中的压力负载反馈信息，并传达给所述主控模块；所述机械臂夹爪用于进行无人机与电池槽中的电池置换。2.如权利要求1所述的无人机的换电机场，其特征在于，所述主控模块包括可编程逻辑控制器PLC和电机组驱动模块，所述可编程逻辑控制器PLC和所述电机组驱动模块通过逻辑控制器电路转接模块连接并集合于模块箱体中，所述模块箱体中留出对外接口，所述对外接口用于连接扩展模块，所述主控模块设置有直通所述可编程逻辑控制器PLC的RJ45网络接口，所述可编程逻辑控制器PLC及其拓展模块具备多个具有RS485功能的IO控制口，用以精准控制电机的运行位置。3.如权利要求2所述的无人机的换电机场，其特征在于，所述可编程逻辑控制器PLC用于根据无人机实际结构设计对程序编辑，以实现控制无人机与所述无人机降落平台机械互锁。4.如权利要求1至3任一项所述的无人机的换电机场，其特征在于，所述无人机的换电机场还包括：所述电池槽还包括电池槽管理模块，所述电池槽管理模块与主控模块连接，所述电池槽管理模块用于电池槽的电池信息采集、电池充电控制，并与所述主控模块反馈电池槽信息，以使主控模块根据电池槽的各个电池信息，驱动机械臂夹爪定位电池槽，执行换电处理。5.如权利要求4所述的无人机的换电机场，其特征在于，所述电池槽管理模块设置有主控MCU；所述主控MCU用于获取每个电池槽位对应电池的电量信息、电池温度和环境温度，并根据每个电池的电量信息和环境温度，进行充电控制；所述主控MCU根据每个电池的电量信息和环境温度，进行充电控制包括：对电量信息低于阈值电量的电池槽位开启充电，对电量信息高于所述阈值电量的电池槽位关闭充电；在环境温度过低或过高、电池温度过低或过高时，关闭电池充电输出。6.如权利要求4所述的无人机的换电机场，其特征在于，所述电池槽模块设置有...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫理林，谢铭键，陈启润，张立荣，魏均成，巫鑫强，
申请(专利权)人：广州优飞智能设备有限公司，
类型：发明
国别省市：