本實用新型屬于無人機技術(shù)領(lǐng)域，具體一種無人機電池更換系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前無人機得到了越來越廣泛的應用，軍事偵察、交通監(jiān)察、農(nóng)業(yè)噴灑農(nóng)藥、森林火災預警等領(lǐng)域均出現(xiàn)無人機的身影。隨著科技發(fā)展，自動飛行無人機初露端倪，但是在無人機自動飛行中電池電量有限，不實現(xiàn)能遠距離飛行，所有要定期的更換電池，無人機如何實現(xiàn)自動更換電池，當然需要一個無人機電池更換系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種無人機電池更換系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術(shù)中尚未有無人機自動更換電池的技術(shù)問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案：

一種無人機電池更換系統(tǒng)，包括：

電池充電機構(gòu)，所述電池充電機構(gòu)包括支架、多個電池充電夾，多個電池充電夾設(shè)置在支架上，每個電池充電夾中的充電觸頭均與外電源連接；

電池更換機構(gòu)，所述電池更換機構(gòu)包括底座和夾緊裝置，夾緊裝置轉(zhuǎn)動設(shè)置在底座上，夾緊裝置用于無人機在更換電池時加持電池；

無人機，所述無人機上設(shè)置有電池盒子，內(nèi)裝有為無人機控制系統(tǒng)和第一電機供電的電池；

控制裝置，所述控制裝置控制電池更換機構(gòu)將無人機上電量耗盡的電池卸載下來放入電池充電機構(gòu)的電池充電夾中進行充電，然后將電池充電機構(gòu)充滿電的電池裝載到無人機電池盒子中。

無人機在自動飛行過程檢測到電池電量不足時，無人機控制系統(tǒng)控制無人機返航并精準降落到基站，然后控制裝置控制電池更換機構(gòu)的夾緊裝置取出電池盒子中的電池，并插入空閑的電池充電夾中進行充電，然后夾緊裝置夾取電池充電機構(gòu)中一個充滿電的電池并將其準確放入無人機的電池盒子中，達到更換電池的 目的。

進一步改進，所述電池充電機構(gòu)還包括圓盤狀承載機構(gòu)和第二電機，圓盤狀承載機構(gòu)轉(zhuǎn)動設(shè)置在支架上，多個電池充電夾沿周向均勻設(shè)置在圓盤狀承載機構(gòu)的邊緣，第二電機用于驅(qū)動圓盤狀承載機構(gòu)繞支架轉(zhuǎn)動，第二電機與控制裝置之間電連接。各個電池充電夾裝置上均設(shè)置有電池電量檢測裝置，且各個電池電量檢測裝置均與控制裝置電連接，當無人機進行更換電池時，控制裝置根據(jù)各個電池充電夾中電池的電量來控制第二電機的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)動角度，保證已經(jīng)充滿電并且距離夾緊裝置最近的電池轉(zhuǎn)動至設(shè)置的位置，方便夾緊裝置進行夾取。

進一步改進，所述圓盤狀承載機構(gòu)豎向設(shè)置，所述多個電池充電夾均垂直圓盤狀承載機構(gòu)設(shè)置，方便夾緊裝置進行夾取電池，因為夾緊裝置的卡爪水平設(shè)置。

進一步改進，所述電池更換機構(gòu)還包括第三電機和絲杠，第三電機與控制裝置之間電連接，第三電機設(shè)置在底座上，絲杠轉(zhuǎn)動設(shè)置在底座上，且絲杠的一端與第三電機的輸出軸固連；所述絲杠上套設(shè)有螺帽，螺帽與絲杠螺紋連接，夾緊裝置設(shè)置在螺帽上。夾緊裝置夾取電池后轉(zhuǎn)動一定角度調(diào)整電池觸頭的方向，同時通過控制裝置控制第三電機的轉(zhuǎn)動，因為螺帽與絲杠螺紋連接，所以絲杠轉(zhuǎn)動帶動螺帽前后移動，進而帶動夾緊裝置前后移動，方便夾緊裝置來回移動，靠近無人機或電池充電機構(gòu)進行夾取電池。

進一步改進，所述夾緊裝置和螺帽之間設(shè)置有升降裝置，所述升降裝置用于驅(qū)動夾緊裝置豎直升降。通過升降裝置調(diào)節(jié)夾緊裝置在豎直方向的位置，方便夾緊裝置進行夾取電池。

進一步改進，所述夾緊裝置的卡爪的間距可以調(diào)節(jié)，保證夾緊裝置的卡爪能穩(wěn)定夾取電池，防止在夾取電池后的移動過程中因卡爪松動導致電池掉落等情況發(fā)生。

進一步改進，所述夾緊裝置的底座與電池充電機構(gòu)的支架之間固連，絲杠與圓盤狀承載機構(gòu)垂直設(shè)置，且夾緊裝置設(shè)置在圓盤狀承載機構(gòu)設(shè)置在電池充電夾的一側(cè)。

進一步改進，所述無人機上的電池盒子包括盒子本體、蓋子，蓋子和盒子本體配合設(shè)置，所述盒子本體與蓋子通過鎖緊裝置連接，防止蓋子意外打開電池掉落。

進一步改進，所述鎖緊裝置包括插銷、第一插孔、鎖緊件和第二插孔，插銷和鎖緊件設(shè)置在蓋子上，其中鎖緊件轉(zhuǎn)動設(shè)置在蓋子上，第一插孔和第二插孔開設(shè)在盒子本體上；所述插銷和第一插孔配合設(shè)置；所述鎖緊件為L形，其中豎直段上設(shè)置有凸耳，通過凸耳與第二插孔配合設(shè)置；所述鎖緊件水平段上開設(shè)有滑槽，插銷遠離第一插孔的一端上設(shè)置有滑塊，滑塊卡設(shè)在滑槽中，鎖緊件與蓋子的連接點為鎖緊件的拐點。更換電池時，控制裝置控制卡爪向下按動鎖緊件遠離凸耳的一端，鎖緊件繞拐點轉(zhuǎn)動，使凸耳與第二插孔相脫離；同時滑塊沿滑槽滑動，插銷向下運動，使插銷與第一插孔脫離，打開蓋子，卡爪夾住電池并撥出，脫離盒子本體；電池更換完成后，關(guān)閉蓋子，通過卡爪向上轉(zhuǎn)動鎖緊件遠離凸耳的一端，鎖緊件繞拐點轉(zhuǎn)動，則凸耳插入第二插孔中；同時滑塊沿滑槽向相反方向滑動，插銷向上運動，使插銷的上端插入第一插孔中，使蓋子與盒子本體緊固為一體。兩道鎖緊裝置同時起作用，保證鎖緊效果，確保無人機在飛行過程中，蓋子不會意外打開導致電池滑落造成無人機損毀。

進一步改進，所述蓋子上有卡槽，插銷設(shè)在卡槽中，保證插銷在上、下移動時，只在豎直方向移動，不會左右擺動。鎖緊件與蓋子連接處設(shè)置有扭簧，當蓋子打開后，由于扭簧的恢復力，鎖緊件自動復位；當蓋子與盒子本體配合后，在扭簧恢復力作用下，鎖緊件自動復位，保證凸耳插入第二插孔中，鎖緊蓋子和盒子本體，且不易松動，蓋子不會意外打開。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下有益效果：

無人機在自動飛行過程檢測到電池電量不足時，無人機控制系統(tǒng)控制無人機返航并精準降落到基站，然后控制裝置控制電池更換機構(gòu)的夾緊裝置取出電池盒子中的電池，并插入空閑的電池充電夾中進行充電，然后夾緊裝置夾取電池充電機構(gòu)中一個充滿電的電池并將其準確放入無人機的電池盒子中，達到更換電池的目的，操作方便、智能化程度高。

附圖說明

圖1為本實新型所述一種無人機電池更換系統(tǒng)中電池充電機構(gòu)和電池更換機構(gòu)的立體圖。

圖2為圖1正視圖。

圖3為圖無人機電池盒子的立體圖。

圖4為圖3的正視圖。

圖5為圖4的局部放大圖。

具體實施方式

為了更好地理解本實用新型，下面結(jié)合實施例進一步闡釋本實用新型的內(nèi)容，但本實用新型的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例。

如圖1-5所示，一種無人機電池更換系統(tǒng)，包括：

電池充電機構(gòu)，所述電池充電機構(gòu)包括支架6、多個電池充電夾7，多個電池充電夾8設(shè)置在支架6上，每個電池充電夾8中的充電觸頭均與外電源連接；

電池更換機構(gòu)，所述電池更換機構(gòu)包括底座9和夾緊裝置12，夾緊裝置12轉(zhuǎn)動設(shè)置在底座上，夾緊裝置12用于無人機在更換電池時加持電池；

無人機，所述無人機上設(shè)置有電池盒子，內(nèi)裝有為無人機控制系統(tǒng)和第一電機供電的電池；

控制裝置，所述控制裝置(圖中未視出)控制電池更換機構(gòu)將無人機上電量耗盡的電池卸載下來放入電池充電機構(gòu)的電池充電夾中進行充電，然后將電池充電機構(gòu)充滿電的電池裝載到無人機電池盒子中。

無人機在自動飛行過程檢測到電池電量不足時，無人機控制系統(tǒng)控制無人機返航并精準降落到基站，然后控制裝置控制電池更換機構(gòu)的夾緊裝置取出電池盒子中的電池，并插入空閑的電池充電夾中進行充電，然后夾緊裝置夾取電池充電機構(gòu)中一個充滿電的電池并將其準確放入無人機的電池盒子中，達到更換電池的目的。

在本實施例中，所述電池充電機構(gòu)還包括圓盤狀承載機構(gòu)7和第二電機(圖中未視出)，圓盤狀承載機構(gòu)7轉(zhuǎn)動設(shè)置在支架6上，多個電池充電夾8沿周向均勻設(shè)置在圓盤狀承載機構(gòu)的邊緣，第二電機用于驅(qū)動圓盤狀承載機構(gòu)7繞支架轉(zhuǎn)動，第二電機與控制裝置之間電連接。各個電池充電夾8上均設(shè)置有電池電量檢測裝置，且各個電池電量檢測裝置均與控制裝置電連接，當無人機進行更換電池時，控制裝置根據(jù)各個電池充電夾中電池的電量來控制第二電機的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)動角度，保證已經(jīng)充滿電并且距離夾緊裝置12最近的電池轉(zhuǎn)動至設(shè)置的位置，方便夾緊裝置進行夾取。

在本實施例中，電池充電夾8為四個，在其他實施例中，電池充電夾8可以 為兩個、三個、五個、六個等。

在本實施例中，所述圓盤狀承載機構(gòu)7豎向設(shè)置，所述多個電池充電夾8均垂直圓盤狀承載機構(gòu)7設(shè)置，方便夾緊裝置進行夾取電池，因為夾緊裝置的卡爪水平設(shè)置。在其他實施例中，圓盤狀承載機構(gòu)可以水平設(shè)置，多個電池充電夾也可以平行圓盤狀承載機構(gòu)設(shè)置。

在本實施例中，所述電池更換機構(gòu)還包括第三電機10和絲杠11，第三電機10與控制裝置之間電連接，第三電機10設(shè)置在底座9上，絲杠11轉(zhuǎn)動設(shè)置在底座9上，且絲杠11的一端與第三電機10的輸出軸固連；所述絲杠11上套設(shè)有螺帽(圖中未視出)，螺帽與絲杠螺紋連接，夾緊裝置設(shè)置12在螺帽上。夾緊裝置夾取電池后轉(zhuǎn)動一定角度調(diào)整電池觸頭的方向，同時通過控制裝置控制第三電機10的轉(zhuǎn)動，因為螺帽與絲杠螺紋連接，所以絲杠11轉(zhuǎn)動帶動螺帽前后移動，進而帶動夾緊裝置前后移動，方便夾緊裝置來回移動，靠近無人機或電池充電機構(gòu)進行夾取電池。在其他實施例中，絲杠和螺母可以有其他裝置代替，如滑動機構(gòu)，滑槽與滑塊等。

在本實施例中，所述夾緊裝置和螺帽之間設(shè)置有升降裝置14，所述升降裝置14用于驅(qū)動夾緊裝置豎直升降。通過升降裝置14調(diào)節(jié)夾緊裝置12在豎直方向的位置，方便夾緊裝置進行夾取電池。在本實施例中，所述升降裝置14為液壓油缸，液壓油缸和控制裝置之間電連接，控制裝置控制液壓油缸活塞桿的伸縮，調(diào)節(jié)夾緊裝置的位置，方便夾取電池。在其他實施例中，升降裝置可以為其他機構(gòu)。

在本實施例中，所述夾緊裝置的卡爪13的間距可以調(diào)節(jié)，保證夾緊裝置的卡爪13能穩(wěn)定夾取電池，防止在夾取電池后的移動過程中因卡爪松動導致電池掉落等情況發(fā)生。

在本實施例中，所述底座9與電池充電機構(gòu)的支架6之間固連，絲杠11與圓盤狀承載機構(gòu)7垂直設(shè)置，且夾緊裝置12設(shè)置在圓盤狀承載機構(gòu)7設(shè)置電池充電夾8的一側(cè)。

在本實施例中，所述無人機上的電池盒子包括盒子本體1、蓋子2，蓋子2和盒子本體1配合設(shè)置，所述盒子本體與蓋子通過鎖緊裝置連接，防止蓋子意外打開電池掉落。

在本實施例中，所述鎖緊裝置包括插銷3、第一插孔(圖中未視出)、鎖緊件4和第二插孔11，插銷3和鎖緊件4設(shè)置在蓋子2上，其中鎖緊件4轉(zhuǎn)動設(shè)置在蓋子2上，第一插孔和第二插孔11開設(shè)在盒子本體1上；所述插銷3和第一插孔配合設(shè)置；所述鎖緊件4為L形，其中豎直段上設(shè)置有凸耳42，通過凸耳42與第二插孔11的配合設(shè)置；所述鎖緊件4水平段上開設(shè)有滑槽41，插銷遠離第一插孔的一端上設(shè)置有滑塊(圖中未視出)，滑塊卡設(shè)在滑槽41中，鎖緊件4與蓋子2的連接點為鎖緊件4的拐點。更換電池時，控制裝置控制卡爪13向下按動鎖緊件4遠離凸耳42的一端，鎖緊件4繞拐點轉(zhuǎn)動，使凸耳42與第二插孔11相脫離；同時滑塊沿滑槽41滑動，插銷3向下運動，使插銷3與第一插孔脫離，打開蓋子2，卡爪13夾住電池并撥出，脫離盒子本體1；電池更換完成后，關(guān)閉蓋子2，通過卡爪13向上轉(zhuǎn)動鎖緊件4遠離凸耳42的一端，鎖緊件4繞拐點轉(zhuǎn)動，則凸耳42插入第二插孔11中；同時滑塊沿滑槽41向相反方向滑動，插銷3向上運動，使插銷3的上端插入第一插孔中，使蓋子2與盒子本體1緊固為一體。兩道鎖緊裝置同時起作用，保證鎖緊效果，確保無人機在飛行過程中，蓋子不會意外打開導致電池滑落造成無人機損毀。本申請中，以附圖3中上、下方位為文中所描述的上、下方向，當所述電池盒子被翻轉(zhuǎn)后或倒置后，仍以文字記載的上、下方向為準。

在本實施例中，所述蓋子2上有卡槽5，插銷3設(shè)在卡槽5中，卡槽5的寬度略寬于插銷3的寬度，保證插銷3在上、下移動時，只在豎直方向移動，不會左右擺動。

在本實施例中，所述鎖緊件3與蓋子2連接處設(shè)置有扭簧(圖中未視出)，當蓋子2打開后，由于扭簧的恢復力，鎖緊件4自動復位；當蓋子2與盒子本體1配合后，在扭簧恢復力作用下，鎖緊件自動復位，保證凸耳42插入第二插孔11中，鎖緊蓋子和盒子本體，且不易松動，蓋子不會意外打開。

在本實施例中，所述鎖緊裝置為兩個，兩個鎖緊裝置相對設(shè)置，通過增加鎖緊裝置的數(shù)量，提高鎖緊效果。

在本實施例中，所述盒子本體1為立方體無蓋殼體，蓋子為長方形。

本實用新型中未做特別說明的均為現(xiàn)有技術(shù)或者通過現(xiàn)有技術(shù)即可實現(xiàn)，而且本實用新型中所述具體實施案例僅為本實用新型的較佳實施案例而已，并非用 來限定本實用新型的實施范圍。即凡依本實用新型申請專利范圍的內(nèi)容所作的等效變化與修飾，都應作為本實用新型的技術(shù)范疇。