CN108297950B - 搭载无人机的履带式越野车及其方法 - Google Patents

搭载无人机的履带式越野车及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种搭载无人机的履带式越野车包括履带式越野车本体、无人机、无人机动力电池和电池夹取机械臂；所述履带式越野车本体的车顶中部沿车体前后方向并列间距设置有两对长矩形无人机承载平台，每一对所述无人机承载平台上承载一架所述无人机；本发明的结构简单，采用移动式机械臂配合电池盒中的电池顶出装置，实现了无人机自动更换电池的功能，提高了无人机的自动化程度，避免了需要繁琐的人工更换电池过程；其中滚动轴辊的设置可有效降低对电池插入或拔出电池安装盒时的阻力。

Description

搭载无人机的履带式越野车及其方法
技术领域
本发明属于无人机领域，尤其涉及搭载无人机的履带式越野车及其方法。
背景技术
以电池为动力的无人机具有轻巧、灵活、加速度高等优异的性能，但以电池为动力的无人机往往续航能力较燃油无人机要弱很多；然而现有的以电池为动力的无人机，一般采用的是将电池耗尽后停止飞行，对其进行充电后再进行放飞，这样会浪费一部分充电时间。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种可自动更换电池的搭载无人机的履带式越野车。
技术方案：为实现上述目的，本发明的搭载无人机的履带式越野车包括履带式越野车本体、无人机、无人机动力电池和电池夹取机械臂；所述履带式越野车本体的车顶中部沿车体前后方向并列间距设置有两对长矩形无人机承载平台，每一对所述无人机承载平台上承载一架所述无人机；
若干所述无人机动力电池分别可拆卸对称安装于所述履带式越野车本体的车顶两侧；所述履带式越野车本体的车体顶部还对称设置有两机械臂导轨.，所述机械臂导轨.沿所述履带式越野车本体的车体前后方向延伸，所述机械臂导轨.上活动设置有滑块.，所述滑块.可沿所述机械臂导轨.方向来回位移，所述电池夹取机械臂同步安装于所述滑块.上；所述电池夹取机械臂随滑块.同步运行；
所述电池夹取机械臂可夹取履带式越野车本体上的无人机动力电池，所述电池夹取机械臂还可将所夹取的无人机动力电池塞入履带式越野车本体上停歇的所述无人机的电池安装盒中；
所述无人机的电池安装盒可顶出其内部安装的所述无人机动力电池；
所述电池夹取机械臂还可夹取所述无人机的电池安装盒所顶出的无人机动力电池；所述电池夹取机械臂还可将所夹取的无人机动力电池放置于所述履带式越野车本体的车顶两侧。
进一步的，所述无人机的机体底部悬挂安装有电池安装盒；所述无人机的四个机翼座下方分别固定安装有支撑脚；且所述支撑脚底端所在高度低于所述电池安装盒底部所在高度；四所述支撑脚停歇于所述无人机承载平台上。
进一步的，所述无人机的控制模块上方安装有防雨帽；
所述无人机的机架包括上层机架和下层机架；所述下层机架通过若干连接柱固定悬挂连接于所述上层机架下方；
所述控制模块安装于所述上层机架上侧，所述电池安装盒悬挂固定安装于所述下层机架下侧。
进一步的，所述电池安装盒的侧部设置有电池滑入卡口；所述电池滑入卡口内滑入安装有无人机动力电池；
所述电池安装盒中还包括电池接头插座、电池顶出板、舵机、舵机齿轮和齿条；所述电池滑入卡口所在的电池容腔上方沿无人机动力电池滑入延伸方向设置有齿条滑轨，所述齿条沿长度方向滑动架设于所述齿条滑轨上；所述舵机通过所述舵机齿轮与所述齿条驱动连接；
所述电池顶出板位于所述电池滑入卡口里侧，所述电池顶出板与所述齿条末端同步连接；所述电池顶出板远离所述无人机动力电池的一侧同步安装有所述电池接头插座，电池接头插座的导线接出端通过柔性导线与所述无人机的供电端电性连接；所述无人机动力电池滑入所述电池滑入卡口中的一端设置有两电池输出导线接头；所述电池输出导线接头末端的快速接头插入所述电池接头插座的插孔中；舵机驱动电池顶出板沿电池滑入卡口向外运行时，可将所述无人机动力电池顶出电池滑入卡口。
进一步的，所述电池滑入卡口中的无人机动力电池下侧沿长度方向阵列设置有若干滚动轴辊。
进一步的，搭载无人机的履带式越野车的方法，其特征在于：无人机脱离履带式越野车本体飞行一段时间后，其内部的电池将快耗尽时，无人机返回至履带式越野车本体的无人机承载平台上；此时启动无人机上的舵机，使舵机驱动齿条带动电池顶出板沿电池滑入卡口的电池滑出方向位移，在该过程中，电池顶出板将电池滑入卡口内的无人机动力电池向外顶出电池滑入卡口；此时无人机动力电池上的快速接头还是处在插入电池接头插座的插孔中的状态；此时驱动履带式越野车本体上的滑块.，使电池夹取机械臂位移至接近无人机的所在位置，然后启动电池夹取机械臂将被电池顶出板所顶出的无人机动力电池夹持，在电池夹取机械臂的拉动下，无人机动力电池上的快速接头脱离电池接头插座的插孔；此时电池夹取机械臂将所夹取的无人机动力电池放置于履带式越野车本体的车顶两侧；然后继续驱动履带式越野车本体上的滑块.，使电池夹取机械臂位移至夹取预先放置在履带式越野车本体上的已充满电的无人机动力电池；然后电池夹取机械臂将所夹取的无人机动力电池夹持到无人机的电池安装盒的电池滑入卡口处，然后电池夹取机械臂将无人机动力电池推电池滑入卡口中，进而使无人机动力电池的快速接头插入所述电池接头插座的插孔中；最后启动无人机上的舵机，使舵机驱动齿条带动电池顶出板沿电池滑入卡口的电池滑入方向位移，在该过程中，电池接头插座将无人机动力电池向电池滑入卡口的电池滑入方向拉动，并使无人机动力电池完全插入电池滑入卡口中，进而达到无人机自动更换电池的作用。
有益效果：本发明的结构简单，采用移动式机械臂配合电池盒中的电池顶出装置，实现了无人机自动更换电池的功能，提高了无人机的自动化程度，避免了需要繁琐的人工更换电池过程，或额外的充电时间；其中滚动轴辊的设置可有效降低对电池插入或拔出电池安装盒时的阻力。
附图说明
附图1为本发明的整体俯视图；
附图2为本发明的履带式越野车立体示意图；
附图3为无人机第一结构示意图；
附图4为无人机第二结构示意图；
附图5为无人机第三结构示意图；
附图6为电池安装盒整体示意图；
附图7为无人机动力电池示意图；
附图8为电池安装盒内部结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
本法案的结构介绍：如附图1至8所示的搭载无人机的履带式越野车，包括履带式越野车本体7、无人机21、无人机动力电池8和电池夹取机械臂22；所述履带式越野车本体7的车顶中部沿车体前后方向并列间距设置有两对长矩形无人机承载平台25，每一对所述无人机承载平台25上承载一架所述无人机21；无人机21脱离履带式越野车本体7飞行一段时间后，其内部的电池将快耗尽时，无人机21可以返回至履带式越野车本体7的无人机承载平台25上，然后进行自动更换电池的工作。
若干所述无人机动力电池8分别可拆卸对称安装于所述履带式越野车本体7的车顶两侧；所述履带式越野车本体7的车体顶部还对称设置有两机械臂导轨22.1，所述机械臂导轨22.1沿所述履带式越野车本体7的车体前后方向延伸，所述机械臂导轨22.1上活动设置有滑块22.2，所述滑块22.2可沿所述机械臂导轨22.1方向来回位移，所述电池夹取机械臂22同步安装于所述滑块22.2上；所述电池夹取机械臂22随滑块22.2同步运行；
本实施例中的电池夹取机械臂22可夹取履带式越野车本体7上的无人机动力电池8，所述电池夹取机械臂22还可将所夹取的无人机动力电池8塞入履带式越野车本体7上停歇的所述无人机21的电池安装盒2中；所述无人机21的电池安装盒2可顶出其内部安装的所述无人机动力电池8；所述电池夹取机械臂22还可夹取所述无人机21的电池安装盒2所顶出的无人机动力电池8；所述电池夹取机械臂22还可将所夹取的无人机动力电池8放置于所述履带式越野车本体7的车顶两侧。
所述无人机21的机体底部悬挂安装有电池安装盒2；所述无人机21的四个机翼座下方分别固定安装有支撑脚1；且所述支撑脚1底端所在高度低于所述电池安装盒2底部所在高度；四所述支撑脚1停歇于所述无人机承载平台25上；所述无人机21的控制模块1上方安装有防雨帽5；可用于防雨和遮阳，保护其内部的电器件。
为了提高本无人机的结构强度；本实施例中的无人机21的机架包括上层机架6和下层机架4；所述下层机架4通过若干连接柱3固定悬挂连接于所述上层机架6下方；所述控制模块1安装于所述上层机架6上侧，所述电池安装盒2悬挂固定安装于所述下层机架4下侧。
所述电池安装盒2的侧部设置有电池滑入卡口9；所述电池滑入卡口9内滑入安装有无人机动力电池8；所述电池安装盒2中还包括电池接头插座17、电池顶出板14、舵机12、舵机齿轮15和齿条13；所述电池滑入卡口9所在的电池容腔上方沿无人机动力电池8滑入延伸方向设置有齿条滑轨10，所述齿条13沿长度方向滑动架设于所述齿条滑轨10上；所述舵机12通过所述舵机齿轮15与所述齿条13驱动连接；
所述电池顶出板14位于所述电池滑入卡口9里侧，所述电池顶出板14与所述齿条13末端同步连接；所述电池顶出板14远离所述无人机动力电池8的一侧同步安装有所述电池接头插座17，电池接头插座17的导线接出端通过柔性导线与所述无人机21的供电端电性连接；所述无人机动力电池8滑入所述电池滑入卡口9中的一端设置有两电池输出导线接头16；所述电池输出导线接头16末端的快速接头20插入所述电池接头插座17的插孔中；舵机12驱动电池顶出板14沿电池滑入卡口9向外运行时，可将所述无人机动力电池8顶出电池滑入卡口9；所述电池滑入卡口9中的无人机动力电池8下侧沿长度方向阵列设置有若干滚动轴辊18，该滚动轴辊18的设置可有效降低对电池插入或拔出时的阻力。
本法案的方法、过程以及技术进步整理：无人机21脱离履带式越野车本体7飞行一段时间后，其内部的电池将快耗尽时，无人机21返回至履带式越野车本体7的无人机承载平台25上；此时启动无人机上的舵机12，使舵机驱动齿条13带动电池顶出板14沿电池滑入卡口9的电池滑出方向位移，在该过程中，电池顶出板14将电池滑入卡口9内的无人机动力电池8向外顶出电池滑入卡口9；此时无人机动力电池8上的快速接头20还是处在插入电池接头插座17的插孔中的状态；此时驱动履带式越野车本体7上的滑块22.2，使电池夹取机械臂22位移至接近无人机21的所在位置，然后启动电池夹取机械臂22将被电池顶出板14所顶出的无人机动力电池8夹持，在电池夹取机械臂22的拉动下，无人机动力电池8上的快速接头20脱离电池接头插座17的插孔；此时电池夹取机械臂22将所夹取的无人机动力电池8放置于履带式越野车本体7的车顶两侧；然后继续驱动履带式越野车本体7上的滑块22.2，使电池夹取机械臂22位移至夹取预先放置在履带式越野车本体7上的已充满电的无人机动力电池8；然后电池夹取机械臂22将所夹取的无人机动力电池8夹持到无人机21的电池安装盒2的电池滑入卡口9处，然后电池夹取机械臂22将无人机动力电池8推电池滑入卡口9中，进而使无人机动力电池8的快速接头20插入所述电池接头插座17的插孔中；最后启动无人机上的舵机12，使舵机驱动齿条13带动电池顶出板14沿电池滑入卡口9的电池滑入方向位移，在该过程中，电池接头插座17将无人机动力电池8向电池滑入卡口9的电池滑入方向拉动，并使无人机动力电池8完全插入电池滑入卡口9中，进而达到无人机自动更换电池的作用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.搭载无人机的履带式越野车，其特征在于：包括履带式越野车本体（7）、无人机（21）、无人机动力电池（8）和电池夹取机械臂（22）；所述履带式越野车本体（7）的车顶中部沿车体前后方向并列间距设置有两对长矩形无人机承载平台（25），每一对所述无人机承载平台（25）上承载一架所述无人机（21）；
若干所述无人机动力电池（8）分别可拆卸对称安装于所述履带式越野车本体（7）的车顶两侧；所述履带式越野车本体（7）的车体顶部还对称设置有两机械臂导轨（22.1），所述机械臂导轨（22.1）沿所述履带式越野车本体（7）的车体前后方向延伸，所述机械臂导轨（22.1）上活动设置有滑块（22.2），所述滑块（22.2）可沿所述机械臂导轨（22.1）方向来回位移，所述电池夹取机械臂（22）同步安装于所述滑块（22.2）上；所述电池夹取机械臂（22）随滑块（22.2）同步运行；
所述电池夹取机械臂（22）可夹取履带式越野车本体（7）上的无人机动力电池（8），所述电池夹取机械臂（22）还可将所夹取的无人机动力电池（8）塞入履带式越野车本体（7）上停歇的所述无人机（21）的电池安装盒（2）中；
所述无人机（21）的电池安装盒（2）可顶出其内部安装的所述无人机动力电池（8）；
所述电池夹取机械臂（22）还可夹取所述无人机（21）的电池安装盒（2）所顶出的无人机动力电池（8）；所述电池夹取机械臂（22）还可将所夹取的无人机动力电池（8）放置于所述履带式越野车本体（7）的车顶两侧；
所述无人机（21）的机体底部悬挂安装有电池安装盒（2）；所述无人机（21）的四个机翼座下方分别固定安装有支撑脚；且所述支撑脚底端所在高度低于所述电池安装盒（2）底部所在高度；四个所述支撑脚停歇于所述无人机承载平台（25）上；
所述电池安装盒（2）的侧部设置有电池滑入卡口（9）；所述电池滑入卡口（9）内滑入安装有无人机动力电池（8）；
所述电池安装盒（2）中还包括电池接头插座（17）、电池顶出板（14）、舵机（12）、舵机齿轮（15）和齿条（13）；所述电池滑入卡口（9）所在的电池容腔上方沿无人机动力电池（8）滑入延伸方向设置有齿条滑轨（10），所述齿条（13）沿长度方向滑动架设于所述齿条滑轨（10）上；所述舵机（12）通过所述舵机齿轮（15）与所述齿条（13）驱动连接；
所述电池顶出板（14）位于所述电池滑入卡口（9）里侧，所述电池顶出板（14）与所述齿条（13）末端同步连接；所述电池顶出板（14）远离所述无人机动力电池（8）的一侧同步安装有所述电池接头插座（17），电池接头插座（17）的导线接出端通过柔性导线与所述无人机（21）的供电端电性连接；所述无人机动力电池（8）滑入所述电池滑入卡口（9）中的一端设置有两电池输出导线接头（16）；所述电池输出导线接头（16）末端的快速接头（20）插入所述电池接头插座（17）的插孔中；舵机（12）驱动电池顶出板（14）沿电池滑入卡口（9）向外运行时，可将所述无人机动力电池（8）顶出电池滑入卡口（9）。
2.根据权利要求1所述的搭载无人机的履带式越野车，其特征在于：所述无人机（21）的控制模块上方安装有防雨帽（5）；
所述无人机（21）的机架包括上层机架（6）和下层机架（4）；所述下层机架（4）通过若干连接柱（3）固定悬挂连接于所述上层机架（6）下方；
所述控制模块安装于所述上层机架（6）上侧，所述电池安装盒（2）悬挂固定安装于所述下层机架（4）下侧。
3.根据权利要求2所述的搭载无人机的履带式越野车，其特征在于：所述电池滑入卡口（9）中的无人机动力电池（8）下侧沿长度方向阵列设置有若干滚动轴辊（18）。
4.根据权利要求1所述搭载无人机的履带式越野车的工作方法，其特征在于：无人机（21）脱离履带式越野车本体（7）飞行一段时间后，其内部的电池将快耗尽时，无人机（21）返回至履带式越野车本体（7）的无人机承载平台（25）上；此时启动无人机上的舵机（12），使舵机驱动齿条（13）带动电池顶出板（14）沿电池滑入卡口（9）的电池滑出方向位移，在该过程中，电池顶出板（14）将电池滑入卡口（9）内的无人机动力电池（8）向外顶出电池滑入卡口（9）；此时无人机动力电池（8）上的快速接头（20）还是处在插入电池接头插座（17）的插孔中的状态；此时驱动履带式越野车本体（7）上的滑块（22.2），使电池夹取机械臂（22）位移至接近无人机（21）的所在位置，然后启动电池夹取机械臂（22）将被电池顶出板（14）所顶出的无人机动力电池（8）夹持，在电池夹取机械臂（22）的拉动下，无人机动力电池（8）上的快速接头（20）脱离电池接头插座（17）的插孔；此时电池夹取机械臂（22）将所夹取的无人机动力电池（8）放置于履带式越野车本体（7）的车顶两侧；然后继续驱动履带式越野车本体（7）上的滑块（22.2），使电池夹取机械臂（22）位移至夹取预先放置在履带式越野车本体（7）上的已充满电的无人机动力电池（8）；然后电池夹取机械臂（22）将所夹取的无人机动力电池（8）夹持到无人机（21）的电池安装盒（2）的电池滑入卡口（9）处，然后电池夹取机械臂（22）将无人机动力电池（8）推电池滑入卡口（9）中，进而使无人机动力电池（8）的快速接头（20）插入所述电池接头插座（17）的插孔中；最后启动无人机上的舵机（12），使舵机驱动齿条（13）带动电池顶出板（14）沿电池滑入卡口（9）的电池滑入方向位移，在该过程中，电池接头插座（17）将无人机动力电池（8）向电池滑入卡口（9）的电池滑入方向拉动，并使无人机动力电池（8）完全插入电池滑入卡口（9）中，进而达到无人机自动更换电池的作用。
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