CN108725245B - 一种飞行器的电池更换系统及其更换方法 - Google Patents

一种飞行器的电池更换系统及其更换方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种飞行器的电池更换系统，包括起落盘、电池储存器、传送带和升降支架；所述起落盘的中部设置有矩形状传送带窗，所述传送带窗上设置有活动窗门；驱动装置可驱动所述活动窗门打开和关闭；所述起落盘下方设置有传送带座，所述升降支架安装于所述传送带座上，所述传送带支撑安装于所述升降支架顶端；所述传送带上设置有T形电池推板，所述电池推板下端同步连接所述传送带的带面；所述升降支架可驱动所述传送带上升至穿过所述传送带窗；本发明的结构简单，采用升降式传送带方便的将无人机上电池仓中的电池盒顺利推出，且传送带能将推出的电池盒顺利推入电池储存器中。

Description

一种飞行器的电池更换系统及其更换方法
技术领域
本发明属于无人机领域，尤其涉及一种飞行器的电池更换系统及其更换方法。
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，因此需要一种能更换电池的中继站。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种能更换电池的一种飞行器的电池更换系统及其更换方法。
技术方案：为实现上述目的，本发明的一种飞行器的电池更换系统，包括起落盘、电池储存器、传送带和升降支架；
所述起落盘的中部设置有矩形状传送带窗，所述传送带窗上设置有活动窗门；驱动装置可驱动所述活动窗门打开和关闭；
所述起落盘下方设置有传送带座，所述升降支架安装于所述传送带座上，所述传送带支撑安装于所述升降支架顶端；所述传送带上设置有T形电池推板，所述电池推板下端同步连接所述传送带的带面；所述升降支架可驱动所述传送带上升至穿过所述传送带窗；
所述电池储存器靠近所述传送带的一侧设置有电池弹出口和电池回收口；所述传送带的传送末端.可上升至分别与电池弹出口和电池回收口相对应。
进一步的，还包括无人机，所述无人机的支撑脚停歇于所述起落盘上，且所述无人机的底部安装有电池仓，所述电池仓中可拆卸安装有电池盒，所述电池盒中设置有动力电池；所述电池仓的前端设置有电池滑入仓口，所述电池仓的尾端下侧设置有推板滑入仓口，所述电池仓底面中部沿前后方向镂空设置有一条推板通过槽；
所述电池储存器的电池弹出口内侧设置有电池弹出仓，所述电池回收口内侧设置有电池回收仓.；所述电池弹出仓中堆叠有待弹出的若干电池盒；每个所述电池盒的尾部设置有永磁体块，所述电池弹出仓远离所述电池弹出口的一侧设置有电磁铁单元，所述电磁铁单元的磁极与电池弹出仓中下层电池盒的永磁体块相对应，电磁铁单元通电状态下，电磁铁单元的磁极与所对应电池盒的永磁体块相互排斥。
进一步的，所述无人机的支撑脚停歇于所述起落盘上状态下，所述电池仓所在高度与所述电池弹出口所在高度相同；
传送带上的电池推板可将无人机电池仓中的电池盒推出至传送带上，并带动电池盒沿传送带推进所述电池回收口中；
所述电池弹出口可将电池盒弹出至传送带上，且传送带上的电池推板可将弹出至传送带上的电池盒推入所述无人机电池仓中。
进一步的，一种飞行器的电池更换系统的更换方法：
无人机在空中盘旋过程中电池电量即将耗尽时，控制无人机降落并精确停歇于所述起落盘的指定位置；此时驱动装置驱动起落盘上的活动窗门打开，进而升降支架驱动所述传送带上升至穿过所述传送带窗，并让传送带的传送面所在高度接触无人机的电池仓底面，此时启动传送带运转，使传送带上的电池推板做逐渐靠近电池储存器的运动，此时传送带与电池仓底面之间的滑动摩擦力不足以带动无人机运动，然后电池推板从推板滑入仓口进入到电池仓中，并且电池推板将电池仓中的电池盒从电池滑入仓口推出至传送带上，此时暂停传送带运转，并控制升降支架带动传送带以及传送带上的电池盒一同逐渐下降，直至电池盒下降至与电池回收口所在高度相平时暂停传送带的下降运动，此时重新启动传送带，使传送带上的电池推板推动电池盒朝电池回收口快速位移，直至将电池盒推进电池回收口处，此时在电池盒自身惯性作用下进入电池回收仓.中，此时完成电池盒的回收工序；
此时暂停传送带运转，并控制升降支架带动传送带逐渐上升，直至传送带的传送面所在高度接触无人机的电池仓底面时暂停传送带的上升运动，此时控制电磁铁单元迅速通电，此时电磁铁单元的磁极与所对应电池盒的永磁体块相互排斥，进而使电池弹出仓中最下层的电池盒从电池弹出口弹出至传送带上，此时启动传送带反向运行，使传送带上的电池盒和电池推板同时做逐渐靠近无人机电池仓的运动，最终电池推板将从电池弹出仓弹出的电池盒推入电池仓的电池滑入仓口中，进而实现了电池盒更换；
控制无人机重新起飞，并控制升降支架驱动所述传送带下降至车盖内部，进而驱动装置驱动起落盘上的活动窗门关闭。
有益效果：本发明的结构简单，采用升降式传送带方便的将无人机上电池仓中的电池盒顺利推出，且传送带能将推出的电池盒顺利推入电池储存器中，同时采用电池弹射结构，电池储存器还可以方便将电池弹出至传送带上，且通过传送带上的电池推板顺利推入无人机的电池仓中。
附图说明
附图1为本发明整体结构示意图；
附图2为太阳能板单元伸展状态下的行走车体整体结构；
附图3为传送带上升至穿过所述传送带窗时的行走车体整体结构；
附图4为无人机示意图；
附图5为电池更换装置的整体结构示意图；
附图6为电池更换装置的电池储存器内部示意图；
附图7为传送带的电池推板推动电池盒的示意图；
附图8为电池仓示意图；
附图9为电池仓剖开示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
具体结构如附图1至9所示，一种用于无人机续航的地面移动中继站，包括行走车体32，所述行走车体32上设置有车盖31，所述车盖31的顶部水平设置有起落盘56；
还包括无人机35，所述无人机35的支撑脚60停歇于所述起落盘56上，且所述无人机35的底部安装有电池仓37，所述电池仓37中可拆卸安装有电池盒49，所述电池盒49中设置有动力电池；所述行走车体32上设置有电池更换装置，所述电池更换装置可更换无人机35上的电池盒49，电池更换装置的具体结构和使用方法在后文中有详细介绍；
所述电池更换装置包括电池储存器34、传送带座、传送带42和升降支架48；
所述起落盘56的中部沿行走车体32的前后方向设置有矩形状传送带窗101，所述传送带窗101上设置有活动窗门59；驱动装置可驱动所述活动窗门59打开和关闭；
本实施例中，传送带座水平设置于所述起落盘(56)下方，具体的，传送带座水平设置于所述车盖31内侧，两所述升降支架48安装于所述传送带座上，所述传送带42支撑安装于所述升降支架48顶端；所述传送带42的传送方向沿所述行走车体32的前后方向平行；所述传送带42上设置有T形电池推板46，所述电池推板46下端同步连接所述传送带42的带面；所述升降支架48可驱动所述传送带42上升至穿过所述传送带窗101；
所述电池储存器34为箱体结构；所述电池储存器34固定安装于所述行走车体32的顶部前端；所述电池储存器34靠近所述传送带42的一侧设置有电池弹出口40和电池回收口39，所述电池弹出口40位于所述电池回收口39正上方；所述传送带42的传送末端42.1可上升至分别与电池弹出口40和电池回收口39相对应；所述无人机35的支撑脚60停歇于所述起落盘56上状态下，所述电池仓37所在高度与所述电池弹出口40所在高度相同；
传送带42上的电池推板46可将无人机35电池仓37中的电池盒49推出至传送带42上，并带动电池盒49沿传送带42推进所述电池回收口39中；
所述电池弹出口40可将电池盒49弹出至传送带42上，且传送带42上的电池推板46可将弹出至传送带42上的电池盒49推入所述无人机35电池仓37中；具体的电池储存器34如何弹出电池盒的下文还有介绍；
所述电池仓37顶部的若干连接柱58与所述无人机35固定连接，所述电池仓37的前端设置有电池滑入仓口50，所述电池仓37内侧尾端设置有品字形通用电源接口51，所述品字形通用电源接口51与电池盒49前端的输出接口相对应，当电池盒49被推入电池仓37后品字形通用电源接口51与电池盒49前端的输出接口会电性连接，所述电池仓37的尾端下侧设置有推板滑入仓口53，所述电池仓37底面中部沿前后方向镂空设置有一条推板通过槽114，为T形电池推板(46)经过电池仓37时流出通道；
所述电池储存器34的电池弹出口40内侧设置有电池弹出仓57，所述电池回收口39内侧设置有电池回收仓57.1；所述电池弹出仓57中堆叠有待弹出的若干电池盒49；每个所述电池盒49的尾部设置有永磁体块54，所述电池弹出仓57远离所述电池弹出口40的一侧设置有电磁铁单元47，所述电磁铁单元47的磁极55与电池弹出仓57中下层电池盒49的永磁体块54相对应，电磁铁单元47通电状态下，电磁铁单元47的磁极55与所对应电池盒49的永磁体块54相互排斥。
本方案更换无人机更换电池的方法、过程、以及技术进步整理如下：
无人机35在空中盘旋过程中电池电量即将耗尽时，控制无人机35降落并精确停歇于所述起落盘56的指定位置；此时驱动装置驱动起落盘56上的活动窗门59打开，进而升降支架48驱动所述传送带42上升至穿过所述传送带窗101，并让传送带42的传送面所在高度接触无人机35的电池仓37底面，此时启动传送带42运转，使传送带42上的电池推板46做逐渐靠近电池储存器34的运动，此时传送带42与电池仓37底面之间的滑动摩擦力不足以带动无人机35运动，然后电池推板46从推板滑入仓口53进入到电池仓37中，并且电池推板46将电池仓37中的电池盒49从电池滑入仓口50推出至传送带42上，此时暂停传送带42运转，并控制升降支架48带动传送带42以及传送带42上的电池盒49一同逐渐下降，直至电池盒49下降至与电池回收口39所在高度相平时暂停传送带42的下降运动，此时重新启动传送带42，使传送带42上的电池推板46推动电池盒49朝电池回收口39快速位移，直至将电池盒49推进电池回收口39处，此时在电池盒49自身惯性作用下进入电池回收仓57.1中，此时完成电池盒49的回收工序；
此时暂停传送带42运转，并控制升降支架48带动传送带42逐渐上升，直至传送带42的传送面所在高度接触无人机35的电池仓37底面时暂停传送带42的上升运动，此时控制电磁铁单元47迅速通电，此时电磁铁单元47的磁极55与所对应电池盒49的永磁体块54相互排斥，进而使电池弹出仓57中最下层的电池盒49从电池弹出口40弹出至传送带42上，此时启动传送带42反向运行，使传送带42上的电池盒49和电池推板46同时做逐渐靠近无人机35电池仓37的运动，最终电池推板46将从电池弹出仓57弹出的电池盒49推入电池仓37的电池滑入仓口50中，进而实现了电池盒49更换；
控制无人机35重新起飞，并控制升降支架48驱动所述传送带42下降至车盖31内部，进而驱动装置驱动起落盘56上的活动窗门59关闭。
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 (2)

1.一种飞行器的电池更换系统，其特征在于：包括行走车体(32)，所述行走车体(32)上设置有车盖(31)，所述车盖(31)的顶部水平设置有起落盘(56)
包括起落盘(56)、电池储存器(34)、传送带(42)和升降支架(48)；
所述起落盘(56)的中部设置有矩形状传送带窗(101)，所述传送带窗(101)上设置有活动窗门(59)；驱动装置可驱动所述活动窗门(59)打开和关闭；
所述起落盘(56)下方设置有传送带座，所述升降支架(48)安装于所述传送带座上，所述传送带(42)支撑安装于所述升降支架(48)顶端；所述传送带(42)上设置有T形电池推板(46)，所述电池推板(46)下端同步连接所述传送带(42)的带面；所述升降支架(48)可驱动所述传送带(42)上升至穿过所述传送带窗(101)；
所述电池储存器(34)靠近所述传送带(42)的一侧设置有电池弹出口(40)和电池回收口(39)；所述传送带(42)的传送末端(42.1)可上升至分别与电池弹出口(40)和电池回收口(39)相对应；
还包括无人机(35)，所述无人机(35)的支撑脚(60)停歇于所述起落盘(56)上，且所述无人机(35)的底部安装有电池仓(37)，所述电池仓(37)中可拆卸安装有电池盒(49)，所述电池盒(49)中设置有动力电池；所述电池仓(37)的前端设置有电池滑入仓口(50)，所述电池仓(37)的尾端下侧设置有推板滑入仓口(53)，所述电池仓(37)底面中部沿前后方向镂空设置有一条推板通过槽(114)；
所述电池储存器(34)的电池弹出口(40)内侧设置有电池弹出仓(57)，所述电池回收口(39)内侧设置有电池回收仓(57.1)；所述电池弹出仓(57)中堆叠有待弹出的若干电池盒(49)；每个所述电池盒(49)的尾部设置有永磁体块(54)，所述电池弹出仓(57)远离所述电池弹出口(40)的一侧设置有电磁铁单元(47)，所述电磁铁单元(47)的磁极(55)与电池弹出仓(57)中下层电池盒(49)的永磁体块(54)相对应，电磁铁单元(47)通电状态下，电磁铁单元(47)的磁极(55)与所对应电池盒(49)的永磁体块(54)相互排斥；
所述无人机(35)的支撑脚(60)停歇于所述起落盘(56)上状态下，所述电池仓(37)所在高度与所述电池弹出口(40)所在高度相同；
传送带(42)上的电池推板(46)可将无人机(35)电池仓(37)中的电池盒(49)推出至传送带(42)上，并带动电池盒(49)沿传送带(42)推进所述电池回收口(39)中；
所述电池弹出口(40)可将电池盒(49)弹出至传送带(42)上，且传送带(42)上的电池推板(46)可将弹出至传送带(42)上的电池盒(49)推入所述无人机(35)电池仓(37)中。
2.根据权利要求1所述的一种飞行器的电池更换系统的更换方法，其特征在于：
无人机(35)在空中盘旋过程中电池电量即将耗尽时，控制无人机(35)降落并精确停歇于所述起落盘(56)的指定位置；此时驱动装置驱动起落盘(56)上的活动窗门(59)打开，进而升降支架(48)驱动所述传送带(42)上升至穿过所述传送带窗(101)，并让传送带(42)的传送面所在高度接触无人机(35)的电池仓(37)底面，此时启动传送带(42)运转，使传送带(42)上的电池推板(46)做逐渐靠近电池储存器(34)的运动，此时传送带(42)与电池仓(37)底面之间的滑动摩擦力不足以带动无人机(35)运动，然后电池推板(46)从推板滑入仓口(53)进入到电池仓(37)中，并且电池推板(46)将电池仓(37)中的电池盒(49)从电池滑入仓口(50)推出至传送带(42)上，此时暂停传送带(42)运转，并控制升降支架(48)带动传送带(42)以及传送带(42)上的电池盒(49)一同逐渐下降，直至电池盒(49)下降至与电池回收口(39)所在高度相平时暂停传送带(42)的下降运动，此时重新启动传送带(42)，使传送带(42)上的电池推板(46)推动电池盒(49)朝电池回收口(39)快速位移，直至将电池盒(49)推进电池回收口(39)处，此时在电池盒(49)自身惯性作用下进入电池回收仓(57.1)中，此时完成电池盒(49)的回收工序；
此时暂停传送带(42)运转，并控制升降支架(48)带动传送带(42)逐渐上升，直至传送带(42)的传送面所在高度接触无人机(35)的电池仓(37)底面时暂停传送带(42)的上升运动，此时控制电磁铁单元(47)迅速通电，此时电磁铁单元(47)的磁极(55)与所对应电池盒(49)的永磁体块(54)相互排斥，进而使电池弹出仓(57)中最下层的电池盒(49)从电池弹出口(40)弹出至传送带(42)上，此时启动传送带(42)反向运行，使传送带(42)上的电池盒(49)和电池推板(46)同时做逐渐靠近无人机(35)电池仓(37)的运动，最终电池推板(46)将从电池弹出仓(57)弹出的电池盒(49)推入电池仓(37)的电池滑入仓口(50)中，进而实现了电池盒(49)更换；
控制无人机(35)重新起飞，并控制升降支架(48)驱动所述传送带(42)下降至车盖(31)内部，进而驱动装置驱动起落盘(56)上的活动窗门(59)关闭。
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