CN109004119A - 电池、无人机、自动终端、转运中心及货物的拆装方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于电池技术领域，提供了一种电池、无人机、自动终端、转运中心及货物的拆装方法，所述电池包括电池本体，以及与所述电池本体连接且用于夹取和放开包裹的夹持机构。本发明通过设置与电池本体连接且用于夹取或释放包裹的夹持机构，使得包裹可以在装载前先与电池组合，然后一起装载到无人机上，也可作为一个整体从无人机上一起卸载下来，然后再进行拆分，提高了无人机停留期间的装卸效率，也即实现了无人机在更换电池时同步完成包裹的装卸，节省了装卸时间，提高了装卸效率；并使得无人机以及相关配套装置的结构得到了简化。

Description

电池、无人机、自动终端、转运中心及货物的拆装方法

技术领域

本发明属于电池技术领域，特别涉及一种电池、无人机、自动终端、转运中心及货物的拆装方法。

背景技术

目前，无人机已应用于快递物流领域，而多数应用场景下无人机需要连续执行多个运输任务，这就需要经常为无人机装卸包裹以及更换电池。而目前普遍的方法，无论通过人工还是自动化装置，包裹的装卸和电池的更换过程都相互独立，不但在无人机停留期间会增加执行的流程，从而有可能延长无人机停留的时间和增加故障发生的几率，而且也增加了无人机相关结构以及配套装置结构的复杂程度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电池，旨在解决现有技术中的无人机结构复杂且电池和包裹的装卸效率低的技术问题。

本发明是这样实现的，一种电池，包括电池本体，以及与所述电池本体连接且用于夹取和放开包裹的夹持机构。

进一步地，所述电池本体包括外壳以及设置在所述外壳内的电池组；所述夹持机构包括与设置在所述外壳内的驱动组件，以及与所述驱动组件驱动连接且用于在所述驱动组件的驱动下进行开合运动以夹取或放开包裹的夹持组件。

进一步地，所述夹持组件包括第一夹持板和第二夹持板，所述驱动组件包括第一驱动器、与所述第一驱动器的输出轴相连且用于驱动所述第一夹持板和所述第二夹持板转动的齿轮组；

和/或，所述包裹的包装箱体的上端面设有与所述第一夹持板匹配的第一凹槽，以及与所述第二夹持板匹配的第二凹槽。

进一步地，所述外壳的两相对侧面上设有用于与外部设备相连的卡槽；

和/或，所述外壳的一侧面上裸露有电源接口。

进一步地，还包括用于与外部设备信号连接的通信单元。

本发明还提供了一种无人机，包括如上述所述的电池，所述无人机的底部具有用于容纳所述电池且开口向下的电池仓。

本发明还提供了一种自动终端，包括具有储物柜的储物台，所述储物柜内设有用于更换上述电池并为所述电池充电的电池更换机构。

进一步地，所述电池更换机构包括第一竖直导轨、滑动连接在所述第一竖直导轨上的第一水平导轨、设置在所述第一水平导轨下方且用于夹持所述电池的至少一个电池夹持件，以及用于驱动所述第一水平导轨在所述第一竖直导轨上滑动的竖直驱动件和用于驱动所述电池夹持件在所述第一水平导轨上滑动的水平驱动件，所述电池上设有电源接口，所述电池夹持件内设置有与所述电源接口匹配的第一接口。

本发明还提供了一种转运中心，用于配合无人机快递实现包裹中转，所述转运中心包括用于为如权利要求1至5任一项所述的电池进行充电的电池充电柜、用于转移所述电池和所述包裹的电池及包裹转移装置，所述电池的夹持机构用于夹取和放开所述包裹。

进一步地，，还包括用于将所述货物转移至所述电池及包裹转移装置的货物过渡装置，所述货物过渡装置包括水平滑轨、与所述水平滑轨滑动连接的货物升降台，所述电池及包裹转移装置包括轨道、滑动连接在所述轨道上的多个移动吊架、以及用于驱动所述移动吊架在所述轨道上移动的移动吊架驱动件。

进一步地，，所述电池充电柜包括呈阵列状排布且用于为所述电池充电的多个充电格、用于将所述移动吊架上的所述电池转移至所述充电格内且用于将所述充电格内的所述电池转移至所述移动吊架的电池取放机构，所述电池取放机构位于所述充电格具有开口的一侧。

进一步地，，还包括用于将所述包裹传送至收取包裹分拣系统或其它物流配送环节的第一传送装置、以及用于从配送包裹分拣系统或其它物流配送环节运送待装载的所述包裹的第二传送装置，所述货物过渡装置、所述第一传送装置、所述电池取放机构及所述第二传送装置依次设置于所述电池及包裹转移装置的外围。

本发明还提供了一种货物的拆装方法，利用上述的自动终端对货物进行拆装，所述货物包括上述的电池和包裹，包括以下步骤：

将所述货物从外部设备卸下；

所述电池更换机构将所述货物中的所述电池和所述包裹拆分，并对所述电池的电池本体充电；

将所述包裹置于收取存储位；

将充电完成的所述电池与配送存储位上的待配送的所述包裹组合形成所述货物；

将所述货物装载于所述外部设备。

本发明还提供了一种货物的拆装方法，利用上述的转运中心对货物进行拆装，所述货物包括上述的电池和包裹，包括以下步骤：

将所述货物从外部设备卸下；

所述电池及包裹转移装置将所述货物具有的所述电池和所述包裹拆分，并将所述电池转移至所述电池充电柜；

将所述包裹转移至物流配送环节；

所述电池充电柜对拆分后的所述电池充电；

将所述电池充电柜内充电完成的所述电池与物流配送环节接收的待配送的所述包裹组合形成所述货物；

将所述货物装载于所述外部设备。

实施本发明的一种电池，具有以下有益效果：其通过设置与电池本体连接的夹持机构，该夹持机构用于夹取或放开包裹，使得包裹可以跟电池一起装载到无人机上，并同时从无人机上一起卸载下来，节省了装卸时间，提高了装卸效率；另外，无人机上只需要有装载电池的结构，而不需要有装载包裹的结构，简化了无人机的结构，降低了无人机的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的电池的立体结构示意图(一)；

图2是本发明实施例提供的电池的立体结构示意图(二)；

图3是本发明实施例提供的电池的爆炸示意图；

图4是本发明实施例提供的包裹的立体结构示意图；

图5是本发明实施例提供的电池与包裹的装配示意图；

图6是本发明实施例提供的驱动组件与夹持组件的装配示意图；

图7是本发明实施例提供的驱动组件与夹持组件装配后的主视图；

图8是本发明实施例提供的无人机的立体结构示意图；

图9是本发明实施例提供的无人机装载有包裹的立体结构示意图；

图10是本发明实施例提供的自动终端的立体结构示意图；

图11是本发明实施例提供的左侧储物柜的立体结构示意图；

图12是本发明实施例提供的货物升降台的立体结构示意图；

图13是本发明实施例提供的转运中心的立体结构示意图；

图14是本发明实施例提供的移动吊架的立体结构示意图；

图15是本发明实施例提供的电池充电柜的立体结构示意图。

上述附图所涉及的标号明细如下：

1-电池；11-外壳；111-第一开口；112-第二开口；113-卡槽；114-充电和通讯接口；12-电池组；13-驱动组件；131-第一挡板；132-第二挡板；133-第一驱动器；134-齿轮组；1341-第一级齿轮；1342-第二级齿轮；1343-第三级齿轮；1344-第四级齿轮；1345-第五级齿轮；14-夹持组件；141-第一夹持板；142-第二夹持板；15-第二驱动器；16-锁止件；2-包裹；21-包装箱体；211-第一凹槽；2111-封板；212-第二凹槽；3-无人机；31-电池仓；311-第一卡扣；41-储物台；411-左侧储物柜；4111-隔板；4112-第一移位滚轮；412-右侧储物柜；4121-第一竖直导轨；4122-第一水平导轨；4123-电池夹持件；4124-第二卡扣413-存取平台；4131-存取口；42-货物升降台；421-升降板；422-第二移位滚轮；423-移动机构；424-连杆机构；51-无人机起降平台；52-电池及包裹转移装置；521-轨道；522-移动吊架；5221-滑块；5222-伸缩单元；5223-夹取件；5224-第三卡扣；53-货物过渡装置；531-水平滑轨；54-电池充电柜；541-充电格；542-电池取放机构；5421-第二水平导轨；5422-第二竖直导轨；5423-第三水平导轨；5424-电池承托架；5425-电池固定接口；55-第一传送装置；56-第二传送装置。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。

术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

如图1至图5所示，本发明实施例提供的电池1包括电池本体和夹持机构，可应用于快递物流领域的无人机。其中，夹持机构与电池本体连接，且夹持机构用于在包裹2装载到电池上时夹取包裹2，并在包裹2从电池上卸载时释放包裹2。本发明实施例使得包裹2可以在装载前先与电池1组合，然后一起装载到无人机上，也可作为一个整体从无人机上一起卸载下来，然后再进行拆分，提高了无人机停留期间的装卸效率，也即实现了无人机在更换电池1时同步完成包裹2的装卸,节省了装卸时间，提高了装卸效率；并使得无人机以及相关配套装置的结构得到了简化。

可以理解的是，夹持机构可以位于电池本体内部，也可以位于电池本体外部。并且，夹持机构可以直接与电池本体连接，也可以通过中间连接件间接连接到电池本体。

可以理解的是，电池1与包裹2之间也可以通过其他快速连接与拆卸结构进行连接，例如电磁吸附，也可为其他结构，此处不作唯一限定。

进一步地，在本发明的一个实施例中，夹持机构位于电池本体内。具体地，电池本体包括外壳11和电池组12，夹持机构包括驱动组件13和夹持组件14。其中，电池组12和驱动组件13均设置在外壳11内，电池组12可以由多节电池堆叠并串联而成，夹持组件14与驱动组件13驱动连接且用于夹取和释放包裹2。在本实施例中，夹持组件14转动连接于外壳11的底部且部分伸出外壳11的底部，并在驱动组件13的驱动下进行开合运动，以夹取或释放包裹2。

进一步地，外壳11大致呈长方体型且内部具有一用于容纳电池组12和驱动组件13的容纳腔，驱动组件13位于容纳腔的中部且用于驱动夹持组件14夹取或释放包裹2，另外，在驱动组件13的两侧均设置有电池组12。在本实施例中，夹持组件14设置在驱动组件13的下方且在驱动组件13的驱动下进行开合运动。

优选的，可在电池1上设置传感器同时在包裹2上设置与该传感器相配合的夹取识别标志(具体可为二维码)，传感器识别到夹取识别标志后电池1进行夹取包裹2的动作，同时在包裹2的接收区域设置与该传感器相配合的释放识别标志(具体可为二维码)，传感器识别到释放识别标志后电池1释放包裹2。传感器的类型与识别标志的并不限于识别二维码的传感器和二维码，此处不作唯一限定。当然，也可通过外部设备与电池1均设置的互联通信的通信单元之间的控制信号的传递来控制电池1中的驱动组件13的工作进而驱动夹持组件14对包裹2的夹取或释放。

进一步地，在本发明的一个实施例中，包裹2包括包装箱体21，该包装箱体21内具有一封闭的容纳空间，并在包装箱体21的上端面对称设置有第一凹槽211和第二凹槽212，并且在第一凹槽211和第二凹槽212的槽口相对的一侧均设有封板2111；夹持组件14的端部伸入凹槽后，在驱动组件驱动下闭合，并实现抵接于封板2111的内表面上，进而实现夹持组件14夹取住包裹2。另外，该第一凹槽211和第二凹槽212也便于用户抓取包裹2。优选的，在本发明的有些实施例中，对于上盖为一个整体的上述包装箱体21，则开设一个凹槽以替代上述第一凹槽211和第二凹槽212，同时在该凹槽的中部设置封板以替代上述设置在第一凹槽211和第二凹槽212内的封板2111。同时，对于纸质的上述包装箱体21，则将凹槽及封板(包括上述第一凹槽211、第二凹槽212和封板2111等以供夹持组件14夹持的部位)部分使用高强度材料或者局部使用塑料材质，也可设置加强筋以提升局部的强度，确保受力部分的强度进而避免后续夹取及释放过程中在外力的作用下发生损坏。

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括有通信单元，在外壳11的外表面上设置有电源接口114，该电源接口114与电池组12和/或驱动组件13分别电性连接。具体地，该电源接口114可用于为电池组12充电，也可以用于使用电池组12为无人机供电。通信单元通过有线或无线的方式与外部设备(优选为无人机)进行信号传输，且外部设备自身也设有与电池1中的通信单元相配合的通信单元，以实现外部设备控制电池1中的驱动组件13驱动夹持组件14完成夹取和释放包裹2。同时，电池1也可对外部设备反馈信息。具体地，电池1上的通信单元可为芯片，该芯片接收到外部设备的通信单元发送的控制信号后直接形成或通过其它的驱动器控制芯片形成相应的控制指令并利用该指令对电池1内的各驱动器进行控制。优选的，电池1上各组成部件的使用状态也可通过该通信单元反向传输给外部设备，例如电量状态及自身温度等信息。

进一步地，上述通信单元可为信号线，也即外部设备通过连接信号线向驱动器(驱动组件13)发送控制指令，进而实现控制驱动组件13驱动夹持组件14完成夹取和释放包裹2。当然，外部设备与驱动组件13之间在设置信号线的基础上，也可有其他保护电路或信号转换模块，此处不作唯一限定。

进一步地，在本发明的一个实施例中，在外壳11的两相对侧面上均设有用于将电池1可拆卸连接在外部设备(具体可为外部设备的电池仓内)的多个卡槽113。相应地，在电池仓的内壁上设置有与卡槽配合的卡扣。可以理解的是，在本发明的其它实施例中，也可以在外壳11的两相对侧面上设置有卡扣，相应地，在电池仓的内壁上设置有与卡扣配合的卡槽。另外，卡槽113的具体个数可以根据电池1的大小进行选择。

进一步地，于本发明的某些实施例中，外部设备与电池1之间设置有快速连接与快速拆卸的快拆机构，例如电磁吸附，并不限于上述卡扣与卡槽的卡接配合，此处不作唯一限定。

进一步地，结合图6和图7，在本发明的一个实施例中，驱动组件13包括第一挡板131、第二挡板132、第一驱动器133和齿轮组134。其中，第一挡板131和第二挡板132均设置在外壳11内且相互平行设置，当电池1水平放置时，第一挡板131和第二挡板132均与外壳11的长度方向垂直。第一驱动器133设置在第一挡板131和第二挡板132之间且靠近第一挡板131。该第一驱动器133优选为舵机。齿轮组134设置在第一挡板131远离第一驱动器133的一侧且与第一驱动器133的输出轴连接。具体地，第一驱动器133的输出轴与第一挡板131垂直设置且穿设第一挡板131后与齿轮组134连接。该齿轮组134作为传动机构，其末端齿轮与夹持组件14连接且用于带动夹持组件进行开合运动，以便于夹取或释放包裹2。可以理解的是，在本发明的其它实施例中，第一驱动器133也可以靠近第二挡板132，此时齿轮组134设置在第二挡板132远离第一驱动器133的一侧且与第一驱动器133的输出轴连接。

进一步地，齿轮组134包括第一级齿轮1341、第二级齿轮1342、第三级齿轮1343、第四级齿轮1344和第五级齿轮1345。其中，第一级齿轮1341、第二级齿轮1342、第三级齿轮1343、第四级齿轮1344和第五级齿轮1345处于同一平面上。第一级齿轮1341与第一驱动器133的输出轴连接；第二级齿轮1342设置在第一级齿轮1341的左下方且与第一级齿轮1341啮合；第三级齿轮1343设置在第二级齿轮1342的右下方且与第二级齿轮1342啮合；第四级齿轮1344设置在第二级齿轮1342的正左方且与第二级齿轮1342啮合；第五级齿轮1345设置在第四级齿轮1344的左下方且与第四级齿轮1344啮合。第三级齿轮1343和第五级齿轮1345与夹持组件14连接。当第一驱动器133工作时，带动第一级齿轮1341转动，进而带动第二级齿轮1342、第三级齿轮1343、第四级齿轮1344和第五级齿轮1345转动，第三级齿轮1343和第五级齿轮1345带动夹持组件14进行开合运动。

进一步地，在本实施例中，第一级齿轮1341、第三级齿轮1343和第五级齿轮1345的齿轮直径相同，第二级齿轮1342和第四级齿轮1344的齿轮直径相同，以使第一级齿轮1341、第三级齿轮1343和第五级齿轮1345能够以相同的角速度同步转动。

进一步地，在本发明的一个实施例中，夹持组件14包括转动连接在第一挡板131和第二挡板132之间的第一夹持板141和第二夹持板142。其中，第一夹持板141和第二夹持板142相对设置，第一夹持板141靠近第一挡板131的一端与第三级齿轮1343连接，第二夹持板142靠近第一挡板131的一端与第五级齿轮134连接。该第一夹持板141与第一凹槽211配合，第二夹持板142与第二凹槽212配合。当第一夹持板141和第二夹持板142在第三级齿轮1343和第五级齿轮134的带动下向内转动时，其部分伸入第一凹槽211和第二凹槽212，直至第一夹持板141和第二夹持板142的端部抵接于封板2111的内表面上，进而实现电池1对包裹2的夹取；当第一夹持板141和第二夹持板142在第三级齿轮1343和第五级齿轮134的带动下向外转动时，其脱离第一凹槽211和第二凹槽212，直至第一夹持板141和第二夹持板142的端部离开封板2111的下方区域，进而实现电池1释放包裹2。可以理解的是，在本实施例中，可通过外部电气控制模块发送信号给第一驱动器133，以控制第一驱动器133正转或反转以及转动的角度。具体地，外部电气控制模块控制第一驱动器133可由通讯单元之间的互联完成。

优选的，第一夹持板141和第二夹持板142相向设置且均呈L字型。具体地，第一夹持板141和第二夹持板142均包括水平部和竖直部，竖直部的两端分别与第一挡板131和第二挡板132转动连接，水平部与竖直部固定连接且用于抵接于封板2111的内表面上。

进一步地，在本发明的一个实施例中，在外壳11的底部分别开设有第一开口111和第二开口112，该第一开口111与第一夹持板141对应且用于为第一夹持板141提供可转动的空间，第二开口112与第二夹持板142对应且用于为第二夹持板142提供可转动的空间。

进一步地，在本发明的一个实施例中，电池1还包括设置在第一挡板131和第二挡板132之间的第二驱动器15，以及设置在第一挡板131远离第二驱动器15的一侧的锁止件16。该锁止件16的一端与第二驱动器15的输出轴连接，另一端为自由端且用于在第二驱动器15的驱动下转动并抵接在第四级齿轮1344上，以锁止齿轮组13的传动过程。当电池1和包裹2组合后装载在无人机上使用时，通过锁止件16将齿轮组13的传动过程锁止，可减小无人机在空中时由于第一驱动器133失效而导致包裹2脱离电池1的风险。优选的，该锁止件16为棘爪。

优选的，第二驱动器15为舵机。

进一步地，结合图8和图9，本发明实施例还提供了一种无人机3，该无人机3包括机架以及如上述所述的电池1。具体地，在无人机3的机架的底部设有电池仓31，该电池仓31的开口朝下，电池1可拆卸连接在该电池仓31内，包裹2与电池1一起装载到无人机3的底部。另外，在电池仓31内设置有与电源接口114匹配的接口，以便于电池1为无人机3供电及充电。例如当无人机3内设置有其他供电单元时，电池1可对该供电单元进行充电，以保证无人机3在未设有电池1的时段内依然具有电能供应。同时无人机3内置有与电池1上的通信单元相对应的通信单元，通信单元之间通过有线或无线的方式进行信号传输，以实现无人机3对电池1的控制或者电池1对无人机3反馈信息。具体地，电池1上的通信单元可为芯片，该芯片接收到无人机3的通信单元发送的控制信号后形成相应的控制指令并利用该指令对电池1内的各驱动器进行控制，具体可为控制驱动组件13驱动夹持组件14完成夹取和释放包裹2的指令。优选的，电池1上各组成部件的使用状态也可通过该通信单元反向传输给无人机3，例如电量状态及自身温度等信息。

在本发明的一个实施例中，在电池仓31的内壁上设有第一卡扣311，此时在电池1的外壳11的两相对侧面上设有与第一卡扣311匹配的卡槽。可以理解的是，在本发明的其它实施例中，可以在电池仓31的内壁上设置卡槽，相应地，在电池1的外壳11的两相对侧面上设有与卡槽匹配的卡扣。

进一步地，结合图10和图11，本发明实施例还提供了一种自动终端，该自动终端包括储物台41以及货物升降台42。其中，储物台41用于临时存储包裹2和电池1，并且实现对无人机电池1更换及充电功能；货物升降台42用于转运电池1和包裹2，还用于举升电池1和包裹2以使电池1与无人机3对接。另外，在储物台41内设置有用于对电池1进行更换及充电的电池更换机构。

具体地，储物台41包括储物柜和存取平台413，储物柜包括相对设置的左侧储物柜411和右侧储物柜412(当然，储物柜也可为单独的具有存储位的柜体)，存取平台413设置在左侧储物柜411和右侧储物柜412的顶部。左侧储物柜411和右侧储物柜412之间形成搬运通道，货物升降台42位于搬运通道内，在存取平台413上开设有存取口4131，该存取口4131位于搬运通道的正上方。当无人机3降落在存取平台413上时，其电池1和包裹2位于存取口431正上方。

进一步地，左侧储物柜411和右侧储物柜412内均平行设置有多个隔板4111，该隔板4111将左侧储物柜411和右侧储物柜412分成多个平行设置的存储位，每一存储位的开口正对搬运通道，该存储位用于临时存储包裹2，并在其中全部或部分的存储位中设有将电池1从包裹2上装卸并为电池1充电的电池更换机构。另外，在每一隔板4111上均设置有多个第一移位滚轮4112及与第一移位滚轮4112驱动连接且用于驱动第一移位滚轮4112转动的第一驱动件，包裹2在该第一移位滚轮4112的驱动下能够移出或存入存储位。优选的，存储柜的结构不限于上述由相对设置的左侧储物柜411和右侧储物柜412组成；于本发明的有些实施例中，存储柜也可以如下方式设置，包括有若干存储位，同时匹配设置有用于驱动包裹2移出和存入存储位的驱动结构，驱动结构可由气缸构成，气缸的伸缩动作带动包裹2移出和存入存储位；驱动结构也可由丝杠副组成，丝杠副中丝杠轴的转动带动丝杠螺母的移动进而带动包裹2移出和存入存储位；驱动结构还可使用传送带的正反转来实现驱动包裹2移出和存入存储位。当然，存储柜及存储柜内的驱动结构也可由其他结构组成，此处不作唯一限定。

进一步地，结合图12，货物升降台42包括升降板421、第二移位滚轮422、第一驱动件及移动机构423。其中，在升降板421上平行设置有多个第二移位滚轮422，且多个第二移位滚轮422在第二驱动件的驱动下转动，第一移位滚轮4112与第二移位滚轮422共同完成包裹2和电池1在升降板421及置物板隔板4111之间的转移，移动机构423连接于升降板421。可以理解的是，本发明实施例的自动终端还可包括设置在搬运通道内的滑轨，移动机构423滑动连接在滑轨上以实现货物升降台42在搬运通道内的移动。自动终端还可包括用于驱动移动机构423沿滑轨滑动的第三驱动件。优选的，移动机构423为滑杆，其与滑杆滑动配合。当然，货物升降台42的运动驱动不限于滑杆与滑轨的滑动配合，还可以是其他形式的驱动，例如，通过丝杆与滑环的配合，第三驱动件驱动丝杆转动，带动滑环沿丝杆上下运动，从而驱动货物升降台42运动。优选的，于本发明的有些实施例中，货物升降台42也可利用气缸驱动、丝杠副传动、链条传动等方式进行代替，此处不作唯一限定。

进一步地，货物升降台42还包括第四驱动件及与第四驱动件驱动连接的连杆机构424，该连杆机构424在第四驱动件的驱动下展开或收缩，上述移动机构423及升降板421通过连杆机构连接。当第四驱动件驱动连杆机构424展开时，升降板421向远离滑杆的方向运动，当第四驱动件驱动连杆机构424收缩时，升降板421向靠近滑杆的方向运动，通过设置连杆机构424，在无人机3将电池1和/或包裹2卸载至货物升降台42的过程中，可抬升升降板421，降低待卸载的电池1和/或包裹2底面与升降板421之间的高度差。以及在无人机3从货物升降台42装载电池1和/或包裹2过程中，抬升升降板421以使待无人机3装载的电池1和/或包裹2与无人机的接口对接，以实现无人机3装载电池1和/或包裹2。

进一步地，在本发明的一个实施例中，电池更换机构包括设置在存储位中的第一竖直导轨4121、滑动连接在第一竖直导轨4121上的第一水平导轨4122、设置在第一水平导轨4122下方且用于夹持电池1的至少一个电池夹持件4123(优选的，也可在电池夹持件4123与第一水平导轨4122之间设置驱动导向组件，具体可为与电池夹持件4123滑动连接的导轨，以实现电池夹持件4123沿着该导轨移动时实现靠近或远离储存位的开口的运动)，以及用于驱动第一水平导轨4122在第一竖直导轨4121上滑动的竖直驱动件和用于驱动电池夹持件4123在第一水平导轨4122上滑动的水平驱动件。具体地，电池夹持件4123具有向下的第一开口，在第一开口的内壁上设有第二卡扣4124，此时在电池1的外壳11的两相对侧面上设有与第二卡扣4124匹配的卡槽113。可以理解的是，在本发明的其它实施例中，可以在第一开口的内壁上设置卡槽，相应地，在电池1的外壳11的两相对侧面上设有与卡槽匹配的卡扣。优选的，于本发明的有些实施例中，上述第一竖直导轨4121、第一水平导轨4122、以及设置在电池夹持件4123与第一水平导轨4122之间的驱动导向组件，也可利用链条传动、气缸驱动、丝杠副传动等传动方式替代，此处不作唯一限定。

另外，在电池夹持件4123的底部设置有与电源接口114匹配的第一接口，用于为电池夹持件4123内的电池1充电。同时上述终端还包括有与电池1上的通信单元相互联的通信单元，优选的可设置在电池夹持件4123内，通信单元之间通过有线或无线的方式进行信号传输，以实现自动终端对电池1的控制或者电池1对终端反馈信息。具体地，电池1上的通信单元可为芯片，该芯片接收到自动终端的通信单元发送的控制信号后形成相应的控制指令并利用该指令对电池1内的各驱动器进行控制，具体可为控制驱动组件13驱动夹持组件14完成夹取和释放包裹2的指令。优选的，电池1上各组成部件的使用状态也可通过该通信单元反向传输给终端，例如电量状态及自身温度等信息。

可以理解的是，当第一水平导轨4122上滑动连接的电池夹持件4123为多个时，其目的是实现单一存储位中的电池更换机构可更换多个电池1并充电。当其中一个电池夹持件4123需要将电池1从包裹2上卸下充电或将充好的电池1装配到包裹2上时，该夹持件4123在第一水平导轨4122上移动至对接位置的上方并沿着第一竖直导轨4121向下移动直至与待充电电池1对接或夹持件4123夹持的电池1与包裹2对接。第一水平导轨4122上的电池夹持件4123数量设置应确保所有电池夹持件4123均能移动至指定的对接位置。另外，包裹2及电池夹持件4123的定位可通过外部电气控制模块进行控制，同时在隔板4111和/或电池夹持件4123上还可设置与电气控制模块对应的传感模块。

具体地，上述自动终端实现将无人机3搭载的电池1和包裹2卸下并拆分的过程为：无人机3降落在存取平台413上，货物升降台42移动至存取口，并通过连杆机构424带动升降板421向上运动并承接无人机3卸载的电池1和包裹2，然后货物升降台42通过连杆机构424带动升降板421下降并通过移动机构423沿搬运通道向下运动直至升降板与其中一存储位的隔板4111等高，再通过第二移位滚轮422和第一移位滚轮4112将包裹2和电池1组合转移至相邻的存储位；电池夹持件4123通过水平和竖直运动以使其中一空置的电池夹持件4123夹持包裹2上的电池1，并且控制电池1释放夹持的包裹2，然后电池夹持件4123上升并开始对取下的电池1进行充电，而包裹2将停留在同一存储位或被转移至其他存储位进行暂存。

自动终端实现将电池1和包裹2组合并装载到无人机3的过程为：将待无人机3装载的包裹2通过货物升降台42转移至其中一存储位或本已暂存于此的存储位，夹持待无人机3装载的电池1的夹持件4123通过水平和竖直运动移动至指定的对接位置，并控制电池1夹持住包裹2，完成新的电池1与待装载包裹2的组合，可以理解的是，电池1与包裹2可以在无人机3降落前进行组合；然后夹持件4123释放电池1，并通过第一竖直导轨4121向上移动，以使电池夹持件4123的卡扣脱离新的电池1的卡槽；第一移位滚轮4112和第二移位滚轮422协同工作将装配好的电池1和包裹2转移至升降板421上，然后货物升降台42上升至存取口，升降板421抬升直至电池1推入无人机3的电池仓31内，无人机3通过卡扣固定住该电池1，进而实现无人机3装载电池1和包裹2。

进一步的，自动终端还能实现在无人机3未携带包裹2时仅更换无人机3的电池1的功能，具体实现方式为，无人机3卸载的电池1可由货物升降台42接收并转移至其中一存储位，该存储位的电池更换机构夹持卸载的电池1并进行充电，然后电池更换机构释放另一待无人机3装载的电池1，电池1由该存储位转移至货物升降台42，并由货物升降台42最终装载至无人机3。另一种实现方式为，由自动终端提供辅助更换无人机3的电池1的包裹2或其它装置，该装置具有和包裹2一样的可被无人机3的电池1夹取的对接口。具体过程为，包裹2或其它装置由自动终端的某一存储位通过货物升降台42转移至存取口并抬升，无人机3控制电池1夹取住包裹2或其它装置然后卸载电池1，包裹2或其它装置与电池1的组合由货物升降台42接收并转移至其中一存储位，该存储位的电池更换机构从包裹2或其它装置上拆卸无人机3卸载的电池1并装载另一待无人机3装载的电池1，然后，包裹2或其它装置与电池1的组合由存储位转移至货物升降台42，并由货物升降台42装载至无人机3，无人机3控制电池1释放包裹2或其它装置，自动终端回收包裹2或其他装置。

进一步地，结合图13至图15，本发明实施例还提供了一种转运中心，用于配合无人机快递。具体地，所述转运中心将无人机3收取的包裹2进行卸载和分拣转运，以及将待无人机3配送的包裹2进行分拣和装载，并完成无人机3搭载的电池1的更换。具体地，所述转运中心包括至少一个无人机起降平台51、用于转移货物至分拣位或接收待送货物的电池及包裹转移装置52、设置在无人机起降平台51与电池及包裹转移装置52之间的货物过渡装置53，以及用于为电池1进行充电的电池充电柜54。其中，无人机起降平台51安装在室外或屋顶可开合的室内以便于无人机3的起飞和降落，电池及包裹转移装置52和电池充电柜54安装在室内，货物过渡装置53安装在无人机起降平台51与电池及包裹转移装置52之间，其可由室外延伸到室内。

进一步地，电池及包裹转移装置52包括轨道521、活动连接在轨道521上的多个移动吊架522，以及用于驱动移动吊架522在轨道上移动的移动吊架驱动件。其中，轨道521安装在室内并距离地面有一定高度，多个移动吊架522竖直向下延伸，该移动吊架522用于从货物过渡装置52接收无人机3卸载的包裹2和电池1，拆分包裹2和电池1并分别转移至收取包裹分拣系统和电池充电系统(具体为电池充电柜)；该移动吊架522同时用于从电池充电系统和配送包裹分拣系统分别接收待无人机3装载的电池1和包裹2，组合电池1和包裹2并转移至货物升降台42。

优选的，对于上述电池及包裹转移装置52的结构，在本发明的某些实施例中，也可利用其它机构进行代替，例如可利用链条传动将上述移动吊架522移动至各工作位；或者设置一竖直转轴，在转轴的顶部设置一横杆，转轴转动时带动横杆以该转轴为轴心转动，将移动吊架522连于横杆远离转轴的一端的端部，横杆以该转轴为轴心转动能够带动移动吊架522到达各工作位；或者设置相互垂直的导轨以带动移动吊架522以直线运动的方式到达各工作位。当然也可有其他结构以代替上述电池及包裹转移装置52，此处不作唯一限定。

进一步地，在本发明的一个实施例中，移动吊架522包括滑块5221、伸缩单元5222和夹取件5223。其中，滑块5221与轨道521连接且可在轨道521上滑动，伸缩单元5222与滑块5221固定连接且竖直向下延伸，该伸缩单元5222可通过伸缩作用改变长度，以调节夹取件5223相对于地面的高度，夹取件5223固定连接在伸缩单元5222远离滑块5221的一端，该夹取件5223用于夹取电池1和释放包裹2。具体地，该夹取件5223具有向下的第二开口，在电池1的外壳11的两相对侧面上设置有卡槽113，在第二开口的内壁上设有与卡槽配合的第三卡扣5224。可以理解的是，在本发明的其它实施例中，也可以在电池1的外壳11的两相对侧面上设置有卡扣，相应地，在第二开口的内壁上设有与卡扣匹配的卡槽。另外，在夹取件5223内或电池及包裹转移装置52的其它部分设置有与电池1内的通信单元相配合的通信单元，电池1内的通信单元接收到夹取件5223或电池及包裹转移装置52的其它部分的通信单元发送的控制信号后形成相应的控制指令并利用该指令对电池1内的各驱动器进行控制，具体可为控制驱动组件13驱动夹持组件14完成夹取和释放包裹2。

进一步地，货物过渡装置53可采用如上述自动终端所述的货物升降台42(为了结构的简化，货物升降台42中的第二移位滚轮422可不设置)，以及水平滑轨531，货物升降台42可在水平滑轨531上滑动。该水平滑轨531的一端延伸至无人机起降平台51区域以使货物升降台42能在无人机3停留时运动至无人机3的下方，另一端延伸至轨道521的下方。该货物过渡装置53用于接收无人机3卸载下来的电池1及包裹2并转移至轨道521的下方，以便于移动吊架522夹取包裹2和电池1，或者从移动吊架522接收无人机3待装载的包裹2和电池1，并将包裹2和电池1转移至起降平台51区域并装载至无人机3。

进一步地，在本发明的一个实施例中，上述转运中心还包括只用于转运包裹2的第一传送装置55和第二传送装置56。其中，第一传送装置55和第二传送装置56的一端设置在轨道521的下方。第一传送装置56从移动吊架522接收无人机3卸载的包裹2，即当其中一移动吊架522夹持电池1和包裹2并移动至第一传送装置55靠近522一端的上方时，移动吊架522的伸缩单元5222向下伸长以使包裹2靠近第一传送装置55，然后控制电池1的夹持组件14释放包裹2，第一传送装置55接收包裹2后将包裹2传送至收取货物分拣系统或其它物流配送环节。第二传送装置56将待无人机3装载的包裹2从配送包裹分拣系统或其它物流配送环节传送至轨道521的下方，当移动吊架522夹持待无人机3装载的电池1并移动至第二传送装置56靠近522一端的上方时，移动吊架522的伸缩单元5222向下伸长并控制电池1的夹持组件14夹取包裹2。优选的，第一传送装置55和第二传送装置56均为皮带传动或滚轮传动。具体地，上述收取包裹分拣系统用于对收取的包裹2根据配送信息进行分类，放置于不同的区域或者转移至不同的区域；上述配送包裹分拣系统根据配送信息将包裹2分配给不同的无人机3，当然无人机3自身也可对包裹2上的配送信息进行识别。可以理解的是，也可以不设置收取包裹分拣系统，直接将无人机3卸载的包裹由第一传送装置55传送至其它物流配送环节，例如陆路运输环节。或者，也可以不设置配送包裹分拣系统，由其它物流配送环节，例如陆路运输环节，直接转移至第二传送装置。

进一步地，在本发明的一个实施例中，电池充电系统包括电池充电柜54和电池取放机构542，电池充电柜54分隔成多个呈阵列排布的充电格541，该充电格541用于为电池1充电。具体地，在充电格541的内壁上设置有与电池1的电源接口114匹配的第二接口，同时设置有用于固定电池1的卡扣。电池取放机构542设置在充电格541具有开口的一侧，用于接收移动吊架522上的电池1并放入充电格541内，充电格541将电池1固定并为电池1充电；电池取放机构542还可用于将充电格541内的电池1取出，并由移动吊架522接收并固定。同一电池充电柜54可以设置有多个电池取放机构542。

进一步地，电池取放机构542包括设置在电池充电柜54一侧的第二水平导轨5421、滑动连接在第二水平导轨5421上的第二竖直导轨5422(当然，在本发明的某些实施例中，也可将第二水平导轨5421设置在第二竖直导轨5422上，也即第二水平导轨5421沿着第二竖直导轨5422移动，此处不作唯一限定)、滑动连接在第二竖直导轨5422上的第三水平导轨5423、滑动连接在第三水平导轨5423上的电池承托架5424，以及用于驱动第二竖直导轨5422在第二水平导轨5421上滑动的第五驱动件、用于驱动第三水平导轨5423在第二竖直导轨5422上滑动的第六驱动件和用于驱动电池承托架5424在第三水平导轨5423上滑动的第七驱动件，以使电池承托架5424能够进行三自由度运动(上述电池取放机构542也可利用能够实现三自由度运动的工业机器人替代)。电池承托架5424的顶部开设有电池固定接口5425，其结构与上述的包裹2上的第一凹槽211和第二凹槽212的结构相同。在本发明的一个具体实施例中，第二水平导轨5421包括平行设置在电池充电柜54顶部和底部且水平设置的两条轨道，第二竖直导轨5422包括竖直设置在第二水平导轨5421之间且相互平行的两条轨道，第三水平导轨5423包括水平设置在第二竖直导轨5422之间且相互平行的两条轨道，第三水平导轨5423与第二水平导轨5422垂直。电池取放机构542接收移动吊架522上的电池1并放入充电格541内，充电格541对电池1固定并充电的过程为：当其中一移动吊架522夹持无人机3卸载的电池1并移动至靠近电池充电柜54一侧的区域时，电池承托架5424移动直至电池承托架5424上的电池固定接口5425位于电池1的夹持组件14的正下方，此时电池承托架5424向上移动或移动吊架522向下伸长直至电池1的夹持组件14能够固定住电池承托架5424的电池固定接口5425。待电池与电池承托架5424对接后，移动吊架522释放电池1，电池承托架5424向下移动以带动电池1与移动吊架522分离，然后电池承托架5424移动并将电池放入电池充电柜54空置的一充电格541内直至该充电格541固定住电池1并开始充电，在充电格541固定电池1之后电池1释放电池固定接口5425，电池承托架5424与电池1脱离并转移出该充电格。电池取放机构542将充电格541内的电池1取出，并由移动吊架522接收并固定的过程为：通过电池承托架5424的移动将充好电的电池1转移到移动吊架522上的夹持件5223的正下方，电池承托架5424向上移动以使电池1推入夹持件5223内，使得电池1的卡槽113与夹持件5223的卡扣配合，然后通过外部电气控制模块(具体可为通信单元之间控制信号的传递)控制驱动组件13驱动夹持组件14放开电池承托架5424，然后电池承托架5424移动以脱离电池1。

进一步地，在本发明的一个具体实施例中，轨道521为环形导轨，多个无人机起降平台51设置在环形导轨的一侧且并排设置，货物过渡装置53设置在无人机起降平台51与环形导轨之间，电池充电柜54设置在环形导轨的另一侧，货物过渡装置53、第一传送装置55、电池取放机构542及第二传送装置56围绕设置在环形导轨的周围，并按移动吊架522沿轨道521移动的方向设置货物过渡装置53、第一传送装置55、电池取放机构542及第二传送装置56的位置顺序。优选的，上述轨道521也可为直线导轨，无人机起降平台51分别设于轨道521的两端，无人机3分别在轨道521的两端进行卸载和装载电池1和包裹2，当然也可由其他结构替代，此处不作唯一限定。

在本实施例中，转运中心的工作原理如下：无人机3降落在无人机起降平台51上，货物过渡装置53接收无人机3卸载的电池1和包裹2并将电池1和包裹2转移至环形导轨的下方，移动吊架525降低夹取件5223的高度夹取电池1和包裹2，然后移动吊架525提升夹取件5223的高度并转移至第一传送装置55靠近移动吊架522一端的上方，移动吊架522降低夹取件5223高度，外部控制系统控制电池1的夹持组件14释放包裹2，第一传送装置55接收包裹2并传送至收取包裹分拣系统，移动吊架522继续移动至靠近电池充电柜54一侧的区域，通过电池取放机构542将移动吊架522上的电池1转移到充电格541内进行充电，电池取放机构542将待无人机3装载的电池1转移到移动吊架522上，移动吊架522继续移动并转移至第二传送装置56靠近移动吊架522一端的上方，移动吊架522降低5223的高度并通过外部电气控制模块控制电池1的夹持组件14夹取待无人机3装载的包裹2，移动吊架522继续移动并转移至货物过渡装置53的上方，货物过渡装置53接收移动吊架522上的电池1和包裹2并转移到空载的无人机3上，无人机3起飞运送包裹2。

需要说明的是，转运中心设置有多个移动吊架522，电池1与包裹2的拆分与组合同步进行，货物过渡装置53将无人机3卸载的电池1和包裹2转移至移动吊架522后随即可从另一移动吊架522接收待无人机3装载的电池1和包裹2。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种电池，其特征在于，包括电池本体、与所述电池本体相连且用于夹取和释放包裹的夹持机构。

2.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池本体包括外壳以及设置在所述外壳内的电池组；所述夹持机构包括设置在所述外壳内的驱动组件，以及与所述驱动组件驱动连接且用于在所述驱动组件的驱动下进行开合运动以夹取或释放包裹的夹持组件。

3.如权利要求2所述的电池，其特征在于，所述夹持组件包括第一夹持板和第二夹持板，所述驱动组件包括第一驱动器、与所述第一驱动器的输出轴相连且用于驱动所述第一夹持板和所述第二夹持板转动的齿轮组；

和/或，所述包裹的包装箱体的上端面设有与所述第一夹持板匹配的第一凹槽，以及与所述第二夹持板匹配的第二凹槽。

4.如权利要求2或3所述的电池，其特征在于，所述外壳的两相对侧面上设有用于与外部设备相连的卡槽；

和/或，所述外壳的一侧面上裸露有电源接口。

5.如权利要求1至3任一项所述的电池，其特征在于，还包括用于与外部设备信号连接的通信单元。

6.一种无人机，其特征在于，包括如权利要求1至5任一项所述的电池，所述无人机的底部具有用于容纳所述电池且开口向下的电池仓。

7.一种自动终端，其特征在于，包括具有储物柜的储物台，所述储物柜内设有用于更换如权利要求1至5任一项所述的电池并为所述电池充电的电池更换机构。

8.如权利要求7所述的自动终端，其特征在于，所述电池更换机构包括第一竖直导轨、滑动连接在所述第一竖直导轨上的第一水平导轨、设置在所述第一水平导轨下方且用于夹持所述电池的至少一个电池夹持件，以及用于驱动所述第一水平导轨在所述第一竖直导轨上滑动的竖直驱动件和用于驱动所述电池夹持件在所述第一水平导轨上滑动的水平驱动件，所述电池上设有电源接口，所述电池夹持件内设置有与所述电源接口匹配的第一接口。

9.一种转运中心，其特征在于，用于配合无人机快递实现包裹中转，所述转运中心包括用于为如权利要求1至5任一项所述的电池进行充电的电池充电柜、用于转移所述电池和所述包裹的电池及包裹转移装置，所述电池的夹持机构用于夹取和释放所述包裹。

10.如权利要求9所述的转运中心，其特征在于，还包括用于将所述电池和所述包裹转移至所述电池及包裹转移装置的货物过渡装置，所述货物过渡装置包括水平滑轨、与所述水平滑轨滑动连接的货物升降台，所述电池及包裹转移装置包括轨道、活动连接在所述轨道上的多个移动吊架、以及用于驱动所述移动吊架在所述轨道上移动的移动吊架驱动件。

11.如权利要求10所述的转运中心，其特征在于，所述电池充电柜包括用于为所述电池充电的多个充电格、用于将所述移动吊架上的所述电池转移至所述充电格内且用于将所述充电格内的所述电池转移至所述移动吊架的电池取放机构，所述电池取放机构位于所述充电格具有开口的一侧。

12.如权利要求11所述的转运中心，其特征在于，还包括用于将所述包裹传送至物流配送环节的第一传送装置、以及用于从物流配送环节运送待装载的所述包裹的第二传送装置，所述货物过渡装置、所述第一传送装置、所述电池取放机构及所述第二传送装置依次设置于所述电池及包裹转移装置的外围。

13.货物的拆装方法，利用如权利要求7或8所述的自动终端对货物进行拆装，所述货物包括如权利要求1至5任一项所述的电池和包裹，其特征在于，包括以下步骤：

将所述货物从外部设备卸下；

所述电池更换机构将所述货物中的所述电池和所述包裹拆分，并对所述电池的电池本体充电；

将所述包裹置于存储位暂存；

将充电完成的所述电池与存储位上的待配送的所述包裹组合形成所述货物；

将所述货物装载于所述外部设备。

14.货物的拆装方法，利用权利要求9至12任一项所述的转运中心对货物进行拆装，所述货物包括如权利要求1至5任一项所述的电池和包裹，其特征在于，包括以下步骤：

将所述货物从外部设备卸下；

所述电池及包裹转移装置将所述货物具有的所述电池和所述包裹拆分，并将所述电池转移至所述电池充电柜；

将所述包裹转移至物流配送环节；

所述电池充电柜对拆分后的所述电池充电；

将所述电池充电柜内充电完成的所述电池与物流配送环节接收的待配送的所述包裹组合形成所述货物；

将所述货物装载于所述外部设备。