CN110696784A - 一种无人机电池更换组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无人机电池更换组件，其包括箱体（200），箱体（200）为一端开口、一端封闭且开口端匹配安装有箱盖的矩形箱体结构，箱体（200）内安装有更换装置（300）、撤销装置（400）、控制器，控制器用于控制更换装置（300）与撤销装置（400）的运行状况，撤销装置（400）用于使无人机撤销对其内电池的夹持，更换装置（300）用于使新电池替换无人机内电池；其无人机采用夹持方式进行电池安装并对无人机的整个使用过程不造成影响，且无人机的电池更换采用自动替换方式，整个更换过程快速便捷，无需人员手动操作，相比传统人工拆卸电池仓在进行电池更换的方法而言，大大减少了繁琐的人工操作，有效节省了时间与人力。

Description

一种无人机电池更换组件

技术领域

本发明涉及无人机领域，具体涉及一种无人机电池更换组件。

背景技术

目前无人机在社会的运用在不断的改变，无人机在航拍、植保、播种以及物流等方面突飞猛进，行业认可度也在不断提高，无人机智能化以及可靠性在不断完善，在无人机自动飞行中，由于电池电量有限，无人机不实现能远距离飞行，要定期进行电池更换，现有无人机一般通过人工拆卸电池仓进行电池更换，在增加了人工劳动强度的同时，也延长了无人机的更换时间，电池更换效率更低，给无人机的使用带来了很大的不便，为此，本发明有必要提供一种对无人机电池进行自动更换的设备，其无人机采用夹持方式进行电池安装并对无人机的整个使用过程不造成影响，且无人机的电池更换采用自动替换方式，整个更换过程快速便捷，无需人员手动操作，相比传统人工拆卸电池仓在进行电池更换的方法而言，大大减少了繁琐的人工操作，有效节省了时间与人力。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种无人机电池更换组件，其无人机采用夹持方式进行电池安装并对无人机的整个使用过程不造成影响，且无人机的电池更换采用自动替换方式，整个更换过程快速便捷，无需人员手动操作，相比传统人工拆卸电池仓在进行电池更换的方法而言，大大减少了繁琐的人工操作，有效节省了时间与人力。

为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案如下。

一种无人机电池更换组件，其包括箱体（200），箱体（200）为一端开口、一端封闭且开口端匹配安装有箱盖的矩形箱体结构，箱体（200）内安装有更换装置（300）、撤销装置（400）、控制器，控制器用于控制更换装置（300）与撤销装置（400）的运行状况，撤销装置（400）用于使无人机撤销对其内电池的夹持，更换装置（300）用于使新电池替换无人机内电池。

作为上述技术方案的进一步改进与优化。

所述的更换装置（300）包括安装机构（310）、升降机构（320），安装机构（310）用于升降机构（320）与箱体（200）之间的安装，升降机构（320）用于使新电池替换无人机内电池；

所述的安装机构（310）包括滑轨（311）、滑板（312）、固定杆（313）、固定板（314）、安装板（315），滑轨（311）的引导方向平行于箱体（200）的长度延伸方向且滑轨（311）固定安装于箱体（200）的腔底，滑板（312）呈水平活动安装于滑轨（311）上并且两者之间构成滑动导向配合；

所述的固定杆（313）竖直固定于滑板（312）的上端面，固定杆（313）设置有四组并分别位于滑板（312）的四角处，固定板（314）水平固定于固定杆（313）的顶端；

所述的安装板（315）与固定板（314）之间设置有滑动件且安装板（315）通过滑动件水平活动安装于固定板（314）的上端面；

所述的安装机构（310）还包括竖直导杆（316）、接收件（317），竖直导杆（316）竖直固定于安装板（315）的上端面，竖直导杆（316）设置有四组且四组竖直导杆（316）呈四角式分布，四组竖直导杆（316）位于更换孔的正下方，接收件（317）安装于安装板（315）的上端面且接收件（317）位于四组竖直导杆（316）沿滑轨（311）引导方向的一侧。

作为上述技术方案的进一步改进与优化。

所述的滑板（312）的底部设置有滚轮，滑板（312）通过滚轮与滑轨（311）之间构成滚动摩擦式滑动导向配合；

所述的滑动件包括设置于固定板（314）上端面的滑槽、设置于安装板（315）下端面的滑动凸起，滑槽的引导方向平行于滑轨（311）的引导方向且滑动凸起与滑槽之间构成滑动导向配合；

所述的接收件（317）包括固定外壳（3171）、接收盖板、缓冲弹簧（3172），固定外壳（3171）为一端开口、一端封闭的圆形壳体结构，固定外壳（3171）封闭端固定于安装板（315）的上端面，接收盖板设置于固定外壳（3171）的开口端且接收盖板与固定外壳（3171）之间构成滑动导向配合；

所述的缓冲弹簧（3172）设置于固定外壳（3171）内，缓冲弹簧（3172）的一端与固定外壳（3171）腔底连接、另一端与接收盖板连接，缓冲弹簧（3172）的弹力驱使接收盖板做远离安装板（315）的上升运动，缓冲弹簧（3172）设置有若干组。

作为上述技术方案的进一步改进与优化。

所述的升降机构（320）包括平移构件、升降构件，平移构件包括平移电机（321）、平移齿轮（322）、平移齿条（323），平移电机（321）与箱体（200）腔底之间设置有连接支架且平移电机（321）通过连接支架固定于箱体（200）内，平移电机（321）的输出轴轴向平行于箱体（200）的宽度延伸方向；

所述的平移齿条（323）的延伸方向平行于滑轨（311）的引导方向，且平移齿条（323）固定于安装板（315）的上端面，平移齿轮（322）同轴固定于平移电机（321）的动力输出端且平移齿轮（322）与平移齿条（323）啮合。

作为上述技术方案的进一步改进与优化。

所述的升降构件包括升降电机（324）、升降驱动件、升降板（327），升降电机（324）水平固定于安装板（315）的上端面且升降电机（324）的输出轴轴向平行于滑轨（311）的引导方向，升降板（327）呈水平布置，升降板（327）上开设有套孔且其通过套孔活动套设于竖直导杆（316）外部，套孔对应设置有四组并分别位于升降板（327）的四角处，升降板（327）与竖直导杆（316）之间构成滑动导向配合，竖直导杆（316）的外部还设置有用于对升降板（327）起支撑作用的支撑台阶；

所述的升降驱动件包括转轴（325）、动力连接件二（328）、连接杆（329），转轴（325）的轴向平行于箱体（200）的宽度延伸方向，安装板（315）的上端面设置有支撑支架且转轴（325）活动安装于支撑支架上并可绕自身轴向转动，升降电机（324）的动力输出端与转轴（325）之间设置有动力连接件一（326）且两者之间通过动力连接件一（326）进行动力连接传递，动力连接件一（326）为锥齿轮传递结构；

所述的动力连接件二（328）包括传递齿轮、传递齿条，传递齿轮同轴固定于转轴（325）外部，传递齿条的延伸方向平行于滑轨（311）的长度延伸方向，传递齿条固定于安装板（315）的上端面且传递齿轮与传递齿条啮合；

所述的连接杆（329）的延伸方向垂直于转轴（325）的轴向，连接杆（329）的一端与升降板（327）铰接、另一端与传递齿条铰接并且两组铰接轴芯线均平行于转轴（325）的轴向；

所述的升降驱动件设置有两组并分别位于升降板（327）沿箱体（200）宽度延伸方向的一侧，且两组升降驱动件的动力连接件一（326）共用一组主动锥齿轮，升降电机（324）运行并可通过两组升降驱动件驱使升降板（327）沿竖直导杆（316）的引导方向滑移。

作为上述技术方案的进一步改进与优化。

所述的撤销装置（400）安装于箱体（200）的腔底，撤销装置（400）包括撤销机构（410）、动力连动机构（420），撤销机构（410）用于使无人机撤销对其内电池的夹持，动力连动机构（420）用于撤销机构（410）与安装机构（310）之间的动力连动；

所述的撤销机构（410）包括撤销构件，撤销构件包括驱动件（4110）、撤销件（4120），撤销件（4120）用于使无人机撤销对其内电池的夹持，驱动件（4110）用于驱使撤销件（4120）运行。

作为上述技术方案的进一步改进与优化。

所述的撤销件（4120）包括撤销滑套（4124）、撤销杆（4125），撤销滑套（4124）竖直固定于箱体（200）的腔底，撤销杆（4125）呈竖直布置，撤销杆（4125）的底端位于撤销滑套（4124）内且两者之间构成滑动导向配合，撤销杆（4125）的顶端设置有撤销斜面，且撤销斜面与箱体（200）的竖直中心线之间的距离沿垂直于地面的方向并由下至上递减；

所述的撤销件（4120）还包括撤销导杆（4121）、滑动支架（4122）、撤销弹簧（4123），撤销导杆（4121）的引导方向平行于滑轨（311）的引导方向，且撤销导杆（4121）固定于箱体（200）的腔底，滑动支架（4122）活动安装于撤销导杆（4121）外部并且两者之间构成滑动导向配合，撤销弹簧（4123）套设于撤销导杆（4121）外部，撤销弹簧（4123）的初始状态为压缩状态且其弹力驱使滑动支架（4122）做靠近撤销滑套（4124）的运动；

所述的撤销件（4120）还包括铰接杆（4126），铰接杆（4126）的延伸方向箱体（200）的宽度延伸方向且铰接杆（4126）呈倾斜布置，铰接杆（4126）的底端与滑动支架（4122）铰接、顶端与撤销杆（4125）铰接且两组铰接轴芯线均平行于箱体（200）的宽度延伸方向。

作为上述技术方案的进一步改进与优化。

所述的驱动件（4110）包括电动伸缩杆（4111）、驱动齿条（4112）、驱动齿轮（4113）、齿轮轴，电动伸缩杆（4111）水平固定于箱体（200）的腔底且其伸缩方向平行于箱体（200）的宽度延伸方向，齿轮轴竖直固定于箱体（200）的腔底；

所述的驱动齿条（4112）的延伸方向平行于箱体（200）的宽度延伸方向，驱动齿条（4112）与电动伸缩杆（4111）的伸缩端固定连接，驱动齿条（4112）与箱体（200）的腔底之间设置有导向件且驱动齿条（4112）通过导向件活动安装于箱体（200）的腔底，导向件包括设置于箱体（200）腔底的导向凸起、设置于驱动齿条（4112）底部的导向槽，导向槽的引导方向平行于箱体（200）的宽度延伸方向且导向槽与导向凸起之间构成滑动导向配合；

所述的驱动齿轮（4113）通过轴承安装于齿轮轴外部且驱动齿轮（4113）与驱动齿条（4112）啮合；

所述的驱动件（4110）还包括饶绳盘（4114）、连接绳（4115）、过渡滑轮（4116），过渡滑轮（4116）竖直活动安装于箱体（200）的腔底并可绕自身轴向转动，饶绳盘（4114）同轴活动安装于齿轮轴外部且饶绳盘（4114）还与驱动齿轮（4113）固定连接，连接绳（4115）的一端缠绕于饶绳盘（4114）外部、另一端绕过过渡滑轮（4116）后与滑动支架（4122）固定连接，电动伸缩杆（4111）进行回缩运行并牵引饶绳盘（4114）收绳并最终牵引滑动支架（4122）做远离撤销滑套（4124）的运动；

所述的撤销构件设置有两组。

作为上述技术方案的进一步改进与优化。

所述的动力连动机构（420）设置于任意一组撤销构件与安装机构（310）之间，动力连动机构（420）包括连动丝杆（428）、连动杆（427）、连动块（426），连动丝杆（428）的轴向平行于滑轨（311）的引导方向，箱体（200）的腔底设置有固定支架且连动丝杆（428）活动安装于固定支架上并可绕自身轴向转动，连动块（426）通过丝母安装于连动丝杆（428）上且连动丝杆（428）转动并牵引连动块（426）沿其轴向发生位移，连动杆（427）的一端与连动块（426）固定连接、另一端与滑板（312）固定连接；

所述的动力连动机构（420）还包括传递轴一/二、连动齿轮（423）、连动齿条（422）、紧固杆（421），传递轴一的轴向平行于连动丝杆（428）的轴向，传递轴二的轴向平行于箱体（200）的宽度延伸方向，箱体（200）的腔底设置有安装支架且传递轴一/二均活动安装于安装支架上并可绕自身轴向转动；

所述的传递轴一与连动丝杆（428）之间设置有动力传递件二（425）且两者之间通过动力传递件二（425）进行动力连接传递，传递轴一与传递轴二之间设置有动力传递件一（424）且两者之间通过动力传递件一（424）进行动力连接传递，动力传递件一（424）为锥齿轮动力传递结构，动力传递件二（425）为带传动动力传递结构；

所述的紧固杆（421）与滑动支架（4122）固定连接，连动齿轮（423）同轴固定于传递轴二外部，连动齿条（422）的延伸方向平行于连动丝杆（428）的轴向，连动齿条（422）固定于紧固杆（421）上且连动齿轮（423）与连动齿条（422）啮合。

本发明与现有技术相比的有益效果在于，其无人机采用夹持方式进行电池安装并对无人机的整个使用过程不造成影响，且无人机的电池更换采用自动替换方式，整个更换过程快速便捷，无需人员手动操作，相比传统人工拆卸电池仓在进行电池更换的方法而言，大大减少了繁琐的人工操作，有效节省了时间与人力，除此之外，对无人机进行电池更换的更换设备主要装置安装于箱体内，这使更换设备的携带更加方便，且使用时只需打开箱盖即可，无人机可随时随地进行电池更换。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的结构示意图。

图3为本发明的结构示意图。

图4为本发明的结构示意图。

图5为本发明的夹持装置的结构示意图。

图6为本发明的封闭构件的结构示意图。

图7为本发明的夹持构件的结构示意图。

图8为本发明的更换设备的结构示意图。

图9为本发明的支撑感应机构的结构示意图。

图10为本发明的支撑感应机构的结构示意图。

图11为本发明的更换装置的结构示意图。

图12为本发明的更换装置的结构示意图。

图13为本发明的安装机构的结构示意图。

图14为本发明的接收件的结构示意图。

图15为本发明的平移构件与安装板的配合示意图。

图16为本发明的升降构件与安装板的配合示意图。

图17为本发明的升降构件的局部示意图。

图18为本发明的撤销装置的结构示意图。

图19为本发明的撤销机构的结构示意图。

图20为本发明的驱动件的结构示意图。

图21为本发明的撤销件的结构示意图。

图22为本发明的动力连动机构、滑板、滑动支架的配合示意图。

图23为本发明的动力连动机构的结构示意图。

具体实施方式

本发明相比现有技术的优越性在于，其无人机采用夹持方式进行电池安装并对无人机的整个使用过程不造成影响，且无人机的电池更换采用自动替换方式，整个更换过程快速便捷，无需人员手动操作，相比传统人工拆卸电池仓在进行电池更换的方法而言，大大减少了繁琐的人工操作，有效节省了时间与人力，除此之外，对无人机进行电池更换的更换设备主要装置安装于箱体内，这使更换设备的携带更加方便，且使用时只需打开箱盖即可，无人机可随时随地进行电池更换。

夹持式电池安装无人机及对应的电池更换配套设备，其包括设置于无人机内并用于对无人机内的电池进行夹持安装的夹持装置100、与无人机相配套并用于对其进行电池更换的更换设备，无人机的底部开设有更换孔、撤销孔，更换孔位于无人机内电池的正下方。

所述的更换设备包括箱体200，箱体200为一端开口、一端封闭且开口端匹配安装有箱盖的矩形箱体结构，箱体200内安装有支撑感应机构210、更换装置300、撤销装置400、控制器，支撑感应机构210用于对无人机进行支撑作用并可将支撑信号传递给控制器，控制器用于控制更换装置300与撤销装置400的运行状况，撤销装置400的自由端可经撤销孔伸入至无人机内并用于使夹持装置100撤销对无人机内电池的夹持，更换装置300用于使新电池替换无人机内电池。

当以夹持方式安装于无人机内的电池不足以继续提供电源，即需要进行电池更换时，工作人员将打开箱盖并将无人机水平放置于支撑感应机构210上，同时支撑感应机构210将该信号传递给控制器，控制器根据工作人员事先设定的程序控制更换装置300与撤销装置400的运行，具体的，撤销装置400首先运行并使夹持装置100撤销对无人机内电池的夹持，无人机内电池会通过更换孔掉落至箱体200内，随后更换装置300运行并使新电池上升至无人机内，随后，撤销装置400反向运行的同时，夹持装置100会对新电池进行夹持，即完成无人机的电池更换，随后撤销装置400与更换装置300反向运行即可恢复至原状。

所述的夹持装置100包括封闭机构110、夹持机构120，封闭机构110用于对撤销孔进行封闭处理，夹持机构120用于对无人机内电池进行夹持处理。

所述的封闭机构110包括封闭构件，封闭构件包括封闭滑杆111、封闭板112、封闭弹簧113，无人机的内腔腔底设置有安装凸起，封闭滑杆111水平活动安装于安装凸起上并且两者之间构成滑动导向配合，封闭滑杆111的延伸方向平行于无人机圆形底部上与其对应的直径方向，封闭板112水平设置于撤销孔内，封闭板112的上端面设置有套设凸起且封闭板通过套设凸起活动套接于封闭滑杆111的外部，套设凸起与封闭滑杆111之间构成滑动导向配合，封闭板112的下端面为引导斜面，引导斜面与封闭板112上端面之间的距离沿封闭滑杆111的引导方向并由套设凸起指向安装凸起的方向递增。

所述的封闭弹簧113套设于封闭滑杆111的外部，封闭弹簧113的一端与套设凸起抵触、另一端与安装凸起抵触，封闭弹簧113的弹力驱使封闭板112做远离安装凸起并封闭撤销孔的运动。

所述的封闭构件设置有两组并分别位于更换孔的一侧，并且两组封闭构件关于更换孔的轴向呈对称分布，撤销孔对应设置有两组。

撤销装置400上升且其自由端与封闭板112的引导斜面接触即可在引导斜面引导作用下，使封闭板112打开撤销孔，撤销装置400自由端顺利伸入至无人机内；撤销装置400下降并脱离无人机后，封闭弹簧113的弹力驱使封闭板112重新封闭撤销孔。

所述的夹持机构120包括夹持构件，夹持构件位于封闭构件的上方，夹持构件设置有两组并分别位于更换孔的一侧，两组夹持构件关于更换孔的轴向呈对称分布。

所述的夹持构件包括夹持滑套121、夹持滑杆122、夹持杆123、夹持弹簧124，夹持滑套121/夹持滑杆122/夹持杆123的延伸方向均平行于封闭滑杆111的引导方向，夹持滑套121水平固定于无人机的腔壁上，夹持滑杆122的一端靠近更换孔、另一端位于夹持滑套121内，夹持滑杆122与夹持滑套121之间构成滑动导向配合，夹持滑套121/夹持滑杆122设置有两组并均位于同一水平面内。

所述的夹持杆123设置于两组夹持滑杆122之间，夹持杆123的侧面设置有连接凸起且夹持杆123通过连接凸起与夹持滑杆122固定连接，连接凸起对应设置有两组。

所述的夹持弹簧124套设于夹持滑杆122外部，夹持弹簧124的一端与连接凸起抵触、另一端与夹持滑套121抵触，夹持弹簧124的弹力驱使夹持杆123做靠近更换孔的运动，夹持弹簧124对应设置有两组。

所述的夹持构件还包括夹持弧板124、触发块126，夹持弧板124固定于夹持杆123朝向更换孔的端部且夹持弧板124朝向更换孔弯曲并与电池相匹配，触发块126固等于夹持杆123上并且其位于撤销孔的正上方，触发块126的下端面为触发斜面，触发斜面与更换孔轴向之间的距离沿垂直于地面的高度方向并由下至上递减。

所述的两组夹持构件的夹持弧板124之间的区域即为夹持机构120对无人机内电池的夹持区。

撤销装置400自由端上升并与触发块126的触发斜面接触，在触发斜面的引导作用下，撤销装置400上升并驱使触发块126做远离更换孔运动，触发块126运动并牵引夹持杆123/夹持滑杆122/夹持弧板124同步运动，从而使夹持机构120撤销对无人机内电池的夹持，无人机内电池经更换孔向下掉落；

撤销装置400自由端下降并脱离对触发块126的挤压时，在夹持弹簧124的弹力作用下，夹持机构120恢复至原状。

所述的支撑感应机构210包括支撑感应件，支撑感应件包括支撑滑套211、支撑滑杆212、支撑弹簧213，支撑滑套211竖直固定于箱体200的腔底，支撑滑杆212与支撑滑套211之间同轴布置，支撑滑杆212的顶端设置有抵触台阶、底部位于支撑滑套211内，支撑滑套211与支撑滑杆212之间构成滑动导向配合。

所述的支撑弹簧213套设于支撑滑杆212的外部，支撑弹簧213的一端与抵触台阶抵触、另一端与箱体200的腔底抵触，支撑弹簧213的弹力驱使支撑滑杆212做远离箱体200腔底的上升运动。

所述的支撑感应件设置有四组并分别位于箱体200的四角处。

所述的四组支撑感应件中的任意一组支撑感应件的支撑滑杆212底部同轴设置有安装孔，且该组支撑感应件的支撑滑套211内同轴设置有感应元件214，感应元件214的顶端位于安装孔内。

无人机更换电池时，工作人员将无人机水平放置于四组支撑滑杆212的抵触台阶上，在无人机重力作用下，支撑滑杆212做下降运动，同时感应元件214会感应到该种情况并将信号传递至控制器；无人机电池更换完毕后，无人机离开支撑滑杆212，支撑弹簧213的弹力使支撑滑杆212上升并恢复至原状，同时感应元件214会感应到该种情况并将信号传递至控制器。

所述的更换装置300包括安装机构310、升降机构320，安装机构310用于升降机构320与箱体200之间的安装，升降机构320用于使新电池替换无人机内电池。

所述的安装机构310包括滑轨311、滑板312、固定杆313、固定板314、安装板315，滑轨311的引导方向平行于箱体200的长度延伸方向且滑轨311固定安装于箱体200的腔底，滑板312呈水平活动安装于滑轨311上并且两者之间构成滑动导向配合，优选的，为了减少滑板312与滑轨311之间的摩擦并延长使用寿命，滑板312的底部设置有滚轮，滑板312通过滚轮与滑轨311之间构成滚动摩擦式滑动导向配合。

所述的固定杆313竖直固定于滑板312的上端面，固定杆313设置有四组并分别位于滑板312的四角处，固定板314水平固定于固定杆313的顶端。

所述的安装板315与固定板314之间设置有滑动件且安装板315通过滑动件水平活动安装于固定板314的上端面，滑动件包括设置于固定板314上端面的滑槽、设置于安装板315下端面的滑动凸起，滑槽的引导方向平行于滑轨311的引导方向且滑动凸起与滑槽之间构成滑动导向配合。

所述的安装机构310还包括竖直导杆316、接收件317，竖直导杆316竖直固定于安装板315的上端面，竖直导杆316设置有四组且四组竖直导杆316呈四角式分布，四组竖直导杆316位于更换孔的正下方，接收件317安装于安装板315的上端面且接收件317位于四组竖直导杆316沿滑轨311引导方向的一侧。

所述的接收件317包括固定外壳3171、接收盖板、缓冲弹簧3172，固定外壳3171为一端开口、一端封闭的圆形壳体结构，固定外壳3171封闭端固定于安装板315的上端面，接收盖板设置于固定外壳3171的开口端且接收盖板与固定外壳3171之间构成滑动导向配合。

所述的缓冲弹簧3172设置于固定外壳3171内，缓冲弹簧3172的一端与固定外壳3171腔底连接、另一端与接收盖板连接，缓冲弹簧3172的弹力驱使接收盖板做远离安装板315的上升运动，优选的，缓冲弹簧3172设置有若干组。

撤销装置400上升并使夹持机构120撤销对无人机内电池夹持的过程中，撤销装置400还驱使滑板312沿滑轨311的引导方向进行滑移，当夹持机构120撤销对无人机内电池夹持的同时，接收件317跟随滑板312一同滑移至位于无人机内电池的正下方，无人机内电池在重力作用下经更换孔掉落至接收件317上。

所述的升降机构320包括平移构件、升降构件，平移构件包括平移电机321、平移齿轮322、平移齿条323，平移电机321与箱体200腔底之间设置有连接支架且平移电机321通过连接支架固定于箱体200内，平移电机321的输出轴轴向平行于箱体200的宽度延伸方向。

所述的平移齿条323的延伸方向平行于滑轨311的引导方向，且平移齿条323固定于安装板315的上端面，平移齿轮322同轴固定于平移电机321的动力输出端且平移齿轮322与平移齿条323啮合。

在无人机内电池掉落至接收件317上后，平移电机321运行并通过平移齿轮322与平移齿条323驱使安装板315沿滑槽的引导方向进行滑移，直至四组竖直导杆316重新位于更换孔下方，即位于夹持机构120夹持区的正下方时，平移电机321停止运行。

所述的升降构件包括升降电机324、升降驱动件、升降板327，升降电机324水平固定于安装板315的上端面且升降电机324的输出轴轴向平行于滑轨311的引导方向，升降板327呈水平布置，升降板327上开设有套孔且其通过套孔活动套设于竖直导杆316外部，套孔对应设置有四组并分别位于升降板327的四角处，升降板327与竖直导杆316之间构成滑动导向配合，竖直导杆316的外部还设置有用于对升降板327起支撑作用的支撑台阶。

所述的升降驱动件包括转轴325、动力连接件二328、连接杆329，转轴325的轴向平行于箱体200的宽度延伸方向，安装板315的上端面设置有支撑支架且转轴325活动安装于支撑支架上并可绕自身轴向转动，升降电机324的动力输出端与转轴325之间设置有动力连接件一326且两者之间通过动力连接件一326进行动力连接传递，具体的，动力连接件一326为锥齿轮传递结构。

所述的动力连接件二328包括传递齿轮、传递齿条，传递齿轮同轴固定于转轴325外部，传递齿条的延伸方向平行于滑轨311的长度延伸方向，传递齿条固定于安装板315的上端面且传递齿轮与传递齿条啮合。

所述的连接杆329的延伸方向垂直于转轴325的轴向，连接杆329的一端与升降板327铰接、另一端与传递齿条铰接并且两组铰接轴芯线均平行于转轴325的轴向。

所述的升降驱动件设置有两组并分别位于升降板327沿箱体200宽度延伸方向的一侧，且两组升降驱动件的动力连接件一326共用一组主动锥齿轮，升降电机324运行并可通过两组升降驱动件驱使升降板327沿竖直导杆316的引导方向滑移。

平移构件使四组竖直导杆316重新位于夹持机构120夹持区的正下方后，升降电机324开始运行并驱使升降板327沿竖直导杆316的引导方向做上升运动，升降板327上升并牵引新电池同步上升，当新电池位于夹持机构120的夹持区内时，升降电机324停止运行，同时撤销装置400反向运行并脱离与夹持机构120接触、夹持机构120在夹持弹簧124的弹力作用下重新恢复至原状并夹持新电池，夹持完毕后，升降电机324反向运行、撤销装置400继续反向运行并最终使更换装置300以及撤销装置400恢复至原状。

所述的撤销装置400安装于箱体200的腔底，撤销装置400包括撤销机构410、动力连动机构420，撤销机构410用于使夹持机构120撤销对无人机内电池的夹持，动力连动机构420用于撤销机构410与安装机构310之间的动力连动。

所述的撤销机构410包括撤销构件，撤销构件包括驱动件4110、撤销件4120，撤销件4120用于使夹持机构120撤销对无人机内电池的夹持，驱动件4110用于驱使撤销件4120运行。

所述的撤销件4120包括撤销滑套4124、撤销杆4125，撤销滑套4124竖直固定于箱体200的腔底且撤销滑套4124与放置于支撑感应件上的无人机的撤销孔位于同一竖直线上，撤销杆4125呈竖直布置，撤销杆4125的底端位于撤销滑套4124内且两者之间构成滑动导向配合，撤销杆4125的顶端设置有撤销斜面，且撤销斜面与放置于支撑感应件上的无人机内的触发块126触发斜面之间相互平行。

所述的撤销件4120还包括撤销导杆4121、滑动支架4122、撤销弹簧4123，撤销导杆4121的引导方向平行于滑轨311的引导方向，且撤销导杆4121固定于箱体200的腔底，滑动支架4122活动安装于撤销导杆4121外部并且两者之间构成滑动导向配合，撤销弹簧4123套设于撤销导杆4121外部，撤销弹簧4123的初始状态为压缩状态且其弹力驱使滑动支架4122做靠近撤销滑套4124的运动。

所述的撤销件4120还包括铰接杆4126，铰接杆4126的延伸方向箱体200的宽度延伸方向且铰接杆4126呈倾斜布置，铰接杆4126的底端与滑动支架4122铰接、顶端与撤销杆4125铰接且两组铰接轴芯线均平行于箱体200的宽度延伸方向。

所述的驱动件4110包括电动伸缩杆4111、驱动齿条4112、驱动齿轮4113、齿轮轴，电动伸缩杆4111水平固定于箱体200的腔底且其伸缩方向平行于箱体200的宽度延伸方向，齿轮轴竖直固定于箱体200的腔底。

所述的驱动齿条4112的延伸方向平行于箱体200的宽度延伸方向，驱动齿条4112与电动伸缩杆4111的伸缩端固定连接，驱动齿条4112与箱体200的腔底之间设置有导向件且驱动齿条4112通过导向件活动安装于箱体200的腔底，导向件包括设置于箱体200腔底的导向凸起、设置于驱动齿条4112底部的导向槽，导向槽的引导方向平行于箱体200的宽度延伸方向且导向槽与导向凸起之间构成滑动导向配合。

所述的驱动齿轮4113通过轴承安装于齿轮轴外部且驱动齿轮4113与驱动齿条4112啮合。

所述的驱动件4110还包括饶绳盘4114、连接绳4115、过渡滑轮4116，过渡滑轮4116竖直活动安装于箱体200的腔底并可绕自身轴向转动，饶绳盘4114同轴活动安装于齿轮轴外部且饶绳盘4114还与驱动齿轮4113固定连接，连接绳4115的一端缠绕于饶绳盘4114外部、另一端绕过过渡滑轮4116后与滑动支架4122固定连接，电动伸缩杆4111进行回缩运行并牵引饶绳盘4114收绳并最终牵引滑动支架4122做远离撤销滑套4124的运动。

所述的撤销构件设置有两组并分别与设置于无人机内的两组夹持构件相对应。

电动伸缩杆4111进行伸展运行时，饶绳盘4114进行放绳转动，同时在撤销弹簧4123的弹力驱使下，滑动支架4122做靠近撤销滑套4124的运动，从而驱使撤销杆4125进行上升运动，达到使夹持机构120撤销夹持无人机内电池的目的；电动伸缩杆4111进行回缩运行时，饶绳盘4114进行收绳转动并牵引滑动支架4122做远离撤销滑套4124的运动，从而驱使撤销杆4125进行下降运动，撤销机构410/夹持机构120均恢复至原状。

所述的动力连动机构420设置于任意一组撤销构件与安装机构310之间，动力连动机构420包括连动丝杆428、连动杆427、连动块426，连动丝杆428的轴向平行于滑轨311的引导方向，箱体200的腔底设置有固定支架且连动丝杆428活动安装于固定支架上并可绕自身轴向转动，连动块426通过丝母安装于连动丝杆428上且连动丝杆428转动并牵引连动块426沿其轴向发生位移，连动杆427的一端与连动块426固定连接、另一端与滑板312固定连接。

所述的动力连动机构420还包括传递轴一/二、连动齿轮423、连动齿条422、紧固杆421，传递轴一的轴向平行于连动丝杆428的轴向，传递轴二的轴向平行于箱体200的宽度延伸方向，箱体200的腔底设置有安装支架且传递轴一/二均活动安装于安装支架上并可绕自身轴向转动。

所述的传递轴一与连动丝杆428之间设置有动力传递件二425且两者之间通过动力传递件二425进行动力连接传递，传递轴一与传递轴二之间设置有动力传递件一424且两者之间通过动力传递件一424进行动力连接传递，具体的，动力传递件一424为锥齿轮动力传递结构，动力传递件二425为带传动动力传递结构。

所述的紧固杆421与滑动支架4122固定连接，连动齿轮423同轴固定于传递轴二外部，连动齿条422的延伸方向平行于连动丝杆428的轴向，连动齿条422固定于紧固杆421上且连动齿轮423与连动齿条422啮合。

撤销机构410自由端上升过程中，滑动支架4122做靠近撤销滑套4124的运动并牵引紧固杆421同步运动，从而驱使连动丝杆428绕自身轴向转动，连动丝杆428转动并通过连动块426与连动杆427驱使滑板312沿滑轨311的引导方向进行滑移，从而在夹持机构120撤销对无人机内电池夹持的同时，接收件317跟随滑板312一同滑移至位于无人机内电池的正下方。

实际工作时，当以夹持方式安装于无人机内的电池不足以继续提供电源，即需要进行电池更换时，工作人员将打开箱盖并将无人机水平放置于四组支撑滑杆212的抵触台阶上，且设置于无人机底部的撤销孔位于撤销装置400的撤销杆4125正上方，在无人机重力作用下，支撑滑杆212做下降运动，同时感应元件214会感应到该种情况并将信号传递至控制器，控制器随即根据预先设定的更换程序驱使更换装置300、撤销装置400运行，具体为：

电动伸缩杆4111进行伸展运行，饶绳盘4114随之进行放绳转动，同时在撤销弹簧4123的弹力驱使下，滑动支架4122做靠近撤销滑套4124的运动，从而驱使撤销杆4125进行上升运动，达到使夹持机构120撤销夹持无人机内电池的目的，除此之外，滑动支架4122运动还通过动力连动机构420牵引滑板312沿滑轨311的引导方向进行滑移，当夹持机构120撤销对无人机内电池夹持的同时，接收件317跟随滑板312一同滑移至位于无人机内电池的正下方，无人机内电池在重力作用下经更换孔掉落至接收件317上；

随后，平移电机321运行并通过平移齿轮322与平移齿条323驱使安装板315沿滑槽的引导方向进行滑移，直至四组竖直导杆316重新位于更换孔下方，即位于夹持机构120夹持区的正下方时，平移电机321停止运行；

随后，升降电机324开始运行并驱使升降板327沿竖直导杆316的引导方向做上升运动，升降板327上升并牵引新电池同步上升，当新电池位于夹持机构120的夹持区内时，升降电机324停止运行，同时电动伸缩杆4111进行回缩运行，饶绳盘4114随之进行收绳转动并牵引滑动支架4122做远离撤销滑套4124的运动，从而驱使撤销杆4125进行下降运动，夹持机构120在夹持弹簧124的弹力作用下恢复至原状并夹持新电池；

新电池夹持完毕后，升降电机324反向运行、电动伸缩杆4111继续进行回缩运行，最终使更换装置300以及撤销装置400均恢复至原状。

Claims (10)

1.一种无人机电池更换组件，其特征在于，其包括箱体（200），箱体（200）为一端开口、一端封闭且开口端匹配安装有箱盖的矩形箱体结构，箱体（200）内安装有更换装置（300）、撤销装置（400）、控制器，控制器用于控制更换装置（300）与撤销装置（400）的运行状况，撤销装置（400）用于使无人机撤销对其内电池的夹持，更换装置（300）用于使新电池替换无人机内电池；

所述的更换装置（300）包括安装机构（310）、升降机构（320），安装机构（310）用于升降机构（320）与箱体（200）之间的安装，升降机构（320）用于使新电池替换无人机内电池；

所述的安装机构（310）包括滑轨（311）、滑板（312）、固定杆（313）、固定板（314）、安装板（315），滑轨（311）的引导方向平行于箱体（200）的长度延伸方向且滑轨（311）固定安装于箱体（200）的腔底，滑板（312）呈水平活动安装于滑轨（311）上并且两者之间构成滑动导向配合；

所述的固定杆（313）竖直固定于滑板（312）的上端面，固定杆（313）设置有四组并分别位于滑板（312）的四角处，固定板（314）水平固定于固定杆（313）的顶端。

2.根据权利要求1所述的一种无人机电池更换组件，其特征在于，所述的安装板（315）与固定板（314）之间设置有滑动件且安装板（315）通过滑动件水平活动安装于固定板（314）的上端面；

所述的安装机构（310）还包括竖直导杆（316）、接收件（317），竖直导杆（316）竖直固定于安装板（315）的上端面，竖直导杆（316）设置有四组且四组竖直导杆（316）呈四角式分布，四组竖直导杆（316）位于更换孔的正下方，接收件（317）安装于安装板（315）的上端面且接收件（317）位于四组竖直导杆（316）沿滑轨（311）引导方向的一侧。

3.根据权利要求2所述的一种无人机电池更换组件，其特征在于，所述的滑板（312）的底部设置有滚轮，滑板（312）通过滚轮与滑轨（311）之间构成滚动摩擦式滑动导向配合；

所述的滑动件包括设置于固定板（314）上端面的滑槽、设置于安装板（315）下端面的滑动凸起，滑槽的引导方向平行于滑轨（311）的引导方向且滑动凸起与滑槽之间构成滑动导向配合；

所述的接收件（317）包括固定外壳（3171）、接收盖板、缓冲弹簧（3172），固定外壳（3171）为一端开口、一端封闭的圆形壳体结构，固定外壳（3171）封闭端固定于安装板（315）的上端面，接收盖板设置于固定外壳（3171）的开口端且接收盖板与固定外壳（3171）之间构成滑动导向配合；

所述的缓冲弹簧（3172）设置于固定外壳（3171）内，缓冲弹簧（3172）的一端与固定外壳（3171）腔底连接、另一端与接收盖板连接，缓冲弹簧（3172）的弹力驱使接收盖板做远离安装板（315）的上升运动，缓冲弹簧（3172）设置有若干组。

4.根据权利要求2所述的一种无人机电池更换组件，其特征在于，所述的升降机构（320）包括平移构件、升降构件，平移构件包括平移电机（321）、平移齿轮（322）、平移齿条（323），平移电机（321）与箱体（200）腔底之间设置有连接支架且平移电机（321）通过连接支架固定于箱体（200）内，平移电机（321）的输出轴轴向平行于箱体（200）的宽度延伸方向；

所述的平移齿条（323）的延伸方向平行于滑轨（311）的引导方向，且平移齿条（323）固定于安装板（315）的上端面，平移齿轮（322）同轴固定于平移电机（321）的动力输出端且平移齿轮（322）与平移齿条（323）啮合。

5.根据权利要求4所述的一种无人机电池更换组件，其特征在于，所述的升降构件包括升降电机（324）、升降驱动件、升降板（327），升降电机（324）水平固定于安装板（315）的上端面且升降电机（324）的输出轴轴向平行于滑轨（311）的引导方向，升降板（327）呈水平布置，升降板（327）上开设有套孔且其通过套孔活动套设于竖直导杆（316）外部，套孔对应设置有四组并分别位于升降板（327）的四角处，升降板（327）与竖直导杆（316）之间构成滑动导向配合，竖直导杆（316）的外部还设置有用于对升降板（327）起支撑作用的支撑台阶；

所述的升降驱动件包括转轴（325）、动力连接件二（328）、连接杆（329），转轴（325）的轴向平行于箱体（200）的宽度延伸方向，安装板（315）的上端面设置有支撑支架且转轴（325）活动安装于支撑支架上并可绕自身轴向转动，升降电机（324）的动力输出端与转轴（325）之间设置有动力连接件一（326）且两者之间通过动力连接件一（326）进行动力连接传递，动力连接件一（326）为锥齿轮传递结构；

所述的动力连接件二（328）包括传递齿轮、传递齿条，传递齿轮同轴固定于转轴（325）外部，传递齿条的延伸方向平行于滑轨（311）的长度延伸方向，传递齿条固定于安装板（315）的上端面且传递齿轮与传递齿条啮合；

所述的连接杆（329）的延伸方向垂直于转轴（325）的轴向，连接杆（329）的一端与升降板（327）铰接、另一端与传递齿条铰接并且两组铰接轴芯线均平行于转轴（325）的轴向；

所述的升降驱动件设置有两组并分别位于升降板（327）沿箱体（200）宽度延伸方向的一侧，且两组升降驱动件的动力连接件一（326）共用一组主动锥齿轮，升降电机（324）运行并可通过两组升降驱动件驱使升降板（327）沿竖直导杆（316）的引导方向滑移。

6.根据权利要求2所述的一种无人机电池更换组件，其特征在于，所述的撤销装置（400）安装于箱体（200）的腔底，撤销装置（400）包括撤销机构（410）、动力连动机构（420），撤销机构（410）用于使无人机撤销对其内电池的夹持，动力连动机构（420）用于撤销机构（410）与安装机构（310）之间的动力连动；

所述的撤销机构（410）包括撤销构件，撤销构件包括驱动件（4110）、撤销件（4120），撤销件（4120）用于使无人机撤销对其内电池的夹持，驱动件（4110）用于驱使撤销件（4120）运行。

7.根据权利要求6所述的一种无人机电池更换组件，其特征在于，所述的撤销件（4120）包括撤销滑套（4124）、撤销杆（4125），撤销滑套（4124）竖直固定于箱体（200）的腔底，撤销杆（4125）呈竖直布置，撤销杆（4125）的底端位于撤销滑套（4124）内且两者之间构成滑动导向配合，撤销杆（4125）的顶端设置有撤销斜面，且撤销斜面与箱体（200）的竖直中心线之间的距离沿垂直于地面的方向并由下至上递减；

所述的撤销件（4120）还包括撤销导杆（4121）、滑动支架（4122）、撤销弹簧（4123），撤销导杆（4121）的引导方向平行于滑轨（311）的引导方向，且撤销导杆（4121）固定于箱体（200）的腔底，滑动支架（4122）活动安装于撤销导杆（4121）外部并且两者之间构成滑动导向配合，撤销弹簧（4123）套设于撤销导杆（4121）外部，撤销弹簧（4123）的初始状态为压缩状态且其弹力驱使滑动支架（4122）做靠近撤销滑套（4124）的运动；

所述的撤销件（4120）还包括铰接杆（4126），铰接杆（4126）的延伸方向箱体（200）的宽度延伸方向且铰接杆（4126）呈倾斜布置，铰接杆（4126）的底端与滑动支架（4122）铰接、顶端与撤销杆（4125）铰接且两组铰接轴芯线均平行于箱体（200）的宽度延伸方向。

8.根据权利要求7所述的一种无人机电池更换组件，其特征在于，所述的驱动件（4110）包括电动伸缩杆（4111）、驱动齿条（4112）、驱动齿轮（4113）、齿轮轴，电动伸缩杆（4111）水平固定于箱体（200）的腔底且其伸缩方向平行于箱体（200）的宽度延伸方向，齿轮轴竖直固定于箱体（200）的腔底；

所述的驱动齿条（4112）的延伸方向平行于箱体（200）的宽度延伸方向，驱动齿条（4112）与电动伸缩杆（4111）的伸缩端固定连接，驱动齿条（4112）与箱体（200）的腔底之间设置有导向件且驱动齿条（4112）通过导向件活动安装于箱体（200）的腔底，导向件包括设置于箱体（200）腔底的导向凸起、设置于驱动齿条（4112）底部的导向槽，导向槽的引导方向平行于箱体（200）的宽度延伸方向且导向槽与导向凸起之间构成滑动导向配合；

所述的驱动齿轮（4113）通过轴承安装于齿轮轴外部且驱动齿轮（4113）与驱动齿条（4112）啮合；

所述的驱动件（4110）还包括饶绳盘（4114）、连接绳（4115）、过渡滑轮（4116），过渡滑轮（4116）竖直活动安装于箱体（200）的腔底并可绕自身轴向转动，饶绳盘（4114）同轴活动安装于齿轮轴外部且饶绳盘（4114）还与驱动齿轮（4113）固定连接，连接绳（4115）的一端缠绕于饶绳盘（4114）外部、另一端绕过过渡滑轮（4116）后与滑动支架（4122）固定连接，电动伸缩杆（4111）进行回缩运行并牵引饶绳盘（4114）收绳并最终牵引滑动支架（4122）做远离撤销滑套（4124）的运动；

所述的撤销构件设置有两组。

9.根据权利要求7所述的一种无人机电池更换组件，其特征在于，所述的动力连动机构（420）设置于任意一组撤销构件与安装机构（310）之间，动力连动机构（420）包括连动丝杆（428）、连动杆（427）、连动块（426），连动丝杆（428）的轴向平行于滑轨（311）的引导方向，箱体（200）的腔底设置有固定支架且连动丝杆（428）活动安装于固定支架上并可绕自身轴向转动，连动块（426）通过丝母安装于连动丝杆（428）上且连动丝杆（428）转动并牵引连动块（426）沿其轴向发生位移，连动杆（427）的一端与连动块（426）固定连接、另一端与滑板（312）固定连接；

所述的动力连动机构（420）还包括传递轴一/二、连动齿轮（423）、连动齿条（422）、紧固杆（421），传递轴一的轴向平行于连动丝杆（428）的轴向，传递轴二的轴向平行于箱体（200）的宽度延伸方向，箱体（200）的腔底设置有安装支架且传递轴一/二均活动安装于安装支架上并可绕自身轴向转动。

10.根据权利要求9所述的一种无人机电池更换组件，其特征在于，所述的传递轴一与连动丝杆（428）之间设置有动力传递件二（425）且两者之间通过动力传递件二（425）进行动力连接传递，传递轴一与传递轴二之间设置有动力传递件一（424）且两者之间通过动力传递件一（424）进行动力连接传递，动力传递件一（424）为锥齿轮动力传递结构，动力传递件二（425）为带传动动力传递结构；

所述的紧固杆（421）与滑动支架（4122）固定连接，连动齿轮（423）同轴固定于传递轴二外部，连动齿条（422）的延伸方向平行于连动丝杆（428）的轴向，连动齿条（422）固定于紧固杆（421）上且连动齿轮（423）与连动齿条（422）啮合。

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