CN111267791B - 一种无人机电池快换装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机电池快换装置，属于机械技术领域。所述无人机电池更换装置包括：第一电池盒座、电池盒、旋转外筒、抓手装置、凸轮顶杆装置、电机抗扭、支撑架、第三电池盒座、固定座。本发明解决了相关技术中无人机与电池连接复杂，电池更换不方便，浪费时间，效率低下的问题，提高了无人机使用效率。

Description

一种无人机电池快换装置

技术领域

本发明涉及一种无人机电池快换装置，属于机械技术领域。

背景技术

近年来，无人机技术发展迅速，无人机凭借体积轻便、用途广泛和使用方便等优点，在工业生产和日常生活中的应用广泛。然而，由于目前无人机电池技术未取得实质性突破，多旋翼无人机滞空时间普遍在20-30分钟左右，远远无法满足工业级应用需求；许多研究从提高电池性能、减轻无人机重量、定时更换电池等方向着手，企图提升无人机续航能力，其方案却都不尽完善，未能得到广泛应用；电池技术发展十多年来，技术人员大多在电池材料方面进行革新，从石墨负极、硅负极、金属负极到石墨烯，尽管在此方面已投入大量资金，且已有大量论文，但在电池续航方面未取得突破；由于很难在现有的电池技术与无人机结构的基础上，进行续航能力的革命性突破，因此继续在电池技术与无人机结构方面投入大量资金而改善无人机续航短的问题并不明智。

现有无人机充电桩系统从另一个角度解决了无人机续航短的问题并逐步商业化，但其成本较高，充电桩分布范围及数量有限，且需要无人机原地充电等待很长时间才能继续工作，造成资源浪费、效率低下、无法满足正常工业生产需求、无法大面积普及等问题。

现有专利中试图解决此问题，但都或多或少存在一些缺陷，导致其成本高或占地面积大等问题以至无法普及，如实用新型专利CN201720190449.8的无人机换电池装置占地面积较大，换电池时间较长，且成本较高无法满足正常工业生产需求。

因此，急需找到一种新的能提高无人机续航能力且应用范围大、实现成本低、占地面积小、体积轻的方法。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种无人机电池快换装置。所述装置包括：第一电池盒座、电池盒、旋转外筒、抓手装置、凸轮顶杆装置、电机抗扭、支撑架、第三电池盒座、固定座；

所述电机抗扭为中空圆筒结构，所述凸轮顶杆装置设置在电机抗扭的中部；所述旋转外筒设置于电机抗扭的外部；所述电机抗扭与旋转外筒的两端分别与支撑架连接，所述旋转外筒周向分布有多个固定座，所述第三电池盒座、抓手装置分别固定于固定座上下两侧，1、所述第三电池盒座为中空结构，其一面开口，朝向开口的一面设有底部槽口；所述第三电池盒座垂直于旋转外筒周向方向的两侧面上设有穿梭孔；所述抓手装置通过穿梭孔将电池盒固定在第三电池盒座内；所述第一电池盒座固定于无人机腹部，所述电池盒固定于第一电池盒座上。

在本发明的一种实施方式中，所述电池盒包括第二电池盒座、电池盒盒盖、航模电池；所述第二电池盒座包括：第二固定通孔、第二安装通孔、抓手固定孔；所述第二电池盒座为一面开口的中空长方体结构；

所述电池盒盒盖包括：电导片、第三安装通孔、第三固定通孔、固定杆、弹簧、XT接口、舵机、舵盘、舵机座；所述电池盒盒盖为一面开口的中空长方体盖形结构；所述舵机座位于电池盒盒盖内部中央，为纵向有贯通孔的长方体结构，其纵向一面与电池盒盒盖朝向开口的一面固定连接，纵向另一面与所述舵机固定连接，所述XT接口位于舵机座的横向一侧，共有两个；所述舵机与舵盘连接；所述舵盘位于舵机座孔内，为凸轮结构；所述固定杆有两个，位于舵盘纵向两端，固定杆的一端与舵盘接触；所述固定杆上套有弹簧，所述弹簧一端固定于舵机座，另一端固定于电池盒盒盖纵向的内侧壁上；通过舵机的控制，使舵盘旋转，通过弹簧的伸缩可使固定杆伸出或缩进第三固定通孔；所述电导片位于电池盒盒盖开口相对的外侧面正中位置，分为正负极两个铜极；所述XT插头位于航模电池一侧，通过XT插头与XT接口的配合可使航模电池与电池盒盒盖连接；

所述第一电池盒座包括：插针、第一安装通孔、第一固定通孔；所述第一电池盒座为一面开口的中空长方体结构，其开口朝下，在正对开口的一面正中位置设有插针，所述插针用于连接电导片，从而使航模电池通过无人机内部电路给无人机供电；

所述第二安装通孔、第三安装通孔用于将第二电池盒座、电池盒盒盖固定连接；所述第一电池盒座通过第一安装通孔安装于无人机腹部；固定杆可同时伸出或缩进第三固定通孔、第二固定通孔、第一固定通孔。

在本发明的一种实施方式中，所述第二电池盒座开口相对的外侧面设有可用于视觉模块识别的图案。

在本发明的一种实施方式中，所述电机抗扭的圆筒壁中部有一圆孔，所述凸轮顶杆装置包括：顶杆、光轴、凸轮轴承、无刷电机、凸轮；所述顶杆通过凸轮轴承、光轴与凸轮连接，所述顶杆的一端可通过圆孔贯穿电机抗扭，所述凸轮与无刷电机连接，所述无刷电机控制凸轮旋转，从而通过凸轮轴承、光轴带动顶杆在圆孔中进出。

在本发明的一种实施方式中，所述第一安装通孔有两个，分别设于第一电池盒座的横向两端；所述第二安装通孔有两个，分别设于第二电池盒座的横向两端；所述第三安装通孔有两个，分别位于电池盒盒盖的横向两端；所述第二电池盒座、电池盒盒盖固定连接方式为螺栓连接。

在本发明的一种实施方式中，所述第一固定通孔有两个，分别设于第一电池盒座的纵向两端；所述第二固定通孔有两个，分别设于第二电池盒座的纵向两端；所述第三固定通孔有两个，分别位于电池盒盒盖的纵向两端；当电池盒位于第一电池盒座内时，此时第三固定通孔、第二固定通孔、第一固定通孔的轴心位于一直线上，通过固定杆同时伸进或缩出第三固定通孔、第二固定通孔、第一固定通孔，从而可将电池盒从无人机上固定或卸下。

在本发明的一种实施方式中，所述抓手固定孔有两个，分别设于第二电池盒座的纵向两端；所述第二固定通孔和抓手固定孔分别位于同一端的两侧上；

在本发明的一种实施方式中，所述舵盘的纵剖面由上下相同的两个较大半径弧、左右相同的两个较小半径的弧、直线连接组成；所述舵机收到信号后动作，带动舵盘旋转，当舵盘转至半径较小的弧与固定杆一端接触时，此时压缩弹簧压缩，使固定杆外伸；当舵盘转至半径较大的弧与固定杆一端接触时，此时压缩弹簧伸长，使固定杆缩回。

在本发明的一种实施方式中，所述插针为圆柱形，分为正负极两个铜极。

在本发明的一种实施方式中，所述支撑架包括底座和连接端，共有两个，所述连接端为圆环结构，圆环中设有胀套与舵轮；所述舵轮外圈与支撑架固定，内圈可随胀套转动而转动。

在本发明的一种实施方式中，所述抓手装置包括：爪尖、槽销、弹簧座、压缩弹簧、销、爪肩、爪座、槽、爪座顶杆、沉孔；所述爪尖有两个，通过槽销、销分别与爪肩、爪座连接；所述弹簧座有两个，并且贯穿于压缩弹簧，一端固定于爪肩，另一端设于爪座的沉孔内，爪座中央设有爪座顶杆，所述爪座顶杆可穿过设置在爪肩中间的孔，从而穿过底部槽口；所述压缩弹簧设置在爪肩、爪座之间，所述弹簧座的一端可在沉孔内上下浮动从而使压缩弹簧伸缩，从而在两个槽销的作用下，两个爪尖可沿槽滑动，在两个销的作用下，两个爪尖可相对于爪座旋转。

在本发明的一种实施方式中，所述固定座周向均匀分布于旋转外筒上且数量共有六个。

本发明提供了上述无人机电池快换系统在无人机供电领域的应用。

有益效果：

(1)本发明通过电池盖内的舵盘旋转使固定杆伸出或缩进即可实现电池在无人机上的安装与拆卸，更换速度快、操作简单、耗时短效率高。

(2)本发明的电池盒作为一个外壳结构，可适用于不同类型的普通航模电池的连接，降低了电池盒成本，有利于装置维修。

(3)本发明的抓手装置与凸轮顶杆装置配合，只需通过一个电机装置控制即可实现电池盒在电池旋转装置上的多个电池座上固定与卸下，并且采用摩擦轮装置控制电池进出，减少了对电机数量的需求，由于其可旋转的双层圆通型设计，设置抗扭内筒和旋转外筒叠合，通过两轴承相互支撑，抗扭内部装置固定不动，外筒装置则由内部固定电机带动旋转，其结构紧凑、空间占用小，从而整个装置重量也减轻不少，生产成本更低，可投入更多应用场景之中。

(4)本发明通过在电池旋转装置内储存多个无人机电池，通过电池旋转装置的旋转可将没电的电池盒充满电再次给无人机换上，以实现换电池间的无缝衔接，进一步实现电池的循环利用。

附图说明

图1为无人机电池快换系统第一视角的整体结构示意图。

图2为无人机快电池换系统第二视角的整体结构示意图。

图3为全方位移动平台车结构示意图。

图4为电池盒结构示意图。

图5为无人机上的第一电池盒座结构示意图。

图6为电池盒盒盖结构示意图。

图7为电池盒盒盖固定杆伸出结构示意图。

图8为电池盒盒盖固定杆缩进结构示意图。

图9为航模电池与电池盒盒盖连接结构示意图

图10为电池盒与第一电池座连接结构示意图。

图11为电池旋转装置结构示意图。

图12为电池旋转装置主剖视图。

图13为旋转外筒结构示意图。

图14为电池旋转装置内部结构示意图。

图15为电池旋转装置电机抗扭结构示意图。

图16为凸轮顶杆装置结构示意图。

图17为第三电池盒座结构示意图。

图18为抓手装置结构示意图。

图19为本发明工作过程示意图。

图中：电池旋转装置1，全方位移动平台车2，移动平台车外壳3(图中仅表示外壳的顶部部分)，无人机4，摩擦轮装置5，第一电池盒座6，电池盒7，第二电池盒座8，电池盒盒盖9，航模电池10，

旋转外筒1-1，抓手装置1-2，凸轮顶杆装置1-3，电机抗扭1-4，圆孔1-5，电机座1-6，圆通大轴承1-7，大轴承1-8，联轴器1-9，胀套1-10，舵轮1-11，支撑架1-12；第三电池盒座1-13，底部槽口1-14，穿梭孔1-15，固定座1-16；

电池孔3-1，插针6-1，第一安装通孔6-2，第一固定通孔6-3；

第二固定通孔8-1，第二安装通孔8-2，抓手固定孔8-3；

电导片9-1，第三安装通孔9-2，第三固定通孔9-3，固定杆9-4，弹簧9-5，XT接口9-6，舵机9-7，舵盘9-8，舵机座9-9，XT插头10-1；

爪尖1-2-1，槽销1-2-2，弹簧座1-2-3，压缩弹簧1-2-4，销1-2-5，爪肩1-2-6，爪座1-2-7，槽1-2-8，爪座顶杆1-2-9，沉孔1-2-10；

顶杆1-3-1，光轴1-3-2，凸轮轴承1-3-3，无刷电机1-3-4，凸轮1-3-5；

电机架5-1，电机5-2，摩擦轮5-3。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

如图11-18所示，一种用于更换无人机4的电池盒7的电池旋转装置1，包括：旋转外筒1-1、抓手装置1-2、凸轮顶杆装置1-3、电机抗扭1-4、圆孔1-5、电机座1-6、圆通大轴承1-7、大轴承1-8、联轴器1-9、胀套1-10、舵轮1-11、支撑架1-12、第三电池盒座1-13、底部槽口1-14、穿梭孔1-15、固定座1-16；

所述支撑架1-12包括底座和连接端，共有两个，所述连接端为圆环结构，圆环中设有胀套1-10与舵轮1-11；所述舵轮1-11外圈与支撑架1-12固定，内圈可随胀套1-10转动而转动。

如图15所示，所述电机抗扭1-4为中空圆筒结构，在圆筒壁中部有一圆孔1-5；所述电机抗扭1-4一端与圆通大轴承1-7连接，所述圆通大轴承1-7与支撑架1-12连接，另一端与大轴承1-8连接，所述大轴承1-8通过联轴器1-9、胀套1-10与支撑架1-12连接；所述联轴器1-9固定于涨套1-10和旋转外筒1-1。

如图16所示，所述凸轮顶杆装置1-3设置在电机抗扭1-4的中部，包括：顶杆1-3-1、光轴1-3-2、凸轮轴承1-3-3、无刷电机1-3-4、凸轮1-3-5；所述顶杆1-3-1通过凸轮轴承1-3-3、光轴1-3-2与凸轮1-3-5连接，所述顶杆1-3-1的一端可通过圆孔1-5贯穿电机抗扭1-4，所述凸轮1-3-5与无刷电机1-3-4连接，所述无刷电机1-3-4与电机座1-6连接；所述无刷电机1-3-4控制凸轮1-3-5旋转，从而通过凸轮轴承1-3-3、光轴1-3-2带动顶杆1-3-1在圆孔1-5中进出。

如图12-14、17所示，所述旋转外筒1-1设置于电机抗扭1-4的外部，两端分别与圆通大轴承1-7、大轴承1-8连接，周向均匀分布有多个固定座1-16，本实施例为六个；所述第三电池盒座3、抓手装置1-2分别固定于固定座1-16，所述固定座中部有一开口；所述第三电池盒座1-13为中空长方体结构，其一面开口，朝向开口的一面设有底部槽口1-14，所述底部槽口1-14可以为长方形、圆形、十字形等；所述第三电池盒座1-13垂直于旋转外筒1-1周向方向的两侧面上设有穿梭孔1-15。

如图18所示，所述抓手装置1-2包括：爪尖1-2-1、槽销1-2-2、弹簧座1-2-3、压缩弹簧1-2-4、销1-2-5、爪肩1-2-6、爪座1-2-7、槽1-2-8、爪座顶杆1-2-9、沉孔1-2-10；

所述爪尖1-2-1有两个，通过槽销1-2-2、销1-2-5分别与爪肩1-2-6、爪座1-2-7连接；所述弹簧座1-2-3有两个，并且贯穿于压缩弹簧1-2-4，一端固定于爪肩1-2-6，另一端设于爪座1-2-7的沉孔1-2-10内，爪座1-2-7中央设有爪座顶杆1-2-9，所述爪座顶杆1-2-9可穿过设置在爪肩1-2-6中间的孔，从而穿过底部槽口1-14；所述压缩弹簧1-2-4设置在爪肩1-2-6、爪座1-2-7之间，所述弹簧座1-2-3的一端可在沉孔1-2-10内上下浮动从而使压缩弹簧1-2-4伸缩，从而在两个槽销1-2-2的作用下，两个爪尖1-2-1可沿槽1-2-8滑动，在两个销1-2-5的作用下，两个爪尖1-2-1可相对于爪座1-2-7旋转。

如图4-10所示，能够与电池旋转装置1配套的电池盒装置包括：第一电池盒座6、电池盒7；

所述第一电池盒座6包括：插针6-1、第一安装通孔6-2、第一固定通孔6-3；所述第一电池盒座6为一面开口的中空长方体结构，所述第一安装通孔6-2有两个，分别设于第一电池盒座6的横向两端，第一电池盒座6通过第一安装通孔6-2安装于无人机腹部，其开口朝下，在正对开口的一面正中位置设有插针6-1，所述插针6-1为圆柱形，分为正负极两个铜极，所述插针用于连接电导片9-1，从而使航模电池10通过无人机内部电路给无人机供电；所述第一固定通孔6-3有两个，分别设于第一电池盒座6的纵向两端；当电池盒7位于第一电池盒座6内时，此时第三固定通孔9-3、第二固定通孔8-1、第一固定通孔6-3的轴心位于一直线上，通过固定杆9-4同时伸进或缩出第三固定通孔9-3、第二固定通孔8-1、第一固定通孔6-3，从而将电池盒7从无人机上固定或卸下。

如图4-10所示，所述电池盒7包括第二电池盒座8、电池盒盒盖9、航模电池10；

所述第二电池盒座8包括：第二固定通孔8-1、第二安装通孔8-2、抓手固定孔8-3；所述第二电池盒座8为一面开口的中空长方体结构；所述第二固定通孔8-1有两个，分别设于第二电池盒座8的纵向两端，所述第二安装通孔8-2有两个，分别设于第二电池盒座8的横向两端；所述抓手固定孔8-3有两个，分别设于第二电池盒座8的纵向两端；所述第二固定通孔8-1和抓手固定孔8-3分别位于同一端的两侧上；所述第二电池盒座8开口相对的外侧面设有可用于视觉模块识别的图案。

所述电池盒盒盖9包括：电导片9-1、第三安装通孔9-2、第三固定通孔9-3、固定杆9-4、弹簧9-5、XT接口9-6、舵机9-7、舵盘9-8、舵机座9-9；所述电池盒盒盖9为一面开口的中空长方体盖形结构，所述第三安装通孔9-2有两个，分别位于电池盒盒盖9的横向两端，所述第三固定通孔9-3有两个，分别位于电池盒盒盖9的纵向两端；所述舵机座9-9位于电池盒盒盖9内部中央，为纵向有贯通孔的长方体结构，其纵向一面与电池盒盒盖9朝向开口的一面固定连接，纵向另一面与所述舵机9-7固定连接，所述XT接口9-6位于舵机座9-9的横向一侧，共有两个；所述舵机9-7与舵盘9-8连接，内部设有集线路与控制芯片，用于控制舵盘9-8；所述舵盘9-8位于舵机座9-9孔内，为凸轮结构，其纵剖面由上下相同的两个较大半径弧、左右相同的两个较小半径的弧、直线连接组成；所述固定杆9-4有两个，位于舵盘9-8纵向两端，固定杆9-4的一端与舵盘9-8接触；所述固定杆9-4上套有弹簧9-5，所述弹簧9-5一端固定于舵机座9-9，另一端固定于电池盒盒盖9纵向的内侧壁上；通过舵机9-7的控制，使舵盘9-8旋转，所述舵机9-7常态下不耗电，收到信号后动作，带动舵盘9-8旋转90°，当舵盘9-8转至半径较小的弧与固定杆9-4一端接触时，此时压缩弹簧9-5压缩，使固定杆9-4外伸；当舵盘9-8转至半径较大的弧与固定杆9-4一端接触时，此时压缩弹簧9-5伸长，使固定杆9-4缩回；通过弹簧9-5的伸缩可使固定杆9-4伸出或缩进第三固定通孔9-3；所述电导片9-1位于电池盒盒盖9开口相对的外侧面正中位置，分为正负极两个铜极；

所述航模电池10为长方体结构，所述XT插头10-1位于航模电池10一侧，通过XT插头10-1与XT接口9-6的配合可使航模电池10与电池盒盒盖9连接；

所述第二安装通孔8-2、第三安装通孔9-2用于将第二电池盒座8、电池盒盒盖9固定连接，所述连接方式可以为螺栓连接。

正常状态下，压缩弹簧1-2-4处于压缩状态，使爪尖1-2-1通过抓手固定孔8-3、穿梭孔1-15扣住电池盒7，从而将电池盒7固定在第三电池盒座3内，不会在旋转过程中因重力及离心力脱落；通过凸轮顶杆装置1-3使顶杆1-3-1向上移动，推动爪座1-2-7向上使压缩弹簧1-2-4进一步压缩，从而使爪座顶杆1-2-9向上移动穿过底部槽口1-14接触到电池盒7的底部，同时两个爪尖1-2-1向远离电池盒7的方向旋转，松开电池盒7；当顶杆1-3-1向下移动时，压缩弹簧1-2-4伸长，爪座1-2-7在压缩弹簧1-2-4作用下向下移动，同时两个爪尖1-2-1向靠近电池盒7的方向旋转，固定电池盒7。

图1-3所示的是一种无人机电池更换系统，可以用于配合上述电池旋转装置1、第一电池盒座6、电池盒7来实现无人机电池更换。

如图1-3所示，无人机快换系统，包括：电池旋转装置1、全方位移动平台车2、移动平台车外壳3、无人机4、摩擦轮装置5、第一电池盒座6、电池盒7；

所述电池旋转装置1固定于全方位移动平台车2上，所述移动平台车外壳3搭载于全方位移动平台车2上，所述摩擦轮装置5设置于移动平台车外壳3顶部，用于无人机与电池旋转装置之间电池盒的输送，所述第一电池盒座6固定于无人机腹部，所述电池旋转装置1和第一电池盒座6上都固定有电池盒7。

所述移动平台车外壳3顶部设有用于电池盒7通过的电池孔3-1；所述摩擦轮装置5包括：电机架5-1、电机5-2、摩擦轮5-3、旋转轴；所述电机架5-1有两个，横向设于电池孔3-1的两侧，所述摩擦轮5-3通过电机架5-1、旋转轴与电机5-2连接，所述摩擦轮5-3为圆柱结构，两个摩擦轮5-3横向设置在电池孔两端，其两圆柱壁相对，电池盒7可与两个摩擦轮5-3接触，通过电机5-2带动摩擦轮5-3旋转可将电池盒7在竖直方向上输送进或输送出电池孔3-1，如图11-12箭头方向所示的竖直方向。

所述移动平台车外壳3搭载于全方位移动平台车2，所述移动平台车外壳3位于全方位移动平台车2上侧；所述全方位移动平台车2底部有四个万向脚轮；所述无人机快换系统还设有可拆卸电池换接充电装置、无人机固定装置，所述无人机内部设有飞行控制系统，所述飞行控制系统包含陀螺仪、卫星定位模块以及控制电路，陀螺仪可感知无人机飞行姿势，卫星定位模块可控制无人机悬停水平位置及高度；所述可拆卸电池换接充电装置内部设有装置控制系统，装置控制系统包含视觉识别模块、运动控制系统、电池换接充电控制系统，所述视觉识别模块可识别无人机位置，所述电池换接充电控制系统可控制可拆卸电池换接充电装置内部运作。

下面结合图19具体阐述无人机电池更换的过程，所述过程包括：

(1)无人机起飞，卫星定位模块可大致记录全方位移动平台车2的位置；

(2)无人机失去遥控器信号或接收到遥控器一键返航指令，无人机内部的飞行控制系统控制无人机自动返航至全方位移动平台车2的位置上空，并开始缓缓下降；

(3)可拆卸电池换接充电装置上的摄像头捕捉、拍摄电池盒7底部的图案，并传送至可拆卸电池换接充电装置内部的视觉识别模块；

(4)装置控制系统控制全方位移动平台车2下的四个万向脚轮进行移动，确保无人机上连接的电池盒7正对与电池孔3-1，固定装置将无人机固定；

(5)当无人机上连接的电池盒7与两个摩擦轮5-3接触时，电池盒7得到信号，舵机9-7控制舵盘9-8旋转90°，固定杆9-4收缩，电池盒7从无人机的第一电池盒座6中脱落；电池盒7受重力作用及摩擦轮5-3相对转动作用下，进入电池孔3-1内，同时顶杆1-3-1向上移动，抓手装置1-2打开，当电池盒7落入第三电池盒座8内时，顶杆1-3-1向下移动，抓手装置1-2收拢将电池盒7固定在第三电池盒座8内；

(6)装置控制系统控制电机带动涨套1-10转动，带动联轴器1-9旋转，从而使电池旋转装置1的旋转外筒1-1旋转一个角度，使充满电的电池盒7旋转至正对无人连接的第一电池盒座6的位置，旧电池则通过电池换接充电控制系统进行充电，顶杆1-3-1将充满电的电池盒7向上推直至与摩擦轮5-3接触，摩擦轮相向旋转，将电池盒送入第一电池盒座6内，电导片9-1与第一电池盒座6内插针6-1相连，此时舵机9-7得信号后动作，带动舵盘9-8旋转90°，固定杆9-4外伸将电池盒7固定在第一电池盒座6上。

(7)待完成换电池动作后，无人机固定装置复位，无人机启动。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.一种无人机电池快换装置，其特征在于，所述装置包括：第一电池盒座、电池盒、旋转外筒、抓手装置、凸轮顶杆装置、电机抗扭、支撑架、第三电池盒座、固定座；

所述电机抗扭为中空圆筒结构，所述凸轮顶杆装置设置在电机抗扭的中部；所述旋转外筒设置于电机抗扭的外部；所述电机抗扭与旋转外筒的两端分别与支撑架连接，所述旋转外筒周向分布有多个固定座，所述第三电池盒座、抓手装置分别固定于固定座上下两侧，所述第三电池盒座为中空结构，其一面开口，朝向开口的一面设有底部槽口；所述第三电池盒座垂直于旋转外筒周向方向的两侧面上设有穿梭孔；所述抓手装置通过穿梭孔将电池盒固定在第三电池盒座内；所述第一电池盒座固定于无人机腹部，所述电池盒固定于第一电池盒座上；所述电池盒包括第二电池盒座、电池盒盒盖、航模电池；

所述电池盒盒盖包括：电导片、第三安装通孔、第三固定通孔、固定杆、弹簧、XT接口、XT插头、舵机、舵盘、舵机座；所述电池盒盒盖为一面开口的中空长方体盖形结构；所述舵机座位于电池盒盒盖内部中央，为纵向有贯通孔的长方体结构，其纵向一面与电池盒盒盖朝向开口的一面固定连接，纵向另一面与所述舵机固定连接，所述XT接口位于舵机座的横向一侧，共有两个；所述舵机与舵盘连接；所述舵盘位于舵机座孔内，为凸轮结构；所述固定杆有两个，位于舵盘纵向两端，固定杆的一端与舵盘接触；所述固定杆上套有弹簧，所述弹簧一端固定于舵机座，另一端固定于电池盒盒盖纵向的内侧壁上；通过舵机的控制，使舵盘旋转，通过弹簧的伸缩可使固定杆伸出或缩进第三固定通孔；所述电导片位于电池盒盒盖开口相对的外侧面正中位置，分为正负极两个铜极；所述XT插头位于航模电池一侧，通过XT插头与XT接口的配合可使航模电池与电池盒盒盖连接。

2.如权利要求1所述的一种无人机电池快换装置，其特征在于，所述第二电池盒座包括：第二固定通孔、第二安装通孔、抓手固定孔；所述第二电池盒座为一面开口的中空长方体结构；

所述第一电池盒座包括：插针、第一安装通孔、第一固定通孔；所述第一电池盒座为一面开口的中空长方体结构，其开口朝下，在正对开口的一面正中位置设有插针，所述插针用于连接电导片，从而使航模电池通过无人机内部电路给无人机供电；

所述第二安装通孔、第三安装通孔用于将第二电池盒座、电池盒盒盖固定连接；所述第一电池盒座通过第一安装通孔安装于无人机腹部；固定杆可同时伸出或缩进第三固定通孔、第二固定通孔、第一固定通孔。

3.如权利要求1所述的一种无人机电池快换装置，其特征在于，所述电机抗扭的圆筒壁中部有一圆孔，所述凸轮顶杆装置包括：顶杆、光轴、凸轮轴承、无刷电机、凸轮；所述顶杆通过凸轮轴承、光轴与凸轮连接，所述顶杆的一端可通过圆孔贯穿电机抗扭，所述凸轮与无刷电机连接，所述无刷电机控制凸轮旋转，从而通过凸轮轴承、光轴带动顶杆在圆孔中进出。

4.如权利要求2所述的一种无人机电池快换装置，其特征在于，所述第一安装通孔有两个，分别设于第一电池盒座的横向两端；所述第二安装通孔有两个，分别设于第二电池盒座的横向两端；所述第三安装通孔有两个，分别位于电池盒盒盖的横向两端；所述第二电池盒座、电池盒盒盖固定连接方式为螺栓连接。

5.如权利要求2或4所述的一种无人机电池快换装置，其特征在于所述第一固定通孔有两个，分别设于第一电池盒座的纵向两端；所述第二固定通孔有两个，分别设于第二电池盒座的纵向两端；所述第三固定通孔有两个，分别位于电池盒盒盖的纵向两端；当电池盒位于第一电池盒座内时，此时第三固定通孔、第二固定通孔、第一固定通孔的轴心位于一直线上，通过固定杆同时伸进或缩出第三固定通孔、第二固定通孔、第一固定通孔，从而可将电池盒从无人机上固定或卸下。

6.如权利要求2所述的一种无人机电池快换装置，其特征在于所述舵盘的纵剖面由上下相同的两个较大半径弧、左右相同的两个较小半径的弧、直线连接组成；所述舵机收到信号后动作，带动舵盘旋转，当舵盘转至半径较小的弧与固定杆一端接触时，此时压缩弹簧压缩，使固定杆外伸；当舵盘转至半径较大的弧与固定杆一端接触时，此时压缩弹簧伸长，使固定杆缩回。

7.如权利要求1所述的一种无人机电池快换装置，其特征在于，所述支撑架包括底座和连接端，共有两个，所述连接端为圆环结构，圆环中设有胀套与舵轮；所述舵轮外圈与支撑架固定，内圈可随胀套转动而转动。

8.如权利要求1所述的一种无人机电池快换装置，其特征在于，所述抓手装置包括：爪尖、槽销、弹簧座、压缩弹簧、销、爪肩、爪座、槽、爪座顶杆、沉孔；所述爪尖有两个，通过槽销、销分别与爪肩、爪座连接；所述弹簧座有两个，并且贯穿于压缩弹簧，一端固定于爪肩，另一端设于爪座的沉孔内，爪座中央设有爪座顶杆，所述爪座顶杆可穿过设置在爪肩中间的孔，从而穿过底部槽口；所述压缩弹簧设置在爪肩、爪座之间，所述弹簧座的一端可在沉孔内上下浮动从而使压缩弹簧伸缩，从而在两个槽销的作用下，两个爪尖可沿槽滑动，在两个销的作用下，两个爪尖可相对于爪座旋转。

9.如权利要求2所述的一种无人机电池快换装置，其特征在于，所述第二电池盒座开口相对的外侧面设有可用于视觉模块识别的图案。

10.如权利要求1所述的一种无人机电池快换装置，其特征在于，所述固定座周向均匀分布于旋转外筒上且数量共有六个。

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