CN111942604A - 一种无人机电池更换系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无人机电池更换系统，其包括一无人机，无人机的侧面开设有空腔，空腔沿水平方向延伸，空腔内设有一对电极；一第一电池存储仓，第一电池存储仓包括第一旋转环、第一推杆、多个第一充电仓，第一旋转环绕自身中心轴自转，第一充电仓固定于第一旋转环，且第一充电仓绕第一旋转环的中心轴围成一圈，第一推杆位于第一旋转环的中心轴上；多个模块化电池，模块化电池对应电极设有触点，模块化电池与第一充电仓滑动连接，当无人机更换电池时，第一推杆将模块化电池从第一充电仓推入空腔内，触点与电极相接触。整个更换过程既便捷又快速，且多个第一充电仓的设置可以满足对多台无人机更换电池，减少了充电的时间，提高了无人机送货效率。

Description

一种无人机电池更换系统
技术领域
本发明涉及无人机物流领域，特别是涉及一种无人机电池更换系统。
背景技术
随着我国电子商务的迅猛发展，网络购物成为了广大普通民众生活中的一部分，中国人民日益享受着网购带来的便利与快捷，而这份便利与快捷建立在末端物流体系较为健全的基础上。从一定意义上讲，电子商务行业与快递物流行业融合发展、互利共赢，电子商务的发展带动快递物流的发展，同时末端物流的健全与否也影响着电子商务市场的发展壮大。
当前利用无人机进行包裹投递的方案受到人们的广泛关注，无人机一般通过自身携带的蓄电池进行供电，在蓄电池电块用完时，需要对其进行充电，然而现有的无人机一般都是停靠在充电桩进行充电，充电过程需花费大量的时间，导致送货效率十分低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无人机电池更换系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种无人机电池更换系统，其包括一无人机，所述无人机的侧面开设有空腔，所述空腔沿水平方向延伸，所述空腔内设有一对电极；一第一电池存储仓，所述第一电池存储仓包括第一旋转环、第一推杆、多个第一充电仓，所述第一旋转环绕自身中心轴自转，所述第一充电仓固定于所述第一旋转环，且所述第一充电仓绕所述第一旋转环的中心轴围成一圈，所述第一推杆位于所述第一旋转环的中心轴上；多个模块化电池，所述模块化电池对应所述电极设有触点，所述模块化电池与所述第一充电仓滑动连接，当所述无人机更换电池时，所述第一推杆将所述模块化电池从所述第一充电仓推入所述空腔内，所述触点与所述电极相接触。
进一步地，还包括降落台，所述降落台位于所述第一电池存储仓的一侧，当所述无人机停在所述降落台上时，所述空腔、所述第一充电仓和所述推杆位于同一高度上。
进一步地，所述第一电池存储仓下方设有第一滑台，所述第一电池存储仓在所述第一滑台上水平滑动。
进一步地，还包括第二电池存储仓，所述第二电池存储仓包括第二旋转环、第二推杆、多个第二充电仓，所述第二旋转环绕自身中心轴自转，所述第二充电仓固定于所述第二旋转环，且所述第二充电仓绕所述第二旋转环的中心轴围成一圈，所述第二推杆位于所述第二旋转环的中心轴上，所述降落台位于所述第一电池存储仓和所述第二电池存储仓之间，所述第二推杆、所述第一充电仓和所述第二充电仓位于同一高度上，所述空腔横穿所述无人机。
进一步地，所述空腔横穿所述无人机，所述无人机设有一对限位块，所述无人机控制限位块伸入或伸出所述空腔，当所述触点与所述电极相接触时，所述模块化电池位于两个限位块之间，所述限位块用于限制所述模块化电池平移。
进一步地，所述模块化电池上设有金属片，所述金属片与所述第一推杆位于同一高度上，所述第一推杆的一端设有第一电磁铁，所述第一推杆通过所述第一电磁铁与所述金属片吸合带动所述模块化电池移动。
进一步地，所述第一充电仓为槽状，所述第一充电仓用于收容所述模块化电池，所述第一充电仓内设有第一充电接口，所述模块化电池上对应所述第一充电接口设有充电插座，当所述第一充电接口和所述充电插座对接时，所述第一充电仓为所述模块化电池充电。
进一步地，所述第一充电仓远离所述第一推杆的一面设有第一电池输出口，所述第一电池输出口用于通过模块化电池，所述第一充电仓朝向所述第一推杆的一面设有第一阻挡面，所述第一阻挡面设有缺口，所述模块化电池朝向所述第一推杆的一面大于所述缺口的纵剖面，所述第一推杆穿过所述缺口。
进一步地，所述第一充电仓远离所述第一推杆的一侧设有第一轨道，所述第一轨道为槽状，所述第一轨道用于通过所述模块化电池，所述第一轨道的顶部设有限位板，所述限位板用于限制所述模块化电池向上移动。
进一步地，所述第一电池存储仓还包括第一主动齿轮和第一伺服电机，第一伺服电机带动所述第一主动齿轮转动，所述第一旋转环朝向自身中心轴的一面设有内螺纹，所述第一主动齿轮与所述内螺纹相啮合。
本发明的有益效果为：整个更换过程既便捷又快速，且多个第一充电仓的设置可以满足对多台无人机更换电池，减少了充电的时间，提高了无人机送货效率。
附图说明
附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。
图1为本发明一实施例提供的结构示意图；
图2为第一电池存储仓靠近无人机的示意图；
图3为本发明一实施例提供的俯视图；
图4为第一电池存储仓的侧面局部放大图；
图5为第一电池存储仓的底面局部放大图；
图6为推杆的结构示意图；
图7为空腔的结构示意图；
图8为模块化电池的结构示意图；
图9为准备更换模块化电池的示意图；
图10为更换模块化电池的过程示意图。
具体实施方式
如图1-7中所示，本发明一实施例提供的一种无人机1电池更换系统，其包括无人机1、第一电池存储仓2和多个模块化电池3，所述无人机1用于运送包裹，所述无人机1的侧面开设有空腔11，所述空腔11用于安装模块化电池3，所述空腔11沿水平方向延伸，所述空腔11内设有一对电极111。所述第一电池存储仓2包括第一旋转环21、第一推杆22、多个第一充电仓23，所述第一旋转环21绕自身中心轴自转，所述第一充电仓23固定于所述第一旋转环21的下表面，所述第一充电仓23用于收纳所述模块化电池3并为所述模块化电池3充电，在本实施例中所述第一充电仓23的数量为八个，八个所述第一充电仓23绕所述第一旋转环21的中心轴围成一圈，所述第一推杆22位于所述第一旋转环21的中心轴上，所述第一推杆22用于推走或者拉动所述模块化电池3沿水平方向移动。所述第一旋转环21通过自转在八个第一充电仓23中选择合适的第一充电仓23与所述空腔11对接。
如图1-8中所示，所述模块化电池3对应所述电极111设有触点31，所述触点31为金属弹性触点31，所述模块化电池3通过所述触点31与所述电极111相连接为整个无人机1供电。所述模块化电池3与所述第一充电仓23滑动连接，通常情况下，八个第一充电仓23至少有七个各安装有一个模块化电池3，当所述无人机1需要更换电池时，先取走所述无人机1本身的模块化电池3，所述第一旋转环21绕自身中心轴自转，选择充满电的模块化电池3对准所述空腔11，所述第一推杆22将该充满电的模块化电池3从所述第一充电仓23推入所述空腔11内，所述触点31与所述电极111相接触，即完成模块化电池3的更换。整个更换过程既便捷又快速，且多个第一充电仓23的设置可以满足对多台无人机1更换电池，减少了充电的时间，提高了无人机1送货效率。
如图1-7中所示，所述无人机1电池更换系统还包括降落台4，所述降落台4用于让所述无人机1着陆，所述降落台4位于所述第一电池存储仓2的一侧，当所述无人机1停在所述降落台4上时，所述空腔11、所述第一充电仓23和所述推杆位于同一高度上，其中装有待更换模块化电池3的第一充电仓23与所述推杆、所述空腔11在同一直线上，所述第一推杆22只需沿直线运动即可将所述模块化电池3从第一充电仓23推向所述空腔11。而当需要从所述无人机1上卸下模块化电池3时，只需转动所述第一旋转环21，使空置的第一充电仓23与所述推杆、所述空腔11在同一直线上，利用所述第一推杆22将所述模块化电池3从所述空腔11拉到所述第一充电仓23即可。所述第一电池存储仓2还包括第一固定环24、第一主动齿轮25和第一伺服电机26，所述第一固定环24套在所述第一主动齿轮25外，所述第一固定环24不随所述第一旋转环21转动，所述第一伺服电机26带动所述第一主动齿轮25转动，所述第一旋转环21朝向自身中心轴的一面设有内螺纹，所述第一主动齿轮25与所述内螺纹相啮合，利用所述伺服电机控制所述第一旋转环21转动，从而选择合适的第一充电仓23对准所述空腔11。所述第一固定环24的底端设有第一滑台27和丝杆28，所述第一滑台27与所述第一固定环24相固定，所述丝杆28穿过所述第一滑台27，且所述丝杆28与所述第一滑台27相旋接，所述丝杆28由一台旋转电机带动旋转，从而控制所述第一滑台27平移，让所述第一电池存储仓2在所述第一滑台27上水平滑动，所述降落台4上没有无人机1时，所述第一电池存储仓2可以远离所述降落台4，等到无人机1落在所述降落台4上时，所述第一电池存储仓2再靠近所述降落台4，避免所述第一电池存储仓2影响所述无人机1降落。
如图1-10中所示，在其中一种实施例中，所述无人机1电池更换系统还包括第二电池存储仓5，第二电池存储仓5的结构与所述第一电池存储仓2相似，所述第二电池存储仓5包括第二旋转环51、第二推杆52、多个第二充电仓53，所述第二旋转环51绕自身中心轴自转，所述第二充电仓53固定于所述第二旋转环51，且所述第二充电仓53绕所述第二旋转环51的中心轴围成一圈，所述第二推杆52位于所述第二旋转环51的中心轴上，所述降落台4位于所述第一电池存储仓2和所述第二电池存储仓5之间，所述第二推杆52、所述第一充电仓23和所述第二充电仓53位于同一高度上，所述空腔11横穿所述无人机1。在实际使用中，所述无人机1落在所述降落台4上后，所述第二推杆52将无人机1上的模块化电池3拉回空置的第二充电仓53进行充电，第一推杆22将其它充完电的模块化电池3推进空腔11中，利用所述第一电池存储仓2和所述第二电池存储仓5相配合，进一步节省更换电池的时间，提升了更换电池的效率，且还能在一时间内增加可更换模块化电池3的无人机1的数量。所述空腔11横穿所述无人机1，所述无人机1设有一对限位块12，所述限位块12用于限制所述模块化电池3平移，所述无人机1控制限位块12伸入所述空腔11内或者收回无人机1内，当所述触点31与所述电极111相接触时，所述模块化电池3位于两个限位块12之间，当更换好模块化电池3时，两个限位块12伸入所述空腔11内，此时所述限位块12阻挡所述模块化电池3进出所述空腔11。所述模块化电池3上设有一对金属片32，两个金属片32分别位于所述模块化电池3相对的两端，所述金属片32与所述第一推杆22位于同一高度上，所述第一推杆22的一端设有第一电磁铁，所述第二推杆52的一端设有第二电磁铁，所述第一推杆22通过所述第一电磁铁与所述金属片32吸合带动所述模块化电池3移动，所述第二推杆52通过所述第二电磁铁与所述金属片32吸合带动所述模块化电池3移动。当需要更换模块化电池3时，靠近所述第二电池存储仓5一侧的限位块12收回，靠近所述第一电池存储仓2一侧的限位块12伸入所述空腔11内，所述第二推杆52将无人机1内的模块化电池3拉到空置的第二充电仓53进行充电，然后靠近所述第二电池存储仓5一侧的限位块12伸入所述空腔11内，靠近所述第一电池存储仓2一侧的限位块12收回，所述第一推杆22将充满电的模块化电池3推入所述空腔11内，靠近所述第一电池存储仓2一侧的限位块12伸入所述空腔11内，所述第一推杆22收回，即完成模块化电池3的更换。
如图2-10中所示，所述第一充电仓23为槽状，所述第一充电仓23用于收容所述模块化电池3，所述第一充电仓23内设有第一充电接口231，所述模块化电池3上对应所述第一充电接口231设有充电插座33，当所述第一充电接口231和所述充电插座33对接时，所述第一充电仓23为所述模块化电池3充电。所述第一充电仓23远离所述第一推杆22的一面设有第一电池输出口，所述第一电池输出口用于通过模块化电池3，所述第一充电仓23朝向所述第一推杆22的一面设有第一阻挡面232，所述第一阻挡面232设有缺口233，所述模块化电池3朝向所述第一推杆22的一面大于所述缺口233的纵剖面，所述第一推杆22穿过所述缺口233。所述第一阻挡面232用于阻挡所述第一推杆22在拉动所述模块化电池3的过程中，模块化电池3往所述第一推杆22的方向过度位移，而所述缺口233可以为所述第一推杆22进行让位。
如图2-7中所示，所述第一充电仓23远离所述第一推杆22的一侧设有第一轨道29，所述第一轨道29为槽状，所述第一轨道29用于通过所述模块化电池3，所述第一轨道29的顶部设有限位板291，所述限位板291用于限制所述模块化电池3向上移动。其中所述第一轨道29的形状与所述空腔11的外部轮廓相匹配，当所述第一滑台27带动所述第一电池存储仓2向无人机1的方向移动时，所述第一轨道29可以所述空腔11的外部轮廓相配而固定所述无人机1，方便更换所述模块化电池3。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种无人机电池更换系统，其特征在于，包括：
一无人机，所述无人机的侧面开设有空腔，所述空腔沿水平方向延伸，所述空腔内设有一对电极；
一第一电池存储仓，所述第一电池存储仓包括第一旋转环、第一推杆、多个第一充电仓，所述第一旋转环绕自身中心轴自转，所述第一充电仓固定于所述第一旋转环，且所述第一充电仓绕所述第一旋转环的中心轴围成一圈，所述第一推杆位于所述第一旋转环的中心轴上；
多个模块化电池，所述模块化电池对应所述电极设有触点，所述模块化电池与所述第一充电仓滑动连接，当所述无人机更换电池时，所述第一推杆将所述模块化电池从所述第一充电仓推入所述空腔内，所述触点与所述电极相接触。
2.根据权利要求1所述的无人机电池更换系统，其特征在于：还包括降落台，所述降落台位于所述第一电池存储仓的一侧，当所述无人机停在所述降落台上时，所述空腔、所述第一充电仓和所述推杆位于同一高度上。
3.根据权利要求2所述的无人机电池更换系统，其特征在于：所述第一电池存储仓下方设有第一滑台，所述第一电池存储仓在所述第一滑台上水平滑动。
4.根据权利要求2所述的无人机电池更换系统，其特征在于：还包括第二电池存储仓，所述第二电池存储仓包括第二旋转环、第二推杆、多个第二充电仓，所述第二旋转环绕自身中心轴自转，所述第二充电仓固定于所述第二旋转环，且所述第二充电仓绕所述第二旋转环的中心轴围成一圈，所述第二推杆位于所述第二旋转环的中心轴上，所述降落台位于所述第一电池存储仓和所述第二电池存储仓之间，所述第二推杆、所述第一充电仓和所述第二充电仓位于同一高度上，所述空腔横穿所述无人机。
5.根据权利要求1或4所述的无人机电池更换系统，其特征在于：所述空腔横穿所述无人机，所述无人机设有一对限位块，所述无人机控制限位块伸入或伸出所述空腔，当所述触点与所述电极相接触时，所述模块化电池位于两个限位块之间，所述限位块用于限制所述模块化电池平移。
6.根据权利要求5所述的无人机电池更换系统，其特征在于：所述模块化电池上设有金属片，所述金属片与所述第一推杆位于同一高度上，所述第一推杆的一端设有第一电磁铁，所述第一推杆通过所述第一电磁铁与所述金属片吸合带动所述模块化电池移动。
7.根据权利要求1所述的无人机电池更换系统，其特征在于：所述第一充电仓为槽状，所述第一充电仓用于收容所述模块化电池，所述第一充电仓内设有第一充电接口，所述模块化电池上对应所述第一充电接口设有充电插座，当所述第一充电接口和所述充电插座对接时，所述第一充电仓为所述模块化电池充电。
8.根据权利要求7所述的无人机电池更换系统，其特征在于：所述第一充电仓远离所述第一推杆的一面设有第一电池输出口，所述第一电池输出口用于通过模块化电池，所述第一充电仓朝向所述第一推杆的一面设有第一阻挡面，所述第一阻挡面设有缺口，所述模块化电池朝向所述第一推杆的一面大于所述缺口的纵剖面，所述第一推杆穿过所述缺口。
9.根据权利要求7所述的无人机电池更换系统，其特征在于：所述第一充电仓远离所述第一推杆的一侧设有第一轨道，所述第一轨道为槽状，所述第一轨道用于通过所述模块化电池，所述第一轨道的顶部设有限位板，所述限位板用于限制所述模块化电池向上移动。
10.根据权利要求1所述的无人机电池更换系统，其特征在于：所述第一电池存储仓还包括第一主动齿轮和第一伺服电机，第一伺服电机带动所述第一主动齿轮转动，所述第一旋转环朝向自身中心轴的一面设有内螺纹，所述第一主动齿轮与所述内螺纹相啮合。
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