CN112208775B - 无人机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无人机。本发明包括机体、安装于机体周围的旋翼，机体内设有供电组件，供电组件包括电池座以及安装于电池座的主供电电池，还包括备用供电电池，主供电电池和备用供电电池可择其一对无人机进行供电；机体上安装有电池置换件，电池置换件包括电池置换架，电池置换架上设有滑槽，滑槽内滑移设置有置换座，置换座上安装有置换夹，置换夹用于对主供电电池进行夹持，置换座上设有置换驱动部，置换驱动部用于驱动置换座沿滑槽进行滑移；电池置换架的端部设有定位件，两个无人机之间可通过定位件将两个电池置换架上的滑槽对接相通。其能对处于悬停状态下的同结构无人机进行电池置换，进而保证勘察位置不变、提升整体勘察有效时间。

Description

无人机

技术领域

本发明涉及飞行器技术领域，特别地，涉及一种无人机。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。

当无人机应用于较大面积定位勘察时，至少满足以下两个要求，其一、需要该无人机较长时间悬停于指定勘察位置上；其二、该无人机一旦启动定位勘察工作，需要持续对多个位置进行连续勘察；此时，便要求此类无人机具有较长的续航能力。

目前无人机通常是采用可充电的锂电池来进行供电，但续航能力依旧无法满足大面积定位勘探要求。

发明内容

有鉴于此，本发明目的是提供一种无人机，其能对处于悬停状态下的同结构无人机进行电池置换，进而保证勘察位置不变、提升整体勘察有效时间。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种无人机，包括机体、安装于机体周围的旋翼，所述机体内设有供电组件，所述供电组件包括电池座以及安装于电池座的主供电电池，还包括备用供电电池，所述主供电电池和备用供电电池可择其一对无人机进行供电；

所述机体上安装有电池置换件，所述电池置换件包括电池置换架，所述电池置换架上设有滑槽，所述滑槽内滑移设置有置换座，所述置换座上安装有置换夹，所述置换夹用于对主供电电池进行夹持，所述置换座上设有置换驱动部，所述置换驱动部用于驱动置换座沿滑槽进行滑移；

所述电池置换架的端部设有定位件，两个无人机之间可通过定位件将两个电池置换架上的滑槽对接相通。

通过上述技术方案，1号无人机飞行至指定区域位置进行一段时间勘察，待这架无人机内部的主供电电池电量不足时，启动另外一架置换夹上携带有满电主供电电池的2号无人机，定位件将两个无人机上的电池置换架进行定位对接，两个无人机上的电池置换架滑槽对接相通，2号无人机上的置换驱动部驱动置换座沿滑槽进行移动，置换做上的置换夹将2号无人机上电量不足的主供电电池夹出并转移至1号无人机电机置换架的滑槽上，备用供电电池对1号无人机进行短暂供电并保持飞行状态；

与此同时，1号无人机上的置换驱动部驱动置换座沿滑槽进行移动，带有满电主供电电池的置换夹移动至2号无人机上，进而完成换电池的动作；

上述换电过程中，1号勘察无人机始终处于悬停状态，勘察位置也始终不变，也始终可保持着正常的勘察状态，整体勘察的有效性得到大幅度提升。

优选的，所述电池置换架为半圆环形结构，所述定位件位于电池置换架的端部，所述机体内设有旋转驱动电机，所述旋转驱动电机的电机轴连接于电池置换架的中部位置，所述旋转驱动电机用于驱动电池置换架进行旋转并使电池置换架的端部朝上或朝下。

通过上述技术方案，首先，当旋转驱动电机驱动电池置换架进行旋转并使电池置换架端部朝下时，当该无人机执行任务完毕之后，停靠于地面上方时，电池置换架端部能与地面接触，能充当支脚的作用；

其次，1号无人机飞行至指定区域位置进行一段时间勘察，待这架无人机内部的主供电电池电量不足时，旋转驱动电机驱动电池置换架进行旋转并使电池置换架端部朝上，启动另外一架置换夹上携带有满电主供电电池的2号无人机，定位件将两个无人机上的电池置换架进行定位对接，此时两个半圆环形结构的电池置换架拼接成一个整圆环形的置物架，并且两个无人机上的电池置换架滑槽对接相通，1号无人机上的电池置换架和2号无人机上的电池置换架沿滑槽进行同步反向移动，此时，在两个电池置换架同步反向移动的过程中，两架无人机上的置换夹以及所携带的主供电电池所在的重心始终位于两个置物架所形成的圆环形的中部位置，进而两架对接后的无人机飞行平稳度得到大幅度保证。

优选的，所述定位件包括定位磁铁。

通过上述技术方案，两架无人机的电池置换架进行对接后，定位磁铁能提升两个电池置换架的对接稳定度。

优选的，所述滑槽包括上槽体以及下槽体，所述上槽体以及下槽体共同构成T型槽，所述下槽体的槽壁上设有齿面；

所述置换驱动部包括安装于置换座内的置换驱动电机，所述置换座上设有滑块，所述置换驱动电机的电机轴上设有驱动齿轮，所述滑块能沿上槽体进行滑移，所述驱动齿轮位于下槽体内且与齿面相啮合。

通过上述技术方案，置换驱动电机带动驱动齿轮进行旋转，驱动齿轮与齿面相啮合，置换座上的滑块便能沿着上槽体进行滑移，即整个置换座能沿着滑槽进行稳定灵活地滑移，

优选的，所述电池置换件设有两组，两组电池置换件内的电池置换架所在平面呈相互平行设置，两组电池置换件内的旋转驱动电机的电机轴呈同心设置。

通过上述技术方案，一方面，当两个电池置换架向下转动时，两个电池置换架能对机体产生更加稳定的支撑效果；另一方面，两个电池置换架上的置换夹同时对主供电电池的两端产生夹持推动作用，电池的移动稳定性进一步提升。

优选的，所述定位件的横截面大小大于所述电池置换架的横截面大小。

通过上述技术方案，当电池置换架朝下时，定位件的横截面较大，其与地面之间的有效接触面积更大，支撑稳定性更高。

优选的，所述置换座上安装有清洁刷，所述清洁刷的刷头延伸入下槽体内。

通过上述技术方案，由于电池置换架直接暴露于外界，外界的灰尘会直接进入到滑槽以及附着在齿面内，置换座沿着滑槽进行滑移，清洁刷的刷头能对滑槽内的侧壁进行主动清扫，此时，也可通过旋转驱动电机带动电池置换架进行翻转，滑槽内的灰尘等杂物会被直接甩出，清洁更加彻底。

优选的，所述定位件包括安装于电池置换架端部的定位底脚，所述定位磁铁安装于定位底脚内，所述定位底脚延伸至电池置换架的外环面一侧并形成底脚段；

所述底脚段滑移设置有推块，所述推块两端分别为触发端以及施力端，所述触发端突出于底脚段靠近电池置换架的端面；

所述置换座上设有触发电机以及触发杆，所述触发电机用于驱动触发杆旋转至电池置换架的内环面一侧或外环面一侧；

当触发杆旋转至电池置换架外环面一侧时，触发杆能挤压推块的触发端且使施力端突出于底脚段背离电池置换架的端面。

通过上述技术方案，当两架无人机电池对换过程中，触发电机将触发杆旋转至电池置换架的内环面一侧，整个置换座能进行顺畅移动；

当两架无人机电池对换完成之后，定位磁铁能发生相互磁吸，此时，需要将两架无人机进行稳定脱离；

触发电机驱动触发杆旋转至电池置换架外环面一侧，置换座沿滑槽进行滑移，触发杆能对推块的触发端产生挤压力，推块往底脚段背离电池置换架的端面进行移动，此时，推块能将两个定位件进行推离开，两架无人机的脱离更加稳定。

优选的，所述底脚段内安装有弹簧，所述弹簧的弹力施加于推块，所述推块的触发端突出于底脚段靠近电池置换架的端面。

通过上述技术方案，当未受到触发杆的抵触力时，弹簧弹力能将推块的触发端始终推向突出于底脚段靠近电池置换架的端面，进而便于后续接受触发杆的挤压力，也能使两架无人机上的底脚段贴合更加紧密。

优选的，所述置换夹的侧壁上设有卡槽，所述触发杆上设有卡块，所述触发电机驱动触发杆往电池置换架的内环面一侧转动时，所述卡块与卡槽相卡接，所述触发杆贴紧于置换夹的外侧壁。

通过上述技术方案，当两架无人机电池对换过程中，触发电机将触发杆旋转至电池置换架的内环面一侧，并且触发杆上的卡块能与卡槽相卡接，触发杆贴紧于置换夹的外侧壁，进而有效增强了置换夹的结构强度，置换夹夹持主供电电池的稳定性更高。

附图说明

图1为实施例一的结构示意图；

图2为实施例一的俯视结构示意图；

图3为图2的A部放大图；

图4为实施例一的侧视结构示意图；

图5为图4的B部放大图；

图6为实施例一中置换座上的部件结构示意图；

图7为实施例一中两个无人机定位件对接时的结构示意图；

图8为实施例二中两个无人机定位件对接时的结构示意图；

图9为图8的C部放大图。

附图标记：1、机体；2、旋翼；3、供电组件；31、电池座；32、主供电电池；4、电池置换件；41、电池置换架；42、滑槽；421、上槽体；422、下槽体；43、齿面；44、置换座；45、置换夹；46、置换驱动部；461、置换驱动电机；5、定位件；51、定位磁铁；6、旋转驱动电机；7、滑块；8、驱动齿轮；9、清洁刷；10、定位底脚；101、底脚段；11、推块；111、触发端；112、施力端；12、触发电机；13、触发杆；14、弹簧；15、卡块；16、卡槽。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。

实施例一：

一种无人机，参见图1，包括机体1、安装于机体1周围的旋翼2。

参见图2以及图7，在机体1内还设有供电组件3，机体1内设有供电组件3，供电组件3包括电池座31、安装于电池座31的主供电电池32、备用供电电池，当主供电电池32出现电量不足时，主供电电池32可断电，备用供电电池可将其电能供给无人机持续飞行一小段时间。

参见图1以及图2，机体1上安装有电池置换件4，电池置换件4包括电池置换架41，电池置换件4设有两组，两组电池置换件4内的电池置换架41所在平面呈相互平行设置。

参见图4以及图5，每个电池置换架41均为半圆环形结构。在电池置换架41上设有滑槽42，滑槽42包括上槽体421以及下槽体422，上槽体421以及下槽体422共同构成T型槽，下槽体422的槽壁上设有齿面43。

参见图5以及图6，滑槽42内滑移设置有置换座44，置换座44上设有置换驱动部46，置换驱动部46用于驱动置换座44沿滑槽42进行滑移。置换驱动部46包括安装于置换座44内的置换驱动电机461，置换座44上设有滑块7，置换驱动电机461的电机轴上设有驱动齿轮8，滑块7能沿上槽体421进行滑移，驱动齿轮8位于下槽体422内且与齿面43相啮合。

参见图2以及图3，供电组件3则位于两组电池置换件4中间。置换座44上安装有置换夹45，置换夹45用于对主供电电池32进行夹持。

参见图7，电池置换架41的端部设有定位件5，定位件5包括定位磁铁51，定位磁铁51位于电池置换架41的端部，两个无人机之间可通过定位件5将两个电池置换架41上的滑槽42对接相通。

参见图7，定位件5的横截面大小大于电池置换架41的横截面大小。

当然，为提高两个无人机之间滑槽42对接的准确度，可在两个无人机的定位件5上分别设置定位块以及定位孔，当两个无人机上的定位件5相互靠近时，定位块与定位孔相互定位插接，实现滑槽42的精准定位。

参见图2以及图7，机体1内设有两个旋转驱动电机6，两组电池置换件4内的旋转驱动电机6的电机轴呈同心设置，旋转驱动电机6的电机轴连接于电池置换架41的中部位置，旋转驱动电机6用于驱动电池置换架41进行旋转并使电池置换架41的端部朝上或朝下。

另外，参见图5以及图6，在置换座44上安装有清洁刷9，清洁刷9的刷头延伸入下槽体422内，清洁刷9的刷头能清扫上槽体421以及下槽体422内的杂物。

具体使用过程中：

（1）1号无人机飞往指定地点进行勘察，待主供电电池32的电量不足时，2号无人机携带充满电的主供电电池32飞往1号无人机位置并停留于1号无人机上方，1号无人机上的旋转驱动电机6带动电池置换架41转动，电池置换架41上的定位件5由朝下位置转动至朝上位置，2号无人机的电池置换架41依旧处于朝下位置，两架无人机上的定位磁铁51相互吸引，此时，上下两个电池置换架41拼接形成圆环形结构，上下两个电池置换架41上的滑槽42相互对接，置换驱动电机461带动驱动齿轮8进行旋转，驱动齿轮8与齿面43相互啮合，1号无人机上夹持在置换夹45上充满电的主供电电池32随着置换座44的移动而发生移动，2号无人机上的置换夹45能对其上缺电的主供电电池32产生夹持作用，该缺电的主供电电池32能从电池座31上取下，此时，由备用供电电池来进行供电于2号无人机，原先位于1号无人机上充满电的主供电电池32会被夹持安装至2号无人机的电池座31上并对2号无人机进行供电，原先位于2号无人机上的缺电主供电电池32会被转移至1号无人机上。

（2）当无人机执行任务完毕之后，旋转驱动电机6驱动电池置换架41进行旋转，电池置换架41上的定位件5朝下，整个电池置换架41可充当机体1支架使用。

（3）使用过程中，置换座44上的清洁刷9也能对滑槽42进行及时清扫。

实施例二：在实施例一的基础上，增加以下结构。

参见图8，定位件5包括安装于电池置换架41端部的定位底脚10，定位磁铁51安装于定位底脚10内，定位底脚10延伸至电池置换架41的外环面一侧并形成底脚段101。

参见图8以及图9，在每个底脚段101均滑移设置有推块11，推块11两端分别为触发端111以及施力端112，在每个底脚段101内安装有弹簧14，弹簧14的弹力施加于推块11，推块11的触发端111突出于底脚段101靠近电池置换架41的端面。

参见图9，在置换座44上还设有触发电机12以及触发杆13，触发电机12用于驱动触发杆13旋转至电池置换架41的内环面一侧或外环面一侧。置换夹45的侧壁上设有卡槽16，触发杆13上设有卡块15。

当触发杆13旋转至电池置换架41外环面一侧时，触发杆13能挤压推块11的触发端111且使施力端112突出于底脚段101背离电池置换架41的端面。

当触发电机12驱动触发杆13往电池置换架41的内环面一侧转动时，卡块15与卡槽16相卡接，触发杆13贴紧于置换夹45的外侧壁。

具体使用过程中：

（1）当1号无人机上的定位磁铁51和2号无人机上的定位磁铁51相互磁吸时，弹簧14会将推块11的触发端111推向突出于底脚段101靠近于电池置换架41的一侧，如图9所示。

（2）当1号无人机和2号无人机内的电池置换完毕之后，触发电机12带动触发杆13往电池置换架41外环面一侧转动，触发杆13能对推块11的触发端111产生挤压，推块11克服弹簧14弹力作用而发生移动，推块11的施力端112能对相邻的底脚段101侧壁产生挤压，两架无人机上的底脚段101相互脱离；

（3）当电池正常置换过程中，触发电机12带动触发杆13往电池置换架41内环面一侧转动，卡块15与卡槽16相互卡接，触发杆13贴紧于置换夹45的外侧壁。

当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种无人机，包括机体(1)、安装于机体(1)周围的旋翼(2)，所述机体(1)内设有供电组件(3)，所述供电组件(3)包括电池座(31)以及安装于电池座(31)的主供电电池(32)，还包括备用供电电池，所述主供电电池(32)和备用供电电池可择其一对无人机进行供电；

所述机体(1)上安装有电池置换件(4)，其特征是：所述电池置换件(4)包括电池置换架(41)，所述电池置换架(41)上设有滑槽(42)，所述滑槽(42)内滑移设置有置换座(44)，所述置换座(44)上安装有置换夹(45)，所述置换夹(45)用于对主供电电池(32)进行夹持，所述置换座(44)上设有置换驱动部(46)，所述置换驱动部(46)用于驱动置换座(44)沿滑槽(42)进行滑移；

所述电池置换架(41)的端部设有定位件(5)，两个无人机之间可通过定位件(5)将两个电池置换架(41)上的滑槽(42)对接相通。

2.根据权利要求1所述的无人机，其特征是：所述电池置换架(41)为半圆环形结构，所述定位件(5)位于电池置换架(41)的端部，所述机体(1)内设有旋转驱动电机(6)，所述旋转驱动电机(6)的电机轴连接于电池置换架(41)的中部位置，所述旋转驱动电机(6)用于驱动电池置换架(41)进行旋转并使电池置换架(41)的端部朝上或朝下。

3.根据权利要求2所述的无人机，其特征是：所述定位件(5)包括定位磁铁(51)。

4.根据权利要求2所述的无人机，其特征是：所述滑槽(42)包括上槽体(421)以及下槽体(422)，所述上槽体(421)以及下槽体(422)共同构成T型槽，所述下槽体(422)的槽壁上设有齿面(43)；

所述置换驱动部(46)包括安装于置换座(44)内的置换驱动电机(461)，所述置换座(44)上设有滑块(7)，所述置换驱动电机(461)的电机轴上设有驱动齿轮(8)，所述滑块(7)能沿上槽体(421)进行滑移，所述驱动齿轮(8)位于下槽体(422)内且与齿面(43)相啮合。

5.根据权利要求2所述的无人机，其特征是：所述电池置换件(4)设有两组，两组电池置换件(4)内的电池置换架(41)所在平面呈相互平行设置，两组电池置换件(4)内的旋转驱动电机(6)的电机轴呈同心设置。

6.根据权利要求5所述的无人机，其特征是：所述定位件(5)的横截面大小大于所述电池置换架(41)的横截面大小。

7.根据权利要求4所述的无人机，其特征是：所述置换座(44)上安装有清洁刷(9)，所述清洁刷(9)的刷头延伸入下槽体(422)内。

8.根据权利要求3所述的无人机，其特征是：所述定位件(5)包括安装于电池置换架(41)端部的定位底脚(10)，所述定位磁铁(51)安装于定位底脚(10)内，所述定位底脚(10)延伸至电池置换架(41)的外环面一侧并形成底脚段(101)；

所述底脚段(101)滑移设置有推块(11)，所述推块(11)两端分别为触发端(111)以及施力端(112)，所述触发端(111)突出于底脚段(101)靠近电池置换架(41)的端面；

所述置换座(44)上设有触发电机(12)以及触发杆(13)，所述触发电机(12)用于驱动触发杆(13)旋转至电池置换架(41)的内环面一侧或外环面一侧；

当触发杆(13)旋转至电池置换架(41)外环面一侧时，触发杆(13)能挤压推块(11)的触发端(111)且使施力端(112)突出于底脚段(101)背离电池置换架(41)的端面。

9.根据权利要求8所述的无人机，其特征是：所述底脚段(101)内安装有弹簧(14)，所述弹簧(14)的弹力施加于推块(11)，所述推块(11)的触发端(111)突出于底脚段(101)靠近电池置换架(41)的端面。

10.根据权利要求8所述的无人机，其特征是：所述置换夹(45)的侧壁上设有卡槽(16)，所述触发杆(13)上设有卡块(15)，所述触发电机(12)驱动触发杆(13)往电池置换架(41)的内环面一侧转动时，所述卡块(15)与卡槽(16)相卡接，所述触发杆(13)贴紧于置换夹(45)的外侧壁。

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