CN112659959A - 一种用于无人机自动更换电池的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于无人机自动更换电池的装置，其包括对接功能组件，电池抓取机构，多轴机械臂以及智能充电库，所述对接功能组件对降落在无人机起降平台上的通用无人机进行对接；所述多轴机械臂带动电池抓取机构对通用无人机进行抓取，并插入智能充电库；所述多轴机械臂带动电池抓取机构从智能充电库中抓取电池并插入通用无人机中。本发明提供的方案能够实现无人机自主起降以及换电，从而安全、快速、高效的实现消防无人机长时间带任务负载的自主续航。
Description
技术领域
本发明涉及无人机技术，具体涉及无人机的自动换电技术。
背景技术
随着无人机技术的快速发展，其在各个领域的使用日渐增多。从军用到民用、从电力巡线到抢险救援。无人机不断崭露头角，发挥着越来越重要的作用。
然而可悬停、灵活机动、经济性优异的无人机在实际应用，特别是消防应用中也存在着严重的短板。受电池储存电量的限制，在执行各项消防任务时,无人机的有效飞行时间相当有限，其结果是操作难度极大的频繁起降和耗费人力的电池更换。同时，消防无人机应用环境复杂，在崎岖多烟尘的地带起飞和降落时，螺旋桨卷起的碎屑、沙石会对无人机的核心部件造成损坏。因此无人机的起降对地面条件有着较高的要求，这无疑使得起降过程耗时长、风险高。相当程度的影响了任务的执行效率、限制了无人机在消防背景下执行任务的能力。
由此，一种能让消防无人机无论昼夜、寒暑、能够在远离地面的消防车顶完成自动起降、自主工作、自动换电，全程不需要人工干预，具有后勤保障的任务平台将会对这一现状以及消防员操作体验带来较大的改善，也是本领域亟需解决的问题。
发明内容
针对现有消防无人机在实际使用过程中所存在的问题，需要一种能够实现无人机自动换电的方案。
为此，本发明的目的在于提供一种用于无人机自动更换电池的装置，以实现无人机的自动起降及换电。
为了达到上述目的，本发明提供的用于无人机自动更换电池的装置，包括对接功能组件，电池抓取机构，多轴机械臂以及智能充电库，所述对接功能组件对降落在无人机起降平台上的通用无人机进行对接；所述多轴机械臂带动电池抓取机构对通用无人机进行抓取，并插入智能充电库；所述多轴机械臂带动电池抓取机构从智能充电库中抓取电池并插入通用无人机中。
进一步的，所述对接功能组件在对接通用无人机时，同时对接通用无人机上的动力电池，并控制连接通用无人机上上的电池解锁开关。
进一步的，所述电池抓取机构可同时对接两组动力电池。
进一步的，所述多轴机械臂为3轴机械臂。
进一步的，所述智能充电库上承载多组动力电池，并针对在预定时间内未为使用的动力电池进行自动放电。
本发明提供的用于无人机自动更换电池的装置能够实现无人机自主换电，从而安全、快速、高效的实现消防无人机长时间带任务负载的自主续航。这将很大程度的降低无人机操作的难度。为其进一步在消防行业中有效应用，打下坚实的基础。同时也将促进适用于消防领域特殊任务和环境要求的无人机系统的完善化、系统化、智能化。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。
图1为本发明实例中用于无人机自动更换电池的装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
本实例针对消防无人机的工作特点，给出一种用于无人机自动更换电池的装置方案，其能够让消防无人机无论昼夜、寒暑、能够在远离地面的消防车顶完成自动起降、自主工作、自动换电，并且全程不需要人工干预，具有后勤保障的任务平台。
参见图1，其所示为本实例给出的用于无人机自动更换电池的装置的组成示例。本用于无人机自动更换电池的装置100主要由对接功能组件110，电池抓取机构120，多轴机械臂130以及智能充电库140相互配合构成。
这里的对接功能组件110对降落在无人机起降平台上的通用无人机进行对接；多轴机械臂130带动电池抓取机构120对通用无人机进行抓取，并插入智能充电库140；同时，多轴机械臂130还带动电池抓取机构120从智能充电库140中抓取电池并插入通用无人机中；这里的智能充电库140用于储电、充电以及电池维护。
本实例中的接功能组件110可实现在引导无人机完成降落后换电阶段对无人机的高精度对接；再者，本接功能组件110在精确对接无人机的同时，对接2组动力电池，并可按压/释放无人机电池解锁开关。
本接功能组件110在对接无人机后，能够在自动换电阶段稳固无人机。
本实例中的电池抓取机构120能够精确对接2组动力电池，并在自动换电阶段固定/释放电池。
本实例中的多轴机械臂130采用数字化的三轴机械臂，具体的构成根据实际需求而定。
本实例中的智能充电库140整体为框架结构，其可存储多组动力电池，并可对存储的多组动力电池进行充电，在充电阶段可固定/释放相应的动力电池。
再者，本智能充电库140可将一定时间内未使用的电池进入自动放电模式，确保电池不损坏。
根据需要该智能充电库140还设计有电池电量、充电状态观察孔位。
由此构成的无人机换电平台100在运行时，首先由接功能组件110对降落在无人机起降平台上的无人机进行精确对接，并在完成对接后，将驱动3轴机械臂130带动电池抓取机构120对无人机2颗电池中的单颗电池进行抓取，以保证在无人机换电的全过程中，始终有一颗电池在无人机内部供电，保待无人机待机功能的正常运行，避免在复杂、特殊环境下的进行重启。
电池被抓取之后，3轴机械臂130将其移动和插入智能充电库140再通过逆过程将新电池插入到无人机。
被替换下来的电池组将和其它待用电池组一起存放在智能充电库中，智能充电库将对被替换的电池完成充电，以备用。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.用于无人机自动更换电池的装置，其特征在于，包括对接功能组件，电池抓取机构，多轴机械臂以及智能充电库，所述对接功能组件对降落在无人机起降平台上的通用无人机进行对接；所述多轴机械臂带动电池抓取机构对通用无人机进行抓取，并插入智能充电库；所述多轴机械臂带动电池抓取机构从智能充电库中抓取电池并插入通用无人机中。
2.根据权利要求1所述的用于无人机自动更换电池的装置，其特征在于，所述对接功能组件在对接通用无人机时，同时对接通用无人机上的动力电池，并控制连接通用无人机上上的电池解锁开关。
3.根据权利要求1所述的用于无人机自动更换电池的装置，其特征在于，所述电池抓取机构可同时对接两组动力电池。
4.根据权利要求1所述的用于无人机自动更换电池的装置，其特征在于，所述多轴机械臂为3轴机械臂。
5.根据权利要求1所述的用于无人机自动更换电池的装置，其特征在于，所述智能充电库上承载多组动力电池，并针对在预定时间内未为使用的动力电池进行自动放电。
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