CN113928164B - 电池更换机构、电池更换系统与电池更换方法 - Google Patents

电池更换机构、电池更换系统与电池更换方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种电池更换机构，用以将电池取放于第一容纳槽。第一容纳槽设置有第一卡勾以将电池扣持其内。电池更换机构包括多轴向滑台组件、承载件以及取放装置。承载件可移动的设置于多轴向滑台组件上，取放装置可移动的设置于承载件上。承载件包括第二卡勾，且取放装置包括锁扣。第二卡勾用以松开第一容纳槽的第一卡勾，以使电池能从第一容纳槽进出，且锁扣用以连接电池及拖拽电致往返承载件。本发明还提供一种用于无人飞行器的电池更换系统与电池更换方法。在本发明的电池更换机构、电池更换系统与电池更换方法中，结构简单且有效率并无损于电池的进行电池更换或保养。

Description

电池更换机构、电池更换系统与电池更换方法
技术领域
本发明关于一种电池更换机构、电池更换系统与电池更换方法，且特别地关于用于无人飞行器的电池更换机构、电池更换系统与电池更换方法。
背景技术
随着技术进步，无人飞行器发展迅速且种类众多，例如无人飞行器可用以执行监测、检测工作，或进行货品的输送等任务。一般而言，为顾及操作安全性，多数无人飞行器可采用电池作为动力来源，因此无人飞行器的续航力受限于电池电量，当电力不足时，任务的执行亦可能受到影响。因此，提出基于太阳能的无人飞行器，可在无人飞行器安装太阳能板，借以供电或充电于无人飞行器。惟由于太阳能板面积较小且光电转换率不足，因此实用性可能不足。其他诸如建置充电站供无人飞行器以充电线连接的方式进行充电的解决方案则可能存在充电时间较长的不足。
基于上述，可较佳的兼顾无人飞行器续航力、工作效率、操作便利性的供电方式为相关技术人员所需探讨的课题。
本「背景技术」只是用来帮助了解本发明内容，因此在“背景技术”段落所揭露的内容可能包含一些没有构成所属技术领域中的技术人员所知道的已知技术。在“背景技术”段落所揭露的内容，不代表该内容或者本发明一个或多个实施例所要解决的问题，在本发明申请前已被所属技术领域中的技术人员所知晓或认知。
发明内容
本发明提供一种电池更换机构、电池更换系统与电池更换方法，其结构简单且可有效率且无损伤的进行电池更换或保养，借以改善无人飞行器的续航力，同时兼顾无人飞行器工作的持续性、机动性及操作便利性。
本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。
为达上述的一或部分或全部目的或其他目的，本发明的实施例提出一种电池更换机构，用以将电池取放于第一容纳槽。第一容纳槽设置有第一卡勾以将电池扣持其内。电池更换机构包括多轴向滑台组件、承载件以及取放装置。承载件可移动的设置于多轴向滑台组件上，取放装置可移动的设置于承载件上。承载件包括第二卡勾，且取放装置包括锁扣。第二卡勾用以松开第一容纳槽的第一卡勾，以使电池能从第一容纳槽进出，且锁扣用以连接电池且拖拽电池往返承载件。
为达上述的一或部分或全部目的或其他目的，本发明的实施例提出一种电池更换系统用于无人飞行器。无人飞行器包括第一容纳槽与电池。电池更换系统包括电力站与电池更换机构。无人飞行器可停放于电力站。电力站包括第二容纳槽，设置于电力站内，且第一容纳槽及第二容纳槽的每一者设置有第一卡勾，以将电池扣持于第一容纳槽或第二容纳槽内。电池更换机构包括多轴向滑台组件、承载件以及取放装置。承载件可移动的设置于多轴向滑台组件上，取放装置可移动的设置于承载件上。承载件包括第二卡勾，且取放装置包括锁扣。第二卡勾用以松开第一容纳槽的第一卡勾，以使电池能从第一容纳槽进出，且锁扣用以连接电池且拖拽电池往返于承载件。
为达上述的一或部分或全部目的或其他目的，本发明的实施例提出一种电池更换方法，其利用电池更换系统更换无人飞行器的电池。无人飞行器包括第一容纳槽及置于第一容纳槽内的电池。电池更换系统包括电力站及电池更换机构，电池更换机构包括多轴向滑台组件、承载件、及取放装置，承载件包括第二卡勾，且取放装置包括锁扣。电力站包含第二容纳槽，且第一容纳槽及第二容纳槽的每一者上设置有第一卡勾，以将电池扣持于第一容纳槽或第二容纳槽内。电池更换方法包括：无人飞行器降落至电池更换系统的电力站上。至少部分的电池更换机构从电力站移出。设置于多轴向滑台组件上的承载件移动至第一位置，使得承载件的第二卡勾接触第一容纳槽的第一卡勾。设置于承载件上的取放装置移动至取放位置，且在取放位置处，承载件的第二卡勾松开第一容纳槽的第一卡勾，取放装置的锁扣连接至电池。然后，取放装置在承载件上移动，以将电池拖拽至承载件上的固定位置。承载件在多轴向滑台组件上移动至第二位置。
基于上述，本发明的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。本发明实施例的电池更换机构、电池更换系统，其结构简单且可有效率且无损伤的进行电池更换或保养，借以改善无人飞行器的续航力，同时兼顾无人飞行器工作的持续性、机动性及操作便利性。本发明实施例的电池更换方法可使得无人飞行器从电力站取放电池，其中电池可借由第一卡勾被扣持于无人飞行器的第一容纳槽或/及电力站的第二容纳槽内。电池更换机构的第二卡勾用以释放第一卡勾，并配合取放装置的锁扣用以扣持电池，因此能以较简单的步骤完成电池取放更换作业。据此，借由设置于电力站的电池更换机构能迅速完成更换无人飞行器便电池的动作，进而提升无人飞行器的续航力，同时也兼顾其机动性与运作效率，而确保任务的执行。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1是依据本发明一实施例的电池更换系统的示意图。
图2是图1的电池更换系统的内部构造示意图。
图3是图1的电池更换系统的示意性方块图。
图4是电池更换机构的部分构件的示意性分解图。
图5A至图5I绘示电池更换过程的示意图。
具体实施方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的一较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。
图1是依据本发明一实施例的电池更换系统的示意图。图2是图1的电池更换系统的内部构造示意图。为使构件能被清楚地辨识，图1仅绘示可视及的外观，图2绘示内部结构。提供直角坐标X-Y-Z，以利于构件描述。请参考图1至图2，在本实施例中，电池更换系统100可用以更换无人飞行器200的电池300A。电池300A具有开槽310，关于开槽310的描述如下详述。
在一些实施例中，无人飞行器200包括第一容纳槽210与第一卡勾220，第一容纳槽210例如是无人飞行器200的座舱。第一卡勾220可枢接于第一容纳槽210。举例而言，第一卡勾220可枢接于第一容纳槽210的出入口211处，且可相对于出入口211开阖。具体而言，第一卡勾220相对于出入口211展开以利于取放电池300A。也就是第一卡勾220相对于出入口211展开以利于取出电池300A或放置电池300A。当电池300A置入第一容纳槽210后，第一卡勾220相对于出入口211闭阖以利于将电池300A扣持于第一容纳槽210内。进一步讲，第一卡勾220包括卡勾部221、枢轴222与抵接部223，枢轴222沿Z轴方向枢接于第一容纳槽210，使得第一卡勾220能绕枢轴222进行往复旋转，卡勾部221与抵接部223沿X轴方向位于枢轴222的相对两侧，以形成例如翘翘板般的结构。亦即，如图1所示，相较于抵接部223，卡勾部221较远离第一容纳槽210。一对第一卡勾220的卡勾部221显示为阻挡电池300A进出(例如，沿取放路径L1进出)的状态，即闭阖状态。在此状态中，电池300A可被扣持于第一容纳槽210内。相反地，当一对第一卡勾220绕枢轴222旋转使得两卡勾部221相互远离时即为展开状态。在此状态中，第一卡勾220位于电池300A的取放路径L1之外，故电池300A可经由出入口211沿取放路径L1进出第一容纳槽210。后续将有进一步的取放描述。需说明的是，可在枢轴222套接扭簧(未绘示)，以使第一卡勾220可顺利地复位。
在一些实施例中，电池更换系统100还可包括电力站110与电池更换机构120(图2)，本实施例的电力站110包括本体111与设置于本体111内的多个第二容纳槽112(图2)。在本实施例中，电力站110可包括升降亭117，本体111的表面上可设置开口111a，且升降亭117设置于本体111的开口111a处。升降亭117可封闭开口111a，亦可暴露开口111a。在一些实施例中，电池更换机构120可对位于开口111a设置，且当升降亭117相对于本体111升起时，电池更换机构120可受到驱动而至少部分的从开口111a进出电力站110。
如图2所示，各第二容纳槽112可设置第一卡勾113，且第一卡勾113可枢接于第二容纳槽112而相对于第二容纳槽112的出入口112a开阖。在一些实施例中，第一卡勾113对于第二容纳槽112如第一卡勾220对于第一容纳槽210，可对电池300B进行扣持或释放。
请参考图1与图2，在本实施例中，电池更换机构120包括多轴向滑台组件121、承载件122以及取放装置123。
在一些实施例中，多轴向滑台组件121包括第一滑台T1、第二滑台T2、第三滑台T3与旋转台T4。承载件122可移动的设置于多轴向滑台组件121上，进一步讲，承载件122可移动的设置于多轴向滑台组件121的第一滑台T1上。第一滑台T1可用以使承载件122沿第一轴向X1移动，例如，沿Y方向移动。在本实施例中，第一滑台T1组装于第二滑台T2上，且第二滑台T2可用以使第一滑台T1沿第二轴向X2移动，例如沿X方向移动。第二滑台T2组装于该第三滑台T3上，且第三滑台T3用以使第二滑台T2及第一滑台T1沿第三轴向X3移动，例如沿Z方向移动。在进一步的实施例中，第一轴向X1、第二轴向X2、及第三轴向X3互相垂直，举例而言，如图2所示，X、Y及Z方向互相垂直。在本实施例中，需说明的是，多轴向滑台组件121的第一滑台T1、第二滑台T2与第三滑台T3实质上可具有相同滑台机构，其具体结构将于下文叙述。
在本实施例中，多轴向滑台组件121的旋转台T4可连接于第二滑台T2与第三滑台T3之间。旋转台T4可用以使第一滑台T1及第二滑台T2绕旋转轴向X4旋转，例如，绕平行于Z轴的轴向进行旋转。换句话说，旋转轴向X4实质上可平行于第三轴向X3，亦即，旋转轴向X4垂直于第一轴向X1与第二轴向X2形成的平面(即，X-Y平面)。
在一些实施例中，取放装置123可移动的设置于承载件122上。承载件122包括第二卡勾122a，且取放装置123包括锁扣123a。第二卡勾122a可用以松开第一容纳槽210的第一卡勾220，以使得电池300A可从第一容纳槽210进出。锁扣123a用以连接电池300A且拖拽电池300A往返于承载件122。
请参考图4，图4是电池更换机构的部分构件的示意性分解图。在本实施例中，承载件122上可设置定位孔122c，取放装置123可包括活动凸柱123b，且活动凸柱123b可插设至定位孔122c中。举例而言，当取放装置123在承载件122上移动至固定位置时，活动凸柱123b可插设至定位孔122c中，借此可固定取放装置123与承载件122的相对位置，从而将承载件122上的电池固定在该位置。举例而言，当活动凸柱123b可插设至定位孔122c中时，承载件122与取放装置123可借由第一滑台T1得以同步驱动。在本实施例中，活动凸柱123b亦可从定位孔122c移出，在此情形中，取放装置123可相对于承载件122发生移动。
在本实施例中，承载件122上可设置至少一轨道122b，且可包括至少一滑块T11。如图4所示的实施例中，承载件122上设置两条轨道122b，且包括一个滑块T11。滑块T11可穿插于轨道122b中，且可沿着轨道122b移动。在本实施例中，取放装置123可经由滑块T11而可移动的设置于承载件122上，使得组装在滑块T11上的取放装置123可沿承载件的122轨道122b移动。举例而言，取放装置123可固定至承载件122的滑块T11上。
在本实施例中，需说明的是，第三滑台T3包含一对载杆T31，这两个载杆可形成如图2所示的龙门架(gantry)，用以支撑设置于其上的结构，可提供足够的支撑力。在进一步的实施例中，第三滑台T3可相对于本体111进行升降。
图3是图1的电池更换系统100的示意性方块图，以叙明相关构件的电连接关系。如图3所示，电池更换系统100还包括驱动模块130、控制模块114、及中央控制系统400。驱动模块130电连接控制模块114，且可用以驱动电池更换机构120进出电力站110。举例而言，驱动模块130可包括多个马达，可受到控制模块114控制而分别用以驱动多轴向滑台组件121的第一滑台T1、第二滑台T2、第三滑台T3、及旋转台T4。进一步讲，驱动模块130可包含分别用以驱动承载件122及取放装置123的马达，使得承载件122可相对于第一滑台T1移动，且取放装置123可相对于承载件122移动。驱动模块130亦可包含用以驱动取放装置123的锁扣123a的马达，使得锁扣123a可旋转。惟本发明不限于此。
在本实施例中，控制模块114与中央控制系统400电连接，用传送信号至中央控制系统400或从中央控制系统400接受信号，使得使用者可随时监控电池更换系统100的状态。举例而言，中央控制系统400可采用近端模式或远端模式，透过有线电连接或无线电连接等手段，达成使用者的即时监控及操控。
在一些实施例中，如图3所示，电力站110的本体111可设置充电装置115及环境装置116，且充电装置115及环境装置116可电连接至控制模块114。各第二容纳槽112内的电池可经由充电单元与充电装置115电连接，例如，各第二容纳槽112内的电池可经由电连接器以有线充电的方式与充电装置115电连接，亦可以无线的方式与充电装置115电连接，从而对第二容纳槽112内的电池进行充电。
图5A至图5I绘示电池更换过程的示意图，其中部分构件予以虚线化以利于辨识。需说明的是，图5A至图5I所描述的是电池更换系统100将无人飞行器200的电池300A取下并送入电力站110的过程。将电力站110内的电池300B移出并装入无人飞行器200的动作实质上为图5A至图5I所示过程的反向过程，因此不再予以赘述。
参考图1及图5A～5I，在步骤S01，如图1所示，无人飞行器200降落且停放于电力站110的本体111上。进一步的，可借由感测装置(未绘示)测量无人飞行器200的停放位置，且该停放位置资讯可传送至控制模块114。
在步骤S02，如图5A所示，升降亭117移离本体111的开口111a。控制模块114控制驱动模块130，使得驱动模块130可驱动电池更换机构120的第三滑台T3沿第三轴向X3(Z轴)上升，使得第一滑台T1及其上的承载件122及取放装置123可上升至本体111之外。
在步骤S03，从图5A转换至图5B，控制模块114控制驱动模块130，使得驱动旋转台T4顺时针旋转90度。在此所述顺时针是以俯视视角观察图5A与图5B的电力站110的本体111时的顺时针方向。需注意的是，旋转后，第一滑台T1的第一轴向X1沿平行于X轴的方向延伸，第二滑台T2的第二轴向X2沿平行于Y轴的方向延伸，且第一轴向X1垂直于第二轴向X2。如图5B所示，第一滑台T1及承载件122露出本体111，第二滑台T2位于本体111内。惟本发明不限于此，在其他实施例中，驱动模块130可进一步驱动第三滑台T3沿第三轴向X3(Z轴)上升，使得第二滑台T2、第一滑台T1、及承载件122露出本体111。
在步骤S04中，如图5B所示，控制模块114控制驱动模块130，以驱动第一滑台T1移动，使得承载件122与取放装置123移向第一容纳槽210，且承载件122可朝向无人飞行器200移动至第一位置。在第一位置处，承载件122的第二卡勾122a可接触第一容纳槽210的第一卡勾220。进一步讲，当第一滑台T1移动时，驱动模块130亦可同时的或依序的驱动取放装置123，使得取放装置123在承载件122上移至取放位置。当取放装置123位于取放位置处时，取放装置123的锁扣123a可对位于电池300A的开槽310。
在步骤S05，如图5C所示，当承载件122位于第一位置处时，承载件122的第二卡勾122a可抵接第一卡勾220的抵接部223，使得卡勾部221松开电池300A。具体而言，如图5D所示，当一对第二卡勾122a抵压第一卡勾220的抵接部223时，第一卡勾220绕枢轴222旋转，使得卡勾部221移离电池300A的取放路径L1。如此，第二卡勾122a将第一容纳槽210的第一卡勾220松开，使得第一卡勾220可释放电池300A。
在步骤S06，如图5D所示，当取放装置123位于取放位置处时，可驱动取放装置123的锁扣123a旋转，例如锁扣123a可绕转轴旋转90度，该转轴例如可沿平行于Y轴的方向延伸。在本实施例中，锁扣123a例如可呈L形，且锁扣123a经旋转后，其前端可插入及扣持于电池300A的开槽310中。亦即，锁扣123a可扣合至电池300A的开槽310的边缘，从而连接至电池300A。需说明的是，上述各步骤可同时或依序进行。
在步骤S07，如图5E所示，控制模块114控制驱动模块130，以驱动取放装置123在承载件122上移动(如图5E中所示，沿着-X的方向移动)，使得取放装置123将电池300A拖拽至承载件122上的固定位置。在固定位置处，取放装置123的活动凸柱123b正对于承载件122的定位孔122c，且活动凸柱123b可受到驱动而插设至承载件122的定位孔122c中。需说明的是，在图5E中，活动凸柱123b包括以实线绘示部分及虚线绘示部分，其中实线绘示部分代表活动凸柱123b尚未插入定位孔122c中的部分，且虚线绘示部分则代表活动凸柱123b已插入定位孔122c的部分。如此，电池300A可固定于承载件122上，从而对电池300A在传送过程中提供足够的保护及固定效果。
在步骤S08，如图5F所示，控制模块114控制驱动模块130，以驱动第一滑台T1移动，使得承载件122、取放装置123及电池300A例如沿着-X的方向移动。
在步骤S09中，如图5G所示，控制模块114控制驱动模块130，使得驱动旋转台T4逆时针旋转90度，以使承载件122移动至第二位置。在第二位置处，第一滑台T1的第一轴向X1沿平行于Y轴的方向延伸，且第二滑台T2的第二轴向X2平行于X轴的方向延伸。需说明的是，在此所述的逆时针是以俯视视角观察本体111时的逆时针方向。需说明的是，上述各步骤可同时或依序进行。
在步骤S10中，如图5H所示，控制模块114控制驱动模块130，以驱动第三滑台T3移动，从而将电池更换机构120降入本体111之内。具体而言，将第一滑台T1及其上的承载件122、取放装置123及电池300A降入本体111之内。
在步骤S11中，如图5I所示，控制模块114控制驱动模块130，以驱动第二滑台T2移动，从而移动第一滑台T1、承载件122、及取放装置123，以将电池300A移至第二容纳槽112其中一者内，其中该第二容纳槽112具有空位，可容置电池300A。需说明的是，由于本实施例中设置多个第二容纳槽112，且该多个第二容纳槽112相对于多轴向滑台组件121可设置于多个位置处，故图5H及图5I仅为举例说明，本发明不限于此。在其他实施中，控制模块114亦可控制驱动模块130，以驱动旋转台T4旋转，从而移动第一滑台T1、第二滑台T2、承载件122、及取放装置123，以将电池300A移至多个第二容纳槽112的其他各者内。
在一些实施例中，第一卡勾113与第二容纳槽112的组合结构类似于第一卡勾220与第一容纳槽210的组合结构。因此，在步骤S11中将电池300A移至第二容纳槽112内的过程实质上与上述步骤S05及步骤S06相反，详情不加赘述，仅简略叙述差异如下。在步骤S11中，如图5I所示，第二卡勾122a将第二容纳槽112的第一卡勾113松开，使得第一卡勾113可释放电池300A。再者，由于第一卡勾113的前端为斜面，电池300A在移入第二容纳槽112的过程中可轻易的顶开并使第一卡勾113旋转，以使第一卡勾113的卡勾部移离取放路径L2。当电池300A完全进入第二容纳槽112后，第二卡勾122a脱离第一卡勾113的抵接部，第一卡勾113的卡勾部因此可借由设置于枢轴处的扭簧而复位，使得第一卡勾113的卡勾部移至取放路径上，以完成扣持电池300A的动作。
在步骤S12中，第二容纳槽112内的电池300A可经由充电单元与充电装置115电连接，从而对电池300A进行充电。进一步讲，充电方式包含有线充电及无线充电。
在本实施例中，充电装置115可检测第二容纳槽112内是否存在电池。举例而言，当第二容纳槽112内存在电池300B时，控制模块114可检测该电池300B的剩余电量，从而对电池300B进行充电或放电、或仅容置电池300B。详细而言，由于充电装置115可电连接至控制模块114，故控制模块114可经由充电装置115取得位于第二容纳槽112内的电池300B的相关电性信息，例如充电电压、充电电流、电量、充放电次数、电池温度、以及这些特性的组合等。依据上述信息，控制模块114可调整充电电压及/或充电电流。再者，当本体111内的多个第二容纳槽112B存放多个电池300B时，控制模块114可获得各电池300B的电性信息，从而分别不同的针对电池300B进行管理。举例来说，控制模块114可依据各电池300B的剩余电量或事先预定的顺序对各电池300B进行充电。进一步讲，控制模块114可将电池300B的相关电性信息传送至中央控制系统400。
在步骤S13中，控制模块114可根据电池300B的相关电性信息判断该电池300B已充电完毕。控制模块114控制驱动模块130，以驱动电池更换机构120将电池300B从第二容纳槽112取出以及移入无人飞行器200的第一容纳槽210中。此过程实质上与图5A至图5I所示的过程相反，详情不加赘述，仅简略叙述差异如下。设置于多轴向滑台组件121上的承载件122移动至靠近第二容纳槽112其中一者处(例如，图5I中用以容纳电池300B的第二容纳槽)，使得承载件122的第二卡勾122a接触该第二容纳槽112的第一卡勾113。设置于承载件122上的取放装置123移动至靠近作为备用电池的电池300B处，使得第二卡勾122a松开第一卡勾113，且取放装置123的锁扣123a连接至备用电池(电池300B)。取放装置123在承载件122上移动，以将备用电池(电池300B)拖拽至承载件122上的固定位置。电池更换机构120至少部分的从电力站110移出。设置于多轴向滑台组件121上的承载件122移动至第一位置，使得承载件122的第二卡勾122a接触无人飞行器200的第一容纳槽210的第一卡勾220。设置于承载件122上的取放装置123移动至取放位置，使得取放装置123的锁扣123a将备用电池(电池300B)放置于无人飞行器200的第一容纳槽210内。承载件122的第二卡勾122a脱离第一容纳槽210的第一卡勾220，使得备用电池(电池300B)可被扣持于第一容纳槽210内。需说明的是，上述各步骤可同时或依序进行。
如此，电池更换系统100可完成对无人飞行器200的电池更换过程，亦即从无人飞行器200移除电池300A并重新装入电池300B。应察知，上述无人飞行器200的电池更换过程可重复循环进行。
在一些实施例中，环境装置116例如包括环境感测器、加热器与冷却器(未绘示)等用以检测或调节环境因素的元件。举例来说，借由环境感测器的环境装置116可用以感测本体111内的温、湿度以及外部环境的温、湿度，并据此驱动加热器或冷却器对本体111内的空间进行加温、降温或湿度调节，以使第二容纳槽112内的电池300B得以处在最佳操作温度的状态，而达到妥善保存电池300B的效果。
综上所述，本发明的实施例至少具有以下其中一个优点或功效，本发明实施例的电池更换机构、电池更换系统，其结构简单且可有效率且无损伤的进行电池更换或保养，借以改善无人飞行器的续航力，同时兼顾无人飞行器工作的持续性、机动性及操作便利性。本发明实施例的电池更换方法可使得无人飞行器从电力站取放电池，其中电池可借由第一卡勾被扣持于无人飞行器的第一容纳槽或/及电力站的第二容纳槽内。电池更换机构的第二卡勾用以释放第一卡勾，并配合取放装置的锁扣用以扣持电池，因此能以较简单的步骤完成电池取放更换作业。
再者，多轴向滑台组件提供了电池更换系统以简易机构进行旋转而完成电池的传送过程，并因此让电力站能以轻薄短小的体积即可完成电池更换的流程。设置在电力站之内的多个第二容纳槽与充电装置、控制模块电连接，进而取得位于第二容纳槽中电池的相关电性信息，以作为电池更换过程中选择备用电池的依据。此外，电池更换系统进一步地设置相关的环境装置，用以调整本体内的环境温、湿度，据以维持电池较佳的操作温度。同时，上述信息还能借由传送至中央控制系统，而让使用者能即时监控电池状态。
基于上述，借由设置于电力站的电池更换机构能迅速完成更换无人飞行器便电池的动作，进而提升无人飞行器的续航力，同时也兼顾其机动性与运作效率，而确保任务的执行。
惟以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求书及发明内容所作的简单的等效变化与修改，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要和发明名称仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本发明的权利范围。此外，本说明书或权利要求书中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定者为准。
附图标记说明：
100：电池更换系统
110：电力站
111：本体
111a：开口
112：第二容纳槽
112a：出入口
113：第一卡勾
114：控制模块
115：充电装置
116：环境装置
117：升降亭
120：电池更换机构
121：多轴向滑台组件
122：承载件
122a：第二卡勾
122b：轨道
122c：定位孔
123：取放装置
123a：锁扣
123b：活动凸柱
130：驱动模块
200：无人飞行器
210：第一容纳槽
211：出入口
220：第一卡勾
221：卡勾部
222：枢轴
223：抵接部
300A、300B：电池
400：中央控制系统
L1、L2：取放路径
T1：第一滑台
T11：滑块
T2：第二滑台
T3：第三滑台
T31：载杆
T4：旋转台
X1：第一轴向
X2：第二轴向
X3：第三轴向
X4：旋转轴向
X-Y-Z：直角坐标。

Claims (31)

1.一种电池更换机构，用以将电池取放于第一容纳槽，其特征在于，所述第一容纳槽设置有将所述电池扣持于所述第一容纳槽内的至少一第一卡勾，所述电池更换机构包括多轴向滑台组件、承载件以及取放装置，其中：
所述承载件可移动地设置于所述多轴向滑台组件上；以及
所述取放装置，可移动地设置于所述承载件上，
其中，所述承载件包括至少一第二卡勾，且所述取放装置包括至少一锁扣，所述至少一第二卡勾用以松开所述第一容纳槽的所述至少一第一卡勾，以使得所述电池可从所述第一容纳槽进出，且所述至少一锁扣用以连接所述电池且拖拽所述电池往返于所述承载件。
2.根据权利要求1所述的电池更换机构，其特征在于，所述多轴向滑台组件包括：
第一滑台，所述承载件设置于所述第一滑台上，且所述第一滑台用以使所述承载件沿第一轴向移动；
第二滑台，所述第一滑台组装于所述第二滑台上，所述第二滑台用以使所述第一滑台沿第二轴向移动；以及
第三滑台，所述第二滑台组装于所述第三滑台上，所述第三滑台用以使所述第二滑台及所述第一滑台沿第三轴向移动，其中所述第一轴向、所述第二轴向及所述第三轴向互相垂直。
3.根据权利要求2所述的电池更换机构，其特征在于，所述多轴向滑台组件还包括：
旋转台，其连接于所述第二滑台与所述第三滑台之间，且用以使所述第一滑台与所述第二滑台绕旋转轴向旋转，
其中，所述旋转轴向平行于所述第一轴向与所述第二轴向形成的平面。
4.根据权利要求1所述的电池更换机构，其特征在于，所述承载件上设置定位孔，且所述取放装置包括活动凸柱，当所述取放装置在所述承载件上移动至固定位置时，所述活动凸柱插设至所述定位孔中，从而固定所述取放装置与所述承载件的相对位置。
5.根据权利要求1所述的电池更换机构，其特征在于，所述承载件上设置至少一轨道，且所述承载件包括至少一滑块，所述至少一滑块穿插于所述至少一轨道中，且可沿着所述至少一轨道移动。
6.根据权利要求5所述的电池更换机构，其特征在于，所述取放装置是固定至所述承载件的所述至少一滑块上，且可沿着所述承载件的所述至少一轨道移动。
7.根据权利要求1所述的电池更换机构，其特征在于，所述至少一第一卡勾枢接于所述第一容纳槽，且所述第一卡勾包括卡勾部及抵接部，其中相较于所述抵接部，所述卡勾部较远离所述第一容纳槽。
8.根据权利要求7所述的电池更换机构，其特征在于，当所述至少一第二卡勾抵接所述抵接部时，所述卡勾部移离所述电池的取放路径，且当所述至少一第二卡勾脱离所述抵接部时，所述卡勾部移至所述电池的所述取放路径上。
9.根据权利要求8所述的电池更换机构，其特征在于，当所述取放装置在所述承载件上移动至取放位置时，所述至少一第二卡勾用以抵接所述抵接部，使得所述卡勾部松开所述电池，且所述至少一锁扣连接至所述电池。
10.根据权利要求9所述的电池更换机构，其特征在于，所述电池具有开槽，其对位于所述取放装置的所述至少一锁扣，且其中所述至少一锁扣旋转90度，以扣合至所述电池的所述开槽的边缘。
11.根据权利要求1所述的电池更换机构，其特征在于，所述第一容纳槽包括设置于无人飞行器上的座舱。
12.一种电池更换系统，用于无人飞行器，所述无人飞行器包括第一容纳槽与电池，其特征在于，所述电池更换系统包括电力站以及电池更换机构，其中：
所述无人飞行器停放于所述电力站上，所述电力站包括本体及至少一第二容纳槽，其中所述至少一第二容纳槽设置于所述本体内，且其中所述第一容纳槽及所述至少一第二容纳槽的每一者设置有至少一第一卡勾，以将所述电池扣持于所述第一容纳槽或所述至少一第二容纳槽内；以及
所述电池更换机构包括多轴向滑台组件、承载件以及取放装置，其中：
所述承载件可移动地设置于所述多轴向滑台组件上；以及
所述取放装置可移动地设置于所述承载件上，
其中，所述承载件包括至少一第二卡勾，且所述取放装置包括至少一锁扣，所述至少一第二卡勾用以松开所述第一容纳槽或所述第二容纳槽的所述至少一第一卡勾，以使得所述电池可从所述第一容纳槽或所述第二容纳槽进出，且所述至少一锁扣用以连接所述电池且拖拽所述电池往返于所述承载件。
13.根据权利要求12所述的电池更换系统，其特征在于，所述电池更换系统还包括驱动模块，所述驱动模块用以驱动所述电池更换机构进出所述电力站。
14.根据权利要求13所述的电池更换系统，其特征在于，所述多轴向滑台组件包括第一滑台、第二滑台、第三滑台与旋转台，所述驱动模块包括多个马达，分别用以驱动所述第一滑台、所述第二滑台、所述第三滑台、所述旋转台、所述承载件及所述取放装置移动。
15.根据权利要求13所述的电池更换系统，其特征在于，所述电力站还包括升降亭，所述本体的表面上设置开口，且所述升降亭设置于所述本体的所述开口处，且可相对于所述本体升降，以露出或封闭所述开口。
16.根据权利要求15所述的电池更换系统，其特征在于，所述电池更换机构可对位于所述开口设置，且当所述升降亭相对于所述本体升起时，所述驱动模块驱动所述电池更换机构从所述开口进出所述电力站。
17.根据权利要求12所述的电池更换系统，其特征在于，所述电力站还包括充电装置，所述充电装置与所述至少一第二容纳槽的每一者电连接，以对位于所述至少一第二容纳槽内的所述电池进行充电。
18.根据权利要求13所述的电池更换系统，其特征在于，所述电池更换系统还包括控制模块，所述控制模块与所述电力站、所述驱动模块及所述电池更换机构电连接。
19.根据权利要求18所述的电池更换系统，其特征在于，所述控制模块进一步与所述电力站内的所述至少一第二容纳槽的每一者电连接，以取得位于所述至少一第二容纳槽内的所述电池的电性信息。
20.根据权利要求19所述的电池更换系统，其特征在于，所述控制模块根据所述电性信息调整对所述电池充电的充电电压及/或充电电流。
21.根据权利要求19所述的电池更换系统，其特征在于，所述控制模块将所述电池的所述电性信息传送至中央控制系统。
22.一种电池更换方法，其特征在于，所述电池更换方法利用电池更换系统更换无人飞行器的电池，
其中所述无人飞行器包括第一容纳槽及置于所述第一容纳槽内的电池，
其中所述电池更换系统包括电力站及电池更换机构，所述电池更换机构包括多轴向滑台组件、承载件及取放装置，所述承载件包括至少一第二卡勾，且所述取放装置包括至少一锁扣，
其中所述电力站包含至少一第二容纳槽，且所述第一容纳槽及所述至少一第二容纳槽的每一者上设置有至少一第一卡勾，以将所述电池扣持于所述第一容纳槽或所述至少一第二容纳槽内，
其中，所述电池更换方法包括：
所述无人飞行器降落至所述电池更换系统的所述电力站上；
至少部分的所述电池更换机构从所述电力站移出；
设置于所述多轴向滑台组件上的所述承载件移动至第一位置，使得所述承载件的所述至少一第二卡勾接触所述第一容纳槽的所述至少一第一卡勾；
设置于所述承载件上的所述取放装置移动至取放位置；
在所述取放位置处，所述承载件的所述至少一第二卡勾松开所述第一容纳槽的所述至少一第一卡勾，且所述取放装置的所述至少一锁扣连接至所述电池；
所述取放装置在所述承载件上移动，以将所述电池拖拽至所述承载件上的固定位置；以及
所述承载件在所述多轴向滑台组件上移动至第二位置。
23.根据权利要求22所述的电池更换方法，
其特征在于，所述多轴向滑台组件包括组装在一起的第一滑台、第二滑台、第三滑台及旋转台，所述第一滑台、所述第二滑台及所述第三滑台分别用以沿着第一轴向、第二轴向及第三轴向移动，所述旋转台连接于所述第二滑台与所述第三滑台之间，且所述承载件设置于所述第一滑台上，
其中，在至少部分的所述电池更换机构从所述电力站移出之后，所述承载件移动至所述第一位置的步骤包含：所述旋转台使所述第一滑台及所述第二滑台沿旋转轴向顺时针旋转90度。
24.根据权利要求23所述的电池更换方法，其特征在于，在所述取放装置将所述电池拖拽至所述承载件上的所述固定位置之后，所述承载件移动至所述第二位置的步骤包含：所述旋转台使所述第一滑台及所述第二滑台沿绕所述旋转轴向逆时针旋转90度。
25.根据权利要求22所述的电池更换方法，其特征在于，所述承载件上设置定位孔，且所述取放装置包括活动凸柱，所述取放装置将所述电池拖拽至所述固定位置的步骤包含：所述活动凸柱插设至所述定位孔中，从而固定所述取放装置与所述承载件的相对位置。
26.根据权利要求22所述的电池更换方法，其特征在于，所述电池更换方法还包括：
所述电池更换机构移至所述电力站内；以及
所述电池更换机构将所述电池移至所述至少一第二容纳槽的其中一者内。
27.根据权利要求26所述的电池更换方法，其特征在于，所述电池更换系统还包括控制模块，所述控制模块与所述电力站及所述电池更换机构电连接，且所述电力站还包括充电装置，所述充电装置与所述至少一第二容纳槽电连接，其中所述电池更换方法还包含：
所述充电装置对位于所述至少一第二容纳槽内的所述电池充电；
所述控制模块调整对所述电池充电的充电电压及/或充电电流；以及
所述控制模块将所述电池的电性信息传送至中央控制系统。
28.根据权利要求22所述的电池更换方法，其特征在于，所述电池更换方法还包括：
设置于所述多轴向滑台组件上的所述承载件移动至靠近所述至少一第二容纳槽其中一者处，使得所述承载件的所述至少一第二卡勾接触所述至少一第二容纳槽其中一者处的所述至少一第一卡勾；
设置于所述承载件上的所述取放装置移动至靠近位于所述至少一第二容纳槽其中一者内的备用电池处，使得所述至少一第二卡勾松开所述至少一第一卡勾，且所述取放装置的所述至少一锁扣连接至所述备用电池；
所述取放装置在所述承载件上移动，以将所述备用电池拖拽至所述承载件上的所述固定位置；
将所述备用电池拖拽至所述承载件上的所述固定位置后，至少部分的所述电池更换机构从所述电力站移出，
设置于所述多轴向滑台组件上的所述承载件移动至所述第一位置，使得所述承载件的所述至少一第二卡勾接触所述第一容纳槽的所述至少一第一卡勾，
设置于所述承载件上的所述取放装置移动至所述取放位置，使得当所述承载件的所述至少一第二卡勾松开所述第一容纳槽的所述至少一第一卡勾时，所述取放装置的所述至少一锁扣将所述备用电池放置于所述第一容纳槽内；以及
所述承载件的所述至少一第二卡勾脱离所述第一容纳槽的所述至少一第一卡勾，使得所述备用电池被扣持于所述第一容纳槽内。
29.根据权利要求28所述的电池更换方法，其特征在于，所述多轴向滑台组件包括组装在一起的第一滑台、第二滑台、第三滑台及旋转台，所述第一滑台、所述第二滑台及所述第三滑台分别用以沿着第一轴向、第二轴向及第三轴向移动，所述旋转台连接于所述第二滑台与所述第三滑台之间，且所述承载件设置于所述第一滑台上，
其中，在将所述备用电池拖拽至所述承载件上的所述固定位置后，在至少部分的所述电池更换机构从所述电力站移出之后，所述承载件移动至所述第一位置的步骤包含：所述旋转台使所述第一滑台及所述第二滑台沿旋转轴向顺时针旋转90度。
30.根据权利要求28所述的电池更换方法，其特征在于，所述电池更换方法还包括：
所述电池更换机构移至所述电力站内。
31.根据权利要求28所述的电池更换方法，其特征在于，所述电池更换方法的各步骤循环进行。
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