CN114290949A - 用于无人机的换电中转系统 - Google Patents

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凌正刚
胥健
王云飞
桂仲成
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Abstract

本发明公开了用于无人机的换电中转系统，包括底板，设于底板一侧的放置架，安装在放置架顶部一侧的机械臂，设于放置架顶部另一侧的充电柜，所述放置架顶部另一侧设有停机坪，所述停机坪的内部分别设有定位模块和红外感应器；在本发明中，巧妙地设有机械臂、机械抓手、补给室、放置格和蓄电池，当无人机经停在停机坪上时使，机械臂可通过机械抓手对无人机的电池进行卸下，并将放置格中的蓄电池抓取出来安装在无人机上，以此实现对无人机进行快速更换电池，并及时补充能源，从而大大提升无人机的工作半径和续航时间，并提高无人机的工作效率。

Description

用于无人机的换电中转系统
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，具体为用于无人机的换电中转系统。
背景技术
无人机，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，机上无驾驶舱，但安装有自动驾驶仪、程序控制装置等设备，随着无人机技术的大力发展，其应用领域越来越广泛，但是其在使用时依然存在诸多不便，如无人机在工作时，大多都是依靠自身携带的能源(如电池或油料)进行续航工作，而受限无人的载重，其携带的能源往往都不会大多，且还需预留足够的能源供其返航，因此大大限制了无人机的续航时间和工作半径，且在无人机能源耗尽后，进行补充能源时，需要耗费较长时间，从而影响无人机的工作效率。
为此，本申请为了提升无人机工作时的续航时间和工作半径，特提出用于无人机的换电中转系统。
发明内容
本发明的目的在于提供用于无人机的换电中转系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
用于无人机的换电中转系统，包括底板，设于底板一侧的放置架，安装在放置架顶部一侧的机械臂，设于放置架顶部另一侧的充电柜，所述放置架顶部另一侧设有停机坪，所述停机坪的内部分别设有定位模块和红外感应器；
所述机械臂的底部通过基座与放置架固定连接，且所述机械臂包括旋转基台，一端轴接在旋转基台的第一拐臂，一端轴接在第一拐臂远离旋转基台一端上的第二拐臂，安装在第二拐臂远离第一拐臂一端端部机械抓手，所述第二拐臂与第一拐臂轴接处还安装有用于驱动第二拐臂进行动作的第二驱动装置，所述第一拐臂与旋转基台轴接处还安装有驱动第一拐臂进行动作的第一驱动装置，所述机械抓手上设有激光雷达和位置传感器，所述旋转基台的内部还设有信号接收器；
所述充电柜的内部自上而下依次设有补给室和电气室，所述电气室的内部分别设有工控机、主板和信号发送器，所述定位模块、红外感应器、激光雷达、位置传感器、信号接收器和信号发送器与主工控机连接，所述工控机与主板连接，所述信号接收器和信号发送器相连接。
进一步地，所述所述补给室的内部设有若干个放置格，任一所述放置格包括位于其内的蓄电池，设置在放置格内部两侧、用于引导蓄电池进行上下滑动的导轨，以及安装在放置格底部、用于对蓄电池进行供电的充电模块。
进一步地，若干个所述放置格呈矩形阵列状分布，所述充电模块与工控机相连接，所述蓄电池与导轨滑动配合。
更进一步地，所述补给室的底部还连接有油料桶。
综上所述，本发明的有益效果如下：
(1)在本发明中，巧妙地设有机械臂、机械抓手、补给室、放置格和蓄电池，当无人机经停在停机坪上时使，机械臂可通过机械抓手对无人机的电池进行卸下，并将放置格中的蓄电池抓取出来安装在无人机上，以此实现对无人机进行快速更换电池，并及时补充能源，从而大大提升无人机的工作半径和续航时间，并提高无人机的工作效率。
(2)在本发明中，通过定位传感器和红外感应器，可使无人机精准的停放在停机坪上，以使后续机械臂对无人机进行换电(补充能源)时更为方便。
(3)在本发明中，机械抓手上设有激光雷达和位置传感器，可在抓取蓄安装蓄电池时更为准确，保证对无人机进行换电时更为快速。
(4)在本发明中，通过放置格和导轨，可使机械臂将拆卸下来的蓄电池进行放置时更为方便，且充电模块的设置也能保证时刻对蓄电池进行充电，使无人机可随时进行换电中转。
(5)在本发明整体结构简单，可对各类型无人机进行中转换电，保证了无人机的续航时间和工作效率，在无人机技术领域具有很高的推广价值和实用价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，对于本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的结构示意图(一)；
图2为本发明的结构示意图(二)；
图3为本发明的机械臂的结构示意图；
图4为本发明的充电柜的结构示意图(一)；
图5为本发明的充电柜的结构示意图(二)；
图6为本发明的结构示意图(带无人机)。
上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：
1、底板；2、放置架；3、机械臂；4、充电柜；40、补给室；400、放置格；401、蓄电池；41、电气室；410、工控机；10、停机坪；30、旋转基台；31、第一拐臂；310、第一驱动装置；32、第二拐臂；320、第二驱动装置；33、机械抓手。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更为清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例
如图1至图6所示，本实施例提供用于无人机的换电中转系统。需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，另外，本实施例中提及的定位模块、红外感应器、激光雷达、位置传感器、信号接收器、信号发送器、工控机、主板、机械抓手和充电模块等属于现有成熟部件，在此就不再赘述其内部结构。
具体来说，该用于无人机的换电中转系统，包括底板1，设于底板1一侧的放置架2，安装在放置架2顶部一侧的机械臂3，设于放置架2顶部另一侧的充电柜4，底板1的另一侧设有停机坪10，停机坪10的内部分别设有定位模块和红外感应器，定位模块和红外感应器可对无人机进行精准定位，确保无人机停放到位，便于机械臂对无人机进行中转换电；机械臂3的底部通过基座与放置架2固定连接，且机械臂3包括旋转基台30，一端轴接在旋转基台30的第一拐臂31，一端轴接在第一拐臂31远离旋转基台30一端上的第二拐臂32，安装在第二拐臂32远离第一拐臂31一端端部机械抓手33，第二拐臂32与第一拐臂31轴接处还安装有用于驱动第二拐臂32进行动作的第二驱动装置320，第一拐臂31与旋转基台30轴接处还安装有驱动第一拐臂31进行动作的第一驱动装置310，机械抓手33上设有激光雷达和位置传感器，旋转基台30的内部还设有信号接收器，以此可使机械臂3动作更为灵活，使其抓取蓄电池401时更为快速，且激光雷达和位置传感器可使机械抓手33抓取蓄电池时更为准确；充电柜4的内部自上而下依次设有补给室40和电气室41，电气室41的内部分别设有工控机410、主板和信号发送器，定位模块、红外感应器、激光雷达、位置传感器、信号接收器和信号发送器与工控机410连接，工控机410与主板连接，信号接收器和信号发送器相连接，当红外感应器向主板反馈无人机停放信息后，主板可通过工控机发出工作信号，而工控机工作后可通过信号发送器和信号接收器向机械臂发出工作信号，以使机械臂接收到信号后进行工作，并通过机械抓手对蓄电池进行抓取，并通过激光雷达和位置传感器保证抓取准确的。
本实施例中，补给室40的内部设有若干个放置格400，任一放置格400包括位于其内的蓄电池401，设置在放置格内部两侧、用于引导蓄电池进行上下滑动的导轨，以及安装在放置格底部、用于对蓄电池进行供电的充电模块，若干个放置格400呈矩形阵列状分布，充电模块与工控机相连接，蓄电池与导轨滑动配合，以此可使蓄电池401放入至放置格400中后，充电模块可对蓄电池401进行充电，以保证无人机可随时进行中转换电。
本实施例中，补给室40的底部还连接有油料桶。
下面简要说明本装置的工作原理：
首先，当无人机通过定位模块停放在停机坪10上后，红外感应器感应到无人机可向主板和工控机410进行信息反馈，以使主板通过工控机410发出工作信号，而工控机410工作后可通过信号发送器和信号接收器向机械臂3发出工作信号，以使机械臂3在接收到信号后，启动第一驱动装置310和第二驱动装置320进行工作，以带动第一拐臂31和第二拐臂32翻转后通过机械抓手33对无人机上的电池进行卸下，并将放置格400中的蓄电池401抓取出来安装在无人机上，以此实现对无人机进行中转换电，然后换电结束后，机械臂3可将无人机的电池放入放置格400中进行充电，以保证中转系统能持续对无人机进行换电。
上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.用于无人机的换电中转系统，其特征在于，包括底板(1)，设于底板(1)一侧的放置架(2)，安装在放置架(2)顶部一侧的机械臂(3)，设于放置架(2)顶部另一侧的充电柜(4)，所述底板(1)另一侧设有停机坪(10)，所述停机坪(10)的内部分别设有定位模块和红外感应器；
所述机械臂(3)的底部通过基座与放置架(2)固定连接，且所述机械臂(3)包括旋转基台(30)，一端轴接在旋转基台(30)的第一拐臂(31)，一端轴接在第一拐臂(31)远离旋转基台(30)一端上的第二拐臂(32)，安装在第二拐臂(32)远离第一拐臂(31)一端端部机械抓手(33)，所述第二拐臂(32)与第一拐臂(31)轴接处还安装有用于驱动第二拐臂(32)进行动作的第二驱动装置(320)，所述第一拐臂(31)与旋转基台(30)轴接处还安装有驱动第一拐臂(31)进行动作的第一驱动装置(310)，所述机械抓手(33)上设有激光雷达和位置传感器，所述旋转基台(30)的内部还设有信号接收器；
所述充电柜(4)的内部自上而下依次设有补给室(40)和电气室(41)，所述电气室(41)的内部分别设有工控机(410)、主板和信号发送器，所述定位模块、红外感应器、激光雷达、位置传感器、信号接收器和信号发送器与主工控机连接，所述工控机与主板连接，所述信号接收器和信号发送器相连接。
2.根据权利要求1所述的用于无人机的换电中转系统，其特征在于，所述所述补给室(40)的内部设有若干个放置格(400)，任一所述放置格(400)包括位于其内的蓄电池(401)，设置在放置格(400)内部两侧、用于引导蓄电池(401)进行上下滑动的导轨，以及安装在放置格(400)底部、用于对蓄电池进行供电的充电模块。
3.根据权利要求2所述的用于无人机的换电中转系统，其特征在于，若干个所述放置格呈矩形阵列状分布，所述充电模块与工控机相连接，所述蓄电池与导轨滑动配合。
4.根据权利要求1所述的用于无人机的换电中转系统，其特征在于，所述补给室(40)的底部还连接有油料桶。
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