CN115071993B - 无人机自动换电基站的夹持装置 - Google Patents

无人机自动换电基站的夹持装置 Download PDF

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Abstract

本申请涉及飞行棋地面设施的领域，尤其是涉及一种无人机自动换电基站的夹持装置，其包括机箱和设置在机箱内的停机坪，机箱内设有安装架，安装架设置在停机坪的底端，安装架上设有底板，底板上设有固定架，固定架上设有多块夹板，停机坪上开设有供夹板穿过的通孔，固定架上设有驱动多块夹板相互靠近或远离的驱动组件，夹板上开设有让位槽，夹板上设有垫块。驱动组件包括丝杠、多块传动板和第一导轨，第一导轨设置在固定架上，多块传动板设置在第一导轨的两端，丝杠设置在固定架上，丝杠与传动板螺纹连接，丝杠两端的螺纹旋向相反本申请具有提升无人机更换电池时的稳定性，方便更换无人机内的电池的效果。

Description

无人机自动换电基站的夹持装置
技术领域
本申请涉及飞行器地面设施的领域，尤其是涉及一种无人机自动换电基站的夹持装置。
背景技术
随着无人机技术的发展，无人机在很多的领域都有了广泛的应用，但是无人机的电池难以维持无人机进行长久的飞行。为了尽可能缩短无人机的充电时间，设计了一种电池能够更换的无人机以及搭配使用的换电基站，进行电池的更换。
无人机电量不足时，飞回换电基站在换电基站内自动进行电池的更换。但是电池更换时，机械手拉动电池从无人机中脱出时，无人机的稳定性较差，容易造成无人机的晃动，不方便进行电池的更换。
发明内容
为了提升无人机更换电池时的稳定性，方便更换无人机内的电池，本申请提供一种无人机自动换电基站的夹持装置。
本申请提供一种无人机自动换电基站的夹持装置，采用如下的技术方案：
一种无人机自动换电基站的夹持装置，包括机箱和设置在机箱内的停机坪，所述机箱内设有安装架，所述安装架设置在所述停机坪的底端，所述安装架上设有底板，所述底板上设有固定架，所述固定架上设有多块夹板，所述停机坪上开设有供所述夹板穿过的通孔，所述固定架上设有驱动多块所述夹板相互靠近或远离的驱动组件，所述夹板上开设有让位槽，所述夹板上设有垫块。
通过采用上述技术方案，无人机需要更换电池时，驱动组件带动夹板相互靠近，夹板上的垫块将无人机夹紧，阻挡无人机在机械臂的带动下晃动或在停机坪上滑动，提升无人机在更换电池时的稳定性，方便更换无人机内的电池。
在一个具体的可实施方案中，所述驱动组件包括丝杠、多块传动板和第一导轨，所述第一导轨设置在所述固定架上，多块所述传动板设置在所述第一导轨的两端，所述丝杠设置在所述固定架上，所述丝杠与所述传动板螺纹连接，所述丝杠两端的螺纹旋向相反，所述固定架的底面上设有第一驱动电机。
通过采用上述技术方案，第一驱动电机运转带动丝杠转动，丝杠带动传动板相互靠近或远离，进而带动夹板相互靠近或远离，进行对无人机进行自动夹持和放开。
在一个具体的可实施方案中，所述夹板的顶端开设有安装腔，所述安装腔内设有第二导轨，所述第二导轨上设有滑移块，所述滑移块上设有拨爪，所述夹板的底端设有第二驱动电机。
通过采用上述技术方案，当无人机上的电池需要拨动开关才能从无人机中脱出时，第二驱动电机运转带动滑移块在第二导轨上滑动，进而带动拨爪拨动无人机上的开关，代替人工拨动开关的过程，提升无人机更换电池的效率。
在一个具体的可实施方案中，所述固定架的底面上设有直线模组，所述直线模组的滑块上设有支撑杆，所述支撑杆的顶端设有抵接块，所述停机坪上开设有供所述支撑杆穿过的连接孔。
通过采用上述技术方案，直线模组带动支撑杆和抵接块向无人机的机头靠近，方便对无人机的机头进行限位，进一步提升无人机在停机坪上的稳定性，更方便无人机电池的更换。
在一个具体的可实施方案中，所述停机坪包括主板和定位板，所述主板上开设有让位孔，所述定位板设置在所述让位孔内，所述通孔设置在所述定位板上，所述主板的底端设有用于带动所述定位板转动的转向组件，所述机箱的内底面上设有带动所述底板转动的驱动件。
通过采用上述技术方案，可以在机箱内的不同位置设置机械臂用于电池的更换，无人机降落在定位板上后，根据需要通过转向组件带动无人机转动，方便机械臂进行电池的更换。同时驱动件带动底板转动，使得夹紧组件能够随着无人机的转动而转动，保持无人机的稳定。
在一个具体的可实施方案中，所述转向组件包括从动齿圈和传动轮，所述从动齿圈设置在所述定位板的底面上，所述主板的底面上设有第三驱动电机，所述传动轮设置在第三驱动电机的输出轴上，所述传动轮与所述从动齿圈啮合。
通过采用上述技术方案，第三驱动电机运转带动传动轮转动，传动轮转动带动从动齿圈转动，进而带动定位板在主板内转动，方便对无人机进行自动转向。
在一个具体的可实施方案中，所述让位孔的内壁上开设有连接槽，所述定位板的侧壁上设有安装槽，所述连接槽与所述安装槽连通，所述连接槽内设有多个滚子。
通过采用上述技术方案，滚子将定位板与主板之间的滑动摩擦转化为滚动摩擦，减小定位板在主板内转动时受到的摩擦力，使得定位板转动更加流畅。
在一个具体的可实施方案中，所述安装架上设有多个安装孔，每个所述安装孔内均设有滚珠，所述底板设置在所述滚珠上。
通过采用上述技术方案，滚珠减小底板与安装架之间的摩擦，减少底板多次转动后的磨损，延长底板的使用寿命。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1. 无人机需要更换电池时，驱动组件带动夹板相互靠近，夹板上的垫块将无人机夹紧，阻挡无人机在机械臂的带动下晃动或在停机坪上滑动，提升无人机在更换电池时的稳定性，方便更换无人机内的电池；
2.设置支撑杆和抵接块，对无人机的机头进行限位，进一步提升无人机在停机坪上的稳定性，更方便对无人机的电池进行更换。
附图说明
图1是实施例1的整体结构示意图。
图2是体现机箱内部结构的示意图。
图3是驱动组件的结构示意图。
图4是实施例1中停机坪的结构示意图。
图5是体现夹板结构的示意图。
图6是实施例2中停机坪的结构示意图。
图7是图6中A处的局部放大示意图。
图8是实施例2中机箱内部的结构示意图。
图9是实施例2中驱动件位置的示意图。
图10是图8中B处的局部放大示意图。
附图标记说明：1、机箱；2、停机坪；21、主板；22、定位板；23、基板；24、调整板；25、中心板；26、支撑板；27、安装块；28、顶升气缸；3、安装架；4、底板；5、固定架；6、驱动组件；61、丝杠；62、传动板；63、第一导轨；64、第一驱动电机；7、夹板；8、垫块；9、安装腔；10、第二导轨；11、滑块；12、拨爪；13、第二驱动电机；14、让位槽；15、连通孔；17、连接孔；18、通孔；19、转向组件；191、从动齿圈；192、传动轮；193、第三驱动电机；20、连接槽；30、安装槽；31、滚子；32、安装孔；33、滚珠；34、直线模组；35、支撑杆；36、抵接块；37、换向组件；371、驱动轮；372、从动齿；38、连接架；381、固定板；382、导向杆；39、抬升气缸；40、第四驱动电机；41、连接板；42、固定孔；43、支撑球；44、滑槽；45、第一容纳孔；46、第二容纳孔；47、驱动件。
实施方式
以下结合附图1-10对本申请作进一步详细说明。
实施例1：
参照图1和图2，无人机自动换电基站的夹持装置包括机箱1和设置在机箱1内的停机坪2，机箱1内设有升降装置带动停机坪2上下升降。无人机飞回机箱1内时，停机坪2上升至机箱1顶端对接无人机，无人机完成降落后，停机坪2带动无人机下降，在机箱1内进行电池的更换。更换电池时，由机械手拉动无人机上的电池，将电池从无人机中扯出，进行电池的更换。
参照图3和图4，机箱1内壁上固定有安装架3，安装架3设置在机箱1的底端。当停机坪2降下后，安装架3依旧保持在停机坪2的下方。安装架3上设有底板4，底板4上固定有固定架5，固定架5上设有驱动组件6，驱动组件6的顶端设有两块相对设置的夹板7，两块夹板7相对的面上固定有垫块8，驱动组件6能够带动两块夹板7相互靠近或远离，停机坪2上开设有供夹板7穿设的通孔18。当无人机落在停机坪2上并下降至机箱1内后，夹板7从通孔18中穿过，使得无人机在两块夹板7之间，驱动组件6运转使得两块夹板7相互靠近，使得垫块8侧壁与无人机的侧壁贴合，将无人机夹持，阻挡无人机在更换电池过程中的晃动，提升无人机更换电池过程中的稳定性。
参照图3，每块夹板7上均开设有让位槽14，无人机的支撑腿能够从让位槽14中穿过，同时让位槽14能够阻挡无人机在更换电池过程中随机械臂滑动，进一步提升无人机更换电池过程中的稳定性。
参照图3，驱动组件6包括丝杠61、两块传动板62和第一导轨63，第一导轨63固定在固定架5上，第一导轨63的长度方向与夹板7的移动方向平行，两块传动板62间隔设置在第一导轨63长度方向的两端，并能够沿第一导轨63滑动，夹板7固定在传动板62上。丝杠61设置在固定架5上，丝杠61长度方向两端均与传动板62螺纹连接，丝杠61两端的螺纹旋向相反。固定架5的底面上固定有第一驱动电机64，第一驱动单机的输出轴通过同步带和同步轮与丝杠61连接。第一驱动电机64运转，带动丝杠61转动，进而带动传动板62相互靠近或远离，进而带动夹板7相互靠近或远离，对无人机进行夹持和放开。
参照图5，夹板7上开设有安装腔9，安装腔9的顶端贯穿夹板7，夹板7的顶端开设有连通孔1815。安装腔9内设有第二导轨10，第二导轨10上设有滑移块，滑移块从安装腔9中穿出，延伸至两块夹板7相互背离一侧，再向连通孔1815延伸。滑移块靠近连通孔1815的一端一体成型有拨爪12。夹板7的底端固定有第二驱动电机13，第二驱动电机13通过同步带和同步轮与滑移块连接。第二驱动电机13运转，带动滑移块沿第二导轨10滑动，进而带动拨爪12水平滑动。在一些设计较为完善的无人机上，会设置多个开关对无人机与电池的连接进行控制，拆卸无人机的电池前，需要先将无人机上的开关打开，才能进行无人机电池的更换。通过设置拨爪12，利用拨爪12的拨动效果，在更换无人机的电池前将无人机上的开关打开，进一步提升更换电池的自动化程度，同时使得换电基站能够适应更多不同型号的无人机进行电池更换。
参照图3和图4，固定架5上固定有直线模组34，直线模组34的滑块11上固定有支撑杆35，支撑杆35的顶端固定有抵接块36。停机坪2上开设于供支撑杆35穿插的连接孔17。支撑杆35设置在无人机机头一侧，直线模组34带动支撑杆35向无人机靠近时，抵接块36与无人机的侧壁相贴合，对无人机的机头进行限位，进一步提升无人机更换电池的过程中机头的稳定性。
本申请实施例1的实施原理为：无人机需要更换电池时，自动降落在停机坪2上，停机坪2降下的过程中，夹板7从通孔18中穿出，支撑杆35从连接孔17中穿出，第一驱动电机64运转带动夹板7将无人机夹持，直线模组34带动支撑杆35向无人机靠近，对无人机进行多角度的限位，提升无人机在停机坪2上的稳定性。当无人机的电池与无人机之间存在开关，需要优先打开开关时，在夹板7将无人机夹持后，第二驱动电机13运转带动拨爪12移动，将无人机上的开关打开，方便继续进行电池的更换。
实施例2：
参照图6和图7，实施例2与实施例1的区别在于：停机坪2包括主板21和定位板22，主板21上开设有让位孔，定位板22设置在让位孔内，通孔18和连接孔17均设置在定位板22上。让位孔的内壁上开设有环形的连接槽20，定位板22的侧壁上开设有环形的安装槽30，安装槽30与连接槽20连通，连接槽20内设有多个滚子31，本实施例中，滚子31具体为钢珠。通过滚子31将主板21和定位板22连接，并依靠滚子31的滚动使得定位板22能够在主板21内转动，并减小定位板22转动过程中受到的摩擦阻力。
参照图8和图9，主板21的底面上设有用于带动定位板22转动的转向组件19，机箱1的内底面上设有带动底板4转动的驱动件47，本实施例中，驱动件47具体为电机，电机的输出轴固定在底板4的底面上。无人机降落在定位板22上后，转向组件19带动定位板22转动，同时电机运转带动底板4转动，使得底板4与定位板22同步转动，方便无人机在机箱1内的转动，方便在机箱1内配置更多的机械手进行电池的更换。或当无人机出现降落朝向相反时，可以依靠定位板22和底板4的同步转动对无人机的朝向进行调节，省去无人机飞出后重新降落在定位板22上的过程，提升无人机电池的更换效率。
参照图6和图7，转向组件19包括从动齿圈191和传动轮192，从动齿圈191固定在定位板22的底面上，主板21的底面上固定有第三驱动电机193，传动轮192同轴固定在第三驱动电机193的输出轴上，传动轮192与从动齿圈191啮合。第三驱动电机193运转带动传动轮192转动，传动轮192与从动齿圈191传动，进而带动定位板22转动，实现对无人机朝向的调节。
参照图8和图10，安装架3的顶面上开设有多个安装孔32，每个安装孔32内均设有滚珠33，底板4设置在滚珠33上。电机带动底板4在安装架3上转动时，滚珠33减小底板4与安装架3之间的摩擦，使得底板4转动更加流畅。
本申请实施例2的实施原理为：在机箱1内设置多组机械臂，对无人机进行电池的更换，方便无人机长时间连续多次飞行，节省无人机等待充电的过程，提升无人机的电池更换效率。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种无人机自动换电基站的夹持装置，包括机箱(1)和设置在机箱(1)内的停机坪(2)，其特征在于：所述机箱(1)内设有安装架(3)，所述安装架(3)设置在所述停机坪(2)的底端，所述安装架(3)上设有底板(4)，所述底板(4)上设有固定架(5)，所述固定架(5)上设有多块夹板(7)，所述停机坪(2)上开设有供所述夹板(7)穿过的通孔(18)，所述固定架(5)上设有驱动多块所述夹板(7)相互靠近或远离的驱动组件(6)，所述夹板(7)上开设有让位槽(14)，所述夹板(7)上设有垫块(8)，所述停机坪(2)包括主板(21)和定位板(22)，所述主板(21)上开设有让位孔(29)，所述定位板(22)设置在所述让位孔(29)内，所述通孔(18)设置在所述定位板(22)上，所述主板(21)的底端设有用于带动所述定位板(22)转动的转向组件(19)，所述机箱(1)的内底面上设有带动所述底板(4)转动的驱动件(47)，所述转向组件(19)包括从动齿圈(191)和传动轮(192)，所述从动齿圈(191)设置在所述定位板(22)的底面上，所述主板(21)的底面上设有第三驱动电机(193)，所述传动轮(192)设置在第三驱动电机(193)的输出轴上，所述传动轮(192)与所述从动齿圈(191)啮合，所述让位孔(29)的内壁上开设有连接槽(20)，所述定位板(22)的侧壁上设有安装槽(30)，所述连接槽(20)与所述安装槽(30)连通，所述连接槽(20)内设有多个滚子(31)，所述安装架(3)上设有多个安装孔(32)，每个所述安装孔(32)内均设有滚珠(33)，所述底板(4)设置在所述滚珠(33)上。
2.根据权利要求1所述的无人机自动换电基站的夹持装置，其特征在于：所述驱动组件(6)包括丝杠(61)、多块传动板(62)和第一导轨(63)，所述第一导轨(63)设置在所述固定架(5)上，多块所述传动板(62)设置在所述第一导轨(63)的两端，所述丝杠(61)设置在所述固定架(5)上，所述丝杠(61)与所述传动板(62)螺纹连接，所述丝杠(61)两端的螺纹旋向相反，所述固定架(5)的底面上设有第一驱动电机(64)。
3.根据权利要求1所述的无人机自动换电基站的夹持装置，其特征在于：所述夹板(7)的顶端开设有安装腔(9)，所述安装腔(9)内设有第二导轨(10)，所述第二导轨(10)上设有滑移块，所述滑移块上设有拨爪(12)，所述夹板(7)的底端设有第二驱动电机(13)。
4.根据权利要求1所述的无人机自动换电基站的夹持装置，其特征在于：所述固定架(5)的底面上设有直线模组(34)，所述直线模组(34)的滑块(11)上设有支撑杆(35)，所述支撑杆(35)的顶端设有抵接块(36)，所述停机坪(2)上开设有供所述支撑杆(35)穿过的连接孔(17)。
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Pledgee: Suzhou high tech Industrial Development Zone sub branch of Bank of Communications Co.,Ltd.

Pledgor: JIANGSU YANGMING INTERCONNECT INTELLIGENT SYSTEM Co.,Ltd.

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