CN115285074A - 一种无人机电池自动更换系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人机电池自动更换系统,包括平台与无人机,所述无人机的底部中心处设有电池盒,所述电池盒的两侧分别设有一个支撑腿,所述电池盒的底部中心处设有电池槽,所述电池槽的两侧内壁底部均设有通槽,所述通槽的另一端贯穿至所述电池盒的外表面,所述电池盒的外表面且位于所述通槽的上方设有触碰开关,所述电池槽内顶部设有电池,所述电池的底部中心处设有吸附件,所述通槽内设有与所述电池相配合的夹持机构,所述平台的顶部中部设有两个对称设置的降落槽,所述降落槽内部设有第一电磁铁。有益效果:通过夹持机构的设计,从而可以将电池夹持在电池槽内,进而提高电池在电池盒内的稳定性,防止电池盒内的电池掉落。
Description
技术领域
本发明涉及无人机换电技术领域,具体来说,涉及一种无人机电池自动更换系统。
背景技术
随着无人机技术的快速发展及不断完善,越来越多的小型无人机被用在航拍、监测、电力巡线等民用领域,大大方便了人们的生活,由于现阶段电池技术还有待增强,无人机的持续工作时间一直受到限制,目前常用的无人机持续工作时间一般在30分钟左右,因此必须频繁地更换电池。
现有的无人机或飞行器存在充电或更换电池不便,需要手动进行,效率较低,并且会浪费大量的工作时间。
针对相关技术中的问题,目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题,本发明提出一种无人机电池自动更换系统,以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
为此,本发明采用的具体技术方案如下:
一种无人机电池自动更换系统,包括平台与无人机,所述无人机的底部中心处设有电池盒,所述电池盒的两侧分别设有一个支撑腿,所述电池盒的底部中心处设有电池槽,所述电池槽的两侧内壁底部均设有通槽,所述通槽的另一端贯穿至所述电池盒的外表面,所述电池盒的外表面且位于所述通槽的上方设有触碰开关,所述电池槽内顶部设有电池,所述电池的底部中心处设有吸附件,所述通槽内设有与所述电池相配合的夹持机构,所述平台的顶部中部设有两个对称设置的降落槽,所述降落槽内部设有第一电磁铁,所述支撑腿位于所述降落槽内与所述第一电磁铁吸附在一起,所述平台的顶部中心处设有两个对称设置的套筒架,两个所述套筒架之间活动连接有移动架,所述移动架的顶部中心处设有进出孔,所述移动架的顶部两侧分别设有一个吸附架,两个所述吸附架相对一侧的顶部均设有第二电磁铁,所述平台的顶部且位于两个所述套筒架之间开设有运转槽,所述运转槽内部设有电动伸缩杆与调节充电机构,所述电动伸缩杆的顶部输出端设有承载盘,所述承载盘的顶部中心处设有竖杆,所述竖杆的顶部设有与所述吸附件相配合的第三电磁铁。
作为优选,所述夹持机构包括位于所述通槽内部的固定架,所述固定架的外表面依次设有安装座、固定块以及摆动架,所述安装座上活动连接有活动杆,所述活动杆的另一端设有连接杆二,所述连接杆二的另一端与所述摆动架的中部活动连接,所述摆动架的另一端设有挤压板,所述挤压板的另一端贯穿至所述电池槽内与所述电池的底部挤压在一起。
作为优选,所述活动杆的中部活动连接有连接杆一,所述连接杆一的另一端与移动杆活动连接,所述移动杆套设在所述固定块内,所述移动杆的外表面设有固定座与弹簧,所述固定座固定在所述移动杆的外表面,所述弹簧位于所述固定座与所述固定块之间,且所述弹簧的两端与所述固定座与所述固定块两者的外表面连接固定,所述移动杆远离所述固定块一侧设有吸附板,所述吸附板的另一侧中心处设有触碰杆。
作为优选,所述调节充电机构包括位于所述运转槽的支撑架与电机,所述电机的顶部输出端设有小齿轮,所述支撑架的中部套设有转轴,所述转轴的底端设有与所述小齿轮相配合的大齿轮,所述转轴的顶端设有旋转盘,所述旋转盘外表面上且沿着所述旋转盘的圆周方向均匀设有若干个充电槽,所述充电槽内底部设有限位座,所述限位座的顶部设有挤压开关,所述充电槽内中部设有充电端口,所述限位座内放置有所述电池,所述电池与所述充电端连接,所述电池的底部与所述挤压开关挤压在一起。
作为优选,所述承载盘与所述进出孔两者均为圆形结构,所述第三电磁铁与所述进出孔相适配,所述承载盘的半径大于所述进出孔的半径。
作为优选,所述限位座为圆环形结构,所述承载盘与所述限位座的内径相适配。
作为优选,所述通槽为T型结构,所述套筒架内部设有与所述移动架的底部相配合的限位块。
作为优选,若干个所述充电槽内间隔设置有若干个所述电池,所述弹簧为拉伸弹簧,所述弹簧的两端均设有弹簧垫圈。
本发明的有益效果为:通过夹持机构的设计,从而可以将电池夹持在电池槽内,进而提高电池在电池盒内的稳定性,防止电池盒内的电池掉落;
通过套筒架与移动架的设计,从而可在电动伸缩杆带动承载盘、竖杆、第三电磁铁三者上升时,通过承载盘带动移动架同步上升,使得竖杆带到带着第三电磁铁与电池槽内的电池接触时,移动架顶部的吸附架刚好与通槽相匹配,这样,使得吸附架上的第二电磁铁在吸引吸附板解除挤压板对电池的限制时,第三电磁铁刚好可以与电池底部的吸附件向配合,进而使得第三电磁铁可以带动电池移动;
通过支撑架与第一电磁铁的设计,从而可以将无人机牢牢的磁吸在平台上,确保换电过程中,无人机处于一个稳定的状态。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,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的附图。
图1是根据本发明实施例的一种无人机电池自动更换系统的总结构示意图;
图2是根据本发明实施例的一种无人机电池自动更换系统的无人机结构示意图;
图3是根据本发明实施例的一种无人机电池自动更换系统的电池盒局部内部结构示意图;
图4是根据本发明实施例的一种无人机电池自动更换系统的夹持机构结构示意图;
图5是根据本发明实施例的一种无人机电池自动更换系统的套筒架与移动架连接结构示意图;
图6是根据本发明实施例的一种无人机电池自动更换系统的运转槽内部结构示意图;
图7是根据本发明实施例的一种无人机电池自动更换系统的充电槽内部结构示意图。
图中:
1、无人机;2、平台;3、支撑腿;4、电池盒;5、触碰开关;6、电池槽;7、电池;8、吸附件;9、通槽;10、固定架;11、安装座;12、固定块;13、摆动架;14、活动杆;15、连接杆一;16、连接杆二;17、挤压板;18、移动杆;19、固定座;20、弹簧;21、吸附板;22、触碰杆;23、降落槽;24、第一电磁铁;25、套筒架;26、限位块;27、移动架;28、进出孔;29、吸附架;30、第二电磁铁;31、电动伸缩杆;32、支撑架;33、承载盘;34、竖杆;35、第三电磁铁;36、转轴;37、大齿轮;38、小齿轮;39、电机;40、旋转盘;41、充电槽;42、限位座;43、挤压开关。
具体实施方式
为进一步说明各实施例,本发明提供有附图,这些附图为本发明揭露内容的一部分,其主要用以说明实施例,并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理,配合参考这些内容,本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点,图中的组件并未按比例绘制,而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
根据本发明的实施例,提供了一种无人机电池自动更换系统。
实施例一,如图1- 7所示,根据本发明实施例的一种无人机电池自动更换系统,包括平台2与无人机1,所述无人机1的底部中心处设有电池盒4,所述电池盒4的两侧分别设有一个支撑腿3,所述电池盒4的底部中心处设有电池槽6,所述电池槽6的两侧内壁底部均设有通槽9,所述通槽9的另一端贯穿至所述电池盒4的外表面,所述电池盒4的外表面且位于所述通槽9的上方设有触碰开关5,所述电池槽6内顶部设有电池7,所述电池7的底部中心处设有吸附件8,所述通槽9内设有与所述电池7相配合的夹持机构,所述平台2的顶部中部设有两个对称设置的降落槽23,所述降落槽23内部设有第一电磁铁24,所述支撑腿3位于所述降落槽23内与所述第一电磁铁24吸附在一起,所述平台2的顶部中心处设有两个对称设置的套筒架25,两个所述套筒架25之间活动连接有移动架27,所述移动架27的顶部中心处设有进出孔28,所述移动架27的顶部两侧分别设有一个吸附架29,两个所述吸附架29相对一侧的顶部均设有第二电磁铁30,所述平台2的顶部且位于两个所述套筒架25之间开设有运转槽,所述运转槽内部设有电动伸缩杆31与调节充电机构,所述电动伸缩杆31的顶部输出端设有承载盘33,所述承载盘33的顶部中心处设有竖杆34,所述竖杆34的顶部设有与所述吸附件8相配合的第三电磁铁35。
实施例二,如图1- 7所示,根据本发明实施例的一种无人机电池自动更换系统,包括平台2与无人机1,所述无人机1的底部中心处设有电池盒4,所述电池盒4的两侧分别设有一个支撑腿3,所述电池盒4的底部中心处设有电池槽6,所述电池槽6的两侧内壁底部均设有通槽9,所述通槽9的另一端贯穿至所述电池盒4的外表面,所述电池盒4的外表面且位于所述通槽9的上方设有触碰开关5,所述电池槽6内顶部设有电池7,所述电池7的底部中心处设有吸附件8,所述通槽9内设有与所述电池7相配合的夹持机构,所述平台2的顶部中部设有两个对称设置的降落槽23,所述降落槽23内部设有第一电磁铁24,所述支撑腿3位于所述降落槽23内与所述第一电磁铁24吸附在一起,所述平台2的顶部中心处设有两个对称设置的套筒架25,两个所述套筒架25之间活动连接有移动架27,所述移动架27的顶部中心处设有进出孔28,所述移动架27的顶部两侧分别设有一个吸附架29,两个所述吸附架29相对一侧的顶部均设有第二电磁铁30,所述平台2的顶部且位于两个所述套筒架25之间开设有运转槽,所述运转槽内部设有电动伸缩杆31与调节充电机构,所述电动伸缩杆31的顶部输出端设有承载盘33,所述承载盘33的顶部中心处设有竖杆34,所述竖杆34的顶部设有与所述吸附件8相配合的第三电磁铁35,所述夹持机构包括位于所述通槽9内部的固定架10,所述固定架10的外表面依次设有安装座11、固定块12以及摆动架13,所述安装座11上活动连接有活动杆14,所述活动杆14的另一端设有连接杆二16,所述连接杆二16的另一端与所述摆动架13的中部活动连接,所述摆动架13的另一端设有挤压板17,所述挤压板17的另一端贯穿至所述电池槽6内与所述电池7的底部挤压在一起,所述活动杆14的中部活动连接有连接杆一15,所述连接杆一15的另一端与移动杆18活动连接,所述移动杆18套设在所述固定块12内,所述移动杆18的外表面设有固定座19与弹簧20,所述固定座19固定在所述移动杆18的外表面,所述弹簧20位于所述固定座19与所述固定块12之间,且所述弹簧20的两端与所述固定座19与所述固定块12两者的外表面连接固定,所述移动杆18远离所述固定块12一侧设有吸附板21,所述吸附板21的另一侧中心处设有触碰杆22。从上述的设计不难看出,通过夹持机构的设计,从而可以将电池7夹持在电池槽6内,进而提高电池7在电池盒4内的稳定性,防止电池盒4内的电池7掉落。
实施例三,如图1- 7所示,根据本发明实施例的一种无人机电池自动更换系统,包括平台2与无人机1,所述无人机1的底部中心处设有电池盒4,所述电池盒4的两侧分别设有一个支撑腿3,所述电池盒4的底部中心处设有电池槽6,所述电池槽6的两侧内壁底部均设有通槽9,所述通槽9的另一端贯穿至所述电池盒4的外表面,所述电池盒4的外表面且位于所述通槽9的上方设有触碰开关5,所述电池槽6内顶部设有电池7,所述电池7的底部中心处设有吸附件8,所述通槽9内设有与所述电池7相配合的夹持机构,所述平台2的顶部中部设有两个对称设置的降落槽23,所述降落槽23内部设有第一电磁铁24,所述支撑腿3位于所述降落槽23内与所述第一电磁铁24吸附在一起,所述平台2的顶部中心处设有两个对称设置的套筒架25,两个所述套筒架25之间活动连接有移动架27,所述移动架27的顶部中心处设有进出孔28,所述移动架27的顶部两侧分别设有一个吸附架29,两个所述吸附架29相对一侧的顶部均设有第二电磁铁30,所述平台2的顶部且位于两个所述套筒架25之间开设有运转槽,所述运转槽内部设有电动伸缩杆31与调节充电机构,所述电动伸缩杆31的顶部输出端设有承载盘33,所述承载盘33的顶部中心处设有竖杆34,所述竖杆34的顶部设有与所述吸附件8相配合的第三电磁铁35,所述调节充电机构包括位于所述运转槽的支撑腿32与电机39,所述电机39的顶部输出端设有小齿轮38,所述支撑腿32的中部套设有转轴36,所述转轴36的底端设有与所述小齿轮38相配合的大齿轮37,所述转轴36的顶端设有旋转盘40,所述旋转盘40外表面上且沿着所述旋转盘40的圆周方向均匀设有若干个充电槽41,所述充电槽41内底部设有限位座42,所述限位座42的顶部设有挤压开关43,所述充电槽41内中部设有充电端口,所述限位座42内放置有所述电池7,所述电池7与所述充电端连接,所述电池7的底部与所述挤压开关43挤压在一起,若干个所述充电槽41内间隔设置有若干个所述电池7。从上述的设计不难看出,通过调节充电机构的设计,从而可以在拆取电池7时,将空置的充电槽41与电动伸缩杆31相适配,进而低电量的电池7收纳至空置的充电槽41内进行充电,在换取满电的电池7时,可以将带有满电的电池7的充电槽41与电动伸缩杆31相适配。
实施例四,如图1- 7所示,根据本发明实施例的一种无人机电池自动更换系统,包括平台2与无人机1,所述无人机1的底部中心处设有电池盒4,所述电池盒4的两侧分别设有一个支撑腿3,所述电池盒4的底部中心处设有电池槽6,所述电池槽6的两侧内壁底部均设有通槽9,所述通槽9的另一端贯穿至所述电池盒4的外表面,所述电池盒4的外表面且位于所述通槽9的上方设有触碰开关5,所述电池槽6内顶部设有电池7,所述电池7的底部中心处设有吸附件8,所述通槽9内设有与所述电池7相配合的夹持机构,所述平台2的顶部中部设有两个对称设置的降落槽23,所述降落槽23内部设有第一电磁铁24,所述支撑腿3位于所述降落槽23内与所述第一电磁铁24吸附在一起,所述平台2的顶部中心处设有两个对称设置的套筒架25,两个所述套筒架25之间活动连接有移动架27,所述移动架27的顶部中心处设有进出孔28,所述移动架27的顶部两侧分别设有一个吸附架29,两个所述吸附架29相对一侧的顶部均设有第二电磁铁30,所述平台2的顶部且位于两个所述套筒架25之间开设有运转槽,所述运转槽内部设有电动伸缩杆31与调节充电机构,所述电动伸缩杆31的顶部输出端设有承载盘33,所述承载盘33的顶部中心处设有竖杆34,所述竖杆34的顶部设有与所述吸附件8相配合的第三电磁铁35,所述承载盘33与所述进出孔28两者均为圆形结构,所述第三电磁铁35与所述进出孔28相适配,所述承载盘33的半径大于所述进出孔28的半径,所述限位座42为圆环形结构,所述承载盘33与所述限位座42的内径相适配,所述通槽9为T型结构,所述套筒架25内部设有与所述移动架27的底部相配合的限位块26,所述弹簧20为拉伸弹簧,所述弹簧20的两端均设有弹簧垫圈。从上述的设计不难看出,通过承载盘33的设计,从而可以在电动伸缩杆31上升时带动移动架27同步上升移动。
在实际应用中,当无人机1电量较低时,通过控制系统,控制无人机1降落在平台2上,无人机1底部的支撑腿3落入平台2上的降落槽23上,,降落槽23内的第一电磁铁24将支撑腿3吸附住,此时,无人机1固定在平台2上,然后,通过电机39带动小齿轮38旋转,小齿轮38带动大齿轮37旋转,大齿轮37通过带动转轴36旋转,转轴36带动旋转盘40旋转,旋转盘40旋转调节将其外表面上空置的充电槽41与电动伸缩杆31相匹配,然后启动电动伸缩杆31,电动伸缩杆31伸展从而带动承载盘33、竖杆34、第三电磁铁35上升,承载盘33、竖杆34、第三电磁铁35三者逐渐延伸至平台2的上方,在承载盘33、竖杆34、第三电磁铁35三者与移动架27接触时,承载盘33与移动架27挤压在一起,而承载盘33、竖杆34则通过进出孔28贯穿至移动架27的上方,然后电动伸缩杆31会带动移动架27与吸附架29同步移动,随后,第三电磁铁35移动到电池7的下方,两个吸附架29移动到电池盒4的两侧,而第三电磁铁35与电池槽6内部的吸附件8吸附在一起,吸附架29侧边的第二电磁铁30开始工作,第二电磁铁30吸引吸附板21,吸附板21通过移动杆18带动固定座19移动,固定座19克服弹簧20的弹力,拉扯弹簧20,移动杆18移动拉扯连接杆一15的端部移动,连接杆一15的另一端则拉动活动杆14,活动杆14会以安装座11为支点旋转,安装座11的另一端会通过连接杆二16带动摆动架13旋转,摆动架13带动挤压板17旋转下降,此时,挤压板17接触对电池7的限制,此时,电动伸缩杆31收缩,电动伸缩杆31会带动电池7下降收纳至平台2内,电池7会下落在空置的充电槽41内,当电池7与限位座42接触时,限位座42上的挤压开关43会触发,此时,第三电磁铁35停止对电池7的吸附,且电动伸缩杆31带动第三电磁铁35下降到旋转盘40的下方,然后,确定电机39将旋转盘40上带有满电电池7的充电槽41旋转到第三电磁铁35的正上方,然后,再次伸展电动伸缩杆31,电动伸缩杆31带动满电的电池7移动到电池槽6内,然后,控制器关闭第二电磁铁30,第二电磁铁30解除对对吸附板21的吸附,在弹簧20的作用下,挤压板17旋转复位,将满电的电池7固定住;然后,电动伸缩杆31收缩,同时带着移动架27同步下降,随后,电动伸缩杆31收缩至平台2内,而移动架27以下降至套筒架25内。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种无人机电池自动更换系统,包括平台(2)与无人机(1),其特征在于,所述无人机(1)的底部中心处设有电池盒(4),所述电池盒(4)的两侧分别设有一个支撑腿(3),所述电池盒(4)的底部中心处设有电池槽(6),所述电池槽(6)的两侧内壁底部均设有通槽(9),所述通槽(9)的另一端贯穿至所述电池盒(4)的外表面,所述电池盒(4)的外表面且位于所述通槽(9)的上方设有触碰开关(5),所述电池槽(6)内顶部设有电池(7),所述电池(7)的底部中心处设有吸附件(8),所述通槽(9)内设有与所述电池(7)相配合的夹持机构,所述平台(2)的顶部中部设有两个对称设置的降落槽(23),所述降落槽(23)内部设有第一电磁铁(24),所述支撑腿(3)位于所述降落槽(23)内与所述第一电磁铁(24)吸附在一起,所述平台(2)的顶部中心处设有两个对称设置的套筒架(25),两个所述套筒架(25)之间活动连接有移动架(27),所述移动架(27)的顶部中心处设有进出孔(28),所述移动架(27)的顶部两侧分别设有一个吸附架(29),两个所述吸附架(29)相对一侧的顶部均设有第二电磁铁(30),所述平台(2)的顶部且位于两个所述套筒架(25)之间开设有运转槽,所述运转槽内部设有电动伸缩杆(31)与调节充电机构,所述电动伸缩杆(31)的顶部输出端设有承载盘(33),所述承载盘(33)的顶部中心处设有竖杆(34),所述竖杆(34)的顶部设有与所述吸附件(8)相配合的第三电磁铁(35)。
2.根据权利要求1所述的一种无人机电池自动更换系统,其特征在于,所述夹持机构包括位于所述通槽(9)内部的固定架(10),所述固定架(10)的外表面依次设有安装座(11)、固定块(12)以及摆动架(13),所述安装座(11)上活动连接有活动杆(14),所述活动杆(14)的另一端设有连接杆二(16),所述连接杆二(16)的另一端与所述摆动架(13)的中部活动连接,所述摆动架(13)的另一端设有挤压板(17),所述挤压板(17)的另一端贯穿至所述电池槽(6)内与所述电池(7)的底部挤压在一起。
3.根据权利要求2所述的一种无人机电池自动更换系统,其特征在于,所述活动杆(14)的中部活动连接有连接杆一(15),所述连接杆一(15)的另一端与移动杆(18)活动连接,所述移动杆(18)套设在所述固定块(12)内,所述移动杆(18)的外表面设有固定座(19)与弹簧(20),所述固定座(19)固定在所述移动杆(18)的外表面,所述弹簧(20)位于所述固定座(19)与所述固定块(12)之间,且所述弹簧(20)的两端与所述固定座(19)与所述固定块(12)两者的外表面连接固定,所述移动杆(18)远离所述固定块(12)一侧设有吸附板(21),所述吸附板(21)的另一侧中心处设有触碰杆(22)。
4.根据权利要求3所述的一种无人机电池自动更换系统,其特征在于,所述调节充电机构包括位于所述运转槽的支撑架(32)与电机(39),所述电机(39)的顶部输出端设有小齿轮(38),所述支撑架(32)的中部套设有转轴(36),所述转轴(36)的底端设有与所述小齿轮(38)相配合的大齿轮(37),所述转轴(36)的顶端设有旋转盘(40),所述旋转盘(40)外表面上且沿着所述旋转盘(40)的圆周方向均匀设有若干个充电槽(41),所述充电槽(41)内底部设有限位座(42),所述限位座(42)的顶部设有挤压开关(43),所述充电槽(41)内中部设有充电端口,所述限位座(42)内放置有所述电池(7),所述电池(7)与所述充电端连接,所述电池(7)的底部与所述挤压开关(43)挤压在一起。
5.根据权利要求4所述的一种无人机电池自动更换系统,其特征在于,所述承载盘(33)与所述进出孔(28)两者均为圆形结构,所述第三电磁铁(35)与所述进出孔(28)相适配,所述承载盘(33)的半径大于所述进出孔(28)的半径。
6.根据权利要求5所述的一种无人机电池自动更换系统,其特征在于,所述限位座(42)为圆环形结构,所述承载盘(33)与所述限位座(42)的内径相适配。
7.根据权利要求6所述的一种无人机电池自动更换系统,其特征在于,所述通槽(9)为T型结构,所述套筒架(25)内部设有与所述移动架(27)的底部相配合的限位块(26)。
8.根据权利要求7所述的一种无人机电池自动更换系统,其特征在于,若干个所述充电槽(41)内间隔设置有若干个所述电池(7),所述弹簧(20)为拉伸弹簧,所述弹簧(20)的两端均设有弹簧垫圈。
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CN116394889B (zh) * | 2023-06-07 | 2023-09-29 | 浙江机电职业技术学院 | 一种电动车辆蓄电池操作装置及补能方法 |
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