CN115488909B - 一种无人机自动换电机械手的换电伸缩机构 - Google Patents

Abstract

本发明属于无人机配套设备技术领域，具体涉及一种无人机自动换电机械手的换电伸缩机构，它解决了无人机换电过程中自动化程度低、换电结构复杂的问题。本无人机自动换电机械手的换电伸缩机构，包括换电底座，所述的换电底座上有换电架，所述的换电架上设有电池取放仓，所述的电池取放仓内设有电池取放爪手，所述的电池取放爪手与换电架之间设有一级伸缩机构，所述的换电架与换电底座之间设有二级伸缩机构。实现了可自动拆换无人机电池的效果，且结构紧凑，具有良好的电池防伤保护及轻量化设计。

Description

一种无人机自动换电机械手的换电伸缩机构

技术领域

本发明属于无人机配套设备技术领域，特别涉及一种无人机自动换电机械手的换电伸缩机构。

背景技术

无人机被广泛应用于很多领域中，但无人机的能源主要还是通过电池来提供，当无人机需要更换电池时，往往需要人工进行操作，自动化程度低，费时费力。

公开号为CN114771856A的发明公开了一种无人机换电池机构，包括一电池夹持机械手升降机构，电池夹持机械手升降机构顶部的升降平台上设置有电池夹持机械手旋转机构，电池夹持机械手旋转机构顶部的旋转平台上设置有电池夹持机械手伸缩机构底部的伸缩滑块上设置有电池夹持机械手横向移动机构，电池夹持机械手横向移动机构底部的两个横向移动支座上分别设置有一个电池夹持机械手，电池夹持机械手伸缩机构顶部的固定平台上设置有无人机开关机机构。

上述现有技术缺乏足够的轻量化设计和电池防撞易入结构，且结构略显复杂。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种换电安全可靠的无人机自动换电机械手的换电伸缩机构。

为了实现创新本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种无人机自动换电机械手的换电伸缩机构 ，包括换电底座，所述的换电底座上有换电架，所述的换电架上设有电池取放仓，所述的电池取放仓内设有电池取放爪手，所述的电池取放爪手与换电架之间设有一级伸缩机构，所述的换电架与换电底座之间设有的二级伸缩机构。

换电底座上设有换电架，用于具体实现对电池的装卸功能；在换电架上设有电池取放仓，用于放置电池，电池取放仓中的电池取放爪手用于钩抓住电池；在电池取放爪手和换电架之间设有一级伸缩机构，用于驱动电池取放爪手的水平伸缩；在换电架和换电底座之间设有二级伸缩机构，用于驱动换电架的水平伸缩。

在上述的无人机自动换电机械手的换电伸缩机构中，所述的电池取放爪手包括电池推板，所述的电池推板上设有两对称设置的电池钩爪单元，所述的电池推板通过一级伸缩机构与换电架相连。

电池取放爪手包括电池推板，用于安装电池时提供给电池一定的推力，以及卸下电池前，其上的旋钮结构可以实现无人机的关机操作，电池推板上的电池钩爪单元设有左右两个，可以更稳固地勾抓住电池，通过一级伸缩机构，电池推板和换电架连接，可以实现电池取放爪手相对换电架的伸缩。

在上述的无人机自动换电机械手的换电伸缩机构中，所述的电池钩爪单元包括钩爪舵机座，所述的钩爪舵机座上设有钩爪舵机，所述的钩爪舵机与舵盘相连，所述的舵盘上设有呈L形的电池钩，所述的电池钩与钩爪舵机座之间设有U型支撑臂，所述的U型支撑臂厚度大于舵盘的直径，所述的电池钩穿设在U型支撑臂上。所述的钩爪舵机座通过舵机延长座固定在电池推板上。

在电池推板上通过舵机延长座固定有钩爪舵机座，钩爪舵机安装在钩爪舵机座上，钩爪舵机和设有电池钩的舵盘相连，可以驱动电池钩的转动，电池钩呈L形，可以在相对或平行两种状态下切换，在需要勾抓的时候切换成电池钩相对状态可以实现对电池的勾抓控制，在进入预定位置过程中，不需要勾抓的时候，切换呈平行状态，不会阻碍电池钩伸缩至目标位置，U型支撑臂的设置保证了足够的结构强度，U型支撑臂厚度大于舵盘直径，保证了舵盘可以很好地安装，并对舵盘有一定的保护作用。

在上述的无人机自动换电机械手的换电伸缩机构中，所述的换电架包括设置电池托盘上方的电池顶盖，所述的电池托盘和电池顶盖通过两侧的电池侧板相连，电池推板通过一级伸缩机构与电池顶盖相连；所述的电池推板上设有用于无人机电池解锁和上锁的电池锁开关组件。

电池托盘和电池顶盖通过两侧的电池侧板相连接，电池推板通过一级伸缩机构连接在电池顶盖上，使得电池推板可以相对电池顶盖被一级伸缩机构驱动移动，在电池推板上设有电池锁开关组件，可以对无人机电池锁进行一个开关控制，在换电池前打开电池锁，在换完电池之后锁上电池锁。

在上述的无人机自动换电机械手的换电伸缩机构中，所述的一级伸缩机构包括设置在电池顶盖与电池推板之间的两组一级滑块滑轨组件，在两组一级滑块滑轨组件之间设有一级直线驱动单元。

一级滑块滑轨组件赋予电池推板相对电池顶盖移动的功能，且限制移动路径，一级直线驱动单元提供移动的动力并加以控制。

在上述的无人机自动换电机械手的换电伸缩机构中，所述的一级直线驱动单元包括一级滑台丝杆和一级滑台螺母座，所述的一级滑台丝杆通过两端的一级滑台轴承座与电池顶盖底面相连，所述的一级滑台螺母座与电池推板相连，所述的一级滑台丝杆后端上连接有一级旋转驱动电机，所述的一级旋转驱动电机固定在电池顶盖后端顶面上；所述的电池顶盖顶部设有条形位置传感孔，所述的条形位置传感孔上穿设有与一级滑台螺母座相连的位置感应挡块，所述的条形位置传感孔一侧设有原位传感器。

一级直线驱动单元通过丝杆结构实现，一级滑台丝杆后端连接有一级旋转驱动电机用以驱动丝杆的转动，一级滑台螺母座固定在电池推板上，通过与一级滑台丝杆配合，实现电池推板的移动。此外，在电池顶盖上设有原位传感器，原位传感器通过感应位置感应挡块实现对位置的监测，并做出相应的反馈信号以做出相应控制。

在上述的无人机自动换电机械手的换电伸缩机构中，所述的二级伸缩机构包括设置在换电架与换电底座之间的两组二级滑块滑轨组件，在二级滑块滑轨组件之间设有二级直线驱动单元。

二级伸缩机构设于换电架与换电底座之间，二级滑块滑轨组件用与赋予换电架相对换电底座运动的能力，同时加以移动路径的限制，二级直线驱动单元用于施加驱动力，以驱动换电架的移动。

在上述的无人机自动换电机械手的换电伸缩机构中，所述的二级直线驱动单元包括二级滑台丝杆和二级滑台螺母座，所述的二级滑台丝杆通过两端的二级滑台轴承座与换电底座顶部相连，所述的二级滑台螺母座与电池托盘底部相连，所述的二级滑台丝杆后端连接有二级旋转驱动电机，所述的二级旋转驱动电机固定在换电底座底部。

二级直线驱动单元具体通过丝杆结构驱动换电架运动，二级滑台轴承座固定在换电底座的顶部，二级滑台螺母座固定在换电架上，在换电底座的底部固定有二级旋转驱动电机，用以驱动二级滑台丝杆的转动，进而控制换电架相对换电底座的运动。

在上述的无人机自动换电机械手的换电伸缩机构中，所述的电池托盘上设有分别位于两侧的电池侧挡条，在两条电池侧挡条之间设有与其互相平行的电池分隔条，所述的电池托盘与电池侧挡条和电池分隔条连为一体式结构，所述的电池托盘、电池侧挡条和电池分隔条之间设有电池防伤易入结构。

在电池托盘的两侧设置有电池侧挡条，起到一个导向限位的作用，在电池侧挡条的中间设有电池分隔条，用以起到分隔电池的限位效果，电池托盘、电池侧挡条和电池分隔条为一体结构，结构稳固，此外，还设有电池防伤易入结构，起到一定的导向效果且可以防止碰伤电池。

在上述的无人机自动换电机械手的换电伸缩机构中，所述的电池防伤易入结构包括设置在电池托盘前端中部的无人机电池架凹槽，所述的电池托盘前端还设有易入斜坡，所述的电池侧挡条前端内侧设有侧挡条弧形倒角，所述的电池分隔条前端设有由内端至外端逐渐向下倾斜的防伤斜面，所述的防伤斜面与电池分隔条侧面之间均设有由内端至外端逐渐向中心倾斜的导入斜面。

电池防伤易入结构具体包括了电池托盘前部的无人机电池架凹槽，避免对无人机电池架产生碰撞损伤；电池托盘前端设有的易入斜坡起到导向作用，便于电池托盘伸入电池下方；在电池侧挡条前端内侧设有的侧挡条弧形倒角避免了电池托盘在伸入无人机下方时对电池下侧产生碰撞损伤，同时也有导向效果；导向斜面的设置提供了良好的导向作用，防止对电池的撞伤。

在上述的无人机自动换电机械手的换电伸缩机构中，所述的换电底座和换电架上设有轻量化结构。

轻量化结构减轻了设备的自重，减少了驱动结构和连接结构的负担，同时也节省了一定的材料。

在上述的无人机自动换电机械手的换电伸缩机构中，所述的轻量化结构包括开设在电池侧板上若干上下对称设置且沿水平方向上分布的条形减重斜孔，所述的电池托盘上设有两个托盘减重孔，所述的换电底座包括底座底板和底座后板，所述的底座底板垂直于底座后板，在底座底板与底座后板之间设有位于中部的直角支撑架，在直角支撑架中部设有加强杆。

轻量化结构具体表现为条形减重斜孔、托盘减重孔，在不影响结构强度的前提下，达到轻量化的效果。换电底座由垂直设置的底座后半和底座底板组成，直角支撑架中部加设加强杆，形成三角形，保证了结构强度，且重量较轻。

与现有技术相比：

1.本发明中的换电底座上设有换电架，用于具体实现对电池的装卸功能；在换电架上设有电池取放仓，可用于放置电池，电池取放仓中的电池取放爪手用于钩抓住电池；在电池取放爪手和换电架之间设有一级伸缩机构，用于驱动电池取放爪手的水平伸缩；在换电架和换电底座之间设有二级伸缩机构，用于驱动换电架的水平伸缩。

2.电池钩呈L形，可以在相对或平行两种状态下切换，在需要勾抓的时候切换成电池钩相对状态可以实现对电池的勾抓控制，在进入预定位置过程中，不需要勾抓的时候，切换呈平行状态，不会阻碍电池钩伸缩至目标位置，U型支撑臂的设置保证了足够的结构强度，U型支撑臂厚度大于舵盘直径，保证了舵盘可以很好地安装，并对舵盘有一定的保护作用。

3.在电池托盘的两侧设置有电池侧挡条，起到一个导向限位的作用，在电池侧挡条的中间设有电池分隔条，用以起到分隔电池的限位效果，电池托盘、电池侧挡条和电池分隔条为一体结构，结构稳固，此外，还设有电池防伤易入结构，起到一定的导向效果且可以放置碰伤电池。

4.电池防伤易入结构可以起到一个很好的导向作用，且在换电架伸入无人机下方与电池配合时，避免了不必要的撞击起到防伤效果。

5.轻量化结构的设置可以在不影响结构强度的前提下尽可能的减轻设备的自重，为驱动结构和连接结构减轻负担，且有利于节约材料。

6.在电池顶盖上设有条形位置传感孔，在条形位置传感孔侧面设有原位传感器，通过原位传感器感应到位置感应挡块来实现对位置的检测，进而做出信号反馈以及时做出相应的控制。

附图说明

图1是本发明无人机自动换电机械手的换电伸缩机构的侧视图；

图2是本发明无人机自动换电机械手的换电伸缩机构的正视图；

图3是本发明无人机自动换电机械手的换电伸缩机构包括安装位置的侧视图（该侧电池侧板未示出）；

图4是本发明无人机自动换电机械手的换电伸缩机构在机械手结构中安装配合的结构示意图。

图中，换电底座4000、底座底板4010、底座后板4020、直角支撑架4030、加强杆4040、换电架4100、电池托盘4110、电池侧挡条4111、电池分隔条4112、电池顶盖4120、条形位置传感孔4121、位置感应挡块4122、原位传感器4123、无人机开机装置4124、电池侧板4130、电池取放仓4140、电池取放爪手4200、电池推板4210、电池锁开关组件4211、开关旋钮4212、开关旋转驱动4213、电池钩爪单元4220、钩爪舵机座4221、钩爪舵机4222、舵盘4223、电池钩4224、舵机延长座4225、U型支撑臂4226、一级伸缩机构4300、一级滑块滑轨组件4310、一级滑轨4311、一级条形加高座4312、一级条形加高座轻量化通孔4313、一级直线驱动单元4320、一级滑台丝杆4321、一级滑台螺母座4322、一级旋转驱动电机4323、一级滑台轴承座4324、二级伸缩机构4400、二级滑块滑轨组件4410、二级滑轨4411、二级条形加高座4412、二级条形加高座轻量化通孔4413、二级直线驱动单元4420、二级滑台丝杆4421、二级滑台螺母座4422、二级滑台轴承座4423、二级旋转驱动电机4424、电池防伤易入结构4500、无人机电池架凹槽4510、易入斜坡4520、侧挡条弧形倒角4530、防伤斜面4540、导入斜面4550、轻量化结构4600、条形减重斜孔4610、托盘减重孔4620。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

具体实施例如图1-4所示，本无人机自动换电机械手的换电伸缩机构 ，包括换电底座4000，换电底座4000上有换电架4100，换电架4100上设有电池取放仓4140，电池取放仓4140内设有电池取放爪手4200，电池取放爪手4200与换电架4100之间设有能够驱动电池取放爪手4200水平伸缩的一级伸缩机构4300，换电架4100与换电底座4000之间设有能够驱动换电架4100水平伸缩的二级伸缩机构4400。

具体而言，换电底座4000上设有换电架4100，用于具体实现对电池的装卸功能；在换电架4100上设有电池取放仓4140，用于放置电池，电池取放仓4140中的电池取放爪手4200用于钩抓住电池；在电池取放爪手4200和换电架4100之间设有一级伸缩机构4300，用于驱动电池取放爪手4200的水平伸缩；在换电架4100和换电底座4000之间设有二级伸缩机构4400，用于驱动换电架4100的水平伸缩。通过二级伸缩机构4400，换电架4100可以伸出至无人机下方，通过一级伸缩机构4300，电池取放爪手4200可以伸缩完成电池的装卸。

如图2、图4所示，电池取放爪手4200包括电池推板4210，电池推板4210上设有两对称设置的电池钩爪单元4220，电池推板4210通过一级伸缩机构4300与换电架4100相连，电池钩爪单元4220包括钩爪舵机座4221，钩爪舵机座4221上设有钩爪舵机4222，钩爪舵机4222与舵盘4223相连，舵盘4223上设有呈L形的电池钩4224，电池钩4224与钩爪舵机座4221之间设有U型支撑臂4226，U型支撑臂4226厚度大于舵盘4223的直径，电池钩4224穿设在U型支撑臂4226上。钩爪舵机座4221通过舵机延长座4225固定在电池推板4210上。

具体而言，电池取放爪手4200包括电池推板4210，用于安装电池时提供给电池一定的推力，电池推板4210上的电池钩爪单元4220设有左右两个，可以更稳固地勾抓住电池，通过一级伸缩机构4300，电池推板4210和换电架4100连接，可以实现电池取放爪手4200相对换电架4100的伸缩。

此外，在电池推板4210上通过舵机延长座4225固定有钩爪舵机座4221，钩爪舵机4222安装在钩爪舵机座4221上，钩爪舵机4222和设有电池钩4224的舵盘4223相连，可以驱动电池钩4224的转动，电池钩4224呈L形，可以在相对或平行两种状态下切换，在需要勾抓的时候切换成电池钩4224相对状态可以实现对电池的勾抓控制，在进入预定位置过程中，不需要勾抓的时候，切换呈平行状态，不会阻碍电池钩4224伸缩至目标位置，U型支撑臂4226的设置保证了足够的结构强度，U型支撑臂4226厚度大于舵盘4223直径，保证了舵盘4223可以很好地安装，并对舵盘4223有一定的保护作用。

如图1、图2、图3所示，换电架4100包括设置电池托盘4110上方的电池顶盖4120，电池托盘4110和电池顶盖4120通过两侧的电池侧板4130相连，电池推板4210通过一级伸缩机构4300与电池顶盖4120相连；电池推板4210上设有用于无人机电池解锁和上锁的电池锁开关组件4211，电池锁开关组件4211包括设置在电池推板4210中部的开关旋钮4211，开关旋钮上连接有开关旋转驱动4212，开关旋转驱动4212包括电机，一级伸缩机构4300包括设置在电池顶盖4120与电池推板4210之间的两组一级滑块滑轨组件4310，在两组一级滑块滑轨组件4310之间设有一级直线驱动单元4320，一级直线驱动单元4320包括一级滑台丝杆4321和一级滑台螺母座4322，一级滑台丝杆4321通过两端的一级滑台轴承座4324与电池顶盖4120底面相连，一级滑台螺母座4322与电池推板4210相连，一级滑台丝杆4321后端上连接有一级旋转驱动电机4323，一级旋转驱动电机4323固定在电池顶盖4120后端顶面上；电池顶盖4120顶部设有条形位置传感孔4121，条形位置传感孔4121上穿设有与一级滑台螺母座4322相连的位置感应挡块4122，条形位置传感孔4121一侧设有原位传感器4123。

具体而言，电池托盘4110和电池顶盖4120通过两侧的电池侧板4130相连接，电池推板4210通过一级伸缩机构4300连接在电池顶盖4120上，使得电池推板4210可以相对换电架4100被一级伸缩机构4300驱动移动，且限制移动路径，一级直线驱动单元4320提供移动的动力并加以控制。一级直线驱动单元4320通过丝杆结构实现，一级滑台丝杆4321后端连接有一级旋转驱动电机4323用以驱动丝杆的转动，一级滑台螺母座4322固定在电池推板4210上，通过与一级滑台丝杆4321配合，实现电池推板4210的移动，在电池推板4210上还设有电池锁开关组件4211，可以对无人机电池锁进行一个开关控制，在换电池前打开电池锁，在换完电池之后锁上电池锁。

此外，在电池顶盖4120上设有原位传感器4121，原位传感器4121通过感应位置感应挡块4122实现对位置的监测，并做出相应的反馈信号以做出相应控制。

如图2所示，二级伸缩机构4400包括设置在换电架4100与换电底座4000之间的两组二级滑块滑轨组件4410，在二级滑块滑轨组件4410之间设有二级直线驱动单元4420，二级直线驱动单元4420包括二级滑台丝杆4421和二级滑台螺母座4422，二级滑台丝杆4421通过两端的二级滑台轴承座4423与换电底座4000顶部相连，二级滑台螺母座4422与电池托盘4110底部相连，二级滑台丝杆4421后端连接有二级旋转驱动电机4424，二级旋转驱动电机4424固定在换电底座4000底部。

具体而言，二级伸缩机构4400设于换电架4100与换电底座4000之间，二级滑块滑轨组件4410用与赋予换电架4100相对换电底座4000运动的能力，同时加以移动路径的限制，二级直线驱动单元4420用于施加驱动力，以驱动换电架4100的移动，二级直线驱动单元4420具体通过丝杆结构驱动换电架4100运动，二级滑台轴承座4423固定在换电底座4000的顶部，二级滑台螺母座4422固定在换电架4100上，在换电底座4000的底部固定有二级旋转驱动电机4424，用以驱动二级滑台丝杆的转动，进而控制换电架4100相对换电底座4000的运动。

如图2、图4所示，电池托盘4110上设有分别位于两侧的电池侧挡条4111，在两条电池侧挡条4111之间设有与其互相平行的电池分隔条4112，电池托盘4110与电池侧挡条4111和电池分隔条4112连为一体式结构，电池托盘4110、电池侧挡条4111和电池分隔条4112之间设有电池防伤易入结构4500，电池防伤易入结构4500包括设置在电池托盘4110前端中部的无人机电池架凹槽4510，电池托盘4110前端还设有易入斜坡4520，电池侧挡条4111前端内侧设有侧挡条弧形倒角4530，电池分隔条4112前端设有由内端至外端逐渐向下倾斜的防伤斜面4540，防伤斜面4540与电池分隔条4112侧面之间均设有由内端至外端逐渐向中心倾斜的导入斜面4550。

优化而言，在电池托盘4110的两侧设置有电池侧挡条4111，起到一个导向限位的作用，在电池侧挡条4111的中间设有电池分隔条4112，用以起到分隔电池的限位效果，电池托盘4110、电池侧挡条4111和电池分隔条4112为一体结构，结构稳固，此外，还设有电池防伤易入结构4500，起到一定的导向效果且可以防止碰伤电池。电池防伤易入结构4500具体包括了电池托盘4110前部的无人机电池架凹槽4510，避免对无人机电池架产生碰撞损伤；电池托盘4110前端设有的易入斜坡4520起到导向作用，便于电池托盘4110伸入电池下方；在电池侧挡条4111前端内侧设有的侧挡条弧形倒角4530避免了电池托盘4110在伸入无人机下方时对电池下侧产生碰撞损伤，同时也有导向效果；导向斜面的设置提供了良好的导向作用，防止对电池的撞伤。

如图4所示，换电底座4000和换电架4100上设有轻量化结构4600，轻量化结构4600包括开设在电池侧板4130上若干上下对称设置且沿水平方向上分布的条形减重斜孔4610，电池托盘4110上设有两个托盘减重孔4620，换电底座4000包括底座底板4010和底座后板4020，底座底板4010垂直于底座后板4020，在底座底板4010与底座后板4020之间设有位于中部的直角支撑架4030，在直角支撑架4030中部设有加强杆4040。

优化而言，轻量化结构4600减轻了设备的自重，减少了驱动结构和连接结构的负担，同时也节省了一定的材料，轻量化结构4600具体表现为条形减重斜孔4610、托盘减重孔4620，在不影响结构强度的前提下，达到轻量化的效果。换电底座4000由垂直设置的底座后板4020和底座底板4010组成，直角支撑架4030中部加设加强杆4040，形成三角形的稳定结构，保证了结构强度，且重量较轻。

不仅如此，为了保障高度并降低重量，一级滑块滑轨组件4310的一级滑轨4311通过一级条形加高座4312与电池推板4210相连，一级条形加高座4312上设有若干沿轴向分布的一级条形加高座轻量化通孔4313；二级滑块滑轨组件4410的二级滑轨4411通过二级条形加高座4412与换电底座换电底座4000相连，二级条形加高座4412上设有若干沿轴向分布的二级条形加高座轻量化通孔4413。很好的达到了轻量化效果。

在电池顶盖4120的上还设有无人机开机装置4124，实现对无人机的开关机操作。

具体工作流程：在无人机由归位杆从机坪正中间位置推到机械手附近后，机械手伸出换电架4100，将电池托盘4110抵在无人机电池面前，再伸出电池取放爪手4200，钩爪舵机4222动作，抓住无人机上的电池，再通过电池锁开关组件4211旋开电池锁旋钮，并且通过无人机关机装置4124关机之后，电池取放爪手4200缩回，带出无人机上的两块电池，将电池拽到机械手的电池托盘4110上，电池取放爪手4200缩回完成后，换电架4100也退回到原位。

在存放电池时，机械手的电池托盘4110与电池仓托盘齐平后，先伸出换电架4100，再伸出电池取放爪手4200，将电池推至电池仓内，之后打开电池钩4224，同时缩回换电架4100和电池取放爪手4200，机械手回原位，完成存放无人机电池的动作。

从电池仓上抽电池，插回无人机的过程即是取下电池并存放电池的同理反向流程。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种无人机自动换电机械手的换电伸缩机构 ，其特征在于，包括换电底座（4000），所述的换电底座（4000）上有换电架（4100），所述的换电架（4100）上设有电池取放仓（4140），所述的电池取放仓（4140）内设有电池取放爪手（4200），所述的电池取放爪手（4200）与换电架（4100）之间设有一级伸缩机构（4300），所述的换电架（4100）与换电底座（4000）之间设有二级伸缩机构（4400）；所述的电池取放爪手（4200）包括电池推板（4210），所述的电池推板（4210）上设有两对称设置的电池钩爪单元（4220），所述的电池推板（4210）通过一级伸缩机构（4300）与换电架（4100）相连; 所述的电池钩爪单元（4220）包括钩爪舵机座（4221），所述的钩爪舵机座（4221）上设有钩爪舵机（4222），所述的钩爪舵机（4222）与舵盘（4223）相连，所述的舵盘（4223）上设有呈L形的电池钩（4224），所述的电池钩（4224）与钩爪舵机座（4221）之间设有U型支撑臂（4226），所述的U型支撑臂（4226）厚度大于舵盘（4223）的直径，所述的电池钩（4224）穿设在U型支撑臂（4226）上; 所述的换电架（4100）包括设置电池托盘（4110）上方的电池顶盖（4120），所述的电池托盘（4110）和电池顶盖（4120）通过两侧的电池侧板（4130）相连，电池推板（4210）通过一级伸缩机构（4300）与电池顶盖（4120）相连；所述的二级伸缩机构（4400）包括设置在换电架（4100）与换电底座（4000）之间的两组二级滑块滑轨组件（4410），在二级滑块滑轨组件（4410）之间设有二级直线驱动单元（4420）;所述的一级伸缩机构（4300）包括设置在电池顶盖（4120）与电池推板（4210）之间的两组一级滑块滑轨组件（4310），在两组一级滑块滑轨组件（4310）之间设有一级直线驱动单元（4320）。

2.根据权利要求1所述的无人机自动换电机械手的换电伸缩机构，其特征在于，所述的钩爪舵机座（4221）通过舵机延长座（4225）固定在电池推板（4210）上。

3.根据权利要求1或2所述的无人机自动换电机械手的换电伸缩机构，其特征在于，所述的电池推板（4210）上设有用于无人机电池解锁和上锁的电池锁开关组件（4211）。

4.根据权利要求1所述的无人机自动换电机械手的换电伸缩机构，其特征在于，所述的一级直线驱动单元（4320）包括一级滑台丝杆（4321）和一级滑台螺母座（4322），所述的一级滑台丝杆（4321）通过两端的一级滑台轴承座（4324）与电池顶盖（4120）底面相连，所述的一级滑台螺母座（4322）与电池推板（4210）相连，所述的一级滑台丝杆（4321）后端上连接有一级旋转驱动电机（4323），所述的一级旋转驱动电机（4323）固定在电池顶盖（4120）后端顶面上；所述的电池顶盖（4120）顶部设有条形位置传感孔（4121），所述的条形位置传感孔（4121）上穿设有与一级滑台螺母座（4322）相连的位置感应挡块（4122），所述的条形位置传感孔（4121）一侧设有原位传感器（4123）。

5.根据权利要求1所述的无人机自动换电机械手的换电伸缩机构，其特征在于，所述的二级直线驱动单元（4420）包括二级滑台丝杆（4421）和二级滑台螺母座（4422），所述的二级滑台丝杆（4421）通过两端的二级滑台轴承座（4423）与换电底座（4000）顶部相连，所述的二级滑台螺母座（4422）与电池托盘（4110）底部相连，所述的二级滑台丝杆（4421）后端连接有二级旋转驱动电机（4424），所述的二级旋转驱动电机（4424）固定在换电底座（4000）底部。

6.根据权利要求3所述的无人机自动换电机械手的换电伸缩机构，其特征在于，所述的电池托盘（4110）上设有分别位于两侧的电池侧挡条（4111），在两条电池侧挡条（4111）之间设有与其互相平行的电池分隔条（4112），所述的电池托盘（4110）与电池侧挡条（4111）和电池分隔条（4112）连为一体式结构，所述的电池托盘（4110）、电池侧挡条（4111）和电池分隔条（4112）之间设有电池防伤易入结构（4500）。

7.根据权利要求6所述的无人机自动换电机械手的换电伸缩机构，其特征在于，所述的电池防伤易入结构（4500）包括设置在电池托盘（4110）前端中部的无人机电池架凹槽（4510），所述的电池托盘（4110）前端还设有易入斜坡（4520），所述的电池侧挡条（4111）前端内侧设有侧挡条弧形倒角（4530），所述的电池分隔条（4112）前端设有由内端至外端逐渐向下倾斜的防伤斜面（4540），所述的防伤斜面（4540）与电池分隔条（4112）侧面之间均设有由内端至外端逐渐向中心倾斜的导入斜面（4550）。

8.根据权利要求3所述的无人机自动换电机械手的换电伸缩机构，其特征在于，所述的换电底座（4000）和换电架（4100）上设有轻量化结构（4600）。

9.根据权利要求8所述的无人机自动换电机械手的换电伸缩机构，其特征在于，所述的轻量化结构（4600）包括开设在电池侧板（4130）上若干上下对称设置且沿水平方向上分布的条形减重斜孔（4610），所述的电池托盘（4110）上设有两个托盘减重孔（4620），所述的换电底座（4000）包括底座底板（4010）和底座后板（4020），所述的底座底板（4010）垂直于底座后板（4020），在底座底板（4010）于底座后板（4020）之间设有位于中部的直角支撑架（4030），在直角支撑架（4030）中部设有加强杆（4040）。

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