CN205651023U - 无人机电池更换系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种无人机电池更换系统，包括：导轨，用于装载无人机电池的电池凹槽，用于驱动电池凹槽在导轨上移动的第一驱动单元，用于容纳新无人机电池的电池容纳箱，以及用于驱动新无人机电池从电池容纳箱进入电池凹槽的第二驱动单元。其利用电池凹槽结构装载电池进行整体移动，方便快捷地实现了新旧电池的更换，整体结构简单，占据空间小，便于无人机电池更换平台的小型化设计。

Description

无人机电池更换系统

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，特别公开一种无人机电池更换系统。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，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。续航时间是无人机越来越关注的核心指标。目前，无人机电池普遍存在续航性较低，并倾向于用户手动更换电池的方式。

随着无人机应用领域的拓展以及无人机技术的快速发展，电池更换方式也到了序列深入的研究。比如，专利CN 102909540A公开了一种小型多旋翼无人机的电池自动更换系统，包括多履带小车、电池存储盘、无人机用起落架、起落架固定板、起落架固定板支架、电池存储盘支架和机械手，所述多履带小车上方设置起落架固定板，该起落架固定板通过起落架固定板支架与多履带小车相固连，起落架固定板上方设置无人机用起落架，该固定板中心设置与电池大小相配合的电池入口，起落架固定板的下方设置电池存储盘，该电池存储盘通过电池存储盘的支架与多履带小车相固连，电池存储盘下方设置机械手，其采用转盘式电池储备仓，一次最多可以进行5次电池的更换。专利CN 104981403A公开了一种无人机基站的电池更换装置，用于更换无人机的电池，包括：用于抓取所述电池的抓取机构；用于带动所述抓取机构在第一轴方向平移的第一平移机构；用于带动所述抓取机构在第二轴方向平移的第二平移机构；以及用于带动所述抓取机构在第三轴方向平移的第三平移机构；其中，所述第一轴方向、所述第二轴方向以及所述第三轴方向构成三维笛卡尔坐标系；所述抓取机构在所述三维笛卡尔坐标系内的坐标位置通过所述第一平移机构、所述第二平移机构以及所述第三平移机构调节。专利CN 104973263A公开了一种自动更换电池装置用于自动更换无人机的电池，无人机设有电池仓，自动更换电池装置包括：电池更换平台、起落平台、电池充电座及电池装取机构，起落平台可相对电池更换平台升降，从而使起落平台能处于高于电池更换平台的位置或与电池更换平台基本平齐的位置或起落平台低于电池更换平台的位置；电池充电座可对从无人机取出的电池进行充电；电池装取机构可将亏电电池从无人机的电池仓取出并置于电池充电座上充电，并将电池充电座上充满电的电池安装到无人机的电池仓。

所述专利技术在一定程度上实现了更换电池操作的自动化，但是其更换电池主要依赖机械手的抓取，导致整体结构复杂，占据空间大，电池更换效率不高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种无人机电池更换系统，其利用电池凹槽结构装载电池进行整体移动，方便快捷地实现了新旧电池的更换，整体结构简单，占据空间小，便于无人机电池更换平台的小型化设计。

本实用新型提供一种无人机电池更换系统，包括：

导轨；

电池凹槽，用于装载无人机电池，可移动地设置于导轨上；

第一驱动单元，用于驱动电池凹槽在导轨上移动；

电池容纳箱，用于容纳新无人机电池，其内设有开放通道以供新无人机电池进入电池凹槽；以及

第二驱动单元，用于驱动新无人机电池从电池容纳箱进入电池凹槽。

较佳的，电池凹槽沿第一轴方向在导轨上移动，新无人机电池沿第二轴方向移动从电池容纳箱进入电池凹槽。

较佳的，电池凹槽在第一轴方向的两侧设有凸出部，用于固定无人机电池；电池凹槽在第二轴方向设有开口，用于新无人机电池进入电池凹槽的同时顶出旧无人机电池。

较佳的，第二驱动单元设置于电池容纳箱的底部，用于驱动位于电池容纳箱底部的新无人机电池沿第二轴方向的开放通道移动。

较佳的，电池容纳箱内设有多颗新无人机电池，并沿着第三轴方向累叠。

较佳的，电池容纳箱顶部设有用于夹持新无人机电池的夹紧件，夹紧件的闭合、张开对应夹持、卸载新无人机电池。

较佳的，电池容纳箱底部设有电池承接板，电池承接板由第三驱动单元驱动以使其沿着第三轴方向往复移动。

较佳的，第一驱动单元、第二驱动单元、或第三驱动单元为驱动电机。

较佳的，所述第一轴方向、所述第二轴方向以及所述第三轴方向构成三维笛卡尔坐标系；优选为所述三维笛卡尔坐标系为直角坐标系。

本实用新型的有益效果有：

1、利用电池凹槽结构装载电池进行整体移动，方便快捷地实现了新旧电池的更换，整体结构简单，占据空间小，便于无人机电池更换平台的小型化设计。

2、电池凹槽在沿着新无人机电池移动的开放通道方向上设置开口，便于新无人机电池进入电池凹槽的同时顶出旧无人机电池，使得新旧电池更换的操作简单便捷。

下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型的无人机电池更换系统电池凹槽获取旧电池状态的结构示意图。

图2为本实用新型的无人机电池更换系统电池凹槽到达更换位置状态的结构示意图。

图3为本实用新型的无人机电池更换系统新旧电池更换状态的结构示意图。

图4为本实用新型的无人机电池更换系统电池凹槽传送新电池状态的结构示意图。

图5为本实用新型的无人机电池更换系统的剖面结构示意图。

图6a、6b、6c、6d为本实用新型的无人机电池更换系统探取新无人机电池的工作过程示意图。

图中，1-导轨，2-电池凹槽，3-第一驱动单元，4-电池容纳箱，5-第二驱动单元，6-夹紧件，7-电池承接板，8-第三驱动单元，21-凸出部，22-开口，41-开放通道，31、51、81-驱动电机，32、52、82-推杆，a-旧无人机电池，b-新无人机电池。

具体实施方式

本实施例为本实用新型优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本实用新型保护范围之内。

请结合参看附图1至6，本实用新型的无人机电池更换系统，包括：

导轨1，

电池凹槽2，用于装载无人机电池(a，b)，可移动地设置于导轨上；

第一驱动单元3，用于驱动电池凹槽2在导轨1上移动；

电池容纳箱4，用于容纳新无人机电池(b)，其内设有开放通道(41)以供新无人机电池(b)进入电池凹槽2；以及

第二驱动单元5，用于驱动新无人机电池(b)从电池容纳箱4进入电池凹槽2。

其中，电池凹槽2沿第一轴方向在导轨1上移动，新无人机电池(b)沿第二轴方向移动从电池容纳箱4进入电池凹槽2。

作为本实施例的优选方案，电池凹槽2在第一轴方向的两侧设有凸出部21，用于固定无人机电池；电池凹槽2在第二轴方向设有开口22，用于新无人机电池(b)进入电池凹槽2的同时顶出旧无人机电池(a)。对于第一轴方向、第二轴方向并没有限定，仅需两者方向错开即可，最主要是能实现新无人机电池(b)沿着开放通道(41)移动时可以顶出旧无人机电池(a)即可。

作为本实施例的进一步优选方案，第二驱动单元5设置于电池容纳箱4的底部，即开放通道(41)也形成于电池容纳箱4的底部，并在与导轨1上的电池凹槽2的开口22连接处设有通道，以供位于电池容纳箱4底部的新无人机电池(b)沿第二轴方向移动至电池凹槽2内。

本实施例中，电池容纳箱4内设有多颗新无人机电池(b)，并沿着第三轴方向累叠。当底部的新无人机电池(b)移出后，则可以从第三轴方向补充一颗新无人机电池(b)，从而实现自动电池更换的循环操作。电池容纳箱4顶部设有用于夹持新无人机电池(b)的夹紧件6，夹紧件6的闭合、张开对应夹持、卸载新无人机电池(b)，本实施例中采用电磁阀控制夹紧件6的闭合、张开。电池容纳箱4底部设有电池承接板7，电池承接板7由第三驱动单元驱动8以使其沿着第三轴方向往复移动。

本实用新型中的第一驱动单元3、第二驱动单元5、第三驱动单元驱动8可以是现有技术中任意的驱动设备或组件，请结合参看附图1至5，本实施例优选采用驱动电机(31，51，81)来驱动，并采用推杆(32，52，82)结构来推动电池凹槽2、新无人机电池(b)的移动。

本实用新型的所述第一轴方向、所述第二轴方向以及所述第三轴方向构成三维笛卡尔坐标系；笛卡尔直角坐标系或笛卡尔斜角坐标系即可。处于美观和便于工作过程控制的考虑，一般选择所述第一轴方向、所述第二轴方向以及所述第三轴方向构成笛卡尔直角坐标系，即通常采用的X/Y/Z三维直角坐标系。

请结合参看附图1至4，其示出了本实用新型的无人机电池更换系统进行新旧电池更换的全过程：如图1所示，旧无人机电池(a)进入到电池凹槽2的位置。如图2所示，电机(31)推杆(51)推动电池凹槽2沿导轨移动，到达指定到的更换位置。如图3所示，电机(81)推杆(82)驱动电池承接板7沿着Z轴向上移动，探取到新无人机电池后往回移动并复位；电机(51)推杆(53)推动新无人机电池(b)到达电池凹槽2，同时将旧无人机电池(a)推出电池凹槽2。如图4所示，电机(31)推杆(51)收回，带动电池凹槽2回到初始位置。至此，无人机电池更换完毕。

图6a、6b、6c、6d示出了本实用新型的无人机电池更换系统探取新无人机电池的工作过程，具体为：首先，电机(81)推杆(82)驱动电池承接板7沿着Z轴向上移动，托住新无人机电池(b)的底部；然后，电磁阀控制夹紧件6张开以便卸载新无人机电池(b)，电机(81)推杆(82)驱动电池承接板7沿着Z轴往下移动；接着，当新无人机电池(b)完全脱离电池承接板7时，电磁阀7控制夹紧件6闭合以便对应地夹持上面的一颗新无人机电池(b)；最后，电机(81)推杆(82)驱动电池承接板7继续沿着Z轴往下移动，到达新无人机电池更换位置。

本实用新型的无人机电池更换系统具有如下特点：

1、利用电池凹槽结构装载电池进行整体移动，方便快捷地实现了新旧电池的更换，整体结构简单，占据空间小，便于无人机电池更换平台的小型化设计。

2、电池凹槽在沿着新无人机电池移动的开放通道方向上设置开口，便于新无人机电池进入电池凹槽的同时顶出旧无人机电池，使得新旧电池更换的操作简单便捷。

以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种无人机电池更换系统，其特征在于：包括：

导轨；

电池凹槽，用于装载无人机电池，可移动地设置于导轨上；

第一驱动单元，用于驱动电池凹槽在导轨上移动；

电池容纳箱，用于容纳新无人机电池，其内设有开放通道以供新无人机电池进入电池凹槽；以及

第二驱动单元，用于驱动新无人机电池从电池容纳箱进入电池凹槽。

2.根据权利要求1所述的无人机电池更换系统，其特征在于：电池凹槽沿第一轴方向在导轨上移动，新无人机电池沿第二轴方向移动从电池容纳箱进入电池凹槽。

3.根据权利要求2所述的无人机电池更换系统，其特征在于：电池凹槽在第一轴方向的两侧设有凸出部，用于固定无人机电池；电池凹槽在第二轴方向设有开口，用于新无人机电池进入电池凹槽的同时顶出旧无人机电池。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的无人机电池更换系统，其特征在于：第二驱动单元设置于电池容纳箱的底部，用于驱动位于电池容纳箱底部的新无人机电池沿第二轴方向的开放通道移动。

5.根据权利要求2或3所述的无人机电池更换系统，其特征在于：电池容纳箱内设有多颗新无人机电池，并沿着第三轴方向累叠。

6.根据权利要求5所述的无人机电池更换系统，其特征在于：电 池容纳箱顶部设有用于夹持新无人机电池的夹紧件，夹紧件的闭合、张开对应夹持、卸载新无人机电池。

7.根据权利要求5所述的无人机电池更换系统，其特征在于：电池容纳箱底部设有电池承接板，电池承接板由第三驱动单元驱动以使其沿着第三轴方向往复移动。

8.根据权利要求7所述的无人机电池更换系统，其特征在于：第一驱动单元、第二驱动单元、或第三驱动单元为驱动电机。

9.根据权利要求5所述的无人机电池更换系统，其特征在于：所述第一轴方向、所述第二轴方向以及所述第三轴方向构成三维笛卡尔坐标系。

10.根据权利要求9所述的无人机电池更换系统，其特征在于：所述三维笛卡尔坐标系为直角坐标系。