CN207747872U - 一种无人机的电池更换设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无人机的电池更换设备，包括电池存储装置和电池更换装置；电池存储装置包括壳体和位于壳体内的存放组件；壳体开设有电池出入口；存放组件包括传送带、传送带驱动机构和多块电池储放板；多块电池储放板沿传送带的延伸方向依次排列，电池储放板安装在传送带上并用于放置电池；传送带驱动机构用于带动传送带运动，以使电池储放板在传送带的联动下经过电池出入口；电池更换装置用于在电池储放板和无人机之间更换电池。本实用新型的一种无人机的电池更换设备，其能自动更换电池，以降低劳动强度。

Description

一种无人机的电池更换设备

技术领域

本实用新型涉及一种电池更换设备，尤其涉及一种无人机的电池更换设备。

背景技术

目前，针对偏远地区的快递输送，由于偏远的山区交通不便且道路崎岖，不便于采用汽车运输的方式，故现多采用无人机作为运输快递的工具；现有的无人机安装有可拆卸的电池，并由该电池进行为无人机提供飞行的动力；但是，在无人机需要更换电池时，都是通过人工去拆装电池，导致劳动强度大。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种无人机的电池更换设备，其能自动更换电池，以降低劳动强度。

本实用新型的目的采用以下技术方案实现：

一种无人机的电池更换设备，包括电池存储装置和电池更换装置；所述电池存储装置包括壳体和位于所述壳体内的存放组件；所述壳体开设有电池出入口；所述存放组件包括传送带、传送带驱动机构和多块电池储放板；所述多块电池储放板沿所述传送带的延伸方向依次排列，所述电池储放板安装在所述传送带上并用于放置电池；所述传送带驱动机构用于带动所述传送带运动，以使所述电池储放板在所述传送带的联动下经过所述电池出入口；所述电池更换装置用于在所述电池储放板和无人机之间更换电池。

进一步地，所述电池储放板上开设有电池容纳槽，所述容纳槽内开设有卡槽；电池具有弹性卡臂，所述弹性卡臂用于与所述卡槽卡接配合。

进一步地，所述传送带为环形输送链；所述传送带驱动机构包括导向板、拨柄、第一旋转结构；所述导向板开设有环形导向槽；所述环形输送链匹配安装在所述环形导槽内，并可相对所述环形导槽沿所述环形导槽的延伸方向运动；所述拨柄用于拨动所述环形输送链；所述第一旋转结构安装在所述壳体上并用于带动所述拨柄转动。

进一步地，所述第一旋转结构包括第一旋转电机、主动伞齿轮和从动伞齿轮；所述第一旋转电机的机体固定在所述壳体上；所述主动伞齿轮与所述第一旋转电机的输出轴同步联接；所述从动伞齿轮枢接在所述机体上，并与所述主动伞齿轮啮合；所述拨柄固定在所述从动伞齿轮上。

进一步地，所述拨柄的数量为多个，多个所述拨柄绕所述从动伞齿轮的转动周向依次间隔排列。

进一步地，所述电池更换装置包括机械爪驱动机构和机械爪，所述机械爪用于夹取电池；所述机械爪驱动机构用于带动所述机械爪在无人机和所述电池存储装置之间移动。

进一步地，所述机械爪包括第二旋转电机、支撑杆、连接管、两夹持臂和两连接杆；所述支撑杆固定在所述第二旋转电机的机体上；两所述夹持臂的一端分别铰接在所述支撑杆的两端；所述第二旋转电机的旋转轴上开设有外螺纹；所述连接管开设有与所述外螺纹螺接配合的内螺纹；两所述连接杆与两所述夹持臂一一对应设置；所述连接杆的两端分别铰接在所述连接管和对应的所述夹持臂的中部。

进一步地，所述机械爪驱动机构包括螺旋桨、第三旋转电机和支撑架，所述第三旋转电机的机体固定在所述支撑架上，所述螺旋桨与所述第三旋转电机的转轴同步联接；所述机械爪安装在所述支撑架上。

进一步地，所述机械爪驱动机构包括第一导向杆、用于带动所述第一导向杆旋转的第二旋转结构、安装在第一导向杆上并可相对第一导向杆沿竖向运动的第一活动件、用于带动第一活动件运动的第一联动结构、安装在第一活动件上的第二导轨、安装在第二导轨上并可相对第二导轨沿水平方向运动的第二活动件、以及用于带动第二活动件运动的第二联动结构；所述机械爪安装在所述第二活动件上。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型通过电池存储装置和电池更换装置的配合，电池存储装置包括电池储放板，采用电池更换装置将电池储放板的电池更换至无人机内，无需人为拆装电池，进而降低劳动强度。

附图说明

图1为本实用新型无人机的电池更换设备的结构示意图；

图2为本实用新型电池存储装置的结构示意图；

图3为本实用新型图1中局部A的放大图；

图4为本实用新型机械爪的结构示意图；

图5为本实用新型机械爪驱动机构的其中一种结构示意图；

图6为本实用新型机械爪驱动机构的另一种结构和机械爪的组装结构示意图；

图7为电池的结构示意图。

图中：10、电池存储装置；11、壳体；12、存放组件；121、传送带；123、电池储放板；124、电池出入口；125、导向板；126、拨柄；127、第一旋转电机；128、主动伞齿轮；129、从动伞齿轮；20、电池更换装置；21、机械爪驱动机构；211、螺旋桨；212、支撑架；213、第一导向杆；214、第一活动件； 215、第二导轨；216、第二活动件；22、机械爪；221、第二旋转电机；222、支撑杆；223、连接管；224、夹持臂；225、连接杆；30、电池；31、弹性卡臂。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1-3所示的一种无人机的电池更换设备，包括电池存储装置10和电池更换装置20；具体地，电池存储装置10包括壳体11和位于壳体11内的存放组件12；该壳体11用于保护电池30免受外部磨损，且开设有电池出入口124；电池出入口124用于供电池30通过；存放组件12包括传送带121、传送带121 驱动机构和多块电池储放板123；多块电池储放板123沿传送带121的延伸方向依次排列，电池储放板123安装在传送带121上并用于放置电池30；传送带121 驱动机构用于带动传送带121运动，以使电池储放板123在传送带121的联动下经过电池出入口124；电池更换装置20用于在电池储放板123和无人机之间更换电池30。

在上述结构的基础上，使用本无人机的电池更换设备时，至少预留一个空的电池储放板123；通过传送带121驱动机构带动传送带121运动，并使该空的电池储放板123移动至电池出入口124的位置，通过电池更换装置20将无人机的电池30移送至空的电池储放板123上；之后传送带121驱动机构继续带动传送带121运动，并使放置有新的电池30的电池储放板123移动至电池出入口124 的位置，此时电池更换装置20将新的电池30更换至无人机内，上述过程中国，无需人为拆装电池30，可降低劳动强度。

需要说明的是，上述的传送带121可为皮带、链条、网带等等。

如图7所示，具体地，电池储放板123上开设有电池30容纳槽，容纳槽内开设有卡槽；电池30具有弹性卡臂31，弹性卡臂31用于与卡槽卡接配合。在将电池30放置在电池30容纳槽时，通过弹性卡臂31与卡槽的卡接配合，可固定电池30，进而避免电池30随电池储放板123运动时发生掉落，提高运输的稳定性和安全性。

如图2-3所示，进一步地，传送带121为环形输送链；传送带121驱动机构包括导向板125、拨柄126、第一旋转结构在导向板125上开设环形导槽；将环形输送链匹配安装在该环形导槽内，并使环形输送链可相对环形导槽沿述环形导槽的延伸方向运动；拨柄126用于拨动环形输送链，拨柄126可通过抵于环形输送链来实现拨动；第一旋转结构安装在壳体11上并用于带动拨柄126转动。如此，在使用的过程中，第一旋转结构带动拨柄126转动，拨柄126拨动环形输送链，可带动环形输送链沿环形导槽的延伸方向运动，进而带动电池储放板123运动；采用环形导槽导引环形输送链的运动，可降低环形输送链转动过程中的振动，进而提高运动的稳定程度。

该第一旋转结构可为旋转电机，拨柄126直接与旋转电机的输出轴固定连接，但是该种设置，旋转电机的机体朝向远离环形输送链的方向，导致本无人机的电池更换设备的宽度较宽；故，更进一步地，第一旋转结构包括第一旋转电机127、主动伞齿轮128和从动伞齿轮129；第一旋转电机127的机体固定在壳体11上；主动伞齿轮128与第一旋转电机127的输出轴同步联接；从动伞齿轮129枢接在机体上，并与主动伞齿轮128啮合；拨柄126固定在从动伞齿轮 129上。在使用时，第一旋转电机127带动主动伞齿轮128转动，并联动从动伞齿轮129转动，进而实现拨柄126的转动；如此，通过主动伞齿轮128和被动伞齿轮的设置，可改变第一旋转电机127的机体的朝向，使第一旋转电机127 的机体贴紧环形输送链，进而缩小本无人机的电池更换设备的整体体积。再者，由于在第一旋转电机127的带动下，拨柄126间断的远离环形输送链，即拨柄 126要转动一圈后才可继续拨动环形输送链，使的运输较慢，故，优选地，拨柄 126的数量为多个，多个拨柄126绕从动伞齿轮129的转动周向依次间隔排列。可提高环形输送链的输送效率。

需要说明的是，上述环形输送链的环形是指输送链为首尾闭合结构，并不仅限于圆形、椭圆形或方形等等结构；上述的环形导槽是指导槽的延伸轨迹为首尾闭合结构，并不仅限于圆形、椭圆形或方形等等结构。

如图1、4、5和6所示，具体地，电池更换装置20包括机械爪驱动机构 21和机械爪22，机械爪22用于夹取电池30；机械爪驱动机构21用于带动机械爪22在无人机和电池存储装置10之间移动。如此，在使用时，通过机械爪驱动机构21带动机械爪22移动至无人机的位置，机械爪22夹取无人机内的旧电池30；之后机械爪驱动机构21带动机械爪22移动至电池存储装置10，将旧电池30放置在空的电池储放板123上，并夹取新的电池30后再移动至无人机的位置，将新的电池30安装在无人机内。

更具体地，机械爪22包括第二旋转电机221、支撑杆222、连接管223、两夹持臂224和两连接杆225；支撑杆222固定在第二旋转电机221的机体上；两夹持臂224的一端分别铰接在支撑杆222的两端；第二旋转电机221的旋转轴上开设有外螺纹；连接管223开设有与外螺纹螺接配合的内螺纹；两连接杆225 与两夹持臂224一一对应设置；连接杆225的两端分别铰接在连接管223和对应的夹持臂224的中部。在上述结构基础上，使用时，第二旋转电机221的输出轴沿一方向转动，此时，连接管223在内螺纹与外螺纹的配合下沿Z轴向上运动，此时两连接杆225铰接在连接管223的一端向上倾斜，进而带动两夹持臂224相互靠近而夹紧电池30；第二旋转电机221的输出轴绕相反方向转动时，连接管223在内螺纹与外螺纹的配合下沿Z轴向下运动，此时两连接杆225铰接在连接管223的一端向下倾斜，进而带动两夹持臂224相互远离而松开电池 30。通过螺纹配合的方式，使两夹持臂224的移动更稳定。

上述的机械爪驱动机构21有以下两种实施方式，实施方式一：机械爪驱动机构21包括螺旋桨211、第三旋转电机和支撑架212，第三旋转电机的机体固定在支撑架212上，螺旋桨211与第三旋转电机的转轴同步联接；机械爪22安装在支撑架212上。如此，通过第三旋转电机驱动螺旋桨211转动，可带动机械爪22飞行，操作简单。当然，机械爪驱动机构21可包括多个螺旋桨211以及多个第三旋转电机；多个螺旋桨211绕支撑架212的中心轴线圆周间隔分布；多个第三旋转电机一一对应带动多个螺旋桨211转动，如此，通过多个螺旋桨 211可使支撑架212飞行平稳，且第三旋转电机可独立控制对应的螺旋桨211转动，因而可控制不同螺旋桨211的转速，调整支撑架212的飞行方向以及飞行速度。

当然，上述机械爪驱动机构21也可包括多个螺旋桨211和一个第三旋转电机，一个第三旋转电机同时驱动多个螺旋桨211作业，可保证多个螺旋桨211 的同步性。

该机械爪驱动机构21的实施方式二如下：机械爪驱动机构21包括第一导向杆213、用于带动第一导向杆213旋转的第二旋转结构、安装在第一导向杆 213上并可相对第一导向杆213沿竖向运动的第一活动件214、用于带动第一活动件214运动的第一联动结构、安装在第一活动件214上的第二导轨215、安装在第二导轨215上并可相对第二导轨215沿水平方向运动的第二活动件216、以及用于带动第二活动件216运动的第二联动结构；机械爪22安装在第二活动件 216上。通过第二联动结构和第二旋转结构带动机械爪22沿水平方向运动或旋转，以将机械爪22移动至无人机或电源进出口的的位置，之后在第一联动结构的作用下，向下移动，以夹取或放置电池30；通过导轨与活动件的配合，可使机械爪22的运动更稳定。

上述的第二旋转结构可为旋转电机、旋转液缸和中空旋转平台等等结构，如采用旋转电机时，将第一导向杆213与旋转电机的输出轴同步联动；上述的第一联动结构可为直线电机、气缸或丝杆和丝杆螺母配合的结构，如采用直线电机时，将直线电机的输出轴与第一活动件214同步联动；再者，上述的第二联动结构可为直线电机、气缸或丝杆和丝杆螺母配合的结构，如采用直线电机时，将直线电机的输出轴与第二活动件216同步联动。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种无人机的电池更换设备，其特征在于：包括电池存储装置和电池更换装置；所述电池存储装置包括壳体和位于所述壳体内的存放组件；所述壳体开设有电池出入口；所述存放组件包括传送带、传送带驱动机构和多块电池储放板；所述多块电池储放板沿所述传送带的延伸方向依次排列，所述电池储放板安装在所述传送带上并用于放置电池；所述传送带驱动机构用于带动所述传送带运动，以使所述电池储放板在所述传送带的联动下经过所述电池出入口；所述电池更换装置用于在所述电池储放板和无人机之间更换电池。

2.如权利要求1所述的无人机的电池更换设备，其特征在于：所述电池储放板上开设有电池容纳槽，所述容纳槽内开设有卡槽；电池具有弹性卡臂，所述弹性卡臂用于与所述卡槽卡接配合。

3.如权利要求1所述的无人机的电池更换设备，其特征在于：所述传送带为环形输送链；所述传送带驱动机构包括导向板、拨柄、第一旋转结构；所述导向板开设有环形导向槽；所述环形输送链匹配安装在所述环形导槽内，并可相对所述环形导槽沿所述环形导槽的延伸方向运动；所述拨柄用于拨动所述环形输送链；所述第一旋转结构安装在所述壳体上并用于带动所述拨柄转动。

4.如权利要求3所述的无人机的电池更换设备，其特征在于：所述第一旋转结构包括第一旋转电机、主动伞齿轮和从动伞齿轮；所述第一旋转电机的机体固定在所述壳体上；所述主动伞齿轮与所述第一旋转电机的输出轴同步联接；所述从动伞齿轮枢接在所述机体上，并与所述主动伞齿轮啮合；所述拨柄固定在所述从动伞齿轮上。

5.如权利要求4所述的无人机的电池更换设备，其特征在于：所述拨柄的数量为多个，多个所述拨柄绕所述从动伞齿轮的转动周向依次间隔排列。

6.如权利要求1-5任一项所述的无人机的电池更换设备，其特征在于：所述电池更换装置包括机械爪驱动机构和机械爪，所述机械爪用于夹取电池；所述机械爪驱动机构用于带动所述机械爪在无人机和所述电池存储装置之间移动。

7.如权利要求6所述的无人机的电池更换设备，其特征在于：所述机械爪包括第二旋转电机、支撑杆、连接管、两夹持臂和两连接杆；所述支撑杆固定在所述第二旋转电机的机体上；两所述夹持臂的一端分别铰接在所述支撑杆的两端；所述第二旋转电机的旋转轴上开设有外螺纹；所述连接管开设有与所述外螺纹螺接配合的内螺纹；两所述连接杆与两所述夹持臂一一对应设置；所述连接杆的两端分别铰接在所述连接管和对应的所述夹持臂的中部。

8.如权利要求6所述的无人机的电池更换设备，其特征在于：所述机械爪驱动机构包括螺旋桨、第三旋转电机和支撑架，所述第三旋转电机的机体固定在所述支撑架上，所述螺旋桨与所述第三旋转电机的转轴同步联接；所述机械爪安装在所述支撑架上。

9.如权利要求8所述的无人机的电池更换设备，其特征在于：所述机械爪驱动机构包括第一导向杆、用于带动所述第一导向杆旋转的第二旋转结构、安装在第一导向杆上并可相对第一导向杆沿竖向运动的第一活动件、用于带动第一活动件运动的第一联动结构、安装在第一活动件上的第二导轨、安装在第二导轨上并可相对第二导轨沿水平方向运动的第二活动件、以及用于带动第二活动件运动的第二联动结构；所述机械爪安装在所述第二活动件上。