CN212195974U - 一种无人机电池自动更换站 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无人机电池自动更换站，包括外壳，外壳上装有天线、天线控制中心以及外壳顶盖，外壳内部包括上部的电池更换模块和下部的平面位置微调模块，所述电池更换模块包括左右对称设置的两个电池充电站，两个电池充电站的中间为无人机主机身，无人机主机身底部安装无人机电源仓，两个电池充电站内分别设置电池推动板和电池垫板，无人机电源仓的下方设置无人机脚架，所述平面位置微调模块包括无人机起落平台升降系统和平面微调系统。本实用新型电池更换操作简单，无人机电源仓可以实现双向更换电池操作，无人机停在充电站之间后可自动更换电池，并且对电源耗尽的电池进行充电，可解决无人机远距离长时间飞行导致的续航能力不足的问题。

Description

一种无人机电池自动更换站

技术领域

本实用新型属于无人机技术领域，具体是一种无人机电池自动更换站。

背景技术

随着卫星导航定位、无人机飞控技术的迅速发展，无人机已经可以实现非常高精度的自主飞行、自主降落，能够精准的降落在指定位置。因此无人机的应用变得越来越广泛，地形测绘、交通监察、军事侦察、森林火灾预警、农业等领域均有无人机的身影。而如今无人机面临的一大难题之一就是续航能力有限，不能实现远距离飞行，因此需要定期更换电池，而手动更换电池又增加了无人机操作的工作量，影响作业效率。

面对续航问题有人提出可在无人机上加装备用电池自动更换系统，提高无人机续航能力，但是这种系统是加装在无人机上的，难免增加了无人机的负载，影响无人机飞行能力，同时加大了无人机的耗电量。

另外，现阶段主流的无人机电池更换方式是手动更换，缺乏智能化，因此随着科技的发展，无人机电池更换方式应该朝高效智能、自动化的方向发展，以便提高无人机工作效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，为具备高精度定位，高精度自主飞控降落的无人机，提供了一种智能化、高效率的电池自动更换站，可有效解决无人机因电池更换繁琐而引起的无法远距离飞行问题，以及无人机加装备用电池造成无人机负载增大的问题。

为实现无人机高效智能地进行电池自动更换，减轻无人机负载，提高无人机远距离飞行能力的目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种无人机电池自动更换站，包括外壳，所述外壳上装有天线、天线控制中心以及外壳顶盖，所述外壳内部包括上部的电池更换模块和下部的平面位置微调模块。

所述电池更换模块包括左右对称设置的两个电池充电站，所述两个电池充电站的中间为无人机主机身，所述无人机主机身底部安装用于存放无人机电池的无人机电源仓，两个电池充电站内无人机电源仓的两边均分别设置可伸缩的电池推动板和电池垫板，所述电池推动板设置在电池垫板的上方，电池推动板上有金属片可接通电池充电站的电源为无人机电池充电，无人机电源仓的下方设置无人机脚架，所述平面位置微调模块包括无人机起落平台升降系统和平面微调系统。

所述平面位置微调模块用于对无人机降落时引起的位置误差进行校正，所述两个电池充电站可轮流为无人机电池充电，所述无人机电池为无人机供电，所述电池垫板在电池更换工程中带动无人机电池从电池充电站中伸出，与无人机电源仓接轨，所述电池推动板用于接轨后推动无人机电池进行电池更换，无人机脚架用于支撑无人机机身。

进一步的，所述无人机电源仓两侧装有可左右平移打开的电源仓仓盖，两侧电源仓仓盖可同时打开，可实现电池的双向更换。无人机电源仓装有激光信号发射器。

进一步的，所述两个电池充电站上电池垫板的上方设置充电仓，充电仓上设置可左右平移打开的充电仓仓盖，充电仓的上方装有激光信号接收系统。

所述激光信号发射器用于校正无人机主机身的位置，使无人机电源仓与充电仓对准，并发射电池更换信号待充电仓回应后打开无人机电源仓仓盖进行电池更换。所述激光信号接收系统用于接收激光信号发射器发射的电池更换信号并作出反应，打开充电仓仓盖进行电池更换，同时采用同心圆十字交叉图案方便无人机进行位置校正。

进一步的，所述外壳顶盖为楔形滑动仓盖，可以进行左右滑动打开和关闭。所述外壳顶盖可有效防止外壳顶部积水，所述天线用于实现电池更换站与无人机之间的信息交互以及更换电池过程中的无人机信号中继，保证远程遥控信号不中断，以便实现再次起飞。

进一步的，所述无人机起落平台升降系统包括无人机脚架下方设置的无人机起落平台，无人机起落平台装在可纵向伸缩的升降杆上，升降杆下部是升降杆底座，升降杆底座下方是升降系统控制中心，升降系统控制中心连接电源，控制整个无人机起落平台升降系统的运行，所述升降杆可以带动无人机起落平台进行升降和360度旋转，从而实现无人机降落后的角度摆正操作。

进一步的，所述无人机起落平台采用压敏电阻材质，可感应所述无人机脚架在无人机起落平台上对应的位置，其形状为圆形盘状，盘面印有“H”图案方便无人机降落时的中心对准。

进一步的，所述平面微调系统包括升降系统控制中心连接的前后移动伸缩杆，前后移动伸缩杆连接着方形滑块，方形滑块套在横向圆柱杆上，同时横向圆柱杆装在两侧的平面移动控制中心之间，平面移动控制中心附带一个平面微调装置挡板。所述前后移动伸缩杆可以带动升降系统控制中心进行前后移动，进而实现无人机的前后位置微调，方形滑块可以沿着横向圆柱杆实现左右移动，进而实现无人机的左右位置位置微调，所述平面移动控制中心负责控制方形滑块进行左右移动，以及控制所述前后移动伸缩杆实现伸缩操作，同时为方形滑块提供电源，同时平面移动控制中心与平面微调装置挡板连接构成封闭图形，控制平面位置微调的范围。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

本实用新型拥有自动化的无人机电池更换方式，电池更换操作简单，无人机电源仓采用双口仓盖，可以实现双向更换电池操作，无人机停在充电站之间后可自动更换电池，并且对电源耗尽的电池进行充电，为下次电池更换做准备。因此只要在不同地区设置若干个该无人机电池自动更换站，即可解决无人机远距离长时间飞行导致的续航能力不足的问题，该无人机电池自动更换站就好比现今的汽车加油站，可方便快捷地为无人机提供电池更换服务。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作一个简单的介绍，显然，以下描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为无人机电池自动更换过程示意图。

图2为无人机电池自动更换过程示意图中无人机电源仓的右视图。

图3为无人机电池自动更换过程示意图中右充电站的左视图。

图4为所述无人机自动更换站的剖面图。

图5为所述无人机自动更换站的外壳轴侧简图。

图6为所述无人机起落平台升降系统及平面微调系统的结构简图。

其中，1-电池充电站、2-无人机主机身、3-无人机电源仓、4-无人机电池、5-电池垫板、6-电池推动板、7-无人机脚架、8-无人机起落平台、9-电源仓仓盖、10-激光信号发射器、11-激光信号接收系统、12-充电仓仓盖、13-升降杆、14-升降杆底座、15-外壳顶盖、 16-平面微调装置挡板、17-升降系统控制中心、18-前后移动伸缩杆、19-外壳、20-天线控制中心、21-天线、22-平面移动控制中心、23-方形滑块、24-横向圆柱杆。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图5所示的无人机电池自动更换站，包括外壳19，外壳19上装有天线21、天线控制中心20以及外壳顶盖15，外壳内部包括上部的电池更换模块和下部的平面位置微调模块，所述平面位置微调模块用于对无人机降落时引起的位置误差进行校正。

所述电池更换模块包括左右对称设置的两个电池充电站1，可轮流为无人机电池充电，两个电池充电站1的中间为无人机主机身2，无人机主机身2底部安装用于存放无人机电池4的无人机电源仓3，无人机电池4为无人机供电；两个电池充电站1内无人机电源仓3的两边均分别设置可伸缩的电池推动板6和电池垫板5，电池垫板5推动无人机电池4与无人机主机身2接轨，可起到保护电池的作用，同时在电池更换工程中带动无人机电池4从电池充电站1中伸出，与无人机电源仓3接轨，电池推动板6设置在电池垫板5 的上方，用于接轨后推动无人机电池4进行电池更换，电池推动板6上有金属片可接通电池充电站1的电源为无人机电池4充电，无人机电源仓3的下方设置无人机脚架7，用于支撑无人机机身。所述平面位置微调模块包括无人机起落平台升降系统和平面微调系统。

如图2所示，所述无人机电源仓3两侧装有可左右平移打开的电源仓仓盖9，两侧电源仓仓盖9可同时打开，可实现电池的双向更换。无人机电源仓3上装有可发射激光信号的激光信号发射器10，所述无人机电池4左边为正极右边为负极。

如图3所示，电池充电站1上电池垫板5的上方设置充电仓，充电仓上设置可左右平移打开的充电仓仓盖12，充电仓的上方装有激光信号接收系统11。

所述激光信号发射器10用于校正无人机主机身2的位置，使无人机电源仓3与充电仓对准，并发射电池更换信号待充电仓回应后打开无人机电源仓仓盖9进行电池更换。所述激光信号接收系统11用于接收激光信号发射器10发射的电池更换信号并作出反应，打开充电仓仓盖12进行电池更换，同时采用同心圆十字交叉图案方便无人机进行位置校正。

所述激光信号发射器10用于校正无人机位置，使无人机电源仓3与充电仓对准，并发射电池更换信号待充电仓回应后打开无人机电源仓仓盖9进行电池更换。

如图4所示，显示的是整个无人机电池自动更换站的剖面图，外壳顶盖15为楔形滑动仓盖，可以进行左右滑动打开和关闭。所述外壳顶盖15可有效防止外壳顶部积水。所述无人机起落平台升降系统包括无人机脚架7下方设置的无人机起落平台8，无人机起落平台8装在可纵向伸缩的升降杆13上，升降杆13下部是升降杆底座14，升降杆底座14 下方是升降系统控制中心17，升降系统控制中心17连接电源，控制整个无人机起落平台升降系统的运行，所述无人机起落平台8采用压敏电阻材质，可感应所述无人机脚架7 在无人机起落平台8上对应的位置，其形状为圆形盘状，盘面印有“H”图案方便无人机降落时的中心对准。

如图5所示，是无人机自动更换站外壳的轴测图，其中外壳19装有天线21，可实现与空中无人机的信息交互，同时在无人机进行电池更换过程中，起信号中继的作用，保证远程遥控信号不中断，以便实现再次起飞。

如图6所示，是无人机起落平台升降系统及平面微调系统结构简图，所述平面微调系统包括升降系统控制中心17连接的前后移动伸缩杆18，前后移动伸缩杆18连接着方形滑块23，方形滑块23套在横向圆柱杆24上，同时横向圆柱杆24装在两侧的平面移动控制中心22之间，平面移动控制中心22附带一个平面微调装置挡板16。其中升降杆13可以带动无人机起落平台7进行升降和360度旋转，从而实现无人机降落后的角度摆正操作；前后移动伸缩杆18可以带动升降系统控制中心17进行前后移动，进而实现无人机的前后位置微调；方形滑块23可以沿着横向圆柱杆24实现左右移动，进而实现无人机的左右位置微调；所述平面移动控制中心22负责控制方形滑块23进行左右移动，以及控制所述前后移动伸缩杆18实现伸缩操作，同时为方形滑块23提供电源，同时平面移动控制中心 22与平面微调装置挡板16连接构成封闭图形，控制平面位置微调的范围。

本实用新型的一个具体实施过程如下：

首先需要更换电池的无人机在空中与所述无人机电池自动更换站进行信息交互，然后外壳顶盖15向两侧打开，无人机降落在无人机起落平台8的大致中心部位，无人机停稳后，天线21信号中继启动，保持远程控制信号不中断，然后无人机起落平台8上表面的压敏电阻通过无人机脚架7下的压强实时感应无人机位置，并根据脚架位置旋转圆形无人机起落平台进行角度微调。然后升降杆13带动无人机起落平台8及无人机下降至底部，平面移动控制中心22再根据压敏电阻反馈回的无人机位置信息对无人机进行平面位置校正，使无人机准确停在两电池充电站1间的中间位置上。在无人机准确停在两个电池充电站1之间后，无人机电源仓3的激光信号发射器10发射激光信号，充电仓的激光信号接收系统11接收电池更换信号并回应无人机进行电池更换，此时无人机电源仓3两侧电源仓仓盖9同时打开。两侧充电仓仓盖12也同时打开，并且两边同时伸出电池垫板5，进行接轨，电池垫板5会带动电池一同伸出，图1中右侧电池为满电电池，待接轨完成后，两侧电池推动板6同时伸出进行电池更换，图1中为右侧电池推动板6推动右侧有电电池使其将左侧空电池推出取代其位置为无人机供电，左侧电池被推出后伴随着电池推动板6 及电池垫板5收回进行再次充电，与此同时右侧电池推动板6及电池垫板5也同时收回充电仓，因为电源仓仓盖9是双向的，可以进行双向更换电池的操作，即也可以从左边推动电池进行电池更换。完成电池更换后，两充电站会自动检测充电仓内是否有电源耗尽的电池，有电池的充电站会进行充电，无电池的充电站进入待机状态。两充电池仓保持其中一个为空仓，用于储存下一次充电的电池。最后，完成了电池更换的无人机通过外壳天线唤醒继续起飞进行外业飞行。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无人机电池自动更换站，其特征在于：包括外壳(19)，所述外壳(19)上装有天线(21)、天线控制中心(20)以及外壳顶盖(15)，所述外壳内部包括上部的电池更换模块和下部的平面位置微调模块；

所述电池更换模块包括左右对称设置的两个电池充电站(1)，所述两个电池充电站(1)的中间为无人机主机身(2)，所述无人机主机身(2)底部安装用于存放无人机电池(4)的无人机电源仓(3)，两个电池充电站(1)内无人机电源仓(3)的两边均分别设置可伸缩的电池推动板(6)和电池垫板(5)，所述电池推动板(6)设置在电池垫板(5)的上方，电池推动板(6)上有金属片可接通电池充电站(1)的电源为无人机电池(4)充电，无人机电源仓(3)的下方设置无人机脚架(7)；

所述平面位置微调模块包括无人机起落平台升降系统和平面微调系统。

2.根据权利要求1所述的无人机电池自动更换站，其特征在于：所述无人机电源仓(3)两侧装有可左右平移打开的电源仓仓盖(9)，两侧电源仓仓盖(9)可同时打开，无人机电源仓(3)上装有激光信号发射器(10)。

3.根据权利要求2所述的无人机电池自动更换站，其特征在于：所述两个电池充电站(1)上电池垫板(5)的上方设置充电仓，充电仓上设置可左右平移打开的充电仓仓盖(12)，充电仓的上方装有激光信号接收系统(11)。

4.根据权利要求1所述的无人机电池自动更换站，其特征在于：所述外壳顶盖(15)为楔形滑动仓盖，可以进行左右滑动打开和关闭，所述天线(21)用于实现电池更换站与无人机之间的信息交互以及更换电池过程中的无人机信号中继。

5.根据权利要求1所述的无人机电池自动更换站，其特征在于：所述无人机起落平台升降系统包括无人机脚架(7)下方设置的无人机起落平台(8)，无人机起落平台(8)装在可纵向伸缩的升降杆(13)上，升降杆(13)下部是升降杆底座(14)，升降杆底座(14)下方是升降系统控制中心(17)，升降系统控制中心(17)连接电源，控制整个无人机起落平台升降系统的运行，所述升降杆(13)可以带动无人机起落平台(8)进行升降和360度旋转，从而实现无人机降落后的角度摆正操作。

6.根据权利要求5所述的无人机电池自动更换站，其特征在于：所述无人机起落平台(8)采用压敏电阻材质，可感应所述无人机脚架(7)在无人机起落平台(8)上对应的位置，其形状为圆形盘状，盘面印有“H”图案方便无人机降落时的中心对准。

7.根据权利要求5所述的无人机电池自动更换站，其特征在于：所述平面微调系统包括所述升降系统控制中心(17)连接的前后移动伸缩杆(18)，前后移动伸缩杆(18)连接着方形滑块(23)，方形滑块(23)套在横向圆柱杆(24)上，同时横向圆柱杆(24) 装在两侧的平面移动控制中心(22)之间，平面移动控制中心(22)附带一个平面微调装置挡板(16)。

8.根据权利要求3所述的无人机电池自动更换站，其特征在于：所述激光信号发射器(10)用于校正无人机主机身(2)的位置，使无人机电源仓(3)与充电仓对准，并发射电池更换信号待充电仓回应后打开无人机电源仓仓盖(9)进行电池更换，所述激光信号接收系统(11)用于接收激光信号发射器(10)发射的电池更换信号并作出反应，打开充电仓仓盖(12)进行电池更换，同时采用同心圆十字交叉图案方便无人机进行位置校正。

9.根据权利要求1所述的无人机电池自动更换站，其特征在于：所述电池垫板(5)在电池更换工程中带动无人机电池(4)从电池充电站(1)中伸出，与无人机电源仓(3)接轨，所述电池推动板(6)用于接轨后推动无人机电池(4)进行电池更换。

10.根据权利要求7所述的无人机电池自动更换站，其特征在于：所述前后移动伸缩杆(18)可以带动升降系统控制中心(17)进行前后移动，进而实现无人机的前后位置微调，所述方形滑块(23)可以沿着横向圆柱杆(24)实现左右移动，进而实现无人机的左右位置微调，所述平面移动控制中心(22)负责控制方形滑块(23)进行左右移动，以及控制所述前后移动伸缩杆(18)实现伸缩操作，同时为方形滑块(23)提供电源，平面移动控制中心(22)与平面微调装置挡板(16)连接构成封闭图形，控制平面位置微调的范围。

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