CN212400973U - 无人巡查机及电池更换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种无人巡查机及电池更换装置，电池更换装置包括装置本体、检测元件、控制元件及电池更换机构。装置本体具有对接槽及用于放置电池的电池仓，对接槽设于装置本体的顶部。检测元件设于对接槽内，控制元件与检测元件电连接。电池更换机构安装于装置本体内，电池更换机构与控制元件电连接，电池更换机构用于将电池仓内的电池输送至无人机本体内。当无人机本体内电池电量不足时，无人机本体飞回到装置本体的顶部并降落至对接槽内。检测元件检测无人机本体后，控制元件控制电池更换机构工作，以将电池仓内的电池推送至无人机本体内，实现无人机本体内电池的更换，往复循环使其不间断工作，提高无人机巡查的距离。

Description

无人巡查机及电池更换装置

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，特别是涉及一种无人巡查机及电池更换装置。

背景技术

无人机是一种利用无线电遥控或由自身程序控制为主的不载人飞机，具有体积小、造价低、易操作等特点，被广泛应用于航拍、电力巡检、资源勘测、搜救等方面。为了保障电力正常输送，通常需要无人机对电网设施进行定期的巡查工作。由于电网设施巡查距离长，无人机无法一次性完成整个电网设备的巡检工作。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种无人巡查机及电池更换装置，使无人机能够长距离巡查。

一种电池更换装置，包括：

装置本体，具有对接槽及用于放置电池的电池仓，所述对接槽设于所述装置本体的顶部；

检测元件，设于所述对接槽内；

控制元件，与所述检测元件电连接；及

电池更换机构，安装于所述装置本体内，所述电池更换机构与所述控制元件电连接，所述电池更换机构用于将所述电池仓内的电池输送至无人机本体内。

在其中一个实施例中，所述电池更换机构包括第一驱动件、丝杆、滑动件及推动件，所述第一驱动件与所述控制元件电连接，所述丝杆连接于所述第一驱动件的输出端，所述滑动件螺纹连接于所述丝杆，所述推动件连接于所述滑动件。

在其中一个实施例中，所述电池仓至少设有两个，其中两个所述电池仓相对设置，且所述电池仓用于与无人机的容纳仓对应设置。

在其中一个实施例中，所述对接槽的内底面设有定位块，所述检测元件设于所述定位块内。

在其中一个实施例中，电池更换装置还包括滚轮及扶手，所述滚轮设于所述装置本体的底部，所述扶手设于所述装置本体的侧壁。

一种无人巡查机，包括：

上述的电池更换装置；

电池，设于所述电池更换装置的电池仓内；及

无人机本体，具有对接部及用于容置电池的容纳仓，所述对接部设于所述无人机本体的底部，所述对接部能够活动连接于所述对接槽的内表面。

在其中一个实施例中，所述对接部对应设有定位槽，所述定位槽与所述定位块适配。

在其中一个实施例中，无人巡查机还包括至少两个支架，其中两个所述支架分别设于所述无人机本体底面的两侧。

在其中一个实施例中，无人巡查机还包括图像采集元件，所述图像采集元件设于所述无人机本体的底部。

在其中一个实施例中，无人巡查机还包括第二驱动件；所述无人机本体包括机臂及螺旋桨，所述第二驱动件设于所述机臂，所述螺旋桨连接于所述第二驱动件的输出轴。

上述的无人巡查机及电池更换装置，当无人机本体内的电池电量不足时，无人机本体飞回到装置本体的顶部降落，并且无人机本体的底部与装置本体的对接槽活动连接。待无人机本体降落后，检测元件检测到无人机本体并将该信号发送至控制元件，控制元件控制电池更换机构工作，以将电池仓内的电池推送至无人机本体内，实现无人机本体内电池的更换，往复循环可实现无人机本体的不间断工作，从而实现长距离巡查。此外，无人机本体内电池的更换无需人工介入，如此可减小劳动强度，电池更换更便利。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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的前提下，还可以根据这些附图获取其他的附图。

图1为本实用新型一实施例的电池更换装置的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例的无人巡查机的结构示意图；

图3为图2所示的无人巡查机沿A-A的剖视图；

图4为图3所示的无人巡查机B处的局部放大示意图；

图5为本实用新型一实施例的无人巡查机的无人机本体的结构示意图。

附图标号：

10、电池更换装置，11、装置本体，111、对接槽，1111、定位块，112、滚轮，113、扶手，12、检测元件，13、控制元件，14、电池更换机构，141、第一驱动件，142、丝杆，143、滑动件，144、推动件，15、电池，20、无人机本体，21、对接部，211、定位槽，22、支架，23、图像采集元件，24、机臂，25、螺旋桨，26、第二驱动件。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

参阅图1、图3和图4，图1示出了本实用新型一实施例中的电池更换装置的结构示意图，图3示出了图2所示的无人巡查机沿A-A的剖视图，图4示出了图3所示的无人巡查机B处的局部放大示意图。本实用新型一实施例提供的电池更换装置，包括装置本体11、检测元件12、控制元件13及电池更换机构14。装置本体11具有对接槽111及用于放置电池15的电池仓，对接槽111设于装置本体11的顶部。检测元件12设于对接槽111内，控制元件13与检测元件12电连接。电池更换机构14安装于装置本体11内，电池更换机构14与控制元件13电连接，电池更换机构14用于将电池仓内的电池15输送至无人机本体20内。

上述的电池更换装置，当无人机本体20内的电池15电量不足时，无人机本体20飞回到装置本体11的顶部降落，并且无人机本体20的底部与装置本体11的对接槽111对接。待无人机本体20降落后，检测元件12检测到无人机本体20并将该信号发送至控制元件13，控制元件13控制电池更换机构14工作，以将电池仓内的电池15推送至无人机本体20内，实现无人机本体20内电池15的更换，往复循环可实现无人机本体20的不间断工作，从而实现长距离巡查。此外，无人机本体20内电池15的更换无需人工介入，如此可减小劳动强度，电池15的更换更便利。

需要说明的是，装置本体11的顶部是当装置本体11放置于地面时，装置本体11背离地面的一端面。无人机本体20的底部是指无人机本体20用于停落在装置本体11的对接槽111的一端部。应当理解的是，无人机本体20的底部与装置本体11的对接槽111对接是指无人机本体20的底部与装置本体11的对接槽111活动连接。

具体到本实施例中，上述的检测元件12为压力传感器，压力传感器的型号为RBH18-01。控制元件13的型号为6ED1052-1FB08-0BA0。当然，在其它实施例中，检测元件12也可以为其它类型的传感器，检测元件12及控制元件13也可以为其它型号，不以此为限。

在一个实施例中，参阅图1、图3和图4，电池更换机构14包括第一驱动件141、丝杆142、滑动件143及推动件144。第一驱动件141与控制元件13电连接。丝杆142连接于第一驱动件141的输出端，滑动件143螺纹连接于丝杆142，推动件144连接于滑动件143。需要说明的是，丝杆142能够精确控制推动件144推动电池15的距离，以精确地完成电池15的对接。当无人机本体20内的电池15电量不足时，无人机本体20飞回到装置本体11的顶部降落，并且无人机本体20的底部与装置本体11的对接槽111对接。检测元件12检测到无人机本体20后，检测元件12将该信号发送至控制元件13，控制元件13控制电池更换机构14的第一驱动件141启动并进行旋转。第一驱动件141在旋转的过程中，带动丝杆142进行旋转，进而带动滑动件143沿丝杆142向靠近无人机本体20的一侧移动，这样推动件144便可将电池仓内新的电池15推送至无人机本体20内，实现无人机本体20内电池15的更换，从而提高无人机巡查的距离。

具体到本实施例中，第一驱动件141为驱动电机，驱动电机的型号为ZWBPD016016-64-01。当然，驱动电机也可以为其它型号，不以此为限。

当然，在其它实施例中，电池更换机构14也可以是气缸及推板，推板设于气缸的伸缩杆端部。当无人机本体20内的电池15电量不足时，无人机本体20飞回到装置本体11的顶部降落，并且无人机本体20的底部与装置本体11的对接槽111对接。检测元件12检测到无人机本体20后，检测元件12将该信号发送至控制元件13，控制元件13控制电池更换机构14的气缸工作，气缸在工作的过程中，便可通过推板将电池仓内新的电池15推动至无人机本体20内，实现无人机本体20内电池15的更换，从而提高无人机巡查的距离。

在一个实施例中，参阅图1和图4，电池仓至少设有两个，其中两个电池仓相对设置，且电池仓用于与无人机的容纳仓对应设置。需要说明的是，其中一个电池仓内可移动地设有新的电池15；其中另一个电池仓与具有新电池15的电池仓相对设置，该电池仓用于容置从无人机本体20内推出的废旧电池15。电池更换装置10工作时，第一驱动件141带动丝杆142旋转，丝杆142在旋转的过程中带动滑动件143沿丝杆142移动，进而使推动件144将新的电池15向靠近无人机本体20的一侧推送，这样便可将新的电池15推动至无人机本体20内，并将无人机本体20内的废旧电池15推出至装置本体11另一侧的电池仓内储存。具体到本实施例中，电池仓设有两个，其中一个电池仓设于装置本体11的一侧，另外一个电池仓设于装置本体11的另一侧，并且两个电池仓相对设置。

进一步地，电池仓为C型结构，电池15可移动地设于电池仓内。通过推动件144将新的电池15推送至无人机本体20内，以使新电池15的金属触点与无人机本体20内部的金属触点对接，并且新的电池15将无人机本体20内的废旧的电池15挤入装置本体11另一侧的电池仓内，如此便可完成电池更换。

在一个实施例中，参阅图1、图4和图5，图5示出了本实用新型一实施例的无人巡查机的无人机本体的结构示意图。对接槽111的内底面设有定位块1111，检测元件12设于定位块1111内。需要说明的是，对接槽111的内底面是指对接槽111远离槽口的端面。应当理解的是，无人机本体20的底部对应设有定位槽211，该定位槽211与对接槽111内底面的定位块1111适配。当无人机本体20内的电池15电量不足时，无人机本体20飞回到装置本体11的顶部降落，无人机本体20的底部进入装置本体11的对接槽111内，并且无人机本体20的定位槽211与对接槽111内底面的定位块1111重合。待定位槽211与定位块1111重合后，检测元件12检测到作用于定位块1111上的压力，以启动电池更换机构14。在本实施例中，通过定位块1111与定位槽211的间隙配合，使无人机本体20准确地停入对接槽111的内部，便于电池更换机构14顺利更换电池15。

当然，在其它实施例中，对接槽111的内底面也可以设置定位槽211，检测元件12设于定位槽211内。无人机本体20的底部对应设有定位块1111。

在一个实施例中，参阅图1，电池更换装置10还包括滚轮112及扶手113，滚轮112设于装置本体11的底部，扶手113设于装置本体11的侧壁。可选地，滚轮112设有两个，两个滚轮112分别通过转轴设于装置本体11的两侧。由于装置本体11的底部设有滚轮112，并且装置本体11的侧壁设有扶手113，这样通过推动扶手113可实现装置本体11的移动，使用更灵活。

参阅图2、图3和图5，图2示出了本实用新型一实施例的无人巡查机的结构示意图。一种无人巡查机，包括无人机本体20、电池15及上述任一实施例中的电池更换装置10。电池15设于电池更换装置10的电池仓内。无人机本体20具有对接部21及用于容纳电池15的容纳仓，对接部21设于无人机本体20的底部。

上述的无人巡查机，当无人机本体20内的电池15电量不足时，无人机本体20飞回到装置本体11的顶部降落，并且无人机本体20的底部与装置本体11的对接槽111对接。待无人机本体20降落后，检测元件12检测到无人机本体20并将该信号发送至控制元件13，控制元件13控制电池更换机构14工作，以将电池仓内的电池15推送至无人机本体20内，实现无人机本体20内电池15的更换，往复循环可实现无人机本体20的不间断工作，从而实现长距离巡查。此外，无人机本体20内电池15的更换无需人工介入，如此可减小劳动强度，电池15的更换更便利。

在一个实施例中，参阅图1、图4和图5，对接部21对应设有定位槽211，定位槽211与定位块1111适配。当无人机本体20内的电池15电量不足时，无人机本体20飞回到装置本体11的顶部降落，无人机本体20的底部进入装置本体11的对接槽111内，并且无人机本体20的定位槽211与对接槽111内底面的定位块1111重合。待定位槽211与定位块1111重合后，检测元件12检测到作用于定位块1111上的压力，以启动电池更换机构14。在本实施例中，通过定位块1111与定位槽211的间隙配合，使无人机本体20准确地停入对接槽111的内部，便于电池更换机构14顺利更换电池15。

当然，在其它实施例中，对接部21也可以设置定位块1111，装置本体11的对接槽111内底面对应设有定位槽211。

在一个实施例中，定位槽211为锥形槽，定位块1111对应为锥形块，并且锥形块与锥形槽适配。无人机本体20降落的过程中，若无人机本体20的降落位置出现偏差，定位槽211与定位块1111的斜面会产生摩擦；在重力的作用下，无人机本体20会调整位置，直至定位槽211与定位块1111轴方向重合，完成定位精准对接，方便后续更换电池15。

在一个实施例中，参阅图1、图4和图5，无人巡查机还包括至少两个支架22，其中两个支架22分别设于无人机本体20底面的两侧。当无人机本体20内的电池15电量不足时，无人机本体20飞回到装置本体11的顶部降落，并且无人机本体20的底部与装置本体11的对接槽111对接。在该过程中，无人机本体20的定位槽211与装置本体11的定位块1111对接，并且无人机底部两侧的支架22与装置本体11的顶面接触，这样便可完成无人机本体20与装置本体11的对接。

在一个实施例中，参阅图5，无人巡查机还包括图像采集元件23，图像采集元件23设于无人机本体20的底部。通过在无人机本体20的底部设置图像采集元件23，在无人巡查机飞行的过程中，图像采集元件23能够进行视频、图像等采集，以便进行巡查工作。例如，无人巡查机能够应用于电力巡检，以对电网设施进行定期巡查，保障电力的正常输送。

可选地，图像采集元件23为摄像头。图像采集元件23设有四个，四个图像采集元件23分别设于无人机本体20底部的周侧面。

在一个实施例中，参阅图5，无人巡查机还包括第二驱动件26。无人机本体20包括机臂24及螺旋桨25，第二驱动件26设于机臂24，螺旋桨25连接于第二驱动件26的输出轴。可选地，机臂24设有四个，四个机臂24间隔地设于无人机本体20的顶部。通过在机臂24的一端连接有第二驱动件26，螺旋桨25设于第二驱动件26的输出轴，第二驱动件26输出轴旋转带动螺旋桨25旋转，以实现无人机本体20的飞行。

无人巡查机的工作原理，具体如下：

当无人机本体20内的电池15电量不足时，无人机本体20飞回到装置本体11的顶部降落，无人机底部的对接部21与装置本体11顶部的对接槽111的内壁对接。同时，无人机本体20的定位槽211与对接槽111内的定位块1111对接，直至定位槽211与定位块1111的轴向重合，这样便完成了定位精准对接，方便后续更换电池15。待无人机本体20完成降落后，定位块1111内的检测元件12受到挤压，检测元件12将该信号发送至控制器，控制器控制第一驱动件141启动并进行旋转。第一驱动件141在旋转的过程中，带动丝杆142进行旋转，进而带动滑动件143沿丝杆142向靠近无人机本体20容纳仓的一侧移动，这样推动件144便可将电池仓内新的电池15推送至无人机本体20的容纳仓内，并将无人机本体20内废旧的电池15推出至装置本体11另一侧的电池仓内，实现无人机本体20内电池15的更换，往复循环可实现无人机本体20的不间断工作，从而提高无人机巡查的距离。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电池更换装置，其特征在于，包括：

装置本体，具有对接槽及用于放置电池的电池仓，所述对接槽设于所述装置本体的顶部；

检测元件，设于所述对接槽内；

控制元件，与所述检测元件电连接；及

电池更换机构，安装于所述装置本体内，所述电池更换机构与所述控制元件电连接，所述电池更换机构用于将所述电池仓内的电池输送至无人机本体内。

2.根据权利要求1所述的电池更换装置，其特征在于，所述电池更换机构包括第一驱动件、丝杆、滑动件及推动件，所述第一驱动件与所述控制元件电连接，所述丝杆连接于所述第一驱动件的输出端，所述滑动件螺纹连接于所述丝杆，所述推动件连接于所述滑动件。

3.根据权利要求1所述的电池更换装置，其特征在于，所述电池仓至少设有两个，其中两个所述电池仓相对设置，且所述电池仓用于与无人机的容纳仓对应设置。

4.根据权利要求1所述的电池更换装置，其特征在于，所述对接槽的内底面设有定位块，所述检测元件设于所述定位块内。

5.根据权利要求1所述的电池更换装置，其特征在于，还包括滚轮及扶手，所述滚轮设于所述装置本体的底部，所述扶手设于所述装置本体的侧壁。

6.一种无人巡查机，其特征在于，包括：

如权利要求1至5任一项所述的电池更换装置；

电池，设于所述电池更换装置的电池仓内；及

无人机本体，具有对接部及用于容置电池的容纳仓，所述对接部设于所述无人机本体的底部，所述对接部能够活动连接于所述对接槽的内表面。

7.根据权利要求6所述的无人巡查机，其特征在于，所述对接部对应设有定位槽。

8.根据权利要求6所述的无人巡查机，其特征在于，还包括至少两个支架，其中两个所述支架分别设于所述无人机本体底面的两侧。

9.根据权利要求6所述的无人巡查机，其特征在于，还包括图像采集元件，所述图像采集元件设于所述无人机本体的底部。

10.根据权利要求6所述的无人巡查机，其特征在于，还包括第二驱动件；所述无人机本体包括机臂及螺旋桨，所述第二驱动件设于所述机臂，所述螺旋桨连接于所述第二驱动件的输出轴。

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