CN214822706U - 一种车载智能机场无人机自动换电机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车载智能机场无人机自动换电机械手，涉及无人机技术领域；所采用的技术方案为：一种车载智能机场无人机自动换电机械手，包括X轴驱动组件、Y轴驱动组件、Z轴驱动组件；所述X轴驱动组件包括平行间隔设置的第一滑轨和第二滑轨，所述Y轴驱动组件一端与所述第一滑轨滑动连接，所述Y轴驱动组件另一端与所述第二滑轨滑动连接，所述X轴驱动组件用于驱动所述Y轴驱动组件沿所述第一滑轨长度方向移动；所述Z轴驱动组件上端与所述Y轴驱动组件移动部固定连接，所述Z轴驱动组件移动部固定有电池夹持组件。本实用新型能够自动的更换车载无人机电池，降低无人机使用的人力和时间成本，实现无人机的无人化和智能化工作。

Description

一种车载智能机场无人机自动换电机械手

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，具体涉及一种车载智能机场无人机自动换电机械手。

背景技术

随着无线通信技术、航空遥感测绘技术、GPS导航定位技术及自动控制技术的发展，无人机发展迅速，广泛应用于基础建设规划、线路巡查、应急响应、地形测量等多个领域。由于电池电量的问题，导致无人机续航能力受到极大的限制，无法实现远距离飞行和超长待机飞行，需要及时地更换无人机电池。目前针对车载无人机大都是通过专业飞手手动拆卸电池进行更换，不仅耗费人力和时间成本，而且不利于无人机的无人化、智能化发展。

实用新型内容

针对现有车载无人机电池更换耗费人力和时间成本的技术问题；本实用新型提供了一种车载智能机场无人机自动换电机械手，能够自动的更换车载无人机电池，降低无人机使用的人力和时间成本，实现无人机的无人化和智能化工作。

本实用新型通过以下技术方案实现：

一种车载智能机场无人机自动换电机械手，包括X轴驱动组件、Y轴驱动组件、Z轴驱动组件；所述X轴驱动组件包括平行间隔设置的第一滑轨和第二滑轨，所述Y轴驱动组件一端与所述第一滑轨滑动连接，所述Y轴驱动组件另一端与所述第二滑轨滑动连接，所述X轴驱动组件用于驱动所述Y轴驱动组件沿所述第一滑轨长度方向移动；所述Z轴驱动组件上端与所述Y轴驱动组件移动部固定连接，所述Z轴驱动组件移动部固定有电池夹持组件。

本实用新型使用时，将第一滑轨和第二滑轨平行设置在车载智能机场容纳舱舱口长度方向的两侧，使得无人机能够经第一滑轨、第二滑轨和Y轴驱动组件所围成的空间进出容纳舱。

当需要更换电池时，无人机停靠在车载智能机场上，根据无人机停靠的坐标，通过X轴驱动组件、Y轴驱动组件和Z轴驱动组件动作驱动电池夹持组件至无人机在用的电池夹持工位，以通过电池夹持组件夹持需更换的电池，然后再次通过X轴驱动组件、Y轴驱动组件和Z轴驱动组件动作驱动电池夹持组件将取下的电池送至充电工位或回收工位；然后再由X轴驱动组件、Y轴驱动组件和Z轴驱动组件动作根据已充电电池的坐标，将已充电电池装在无人机上，继而自动完成无人机电池的更换，以降低无人机使用的人力和时间成本，实现无人机的无人化和智能化工作。

其中，X轴驱动组件包括平行间隔设置的第一滑轨和第二滑轨，使得无人机能够经第一滑轨、第二滑轨和Y轴驱动组件所围成的空间进出设于车体上的无人机容纳舱；并且，Y轴驱动组件一端与第一滑轨滑动连接、另一端与第二滑轨滑动连接，能够确保Y轴驱动组件在沿第一滑轨长度方向移动时的稳定性，使得电池夹持组件能够精确的移动至电池夹持工位，从而确保能够正常更换无人机电池。

在一可选的实施例中，所述X轴驱动组件包括第一直线驱动机构和第二直线驱动机构，所述第一直线驱动机构的移动部与所述Y轴驱动组件一端固定连接，所述第二直线驱动机构的移动部与所述Y轴驱动组件另一端固定连接。相对于采用一个直线驱动机构驱动Y轴驱动组件沿第一滑轨移动，能够防止Y轴驱动组件在移动过程中卡滞。

在一可选的实施例中，所述第一直线驱动机构和所述第二直线驱动机构由同一驱动器同步驱动，从而确保第一直线驱动机构和第二直线驱动机构同步动作，避免出现Y轴驱动组件两侧受力不均匀和存在额外的平面旋转力矩，以进一步防止Y轴驱动组件卡滞。

在一可选的实施例中，所述第一直线驱动机构和所述第二直线驱动机构均为同带轮机构，且所述第二直线驱动机构的驱动轮通过传动轴与所述第一直线驱动机构驱动轮同步转动，以通过同步带轮机构快速的将Y轴驱动组件移动至设定位置。

在一可选的实施例中，所述Y轴驱动组件包括第三滑轨和第三直线驱动机构，所述第三直线驱动机构用于驱动所述X轴驱动组件沿所述第三滑轨长度方向延伸。

在一可选的实施例中，所述第三直线驱动机构为同步带轮机构，以通过同步带轮机构快速的将Z轴驱动组件移动至设定位置。

在一可选的实施例中，所述Z轴驱动组件包括第四滑轨和第四直线驱动机构，所述第四直线驱动机构用于驱动所述电池夹持组件沿所述第四滑轨长度方向移动。

在一可选的实施例中，所述第四直线驱动机构为丝杠滑块机构，一方面能够精确的控制电池夹持组件的高度，另一方面通过丝杠滑块机构的自锁使得电池夹持组件保持在设定的高度，而不需要额外设置限位机构或夹持机构，以简化机械手的结构。

在一可选的实施例中，所述电池夹持组件为气缸夹持，以确保电池夹持组件动作的可靠性和夹持的稳定性。

在一可选的实施例中，还包括配套使用的电池舱，所述电池舱可沿X轴方向和/或Y轴方向容纳多个电池，便于设置电池的坐标信息和便于机械手夹持电池。

本实用新型具有的有益效果：

1、本实用新型通过X轴驱动组件、Y轴驱动组件和Z轴驱动组件动作能够驱动电池夹持组件至无人机在用的电池夹持工位和已充电电池的工位，以将已充电电池装在无人机上自动完成无人机电池的更换，以降低无人机使用的人力和时间成本，实现无人机的无人化和智能化工作。

2、本实用新型的X轴驱动组件包括平行间隔设置的第一滑轨和第二滑轨，使得无人机能够经第一滑轨、第二滑轨和Y轴驱动组件所围成的空间进出设于车体上的无人机容纳舱；并且，Y轴驱动组件一端与第一滑轨滑动连接、另一端与第二滑轨滑动连接，能够确保Y轴驱动组件在沿第一滑轨长度方向移动时的稳定性，使得电池夹持组件能够精确的移动至电池夹持工位，从而确保能够正常更换无人机电池。

3、本实用新型的所述X轴驱动组件包括第一直线驱动机构和第二直线驱动机构，所述第一直线驱动机构的移动部与所述Y轴驱动组件一端固定连接，所述第二直线驱动机构的移动部与所述Y轴驱动组件另一端固定连接，相对于采用一个直线驱动机构驱动Y轴驱动组件沿第一滑轨移动，能够防止Y轴驱动组件在移动过程中卡滞。

4、本实用新型的所述第一直线驱动机构和所述第二直线驱动机构由同一驱动器同步驱动，从而确保第一直线驱动机构和第二直线驱动机构同步动作，避免出现Y轴驱动组件两侧受力不均匀和存在额外的平面旋转力矩，以进一步防止Y轴驱动组件卡滞。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例车载智能机场无人机自动换电机械手立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例车载智能机场无人机自动换电机械手另一角度的立体结构示意图；

图3为本实用新型实施例车载智能机场无人机自动换电机械手的俯视结构示意图。

附图标记：

1-第一滑轨，2-第二滑轨，3-电池夹持组件，4-第一直线驱动机构，5-第二直线驱动机构，6-传动轴，7-第三滑轨，8-第三直线驱动机构，9-第四滑轨，10-第四直线驱动机构，11-电池舱。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖向”、“纵向”、“侧向”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”、“顶”、“底”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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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申请的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“开有”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例

结合附图，一种车载智能机场无人机自动换电机械手，包括X轴驱动组件、Y轴驱动组件、Z轴驱动组件；所述X轴驱动组件包括平行间隔设置的第一滑轨1和第二滑轨2，所述Y轴驱动组件一端与所述第一滑轨1滑动连接，所述Y轴驱动组件另一端与所述第二滑轨2滑动连接，所述X轴驱动组件用于驱动所述Y轴驱动组件沿所述第一滑轨1长度方向移动；所述Z轴驱动组件上端与所述Y轴驱动组件移动部固定连接，所述Z轴驱动组件移动部固定有电池夹持组件3。

具体而言，所述X轴驱动组件包括第一直线驱动机构4和第二直线驱动机构5，所述第一直线驱动机构4的移动部与所述Y轴驱动组件一端固定连接，所述第二直线驱动机构5的移动部与所述Y轴驱动组件另一端固定连接。相对于采用一个直线驱动机构驱动Y轴驱动组件沿第一滑轨1移动，能够防止Y轴驱动组件在移动过程中卡滞。

优选的，所述第一直线驱动机构4和所述第二直线驱动机构5由同一驱动器同步驱动，从而确保第一直线驱动机构4和第二直线驱动机构5同步动作，避免出现Y轴驱动组件两侧受力不均匀和存在额外的平面旋转力矩，以进一步防止Y轴驱动组件卡滞。

优选的，所述第一直线驱动机构4和所述第二直线驱动机构5均为同带轮机构，且所述第二直线驱动机构5的驱动轮通过传动轴6与所述第一直线驱动机构4驱动轮同步转动，以通过同步带轮机构快速的将Y轴驱动组件移动至设定位置。

相应的，所述Y轴驱动组件包括第三滑轨7和第三直线驱动机构8，所述第三直线驱动机构8用于驱动所述X轴驱动组件沿所述第三滑轨7长度方向延伸。

优选的，所述第三直线驱动机构8为同步带轮机构，以通过同步带轮机构快速的将Z轴驱动组件移动至设定位置。

可以理解的是，所述Z轴驱动组件包括第四滑轨9和第四直线驱动机构10，所述第四直线驱动机构10用于驱动所述电池夹持组件3沿所述第四滑轨9长度方向移动。

优选的，所述第四直线驱动机构10为丝杠滑块机构，一方面能够精确的控制电池夹持组件3的高度，另一方面通过丝杠滑块机构的自锁使得电池夹持组件3保持在设定的高度，而不需要额外设置限位机构或夹持机构，以简化机械手的结构。

优选的，所述电池夹持组件3为气缸夹持，以确保电池夹持组件3动作的可靠性和夹持的稳定性；当然所述电池夹持组件3可以为反向丝杠夹持组件、电推杆夹爪组件等。

另外，还提供了配套使用的电池舱11，所述电池舱11可沿X轴方向和/或Y轴方向容纳多个电池，便于设置电池的坐标信息和便于机械手夹持电池。应当理解的是，电池舱11设置有充电模块和电源监测模块，以对电池舱11内是否有电池进行检测、电池是否充足进行检测，并将相应的坐标信息反馈给控制系统。通常，将电池舱11设置在第三滑轨7的正下方，以便于简化电池舱的坐标信息。

需要说明的是，在本实施例中涉及的直线驱动机构也可以是电推杆、气缸滑台等。

使用时，将第一滑轨1和第二滑轨2平行设置在车载智能机场容纳舱舱口长度方向的两侧，使得无人机能够经第一滑轨1、第二滑轨2和Y轴驱动组件所围成的空间进出容纳舱。

当需要更换电池时，无人机停靠在车载智能机场上，根据无人机停靠的坐标，通过X轴驱动组件、Y轴驱动组件和Z轴驱动组件动作驱动电池夹持组件3至无人机在用的电池夹持工位，以通过电池夹持组件3夹持需更换的电池，然后再次通过X轴驱动组件、Y轴驱动组件和Z轴驱动组件动作驱动电池夹持组件3将取下的电池送至充电工位或回收工位；然后再由X轴驱动组件、Y轴驱动组件和Z轴驱动组件动作根据已充电电池的坐标，将已充电电池装在无人机上，继而自动完成无人机电池的更换，以降低无人机使用的人力和时间成本，实现无人机的无人化和智能化工作。

其中，X轴驱动组件包括平行间隔设置的第一滑轨1和第二滑轨2，使得无人机能够经第一滑轨1、第二滑轨2和Y轴驱动组件所围成的空间进出设于车体上的无人机容纳舱；并且，Y轴驱动组件一端与第一滑轨1滑动连接、另一端与第二滑轨2滑动连接，能够确保Y轴驱动组件在沿第一滑轨1长度方向移动时的稳定性，使得电池夹持组件3能够精确的移动至电池夹持工位，从而确保能够正常更换无人机电池。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质，在本实用新型的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车载智能机场无人机自动换电机械手，其特征在于，包括X轴驱动组件、Y轴驱动组件、Z轴驱动组件；

所述X轴驱动组件包括平行间隔设置的第一滑轨(1)和第二滑轨(2)，所述Y轴驱动组件一端与所述第一滑轨(1)滑动连接，所述Y轴驱动组件另一端与所述第二滑轨(2)滑动连接，所述X轴驱动组件用于驱动所述Y轴驱动组件沿所述第一滑轨(1)长度方向移动；

所述Z轴驱动组件上端与所述Y轴驱动组件移动部固定连接，所述Z轴驱动组件移动部固定有电池夹持组件(3)。

2.根据权利要求1所述的车载智能机场无人机自动换电机械手，其特征在于，所述X轴驱动组件包括第一直线驱动机构(4)和第二直线驱动机构(5)，所述第一直线驱动机构(4)的移动部与所述Y轴驱动组件一端固定连接，所述第二直线驱动机构(5)的移动部与所述Y轴驱动组件另一端固定连接。

3.根据权利要求2所述的车载智能机场无人机自动换电机械手，其特征在于，所述第一直线驱动机构(4)和所述第二直线驱动机构(5)由同一驱动器同步驱动。

4.根据权利要求3所述的车载智能机场无人机自动换电机械手，其特征在于，所述第一直线驱动机构(4)和所述第二直线驱动机构(5)均为同带轮机构，且所述第二直线驱动机构(5)的驱动轮通过传动轴(6)与所述第一直线驱动机构(4)驱动轮同步转动。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的车载智能机场无人机自动换电机械手，其特征在于，所述Y轴驱动组件包括第三滑轨(7)和第三直线驱动机构(8)，所述第三直线驱动机构(8)用于驱动所述X轴驱动组件沿所述第三滑轨(7)长度方向延伸。

6.根据权利要求5所述的车载智能机场无人机自动换电机械手，其特征在于，所述第三直线驱动机构(8)为同步带轮机构。

7.根据权利要求6所述的车载智能机场无人机自动换电机械手，其特征在于，所述Z轴驱动组件包括第四滑轨(9)和第四直线驱动机构(10)，所述第四直线驱动机构(10)用于驱动所述电池夹持组件(3)沿所述第四滑轨(9)长度方向移动。

8.根据权利要求7所述的车载智能机场无人机自动换电机械手，其特征在于，所述第四直线驱动机构(10)为丝杠滑块机构。

9.根据权利要求1所述的车载智能机场无人机自动换电机械手，其特征在于，所述电池夹持组件(3)为气缸夹持。

10.根据权利要求1所述的车载智能机场无人机自动换电机械手，其特征在于，还包括配套使用的电池舱(11)，所述电池舱(11)可沿X轴方向和/或Y轴方向容纳多个电池。

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