CN216833302U - 无人机电池更换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种无人机电池更换装置，包括：电池充电平台，电池充电平台包括第一电池运输轨道和电池充电箱，电池充电箱设置有开口，第一电池运输轨道的一侧设置在开口处；电池换电平台，电池换电平台包括第二电池运输轨道和停机台，第二电池运输轨道的一侧与第一电池运输轨道的另一侧相连，第二电池运输轨道的另一侧与停机台相连；无人机支架，无人机支架设置在电池换电平台的一侧；第一机械手，第一机械手设置在电池换电平台的另一侧；控制器，控制器分别与第一电池运输轨道、电池充电箱、第二电池运输轨道、无人机支架和第一机械手分别相连。由此本实用新型，能够实现自动对无人机的电池进行更换及充电，从而提高了无人机的换电效率。

Description

无人机电池更换装置

技术领域

本实用新型涉及光伏技术领域，尤其涉及一种无人机电池更换装置。

背景技术

光伏系统的长时间积灰会影响光伏系统的发电效率，现有的清洗技术以人工清洗为主，大面积光伏系统的清洗存在效率低费用高的问题。

无人机喷水清洗是光伏电站智能清洗的途径之一，现有的大载荷无人机以油动为主，但基于环保、动力补充及成本原因，电动力无人机更适用于光伏电站。

发明内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。

为此，本实用新型的一个目的在于提出一种无人机电池更换装置，该无人机电池更换装置能够实现自动对无人机的电池进行更换及充电，从而提高了无人机的换电效率。

为达到上述目的，本实用新型提出了一种无人机电池更换装置，包括：电池充电平台，所述电池充电平台包括第一电池运输轨道和电池充电箱，所述电池充电箱设置有开口，所述第一电池运输轨道的一侧设置在所述开口处；电池换电平台，所述电池换电平台包括第二电池运输轨道和停机台，所述第二电池运输轨道的一侧与所述第一电池运输轨道的另一侧相连，所述第二电池运输轨道的另一侧与所述停机台相连；无人机支架，所述无人机支架设置在所述电池换电平台的一侧；第一机械手，所述第一机械手设置在所述电池换电平台的另一侧；控制器，所述控制器分别与所述第一电池运输轨道、所述电池充电箱、所述第二电池运输轨道、所述无人机支架和所述第一机械手分别相连。

本实用新型的无人机电池更换装置，通过控制器控制电池充电平台为电池换电平台提供满电电池，并控制无人机支架支撑起降落在电池换电平台的无人机，而后控制第一机械手对无人机进行换电操作，为无人机更换上满电电池。由此，能够实现自动对无人机的电池进行更换及充电，从而提高了无人机的换电效率。

另外，根据本实用新型上述提出的无人机电池更换装置，还可以具有如下附加的技术特征：

具体地，所述无人机支架包括相互平行的第一支架和第二支架，以及底座，其中，所述第一支架和所述第二支架设置在所述底座上。

具体地，所述第一支架和所述第二支架均为可伸缩式支架，所述底座为可旋转可升降式底座。

具体地，所述电池充电箱还设置有容纳腔，所述容纳腔与所述开口连通，其中，所述容纳腔内设置有第二机械手和充电平台，所述充电平台位于所述开口与所述第二机械手之间。

进一步地，所述无人机电池更换装置还包括：光伏板、汇流器和变压器，其中，所述光伏板、所述汇流器、所述变压器和所述充电平台依次相连。

进一步地，所述无人机电池更换装置还包括：逆变器，所述逆变器的一端与所述汇流器相连，所述逆变器的另一端与电网相连。

具体地，所述停机台中设置有定位装置，所述定位装置与所述控制器相连。

具体地，所述第一电池运输轨道和所述第二电池运输轨道上设置有多个传动球。

具体地，所述电池充电箱为多个。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本实用新型一个实施例的无人机电池更换装置的结构示意图；

图2为根据本实用新型一个实施例的电池充电平台的结构示意图；

图3为根据本实用新型一个实施例的电池充电箱的结构示意图；

图4为根据本实用新型一个实施例的电池换电平台的结构示意图；

图5为根据本实用新型另一个实施例的无人机电池更换装置的结构示意图；

图6为根据本实用新型另一个实施例的无人机电池更换装置的结构示意图；

图7为根据本实用新型另一个实施例的无人机电池更换装置的结构示意图；

图8为根据本实用新型另一个实施例的无人机电池更换装置的结构示意图；

图9根据本实用新型另一个实施例的无人机电池更换装置的结构示意图；以及

图10据本实用新型另一个实施例的无人机电池更换装置的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参照附图描述本实用新型实施例的无人机电池更换装置。

图1为根据本实用新型一个实施例的无人机电池更换装置的结构示意图。

如图1所示，本实用新型实施例的无人机电池更换装置100，可包括电池充电平台110、电池换电平台120、无人机支架130、第一机械手140和控制器150。

其中，参见图2，电池充电平台110可包括第一电池运输轨道111和电池充电箱112，电池充电箱112设置有开口，第一电池运输轨道111的一侧设置在开口处。其中，电池充电箱112可为多个，第一电池运输轨道111上设置有多个传动球，该多个传动球可为第一电池运输轨道111提供动力和传动方向。

在本实用新型实施例中，电池充电箱112中可包括电池充电模块，该电池充电模块具有电池管理系统，该电池管理系统的功能可包括数据采集、电池状态计算、能量管理、热管理、安全管理、均衡控制、通信功能及报警功能等，能够保证电池充电的安全性和高效性。

其中，电池的充电方式可包括有线充电和/或无线充电。

具体地，在无人机电池更换装置100正常工作时，电池充电箱112可对待充电电池进行充电。在无人机电池更换装置100对无人机进行换电时，电池充电箱112可提供满电电池，并通过第一电池运输轨道111将该满电电池运输到指定换电位置，以便于后续将该满电电池更换到无人机上。其中，指定换电位置可为电池换电平台120上的某一位置，可根据实际情况指定，此处不做任何限制。

需要说明的是，该实施例中所描述的无人机可为大载荷清洁无人机或其他类型的电力无人机，此处不做任何限定。

为了清楚说明上一实施例，在本实用新型的一个实施例中，如图3所示，电池充电箱112还设置有容纳腔10，容纳腔10与开口连通，其中，容纳腔10内设置有第二机械手20和充电平台30，充电平台30位于开口与第二机械手20之间。

在本实用新型实施例中，从无人机上更换(拆卸)下的电池(即待充电电池)可被运输到电池充电平台110进行充电。

具体地，在无人机换电完成后，从无人机上更换下的待充电电池可被第一电池运输轨道111运输到电池充电箱112的开口处，此时，第二机械手20可将该待充电电池抓取到充电平台30上进行充电，在该待充电电池充满电后，当需要对无人机进行换电时，第二机械手20可将该电池(即满电电池)抓取到第一电池运输轨道111上进行运输，以运输到指定换电位置，便于后续将该满电电池更换到无人机上。

参见图4，电池换电平台120可包括第二电池运输轨道121和停机台122，参见图5，第二电池运输轨道121的一侧与第一电池运输轨道111的另一侧相连，第二电池运输轨道121的另一侧与停机台122相连。其中，停机台122中设置有定位装置(图中未具体示出)，定位装置与控制器150相连，第二电池运输轨道121上设置有多个传动球，该多个传动球可为第二电池运输轨道121提供动力。

其中，定位装置可为全球定位系统(Global Positioning System，GPS)装置。

在本实用新型实施例中，在无人机通过自身的电池系统检测到电池的电量不足时，可发出电量不足的报警，并可通过接收定位装置发送的定位信号降落到停机台122上。其中，停机台122上设置有重力感应装置，在无人机降落到停机台122上时，重力感应装置可感应到无人机的重力，并在感应到无人机的重力后向控制器150发送换电信号，控制器150接收到该换电信号后，可进行相应的控制，以实现对无人机的换电。

具体地，由于第一电池运输轨道111和第二电池运输轨道121相连，第一电池运输轨道111可将电池充电箱112中的满电电池运输到第二电池运输轨道121上，从而通过第二电池运输轨道121将该满电电池运输到指定换电位置，以便于后续将该满电电池更换到无人机上。

参见图6，无人机支架130设置在电池换电平台120的一侧。

其中，无人机支架130可包括相互平行的第一支架和第二支架，以及底座(图中均未示出)，其中，第一支架和第二支架设置在底座上，第一支架和第二支架均可为可伸缩式支架，底座可为可旋转可升降式底座。

具体地，在无人机支架130未支撑起无人机时，该无人机支架130的第一支架和第二支架均可处于收缩状态，使得该无人机支架130保持最低高度，而在需要支撑起无人机时，该无人机支架130的第一支架和第二支架可分别支撑无人机的机臂，并进行伸展，以提升高度，将无人机支撑到合适的高度，并且该无人机支架130的底座可进行旋转和升降，以进一步调整无人机的角度和高度，以方便于卸下无人机的电池。

参见图7，第一机械手140设置在电池换电平台120的另一侧。

具体地，在无人机支架130支撑起无人机时，第一机械手140可将无人机的电池拆卸下来，并抓取已被运输到指定换电位置的满电电池，将该满电电池安装到无人机上，以实现无人机的自动换电。

参见图8，控制器150分别与第一电池运输轨道111、电池充电箱112、第二电池运输轨道121、无人机支架130和第一机械手140分别相连。

具体地，当控制器150接收到停机台122上重力感应装置发送的换电信号时，可控制无人机支架130支撑起降落在停机台122上的无人机，并控制电池充电箱112(具体结构参见图3)内的第二机械手20，将容纳腔10内的充电平台30上的满电电池(即已在充电平台30上充满电的电池)抓取到第一电池运输轨道111上，通过第一电池运输轨道111将该满电电池运输到第二电池运输轨道121上，以通过第二电池运输轨道121将该满电电池运输到指定换电位置，而后控制器150可控制第一机械手140拆卸下无人机的电池，并在拆卸结束后，抓取位于指定换电位置的满电电池，将该满电电池安装到无人机上，以实现无人机的自动换电。

本实用新型实施例的无人机电池更换装置，通过控制器控制电池充电平台为电池换电平台提供满电电池，并控制无人机支架支撑起降落在电池换电平台的无人机，而后控制第一机械手对无人机进行换电操作，为无人机更换上满电电池。由此，能够实现自动对无人机的电池进行更换及充电，从而提高了无人机的换电效率。

在本实用新型的一个实施例中，如图9所示，该无人机电池更换装置100还可包括光伏板160、汇流器170和变压器180，其中，光伏板160、汇流器170、变压器180和充电平台30依次相连。

在本实用新型实施例中，光伏板160、汇流器170和变压器180可组成光伏系统，该光伏系统能够将光能转换成电能，从而对充电平台30上的待充电电池进行充电。

具体地，光伏板160可将光能转换为电能，并将电能以直流电流的形式输入到汇流器170中，通过汇流器170将该直流电流输入到变压器180中，通过变压器180进行变压处理，以得到合适的电压对无人机进行充电，保证充电安全。

由此，能够将光能转换为电能对电池进行充电，以节省能源，并且通过变压器直接进行充电能够减少电损和设备成本。

在本实用新型的一个实施例中，如图10所示，该无人机电池更换装置100还可包括逆变器190，逆变器190的一端与汇流器170相连，逆变器190的另一端与电网相连。

其中，逆变器190可将汇流器170输出的直流电流转换成交流电流。

在本实用新型实施例中，光伏系统可将自身产生的电能通过逆变器190输入到电网中，以实现电能的充分利用。

具体地，在电池充电平台120未对待充电电池进行充电时，或者，在光伏系统产生的电能过剩时，可通过汇流箱170将多余的电能以直流电流的形式输入到逆变器190中，由逆变器190将该直流电流转换为交流电流，并将该交流电流输入到电网中。

由此，不仅能够对电池进行充电，还能够将剩余的电能输入到电网中进行使用，从而实现能源的充分利用，

在实际应用中，对于15MW的光伏电站可配备26KW的电动清洗无人机，该无人机可配备四个电机，四个电调，每个电机的拉力可为120kg，该无人机的水箱可载水80kg，机臂可使用碳纤维一体化机臂。当采用52块22.2V，22A的锂电池集成电池组作为该无人机的动力时，该无人机的理论续航时间可为39分钟。当该无人机的电量不足时，可发出电量不足的警报，并根据定位装置降落到停机台上，停机台上的重力感应装置在感应到无人机的重力后，可向控制器发送换电信号，控制器接收到该换电信号后可控制无人机支架支撑起降落在停机台上的无人机，并控制电池充电箱内的第二机械手，将容纳腔内的充电平台上的满电电池抓取到第一电池运输轨道上，通过第一电池运输轨道将该满电电池运输到第二电池运输轨道上，以通过第二电池运输轨道将该满电电池运输到指定换电位置，而后控制器可控制第一机械手拆卸下无人机的电池，并在拆卸结束后，抓取位于指定换电位置的满电电池，将该满电电池安装到无人机上，以此实现无人机的自动换电。

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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，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。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。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种无人机电池更换装置，其特征在于，包括：

电池充电平台，所述电池充电平台包括第一电池运输轨道和电池充电箱，所述电池充电箱设置有开口，所述第一电池运输轨道的一侧设置在所述开口处；

电池换电平台，所述电池换电平台包括第二电池运输轨道和停机台，所述第二电池运输轨道的一侧与所述第一电池运输轨道的另一侧相连，所述第二电池运输轨道的另一侧与所述停机台相连；

无人机支架，所述无人机支架设置在所述电池换电平台的一侧；

第一机械手，所述第一机械手设置在所述电池换电平台的另一侧；

控制器，所述控制器分别与所述第一电池运输轨道、所述电池充电箱、所述第二电池运输轨道、所述无人机支架和所述第一机械手相连。

2.根据权利要求1所述的无人机电池更换装置，其特征在于，所述无人机支架包括相互平行的第一支架和第二支架，以及底座，其中，所述第一支架和所述第二支架设置在所述底座上。

3.根据权利要求2所述的无人机电池更换装置，其特征在于，所述第一支架和所述第二支架均为可伸缩式支架，所述底座为可旋转可升降式底座。

4.根据权利要求1所述的无人机电池更换装置，其特征在于，所述电池充电箱还设置有容纳腔，所述容纳腔与所述开口连通，其中，所述容纳腔内设置有第二机械手和充电平台，所述充电平台位于所述开口与所述第二机械手之间。

5.根据权利要求4所述的无人机电池更换装置，其特征在于，还包括：光伏板、汇流器和变压器，其中，

所述光伏板、所述汇流器、所述变压器和所述充电平台依次相连。

6.根据权利要求5所述的无人机电池更换装置，其特征在于，还包括：

逆变器，所述逆变器的一端与所述汇流器相连，所述逆变器的另一端与电网相连。

7.根据权利要求1所述的无人机电池更换装置，其特征在于，所述停机台中设置有定位装置，所述定位装置与所述控制器相连。

8.根据权利要求1所述的无人机电池更换装置，其特征在于，所述第一电池运输轨道和所述第二电池运输轨道上设置有多个传动球。

9.根据权利要求1所述的无人机电池更换装置，其特征在于，所述电池充电箱为多个。

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