CN217009433U - 无人机自动换电池装置及无人机机场 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种无人机自动换电池装置及无人机机场，包括电池组件、电池模组固定件及电池滑台组件，所述电池组件包括电池盒及置于电池盒内电连接的电池，所述电池盒对侧分别对称设有第一凸起及第一凹槽，所述电池模组固定件包括底板，所述底板四周竖向对称设有第二凸起、第二凹槽，所述第一凸起与所述第二凹槽形状适配插接，所述第一凹槽与第二凸起形状适配插接，所述底板下表面设有驱动机构驱动所述电池模组固定件水平往返运动，电池滑台组件包括滑轨支架底板，滑轨支架底板两端分别设有滑轨支架端板，滑轨支架端板向所述滑轨支架底板方向延伸设有导电滑轨，本实用新型结构简单，成本低，不需要机械臂夹取电池，控制逻辑简单且稳定性强。

Description

无人机自动换电池装置及无人机机场

技术领域

本实用新型属于无人机技术领域，尤其涉及一种无人机自动换电池装置及无人机机场。

背景技术

随着对无人机应用价值认知的加深，无人机在消费级，工业级和军用级市场均呈现出迅猛发展之势。无人机在诸多领域得到越来越多的运用。

但是无人机的续航时间成为了阻碍无人机发展的最大瓶颈，虽然锂电子电池是目前市场上综合性能最好的电池，但依旧无法完全满足无人机续航需求，因此在无人机使用过程中必须要考虑到无人机充电问题。

目前无人机换电池存在以下缺点：无人机需要频繁充电、换电池，按照传统方式由工作人员手动为之换电池需要巨大的人力投入，且需要人员值守，无法长时间在野外工作。另外，现有无人机机场的电池都是放入单独的充电槽内进行充电，当无人机需要返航换电池时，无人机落在无人机机场平台后，机械臂工作夹取电池放入充电槽内，再夹取已经充满的电池放回无人机内。通过机械臂进行夹取、存放电池，控制机械臂运行程序及运行轨迹非常复杂，使得无人机机场尺寸大且造价非常昂贵。再者，由于无人机降落后存在一定的位置误差，机械臂无法精准夹取电池，也给无人机自动换电池带来难题，需要采用复杂的工序使无人机降落到精准的位置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种成本低、对无人机降落后电池位置的精度要求低，不需要机械臂控制逻辑简单且稳定性强的无人机自动换电池装置。旨在解决现有技术中无人机换电工序复杂且对无人机降落位置精准要求高的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：包括电池组件、电池模组固定件及电池滑台组件，所述电池组件包括电池盒及置于电池盒内电连接的电池，所述电池盒对侧分别对称设有第一凸起及第一凹槽，所述电池模组固定件包括底板，所述底板四周竖向对称设有第二凸起、第二凹槽，所述第一凸起与所述第二凹槽形状适配插接，所述第一凹槽与第二凸起形状适配插接，所述底板下表面设有驱动机构驱动所述电池模组固定件水平往返运动，所述电池滑台组件包括滑轨支架底板，所述滑轨支架底板两端分别设有滑轨支架端板，所述滑轨支架端板向所述滑轨支架底板方向延伸设有导电滑轨，所述电池组件在所述电池模组固定件的带动下沿着所述导电滑轨移动。

进一步的，所述电池盒另外两对侧设有电极片，所述导电滑轨与所述电极片滑动配合，通过所述电极片为电池充电。

进一步的，所述电池组件数量为两个或两个以上，所述电池组件首尾依次适配插接。

进一步的，所述电池组件数量为四个。

进一步的，所述驱动机构包括电机及电机轴,所述电机带动电机轴正反转运动，电机轴通过底板驱动电池模组固定件水平往返运动。

进一步的，所述滑轨支架底板上还设有滑轨支架，所述导电滑轨固定在所述滑轨支架内。

进一步的，所述导电滑轨对称设置在滑轨支架端板上，数量为两根或两根以上。

进一步的，所述导电滑轨数量为八根，每四根导电滑轨围合的空间与所述电池盒形状适配。

本实用新型还提供一种无人机机场，包括机架、机舱门和上述的全自动无人机自动换电池装置，所述全自动无人机自动换电池装置安装在所述机架的中部，所述机舱门设置于所述全自动无人机自动换电池装置的上方。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过在电池盒对侧分别对称设有第一凸起及第一凹槽，在电池模组固定件的底板四周竖向对称设有第二凸起、第二凹槽，将第一凸起与所述第二凹槽形状适配插接，所述第一凹槽与第二凸起形状适配插接。电池组件置于无人机电池槽内，当需要换电池时，无人机带着电池组件向下移动，电池模组固定件底板上的第二凸起插入电池模组的第一凹槽内，电池滑台组件向右滑动一个电池模组的距离，充满电的电池组件带动至无人机电池槽内，无人机向上运动至起降平台后执行飞行任务，完成一次换电操作步骤。该结构简单，成本低，对无人机降落后电池位置的精度要求低，无需机械臂夹取电池，控制逻辑简单且稳定性强，同时也减少了无人机机场的尺寸，方便运输。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型无人机自动换电池装置电池结构示意图；

图2为本实用新型无人机自动换电池装置电池模组固定件结构示意图；

图3为本实用新型无人机自动换电池装置电池滑台组件结构示意图；

图4为本实用新型无人机自动换电池装置结构示意图；

图5为本实用新型无人机自动换电池装置结构结合无人机示意图。

其中，图中各附图标记：

10、无人机； 20、电池组件； 21、第一凸起；

22、第一凹槽； 23、电极片； 30、电池模组固定件；

31、第二凸起； 32、第二凹槽； 33、底板；

34、驱动机构； 40、电池滑台组件； 41、导电滑轨；

42、滑轨支架； 43、滑轨支架端板； 44、滑轨支架底板；

100、机架。

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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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。

如图1～5所示，本实用新型实施例提供包括电池组件20、电池模组固定件30及电池滑台组件40，所述电池组件20包括电池盒及置于电池盒内电连接的电池，所述电池盒对侧分别对称设有第一凸起21及第一凹槽22，所述电池模组固定件30包括底板33，所述底板33四周竖向对称设有第二凸起31、第二凹槽32，所述第一凸起21与所述第二凹槽32形状适配插接，所述第一凹槽22与第二凸起31形状适配插接，所述底板22下表面设有驱动机构34驱动所述电池模组固定件30水平往返运动，所述电池滑台组件40包括滑轨支架底板44，所述滑轨支架底板44两端分别设有滑轨支架端板43，所述滑轨支架端板43向所述滑轨支架底板方向延伸设有导电滑轨41，所述电池组件20在所述电池模组固定件30的带动下沿着所述导电滑轨41移动。通过在电池盒对侧分别对称设有第一凸起及第一凹槽，在电池模组固定件的底板四周竖向对称设有第二凸起、第二凹槽，将第一凸起与所述第二凹槽形状适配插接，所述第一凹槽与第二凸起形状适配插接。电池组件置于无人机电池槽内，当需要换电池时，无人机带着电池组件向下移动，电池模组固定件底板上的第二凸起插入电池模组的第一凹槽内，电池滑台组件向右滑动一个电池模组的距离，充满电的电池组件带动至无人机电池槽内，无人机向上运动至起降平台后执行飞行任务，完成一次换电操作步骤。该结构简单，成本低，对无人机降落后电池位置的精度要求低，无需机械臂夹取电池，控制逻辑简单且稳定性强，同时也减少了无人机机场的尺寸，方便运输。

进一步的，所述电池盒另外两对侧设有电极片23，所述导电滑轨41与所述电极片滑动配合，通过所述电极片23为电池充电。电池组件暂存在导电滑轨中间，导电滑轨即起到导向作用又起到充电电极的作用。

进一步的，所述电池组件20数量为两个或两个以上，所述电池组件首尾依次适配插接。电池组件左、右分别设有第一凸起及第一凹槽，两个或两个以上的电池组件首尾依次适配插接，结构简单，节省空间。

进一步的，所述电池组件20数量为四个。优选四个电池组件，够无人机续航循环使用。

进一步的，所述驱动机构34包括电机及电机轴,所述电机带动电机轴正反转运动，电机轴通过底板33驱动电池模组固定件30水平往返运动。通过电机正反转带动电池模组固定件水平往返运动，当无人机电池没有电量时，返航降落在起降平台上，停稳后下降，驱动机构驱动电池模组固定件移动，电池模组移动至无人机电池槽内，用过的电池在驱动机构的推动下移动至导电滑轨上，结构紧凑，充电循环利用。

进一步的，所述滑轨支架底板44上还设有滑轨支架42，所述导电滑轨41固定在所述滑轨支架42内。能过设置滑轨支架进一上稳定导电滑轨，以免电池模组在导电滑轨上运动时晃动。

进一步的，所述导电滑轨41对称设置在滑轨支架端板43上，数量为两根或两根以上。导电滑轨对称设置，方便充满电及需要充电的电池模组左右移动。

进一步的，所述导电滑轨41数量为八根，每四根导电滑轨围合的空间与所述电池盒形状适配。使得电电池模组左、右移定移动。

本实用新型还提供一种全自动无人机机场，所述全自动无人机机场包括机架100、机舱门和上述的全自动无人机自动换电池装置，所述全自动无人机自动换电池装置安装在所述机架的中部，所述机舱门设置于所述全自动无人机自动换电池装置的上方。

具体的，无人机自动换电池装置一般与无人机机场(图未示)配套使用。无人机机场内存放多个备用电池模组，优选为四个电池模组。当无人机10电量低进行报警时，无人机10会自动返航，降落到无人机机场的起降平台上，换完电池之后，无人机再继续执行相应的任务，换下来的电池在无人机机场内进行充电，可以循环往复多次使用。本实施例优选为一个电池模组安装在无人机底部的电池槽内，其它电池模组存放在无人机机场内部进行全自动取换电池。电机优选采用步进电机，当无人机返航降落到无人机机场起降平台上固定后，无人机向下移动，电池模组固定件上的第二凸起插入电池模组的第一凹槽内，已充满电的电池模组上的第一凸起插入无人机上电池模组的第一凹槽内，当无人机下降到位后，电池模组固定件在驱动机构的驱动下向右移位一个电池模组的位置。此时，充满电的电池模组顺道插入无人机电池槽内，无人机上升至起降平台上，起飞继续完成飞行任务。至此，完成一次换电过程，如此往复。优选三个备用电池模组供循环充电使用。换电池步骤重复如上，在此不再一一赘述。

本实用新型自动换电池装置，结构简单，成本低。通过简单的控制逻辑就能实现，不需要机械臂夹、取电池。且对无人机降落的位置精度要求底。同时也减少了无人机机场的尺寸，方便运输。

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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.无人机自动换电池装置，其特征在于：包括电池组件、电池模组固定件及电池滑台组件，所述电池组件包括电池盒及置于电池盒内电连接的电池，所述电池盒对侧分别对称设有第一凸起及第一凹槽，所述电池模组固定件包括底板，所述底板四周竖向对称设有第二凸起、第二凹槽，所述第一凸起与所述第二凹槽形状适配插接，所述第一凹槽与第二凸起形状适配插接，所述底板下表面设有驱动机构驱动所述电池模组固定件水平往返运动，所述电池滑台组件包括滑轨支架底板，所述滑轨支架底板两端分别设有滑轨支架端板，所述滑轨支架端板向所述滑轨支架底板方向延伸设有导电滑轨，所述电池组件在所述电池模组固定件的带动下沿着所述导电滑轨移动。

2.根据权利要求1所述的无人机自动换电池装置，其特征在于：所述电池盒另外两对侧设有电极片，所述导电滑轨与所述电极片滑动配合，通过所述电极片为电池充电。

3.根据权利要求1所述的无人机自动换电池装置，其特征在于：所述电池组件数量为两个或两个以上，所述电池组件首尾依次适配插接。

4.根据权利要求3所述的无人机自动换电池装置，其特征在于：所述电池组件数量为四个。

5.根据权利要求1所述的无人机自动换电池装置，其特征在于：所述驱动机构包括电机及电机轴,所述电机带动电机轴正反转运动，电机轴通过底板驱动电池模组固定件水平往返运动。

6.根据权利要求1所述的无人机自动换电池装置，其特征在于：所述滑轨支架底板上还设有滑轨支架，所述导电滑轨固定在所述滑轨支架内。

7.根据权利要求1或6所述的无人机自动换电池装置，其特征在于：所述导电滑轨对称设置在滑轨支架端板上，数量为两根或两根以上。

8.根据权利要求7所述的无人机自动换电池装置，其特征在于：所述导电滑轨数量为八根，每四根导电滑轨围合的空间与所述电池盒形状适配。

9.无人机机场，其特征在于：包括机架、机舱门和权利要求1～8任一项所述的无人机自动换电池装置，所述无人机自动换电池装置安装在所述机架的中部，所述机舱门设置于所述无人机自动换电池装置的上方。

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