WO2022068056A1

WO2022068056A1 - 用于无人机的机械手

Info

Publication number: WO2022068056A1
Application number: PCT/CN2020/135006
Authority: WO
Inventors: 张松
Original assignee: 深圳市大疆创新科技有限公司
Priority date: 2020-09-29
Filing date: 2020-12-09
Publication date: 2022-04-07
Also published as: CN213971214U

Abstract

一种用于无人机的机械手，无人机(600)包括可拆卸地设置于电池仓(610)的电池(620)；机械手包含基座(100)、机械臂(200)、夹持机构(300)以及更换机构(400)；机械臂(200)枢转连接于基座(100)，机械臂(200)能够相对于基座(100)转动以使得无人机(600)的姿态从第一状态转换到第二状态；夹持机构(300)连接于机械臂(200)，用以夹持无人机(600)；更换机构(400)用以使电池(620)脱离或安置于电池仓(610)，更换机构(400)包含支撑臂(410)及夹持部(420)；支撑臂(410)连接于机械臂(200)；夹持部(420)设置于支撑臂(410)上，用以夹持电池(620)；其中，响应于无人机(600)处于第一状态或第二状态，支撑臂(410)能够使夹持部(420)运动至电池仓(610)，从而使夹持部(420)能够将电池(620)脱离电池仓(610)，或使夹持部(420)能够将电池(620)安置于电池仓(610)。

Description

用于无人机的机械手

技术领域

本公开涉及无人机技术领域，尤其涉及一种用于无人机的机械手。

背景技术

本公开所涉及的领域的背景技术包括无人机表演时的无人机准备，现有的方案对于无人机的布置一般都是人工布置，对于准备时间的无人机电池的更换，一般也是人工更换。

在现有的技术中大数量的无人机表演，现有的方案对于无人机的布置一般都是人工布置，对于准备时间的无人机电池的更换，一般也是人工更换。耗费人力较多，且时间效率低，布置的位置精度差。

发明内容

本公开所要解决的技术问题是如何提供一种用于无人机的机械手。

本公开的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本公开的实践而习得。

为实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

根据本公开的一个方面，提供一种用于无人机的机械手，所述无人机包括可拆卸地设置于电池仓的电池；其中，所述机械手包含基座、机械臂、夹持机构以及更换机构；所述机械臂枢转连接于所述基座，所述机械臂能够相对于所述基座转动以使得所述无人机的姿态从第一状态转换到第二状态；所述夹持机构连接于所述机械臂，用以夹持所述无人机；所述更换机构用以使所述电池脱离或安置于所述电池仓，所述更换机构包含支撑臂及夹持部；所述支撑臂连接于所述机械臂；所述夹持部设置于所述支撑臂上，用以夹持所述电池；其中，响应于所述无人机处于第一状态或第二状态，所述支撑臂能够使所述夹持部运动至所述电池仓，从而使所述夹持部能够将所述电池脱离所述电池仓，或使所述夹持部能够将所述电池安置于所述电池仓。

根据本公开的其中一个实施方式，所述支撑臂转动连接于所述机械臂，所述夹持部包含第一夹持部和第二夹持部，所述第一夹持部和所述第二夹持部分别设置于所述支撑臂的两端部；其中，响应于所述无人机的姿态从第一状态转换到第二状态，所述支撑臂能够转动以使所述第一夹持部运动至所述电池仓，而使所述第一夹持部能够将所述电池脱离所述电池仓；响应于所述电池从所述电池仓脱离，所述支撑臂能够转动以使得所述第二夹持部运动至所述电池仓，而使所述第二夹持部能够将另一电池放入所述电池仓。

根据本公开的其中一个实施方式，所述支撑臂通过转轴转动连接于所述机械臂，所述更换机构还包含第一驱动机构，所述第一驱动机构包含第一动力单元及第一传动结构；所述第一动力单元设置于所述机械臂；所述第一传动结构连接于所述第一动力单元与所述转轴之间。

根据本公开的其中一个实施方式，所述支撑臂固定连接于所述机械臂，所述支撑臂设置有皮带轮机构，所述夹持部包含第一夹持部和第二夹持部；其中，响应于所述无人机的姿态从第一状态转换到第二状态，所述支撑臂能够通过所述皮带轮机构带动所述第一夹持部运动至所述电池仓，而使所述第一夹持部能够将所述电池脱离所述电池仓；响应于所述电池从所述电池仓脱离，所述支撑臂能够通过所述皮带轮机构带动所述第二夹持部运动至所述电池仓，而使所述第二夹持部能够将另一电池放入所述电池仓。

根据本公开的其中一个实施方式，所述机械臂包含第一机械臂、第二机械臂以及第二驱动机构；所述第一机械臂一端转动连接于所述基座；所述第二机械臂转动连接于所述第一机械臂的另一端；所述第二驱动机构用以驱动所述第一机械臂相对所述基座旋转，并驱动所述第二机械臂相对所述第一机械臂旋转。

根据本公开的其中一个实施方式，所述第一机械臂相对于所述基座的转动轴线平行于所述第二机械臂相对于所述第一机械臂的转动轴线；其中，所述第一机械臂和所述第二机械臂的其中一者的延伸方向与转动轴线相垂直，所述第一机械臂和所述第二机械臂的其中另一者的延伸方向与转动轴线相平行。

根据本公开的其中一个实施方式，所述第一机械臂与所述第二机械臂的旋转方向相反。

根据本公开的其中一个实施方式，所述第一机械臂通过第一主轴转动连接于所述基座，所述第二机械臂通过第二主轴转动连接于所述第一机械臂；其中，所述第二驱动机构包含第二动力单元及第二传动结构；所述第二动力单元设置于所述基座并传动连接于所述第一主轴；所述第二传动结构传动连接于所述第一主轴与第二主轴之间，用以将所述第一主轴的转动换向传递至所述第二主轴。

根据本公开的其中一个实施方式，所述第二动力单元包含电机及减速器；所述电机设置于所述基座并具有输出轴；所述输出轴通过所述减速器连接于所述第一主轴。

根据本公开的其中一个实施方式，所述第二传动结构包含换向轴及传动皮带；所述换向轴设置于所述基座，并通过换向齿轮组连接于所述第一主轴；所述传动皮带连接于所述换向轴与所述第二主轴之间。

根据本公开的其中一个实施方式，所述夹持机构包含夹持架及桨叶夹板；所述夹持架连接于所述机械臂，用以夹持所述无人机；所述桨叶夹板设置于所述夹持架上，用以收束所述无人机的桨叶。

根据本公开的其中一个实施方式，所述夹持机构通过调节机构可移动地连接于所述机械臂，以使所述夹持机构在所述第一夹持部和所述第二夹持部取放所述电池时，相对所述更换机构移动。

根据本公开的其中一个实施方式，所述调节机构包含滑轨、滑板及弹性件；所述滑轨设置于所述机械臂；所述滑板连接于所述夹持机构并与所述滑轨滑动配合；所述弹性件连接于所述滑板与所述机械臂之间，用以向所述滑板施加弹性力；其中，所述弹性件在释放状态下，所述第一或第二夹持部位于所述电池仓上方，所述弹性件在压缩状态下，所述第一或第二夹持部与所述电池仓至少部分重合。

根据本公开的其中一个实施方式，所述调节机构包含滑轨、滑板及第三驱动机构；所述滑轨设置于所述机械臂；所述滑板连接于所述夹持机构并与所述滑轨滑动配合；所述第三驱动机构用以驱动所述滑板沿所述滑轨滑动，而使所述夹持机构可调节地相对所述更换机构移动。

根据本公开的其中一个实施方式，所述用于无人机的机械手还包含移动底盘；所述移动底盘具有行走机构；其中，所述基座设置于所述移动底盘上。

本公开提出的用于无人机的机械手，利用机械臂使得无人机的姿态从第一状态转换到第二状态，利用夹持机构夹持无人机，并利用更换机构使电池脱离或安置于电池仓。据此，本公开提出的机械手能够响应于无人机处于第一状态或第二状态，支撑臂能够使夹持部运动至电池仓，从而使夹持部能够将电池脱离电池仓，或使夹持部能够将电池安置于电池仓。通过上述结构设计，本公开能够在无人机转运等姿态调整过程中，同时实现对无人机的电池更换，且更换效率较高。

附图说明

图1是根据一示例性实施方式示出的一种机械手的立体图；

图2是图1示出的机械手的另一角度的立体图；

图3是图1示出的机械手的分解立体图；

图4是图1示出的机械手的另一角度的分解立体图；

图5是图1示出的机械手的轴系剖面图；

图6是图1示出的机械手夹持处于第一状态的无人机的结构示意图；

图7是图1示出的机械手夹持处于第二状态的无人机的结构示意图；

图8是图1示出的机械手的正视图。

其中，附图标记说明如下：

100.基座； 332.滑板；

200.机械臂； 333.弹性件；

210.第一机械臂； 400.更换机构；

211.第一主轴； 410.支撑臂；

220.第二机械臂； 411.转轴；

221.第二主轴； 420.夹持部；

230.第二驱动机构； 421.夹爪；

231.第二动力单元； 430.第一驱动机构；

232.第二传动结构； 431.第一动力单元；

2321.换向轴； 432.第一传动结构；

300.夹持机构； 500.移动底盘；

310.夹持架； 510.行走机构；

320.桨叶夹板； 600.无人机；

330.调节机构； 610.电池仓；

331.滑轨； 620.电池；

630.桨叶。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

参阅图1，其代表性地示出了本公开提出的机械手的立体图。在该示例性实施方式中，本公开提出的机械手是以应用于无人机为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是，为将本公开的相关设计应用于其他类型的设备，而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本公开提出的机械手的原理的范围内。

如图1所示，在本实施方式中，本公开提出的用于无人机的机械手能够用于夹持无人机600以调整无人机600的姿态，并在调整过程中更换无人机600的电池620。其中，无人机600具有电池仓610，无人机600包括可拆卸地设置于电池仓610的电池620。机械手包含基座100、机械臂200、夹持机构300以及更换机构400。配合参阅图2至图8，图2中代表性地示出了机械手的另一角度的立体图；图3中代表性地示出了机械手的分解立体图；图4中代表性地示出了机械手的另一角度的分解立体图；图5中代表性地示出了机械手的轴系剖面图；图6中代表性地示出了机械手夹持处于第一状态的无人机600的结构示意图；图7中代表性地示出了机械手夹持处于第二状态的无人机600的结构示意图；图8中代表性地示出了机械手的正视图。以下将结合上述附图，对本公开提出的用于无人机的机械手的各主要组成部分的结构、连接方式和功能关系进行详细说明。

如图1至图8所示，机械臂200枢转连接于基座100，机械臂200能够相对于基座100转动以使得无人机600的姿态从第一状态转换到第二状态。夹持机构300连接于机械臂200，用以夹持无人机600。更换机构400用以使电池620脱离或安置于电池仓610，更换机构400包含支撑臂410及夹持部420。支撑臂410连接于机械臂200；夹持部420设置于支撑臂410上，用以夹持电池620。在此基础上，响应于无人机600处于第一状态或第二状态，支撑臂410能够使夹持部420运动至电池仓610，从而使夹持部420能够将电池620脱离电池仓610，或使夹持部420能够将电池620安置于电池仓610。通过上述结构设计，本公开能够在无人机600转运等姿态调整过程中，同时实现对无人机600的电池620更换，且更换效率较高。

可选地，如图1至图5所示，在本实施方式中，支撑臂410可以转动连接于机械臂200。夹持部420可以包含第一夹持部420和第二夹持部420，且第一夹持部420和第二夹持部420分别设置于支撑臂410的两端部。在此基础上，响应于无人机600的姿态从第一状态转换到第二状态，支撑臂410能够转动以使第一夹持部420运动至电池仓610，而使第一夹持部420能够将电池620脱离电池仓610。响应于电池620从电池仓610脱离，支撑臂410能够转动以使得第二夹持部420运动至电池仓610，而使第二夹持部420能够将另一电池620放入电池仓610。

进一步地，如图1至图5所示，基于支撑臂410转动连接于机械臂200的结构设计，在本实施方式中，支撑臂410可以通过转轴411转动连接于机械臂200。在此基础上，更换机构400还可以包含第一驱动机构430。具体而言，该第一驱动机构430包含第一动力单元431及第一传动结构432。第一动力单元431设置于机械臂200，用以为支撑臂410的转动提供动力。第一传动结构432连接于第一动力单元431与转轴411之间，用以在第一动力单元431与支撑臂410(转轴411)之间传递动力。

进一步地，如图1至图5所示，基于更换机构400包含第一驱动机构430，且第一驱动机构430包含第一动力单元431及第一传动结构432的结构设计，在本实施方式中，第一动力单元431可以包含电机，电机具有输出轴。第一传动结构432可以包含传动皮带，传动皮带传动连接于输出轴与转轴411之间。在其他实施方式中，第一动力单元431和第一传动结构432亦可分别选择其他构件，例如可以采用传动齿轮组或者其他传动构件替代传动皮带，并不以本实施方式为限。

需说明的是，本实施方式中是以支撑臂410转动连接于机械臂200为例进行说明。在本公开的其他实施方式中，支撑臂410与机械臂200亦可采用其他连接方式。

举例而言，在另一实施方式中，支撑臂410可以采用可移动的方式连接于机械臂200。例如，支撑臂410可以通过滑道与滑块等滑动配合结构实现滑动配合，并可通过驱动机构驱动支撑臂410相对机械臂200滑动。在此基础上，支撑臂410上可以设置一个或者两个夹持部420。据此，通过控制支撑臂410相对机械臂200的滑动位置，可以选择性地将所需的夹持部420移动至无人机600的电池仓610的位置，从而利用该夹持部420完成对电池620的放置或者取出。

再如，在另一实施方式中，支撑臂410可以采用固定的方式连接于机械臂200。其中，支撑臂410可以设置有例如皮带轮机构的传动机构，夹持部420可以包含连接于皮带轮机构的第一夹持部420和第二夹持部420。在此基础上，响应于无人机600的姿态从第一状态转换到第二状态，支撑臂410能够通过皮带轮机构带动第一夹持部420运动至电池仓610，而使第一夹持部420能够将电池620脱离电池仓610；响应于电池620从电池仓610脱离，支撑臂410能够通过皮带轮机构带动第二夹持部420运动至电池仓610，而使第二夹持部420能够将另一电池620放入电池仓610。

可选地，如图1至图5所示，在本实施方式中，每个夹持部420可以包含两个夹爪421以及驱动机构。具体而言，两个夹爪421相对布置。驱动机构用以驱动两个夹爪421相背或者相向移动，以使得两个夹爪421能够松开或夹持无人机600的电池620。在其他实施方式中，夹持部420亦可采用其他结构，并不以本实施方式为限。

可选地，如图1至图5所示，在本实施方式中，机械臂200可以包含第一机械臂210、第二机械臂220以及第二驱动机构230。具体而言，第一机械臂210一端转动连接于基座 100。第二机械臂220转动连接于第一机械臂210的另一端。第二驱动机构230用以驱动第一机械臂210相对基座100旋转，并驱动第二机械臂220相对第一机械臂210旋转。

进一步地，如图1至图5所示，基于械臂包含第一机械臂210、第二机械臂220以及第二驱动机构230的结构设计，在本实施方式中，第一机械臂210相对于基座100的转动轴线，可以平行于第二机械臂220相对于第一机械臂210的转动轴线。在此基础上，第一机械臂210的延伸方向可以与转动轴线相垂直，第二机械臂220的延伸方向可以与转动轴线相平行。在其他实施方式中，第一机械臂210的延伸方向亦可与转动轴线相平行，第二机械臂220的延伸方向亦可与转动轴线相垂直。即，第一机械臂210和第二机械臂220的其中一者的延伸方向与转动轴线相垂直，第一机械臂210和第二机械臂220的其中另一者的延伸方向与转动轴线相平行，并不以本实施方式为限。

进一步地，如图6和图7所示，基于械臂包含第一机械臂210、第二机械臂220以及第二驱动机构230的结构设计，在本实施方式中，第一机械臂210与第二机械臂220的旋转方向相反。具体而言，本实施方式中是以无人机600的第一状态为竖直挂置的状态，且以无人机600的第二状态为水平放置的状态为例进行说明。上述第一状态与第二状态的应用场景可以例如为，将挂置在机库中的无人机600夹持提取并转移到起飞平台等水平基台上。在上述无人机600的姿态调整的过程中，本公开能够同时实现对无人机600的电池620的更换，从而使水平放置到起飞平台上的无人机600能够快速地实现起飞准备，特别地，上述应用能够适用于无人机600集群表演的场合中，能够为无人机600的提取和电池620更换提供较高的效率。

进一步地，如图1至图5所示，基于第一机械臂210与第二机械臂220的旋转方向相反的结构设计，在本实施方式中，第一机械臂210可以通过第一主轴211转动连接于基座100，且第二机械臂220可以通过第二主轴221转动连接于第一机械臂210。在此基础上，第二驱动机构230可以包含第二动力单元231及第二传动结构232。具体而言，第二动力单元231设置于基座100并传动连接于第一主轴211。第二传动结构232传动连接于第一主轴211与第二主轴221之间，用以将第一主轴211的转动换向传递至第二主轴221。

进一步地，如图1至图5所示，基于第二驱动机构230包含第二动力单元231的结构设计，在本实施方式中，第二动力单元231可以包含电机及减速器。具体而言，电机设置于基座100并具有输出轴，电机的输出轴通过减速器连接于第一主轴211。

进一步地，如图1至图5所示，基于第二驱动机构230包含第二传动结构232的结构设计，在本实施方式中，第二传动结构232可以包含换向轴2321及传动皮带。具体而言，换向轴2321设置于基座100，换向轴2321通过换向齿轮组连接于第一主轴211。传动皮带连接于换向轴2321与第二主轴221之间，用以将在换向轴2321与第二主轴221之间传递动力。

需说明的是，如图6和图7所示，基于第一机械臂210的转动方向与第二机械臂220的转动方向相反的设计，在本实施方式中，以附图示出的视角为例，是以第一机械臂210相对于基座100顺时针旋转，且第二机械臂220(包含设置于第二机械臂220上的夹持机构300和更换机构400)相对于第一机械臂210逆时针旋转为例进行说明。进一步地，以无人机600的第一状态为竖直状态，且第二状态为水平状态为例，本实施方式中是以第一机械臂210相对于基座100旋转大致90°，且第二机械臂220相对于第一机械臂210旋转大致180°(在空间上相对于基座100旋转了90°)为例进行说明。在其他实施方式中，当本公开提出的机械手应用于其他场合，为适应无人机600的不同的第一状态和第二状态之间的调整，第一机械臂210相对于基座100和第二机械臂220相对于第一机械臂210的转动方向和转动角度均可灵活调整，均不以本实施方式为限。

可选地，如图1至图5所示，在本实施方式中，夹持机构300可以包含夹持架310及桨叶夹板320。具体而言，夹持架310连接于机械臂200，用以夹持无人机600。桨叶夹板320设置于夹持架310上，用以收束无人机600的桨叶630。

进一步地，基于夹持机构300包含夹持架310的结构设计，在本实施方式中，是以无人机600的第一状态为竖直挂置在机库内为例进行说明。在此基础上，由于机库悬挂无人机600的各排的位置的侧方均设置有竖直的隔板或者类似结构，因此该夹持架310可以采用具有弹性卡合结构的被动夹持结构设计。即，空置的夹持架310随机械手运动至待提取的无人机600的位置时，由于无人机600一侧抵靠在上述隔板等结构上，因此夹持架310能够利用卡合结构实现与无人机600的卡合夹持。在其他实施方式中，夹持架310亦可设计为具有主动夹持功能(夹紧和松脱)的夹持结构，从而实现对无人机600的主动夹持，并不以本实施方式为限。

可选地，如图1至图5所示，在本实施方式中，夹持机构300可以通过调节机构330可移动地连接于机械臂200，以使夹持机构300在第一夹持部420和第二夹持部420取放电池620时，相对于更换机构400移动。

进一步地，如图1至图5所示，基于夹持结构通过调节机构330连接于机械臂200的结构设计，在本实施方式中，调节机构330可以包含滑轨331、滑板332及弹性件333。具体而言，滑轨331设置于机械臂200。滑板332连接于夹持机构300并与滑轨331滑动配合。弹性件333连接于滑板332与机械臂200之间，用以向滑板332施加弹性力。据此，弹性件333在释放状态下，第一或第二夹持部420位于电池仓610上方，弹性件333在压缩状态下，第一或第二夹持部420与电池仓610至少部分重合，以完成对电池620的放置或者夹取。

进一步地，如图1至图5所示，基于调节机构330包含弹性件333的结构设计，在本实施方式中，弹性件333可以选用弹簧。在其他实施方式中，弹性件333亦可选用弹片或者板簧等弹性结构，并不以本实施方式为限。

需说明的是，本实施方式中是以调节机构330包含弹性件333为例进行说明，即，调节机构330利用弹性件333提供的弹性回复力，在常态下(例如夹持机构300未受力而朝向更换机构400移动的状态)，能够保持夹持机构300与更换机构400之间存在间距，即保持夹持部420与电池仓610之间存在间距。结合本实施方式中的上述关于无人机600的第一状态与第二状态的具体示例，当无人机600调整为大致呈水平状态，即无人机600平放于起飞平台上时，通过机械臂200的动作，使得更换机构400随之继续向下移动，此时因夹持有无人机600的夹持机构300受下方的起飞平台的限制，使得机械臂200与夹持机构300相向移动，且弹性件333压缩积聚弹性势能。机械臂200与夹持机构300相向移动，使得更换机构400随之与夹持机构300相向移动，从而使夹持部420移动至无人机600的电池仓610。待夹持部420完成对电池620的放置或者夹取后，可以通过机械臂200的动作，使更换机构400随机械臂200背向起飞平台移动，此时弹性件333释放弹性势能，使夹持机构300仍然保持在起飞平台上。

在其他实施方式中，调节机构330亦可包含滑轨331、滑板332及第三驱动机构。具体而言，滑轨331设置于机械臂200。滑板332连接于夹持机构300并与滑轨331滑动配合。第三驱动机构用以驱动滑板332沿滑轨331滑动，而使夹持机构300可调节地相对更换机构400移动。即，本公开亦可采用主动驱动的方式，控制夹持机构300与更换机构400之间的相对位移，即控制电池620与夹持部420之间的相对位移，并不以本实施方式为限。

可选地，如图8所示，在本实施方式中，本公开提出的机械手还可以包含移动底盘500，且该移动底盘500具有行走机构510。在此基础上，基座100可以设置于移动底盘500上。通过上述结构设计，能够使本公开提出的机械手具备行走能力，从而在实现转换无人机600姿态并更换电池620的同时，能够实现对无人机600的转运。

在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的用于无人机的机械手仅仅是能够采用本公开原理的许多种机械手中的几个示例。应当清楚地理解，本公开的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的用于无人机的机械手的任何细节或任何部件。

通过上述结构设计，本公开提出的用于无人机的机械手，至少能够实现以下针对无人机姿态调整过程中取放电池的功能。

无人机的电池仓内无电池，利用该机械手存放或者取出无人机，同时将电池放置于电池仓；

无人机的电池仓内有电池，利用该机械手存放或者取出无人机，同时将电池仓内的电池取出；

无人机的电池仓内有电池，利用该机械手存放或者取出无人机，同时将电池仓内的电池取出，并放置新的电池，即电池的更换；

无人机的电池仓内无电池，利用该机械手将电池放置于电池仓，然后存放或者取出无人机；

无人机的电池仓内有电池，利用该机械手将电池仓内的电池取出，然后存放或者取出无人机；

无人机的电池仓内有电池，利用该机械手将电池仓内的电池取出，并放置新的电池，即电池的更换，然后存放或者取出无人机。

综上所述，本公开提出的用于无人机的机械手，利用机械臂使得无人机的姿态从第一状态转换到第二状态，利用夹持机构夹持无人机，并利用更换机构使电池脱离或安置于电池仓。据此，本公开提出的机械手能够响应于无人机处于第一状态或第二状态，支撑臂能够使夹持部运动至电池仓，从而使夹持部能够将电池脱离电池仓，或使夹持部能够将电池安置于电池仓。通过上述结构设计，本公开能够在无人机转运等姿态调整过程中，同时实现对无人机的电池更换，且更换效率较高。

虽然已参照几个典型实施例描述了本公开，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本公开能够以多种形式具体实施而不脱离公开的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims

一种用于无人机的机械手，所述无人机包括可拆卸地设置于电池仓的电池，其特征在于：

所述机械手包含基座、机械臂、夹持机构以及更换机构；

所述机械臂枢转连接于所述基座，所述机械臂能够相对于所述基座转动以使得所述无人机的姿态从第一状态转换到第二状态；

所述夹持机构连接于所述机械臂，用以夹持所述无人机；

所述更换机构用以使所述电池脱离或安置于所述电池仓；

所述更换机构包含支撑臂及夹持部；

所述支撑臂连接于所述机械臂；

所述夹持部设置于所述支撑臂上，用以夹持所述电池；

其中，响应于所述无人机处于第一状态或第二状态，所述支撑臂能够使所述夹持部运动至所述电池仓，从而使所述夹持部能够将所述电池脱离所述电池仓，或使所述夹持部能够将所述电池安置于所述电池仓。
根据权利要求1所述的用于无人机的机械手，其特征在于：

所述支撑臂转动连接于所述机械臂；

所述夹持部包含第一夹持部和第二夹持部，所述第一夹持部和所述第二夹持部分别设置于所述支撑臂的两端部；

其中，响应于所述无人机的姿态从第一状态转换到第二状态，所述支撑臂能够转动以使所述第一夹持部运动至所述电池仓，而使所述第一夹持部能够将所述电池脱离所述电池仓；响应于所述电池从所述电池仓脱离，所述支撑臂能够转动以使得所述第二夹持部运动至所述电池仓，而使所述第二夹持部能够将另一电池放入所述电池仓。
根据权利要求2所述的用于无人机的机械手，其特征在于：

所述支撑臂通过转轴转动连接于所述机械臂；

所述更换机构还包含第一驱动机构；

所述第一驱动机构包含第一动力单元以及第一传动结构；

所述第一动力单元设置于所述机械臂；

所述第一传动结构连接于所述第一动力单元与所述转轴之间。
根据权利要求1所述的用于无人机的机械手，其特征在于：

所述支撑臂固定连接于所述机械臂，所述支撑臂设置有皮带轮机构，所述夹持部包含第一夹持部和第二夹持部；

其中，响应于所述无人机的姿态从第一状态转换到第二状态，所述支撑臂能够通过所述皮带轮机构带动所述第一夹持部运动至所述电池仓，而使所述第一夹持部能够将所述电池脱离所述电池仓；

响应于所述电池从所述电池仓脱离，所述支撑臂能够通过所述皮带轮机构带动所述第二夹持部运动至所述电池仓，而使所述第二夹持部能够将另一电池放入所述电池仓。
根据权利要求1所述的用于无人机的机械手，其特征在于：

所述机械臂包含第一机械臂、第二机械臂以及第二驱动机构；

所述第一机械臂一端转动连接于所述基座；

所述第二机械臂转动连接于所述第一机械臂的另一端；

所述第二驱动机构用以驱动所述第一机械臂相对所述基座旋转，并驱动所述第二机械臂相对所述第一机械臂旋转。
根据权利要求5所述的用于无人机的机械手，其特征在于：

所述第一机械臂相对于所述基座的转动轴线平行于所述第二机械臂相对于所述第一机械臂的转动轴线；

其中，所述第一机械臂和所述第二机械臂的其中一者的延伸方向与转动轴线相垂直，所述第一机械臂和所述第二机械臂的其中另一者的延伸方向与转动轴线相平行。
根据权利要求5所述的用于无人机的机械手，其特征在于：

所述第一机械臂与所述第二机械臂的旋转方向相反。
根据权利要求7所述的用于无人机的机械手，其特征在于：

所述第一机械臂通过第一主轴转动连接于所述基座，所述第二机械臂通过第二主轴转动连接于所述第一机械臂；

所述第二驱动机构包含第二动力单元以及第二传动结构；

所述第二动力单元设置于所述基座并传动连接于所述第一主轴；

所述第二传动结构传动连接于所述第一主轴与第二主轴之间，用以将所述第一主轴的转动换向传递至所述第二主轴。
根据权利要求8所述的用于无人机的机械手，其特征在于：

所述第二动力单元包含电机以及减速器；

所述电机设置于所述基座并具有输出轴；

所述输出轴通过所述减速器连接于所述第一主轴。
根据权利要求8所述的用于无人机的机械手，其特征在于：

所述第二传动结构包含换向轴以及传动皮带；

所述换向轴设置于所述基座，并通过换向齿轮组连接于所述第一主轴；

所述传动皮带连接于所述换向轴与所述第二主轴之间。
根据权利要求1所述的用于无人机的机械手，其特征在于：

所述夹持机构包含夹持架以及桨叶夹板；

所述夹持架连接于所述机械臂，用以夹持所述无人机；

所述桨叶夹板设置于所述夹持架上，用以收束所述无人机的桨叶。
根据权利要求1所述的用于无人机的机械手，其特征在于：

所述夹持机构通过调节机构可移动地连接于所述机械臂，以使所述夹持机构在所述第一夹持部和所述第二夹持部取放所述电池时，相对所述更换机构移动。
根据权利要求12所述的用于无人机的机械手，其特征在于：

所述调节机构包含滑轨、滑板以及弹性件；

所述滑轨设置于所述机械臂；

所述滑板连接于所述夹持机构并与所述滑轨滑动配合；

所述弹性件连接于所述滑板与所述机械臂之间，用以向所述滑板施加弹性力；

其中，所述弹性件在释放状态下，所述第一或第二夹持部位于所述电池仓上方，所述弹性件在压缩状态下，所述第一或第二夹持部与所述电池仓至少部分重合。
根据权利要求12所述的用于无人机的机械手，其特征在于：

所述调节机构包含滑轨、滑板以及第三驱动机构；

所述滑轨设置于所述机械臂；

所述滑板连接于所述夹持机构并与所述滑轨滑动配合；

所述第三驱动机构用以驱动所述滑板沿所述滑轨滑动，而使所述夹持机构可调节地相对所述更换机构移动。
根据权利要求1所述的用于无人机的机械手，其特征在于：

所述用于无人机的机械手还包含移动底盘；

所述移动底盘具有行走机构；

其中，所述基座设置于所述移动底盘上。