一种用于电动飞机更换电池的设备的制作方法

1.本发明涉及电动飞机更换电池领域，尤其涉及一种用于电动飞机更换电池的设备。


背景技术：

2.随着电池技术的不断提升，小型电动飞机技术已日趋成熟，投入生产应用。目前给电动飞机补充电能的途径主要有直接充电和更换电池两种，更换电池的方式比起直接充电更为省时，作为不可缺少的一种手段在电动飞机上得到越来越广泛的应用。目前，电动飞机的电池每块约重150kg，主要采用人工的方式更换电池，更换起来很不方便，而且耗费较多的人力和设备资源，现有技术中缺少能够为电动飞机更换电池的设备。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种用于电动飞机更换电池的设备，能够高效的替代人工为电动飞机更换电池。
4.本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于电动飞机更换电池的设备，包括安装有行走轮的agv车体，agv车体设有动力装置和控制系统，agv车体的顶侧安装有升降台，升降台上并列设有两个工位组件，一个工位组件用于将空电电池从电动飞机上拆除，另一个工位组件用于将满电电池安装至电动飞机上，升降台上还设有盖板组件，盖板组件盖设在两个工位组件的一侧上方，盖板组件与升降台之间配合形成电池的存放空间，盖板组件上设有与控制系统连接的定位组件，定位组件能够监测agv车体相对于电动飞机的位置，以便于控制系统控制行走轮运动和升降台的升降动作，从而使两个工位组件能够依次与电动飞机的电池更换位置对齐；所述工位组件包括推拉机构和导向机构，推拉机构包括伸缩装置和过渡杆组，过渡杆组的一端与伸缩装置连接，过渡杆组的另一端设有能够吸附或放开电池侧壁的吸盘；导向机构包括多个相互平行设置在升降台上的导辊，导辊能够自由转动，多个导辊的上表面与电池的存放空间对应设置，以便于推拉机构将电池送入或送出存放空间，导向机构还包括两个摆动缸组件和两组侧向导轮，两组侧向导轮分别位于导辊沿长度方向的两侧上方，当电池在多个导辊上运动时，侧向导轮能够在电池的侧壁上滚动，以限制电池沿导辊长度方向的运动，两个摆动缸组件分别位于两组侧向导轮远离存放空间的一侧，两个摆动缸组件能够在水平方向上配合摆动，以便于推拉机构带动电池进入两组侧向导轮之间。
5.优选的，所述定位组件包括两个激光传感器和两个视觉相机。
6.优选的，所述盖板组件上还设有信号灯。
7.优选的，所述伸缩装置为两个气缸，两个气缸分别位于两组侧向导轮相互远离的一侧，两个气缸的气缸杆均能够朝向存放空间伸出，两个气缸杆的端部均与同一个连杆连接，连杆的中部连接有两个推拉杆，推拉杆远离连杆的一端朝着存放空间靠近多个导辊的一侧延伸并设有吸盘。
8.优选的，两个推拉杆的中部配合连接有加强杆，连杆上设有用于为气缸、吸盘和摆动缸组件提供压缩气体的气源接口。
9.优选的，所述导向机构还包括缓冲橡胶，缓冲橡胶设置在升降台上并位于多个导辊远离存放空间的一侧。
10.根据上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明通过带有行走轮的agv车体实现移动，通过两个工位组件配合实现空电电池的拆除和满电电池的安装，通过定位组件监测agv车体的位置，控制系统就能控制行走轮和升降台，保证两个工位组件能够依次与电动飞机的电池更换位置对齐，两个工位组件的推拉机构就能在导向机构的辅助下对电池进行拆装操作，从而就能高效的替代人工为电动飞机更换电池，代替了人工作业，轻松更换重150kg以上的电池，节省成本的同时，也避免了由于人工操作而带来的人身伤害等隐患；本发明使用方法灵活，既可在飞机更换电池工位长期等待，又可灵活调度，移动速度快，不涉及人工搬运电池的环节，并且定位组件与控制系统配合比起人工搬运电池的定位精度更高，能够避免电池对飞机造成磕碰。
附图说明
11.图1为本发明对飞机更换电池的工作位置示意图；图2为本发明的结构示意图；图3为工位组件的结构示意图。
12.图中标记：1、agv车体，12、行走轮，2、升降台，3、盖板组件，31、信号灯，32、激光传感器，33、视觉相机，4、工位组件，41、气缸，42、连杆，43、推拉杆，44、加强杆，45、吸盘，46、导辊，47、缓冲橡胶，48、摆动缸组件，49、侧向导轮，5、电池。
具体实施方式
13.参见附图，具体实施方式如下：一种用于电动飞机更换电池的设备，包括安装有四个行走轮12的agv车体1，agv车体1设有动力装置和控制系统，agv车体1的顶侧安装有升降台2，升降台2上并列设有两个工位组件4，一个工位组件4用于将空电电池5从电动飞机上拆除，另一个工位组件4用于将满电电池5安装至电动飞机上。
14.升降台2上还设有盖板组件3，盖板组件3盖设在两个工位组件4的一侧上方，盖板组件3与升降台2之间配合形成电池5的存放空间，盖板组件3上设有与控制系统连接的定位组件，定位组件能够监测agv车体1相对于电动飞机的位置，以便于控制系统控制行走轮12运动和升降台2的升降动作，从而使两个工位组件4能够依次与电动飞机的电池更换位置对齐。
15.如图2所示，本实施例中定位组件包括两个激光传感器32和两个视觉相机33，激光传感器32和视觉相机33均朝向电动飞机的一侧，能够对电动飞机的电池舱门进行定位并反馈至控制系统。如图2所示，盖板组件3上还设有信号灯31，信号灯31为棒状三色信号灯，agv车体1在运动中时，绿灯亮，agv车体1停止时，绿灯灭；agv车体1电量不足时，绿灯闪烁。在激光传感器32与视觉相机33对工作位姿进行校准时，黄灯亮，作业完毕后，黄灯绿灯一起亮；中途出现任何故障时，红灯闪烁。
16.工位组件4包括推拉机构和导向机构，推拉机构包括伸缩装置和过渡杆组，过渡杆组的一端与伸缩装置连接，过渡杆组的另一端设有能够吸附或放开电池5侧壁的吸盘45，当工位组件与电动飞机的电池更换位置对齐时，推拉机构通过吸盘45吸附住电池5的侧壁，就能在导向机构的辅助下对电池5进行拆装操作。
17.如图3所示，导向机构包括多个设置在升降台2上的导辊46，导辊46能够自由转动，多个导辊46相互平行，多个导辊46的上表面与电池5的存放空间对应设置，当推拉机构将电池5送入或送出存放空间时，电池5能够在多个导辊46上运动。
18.如图3所示，导向机构还包括两个摆动缸组件48和两组侧向导轮49，两组侧向导轮49分别位于导辊46沿长度方向的两侧上方，当电池5在多个导辊46上运动时，侧向导轮49能够在电池5的侧壁上滚动，当电池5沿导辊46长度方向运动偏移时，就能限制电池5的偏移，保证电池5顺利送入或送出存放空间。
19.如图3所示，两个摆动缸组件48分别位于两组侧向导轮49远离存放空间的一侧，两个摆动缸组件48能够在水平方向上配合摆动，通过两个摆动缸组件48配合调整电池5进入工位组件4的位置，使得推拉机构能够顺利带动电池5进入两组侧向导轮49之间。
20.如图3所示，本实施例中伸缩装置为两个气缸41，两个气缸41分别位于两组侧向导轮49相互远离的一侧，两个气缸41的气缸杆均能够朝向存放空间伸出，两个气缸杆的端部均与同一个连杆42连接，连杆42的中部连接有两个推拉杆43，推拉杆43远离连杆42的一端朝着存放空间靠近多个导辊46的一侧延伸并设有吸盘45， 两个推拉杆43的中部配合连接有加强杆44，连杆42上设有用于为气缸41、吸盘45和摆动缸组件48提供压缩气体的气源接口，气源接口既可以与外部气源连接，也可以与agv车体1内置的内部气源连接。
21.如图3所示，导向机构还包括缓冲橡胶47，缓冲橡胶47设置在升降台2上并位于多个导辊46远离存放空间的一侧，防止电池5进入工位组件4时发生磕碰。
22.在工作时，agv车体通过gps导航至电动飞机更换电池的工位附近时，开启二维码导航，利用二维码导航将agv车体上的回收电池工位大致与飞机电池舱门口对齐。启动单目平面视觉校准及激光辅助定位程序，分析激光投影在飞机电池舱门上的轮廓并与相机实时拍下的电池舱门实景照片进行比对，进一步对行走轮和升降台发出调节位姿动作指令，将回收电池工位入口与飞机电池舱门对齐并贴紧，人工或远程打开飞机电池舱门，气缸收缩，直至吸盘吸住飞机舱门内需要回收的电池，启动抽气程序，将吸盘内抽气到达规定真空度时，启动拉回程序，气缸伸出，带动要回收的电池拖出飞机舱门，摆动缸组件矫正程序启动，导引电池进入两排侧向导轮之间，在多个导辊上前进，气缸伸长到极限位置时，停止运动，电池被完全回收至回收工位的存放空间，启动充气程序放开吸盘，完成电池的回收。继而启动满电电池装入程序。如前所述，再把满电电池工位对准电动飞机电池舱门，调节好位姿与距离，将满电电池工位与电池舱门精确对准后，发出送电池指令，气缸收缩，将满电电池从存放空间推入电动飞机的电池舱门，吸盘泄压，气缸伸出复位，关闭电池舱门，即完成更换电池作业。

技术特征：
1.一种用于电动飞机更换电池的设备，其特征在于：包括安装有行走轮（12）的agv车体（1），agv车体（1）设有动力装置和控制系统，agv车体（1）的顶侧安装有升降台（2），升降台（2）上并列设有两个工位组件（4），一个工位组件（4）用于将空电电池（5）从电动飞机上拆除，另一个工位组件（4）用于将满电电池（5）安装至电动飞机上，升降台（2）上还设有盖板组件（3），盖板组件（3）盖设在两个工位组件（4）的一侧上方，盖板组件（3）与升降台（2）之间配合形成电池（5）的存放空间，盖板组件（3）上设有与控制系统连接的定位组件，定位组件能够监测agv车体（1）相对于电动飞机的位置，以便于控制系统控制行走轮（12）运动和升降台（2）的升降动作，从而使两个工位组件（4）能够依次与电动飞机的电池更换位置对齐；所述工位组件（4）包括推拉机构和导向机构，推拉机构包括伸缩装置和过渡杆组，过渡杆组的一端与伸缩装置连接，过渡杆组的另一端设有能够吸附或放开电池（5）侧壁的吸盘（45）；导向机构包括多个相互平行设置在升降台（2）上的导辊（46），导辊（46）能够自由转动，多个导辊（46）的上表面与电池（5）的存放空间对应设置，以便于推拉机构将电池（5）送入或送出存放空间，导向机构还包括两个摆动缸组件（48）和两组侧向导轮（49），两组侧向导轮（49）分别位于导辊（46）沿长度方向的两侧上方，当电池（5）在多个导辊（46）上运动时，侧向导轮（49）能够在电池（5）的侧壁上滚动，以限制电池（5）沿导辊（46）长度方向的运动，两个摆动缸组件（48）分别位于两组侧向导轮（49）远离存放空间的一侧，两个摆动缸组件（48）能够在水平方向上配合摆动，以便于推拉机构带动电池（5）进入两组侧向导轮（49）之间。2.根据权利要求1所述的一种用于电动飞机更换电池的设备，其特征在于：所述定位组件包括两个激光传感器（32）和两个视觉相机（33）。3.根据权利要求2所述的一种用于电动飞机更换电池的设备，其特征在于：所述盖板组件（3）上还设有信号灯（31）。4.根据权利要求1所述的一种用于电动飞机更换电池的设备，其特征在于：所述伸缩装置为两个气缸（41），两个气缸（41）分别位于两组侧向导轮（49）相互远离的一侧，两个气缸（41）的气缸杆均能够朝向存放空间伸出，两个气缸杆的端部均与同一个连杆（42）连接，连杆（42）的中部连接有两个推拉杆（43），推拉杆（43）远离连杆（42）的一端朝着存放空间靠近多个导辊（46）的一侧延伸并设有吸盘（45）。5.根据权利要求4所述的一种用于电动飞机更换电池的设备，其特征在于：两个推拉杆（43）的中部配合连接有加强杆（44），连杆（42）上设有用于为气缸（41）、吸盘（45）和摆动缸组件（48）提供压缩气体的气源接口。6.根据权利要求1所述的一种用于电动飞机更换电池的设备，其特征在于：所述导向机构还包括缓冲橡胶（47），缓冲橡胶（47）设置在升降台（2）上并位于多个导辊（46）远离存放空间的一侧。

技术总结
一种用于电动飞机更换电池的设备，通过带有行走轮的AGV车体实现移动，通过两个工位组件配合实现空电电池的拆除和满电电池的安装，通过定位组件监测AGV车体的位置，控制系统就能控制行走轮和升降台，保证两个工位组件能够依次与电动飞机的电池更换位置对齐，两个工位组件的推拉机构就能在导向机构的辅助下对电池进行拆装操作，从而就能高效的替代人工为电动飞机更换电池，代替了人工作业，轻松更换重150kg以上的电池，节省成本的同时，也避免了由于人工操作而带来的人身伤害等隐患；本发明使用方法灵活，既可在飞机更换电池工位长期等待，又可灵活调度，移动速度快，不涉及人工搬运电池的环节，能够避免电池对飞机造成磕碰。能够避免电池对飞机造成磕碰。能够避免电池对飞机造成磕碰。


技术研发人员：王启家 王明海 刘香辰 李玉柱 郑耀辉 侯宁 王学智 孔宪俊
受保护的技术使用者：沈阳航远航空技术有限公司
技术研发日：2022.12.29
技术公布日：2023/5/26