一种电池货舱一体式装货设备及其装货方法与流程

1.本发明属于航空技术领域，涉及一种电池货舱一体式装货设备及基于该无人机的装货方法。


背景技术：

2.随着无人机技术的发展，使得末端物流脱离地面、来到高空成为了可能，在节约物流人员时间成本的同时，也能够提高配送效率，提升物流服务水平。
3.国内外多家物流和电商龙头企业开始重视无人机的技术与应用研究，国外有amazon、ups、dhl、geo post(法国邮政)、google、matternet等巨头早在2013年便进行开发研究，国内企业以顺丰、京东、淘宝、邮政ems等为代表的企业紧跟步伐，积极投入无人机的应用研究，其中，顺丰和京东发展最为迅速，无人机送货已逐渐进入试运营阶段。另外，电动飞机已经成为未来航空业的发展趋势，无论是有人驾驶还是无人驾驶飞行器，电池及电动动力系统的应用将不断发展，一方面，将使运输成本不断降低，另外，也是顺应减碳低碳的环保趋势。
4.但是现有的无人机在装货时，由于无人机的电池与无人机固定搭配使用，使得无人机在运输不同重量或者运输距离不同时使用的电池大小相同，不能满足根据运输需求更换对应容量的电池，使得在较近距离运输时电池占据较多载重，降低运输效率。
5.在对无人机的电池进行充电时，由于单个电池容量大，导致每个电池的充电时间增加，在使用时需要配备更多的备用电池以便无人机能够随时更换，这就导致运输成本增加，同时也使得运输效率降低。
6.现有的无人机电池在安装时位置固定，导致无人机的重心存在偏移，为了稳定无人机重心需要在装货时调整货物的位置，使得货物的装载排布更加复杂，提高了装货难度，降低了运输效率。


技术实现要素：

7.为了提高电动货运无人机在货物装卸效率、电池更换效率、以及货物量和电池量配比调整灵活性方面，特提出了一种多功能货物集装设备。本发明的目的之一是提供一种电池货舱一体式装货设备，提高无人机的货物运输效率和灵活性，降低成本；本发明的另一个目的是提供一种基于电池货舱一体式装货设备的装货方法，实现对货物的高效率装货。
8.为解决上述技术问题本发明提供的技术解决方案：
9.一种电池货舱一体式装货设备，其特征在于，包括装载货物的集装器和/或集装器组，所述集装器包括电池和套设在电池外部的支撑套，所述集装器组由至少两个集装器拼接而成；使用集装器和集装器组同时装载货物时，集装器与集装器组相邻设置。
10.进一步限定，所述电池货舱一体式装货设备还包括货舱，当电池货舱一体式装货设备为集装器，则货舱设置在集装器的顶部，当电池货舱一体式装货设备为集装器组，则货舱设置在集装器组的顶部，当电池货舱一体式装货设备为集装器和集装器组，则货舱设置
在集装器的顶部和集装器组的顶部所述货物装载在货舱中。
11.进一步限定，所述支撑套上设置有充电口和放电口，所述充电口与电池的输入端连接，所述放电口与电池的输出端连接。
12.进一步限定，所述集装器上还设置有卡接机构，集装器与集装器之间通过卡接机构拼接组成集装器组。
13.进一步限定，所述卡接机构的数量为多个，多个所述卡接机构对称设置在集装器的左右两侧。
14.一种装货方法，基于上述的电池货舱一体式装货设备，其特征在于，包括以下步骤：
15.s1、根据待运输货物的重量和运输距离选择集装器的数量；
16.s2、根据待运输货物的类型确定集装器顶部是否设置货舱；
17.s3、将待运输货物设置在集装器的顶部或集装器顶部的货舱内。
18.一种装货方法，基于上述的电池货舱一体式装货设备，其特征在于，包括以下步骤：
19.s1、根据待运输货物的重量和运输距离选择集装器的数量；
20.s2、根据待运输货物的大小确定集装器组的大小和集装器组的数量；
21.s3、根据待运输货物的类型确定集装器顶部或者集装器组的顶部是否设置货舱；
22.s4、将待运输货物设置在集装器的顶部、集装器组的顶部、集装器顶部的货舱内或者集装器组顶部的货舱内。
23.进一步限定，所述步骤s1具体为：
24.根据运输距离确定集装器的基础数量，再根据待运输货物的重量和集装器的承载重量确定集装器的补充数量，根据补充数量和基础数量的和计算所需集装器的数量。
25.进一步限定，所述步骤s2具体为：
26.根据待运输货物中货物的大小计算装载每一件货物所需集装器组的大小，同时计算装载所有货物所需集装器组的总数；
27.当待运输货物大于集装器的表面尺寸时，将两个或两个以上的集装器进行拼接得到集装器组，使待运输货物能够装载在集装器组顶部。
28.进一步限定，所述步骤s3具体为：
29.若待运输货物的类型为散装类型，则选择在集装器的顶部或者集装器组的顶部设置货舱，若待运输货物的类型为整装类型，则在集装器的顶部或者集装器组的顶部非设置货舱。
30.本发明的有益效果在于：
31.1、本发明通过将电池安装在集装器中，利用集装器对货物进行装载，在使用时可以根据需要选择集装器的数量，可以根据集装器的大小选择是否将集装器拼接形成集装器组，保证货物能够装载在集装器上或者集装器组上，从而可以根据运输距离需求选择电池的数量，提高装货量，提高运输效率，降低运输成本；同时对单个电池的充电速度更快，效率更高，进一步提高运输效率，降低运输成本；对于容易散落的货物可以在集装器的顶部或者集装器组的顶部增加货舱，实现对货物的稳定装载，保证运输稳定。
32.2、本发明还可以根据货物的大小选择两个或者多个集装器拼装在一起称为集装
器组，实现对单个尺寸较大的货物进行装载，适用性强，满足使用需求，在不加装货舱时可以增加货物的装载重量，进一步提高运输效率，降低运输成本。
附图说明
33.图1为本发明实施例1中集装器的整体结构示意图；
34.图2为本发明实施例1中集装器堆叠状态结构示意图；
35.图3为本发明实施例2中集装器增加货舱的结构示意图；
36.图4为本发明实施例2中货舱连接方式示意图；
37.图5为本发明实施例3中集装器组结构示意图；
38.图6为本发明实施例3中集装器组增加货舱的结构示意图；
39.图7为本发明实施例4中装货示意图，其中图7a为集装器装货示意图，图7b为集装器组装货示意图，图7c为集装器通过货舱装货示意图，图7d为集装器组通过货舱装货示意图；
40.图8为本发明实施例4中载具装货示意图；
41.图9为本发明实施例4中载具侧方剖面示意图；
42.1-集装器；2-集装器组；3-电池；4-支撑套；5-货舱；5a-舱板；5b-连接件；6-卡接机构。
具体实施方式
43.实施例1
44.参考图1，本实施例提供一种电池货舱一体式装货设备，包括集装器1，集装器1用来装载货物，在使用时将货物固定在集装器1上，再将集装器1固定在载具中，实现对货物的单独装载；集装器1包括了电池3和套设在电池3外侧的支撑套4，所以每一个集装器1为一个单独的供电单元；集装器1通过支撑套4对货物进行支撑，避免对电池3造成损伤，保证电池3的使用寿命。
45.一般电动货运飞机所能携带的电池与货物的总重量是恒定的，在使用中，工作人员可以根据运输的距离和运输货物的重量来确定集装器1的数量，当运输大重量短距离的货物时，在满足货物装载的前提下，集装器1占比减少，当运输小重量长距离的货物时，需要携带更多的集装器1；参考图2，可将集装器1自下而上依次堆叠，降低集装器1在载具中的空间占用。
46.支撑套4上设置有充电口和放电口，充电口与电池3的输入端连接，放电口与电池3的输出端连接，使得在使用时，集装器1通过放电口与载具连接，为载具提供电能，可灵活应对供电量较大的使用场景。
47.在完成货物运输后，将集装器1和货物一同从载具中卸出，此时若有新的货物运输，则将货物装在新的集装器1内，此时电池3在备货时即可通过充电口进行充电，此时可实现对多个集装器1中的电池3同时进行充电，节约时间，节约成本，充电完成后在装货卸货时即可完成电池的更换，使得电池的更换更加简单快捷，同时减少电池充电的等待时间，极大地提高运输效率，降低运输成本。
48.当载具的供电单元被拆分为单独的集装器1后，在装载货物时对货物重量在载具
中的分配较简单，货物装载规划更加快捷，节省成本，提高运输效率。
49.实施例2
50.参考图3，与实施例1不同的是，本实施例提供的电池货舱一体式装货设备还包括货舱5，货舱5安装在集装器1的顶部，实现对货物的容纳；货舱5包括围绕设置在集装器1顶部的多个舱板5a和用于将舱板5a与集装器1可拆卸连接的连接件5b，舱板5a可选为与集装器1顶面形状相同的壳状结构，也可选为四个舱板5a通过卡接、螺栓连接、磁吸、栓接等方式进行连接形成，参考图4，例如可以选择舱板5a连接的两端为锯齿状结构，相邻两个舱板5a连接时通过锯齿状结构进行卡接，同时相邻两个舱板5a通过连接件对卡接的锯齿状结构进行限位，并且四个舱板5a连接后通过连接件5b与集装器1顶部可拆卸连接，使得货舱5的连接更加方便简单，降低成本，降低工作难度，提高工作效率。
51.由于运输货物存在整体打包的整装货物，在运输时只需要将货物与集装器1连接稳固即可，而对于不方便整体打包或者不能整体打包的货物可以通过集装箱或者包装箱进行包装，包装后的货物再与集装器1连接时又需要通过捆绑等方式对货物进行限位，这就导致对货物的固定结构成本增加和难度增加，降低了运输效率，所以此时可以在集装器1的顶部安装货舱5，货舱5与集装器1可拆卸连接，可以根据需要方便拆卸，在装货时只需将货物装在货舱5中即可，降低工作难度，提高工作效率，降低运输成本。
52.所以通过在集装器1的顶部增加货舱5使得对不方便直接与集装器1固定或者不容易与集装器1固定的货物可以直接放置在货舱5中，再将带有货舱5的集装器1搬运至载具中，实现对货物的稳定运输。
53.实施例3
54.参考图5，与实施例2不同的是，本实施例提供的电池货舱一体式装货设备还包括集装器组2，集装器组2由至少两个集装器1拼接而成，在使用时，两个或者多个集装器1拼接后得到集装器组2后用来装载体积更大的货物。
55.所以对于整体体积较大不能进行拆分时，单独一个集装器1不能有效承载该货物，此时需要将对应数量的集装器1拼接起来使用；在集装器1上安装有卡接机构6，相邻两个集装器1通过卡接机构6进行拼接；集装器1在拼接时为水平方向的拼接，即集装器1在拼接够得到的集装器组2同样处于相同高度，用来承载较大尺寸的货物，例如四个集装器1可以根据需要选择依次连接形成长条状的集装器组2，也可以根据需要拼接为正方形的集装器组2，以满足不同尺寸货物的装载要求，适用性更高。
56.每一个集装器1上卡接机构6的数量为多个，至少为两个，卡接机构6对称设置在集装器1的相对两侧，方便相邻两个集装器1的可拆卸连接。
57.参考图6，同样的在集装器组2的顶部也可安装货舱5，使得集装器组2在装载货物时也能够根据需要选择是否加装货舱5，从而满足实际的使用需求。
58.实施例4
59.参考图7～9，本实施例提供一种装货方法，基于上述实施例提供的电池货舱一体式装货设备，
60.当电池货舱一体式装货设备只有集装器1时，装货时包括以下步骤：
61.s1、根据待运输货物的重量和运输距离选择集装器1的数量；
62.s2、根据待运输货物的类型确定集装器1顶部是否设置货舱5；
63.s3、将待运输货物设置在集装器1的顶部或集装器1顶部的货舱5内。
64.当电池货舱一体式装货设备包括集装器1和集装器组2时，装货方法包括以下步骤：
65.s1、根据待运输货物的重量和运输距离选择集装器1的数量；
66.参考图7a，为集装器1货物装载状态，在进行依次货物运输时，工作人员需要将运输目的地相同的货物进行统计，随后判断货物需要多少载具，确定需要载具的数量的再确定每一个载具所运输货物的重量，从而确定运输所需的电量需求大小，进而确定集装器1的使用数量。
67.s2、根据待运输货物的大小确定集装器组2的大小和集装器组2的数量。
68.参考图7b，为集装器组2上货物装载状态，确定集装器1的数量后需要根据货物的大小对集装器1进行拼接形成集装器组2，每一个集装器组2的大小和数量根据实际货物的大小和大货物的数量来确定，满足实际使用需求。
69.s3、根据待运输货物的类型确定集装器1顶部或者集装器组2的顶部是否设置货舱5；
70.步骤s3具体为：
71.若待运输货物的类型为散装类型，则选择在集装器1的顶部或者集装器组2的顶部设置货舱5，若待运输货物的类型为整装类型，则不在集装器1的顶部或者集装器组2的顶部设置货舱5；
72.s4、将待运输货物设置在集装器1的顶部、集装器组2的顶部、集装器1顶部的货舱5内或者集装器组2顶部的货舱5内。
73.步骤s4具体为：
74.参考图7c和图7d，分别为集装器1增加货舱5进行货物装载的状态和集装器组2增加货舱5进行货物装载的状态；若集装器1的顶部或者集装器组2的顶部设置货舱5，则将待运输货物设置在集装器1顶部的货舱5内或者集装器组2顶部的货舱5内；若集装器1的顶部或者集装器组2的顶部非设置货舱5，即没有在集装器1的顶部或者集装器组2的顶部设置货舱5，则将待运输货物设置在集装器1的顶部或者集装器组2的顶部。
75.参考图8和图9，在完成货物装载在集装器1或集装器组2上后，将集装器1与集装器组2均装载在载具中，载具以无人机为例，此时集装器1与集装器组2沿着机舱的长度方形间隔设置，每个集装器1通过放电口与无人机电连接为无人机进行供电，使无人机满足运输所需的能量。

技术特征：
1.一种电池货舱一体式装货设备，其特征在于，包括装载货物的集装器(1)和/或集装器组(2)，所述集装器(1)包括电池(3)和套设在电池(3)外部的支撑套(4)，所述集装器组(2)由至少两个集装器(1)拼接而成；使用集装器(1)和集装器组(2)同时装载货物时，集装器(1)与集装器组(2)相邻设置。2.根据权利要求1所述的电池货舱一体式装货设备，其特征在于，所述电池货舱一体式装货设备还包括货舱(5)，当电池货舱一体式装货设备为集装器(1)，则货舱(5)设置在集装器(1)的顶部，当电池货舱一体式装货设备为集装器组(2)，则货舱(5)设置在集装器组(2)的顶部，当电池货舱一体式装货设备为集装器(1)和集装器组(2)，则货舱(5)设置在集装器(1)的顶部和集装器组(2)的顶部所述货物装载在货舱(5)中。3.根据权利要求2所述的电池货舱一体式装货设备，其特征在于，所述支撑套(4)上设置有充电口和放电口，所述充电口与电池(3)的输入端连接，所述放电口与电池(3)的输出端连接。4.根据权利要求3所述的电池货舱一体式装货设备，其特征在于，所述集装器(1)上还设置有卡接机构(6)，集装器(1)与集装器(1)之间通过卡接机构(6)拼接组成集装器组(2)。5.根据权利要求3所述的电池货舱一体式装货设备，其特征在于，所述卡接机构(6)的数量为多个，多个所述卡接机构(6)对称设置在集装器(1)的左右两侧。6.一种装货方法，基于权利要求2～4任一项所述的电池货舱一体式装货设备，其特征在于，包括以下步骤：s1、根据待运输货物的重量和运输距离选择集装器(1)的数量；s2、根据待运输货物的类型确定集装器(1)顶部是否设置货舱(5)；s3、将待运输货物设置在集装器(1)的顶部或集装器(1)顶部的货舱(5)内。7.一种装货方法，基于权利要求2～4任一项所述的电池货舱一体式装货设备，其特征在于，包括以下步骤：s1、根据待运输货物的重量和运输距离选择集装器(1)的数量；s2、根据待运输货物的大小确定集装器组(2)的大小和集装器组(2)的数量；s3、根据待运输货物的类型确定集装器(1)顶部或者集装器组(2)的顶部是否设置货舱(5)；s4、将待运输货物设置在集装器(1)的顶部、集装器组(2)的顶部、集装器(1)顶部的货舱(5)内或者集装器组(2)顶部的货舱(5)内。8.根据权利要求7所述的装货方法，其特征在于，所述步骤s1具体为：根据运输距离确定集装器(1)的基础数量，再根据待运输货物的重量和集装器(1)的承载重量确定集装器(1)的补充数量，根据补充数量和基础数量的和计算所需集装器(1)的数量。9.根据权利要求8所述的装货方法，其特征在于，所述步骤s2具体为：根据待运输货物中货物的大小计算装载每一件货物所需集装器组(2)的大小，同时计算装载所有货物所需集装器组(2)的总数；当待运输货物大于集装器(1)的表面尺寸时，将两个或两个以上的集装器(1)进行拼接得到集装器组(2)，使待运输货物能够装载在集装器组(2)顶部。10.根据权利要求9所述的装货方法，其特征在于，所述步骤s3具体为：
若待运输货物的类型为散装类型，则选择在集装器(1)的顶部或者集装器组(2)的顶部设置货舱(5)，若待运输货物的类型为整装类型，则在集装器(1)的顶部或者集装器组(2)的顶部非设置货舱(5)。

技术总结
本发明属于航空技术领域，涉及一种电池货舱一体式装货设备及基于该无人机的装货方法；本发明通过将电池安装在集装器中，利用集装器对货物进行装载，在使用时可以根据需要选择集装器的数量，可以根据集装器的大小选择是否将集装器拼接形成集装器组，保证货物能够装载在集装器上或者集装器组上，从而可以根据运输需求选择电池的数量，提高装货量，提高运输效率，降低运输成本；同时对单个电池的充电速度更快，效率更高，进一步提高运输效率，降低运输成本；对于容易散落的货物可以在集装器的顶部或者集装器组的顶部增加货舱，实现对货物的稳定装载，保证运输稳定。保证运输稳定。保证运输稳定。


技术研发人员：成鑫
受保护的技术使用者：上海圣尧智能科技有限公司
技术研发日：2023.01.13
技术公布日：2023/5/16