一种无人机换电机巢的制作方法

1.本实用新型主要涉及无人机换电技术领域，具体的说是一种无人机换电机巢。


背景技术：

2.随着无人机应用领域的不断扩大，其对于无人机的续航时间均提出了更好的要求，其中即涉及到对无人机进行更换的相关技术方案。
3.目前多通过手动方式来进行无人机电池的更换，以延长飞行时间，但这种方式大大降低了无人机的作业效率。因此已发展出采用工业机器人或者复杂的机械模组来实现换电的技术方案，如公开号cn216186134u的中国专利申请即公开了一种无人机的换电装置，但该装置体积庞大、结构复杂，且换电步骤多、模组运动路径长，因此导致其使用成本高、维护困难，使用场合有限。


技术实现要素：

4.为了弥补现有技术的不足，本实用新型提供了一种无人机换电机巢，其结构设计简单、换电步骤少，可大幅提高无人机电池换电效率。
5.为此，本技术提供了一种无人机换电机巢，其包括：
6.巢体，其具有内部安装空间以及巢体开口；
7.盖体，其可开合的连接所述巢体；
8.支架，其设置于所述巢体的内部安装空间中；
9.停机平台，其连接所述支架，且所述停机平台上设置有用于停放无人机的停机区域；
10.z向移动模组、换电模组，且所述换电模组连接所述z向移动模组，并在所述向移动模组的驱动下在z向进行移动；所述换电模组用于可分离的连接无人机电池；
11.电池卡接位，其设置在所述无人机电池的两侧；
12.以及充电仓，其安装在所述支架上，用于容纳若干无人机电池，且对电池进行充电；
13.所述换电模组通过电池卡接位连接安装于无人机电池安装空间内的无人机电池，并带动所述电池完全脱离所述电池安装空间；
14.所述换电模组带动已完全脱离所述电池安装空间的无人机电池移动至充电仓处，并将该无人机电池放入充电仓内，使得充电仓对无人机电池进行充电；
15.以及，所述换电模组通过电池卡接位可分离的连接充电仓内的、已完成充电的无人机电池，并将已完成充电的电池安装于无人机的电池安装空间内。
16.优选的，所述换电模组包括：
17.滑座，其连接所述z向移动模组，并在所述z向移动模组的驱动下在z向进行移动；
18.托架，其连接所述滑座，且开设有通孔，用于承托无人机电池；
19.直线传动机构、夹爪，所述夹爪整体位于所述托架上方，所述直线传动机构穿过所
述通孔，且与所述夹爪连接；
20.所述直线传动机构驱动夹爪朝向/远离停放在所述停机区域的无人机直线运动，或，朝向/远离所述充电仓直线运动；
21.所述夹爪通过开合动作与电池卡接位配合，以实现对无人机电池的夹持或释放。
22.优选的，所述托架整体为板状结构。
23.优选的，所述换电模组还包括：挡板，其连接所述托架的一侧/两侧，用于防止托架承托的电池掉落。
24.优选的，所述夹爪包括：驱动机构、第一夹持部以及第二夹持部，所述第一夹持部以及第二夹持部均连接所述驱动机构，以在所述驱动机构的控制下执行开合动作，以分别与无人机电池两侧的所述电池卡接位配合，实现与无人机电池的连接。
25.优选的，所述电池卡接位为槽状结构。
26.优选的，所述夹爪还包括：第一突出部，其连接所述第一夹持部的内侧，且可伸入无人机电池一侧的电池卡接位中；
27.第二突出部，其连接所述第二夹持部的内侧，且可伸入无人机电池另一侧的电池卡接位中。
28.优选的，所述充电仓具有若干个在z向依次排列设置的充电舱室，且每一充电舱室均对应容纳一个电池。
29.优选的，所述无人机换电机巢还包括：
30.归中机构，其安装在所述停机平台上，用于将停放在所述停机区域的无人机移动至预定位置；
31.以及定位机构，其用于在归中机构的作用下、对停放在所述停机区域的无人机进行定位。
32.优选的，所述定位机构包括：机体定位块，其连接所述无人机机体的底部；以及平台定位件，其连接所述停机平台，且开设有与所述机体定位块对应的定位槽；所述无人机在归中机构的作用下移动至预定位置，使得所述机体定位块部分/全部进入所述定位槽中，以实现对无人机的定位。
33.本实用新型中的机巢结构设置简单、体积小，可在归中机构的作用下，通过定位机构对无人机实现快速定位，进一步在换电模组的作用下，仅需要通过简单的z向、x向抽拉运动即可完成电池换电作业，由此大幅提高换电作业效率。
附图说明
34.下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
35.图1是本实用新型无人机换电机巢的整体结构图；
36.图2是本实用新型盖体闭合时的状态示意图；
37.图3是本实用新型电池卡接件的结构图；
38.图4是本实用新型无人机换电机巢(不含巢体、盖体)的整体结构图；
39.图5是本实用新型夹爪与电池的卡接的状态示意图；
40.图6是本实用新型夹爪的整体结构图；
41.图7a是本实用新型机体定位块的整体结构图；
42.图7b是本实用新型平台定位件的整体结构图；
43.图7c是本实用新型机体定位块、平台定位件的配合状态示意图。
具体实施方式
44.为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
45.实施例1：
46.本实施例提供了一种无人机换电机巢，其中，如图1所示，所述无人机100上开设有具有开口101的电池安装空间，无人机电池200通过所述开口101进入所述电池安装空间，且与无人机100的需电设备电连接，以对无人机100的需电设备进行供电，或，所述电池200在外力作用下通过所述开口101完全脱离所述电池安装空间，所述完全脱离是指电池200整体完全位于电池安装空间外部，以解除与无人机100需电设备的电连接。
47.在此基础上，如图1-4所示，所述无人机换电机巢包括：
48.巢体1，其具有内部安装空间以及巢体开口11；
49.盖体2，其可开合的连接所述巢体1，例如，本实施例中，所述盖体2通过铰链3等结构可转动的连接所述巢体1，以通过转动动作实现开合；
50.支架4，其设置于所述巢体1的内部安装空间中；
51.停机平台5，其连接所述支架4顶部，且所述停机平台上5设置有用于停放无人机100的停机区域51，同时，所述停机平台5上开设有槽口52；
52.z向移动模组6、换电模组7，两者均设置于所述巢体1的内部安装空间中，且所述换电模组7连接所述z向移动模组6，并在所述z向移动模组6的驱动下在z向进行移动；所述换电模组7用于可分离的连接无人机电池200；
53.电池卡接位8，其设置在所述无人机电池200的两侧；
54.以及充电仓9，其安装在所述支架4上，且靠近所述换电模组7的移动路径设置，用于容纳若干无人机电池200，且对电池200进行充电；
55.如图2所示，当所述盖体2闭合时，其封闭所述巢体开口11，且与所述巢体1形成内部容纳空间，且所述支架4、停机平台5、z向移动模组6、电池卡接位8、充电仓9以及容纳于所述充电仓9内的无人机电池200均位于所述内部容纳空间中；
56.当无人机100停放在所述停机区域51时，无人机100电池安装空间的开口101朝向所述槽口52，且所述无人机电池200两侧的电池卡接位8位于所述无人机100的电池安装空间的外部；
57.所述z向移动模组6带动所述换电模组7移动，使得所述换电模组7部分/全部穿过所述槽口52，所述换电模组7通过电池卡接位8连接安装于无人机100电池安装空间内的无人机电池200，并带动所述电池200通过所述开口101完全脱离所述电池安装空间；
58.所述换电模组7再带动已完全脱离所述电池安装空间的无人机电池200移动至充电仓9处，并将该无人机电池200放入充电仓9内，且与电池卡接位8脱离，使得充电仓9对无人机电池200进行充电；以及，所述换电模组7通过电池卡接位8可分离的连接充电仓9内的、已完成充电的无人机电池200，并通过无人机100电池安装空间的开口101将已完成充电的电池200安装于无人机100的电池安装空间内。
59.具体的，所述z向移动模组6包括直线导轨、滑台、气缸等常规直线传动设备，所述充电仓9整体位于所述停机平台5的下方，便于换电模组7取放无人机电池200即可。
60.由此，本实施例中的机巢除可以正常停放无人机外，还集成有换电设备，即通过所述z向移动模组带动所述换电模组移动，由此即可从所述无人机中取出电池，并放入充电仓9进行充电，以及从充电仓9中取出电池，并安装到无人机上，其结构设置简单、换电步骤少，可以实现电池的快速更换，大幅提高换电作业效率。
61.实施例2：
62.本实施例与实施例1的不同之处仅在于，如图4-5所示，所述换电模组7包括：
63.滑座71，其连接所述z向移动模组6，并在所述z向移动模组6的驱动下在z向进行移动；
64.托架72，其连接所述滑座71，且开设有通孔721，用于承托无人机电池200；本实施例中，所述托架72整体为板状结构；
65.直线传动机构、夹爪73，所述夹爪73整体位于所述托架72上方，所述直线传动机构部分穿过所述通孔721，且与所述夹爪73连接；
66.以及挡板74，其连接所述托架72的一侧/两侧，用于防止托架72承托的电池掉落；
67.所述直线传动机构驱动夹爪73朝向/远离停放在所述停机区域11的无人机100直线运动；
68.所述夹爪73可通过开合动作与电池卡接位8配合，以实现对无人机电池200的夹持或释放。
69.例如，本实施例中，如图6所示，所述夹爪73包括：驱动机构731(如气动机构等)、第一夹持部732以及第二夹持部733，所述第一夹持部732以及第二夹持部733均连接所述驱动机构731，以在所述驱动机构731的控制下执行开合动作，以分别与无人机电池200两侧的所述电池卡接位8配合，实现与无人机电池200的连接。
70.进一步的，所述直线传动机构包括丝杠传动机构，例如，本实施例中的直线传动机构包括：电机751，其连接所述滑座71；丝杠752，其连接所述电机751的转动输出端；滑块753，其穿设在所述丝杠752上，且通过所述通孔721与所述夹爪73连接；
71.由此，电机751转动时即可带动丝杠752转动，进一步驱动滑块753直线滑动，以实现与滑块753连接的夹爪73的直线移动。
72.实施例3：
73.本实施例与实施例2的不同之处仅在于，本实施例中，所述电池卡接位8可为槽状结构，在此基础上，如图5-6所示，所述夹爪73还包括：
74.第一突出部734，其连接所述第一夹持部732的内侧，且可伸入无人机电池200一侧的电池卡接位8中；
75.第二突出部735，其连接所述第二夹持部733的内侧，且可伸入无人机电池200另一侧的电池卡接位8中；
76.所述第一夹持部732、第二夹持部733可通过开合动作使得第一突出部734、第二突出部735伸入对应的电池卡接位8中，以实现与无人机电池200的卡接，或，通过开合动作使得第一突出部734、第二突出部735从对应的电池卡接位8中脱出，以接触与无人机电池200的卡接。
77.实施例4：
78.本实施例与实施例1-3任一项的不同之处仅在于，如图1所示，所述充电仓9具有若干个在z向依次排列设置的充电舱室91，且每一充电舱室91均对应容纳一个无人机电池200，并对其进行充电。
79.实施例5：
80.本实施例与实施例4的不同之处仅在于，如图1所示，所述无人机智能换电机构还包括：
81.归中机构10，其安装在所述停机平台1上，用于将停放在所述停机区域11的无人机100移动至预定位置；
82.以及定位机构，其用于在归中机构10的作用下、对停放在所述停机区域11的无人机100进行定位。
83.具体的，如图7a-7c所示，所述定位机构包括：
84.机体定位块121，其连接所述无人机100机体的底部；
85.以及平台定位件122，其连接所述停机平台5，且开设有与所述机体定位块121位置、数量对应的定位槽1221；
86.所述无人机100在归中机构10的作用下移动至预定位置，使得所述机体定位块121部分/全部进入所述定位槽1221中，以实现对无人机100的定位。
87.本技术中换电机巢的工作过程如下：
88.1、初始状态下，盖体2盖设在巢体1上，以防止雨水以及其他异物进入，工作时，盖体2打开，无人机100落到停机平台5的停机区域51内，且通过归中结构10将无人机100推动到预定位置，使得所述机体定位块121部分/全部进入所述定位槽1221中，以实现对无人机100的定位，此时无人机100电池安装空间的开口101朝向所述槽口52，且电池卡接件8暴露在外；
89.2、所述z向移动模组6带动所述换电模组7整体沿z向向上移动至预定位置；
90.3、夹爪73打开(即第一夹持部732以及第二夹持部733张开)，所述直线传动机构驱动夹爪73朝向停放在所述停机区域51的无人机100的无人机电池200直线运动，达到预定位置后，夹爪73闭合(即第一夹持部732以及第二夹持部733合拢)，第一突出部734、第二突出部735伸入对应的电池卡接位8中，以实现与无人机电池200的卡接；
91.4、所述直线传动机构驱动夹爪73远离无人机100运动，以拖动无人机电池200，使得无人机电池200落到托架72上；
92.5、所述z向移动模组6带动所述换电模组7整体沿z向向下移动至预定位置；
93.6、所述直线传动机构驱动夹爪73、无人机电池200朝向充电仓9的一个充电舱室91运动，以将无人机电池200推入充电舱室41内，然后夹爪73打开，使得第一突出部734、第二突出部735从对应的电池卡接位8中脱出，以解除与电池卡接位8的卡接；
94.然后直线传动机构驱动夹爪73远离充电舱室91；
95.7、所述z向移动模组6带动所述换电模组7整体继续沿z向移动，直至到达与容纳有已完成充电的无人机电池200的充电舱室91的位置对应处；
96.然后夹爪73打开，所述直线传动机构驱动夹爪73朝向已完成充电的无人机电池200直线运动，达到预定位置后，夹爪73闭合，第一突出部734、第二突出部735伸入对应的电
池卡接位8中，以实现与无人机电池200的卡接；
97.8、所述直线传动机构驱动夹爪73远离充电舱室91运动，以拖动无人机电池200，使得无人机电池200落到托架72上；
98.9、所述z向移动模组6带动所述换电模组7整体沿z向向上移动至预定位置；
99.10、所述直线传动机构驱动夹爪73、已完成充电的无人机电池200朝向停放在所述停机区域51的无人机100的电池安装空间的开口101直线运动，使得已完成充电的无人机电池200通过开口101进入电池安装空间；
100.夹爪73打开，使得第一突出部734、第二突出部735从对应的电池卡接位8中脱出，以解除与电池卡接位8的卡接；
101.11、所述直线传动机构驱动夹爪73远离无人机100，已完成无人机电池换电；
102.12、无人机起飞，盖体2关闭。
103.综上所述，本技术中的机巢结构设置简单、体积小，可在归中机构的作用下，通过定位机构对无人机实现快速定位，进一步在换电模组的作用下，仅需要通过简单的z向、x向抽拉运动即可完成电池换电作业，由此大幅提高换电作业效率。
104.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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保护范围的限制。
105.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种无人机换电机巢，其特征在于，包括：巢体，其具有内部安装空间以及巢体开口；盖体，其可开合的连接所述巢体；支架，其设置于所述巢体的内部安装空间中；停机平台，其连接所述支架，且所述停机平台上设置有用于停放无人机的停机区域；z向移动模组、换电模组，且所述换电模组连接所述z向移动模组，并在所述向移动模组的驱动下在z向进行移动；所述换电模组用于可分离的连接无人机电池；电池卡接位，其设置在所述无人机电池的两侧；以及充电仓，其安装在所述支架上，用于容纳若干无人机电池，且对无人机电池进行充电；所述换电模组通过电池卡接位连接安装于无人机电池安装空间内的无人机电池，并带动无人机电池完全脱离所述电池安装空间；所述换电模组带动已完全脱离所述电池安装空间的无人机电池移动至充电仓处，并将该无人机电池放入充电仓内，使得充电仓对无人机电池进行充电；以及，所述换电模组通过电池卡接位可分离的连接充电仓内的、已完成充电的无人机电池，并将已完成充电的无人机电池安装于无人机的电池安装空间内。2.如权利要求1所述的无人机换电机巢，其特征在于，所述换电模组包括：滑座，其连接所述z向移动模组，并在所述z向移动模组的驱动下在z向进行移动；托架，其连接所述滑座，且开设有通孔，用于承托无人机电池；直线传动机构、夹爪，所述夹爪整体位于所述托架上方，所述直线传动机构穿过所述通孔，且与所述夹爪连接；所述直线传动机构驱动夹爪朝向/远离停放在所述停机区域的无人机直线运动，或，朝向/远离所述充电仓直线运动；所述夹爪通过开合动作与电池卡接位配合，以实现对无人机电池的夹持或释放。3.如权利要求2所述的无人机换电机巢，其特征在于，所述托架整体为板状结构。4.如权利要求2所述的无人机换电机巢，其特征在于，所述换电模组还包括：挡板，其连接所述托架的一侧/两侧，用于防止托架承托的电池掉落。5.如权利要求2所述的无人机换电机巢，其特征在于，所述夹爪包括：驱动机构、第一夹持部以及第二夹持部，所述第一夹持部以及第二夹持部均连接所述驱动机构，以在所述驱动机构的控制下执行开合动作，以分别与无人机电池两侧的所述电池卡接位配合，实现与无人机电池的连接。6.如权利要求5所述的无人机换电机巢，其特征在于，所述电池卡接位为槽状结构。7.如权利要求6所述的无人机换电机巢，其特征在于，所述夹爪还包括：第一突出部，其连接所述第一夹持部的内侧，且可伸入无人机电池一侧的电池卡接位中；第二突出部，其连接所述第二夹持部的内侧，且可伸入无人机电池另一侧的电池卡接位中。8.如权利要求1所述的无人机换电机巢，其特征在于，所述充电仓具有若干个在z向依次排列设置的充电舱室，且每一充电舱室均对应容纳一个电池。
9.如权利要求1所述的无人机换电机巢，其特征在于，所述无人机换电机巢还包括：归中机构，其安装在所述停机平台上，用于将停放在所述停机区域的无人机移动至预定位置；以及定位机构，其用于在归中机构的作用下、对停放在所述停机区域的无人机进行定位。10.如权利要求9所述的无人机换电机巢，其特征在于，所述定位机构包括：机体定位块，其连接无人机机体的底部；以及平台定位件，其连接所述停机平台，且开设有与所述机体定位块对应的定位槽；所述无人机在归中机构的作用下移动至预定位置，使得所述机体定位块部分/全部进入所述定位槽中，以实现对无人机的定位。

技术总结
本实用新型主要涉及一种无人机换电机巢，其包括：巢体，其具有内部安装空间以及巢体开口；盖体，其可开合的连接所述巢体；支架，其设置于所述巢体的内部安装空间中；停机平台，其连接所述支架，且所述停机平台上设置有用于停放无人机的停机区域；Z向移动模组、换电模组，且所述换电模组连接所述Z向移动模组，并在所述向移动模组的驱动下在Z向进行移动；所述换电模组用于可分离的连接无人机电池；电池卡接位，其设置在所述无人机电池的两侧；以及充电仓，其安装在所述支架上，用于容纳若干无人机电池，且对电池进行充电。本申请结构设计简单、换电步骤少，可大幅提高无人机电池换电效率。可大幅提高无人机电池换电效率。可大幅提高无人机电池换电效率。


技术研发人员：黄立 何志武 叶小鹏 薛源 刘华斌 刘寿宝
受保护的技术使用者：普宙科技有限公司
技术研发日：2022.11.21
技术公布日：2023/5/16