一种车载移动机场换电定位机构的制作方法

1.本实用新型涉及无人机技术领域，具体涉及一种车载移动机场换电定位机构


背景技术：

2.目前，无人机应用日益广泛，而高度无人化自动运行的无人机系统在实际应用中具有重大意义。目前，无人机由于其自身重量等因素限制，续航时间不长，因此，实现无人机飞行回无人机机舱后自动进行电池更换是必然的大趋势。
3.无人机飞行回无人机机舱后，需要夹具将无人机上的电池取下来，再更换满电量电池，但是，由于无人机飞回无人机机舱后，存在一定的位置误差，其次，夹具通过机械手或移动装置等设备直接进行换电时，机械手或移动装置等设备本身在移动时也存在一定的位置误差，因此，直接利用夹具夹取无人机上的电池容易夹取失败，因此，为保证从无人机上顺利拔出和插入电池，提高换电成功率，则需要在电池从无人机上拔出前或者将电池插入无人机前对夹具与无人机的相对位置进行精确定位，因而，如何使夹具夹取电池前对夹具与无人机进行精准定位，以确保电池准确拔出和插入无人机是本技术所要解决的问题。
4.鉴于此，特提出本技术。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种车载移动机场换电定位机构，在电池拔出或插入无人机前对夹具与无人机的相对位置进行精准定位，确保顺利更换电池。
6.为解决上述技术问题，本实用新型采用了以下方案：
7.本实用新型提供一种车载移动机场换电定位机构，包括用于夹取电池的夹爪和至少两个结构相同的定位组件，定位组件均设置于夹爪周向并与无人机上的定位孔相适配，定位组件与夹爪保持相对位置固定；还包括安装基板，所述夹爪和所述定位组件均与安装基板刚性连接并均设置于安装基板的底部。
8.在一些可选的实施例中，所述定位组件包括定位件和连接件，连接件的顶部刚性连接于所述安装基板的底部，定位件的顶部插设于连接件的底部，定位件和连接件之间还设置有缓冲弹簧。
9.在一些可选的实施例中，所述定位件顶部的外周壁上设有环形凸起，所述连接件的底部设有开口向下的第一圆形凹槽，第一圆形凹槽底部的内周壁设有用于限制定位件往远离连接件方向移动的环形凸台，环形凸台的内环直经小于环形凸起的外环直径。
10.在一些可选的实施例中，所述定位件的顶部设有开口向上的第二圆形凹槽，第二圆形凹槽小于第二圆形凹槽，所述缓冲弹簧的底部固定于第二圆形凹槽的底部，缓冲弹簧的顶部固定于第一圆形凹槽的顶部。
11.在一些可选的实施例中，所述定位件包括位于其底部的缩径段，以及位于缩径段顶部的定位段。
12.在一些可选的实施例中，所述定位件的定位段呈圆柱形，定位件的缩径段呈圆锥
形，定位件的底部高度低于所述夹爪夹取电池时的电池底部高度。
13.在一些可选的实施例中，所述定位组件还包括位于所述定位段顶部的限位段，限位段设置有限位结构，限位结构具有大于定位孔直径的宽度。
14.在一些可选的实施例中，所述限位结构包括固定于所述定位件的限位段周壁上的限位环或限位凸起。
15.在一些可选的实施例中，还包括三轴移动组件，三轴移动组件包括水平设置并互相垂直的x轴滑轨和y轴滑轨，以及竖向设置的z轴滑轨；
16.z轴滑轨沿y轴方向与y轴滑轨滑动连接；y轴滑轨沿x轴方向与x轴滑轨滑动连接，所述安装基板沿z轴方向与z轴滑轨滑动连接。
17.在一些可选的实施例中，所述x轴滑轨包括互相平行的第一x轴滑轨和第二x轴滑轨，所述y轴滑轨的两端分别与第一x轴滑轨和第二x轴滑轨滑动连接。
18.本实用新型的有益效果：
19.本实用新型的一种车载移动机场换电定位机构，包括用于夹取电池的夹爪和至少两个结构相同的定位组件，定位组件均设置于夹爪周向并与无人机上的定位孔相适配，定位组件与夹爪保持相对位置固定；还包括安装基板，所述夹爪和所述定位组件均与安装基板刚性连接并均设置于安装基板的底部。
20.其效果有：通过设置至少两个与无人机上的定位孔相适配的定位组件，且定位组件与夹爪的位置保持相对固定的总体设计构思，使得在电池准确拔出和插入无人机前，夹爪可以通过定位组件实现与无人机位置保持相对固定，确保夹爪拔出无人机上的电池时以及将满电量电池插入无人机时的位置精确，保证换电过程顺利稳定进行。
附图说明
21.图1为本实用新型实施例的剖视结构示意图
22.图2为本实用新型实施例的结构示意图；
23.附图标记说明：
24.1-定位组件，11-连接件，111-第一圆形凹槽，112-环形凸台，12-定位件，121-限位环，122-第二圆形凹槽，123-环形凸起，3-安装基板，4-定位孔，5-电池，6-z轴滑轨，7-y轴滑轨，81-第一x轴滑轨，82-第二x轴滑轨。
具体实施方式
25.下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
26.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖向”、“纵向”、“侧向”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”、“顶”、“底”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。
27.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“开有”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆
卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
28.下面通过参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型：
29.实施例：
30.如图1和图2所示，本实施例提供一种车载移动机场换电定位机构，包括用于夹取电池5的夹爪和至少两个结构相同的定位组件1，定位组件1均设置于夹爪周向并与无人机上的定位孔4相适配，定位组件1与夹爪保持相对位置固定；还包括安装基板3，所述夹爪和所述定位组件1均与安装基板3刚性连接并均设置于安装基板3的底部。
31.使用本实施例时，将夹爪移动到无人机需要更换电池5的位置，随后，将定位组件1伸入无人机中的定位孔4中进行定位，随后，夹爪对无人机上的电池5进行夹取并将其从无人机上拔出，随后，夹爪抓取满电量电池5，准备进行无人机电池5更换，夹爪抓取满电量电池5后，夹爪移动到无人机电池5的安装位置处，随后，再利用定位组件1伸入无人机中的定位孔4中进行定位，定位成功后，夹爪再将满电量电池5插入无人机中，即完成整个无人机换电流程。
32.本实施例通过设置至少两个与无人机上的定位孔4相适配的定位组件1，且定位组件1与夹爪的位置保持相对固定的总体设计构思，使得在电池5准确拔出和插入无人机前，夹爪可以通过定位组件1实现与无人机位置保持相对固定，确保夹爪拔出无人机上的电池5时以及将满电量电池5插入无人机时的位置精确，保证换电过程顺利稳定进行，从而为无人机系统的全自动运行提供保障。
33.在一些可选的实施例中，所述定位组件1包括定位销钉或者可伸缩的电动伸缩杆，定位销钉或者电动伸缩杆均与所述定位孔4相适配。本实施例中，定位组件1为定位销钉或电动伸缩杆时，无人机上的定位孔4设置于无人机的周壁上，且定位孔4上下贯通，以避免定位销钉或电动伸缩杆对无人机造成冲击。
34.在一些可选的实施例中，所述定位组件1包括定位件12和连接件11，连接件11的顶部刚性连接于所述安装基板3的底部，定位件12的顶部插设于连接件11的底部，定位件12和连接件11之间还设置有缓冲弹簧。本实施例中，通过设置定位件12和连接件11，并在定位件12和连接件11之间设置缓冲弹簧，可以咋夹爪往下移动拔出电池5或插入电池5的过程中，提供一定的缓冲性能，降低夹爪对无人机的冲击。
35.在一些可选的实施例中，所述定位件12顶部的外周壁上设有环形凸起123，所述连接件11的底部设有开口向下的第一圆形凹槽111，第一圆形凹槽111底部的内周壁设有用于限制定位件12往远离连接件11方向移动的环形凸台112，环形凸台112的内环直经小于环形凸起123的外环直径。通过设置环形凸起123和环形凸台112，可以对缓冲弹簧可伸长的长度进行限制，使其始终处于压缩状态或自然伸长状态，避免由于定位件12重力导致缓冲弹簧处于拉伸状态，导致夹爪向下的移动量过大时，缓冲弹簧需要先恢复至自然状态后才可以起到缓冲作用。
36.在一些可选的实施例中，所述定位件12的顶部设有开口向上的第二圆形凹槽122，第二圆形凹槽122小于第二圆形凹槽122，所述缓冲弹簧的底部固定于第二圆形凹槽122的底部，缓冲弹簧的顶部固定于第一圆形凹槽111的顶部。本实施例中，通过设置相对的第一
圆形凹槽111和第二圆形凹槽122，并将缓冲弹簧设置于第一圆形凹槽111和第二圆形凹槽122之间，可以提高缓冲弹簧自然状态的长度，提高缓冲性能。
37.在一些可选的实施例中，所述定位件12包括位于其底部的缩径段，以及位于缩径段顶部的定位段。通过设置缩径段和定位段，可以使得定位组件1在定位过程中，当定位组件1与定位孔4的位置沿竖直方向有一定误差时，定位孔4的侧壁可以通过向缩径段的周壁施加作用力，使其定位段的轴线与定位孔4的轴线逐渐重合，达到精确定位的最终效果。
38.在一些可选的实施例中，所述定位件12的定位段呈圆柱形，定位件12的缩径段呈圆锥形，定位件12的底部高度低于所述夹爪夹取电池5时的电池5底部高度。由于定位组件1需要在夹爪从无人机上拔出或者插入电池5前进行定位，因此，定位件12的底部高度低于所述夹爪夹取电池5时的电池5底部高度，可以避免夹爪将电池5插入无人机时定位组件1无法进行定位。
39.在一些可选的实施例中，所述定位组件1还包括位于所述定位段顶部的限位段，限位段设置有限位结构，限位结构具有大于定位孔4直径的宽度。通过设置限位结构，可以对定位组件1伸入定位孔4的深度进行限制，避免夹爪与无人机接触后定位组件1中的缓冲弹簧才开始产生缓冲作用，通过在限位段上设置限位结构，可以进一步提高本实施例在换电过程中的稳定性。
40.在一些可选的实施例中，所述限位结构包括固定于所述定位件12的限位段周壁上的限位环121或限位凸起。在一些实施例中，限位凸起沿限位段的周壁均匀分布。
41.在一些可选的实施例中，还包括三轴移动组件，三轴移动组件包括水平设置并互相垂直的x轴滑轨和y轴滑轨7，以及竖向设置的z轴滑轨6；z轴滑轨6沿y轴方向与y轴滑轨7滑动连接；y轴滑轨7沿x轴方向与x轴滑轨滑动连接，所述安装基板3沿z轴方向与z轴滑轨6滑动连接。本实施例中，夹爪将无人机上的电池5拔出或者将电池5插入无人机上时，安装基板3及夹爪位于z轴滑轨6的底部。
42.本实施例中，三轴移动组件为现有技术中的常见技术，在此不再赘述。
43.在一些可选的实施例中，所述x轴滑轨包括互相平行的第一x轴滑轨81和第二x轴滑轨，所述y轴滑轨7的两端分别与第一x轴滑轨81和第二x轴滑轨滑动连接。通过设置第一x轴滑轨81和第二x轴滑轨可以确保y轴滑轨7滑动时的稳定性。
44.可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变形和改进，这些变形和改进也视为本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种车载移动机场换电定位机构，其特征在于，包括用于夹取电池(5)的夹爪和至少两个结构相同的定位组件(1)，定位组件(1)均设置于夹爪周向并与无人机上的定位孔(4)相适配，定位组件(1)与夹爪保持相对位置固定；还包括安装基板(3)，所述夹爪和所述定位组件(1)均与安装基板(3)刚性连接并均设置于安装基板(3)的底部。2.根据权利要求1所述的一种车载移动机场换电定位机构，其特征在于，所述定位组件(1)包括定位件(12)和连接件(11)，连接件(11)的顶部刚性连接于所述安装基板(3)的底部，定位件(12)的顶部插设于连接件(11)的底部，定位件(12)和连接件(11)之间还设置有缓冲弹簧。3.根据权利要求2所述的一种车载移动机场换电定位机构，其特征在于，所述定位件(12)顶部的外周壁上设有环形凸起(123)，所述连接件(11)的底部设有开口向下的第一圆形凹槽(111)，第一圆形凹槽(111)底部的内周壁设有用于限制定位件(12)往远离连接件(11)方向移动的环形凸台(112)，环形凸台(112)的内环直经小于环形凸起(123)的外环直径。4.根据权利要求3所述的一种车载移动机场换电定位机构，其特征在于，所述定位件(12)的顶部设有开口向上的第二圆形凹槽(122)，第二圆形凹槽(122)小于第二圆形凹槽(122)，所述缓冲弹簧的底部固定于第二圆形凹槽(122)的底部，缓冲弹簧的顶部固定于第一圆形凹槽(111)的顶部。5.根据权利要求2所述的一种车载移动机场换电定位机构，其特征在于，所述定位件(12)包括位于其底部的缩径段，以及位于缩径段顶部的定位段。6.根据权利要求5所述的一种车载移动机场换电定位机构，其特征在于，所述定位件(12)的定位段呈圆柱形，定位件(12)的缩径段呈圆锥形，定位件(12)的底部高度低于所述夹爪夹取电池(5)时的电池(5)底部高度。7.根据权利要求5所述的一种车载移动机场换电定位机构，其特征在于，所述定位组件(1)还包括位于所述定位段顶部的限位段，限位段设置有限位结构，限位结构具有大于定位孔(4)直径的宽度。8.根据权利要求7所述的一种车载移动机场换电定位机构，其特征在于，所述限位结构包括固定于所述定位件(12)的限位段周壁上的限位环(121)或限位凸起。9.根据权利要求1所述的一种车载移动机场换电定位机构，其特征在于，还包括三轴移动组件，三轴移动组件包括水平设置并互相垂直的x轴滑轨和y轴滑轨(7)，以及竖向设置的z轴滑轨(6)；z轴滑轨(6)沿y轴方向与y轴滑轨(7)滑动连接；y轴滑轨(7)沿x轴方向与x轴滑轨滑动连接，所述安装基板(3)沿z轴方向与z轴滑轨(6)滑动连接。10.根据权利要求9所述的一种车载移动机场换电定位机构，其特征在于，所述x轴滑轨包括互相平行的第一x轴滑轨(81)和第二x轴滑轨，所述y轴滑轨(7)的两端分别与第一x轴滑轨(81)和第二x轴滑轨滑动连接。

技术总结
本实用新型公开了一种车载移动机场换电定位机构，涉及无人机技术领域，其可至少部分解决现有技术中无人机进行换电时存在位置误差，导致可能换电失败的问题。本实用新型实施例的一种车载移动机场换电定位机构，包括用于夹取电池的夹爪和至少两个结构相同的定位组件，定位组件均设置于夹爪周向并与无人机上的定位孔相适配，定位组件与夹爪保持相对位置固定；还包括安装基板，所述夹爪和所述定位组件均与安装基板刚性连接并均设置于安装基板的底部。底部。底部。


技术研发人员：李和鹏 代小波 张万宁 钱斌 祝军 孙丰
受保护的技术使用者：成都时代星光科技有限公司
技术研发日：2022.11.18
技术公布日：2023/3/30