一种无人机电量补给装置的制作方法

本发明涉及无人机应用领域，具体而言，涉及一种无人机电量补给装置。

背景技术：

目前，无人机技术应用于电力巡检作用显著，它不受地形地貌限制，尤其适用于险峻山区、多河流地貌下的巡线工作。机载高清摄像设备可对输电线路进行在线定位和监控并及时回传实况，利于发现排除线路缺陷及重大隐患，巡查效率大大提高，节省大量人力物力。但是，无人机携带各项设备高空连续飞行作业时间无法维持太长，内部电量容易供给不足，续航能力受到限制，需要人工经常更换电池，增大了劳动强度，给人们的使用带来了不便。

基于此，本发明提供了一种无人机电量补给装置以解决上述技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种无人机电量补给装置，以解决现有技术中存在无人机续航能力受到限制，需要人工经常更换电池，增大了劳动强度的技术问题。

本发明实施例提供了一种无人机电量补给装置，包括无人机着陆平台、电池充电板和电池装取机构，所述电池装取机构包括机械手；

所述无人机着陆平台设置在所述电池充电板的内部，并且可相对所述电池充电板进行旋转和/或升降；

所述电池充电板上均布设置有多个电池补给站，多个所述电池补给站可同时给多个电池充电；

所述机械手包括伸缩杆和取物爪，所述取物爪设置在所述伸缩杆的一个端部，所述伸缩杆能够沿其长度方向进行伸缩。

优选的，本发明实施例提供了一种无人机电量补给装置，其中，所述无人机着陆平台中部设有限位槽，所述限位槽与无人机的底座卡接配合，用于限位所述无人机。

优选的，本发明实施例提供了一种无人机电量补给装置，其中，所述限位槽包括槽体、两个弹簧和两个挡片；

所述槽体的两个侧壁上均设置有卡槽，两个卡槽对称设置；

两个所述弹簧分别位于两个所述卡槽内，两个所述弹簧的一端分别固定在两个所述卡槽的槽底处，两个所述弹簧的另一端分别与两个所述挡片固接；

两个所述挡片分别插装在相应的所述卡槽内，并能沿槽深方向滑动。

优选的，本发明实施例提供了一种无人机电量补给装置，其中，所述伸缩杆远离所述取物爪的一端与升降机构连接，并能在所述升降机构的作用下沿竖直方向移动。

优选的，本发明实施例提供了一种无人机电量补给装置，其中，所述机械手还包括摆臂；

所述伸缩杆远离所述取物爪的一端与所述摆臂的一端铰接，所述摆臂的另一端与升降机构铰接，并能在竖直平面内摆动。

优选的，本发明实施例提供了一种无人机电量补给装置，其中，所述电池装取机构还包括电池推送位和电池退出位；

所述电池推送位设置在所述无人机着陆平台上；

所述电池退出位设置在所述电池充电板上。

优选的，本发明实施例提供了一种无人机电量补给装置，其中，还包括驱动器；

所述驱动器设置在所述电池充电板的下部，包括电机和齿轮，所述电机的输出轴与所述齿轮连接；

所述电池充电板设有沿圆周方向延伸的齿条，所述齿条与所述齿轮啮合，所述电机可带动所述齿条旋转，最终带动所述电池充电板旋转。

优选的，本发明实施例提供了一种无人机电量补给装置，其中，还包括控制模块；

所述控制模块包括设置在所述无人机着陆平台上的信号获取单元和设置在所述电池装取机构上的信号驱动单元；所述信号获取单元，用于获取所述无人机的着陆信号，并发送至所述信号驱动单元；所述信号驱动单元，用于在接收到所述着陆信号后，驱动所述电池装取机构工作。

优选的，本发明实施例提供了一种无人机电量补给装置，其中，所述信号获取单元为GPS定位器。

优选的，本发明实施例提供了一种无人机电量补给装置，其中，所述电池补给站上还设有电压感应器；

所述电压感应器，用于判断所述电池补给站中的电池是否充满电，当判断结果为是的时候，所述电池补给站停止给电池充电。

本发明实施例提供的一种无人机电量补给装置，主要包括无人机着陆平台、电池充电板和电池装取机构，电池装取机构包括机械手；无人机着陆平台设置在电池充电板的内部，并且可相对电池充电板进行升降；电池充电板上均布设置有多个电池补给站，多个电池补给站可同时给多个电池充电；机械手包括伸缩杆和取物爪；取物爪设置在伸缩杆的一个端部，伸缩杆能够沿其长度方向进行伸缩。

本发明提供的一种无人机电量补给装置，能够在无人机电量供给不足时，取出已经耗尽的电池，再将电池充电板上已充好的电池放入无人机中，无需人工进行更换电池。

基于此，本发明较原有技术，具有自动更换电池，从而降低劳动强度的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的一种无人机电量补给装置的结构图；

图2示出了本发明实施例所提供的一种无人机电量补给装置中限位槽的结构图；

图3示出了本发明实施例所提供的一种无人机电量补给装置的另一种结构图。

附图中数字代表意义如下：

10-无人机着陆平台

11-限位槽

111-弹簧

112-槽体

113-挡片

20-电池充电板

21-满电电池

22-电池补给站

30-机械手

31-取物爪

32-伸缩杆

33-摆臂

40-升降机构

50-电池仓

60-驱动器

61-齿轮

62-齿条

63-电机

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是采用热插拔方式连接，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发明中的具体含义。

如图1所示，本发明实施例提供的一种无人机电量补给装置包括无人机着陆平台10、电池充电板20和电池装取机构，电池装取机构包括机械手30；

无人机着陆平台10设置在电池充电板20的内部，并且可相对电池充电板20进行旋转和/或升降；

电池充电板20上均布设置有多个电池补给站22，多个电池补给站22可同时给多个电池充电；

机械手30包括伸缩杆32和取物爪31，取物爪31设置在伸缩杆32的一个端部，伸缩杆32能够沿其长度方向进行伸缩。

本发明提供的一种无人机电量补给装置，在无人机内部设有电池仓50，电池仓50内的电池为无人机携带各项设备在高空飞行作业提供电能，连续飞行作业后，电池仓50内部的电池容易供电不足，此时，设置在无人机内部的检测装置在检测到电量不足的信号时，能够驱动无人机向设置在附近的无人机电量补给装置飞行。

具体的无人机着陆平台10为圆形板状平台，而电池充电板20为圆环形的板状平台，无人机着陆平台10设置在电池充电板20的内部，且无人机着陆平台10的外径等于电池充电板20的内径。

无人机降落在无人机着陆平台10上后，电池仓50开口处与无人机着陆平台10平齐，如此，电池仓50内的电池能够无障碍的从电池仓50内滑出至无人机着陆平台10上。无人机着陆平台10相对于电池充电板20进行旋转和升降，旋转使得无人机的电池仓50处于伸缩杆32的伸缩方向上，升降使得无人机着陆平台10高于电池充电板20或低于电池充电板20或与电池充电板20平齐。

进一步的，无人机着陆平台10中部设有限位槽11，限位槽11与无人机的底座卡接配合，用于限位无人机。优选的，限位槽11包括槽体112、两个弹簧111和两个挡片113；槽体112的两个侧壁上均设置有卡槽，两个卡槽对称设置；两个弹簧111分别位于两个卡槽内，两个弹簧111的一端分别固定在两个卡槽的槽底处，两个弹簧111的另一端分别与两个挡片113固接；两个挡片113分别插装在相应的卡槽内，并能沿槽深方向滑动，如图2所示。无人机降落后，无人机的底座与槽体112配合，并与两个挡片113接触，无人机继续下行，给两个挡片113一个向下的力，挡片113在该力的作用下推开与两挡片113对应连接的弹簧111，至此，完成了限位槽11对无人机的固定。

无人机降落在无人机着陆平台10上并固定后，无人机上的电池仓50可能正对着机械手30上的取物爪31，也可能朝向其他方向。当无人机上电池仓50正对着机械手30上的取物爪31时，无人机着陆平台10无需旋转，根据需要相对电池充电板20进行升降即可；当无人机上的电池仓50朝向其它方向，无人机着陆平台10需要旋转，以使电池仓50正对着机械手30上的取物爪31，即处于伸缩杆32的伸缩方向上。

电池充电板20上沿圆周方向均布设置有多个电池补给站22，多个电池补给站22可同时给多个电池充电。在给无人机进行电池更换前，电池充电板20上至少应该保证有一个以上的电池处于充满电的状态，该充满电的电池与电池仓50处于一个竖直平面内，用于替换无人机上已经耗尽的电池。

机械手30包括伸缩杆32和取物爪31，取物爪31设置在伸缩杆32的一个端部。作为本实施例的一个优选方案，伸缩杆32的另一端与升降机构40滑动连接，并能够在升降机构40的作用下沿竖直方向移动，因此，取物爪31也能够跟随伸缩杆32在升降机构40上沿竖直方向滑动。电池装取机构还包括电池推送位和电池退出位；电池推送位设置在无人机着陆平台10上；电池退出位设置在电池充电板20上。

当无人机着陆平台10高于电池充电板20时，伸缩杆32能够带动取物爪31沿竖直方向滑动到与电池仓50同一高度的位置，此时伸缩杆32出电池推送位上，伸缩杆32向前伸长，以使设置在伸缩杆32端部的取物爪31抓取电池仓50内部已耗尽的电池，伸缩杆32向后缩短，即退回到电池推送位上，以使取物爪31将已耗尽电池从电池仓50内取出，伸缩杆32带动取物爪31连同抓取的已耗尽的电池向下移动至与电池充电板20等高的位置，在电池充电板20上的电池退出位处松开取物爪31，以使已耗尽的电池落在电池退出位上。由于电池充电板20上已有用于替换已耗尽电池的满电电池21，并且该满电电池21与电池仓50处于一个竖直平面内，此时，机械手30能够通过伸缩杆32准确抓取满电电池21，而后伸缩杆32带动取物爪31连同抓取的满电电池21向上移动至与无人机着陆平台10等高的位置，此时伸缩杆32出电池推送位上，伸缩杆32向前伸长，取物爪31将满电电池21推入到无人机的电池仓50中，至此，完成了无人机电池的自动替换。

当无人机着陆平台10下降至与电池充电板20平齐时，电池推送位和电池退出位在水平方向上处于一条直线，满电电池21处于电池推送为和电池退出位之间的位置。机械手30替换电池时，取物爪31处于电池推送位上，伸缩杆32伸长，设置在伸缩杆32端部的取物爪31抓取电池仓50内部已耗尽的电池，伸缩杆32向后缩短，即退回到电池推送位上，以使取物爪31将已耗尽电池从电池仓50内取出，伸缩杆32带动取物爪31连同抓取的已耗尽的电池向上移动后，伸缩杆32缩短再下移至与电池充电板20等高的位置(以跨过满电电池21)，在电池充电板20上电池退出位处松开取物爪31，以使已耗尽的电池落在电池退出位上。由于电池充电板20上已有用于替换已耗尽电池的满电电池21，并且该满电电池21处于电池推送为和电池退出位之间的位置，此时，机械手30能够通过伸缩杆32准确抓取满电电池21，而后伸缩杆32将满电电池21推送至电池推送位上，伸缩杆32继续向前伸长，取物爪31将满电电池21推入到无人机的电池仓50中，至此，完成了无人机电池的自动替换。

当无人机着陆平台10低于电池充电板20时，机械手30替换电池与无人机着陆平台10低于电池充电板20的情况类似，这里不再赘述。

如图3所示，作为本发明实施例提供的一种无人机电量补给装置的一个优选方案，机械手30还包括摆臂33；

伸缩杆32远离取物爪31的一端与摆臂33的一端铰接，摆臂33的另一端与升降机构40铰接，并能在竖直平面内摆动。

具体的，由于伸缩杆32远离取物爪31的一端与摆臂33的一端铰接，摆臂33的另一端与升降机构40铰接，伸缩杆32能够相对摆臂33在竖直平面内旋转，摆臂33能够相对升降机构40在竖直平面内旋转。相比前述伸缩杆32能够沿升降机构40在竖直方向上滑动的方案，本方案中摆臂33沿升降机构40的转动代替了伸缩杆32上下的移动，如图3所示。当无人机着陆平台10高于电池充电板20时，摆臂33向上转动，以使伸缩杆32处于与电池仓50同一高度的位置，此时伸缩杆32出电池推送位上，伸缩杆32向前伸长，以使设置在伸缩杆32端部的取物爪31抓取电池仓50内部已耗尽的电池，伸缩杆32向后缩短，即退回到电池推送位上，以使取物爪31将已耗尽电池从电池仓50内取出，摆臂33向下转动，伸缩杆32带动取物爪31连同抓取的已耗尽的电池向下移动至与电池充电板20等高的位置，在电池充电板20上的电池退出位处松开取物爪31，以使已耗尽的电池落在电池退出位上。由于电池充电板20上已有用于替换已耗尽电池的满电电池21，并且该满电电池21与电池仓50处于一个竖直平面内，此时，机械手30能够通过伸缩杆32准确抓取满电电池21，而后伸缩杆32带动取物爪31连同抓取的满电电池21向上移动至与无人机着陆平台10等高的位置，此时伸缩杆32出电池推送位上，伸缩杆32向前伸长，取物爪31将满电电池21推入到无人机的电池仓50中，至此，完成了无人机电池的自动替换。

当无人机着陆平台10下降至与电池充电板20平齐或无人机着陆平台10低于电池充电板20的情况，机械手30替换电池与前述方法类似，这里不再赘述。

作为本发明实施例提供的一种无人机电量补给装置的一个优选方案，还包括驱动器60；

驱动器60设置在电池充电板20的下部，包括电机63和齿轮61，电机63的输出轴与齿轮61连接；

电池充电板20设有沿圆周方向延伸的齿条62，齿条62与齿轮61啮合，电机63可带动齿条62旋转，最终带动电池充电板20旋转。

具体的，当电池充电板20上的电池补给站22为多个时，每为一台无人机更换电池后，驱动器60都能驱动电池充电板20旋转，以将下一个满电电池21移动至对应无人机着陆后电池仓50的位置，为下一次的更换电池做准备。

需要强调的是，驱动器60驱动电池充电板20进行旋转也可以在更换电池的过程中使用。若将电池的退出位与满电电池21沿电池充电板20的圆周方向设置时，给无人机替换电池前，电池的退出位设置在电池仓50的下方，机械手30将已耗尽的电池取出后放置在电池退出位上，电池充电板20在驱动器60的驱动下进行旋转，以将满电电池21旋转至电池仓50的下方，机械手30再将该满电电池21抓取放置到电池仓50中，至此，完成了电池的替换。

作为本发明实施例提供的一种无人机电量补给装置的一个优选方案，还包括控制模块；

控制模块包括设置在无人机着陆平台10上的信号获取单元和设置在电池装取机构上的信号驱动单元；信号获取单元，用于获取无人机的着陆信号，并发送至信号驱动单元；信号驱动单元，用于在接收到着陆信号后，驱动电池装取机构工作。具体的，上述信号获取单元为GPS定位器。

作为本发明实施例提供的一种无人机电量补给装置的一个优选方案，电池补给站22上还设有电压感应器；

电压感应器，用于判断电池补给站22中的电池是否充满电，当判断结果为是的时候，电池补给站22停止给电池充电。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。