一种高精度无人机电池的定位测距装置及其方法与流程

1.本发明涉及无人机电池定位技术领域，具体是一种高精度无人机电池的定位测距装置及其方法。


背景技术：

2.无人驾驶飞机简称“无人机”(“uav”)，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器。无人机实际上是无人驾驶飞行器的统称，从技术角度定义可以分为：无人固定翼飞机、无人垂直起降飞机、无人飞艇、无人直升机、无人多旋翼飞行器、无人伞翼机等。与载人飞机相比，它具有体积小、造价低、使用方便、对作战环境要求低、战场生存能力较强等优点。由于无人驾驶飞机对未来空战有着重要的意义，世界各主要军事国家都在加紧进行无人驾驶飞机的研制工作。2013年11月，中国民用航空局(ca)下发了《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》，由中国aopa协会负责民用无人机的相关管理。根据《规定》，中国内地无人机操作按照机型大小、飞行空域可分为11种情况，其中仅有116千克以上的无人机和4600立方米以上的飞艇在融合空域飞行由民航局管理，其余情况，包括日渐流行的微型航拍飞行器在内的其他飞行，均由行业协会管理、或由操作手自行负责。
3.中国专利号cn106200534b提供一种无人机电池识别方法、系统及无人机、智能电池装置，其中，无人机电池识别方法包括：所述无人机发送请求指令至智能电池装置；所述无人机接收所述智能电池装置根据所述请求指令产生的识别激活码；所述无人机根据所述识别激活码识别所述智能电池装置。
4.中国专利号cn107357247b涉及无人机电力巡检领域，尤其涉及用于电力巡检的无人机自动更换电池装置及其控制方法；本发明包括设于无人机底部的电池仓、位于电池仓两侧的起落架以及用于无人机电池更换的电池座。
5.但是，现有的无人机电池的定位测距装置精确度和稳定性较差，操作复杂，成本高，不易维护，不利于广泛的推广和普及。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种高精度无人机电池的定位测距装置及其方法，以解决上述背景技术中提出无人机电池的定位测距装置精确度和稳定性较差，操作复杂，成本高，不易维护的问题。
7.本发明的技术方案是：一种高精度无人机电池的定位测距装置，包括底座，所述底座顶部外壁的四周通过螺栓安装有支撑杆，且支撑杆的顶端通过螺栓安装有纵梁，所述纵梁相邻一侧外壁的两端均通过螺栓安装有横梁，且纵梁与横梁连接处的内部开设有传动腔，所述纵梁靠近传动腔的一侧外壁上通过螺栓安装有伺服电机，且横梁的轴心处通过轴承活动连接有延伸至传动腔内部的蜗杆，所述纵梁底部外壁的中心处开设有第一滑槽，且第一滑槽的轴心处通过轴承活动连接有延伸至传动腔内部的螺杆，所述螺杆位于传动腔内部的一端焊接有蜗轮，且蜗轮与蜗杆之间相啮合，所述伺服电机与蜗杆之间呈传动连接。
8.进一步地，所述第一滑槽的内部滑动连接有与螺杆之间呈螺纹连接的第一滑块，且第一滑块的底部外壁上通过螺栓安装有行走架。
9.进一步地，所述第一滑槽相邻一侧内壁的中心处均开设有限位槽，且限位槽的轴心处焊接有导向杆，所述限位槽的内部滑动连接有套接在导向杆外部的限位块，且限位块与第一滑块之间呈固定连接。
10.进一步地，所述行走架底部外壁的中心处开设有第二滑槽，且第二滑槽的轴心处通过轴承活动连接有丝杠，所述行走架一端的外壁上通过螺栓安装有步进电机，且步进电机与丝杠之间呈传动连接。
11.进一步地，所述第二滑槽的内部滑动连接有与丝杠呈螺纹连接的第二滑块，且第二滑块的底部通过螺栓安装有安装盒。
12.进一步地，所述第二滑槽相邻一侧内壁的中心处开设有定位槽，且第二滑块的两侧外壁上焊接有滑动连接在定位槽内部的定位块。
13.进一步地，所述安装盒相邻内壁的两侧均通过螺栓安装有滑轨，且滑轨的外侧壁上滑动连接有滑套，所述滑套相邻的一侧外壁上通过螺栓安装有夹爪电缸，且安装盒顶部内壁的轴心处通过螺栓安装有电推缸，所述电推缸的输出端与夹爪电缸的之间呈固定连接。
14.进一步地，所述夹爪电缸底部外壁的轴心处通过螺栓安装有摄像头，且夹爪电缸底部外壁中心处的两端均通过螺栓安装有支杆。
15.进一步地，所述支杆的底端开设有矩形槽，且矩形槽的内部插接有抵持杆，所述抵持杆位于矩形槽内部的一端焊接有限位板，且限位板的顶部外壁上焊接有弹簧，所述抵持杆通过限位板和弹簧的作用滑动连接在矩形槽的内部。
16.一种高精度无人机电池的定位测距方法，包括以下步骤：
17.s1.上位机根据无人机电池中心坐标数据x、y和z通过接线向伺服电机6、步进电机16和电推缸25发送驱动电信号；
18.s2.伺服电机6带动蜗杆5啮合蜗轮11进行转动，蜗轮11带动螺杆12转动时，螺杆12带动螺纹连接的第一滑块13沿第一滑槽8进行滑动，第一滑块13带动行走架15进行移动，在第一滑块13沿第一滑槽8滑动的过程中，限位块14沿导向杆10在限位槽9的内部进行滑动，从而保证了第一滑块13带动行走架15移动时的稳定性和精确度；
19.s3.步进电机16带动丝杠19转动，丝杠19带动螺纹连接的第二滑块20沿第二滑槽17进行滑动，而第二滑块20带动安装盒22进行移动，第二滑块20沿第二滑槽17滑动时，定位块21滑动连接在定位槽18的内部，使安装盒22进行移动时可以更加稳定精确；
20.s4.电推缸25推动夹爪电缸26垂直向下移动，滑套24沿滑轨23滑动，从而提升了夹爪电缸26垂直移动时的稳定性，夹爪电缸26垂直下移时，抵持杆32在限位板30和弹簧31的作用滑动连接在矩形槽29的内部对夹爪电缸26起到很好的缓冲作用，进而提升了夹爪电缸26夹持无人机电池时的稳定性。
21.本发明通过改进在此提供一种高精度无人机电池的定位测距装置及其方法，与现有技术相比，具有如下改进及优点：
22.(1)本发明伺服电机带动蜗杆啮合蜗轮进行转动，蜗轮带动螺杆转动时，螺杆带动螺纹连接的第一滑块沿第一滑槽进行滑动，第一滑块带动行走架进行移动，在第一滑块沿
第一滑槽滑动的过程中，限位块沿导向杆在限位槽的内部进行滑动，从而保证了第一滑块带动行走架移动时的稳定性和精确度。
23.(2)本发明步进电机带动丝杠转动，丝杠带动螺纹连接的第二滑块沿第二滑槽进行滑动，而第二滑块带动安装盒进行移动，第二滑块沿第二滑槽滑动时，定位块滑动连接在定位槽的内部，使安装盒进行移动时可以更加稳定精确。
24.(3)本发明电推缸推动夹爪电缸垂直向下移动，滑套沿滑轨滑动，从而提升了夹爪电缸垂直移动时的稳定性，夹爪电缸垂直下移时，抵持杆在限位板和弹簧的作用滑动连接在矩形槽的内部对夹爪电缸起到很好的缓冲作用，进而提升了夹爪电缸夹持无人机电池时的稳定性。
附图说明
25.下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释:
26.图1是本发明的立体结构示意图；
27.图2是本发明的传动腔结构示意图；
28.图3是本发明的传动结构示意图；
29.图4是本发明的行走架结构示意图；
30.图5是本发明的安装盒结构示意图；
31.图6是本发明的矩形槽结构示意图。
32.附图标记说明：
33.1底座、2支撑杆、3纵梁、4横梁、5蜗杆、6伺服电机、7传动腔、8第一滑槽、9限位槽、10导向杆、11蜗轮、12螺杆、13第一滑块、14限位块、15行走架、16步进电机、17第二滑槽、18定位槽、19丝杠、20第二滑块、21定位块、22安装盒、23滑轨、24滑套、25电推缸、26夹爪电缸、27摄像头、28支杆、29矩形槽、30限位板、31弹簧、32抵持杆。
具体实施方式
34.下面将结合附图1至图6对本发明进行详细说明，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
35.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
36.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
37.本发明通过改进在此提供一种高精度无人机电池的定位测距装置及其方法，如图
1-图6所示，一种高精度无人机电池的定位测距装置，包括底座1，底座1顶部外壁的四周通过螺栓安装有支撑杆2，且支撑杆2的顶端通过螺栓安装有纵梁3，纵梁3相邻一侧外壁的两端均通过螺栓安装有横梁4，且纵梁3与横梁4连接处的内部开设有传动腔7，纵梁3靠近传动腔7的一侧外壁上通过螺栓安装有伺服电机6，且横梁4的轴心处通过轴承活动连接有延伸至传动腔7内部的蜗杆5，纵梁3底部外壁的中心处开设有第一滑槽8，且第一滑槽8的轴心处通过轴承活动连接有延伸至传动腔7内部的螺杆12，螺杆12位于传动腔7内部的一端焊接有蜗轮11，且蜗轮11与蜗杆5之间相啮合，伺服电机6与蜗杆5之间呈传动连接，伺服电机6带动蜗杆5啮合蜗轮11进行转动，蜗轮11带动螺杆12转动时，螺杆12带动螺纹连接的第一滑块13沿第一滑槽8进行滑动。
38.进一步地，第一滑槽8的内部滑动连接有与螺杆12之间呈螺纹连接的第一滑块13，且第一滑块13的底部外壁上通过螺栓安装有行走架15。
39.进一步地，第一滑槽8相邻一侧内壁的中心处均开设有限位槽9，且限位槽9的轴心处焊接有导向杆10，限位槽9的内部滑动连接有套接在导向杆10外部的限位块14，且限位块14与第一滑块13之间呈固定连接，限位块14沿导向杆10在限位槽9的内部进行滑动，从而保证了第一滑块13带动行走架15移动时的稳定性和精确度。
40.进一步地，行走架15底部外壁的中心处开设有第二滑槽17，且第二滑槽17的轴心处通过轴承活动连接有丝杠19，行走架15一端的外壁上通过螺栓安装有步进电机16，且步进电机16与丝杠19之间呈传动连接。
41.进一步地，第二滑槽17的内部滑动连接有与丝杠19呈螺纹连接的第二滑块20，且第二滑块20的底部通过螺栓安装有安装盒22，步进电机16带动丝杠19转动，丝杠19带动螺纹连接的第二滑块20沿第二滑槽17进行滑动，而第二滑块20带动安装盒22进行移动。
42.进一步地，第二滑槽17相邻一侧内壁的中心处开设有定位槽18，且第二滑块20的两侧外壁上焊接有滑动连接在定位槽18内部的定位块21，定位块21滑动连接在定位槽18的内部，使安装盒22进行移动时可以更加稳定精确。
43.进一步地，安装盒22相邻内壁的两侧均通过螺栓安装有滑轨23，且滑轨23的外侧壁上滑动连接有滑套24，滑套24相邻的一侧外壁上通过螺栓安装有夹爪电缸26，且安装盒22顶部内壁的轴心处通过螺栓安装有电推缸25，电推缸25的输出端与夹爪电缸26的之间呈固定连接，电推缸25推动夹爪电缸26垂直向下移动，滑套24沿滑轨23滑动，从而提升了夹爪电缸26垂直移动时的稳定性。
44.进一步地，夹爪电缸26底部外壁的轴心处通过螺栓安装有摄像头27，且夹爪电缸26底部外壁中心处的两端均通过螺栓安装有支杆28。
45.进一步地，支杆28的底端开设有矩形槽29，且矩形槽29的内部插接有抵持杆32，抵持杆32位于矩形槽29内部的一端焊接有限位板30，且限位板30的顶部外壁上焊接有弹簧31，抵持杆32通过限位板30和弹簧31的作用滑动连接在矩形槽29的内部，抵持杆32在限位板30和弹簧31的作用滑动连接在矩形槽29的内部对夹爪电缸26起到很好的缓冲作用，进而提升了夹爪电缸26夹持无人机电池时的稳定性。
46.一种高精度无人机电池的定位测距方法，包括以下步骤：
47.s1.上位机根据无人机电池中心坐标数据x、y和z通过接线向伺服电机6、步进电机16和电推缸25发送驱动电信号；
48.s2.伺服电机6带动蜗杆5啮合蜗轮11进行转动，蜗轮11带动螺杆12转动时，螺杆12带动螺纹连接的第一滑块13沿第一滑槽8进行滑动，第一滑块13带动行走架15进行移动，在第一滑块13沿第一滑槽8滑动的过程中，限位块14沿导向杆10在限位槽9的内部进行滑动，从而保证了第一滑块13带动行走架15移动时的稳定性和精确度；
49.s3.步进电机16带动丝杠19转动，丝杠19带动螺纹连接的第二滑块20沿第二滑槽17进行滑动，而第二滑块20带动安装盒22进行移动，第二滑块20沿第二滑槽17滑动时，定位块21滑动连接在定位槽18的内部，使安装盒22进行移动时可以更加稳定精确；
50.s4.电推缸25推动夹爪电缸26垂直向下移动，滑套24沿滑轨23滑动，从而提升了夹爪电缸26垂直移动时的稳定性，夹爪电缸26垂直下移时，抵持杆32在限位板30和弹簧31的作用滑动连接在矩形槽29的内部对夹爪电缸26起到很好的缓冲作用，进而提升了夹爪电缸26夹持无人机电池时的稳定性。
51.本发明的工作原理为：该高精度无人机电池的定位测距装置使用时，上位机根据无人机电池中心坐标数据x、y和z通过接线向伺服电机6、步进电机16和电推缸25发送驱动电信号；伺服电机6带动蜗杆5啮合蜗轮11进行转动，蜗轮11带动螺杆12转动时，螺杆12带动螺纹连接的第一滑块13沿第一滑槽8进行滑动，第一滑块13带动行走架15进行移动，在第一滑块13沿第一滑槽8滑动的过程中，限位块14沿导向杆10在限位槽9的内部进行滑动，从而保证了第一滑块13带动行走架15移动时的稳定性和精确度；步进电机16带动丝杠19转动，丝杠19带动螺纹连接的第二滑块20沿第二滑槽17进行滑动，而第二滑块20带动安装盒22进行移动，第二滑块20沿第二滑槽17滑动时，定位块21滑动连接在定位槽18的内部，使安装盒22进行移动时可以更加稳定精确；电推缸25推动夹爪电缸26垂直向下移动，滑套24沿滑轨23滑动，从而提升了夹爪电缸26垂直移动时的稳定性，夹爪电缸26垂直下移时，抵持杆32在限位板30和弹簧31的作用滑动连接在矩形槽29的内部对夹爪电缸26起到很好的缓冲作用，进而提升了夹爪电缸26夹持无人机电池时的稳定性。
52.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。