一种移动式无人机停歇平台的制作方法

文档序号:15008752发布日期:2018-07-24 21:54阅读:213来源:国知局

本发明属于无人机领域,尤其涉及一种移动式无人机停歇平台。



背景技术:

以电池为动力的无人机具有轻巧、灵活、加速度高等优异的性能,但以电池为动力的无人机往往续航能力较燃油无人机要弱很多;然而现有的以电池为动力的无人机,一般采用的是将电池耗尽后停止飞行,因此需要一种能更换电池的移动停歇平台。



技术实现要素:

发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种可为无人机自动更换电池的移动式无人机停歇平台。

技术方案:为实现上述目的,本发明的一种移动式无人机停歇平台,包括移动平台车体、车轮动力电池、车轮电机、车轮、太阳能发电板单元和无人机本体;

四所述车轮动力电池成呈矩形阵列均布安装于所述平台车体底部,四所述车轮电机分别与四所述车轮驱动连接;四所述车轮动力电池分别与四车轮电机电性连接;四所述太阳能发电板单元水平安装于所述移动平台车体顶部,且四所述太阳能发电板单元呈矩形阵列分布,四所述太阳能发电板单元的电能输出端分别与四所述车轮动力电池供电连接;

所述移动平台车体顶部还水平设置有无人机停歇架,且所述无人机停歇架位于四所述太阳能板所围合的中心部位;所述无人机本体停歇安装于所述无人机停歇架上。

进一步的,所述移动平台车体底部水平设置有停歇架电机;还包括传动蜗杆、传动涡轮和停歇架传动中轴;所述停歇架电机与所述传动蜗杆驱动连接,所述传动蜗杆与所述传动涡轮驱动连接;

所述停歇架传动中轴竖向同步连接于所述无人机停歇架下侧,转动所述停歇架传动中轴可使无人机停歇架水平同步旋转;所述传动涡轮同轴心同步连接于所述停歇架传动中轴下端。

进一步的,所述无人机主体顶部设置防雨帽,所述无人机主体的各机翼臂包括上下平行设置的上臂和下臂,其中下臂的延伸末端长于所述上臂,所述上臂和下臂通过若干连接柱固定连接,其中无人机主体的螺旋机翼安装于所述下臂末端;所述上臂和下臂的板面镂空有若干结构孔。

进一步的,所述无人机本体下侧设置有电池安装座;

还包括电池壳和电池本体;所述电池本体卡设于所述电池壳的电池容纳槽中,其中所述电池本体的充电接头卡扣设置于所述电池壳内侧的充电接头放置槽中;

所述电池壳从一侧水平滑入安装于所述电池安装座中,所述电池本体的电池输出接头固定设置于所述电池壳的滑入端,其电池输出接头沿电池壳滑入方向对应插入所述电池安装座内侧的电源接口中;

所述电池壳的两侧部沿长度方向设置有滑条;所述电池安装座上设置有滑条导槽,两所述滑条分别滑动设置于所对应的所述滑条导槽中;所述电池壳的上侧设置有磁吸部件;所述电池安装座中设置有与电池壳相对应的第一永磁体,所述第一永磁体磁吸连接所述电池壳的上侧的磁吸部件。

进一步的,所述无人机本体底部的四个停歇支撑脚设置成圆柱形;所述无人机停歇架呈十字形交叉结构,所述无人机停歇架的四角上侧分别安装有四个三爪卡盘;所述无人机本体的四个所述停歇支撑脚分别同轴心对应在四个所述三爪卡盘中;各所述三爪卡盘可夹紧或松开对应的所述停歇支撑脚。

进一步的,所述无人机停歇架上还固定安装有弹射引导器;所述弹射引导器为沿长度方向贯通的箱形结构,所述弹射引导器内侧为电池引导通道;

所述电池引导通道与所述电池安装座的电池滑出端对接设置;从所述电池安装座中滑出的电池壳对应滑入所述电池引导通道中;所述电池引导通道两内侧壁上沿电池滑出方向延伸设置有滑条引导槽,电池壳上的两滑条分别与两所述滑条引导槽对应设置。

电池壳安装于所述电池安装座中状态下,所述电池壳靠近所述电池安装座的电池滑出端一侧设置有第二永磁体。

进一步的,所述移动平台车体上还包括无人机电池拆卸单元,所述无人机电池拆卸单元位于所述无人机本体前侧,所述无人机停歇架可带动电池安装座的电池滑出端旋转至朝向无人机电池拆卸单元;

所述无人机电池拆卸单元包括拆卸平台;所述拆卸平台上设置前后贯通的电磁放置槽,所述电池放置槽远离所述无人机本体的一端设置有气缸座,所述气缸座靠近所述无人机本体的一端设置有伸缩气缸,所述伸缩气缸沿所述电池放置槽前后贯通方向延伸,所述伸缩气缸末端设置有第一电磁铁,所述伸缩气缸可带动第一电磁铁伸出至无人机本体的电池安装座处,伸缩气缸还可带动第一电磁铁缩回至电池放置槽中;所述第一电磁铁通电状态下,第一电磁铁与所述电池安装座中电池壳上的第二永磁体相互磁吸。

进一步的,所述移动平台车体上还包括无人机电池安装单元;所述无人机电池安装单元位于所述无人机本体后侧;所述无人机停歇架可带动电池安装座的电池滑出端旋转至朝向无人机电池安装单元;

无人机电池安装单元包括电池弹射箱、第二电磁铁和第二电磁铁固定座;所述电池弹射箱为箱体结构;所述电池弹射箱的内腔底部设置有纵向弹簧,所述纵向弹簧的上端顶压若干堆叠设置的电池壳;

所述第二电磁铁通过第二电磁铁固定座固定安装于所述电池弹射箱外侧,且所述第二电磁铁位于所述电池弹射箱远离所述无人机本体的一侧;所述电池弹射箱靠近所述无人机本体的一侧上端开设有弹射开口,所述弹射开口与所述第二电磁铁对应设置;第二电磁铁通电状态下,第二电磁铁与电池弹射箱中最上层电池壳上的第二永磁体相互排斥,所述电池弹射箱中最上层电池壳可经弹射开口弹出至电池引导通道中。

有益效果:本发明的结构简单,在可旋转的无人机停歇架上设置三角卡盘,结构使无人机停歇状态下,保留一定容错率的前提下实现精确定位,而且停歇状态处于夹紧状态,定位牢固,同时采用电磁弹射的形式安装无人机动力电池,具有过程迅速的特点,实现快速主自动更换电池的效果。

附图说明

附图1为本发明整体正视图;

附图2为本发明整体俯视图;

附图3为本发明整体仰视图;

附图4为电池弹射箱处局部剖视图;

附图5为无人机电池拆卸状态第一示意图;

附图6为无人机电池拆卸状态第二示意图;

附图7为无人机本体的机翼臂结构示意图;

附图8为电池本体安装示意图;

附图9为无人机停歇架示意图;

附图10为无人机本体的电池安装座处的局部示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

本方案的结构介绍:

如附图1至10所示的一种移动式无人机停歇平台,包括移动平台车体18、车轮动力电池35、车轮电机38、车轮40、太阳能发电板单元23和无人机本体11;

四所述车轮动力电池35成呈矩形阵列均布安装于所述平台车体18底部,四所述车轮电机38分别与四所述车轮40驱动连接;四所述车轮动力电池35分别与四车轮电机38电性连接;四所述太阳能发电板单元23水平安装于所述移动平台车体18顶部,且四所述太阳能发电板单元23呈矩形阵列分布,四所述太阳能发电板单元23的电能输出端分别与四所述车轮动力电池35供电连接;

所述移动平台车体18顶部还水平设置有无人机停歇架28,且所述无人机停歇架28位于四所述太阳能板23所围合的中心部位;所述无人机本体11停歇安装于所述无人机停歇架28上。

所述移动平台车体18底部水平设置有停歇架电机31;还包括传动蜗杆36、传动涡轮41和停歇架传动中轴41.1;所述停歇架电机31与所述传动蜗杆36驱动连接,所述传动蜗杆36与所述传动涡轮41驱动连接;

所述停歇架传动中轴41.1竖向同步连接于所述无人机停歇架28下侧,转动所述停歇架传动中轴41.1可使无人机停歇架28水平同步旋转;所述传动涡轮41同轴心同步连接于所述停歇架传动中轴41.1下端。

所述无人机主体11顶部设置防雨帽11.1,所述无人机主体11的各机翼臂包括上下平行设置的上臂7和下臂7.1,其中下臂7.1的延伸末端长于所述上臂7,所述上臂7和下臂7.1通过若干连接柱9固定连接,其中无人机主体11的螺旋机翼7.2安装于所述下臂7.1末端;所述上臂7和下臂7.1的板面镂空有若干结构孔8,进而降低其无人机重量。

所述无人机本体11下侧设置有电池安装座22;

还包括电池壳3和电池本体4;所述电池本体4卡设于所述电池壳3的电池容纳槽中,其中所述电池本体4的充电接头6卡扣设置于所述电池壳3内侧的充电接头放置槽5中;待需要对其充电时,可取出充电接头6进行充电;

所述电池壳3从一侧水平滑入安装于所述电池安装座22中,所述电池本体4的电池输出接头1固定设置于所述电池壳3的滑入端3.1,其电池输出接头1沿电池壳滑入方向对应插入所述电池安装座22内侧的电源接口12中;

所述电池壳3的两侧部沿长度方向设置有滑条2;所述电池安装座22上设置有滑条导槽43,两所述滑条2分别滑动设置于所对应的所述滑条导槽43中;所述电池壳3的上侧设置有磁吸部件;所述电池安装座22中设置有与电池壳3相对应的第一永磁体19,所述第一永磁体19磁吸连接所述电池壳3的上侧的磁吸部件。

所述无人机本体11底部的四个停歇支撑脚10设置成圆柱形;所述无人机停歇架28呈十字形交叉结构,所述无人机停歇架28的四角上侧分别安装有四个三爪卡盘14;所述无人机本体11的四个所述停歇支撑脚10分别同轴心对应在四个所述三爪卡盘14中;各所述三爪卡盘14可夹紧或松开对应的所述停歇支撑脚10。

所述无人机停歇架28上还固定安装有弹射引导器25;所述弹射引导器25为沿长度方向贯通的箱形结构,所述弹射引导器25内侧为电池引导通道32;

所述电池引导通道32与所述电池安装座22的电池滑出端22.1对接设置;从所述电池安装座22中滑出的电池壳3对应滑入所述电池引导通道32中;所述电池引导通道32两内侧壁上沿电池滑出方向延伸设置有滑条引导槽33,电池壳3上的两滑条2分别与两所述滑条引导槽33对应设置。

电池壳3安装于所述电池安装座22中状态下,所述电池壳3靠近所述电池安装座22的电池滑出端22.1一侧设置有第二永磁体3.1。

所述移动平台车体18上还包括无人机电池拆卸单元,所述无人机电池拆卸单元位于所述无人机本体11前侧,所述无人机停歇架28可带动电池安装座22的电池滑出端22.1旋转至朝向无人机电池拆卸单元;

所述无人机电池拆卸单元包括拆卸平台30.1;所述拆卸平台30.1上设置前后贯通的电磁放置槽30,所述电池放置槽30远离所述无人机本体11的一端设置有气缸座16,所述气缸座16靠近所述无人机本体11的一端设置有伸缩气缸15,所述伸缩气缸15沿所述电池放置槽30前后贯通方向延伸,所述伸缩气缸15末端设置有第一电磁铁29,所述伸缩气缸15可带动第一电磁铁29伸出至无人机本体11的电池安装座22处,伸缩气缸15还可带动第一电磁铁29缩回至电池放置槽30中;所述第一电磁铁29通电状态下,第一电磁铁29与所述电池安装座22中电池壳3上的第二永磁体3.1相互磁吸。

所述移动平台车体18上还包括无人机电池安装单元;所述无人机电池安装单元位于所述无人机本体11后侧;所述无人机停歇架28可带动电池安装座22的电池滑出端22.1旋转至朝向无人机电池安装单元;

无人机电池安装单元包括电池弹射箱27、第二电磁铁26和第二电磁铁固定座45;所述电池弹射箱27为箱体结构;所述电池弹射箱27的内腔底部设置有纵向弹簧46,所述纵向弹簧46的上端顶压若干堆叠设置的电池壳3;

所述第二电磁铁26通过第二电磁铁固定座45固定安装于所述电池弹射箱27外侧,且所述第二电磁铁26位于所述电池弹射箱27远离所述无人机本体11的一侧;所述电池弹射箱27靠近所述无人机本体11的一侧上端开设有弹射开口3.2,所述弹射开口3.2与所述第二电磁铁26对应设置;第二电磁铁26通电状态下,第二电磁铁26与电池弹射箱27中最上层电池壳3上的第二永磁体3.1相互排斥,所述电池弹射箱27中最上层电池壳3可经弹射开口3.2弹出至电池引导通道32中。

本方案的方法、过程、原理以及技术进步整理如下:

无人机飞行状态时,为了保证其无人机本体11“返航”停落地点的容错率,各三爪卡盘14的卡盘电机17驱动活动卡爪沿径向运动至最大张开状态,在无人机本体11正常飞行过程中,所携带电池壳3的电量即将耗尽时,这时控制器控制无人机本体11返航,飞行的无人机本体11逐渐飞向中移动平台车体18正上方,此时控制飞行的无人机本体11缓慢垂直降落,直至无人机本体11的四个停歇支撑脚10伸入对应的四个张开状态的三爪卡盘14中,此时无人机本体已经完成降落,此时启动其中一个三爪卡盘14的卡盘电机17,使其单个三爪卡盘14的三个活动卡爪沿径向向内做夹紧动作,待完全夹紧停歇支撑脚10之前暂停继续夹紧,此时驱动第二个三爪卡盘14的卡盘电机17,使其第二个三爪卡盘14的三个活动卡爪沿径向向内做夹紧动作,待完全夹紧停歇支撑脚10之前暂停继续夹紧;此时无人机本体11基本完成定位,此时按照此方法继续依次将第三个、第四个三爪卡盘14的卡盘电机17并做夹紧动作;然后同时驱动四个三爪卡盘14的卡盘电机17使其分别完全夹紧四个停歇支撑脚10,此时无人机本体11已经完全定位于无人机停歇架28上;

此时驱动装置驱动无人机停歇架28水平旋转,使电池安装座22的电池滑出端22.1旋转至朝向拆卸平台30.1,此时驱动伸缩气缸15带动第一电磁铁29伸出至无人机本体11的电池安装座22的电池滑出端22.1处,然后给第一电磁铁29通电,此时第一电磁铁29于电池安装座22中电池壳3上的第二永磁体3.1相互吸引;然后驱动伸缩气缸15带动第一电磁铁29逐渐做缩回动作,此时电池安装座22中的电池壳3由于受到磁吸拉力,电池输出接头1开始脱离电池安装座22内侧的电源接口12,并且电池壳3随第一电磁铁29一同缩回运动至电池放置槽30中,此时无人机本体11已经完成电池拆卸过程;

进一步的,驱动装置驱动无人机停歇架28水平旋转,使电池安装座22的电池滑出端22.1旋转至朝向电池弹射箱27的弹射开口3.2;此时瞬间将第二电磁铁26通电,进而第二电池铁26与电池弹射箱27中最上层电池壳3上的第二永磁体3.1瞬间产生强烈排斥力,进而电池弹射箱27中最上层电池壳3在排斥力作用下被迅速从弹射开口3.2弹射出去,弹射过程一旦出现立即将第二电磁铁26断电,电池弹射箱27中的原第二层电池壳3在弹簧46作用下向上运动至与第二电磁铁26相平,准备再次被弹射,被弹射出去的电池壳3在电池引导通道32的引导作用下滑向电池安装座22,从电池引导通道32滑出的电池壳3从电池安装座22的电池滑出端22.1滑入至电池安装座22中,并在惯性作用下电池壳3的电池输出接头1对应插入电池安装座22上电源接口12中,此时第一永磁体19自动磁吸连接所述电池壳3的上侧的磁吸部件,本实施例中该磁吸部件的磁吸力远小于第二电池铁26与第二永磁体3.1之间的排斥力,进一步防止电池壳3飞行过程中自动滑出,实现了电池的安装过程;然后同时驱动四个三爪卡盘14的卡盘电机17使其完全松开四个停歇支撑脚10,最后驱动无人机本体垂直起飞。

备注,本实施中的电磁铁和永磁体之间的磁吸和排斥利用了异性磁极相互吸引,同性磁极相互排斥的原理。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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