一种无人机电池更换设备的制作方法

本实用新型涉及无人机领域，具体为一种无人机电池更换设备。

背景技术：

无人驾驶飞机简称“无人机”，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。小型无人机以电池为动力，其具有轻巧、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弱；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，并再更换电池之后继续飞行。

中国专利申请号为cn201820213114.8的实用新型专利公开了一种无人机更换电池装置，包括中继站本体、无人机单元、无人机电池拆卸单元和无人机电池安装单元；无人机单元停歇安装于中继站本体顶部；中继站本体上还设置有无人机电池拆卸单元和无人机电池安装单元，无人机电池拆卸单元和无人机电池安装单元分别位于停歇状态的无人机单元前后侧，中继站本体顶部水平设置有无人机停歇架，驱动装置可驱动停歇架水平旋转；该实用新型的结构简单，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。

但是，该实用新型更换电池之后，电池不能与无人机很好的固定，在无人机飞行过程中易出现松动，影响飞行效果。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提供了一种无人机电池更换设备，其通过驱动组件推送电池向装夹工位移动，销钉在导向组件的作用下移动，夹持旧电池的挡板松开旧电池，新电池将挡板撑开并将旧电池推出夹持工位，新电池进入夹持工位之后，销钉归位，挡板被固定，进而固定新电池，解决了现有技术中装夹的电池与无人机固定易出现松动导致无人机飞行效果下降的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种无人机电池更换设备，包括：

停机坪；

无人机，所述无人机停歇在所述停机坪上；

电池更换装置，所述电池更换装置包括电池装夹组件、及限位组件，所述电池装夹组件安装在所述无人机的底部，该电池装夹组件可与电池进行卡接；所述限位组件安装在所述电池装夹组件内，该限位组件控制所述电池装夹组件的合拢和张开；

电池存放装置，所述电池存放装置包括新电池存放组件、旧电池收集组件、电池引导组件及驱动组件，所述新电池存放组件、旧电池收集组件及所述电池引导组件均固定在所述停机坪上，且所述新电池存放组件与所述旧电池收集组件分别位于所述电池装夹组件左右两侧，所述电池引导组件正对所述电池装夹组件，且其连接所述新电池存放组件与旧电池收集组件；所述驱动组件相对于所述电池装夹组件安装在所述新电池存放组件的另一侧；

在工作过程中，所述驱动组件驱动新电池从所述新电池存放组件移出并沿着所述电池引导组件朝向所述电池装夹组件移动，之后所述限位组件控制所述电池装夹组件张开，新电池向所述电池装夹组件内移动将旧电池推出，旧电池移动至所述旧电池收集组件内，之后新电池与所述电池装夹组件卡接。

作为改进，所述停机坪上开设有与所述无人机的起落架适配的凹槽。

作为改进，所述电池装夹组件包括安装板、滑动座、挡板、连接板、弹簧a及导向板，所述安装板固定安装在所述无人机的底部；所述滑动座滑动安装在所述安装板的底部，一对所述滑动座对称设置于电池移动路径两侧，其滑动方向垂直电池移动方向；所述挡板沿电池移动方向垂直固定在所述滑动座的底部外侧；所述连接板沿电池移动方向垂直固定在所述滑动座底部内侧，一对该连接板沿所述滑动座长度方向阵列；所述弹簧a连接前后两块所述连接板；一对所述导向板固定在所述挡板长度方向两端，并且前后两块所述导向板形成喇叭口。

作为改进，所述限位组件包括固定板、限位板、销钉、限位片、限位环、弹簧b及导向组件，所述固定板与所述安装板固定连接，该固定板与前后两块所述挡板形成装夹工位，所述固定板底面凸设一导向条，所述导向条沿所述固定板长度方向延伸，并且位于所述固定板宽度方向中间位置，该固定板靠近所述新电池存放组件一侧的宽度方向中间位置还开设第一导向孔；所述限位板固定在所述滑动座的内侧，所述限位板上开设有第二导向孔，并且前后两块所述限位板可上下重叠，所述第二导向孔及所述第一导向孔可同轴设置；所述销钉自下而上依次穿过所述第一导向孔及重叠的所述第二导向孔；所述限位片安装在所述销钉的底部；所述限位环环绕所述销钉设置，且其位于所述限位板及所述固定板之间，所述弹簧b设置与所述限位环及所述固定板之间，且其套设在所述销钉上；所述导向组件设置在电池顶部，其包括左右设置并且过渡连接的过渡段及配合段，所述过渡段自左向右倾斜向下延伸，所述配合段水平向右延伸，且所述过渡段及所述配合段上均开设有导向槽。

作为改进，所述导向槽包括定位槽及配合槽，所述定位槽位于所述配合槽的上方，所述销钉及所述导向条可卡入所述定位槽内，所述限位片可卡入所述配合槽内。

作为改进，所述限位组件还包括定位孔及定位柱，两个所述定位孔开设在所述挡板上，且两个所述定位孔不处于同一高度，所述定位柱与所述定位孔一一对应配合，且其垂直固定在电池侧面。

作为改进，所述新电池存放组件包括箱体a、支撑板a及弹簧c，所述箱体a固定在所述停机坪上，且其顶部开设正对装夹工位的通孔；所述支撑板a水平安装在所述箱体a内，且所述支撑板a可在竖直方向进行滑动；所述弹簧c安装在所述支撑板a及所述箱体a之间。

作为改进，所述电池引导组件包括底座及电池通道，所述底座固定在所述停机坪上，所述底座与所述箱体a连接，且其上表面与所述挡板的下表面平齐，所述电池通道安装在所述底座上方，且其与所述通孔连通。

作为改进，所述旧电池收集组件包括箱体b、支撑板b及弹簧d，所述箱体b固定在所述停机坪上，其相对于所述箱体a设置于所述底座的另一端，且其顶部开设正对装夹工位的进料孔；所述支撑板b水平安装在所述箱体b内，且所述支撑板b可在竖直方向进行滑动；所述弹簧d安装在所述支撑板b及所述箱体b之间。

作为改进，所述驱动组件包括安装座、气缸及滑块，所述安装座相对于所述底座设置于所述箱体a的另一侧；所述气缸安装在所述安装座的顶部；所述滑块滑动设置于所述通孔内，其余所述气缸的动力输出端连接。

本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型对电池的固定牢固，新电池完全进入装夹工位之后，定位柱卡入定位孔内，同时销钉将挡板固定保证了电池在无人机飞行过程中不会出现松动，保证了无人机的工作效果提高了设备使用的稳定性；

(2)本实用新型中，无人机降落在停机坪上之后，驱动组件推送新电池将旧电池顶出装夹工位，旧电池直接进入收集组件中，无人机电池更换效率高，实现快速自动更换电池。

综上所述，本实用新型具有结构简单、操作容易、电池更换效率高及电池固定牢靠等优点，尤其适用于无人机行业。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的剖视结构图；

图3为电池装夹组件结构示意图；

图4为图3中a处放大图；

图5为限位组件运动示意图图一；

图6为限位组件运动示意图图二；

图7为图5中b处放大图；

图8为挡板运动示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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设备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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例：

如图1和图2所示，本实用新型提供了一种无人机电池更换设备，包括：

停机坪1；

无人机2，所述无人机2停歇在所述停机坪1上；

电池更换装置3，所述电池更换装置3包括电池装夹组件31、及限位组件32，所述电池装夹组件31安装在所述无人机2的底部，该电池装夹组件31可与电池进行卡接；所述限位组件32安装在所述电池装夹组件31内，该限位组件32控制所述电池装夹组件31的合拢和张开；

电池存放装置4，所述电池存放装置4包括新电池存放组件41、旧电池收集组件42、电池引导组件43及驱动组件44，所述新电池存放组件41、旧电池收集组件42及所述电池引导组件43均固定在所述停机坪1上，且所述新电池存放组件41与所述旧电池收集组件42分别位于所述电池装夹组件31左右两侧，所述电池引导组件43正对所述电池装夹组件31，且其连接所述新电池存放组件41与旧电池收集组件42；所述驱动组件44相对于所述电池装夹组件31安装在所述新电池存放组件41的另一侧；

在工作过程中，所述驱动组件44驱动新电池从所述新电池存放组件41移出并沿着所述电池引导组件43朝向所述电池装夹组件31移动，之后所述限位组件32控制所述电池装夹组件31张开，新电池向所述电池装夹组件31内移动将旧电池推出，旧电池移动至所述旧电池收集组件42内，之后新电池与所述电池装夹组件31卡接。

进一步的，所述停机坪1上开设有与所述无人机2的起落架适配的凹槽11。

需要说明的是，所述无人机2需要更换电池时，其停在所述停机坪1上，起落架卡入所述凹槽11内时即可进行电池更换。

如图3所示，作为一种优选的实施方式，所述电池装夹组件31包括安装板311、滑动座312、挡板313、连接板314、弹簧a315及导向板316，所述安装板311固定安装在所述无人机2的底部；所述滑动座312滑动安装在所述安装板311的底部，一对所述滑动座312对称设置于电池移动路径两侧，其滑动方向垂直电池移动方向；所述挡板313沿电池移动方向垂直固定在所述滑动座312的底部外侧；所述连接板314沿电池移动方向垂直固定在所述滑动座312底部内侧，一对该连接板314沿所述滑动座312长度方向阵列；所述弹簧a315连接前后两块所述连接板314；一对所述导向板316固定在所述挡板313长度方向两端，并且前后两块所述导向板316形成喇叭口。

需要说明的是，所述无人机2所使用的电池为模块化电池5，即若干小电池集成安装在一个安装盒内，安装盒侧边上有与外部用电设备插接配合的插孔51。

更需要说明的是，所述挡板313上安装有与所述插孔51插接配合的插头52。

如图3和图4所示，作为一种优选的实施方式，所述限位组件32包括固定板321、限位板322、销钉323、限位杆324、限位环325、弹簧b326及导向组件327，所述固定板321与所述安装板311固定连接，该固定板321与前后两块所述挡板313形成装夹工位，所述固定板321底面凸设一导向条3211，所述导向条3211沿所述固定板321长度方向延伸，并且位于所述固定板321宽度方向中间位置，该固定板321靠近所述新电池存放组件41一侧的宽度方向中间位置还开设第一导向孔3212；所述限位板322固定在所述滑动座312的内侧，所述限位板322上开设有第二导向孔3221，并且前后两块所述限位板322可上下重叠，所述第二导向孔3221及所述第一导向孔3212可同轴设置；所述销钉323自下而上依次穿过所述第一导向孔3212及重叠的所述第二导向孔3221；所述限位杆324安装在所述销钉323的底部；所述限位环325环绕所述销钉323设置，且其位于所述限位板322及所述固定板321之间，所述弹簧b326设置与所述限位环325及所述固定板321之间，且其套设在所述销钉323上；所述导向组件327设置在电池顶部，其包括左右设置并且过渡连接的过渡段3271及配合段3272，所述过渡段3271自左向右倾斜向下延伸，所述配合段3272水平向右延伸，且所述过渡段3271及所述配合段3272上均开设有导向槽3273。

进一步的，如图6和图7所示，所述导向槽3273包括定位槽3274及配合槽3275，所述定位槽3274位于所述配合槽3275的上方，所述销钉323及所述导向条3211可卡入所述定位槽3274内，所述限位杆324可卡入所述配合槽3275内。

进一步的，所述限位组件32还包括定位孔328及定位柱329，两个所述定位孔328开设在所述挡板313上，且两个所述定位孔328不处于同一高度，所述定位柱329与所述定位孔328一一对应配合，且其垂直固定在电池侧面。

需要说明的时，所述所述导向条3211卡入所述定位槽3274内保证了电池在移动的是不会偏移，保证了电池更换的效率同时保证了所述插孔51与插头52插接的稳定性。

更需要说明的是，如图5至图8所示，随着所述模块化电池5向装夹工位内移动，所述限位杆324在所述过渡段3271移动时，所述弹簧b326收缩，所述销钉323下移并且开始移出所述第二导向孔3221，之后所述限位杆324进入所述配合段3272时，所述销钉323完全移除所述第二导向孔3221，所述挡板313处于可移动状态，此时，新电池上的所述定位柱329与所述挡板313抵触配合并将所述挡板313向外侧推动，所述弹簧a315处于拉伸状态，旧电池上的所述定位柱329与所述定位孔328分离，所述插孔51与所述插头52分离，新电池将旧电池向外推动，直到新电池上的所述定位柱329与所述定位孔328对齐，所述弹簧a315收缩带动所述挡板313将新电池加紧，所述插孔51与所述插头52插接配合，所述第二导向孔3221恢复重叠状态，与此同时，所述限位杆324移除所述配合段3272，所述弹簧b326伸长驱动所述销钉323复位插入所述第二导向孔3221内，以此实现所述挡板313的固定。

如图2所示，作为一种优选的实施方式，所述新电池存放组件41包括箱体a411、支撑板a412及弹簧c413，所述箱体a411固定在所述停机坪1上，且其顶部开设正对装夹工位的通孔4111；所述支撑板a412水平安装在所述箱体a411内，且所述支撑板a412可在竖直方向进行滑动；所述弹簧c413安装在所述支撑板a412及所述箱体a411之间。

需要说明的是，未使用过的所述模块化电池5在所述支撑板a412上方堆叠，且所述模块化电池5的尺寸大小与所述通孔4111的大小一致。

更需要说明的是，所述弹簧c413始终处于伸张状态，使得所述支撑板a412始终将所述模块化电池5顶至与所述箱体a411的顶面抵触。

如图2所述，作为一种优选的实施方式，所述电池引导组件43包括底座431及电池通道432，所述底座431固定在所述停机坪1上，所述底座431与所述箱体a411连接，且其上表面与所述挡板313的下表面平齐，所述电池通道432安装在所述底座431上方，且其与所述通孔4111连通。

需要说明的是，所述底座431的上表面与所述挡板313的下表面平齐保证了更换电池时，所述挡板313向外移动松开所述模块化电池5之后，所述模块化电池5不会掉落。

如图2所示，作为一种优选的实施方式，所述旧电池收集组件42包括箱体b421、支撑板b422及弹簧d423，所述箱体b421固定在所述停机坪1上，其相对于所述箱体a411设置于所述底座431的另一端，且其顶部开设正对装夹工位的进料孔4211；所述支撑板b422水平安装在所述箱体b421内，且所述支撑板b422可在竖直方向进行滑动；所述弹簧d423安装在所述支撑板b422及所述箱体b421之间。

需要说明的是，所述模块化电池5自所述进料孔4211进入所述箱体b422内，且所述模块化电池5在所述支撑板b422上叠加，每当进入一个所述模块化电池5之后，所述弹簧d423被压缩，所述支撑板b422下降一个所述模块化电池5厚度的高度。

进一步的，所述驱动组件44包括安装座441、气缸442及滑块443，所述安装座441相对于所述底座431设置于所述箱体a411的另一侧；所述气缸442安装在所述安装座441的顶部；所述滑块443滑动设置于所述通孔4111内，其余所述气缸442的动力输出端连接。

需要说明的是，所述滑块443将所述模块化电池5从所述箱体a411内推出，且所述滑块443在推出所述模块化电池5及其之后的复位过程中，所述滑块443始终填充所述通孔4111，防止支撑板a412将所述模块化电池5顶起影响所述滑块443复位。

工作过程：

本实用新型中，所述无人机2停歇在所述停机坪1上，起落架卡入所述凹槽11内，所述气缸442推动所述滑块44通过所述通孔4111将所述模块化电池5推出所述箱体a411，所述模块化电池5通过所述电池通道432向装夹工位移动，之后，所述导向条3211卡入所述定位槽3274内，所述限位杆324卡入所述过渡段3271的所述配合槽3275内，所述销钉323开始移出所述第二导向孔3221，所述弹簧b326收缩，当所述限位杆324移动到所述配合段3272时，所述销钉323完全移出重叠的第二导向孔3221，所述滑动座312与所述挡板313处于自由状态，所述模块化电池5继续前移所述定位柱329与所述挡板313抵触配合，所述挡板313向外侧移动，旧电池的所述定位柱329与所述定位孔328脱离，所述插孔51与所述插头52脱离配合，同时所述弹簧a315被拉伸，之后，新的所述模块化电池5将旧的所述模块化电池顶出装夹工位，接下来，新的所述模块化电池5上的所述定位柱329与所述定位孔328对其，所述弹簧a315收缩，使所述定位孔328与所述定位柱329配合，所述插孔51与所述插头52插接配合，同时所述限位杆324与所述配合段3272脱离配合，所述第二导向孔3221移动至重叠，所述弹簧b326伸长并驱动所述销钉323复位插入所述第二导向孔3221内，同时，旧的所述模块化电池5正好通过所述进料孔4211进入所述箱体b421内储存，所述无人机2可再次起飞。