无人机氢气瓶更换机构及无人机氢气瓶快速换气结构的制作方法

1.本发明涉及氢能领域，特别涉及无人机氢气瓶更换机构及无人机氢气瓶快速换气结构。


背景技术：

2.燃料电池为新型化学电池的一类，目前主流为使用氢气作为燃料与氧气结合产生电能。燃料电池具有能量密度高、环保等的优点，其应用范围十分广泛。目前出现了以燃料电池作为能源的旋翼无人机，无人机在装置燃料电池时需要对应地在基体的下方安置氢气瓶以在运行的过程中补给氢气。在更换氢气瓶时，目前通常采用手动或需要以通过示教设定的多轴机器人执行换气动作，其存在效率较低、程序复杂等问题，可见目前的无人机更换氢气瓶的相关技术仍然存在较大的改进空间。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
4.本发明提供无人机氢气瓶更换机构，包括：
5.底座；
6.定位组件，所述定位组件将无人机定位在底座上；
7.送瓶组件，所述送瓶组件用于将无人机上的松开的气瓶接收并向下转送；
8.移位组件，所述移位组件用于接收送瓶组件转送的气瓶并将新的气瓶移送至送瓶组件。
9.本发明的有益效果：该无人机氢气瓶更换机构通过配置定位组件、送瓶组件和移位组件，定位组件实现无人机的定位从而精确地定位无人机的气瓶，然后通过送瓶组件和移位组件的动作配合高效便捷地实现无人机氢气瓶的更换。
10.作为上述技术方案的一些子方案，所述定位组件包括设在底座上方的降落板，所述降落板上设有用于定位所述无人机的第一脚槽和第二脚槽，所述降落板的中部还设有气瓶通孔。
11.作为上述技术方案的一些子方案，所述送瓶组件包括第一摆臂、第二摆臂、第一夹送轮、第二夹送轮、夹持驱动器，所述第一摆臂和所述第二摆臂分别位于所述气瓶通孔的两侧，所述第一摆臂和第二摆臂均与所述降落板转动连接，所述第一夹送轮转动连接在所述第一摆臂上，所述第二夹送轮转动连接在所述第二摆臂上，所述第一夹送轮与所述第二夹送轮之间形成用于夹持并上下运送气瓶的夹送槽，所述夹持驱动器用于驱动第一摆臂和第二摆臂相向或相背摆动。
12.作为上述技术方案的一些子方案，所述第一摆臂上还设有前挡板和后挡板，所述前挡板和后挡板之间形成用于定位的定位槽。
13.作为上述技术方案的一些子方案，所述夹持驱动器为双杆气缸，所述夹持驱动器包括第一驱动杆和第二驱动杆，所述第一驱动杆、第二驱动杆分别与所述第一摆臂和第二
摆臂铰接。
14.作为上述技术方案的一些子方案，所述移位组件包括旋转驱动器和瓶座，所述旋转驱动器位于所述降落板的下方，所述旋转驱动器设在所述底座上，所述旋转驱动器驱动连接所述瓶座带动所述瓶座倒下或立起，所述瓶座上形成有用于定位气瓶的瓶槽。
15.作为上述技术方案的一些子方案，所述瓶槽的槽底还设有直线驱动器和推板，所述直线驱动器与所述推板驱动连接，用于将瓶体推出瓶槽。
16.作为上述技术方案的一些子方案，所述直线驱动器为气缸。
17.本发明还提供无人机氢气瓶快速换气结构，包括：
18.上述任一技术方案的无人机氢气瓶更换机构；
19.旋翼无人机，所述旋翼无人机的下部设有燃料电池，所述燃料电池的下侧设有气瓶插口，所述气瓶插口处设有电磁阀，所述电磁阀用于锁定或松开气瓶。
20.本发明的无人机氢气瓶更换机构包括了上述任一技术方案的无人机氢气瓶更换机构，因此其也具有相应的有益效果。
21.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
22.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
23.图1为无人机氢气瓶更换机构的实施例的结构示意图；
24.图2为无人机氢气瓶更换机构的气瓶被送瓶组件送至旋翼无人机时的结构示意图；
25.图3为送瓶组件第一摆臂和第二摆臂动作的结构示意图。
26.附图中：1-底座；20-旋翼无人机；30-气瓶；
27.200-定位组件；210-降落板；211-第一脚槽；212-第二脚槽；213-气瓶通孔；
28.300-送瓶组件；310-第一摆臂；311-前挡板；320-第二摆臂；330-第一夹送轮；340-第二夹送轮；350-夹持驱动器；
29.400-移位组件；410-旋转驱动器；420-瓶座；421-瓶槽；430-直线驱动器；440-推板。
具体实施方式
30.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
31.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。
32.在本发明的描述中，若干的含义是不定量，多个的含义是两个以上，大于、小于、超
过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。全文中出现的和/或，表示三个并列方案，例如，a和/或b表示a满足的方案、b满足的方案或者a和b同时满足的方案。
33.本发明的描述中，如有含有多个并列特征的短句，其中的定语所限定的是最接近的一个特征，例如：设置在a上的b、c、与d连接的e，所表示的是b设置在a上，e与d连接，对c并不构成限定；但对于表示特征之间关系的定语，如“间隔设置”、“环形排布”等，不属于此类。定语前带有“均”字的，则表示是对该短句中所有特征的限定，如均设置在a上的b、c、d，则表示b、c和d均设置在a上。省略了主语的语句，所省略的主语为前一语句的主语，即a上设有b，包括c，表示a上设有b，a包括c。
34.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
35.下面结合图1至图3对本发明的实施例作出说明。
36.本实施例涉及本实施例提供无人机氢气瓶快速换气结构，主要用于对旋翼无人机20的气瓶30进行卸载。
37.无人机氢气瓶快速换气结构包括：无人机氢气瓶更换机构和旋翼无人机20，所述旋翼无人机20的下部设有燃料电池，所述燃料电池的下侧设有气瓶插口，所述气瓶插口处设有电磁阀，所述电磁阀用于锁定或松开气瓶。
38.其中，参照图1，无人机氢气瓶更换机构包括：底座1、送瓶组件300和移位组件；
39.所述定位组件200将无人机定位在底座1上；
40.所述送瓶组件300用于将无人机上的松开的气瓶接收并向下转送；
41.所述移位组件用于接收送瓶组件300转送的气瓶并将新的气瓶移送至送瓶组件300。
42.该无人机氢气瓶更换机构通过配置定位组件200、送瓶组件300和移位组件，定位组件200实现无人机的定位从而精确地定位无人机的气瓶，然后通过送瓶组件300和移位组件的动作配合高效便捷地实现无人机氢气瓶的更换。
43.具体的，所述定位组件200包括设在底座1上方的降落板210，所述降落板210上设有用于定位所述无人机的第一脚槽211和第二脚槽212，所述降落板210的中部还设有气瓶通孔213。旋翼式无人机将降落时在降落面地形复杂的情况下容易因反冲气流紊乱而导致降落不稳，为此本方案中的定位组件200配备了降落板210，降落板210为旋翼式无人机提供了一个平整且较为宽广的降落面，避免因降落面上载物过多而造成降落不稳的问题。降落板210上设置的第一脚槽211和第二脚槽212则为无人机的气瓶向下伸入气瓶通孔213而提供了避让空间，第一脚槽211、第二脚槽212和气瓶通孔213三者共同实现了定位气瓶和无人机的作用。
44.所述送瓶组件300包括第一摆臂310、第二摆臂320、第一夹送轮330、第二夹送轮340、夹持驱动器350，所述第一摆臂310和所述第二摆臂320分别位于所述气瓶通孔213的两侧，所述第一摆臂310和第二摆臂320均与所述降落板210转动连接，所述第一夹送轮330转动连接在所述第一摆臂310上，所述第二夹送轮340转动连接在所述第二摆臂320上，所述第
一夹送轮330与所述第二夹送轮340之间形成用于夹持并上下运送气瓶的夹送槽，所述夹持驱动器350用于驱动第一摆臂310和第二摆臂320相向或相背摆动。该送瓶组件300用于将气瓶夹持在夹送槽内，然后通过第一夹送轮330和第二夹送轮340的转动而带动气瓶上下移动，从而将气瓶从无人机上取出或将新的气瓶输送至无人机上。具体的，送瓶组件300对气瓶进行输送时，夹持驱动器350启动带动第一摆臂310和第二摆臂320进行转动而缩小夹送槽从而使得第一夹送轮330和第二夹送轮340与气瓶抵接，使第一夹送轮330和第二夹送轮340在转动时能够带动气瓶进行升降。而在需要放开气瓶时，夹持驱动器350则反向启动而使气瓶松开。本实施例中，气瓶安装在旋翼无人机20上并且旋翼无人机20在降落板210上停下之后，旋翼无人机20的机脚分别落在第一脚槽211和第二脚槽212内的情况下，机脚在第一脚槽211和第二脚槽212内还能够进行移动，气瓶伸入气瓶通孔213之间留有间隙，以保证在夹持驱动器350带动第一摆臂310和第二摆臂320夹持气瓶进行定位时无人机与降落板210之间不会发生干涉。以此，本实施例的送瓶组件300动作时通过第一摆臂310和第二摆臂320向内夹持还能够对气瓶以及无人机整体起到定位的作用，从而降低了旋翼无人机20降落时的精度需求，降低操作与控制难度。本实施例的送瓶组件300同时起到了定位旋翼无人机20和气瓶，以及快速取放气瓶的作用，以精简的结构高效地实现了多种功能，很大程度地提高了更换气瓶的效率。
45.进一步的，所述第一摆臂310上还设有前挡板311和后挡板，所述前挡板311和后挡板之间形成用于定位的定位槽。第一摆臂310上设置前挡板311和后挡板还能够在前后方向上限制气瓶的位置，从而在运送气瓶时更为稳定，更好地保证气瓶运送稳定。通过配置前挡板311和后挡板，能够实现气瓶在前后方向上的定位，进一步提高气瓶的定位精度。
46.进一步的，所述夹持驱动器350为双杆气缸，所述夹持驱动器350包括第一驱动杆和第二驱动杆，所述第一驱动杆、第二驱动杆分别与所述第一摆臂310和第二摆臂320铰接。夹持驱动器350采用双杆气缸，动作时即可便捷地通过第一驱动杆和第二驱动杆分别带动第一摆臂310和第二摆臂320进行摆动。夹持驱动器350配置了双杆气缸具有材料易得、成本较低的优点。
47.进一步的，所述移位组件包括旋转驱动器410和瓶座420，所述旋转驱动器410位于所述降落板210的下方，所述旋转驱动器410设在所述底座1上，所述旋转驱动器410驱动连接所述瓶座420带动所述瓶座420倒下或立起，所述瓶座420上形成有用于定位气瓶的瓶槽421。本实施例中，旋转驱动器410的设置方向与第一摆臂310、第二摆臂320的摆动方向相同，也即均沿左右方向，这样设置在旋转驱动器410带动瓶座420上的气瓶立起时，如果气瓶与第一摆臂310或第二摆臂320发生干涉，仅需稍稍带动第一摆臂310和第二摆臂320张开即可使第一摆臂310和第二摆臂320避让出足够的空间。
48.进一步的，所述瓶槽421的槽底还设有直线驱动器430和推板440，所述直线驱动器430与所述推板440驱动连接，用于将瓶体推出瓶槽421。通过配置直线驱动器430和推板440，能够便捷地将从无人机换下的气瓶推出所述直线驱动器430为气缸。采用气缸具有成本较低、能源清洁的优点。
49.本实施例中移位组件还包括沿上下方向延伸的气瓶储备架，气瓶储备架位于瓶座420的前侧，气瓶储备架的下端设有仅能供一个气瓶移出的气瓶缺口，在气瓶缺口背向瓶座420的一侧设置有推瓶气缸。当瓶座420需要装载气瓶时，旋转驱动器410驱动瓶座420向气
瓶储备架的一侧旋转，然后推瓶气缸动作将一个气瓶推入瓶座420并在瓶座420的瓶槽421内定位，之后旋转驱动器410带动瓶座420转动至竖直状态，即完成对气瓶的装载。在装载气瓶之后通过送瓶组件300输送至旋翼无人机20处，并通过电磁阀进行锁定即完成了气瓶的更换。采用该移位组件具有结构简便、动作可靠的优点。
50.以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出各种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本发明创造权利要求所限定的范围内。