[發(fā)明專利]小型多旋翼無人機(jī)的電池自動更換系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210401648.0
• 申請日: 2012-10-19
• 公開（公告）號: CN102909540A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王偉;朱海飛;翁理國;胡凱
• 申請（專利權(quán)）人: 南京信息工程大學(xué)
• 主分類號: B23P19/00
• 分類號: B23P19/00;B25J9/00;B64F5/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種小型多旋翼無人機(jī)的電池自動更換系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來，隨著地震、洪水、核污染等大型自然災(zāi)害頻發(fā)，小型多旋翼無人機(jī)的研究逐漸成為無人機(jī)研究的熱點(diǎn)。小型多旋翼無人機(jī)具有成本低、效費(fèi)比高、無人員傷亡風(fēng)險(xiǎn)及可以涉足到有人機(jī)無法到達(dá)的區(qū)域（核，化學(xué)，細(xì)菌感染區(qū)域）等優(yōu)點(diǎn)。在軍用和民用領(lǐng)域也具有廣泛的應(yīng)用前景，如低空偵察、氣象勘測、航空攝影、交通巡邏等。但是局限于機(jī)體大小原因，小型多旋翼無人機(jī)在空中飛行時(shí)間很短，需要經(jīng)常更換電池，比較麻煩，浪費(fèi)好多人力物力資源。針對小型多旋翼無人機(jī)的電池自動更換系統(tǒng)的研究相當(dāng)必要。

目前沒有針對小型多旋翼無人機(jī)的電池自動更換平臺系統(tǒng)，都是通過人工去安裝電池，因?yàn)樾⌒投嘈頍o人機(jī)結(jié)構(gòu)相對比較小，能夠承載的電池也比較小，所以供電時(shí)間相對很短一般維持在15分鐘到20分鐘，這樣就需要人工不斷的去更換電池，大大浪費(fèi)人力資源。

申請?zhí)枮?01010603039.4的中國專利公開了一種電動汽車電池的自動快換系統(tǒng)及自動快換方法。該專利公開了一種電動汽車電池的自動快換方案，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)單個(gè)的電池自動更換，但是每一次更換完之后還需要不斷的人工往換電池運(yùn)輸機(jī)上擺放電池，自動化程度不高，非常不方便。

用在電動汽車上的電池更換裝置，雖然可以實(shí)現(xiàn)自動安裝。但是只能一次對應(yīng)一個(gè)，安裝完了還需要重新裝配，基于電動汽車的電力需求量，就需要很多這樣的更換裝置，成本相對很高并且制作復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種小型多旋翼無人機(jī)的電池自動更換系統(tǒng)。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種小型多旋翼無人機(jī)的電池自動更換系統(tǒng)，包括固定裝置、電池存儲盤、無人機(jī)用起落架固定裝置、起落架固定板、起落架固定板支架、電池存儲盤支架和機(jī)械手，

所述固定裝置上方設(shè)置起落架固定板，起落架固定板通過起落架固定板支架與固定裝置相固連，起落架固定板上方設(shè)置無人機(jī)用起落架固定裝置，該固定板中心設(shè)置與電池大小相配合的電池入口，起落架固定板的下方設(shè)置電池存儲盤，該電池存儲盤通過電池存儲盤的支架與固定裝置相固連，電池存儲盤下方設(shè)置機(jī)械手；

電池存儲盤上設(shè)置六個(gè)存儲電池的卡槽，該六個(gè)卡槽均勻分布在電池存儲盤上,每個(gè)卡槽的中心線均位于電池存儲盤的直徑上，卡槽上裝載電池，卡槽下方開有通孔，機(jī)械手可從卡槽下方的通孔穿出并將電池抓緊后從固定板中心的電池入口處推出，最終推送給無人機(jī)；所述電池存儲盤的中心設(shè)置連桿，連桿上固連齒輪，電池存儲盤的下方設(shè)置電機(jī)，電機(jī)可帶動齒輪旋轉(zhuǎn)，最終帶動電池存儲盤旋轉(zhuǎn)。

優(yōu)選的，機(jī)械手包括抓手、攝像頭、伺服電機(jī)、齒條、機(jī)械手電機(jī)、機(jī)械手齒輪、滑軌和升降桿，抓手位于升降桿的一端，抓手的中心設(shè)置攝像頭，抓手與固連在升降桿上的伺服電機(jī)相連接，在伺服電機(jī)的帶動下旋轉(zhuǎn)，升降桿位于滑軌上并可沿滑軌移動，升降桿上設(shè)置齒條，滑軌上設(shè)置機(jī)械手電機(jī)，機(jī)械手電機(jī)的輸出軸上固連機(jī)械手齒輪，機(jī)械手齒輪與齒條相嚙合，機(jī)械手電機(jī)工作時(shí)，電機(jī)輸出軸帶動機(jī)械手齒輪旋轉(zhuǎn)并帶動齒條運(yùn)動，最終帶動升降桿上下移動，滑軌上還設(shè)置譯碼器，該譯碼器與攝像頭相連接。

優(yōu)選的，所述無人機(jī)用起落架固定裝置包括兩個(gè)抓手，該兩個(gè)抓手相對設(shè)置，每個(gè)抓手均呈“V”字形，“V”字形的角度為120度，起落架固定板的下方設(shè)置抓手電機(jī)、齒輪和抓手桿子，抓手電機(jī)輸出軸上固連齒輪，齒輪與抓手桿子相連接，抓手電機(jī)輸出軸帶動齒輪旋轉(zhuǎn)從而驅(qū)動抓手桿子前進(jìn)或者后退，最終抓手桿子帶動抓手運(yùn)動。

優(yōu)選的，所述固定裝置為多履帶小車，所述多履帶小車上方設(shè)置起落架固定板，該起落架固定板通過起落架固定板支架與多履帶小車相固連。

優(yōu)選的，所述攝像頭為CCD攝像頭。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為：1）本發(fā)明采用轉(zhuǎn)盤式電池儲備倉，一次最多可以進(jìn)行5次電池的更換，本發(fā)明采用盲插式電池安裝方便快捷效率高；2）本發(fā)明的裝置實(shí)現(xiàn)了小型多旋翼無人機(jī)電池的自動裝載和卸載，從而實(shí)現(xiàn)小型多旋翼無人機(jī)電池的自動更換；3）本發(fā)明的小型多旋翼無人機(jī)的電池自動更換系統(tǒng)在一個(gè)履帶小車上，能夠適應(yīng)各種復(fù)雜環(huán)境；4）本發(fā)明方便可靠，可以有效解決小型多旋翼無人機(jī)人工頻繁更換電池的問題，能夠讓小型多旋翼無人機(jī)更長時(shí)間自主的在野外執(zhí)行偵測任務(wù)。

?下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1小型多旋翼無人機(jī)的總體結(jié)構(gòu)圖。

圖2為電池結(jié)構(gòu)圖。