[發明專利]一種空中對接更換電池的雙無人機系統

有效

• 申請號: 201810044053.1
• 申請日: 2018-01-17
• 公開（公告）號: CN108045580B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 李俊星;吳黎明;鄧信能;李偉春
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B64U50/39
• 分類號: B64U50/39;B64U10/14;B64U20/87;B60L53/37
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

1.一種空中對接更換電池的雙無人機系統，其特征在于，包括用于執行任務的子無人機(1)、用于為所述子無人機(1)更換電池的母無人機(2)和用于控制所述子無人機(1)和所述母無人機(2)工作的地面站無線電控制器，所述子無人機(1)的子控制裝置、所述母無人機(2)的母控制裝置均與所述地面站無線電控制器通信連接，且所述子控制裝置和所述母控制裝置通信連接；

所述子無人機(1)上設有兩塊用于先后供電的電池、用于使兩塊所述電池切換工作的電池切換裝置、用于實時檢測所述電池的電量的電壓傳感器、用于實時定位所述子無人機(1)的位置的子導航裝置和用于與所述母無人機(2)進行信息交互的子通信裝置，所述電池切換裝置、所述電壓傳感器、所述子導航裝置和所述子通信裝置均與所述子控制裝置相連；

所述母無人機(2)上設有用于定位所述母無人機(2)的位置的母導航裝置和用于與所述子無人機(1)進行信息交互的母通信裝置，所述母導航裝置和所述母通信裝置均與所述母控制裝置相連；

還包括用于檢測并調整所述子無人機(1)和所述母無人機(2)的對接位置的空中對接視覺識別系統、用于使所述子無人機(1)和所述母無人機(2)實現空中對接以進行電池更換的空中對接抓鉤機構和用于對所述子無人機(1)上的低電量電池進行更換的電池更換抓鉤機構；

其中，所述空中對接抓鉤機構包括：

設于所述母無人機(2)下方的對接抓鉤固定座(3)，所述對接抓鉤固定座(3)的邊緣部設有四個呈十字形分布且可收放的對接抓鉤(4)；

設于所述子無人機(1)上且用于與所述對接抓鉤(4)配合鎖緊的抓鉤卡口(5)；

所述電池更換抓鉤機構包括設于所述母無人機(2)下方的旋轉底座(7)和設于所述旋轉底座(7)下方的兩個可伸縮的電池抓鉤；

所述旋轉底座(7)連接舵機(71)，所述舵機(71)用于帶動所述旋轉底座(7)轉動以使兩個所述電池抓鉤可選擇的對準電池更換位置；

所述電池抓鉤連接用于驅動所述電池抓鉤伸縮的第二推桿電機(72)，且所述電池抓鉤包括兩個可張開且可縮回的夾爪(73)，以松開或夾緊所述電池的電池卡口。

2.根據權利要求1所述的空中對接更換電池的雙無人機系統，其特征在于，所述對接抓鉤(4)包括固定于所述對接抓鉤固定座(3)的邊緣部的上臂(41)、與所述上臂(41)可轉動連接的下臂(42)以及用于夾緊所述抓鉤卡口(5)的第一夾片(43)和第二夾片(44)，所述第一夾片(43)固設于所述下臂(42)的自由端，所述第二夾片(44)與所述下臂(42)可滑動的連接，且所述第二夾片(44)鉸接用于驅動所述第二夾片(44)沿所述下臂(42)滑動的第一推桿電機(45)，所述第一推桿電機(45)的底座與所述上臂(41)鉸接，所述第一夾片(43)和所述第二夾片(44)之間設有用于使所述下臂(42)隨所述第二夾片(44)的滑動而收放的彈簧(46)。

3.根據權利要求2所述的空中對接更換電池的雙無人機系統，其特征在于，所述抓鉤卡口(5)的兩端分別設有用于限位的對接輔助限位擋板(6)，兩個所述對接輔助限位擋板(6)成預設夾角的設置，以便于對所述對接抓鉤(4)進行導向。

4.根據權利要求3所述的空中對接更換電池的雙無人機系統，其特征在于，所述抓鉤卡口(5)處設有用于感應所述第一夾片(43)和所述第二夾片(44)是否夾緊所述抓鉤卡口(5)的壓力應變片，所述壓力應變片連接壓力傳感器，所述壓力傳感器與所述子控制裝置相連。

5.根據權利要求1所述的空中對接更換電池的雙無人機系統，其特征在于，所述電池抓鉤還包括用于安裝所述夾爪(73)的安裝板(74)和設于所述旋轉底座(7)和所述安裝板(74)之間的可伸縮的兩根限位桿(75)，所述第二推桿電機(72)固定于所述旋轉底座(7)，所述第二推桿電機(72)的推桿的自由端連接所述安裝板(74)，兩個所述限位桿(75)平行于所述推桿且相對于所述推桿對稱設置。