[發明專利]四旋翼無人機移動式著陸平臺及自動更換電池方法

有效

• 申請號: 201810500932.0
• 申請日: 2018-05-23
• 公開（公告）號: CN108945500B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 陳洋;潘凱文;梅壯;任詩文;嚴雷
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: B64F1/00
• 分類號: B64F1/00;B60L53/80
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡琳萍

本發明涉及了一種四旋翼無人機移動式著陸平臺及自動更換電池方法，底部為輪式移動平臺，當電池電力不足時，無人機迅速自主降落到緩慢移動中的著陸車上，然后進行電池的自動更換，電池更換完成后無人機起飛，繼續進行飛行任務；在整個過程中，無人機跟隨著陸車不斷運動。使得無人機能夠自動著陸更換電池，同時能夠跟著陸平臺隨動，即使在著陸平臺移動過程中也能夠著陸并更換電池，整個過程無需人工干預，延長了無人機的巡航里程，提高了無人機的工作效率。

技術領域

本發明涉及無人機應用領域，具體涉及一種無人機移動式著陸平臺及自動電池更換方法。

背景技術

隨著科技的發展與進步，無人機在民用、工業以及軍事等領域得到了廣泛的推廣與應用，如使用無人機進行安保巡邏工作、空中偵察作業等。但是由于電池技術的原因，無人機的續航能力不強，以及人們多采用手動更換電池的方式等原因，從而限制了無人機進一步的發展與應用，此外，這也是人們一直關注和想要解決的問題。

當無人機要進行遠距離長時間的巡航任務時，由于電池電力不足，人們只能讓無人機先停止工作返航，然后更換電池，而且電池的更換過程又需要人工參與，操作繁瑣，不僅增加了工人的工作量，同時也浪費了大量的時間。

以上電池更換方法主要存在以下兩個方面的問題：

(1)需要用戶手動操作，對電池進行更換，費時費力；

(2)無人機需要返航斷電，影響無人機的飛行任務與進程。

發明內容

本發明要解決的技術問題是旨在設計一種四旋翼無人機移動式著陸平臺及自動更換電池方法，使得無人機能夠自動著陸更換電池，同時能夠跟著陸平臺隨動，即使在著陸平臺移動過程中也能夠著陸并更換電池，整個過程無需人工干預，延長了無人機的巡航里程，提高了無人機的工作效率。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種四旋翼無人機移動式著陸平臺，底部為輪式移動平臺，其特征在于包括：

定位著陸機構，用于無人機精準降落，其中包括輪式移動平臺上設置的定位圖像標志，用于使無人機通過視覺識別對所述定位圖像標志進行識別與定位，讓無人機進行有方向性的自主降落；以及分置于輪式移動平臺縱向中心線兩側的懸置著陸槽，無人機精準降落時將四個腳架落承載在著陸槽內；

平移框，設置于兩側著陸槽下方的中間空間內，用于承載無人機電池套裝，并帶動無人機進入精定位導向塊；平移框固定在滑臺上并能夠沿滑臺直線移動；滑臺設置方向與陸平臺縱向中心線平行；精定位導向塊，懸空設置于兩側著陸槽之間，與無人機電池倉匹配，通過伸入無人機電池倉的直線導軌槽而對無人機移動方向進行導向，使無人機移動到電池拔出工作位上方；平移框和精定位導向塊構成平移機構；

電池拔出機構：設置于精定位導向塊下方的電池拔出工作位，用于將無人機上電池倉內的無電電池套裝沿豎直方向往下拔出并讓其滑入無電電池存放槽中；無電電池存放槽設置于電池拔出工作位靠近平移框的一側；

電池推入機構，設置于電池拔出工作位相鄰的滿電電池放置處下方，用于將滿電電池放置處的滿電電池沿豎直方向向上推入無人機電池倉里；

系統控制單元，分別與定位著陸機構、平移機構、電池拔出裝置以及電池推入裝置連接，用于接收定位與著陸機構檢測到的降落信息，同時控制平移機構、電池拔出機構和電池推入機構工作；

電源，用于驅動平移機構、電池拔出機構和電池推入機構，同時給系統控制單元供電。

進一步的，系統控制單元還包括一個設置在輪式移動平臺的顯示器，用于顯示電源電量。

進一步的，還設置有與輪式移動平臺驅動輪連接的動力機構或電池電源，用于使移動平臺自主移動；或者輪式移動平臺上設置連接塊，輪式移動平臺通過連接塊可選擇地與移動機器人或其他動力機構連接而移動。