[發明專利]無人機換電系統及換電方法

在審

• 申請號: 202111252938.9
• 申請日: 2021-10-27
• 公開（公告）號: CN113859041A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 劉承光;顏愛忠;宋成法
• 申請（專利權）人: 中蘇科技股份有限公司;江蘇中蘇智能制造有限公司
• 主分類號: B60L53/80
• 分類號: B60L53/80;B64D1/18
• 代理公司: 南京行高知識產權代理有限公司 32404
• 代理人: 張康;王培松

1.一種無人機換電系統，其特征在于，包括：

無人機，設有帶有電池的藥箱以及用于容納藥箱的第一電池倉；

換電平臺，具有承載無人機的負載面，所述負載面定義X-Y向；

充電電池倉，被設置到所述第一電池倉出口的延伸方向，具有沿Z軸分布的多個第二電池倉和至少一個位于其中一個第二電池倉內的備用藥箱；

轉移機構，被設置在所述換電平臺和所述充電電池倉之間，用于將所述藥箱在第一電池倉和第二電池倉之間進行轉移；

控制器；

其中，所述轉移機構包括：

-轉移平臺，第一端延伸到所述第一電池倉的出口處，第二端延伸到所述第二電池倉的入口處，能沿Z軸方向移動以及繞Z軸旋轉，轉移平臺上設有導向部件，所述導向部件在所述轉移平臺上形成導向通道，所述導向通道在所述轉移平臺第一端的寬度大于在轉移平臺第二端的寬度；

-輥組，被設置到所述轉移平臺上，并對應所述第一電池倉的出口方向；

-限位桿，被設置成能往復運動于所述轉移平臺的第一端和第二端；

其中，所述藥箱帶有鎖扣，所述第一電池倉和第二電池倉內均設有脫扣機構，且所述第一電池倉和第二電池倉內還設有彈簧；

所述控制器被設置成能控制脫扣機構解鎖，當脫扣機構沿Z軸方向抵觸鎖扣至預設狀態解鎖時，所述藥箱被彈簧沿Y向彈出所述第一電池倉或第二電池倉并滑動至所述輥組上，且當所述藥箱抵觸到所述限位桿時，所述轉移平臺被控制器控制轉動一百八十度，并沿Z軸移動至空的第二電池倉入口對應高度，所述限位桿被控制器控制將所述輥組上的藥箱推入至第二電池倉或第一電池倉。

2.根據權利要求1所述的無人機換電系統，其特征在于，所述輥組的上切面與所述第一電池倉的底面位于同一水平高度。

3.根據權利要求1所述的無人機換電系統，其特征在于，所述輥組包括多個連接伺服電機的輥軸，所述輥軸的軸向垂直于Y向。

4.根據權利要求1所述的無人機換電系統，其特征在于，所述第一電池倉和第二電池倉內設有與所述鎖扣配合的卡槽，所述脫扣機構包括壓舌，所述壓舌能將鎖扣推出所述卡槽，使鎖扣處于解鎖狀態。

5.根據權利要求4所述的無人機換電系統，其特征在于，所述壓舌被設置成電磁驅動，使其沿鎖扣滑動方向移動至解鎖位置和鎖止位置。

6.根據權利要求1所述的無人機換電系統，其特征在于，所述限位桿包括第一組限位桿和第二組限位桿，第一組限位桿位于轉移平臺的第一端，第二組限位桿位于轉移平臺的第二端，所述限位桿具有限位狀態和收縮狀態，在限位狀態時，所述限位桿位于轉移平臺之上，在收縮狀態時，所述限位桿位于轉移平臺之下。

7.根據權利要求6所述的無人機換電系統，其特征在于，所述鎖扣包括連接到藥箱的螺旋彈簧以及連接到螺旋彈簧另一端的卡塊，所述藥箱上設有容納所述卡塊的凹槽，所述卡塊的滑動方向與Y向垂直。

8.根據權利要求1-7任意一項所述的無人機換電系統，其特征在于，所述負載面上設有扶正機構，使降落到預定區域內的所述第一電池倉出口被扶正到Y向。

9.根據權利要求1-7任意一項所述的無人機換電系統，其特征在于，所述導向部件包括設置在輥組上的導向紋，所述輥組沿轉移平臺第一端至第二端的方向被分為導向區和限位區，位于導向區的輥組上導向紋由邊緣向內寬度逐漸增加，使處于邊緣的藥箱被導向至中間位置。

10.一種無人機換電方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、扶正定位：無人機降落到換電平臺的預定位置；

步驟2、卸出藥箱：使轉移平臺沿Z向移動至第一電池倉出口的延伸方向，控制第二組限位桿處于限位狀態，第一電池倉內的脫扣機構解鎖，使藥箱能被彈簧沿Y向彈出；

步驟3、轉移藥箱：藥箱從第一電池倉內彈出滑動至轉移平臺的輥組上，并被輥組扶正至Y向，直至抵觸到第二組限位桿，控制器控制轉移平臺沿Z軸轉動180°，然后沿Z軸移動到合適的高度，到達空的第二電池倉的入口處，第二組限位桿推動藥箱向第二電池倉內移動，直至藥箱的鎖扣與第二電池倉處于鎖定狀態；

步驟4、取出備用藥箱：控制器控制轉移平臺移動至合適的高度，到達帶有備用藥箱的第二電池倉的入口處，第二組限位桿返回至原位置，第二電池倉內的脫扣機構解鎖，使藥箱能被彈簧沿Y向彈出；

步驟5、裝載藥箱：藥箱從第二電池倉內彈出滑動至轉移平臺的輥組上，直至抵觸到第二組限位桿，控制器控制轉移平臺沿Z軸轉動180°，然后沿Z軸移動到第一電池倉的高度，第二組限位桿推動藥箱向第一電池倉內移動，直至藥箱的鎖扣與第一電池倉處于鎖定狀態，完成換電。