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原文传递一种无人机空中更换电池系统

专利名称：	一种无人机空中更换电池系统
摘要：	本发明公开了一种无人机空中更换电池系统，包括无人机、为所述无人机进行空中更换电池的装置，所述装置包括：飞行机构，以及安装在所述飞行机构上的电池储放机构、电池更换机构和控制驱动机构；采用飞行机构搭载电池储放机构、电池更换机构和控制驱动机构飞行至空中，并飞行至进行巡检任务的无人机正上方，保持与无人机相对静止，再通过各个机构的配合实现对无人机在空中进行电池更换，保证巡检无人机的不断电工作，本发明解决了现有的无人机更换方法需要在停机坪进行，无法应对无人机突发性电量不足的情况，以及电池更换效率低等问题。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	广东工业大学
发明人：	连仕康;孟伟;鲁仁全;付敏跃;张斌
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-05T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-22T00:00:00+0800
申请号：	CN201910602931.1
公开号：	CN110356569A
代理机构：	广州粤高专利商标代理有限公司
代理人：	林丽明
分类号：	B64D27/24(2006.01);B;B64;B64D;B64D27
申请人地址：	510006 广东省广州市番禺区大学城外环西路100号
主权项：	1.一种无人机空中更换电池系统，其特征在于，包括无人机、为所述无人机进行空中更换电池的装置，所述装置包括：飞行机构，以及安装在所述飞行机构上的电池储放机构、电池更换机构和控制驱动机构；所述无人机上设置有电池容纳槽；所述飞行机构用于搭载电池储放机构、电池更换机构和控制驱动机构飞行；所述电池储放机构用于储放至少两块电池，所述电池储放机构包括电池滑行单元和电池推动单元，所述电池滑行单元用于限定电池推进或推出电池储放机构的轨迹，所述电池推动单元为位于电池滑行单元内的电池提供推进力或推出力；所述电池更换机构用于在更换电池时抓取所述电池储放机构的电池和/或所述电池容纳槽的电池；所述控制驱动机构，用于控制驱动所述电池推动单元为位于电池滑行单元内的电池提供推进力或推出力，控制驱动所述电池更换机构在更换电池时抓取所述电池储放机构的电池和/或所述电池容纳槽的电池。 2.根据权利要求1所述的无人机空中更换电池系统，其特征在于，所述电池更换机构包括至少一组多自由机械臂和机械爪的组合体，所述多自由机械臂的一端安装于飞行机构的一端上，所述多自由机械臂的另一端与机械爪的一端固定连接，所述多自由机械臂和机械爪的动作均由所述控制驱动机构进行控制驱动。 3.根据权利要求2所述的无人机空中更换电池系统，其特征在于，所述机械爪包括两个机械指，两个机械指的一端铰接后与多自由机械臂的另一端固定连接，两个机械指的另一端分别设有一圆球。 4.根据权利要求1所述的无人机空中更换电池系统，其特征在于，所述电池滑行单元包括电池储放板和设置在电池储放板上的电池滑行轨道；所述电池储放板通过连接件与所述飞行机构连接，所述电池滑行轨道为U形轨道，其开口朝向所述多自由机械臂的安装侧，所述U形轨道包括两条直线轨道，其中第一直线轨道用于限定电池推进电池储放机构的轨迹，第二直线轨道用于限定电池推出电池储放机构的轨迹。 5.根据权利要求4所述的无人机空中更换电池系统，其特征在于，所述电池滑行单元还包括若干个进弧形限位件、若干个出弧形限位件，所述进弧形限位件对称设置在所述第一直线轨道的两侧壁上，用于限定所述电池的滑行方向为进方向，同一侧壁上的进弧形限位件等距离设置，所述距离为电池的长度，用于作为一个电池槽位限制电池的移动；所述出弧形限位件对称设置在所述第二直线轨道的两侧壁上，用于限定所述电池的滑行方向为出方向，同一侧壁上的出弧形限位件等距离设置，所述距离为电池的长度，用于作为一个电池槽位限制电池的移动。 6.根据权利要求4所述的无人机空中更换电池系统，其特征在于，所述电池推动单元包括两个电池推力器，两个电池推力器分别设置在所述第一直线轨道的末端和第二直线轨道的始端。 7.根据权利要求3所述的无人机空中更换电池系统，其特征在于，所述电池设有电池锁定槽以及抓取凹槽，所述电池锁定槽设置在电池的外壁上，用于将电池锁定于所述电池容纳槽内，所述抓取凹槽为半球形凹槽且半球形的直径大于所述机械指另一端的圆球直径，所述抓取凹槽设置在电池的两侧壁上。 8.根据权利要求1所述的无人机空中更换电池系统，其特征在于，所述电池容纳槽上还连接有一个倒置的中空四棱台，所述中空四棱台的开口大小大于电池的宽度。 9.根据权利要求1所述的无人机空中更换电池系统，其特征在于，所述飞行机构的另一端上还安装有无线通信机构和视觉机构，所述无线通信机构用于使所述无人机与所述为所述无人机进行空中更换电池的装置进行信息交互；所述视觉机构，用于检测并调整所述电池更换机构和所述电池容纳槽的对接位置；所述视觉机构包括摄像头云台、旋转板、摄像头、所述摄像头设有IMU传感器，用于获取所述摄像头的姿态信息，所述摄像头通过旋转板与摄像头云台活动连接，所述摄像头云台安装在所述飞行机构的另一端上，所述摄像头云台由所述控制驱动机构控制驱动。 10.根据权利要求1～9任一项所述的无人机空中更换电池系统，其特征在于，所述飞行机构为一子无人机本体，所述电池储放机构和控制驱动机构安装在所述子无人机本体的底部，所述多自由机械臂的一端安装于所述子无人机本体一端的机翼上，所述摄像头云台安装在所述子无人机本体另一端的机翼上。
所属类别：	发明专利