應用于無人機自主續航的電池夾取裝置及更換裝置及方法制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種應用于無人機自主續航的電池夾取裝置及更換裝置及方法，它解決了無人機電池穩定夾取更換的問題，在抓手上設置鋸齒狀塊體，可以緊固夾持電池，有效解決電池在移動中的下滑，并且可以保證電池兩側的夾取的深度和位置相同，避免因位置與深度不同造成夾取電池偏斜，不能安裝到電池倉或無人機上，其技術方案為：包括夾爪機構，所述夾爪機構包括夾爪本體，所述夾爪本體連接有第一夾爪部件和第二夾爪部件，所述第一夾爪部件與第一抓手固定連接，所述第二夾爪部件和第二抓手固定連接；所述第一抓手和第二抓手的相對面均配合設置鋸齒狀塊體。

Battery clamping device applied to drone's self sustained life and replacing device and method

The invention discloses a method applied to UAV autonomous life of the battery clamping device and replacement device and method, which solves the UAV battery stability clip replacement, serrated block is arranged on the grip, can effectively solve the fastening clamp battery, battery fell on the move, and can ensure that the folder the depth and location of the battery on both sides of the same, to avoid clamping battery deviation due to the position and depth is different, can not be installed to the battery compartment or UAV, the technical proposal is: including the jaw mechanism, the clamping claw mechanism comprises a clamping jaw body, the clamping claw body is connected with a first jaw member and the second part of the first clamping jaw, jaw member and the first starting point is fixedly connected with the second clamping claw parts and second fixed starting point; the relative surface of the first starting point and second are provided with a starting point Serrated block.

【技術實現步驟摘要】
應用于無人機自主續航的電池夾取裝置及更換裝置及方法
本專利技術涉及無人機
，特別是涉及一種應用于無人機自主續航的電池夾取裝置及更換裝置及方法。
技術介紹
隨著無人機不斷發展推廣，無人機已經應用到眾多領域場合(比如農業噴灑、電力巡檢、防災應急、航拍測繪、中繼通訊等)，地面設備不再是配套設施和附屬地位，已經成為整套無人機安全、穩定高效運行的關鍵。當前民用無人機的一些要求比如懸停、垂直起降只有多旋翼飛行器可以做到，無人機應用也大多為四軸飛行器，電動四軸飛行器的原理決定了它必須用電機，而電池能量密度有限，導致當前續航缺陷難以克服。目前，為滿足無人機電機續航問題，均需要通過更換電池的方式來延長續航時間，在無人機使用過程中，若無人機電量低于設定值，則無人機降落至無人機站更換電池，這一過程需要快速、穩定、高精度的完成，這就對電池的夾取裝置提出了更高的要求，現有的夾取裝置是采用真空吸盤方式或機械抓手方式，真空吸盤更換電池對工作環境要求高，設計復雜，真空管容易在惡劣的環境下堵塞；機械抓手方式是直接用兩配合的抓手夾取電池一側，在電池移動更換過程中，容易發生電池未被夾取的一側向下傾斜，抓手夾取不牢固，不僅影響無人機電池更換的精度，同時也很容易導致電池無法安裝。因此，在無人機自主續航系統中，需要一個高效、穩定、易維護的電池夾取裝置。綜上所述，現有技術中對于無人機電池穩定夾取更換問題，尚缺乏有效的解決方案。
技術實現思路
為了克服上述現有技術的不足，本專利技術提供了一種應用于無人機自主續航的電池夾取裝置，其與電池可靠配合，電池夾取更為緊固，在夾取電池輸送過程中更為穩定。為實現上述目的，本專利技術采用下述技術方案：一種應用于無人機自主續航的電池夾取裝置，包括夾爪機構，所述夾爪機構包括夾爪本體，所述夾爪本體連接有第一夾爪部件和第二夾爪部件，所述第一夾爪部件與第一抓手固定連接，所述第二夾爪部件和第二抓手固定連接；所述第一抓手和第二抓手的相對面均配合設置鋸齒狀塊體。本專利技術的電池夾取裝置，通過夾爪機構帶動抓手部件來夾持電池，夾爪與電池的夾持配合更可靠；通過在兩抓手上設置鋸齒狀塊體，在夾持電池時抓手和電池的接觸摩擦力更大，夾持更加穩固，避免電池夾取發生偏斜的問題。進一步的，所述夾爪本體嵌合設置于卡塊內，所述卡塊帶有與夾爪本體配合的卡槽。在卡塊上設置卡槽，實現卡槽和夾爪本體的嵌裝組合，可以快速可靠連接。更進一步的，所述夾爪本體還通過緊固件與卡塊固定連接。在卡塊通過卡槽卡緊夾爪本體前提下，使用緊固件可以牢固固定夾爪本體，有效保持移動更換電池過程中夾爪機構的穩定。進一步的，所述夾爪機構與動力裝置連接。通過動力裝置帶動夾爪機構開合，進而實現兩抓手的開合，實現夾取或放下電池。進一步的，所述第一抓手在與第一夾爪部件配合處設置第一凹槽，第一夾爪部件嵌合在第一凹槽內。在第一抓手上設置第一凹槽，實現第一抓手和第一夾爪部件的嵌裝組合，可以快速可靠連接。更進一步的，所述第一夾爪部件還通過緊固件與第一抓手緊固連接。在第一抓手通過第一凹槽卡緊第一夾爪部件前提下，使用緊固件可以牢固固定第一夾爪部件，有效保持移動更換電池過程中第一抓手的穩定。進一步的，所述第二抓手在與第二夾爪部件配合處設置第二凹槽，第二夾爪部件嵌合在第二凹槽內。在第二抓手上設置第二凹槽，實現第二抓手和第二夾爪部件的嵌裝組合，可以快速可靠連接。更進一步的，所述第二夾爪部件還通過緊固件與第二抓手緊固連接。在第二抓手通過第二凹槽卡緊第二夾爪部件前提下，使用緊固件可以牢固固定第二夾爪部件，有效保持移動更換電池過程中第二抓手的穩定。優選的，所述第一抓手或第二抓手設有與電池開關配合的按動塊，電池側部設置與鋸齒狀塊體配合的鋸齒片體。通過在第一抓手或第二抓手上設置按動塊，可以在更換電池前先關閉電池開關，避免帶電插拔對電池的損壞；在電池側部設置與抓手上鋸齒狀塊體配合的鋸齒狀片體，可以保證抓手和電池的配合穩固性，有效解決電池在移動中發生偏斜的問題。為了克服現有技術電池更換效率低的問題，本專利技術提供一種應用于無人機自主續航的電池更換裝置，包括如上所述的電池夾取裝置，所述電池夾取裝置配合設置于Y軸移動機構上，所述Y軸移動機構配合設置于Z軸移動機構上，所述Z軸移動機構配合設置于X軸移動機構上。為了克服現有技術中電池更換精度不高的問題，本專利技術提供一種應用于無人機自主續航的電池更換裝置的工作方法，包括以下步驟：(1)X軸移動機構、Z軸移動機構和Y軸移動機構依次運作，帶動電池夾取裝置移動至無人機電池位置處；(2)第一抓手或第二抓手上的按動塊碰觸電池開關，關閉電池；(3)夾爪機構帶動第一抓手和第二抓手夾持電池，鋸齒狀塊體與電池側部的鋸齒片體配合；(4)X軸移動機構、Z軸移動機構和Y軸移動機構依次運作，帶動電池夾取裝置移動至電池倉處，將電池歸放于電池倉內；(5)X軸移動機構、Y軸移動機構和Z軸移動機構帶動電池夾取裝置移動至電池倉另一電池的位置，重復步驟(3)，將電池取出；(6)X軸移動機構、Y軸移動機構和Z軸移動機構帶動電池夾取裝置移動至無人機電池倉位置處，按動塊碰觸電池開關，打開電池；(7)X軸移動機構、Y軸移動機構和Z軸移動機構回歸初始位置。一種無人機續航系統，包括引導降落及固定裝置，用于引導無人機精準降落且固定無人機保持穩定；所述引導降落及固定裝置側部對應配合設置如上所述的電池更換裝置，所述引導降落及固定裝置包括至少兩個所述的限位槽，所述限位槽的底部設于固定臺上，在固定臺的中部設置有標識點，無人機通過標識點對無人機機芯進行定位，固定臺為凹槽結構設置，便于對后續固定樁、滑桿的容納，豎直面或者支架沿著固定臺的圓周方向布置；電池更換裝置的電池夾取裝置對應設置于固定臺側部，無人機降落至引導降落及固定裝置后，電池更換裝置夾取無人機的電池進行更換。該定位裝置中，無人機利用控制系統實現了粗定位，粗定位在距離降落平臺垂直距離5--10cm的區間內自由下落。精確定位裝置中的限位槽可引導無人機利用慣性降落達到精確定位并固定，這樣在兩個限位槽之間，可人工或者采用機械設備對無人機的電池進行更換，或者進行其他的后續工作。作為最優方案中，所述限位槽的數量與無人機機臂的數量相同，通過對每一個機翼的限位，可保證無人機位置降落的精度，控制在亞毫米級別。若無人機攜帶攝像設備，在所述固定臺的中部設置固定樁，所述標識點設于固定樁上，無人機攜帶的設想設備對標識點進行識別，識別速度快，或者，在固定樁表面設置攝像設備，攝像設備與控制器連接，以對無人機機芯進行粗定位，進一步地，所述固定臺的底部與旋轉機構固定以通過固定臺的旋轉來調節限位槽的位置，旋轉機構可以是旋轉電機，無人機通過標識點進行一個點的定位，相比于傳統技術中對無人機機臂四個點、或者六個點均進行定位控制，實現降落速度快，有效保證了降落后的后續工作開展。該攝像設備設于固定樁上，有效減輕了無人機的重量，提高了無人機設備的飛行時間，控制器通過攝像設備對無人機機芯位置進行定位，以對無人機機芯進行定位，一個點的定位相對四個點的定位來說，定位相對容易，再配合四個機臂的粗定位，降落位置準確度較高。進一步地，為了提高該定位裝置的適應性，適應不同機臂長度的無人機，在所述固定樁的圓周固定有滑桿，滑桿與滑塊固定，滑塊相對于滑桿可滑動，所述的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種應用于無人機自主續航的電池夾取裝置，其特征是，包括夾爪機構，所述夾爪機構包括夾爪本體，所述夾爪本體連接有第一夾爪部件和第二夾爪部件，所述第一夾爪部件與第一抓手固定連接，所述第二夾爪部件和第二抓手固定連接；所述第一抓手和第二抓手的相對面均配合設置鋸齒狀塊體。

【技術特征摘要】
1.一種應用于無人機自主續航的電池夾取裝置，其特征是，包括夾爪機構，所述夾爪機構包括夾爪本體，所述夾爪本體連接有第一夾爪部件和第二夾爪部件，所述第一夾爪部件與第一抓手固定連接，所述第二夾爪部件和第二抓手固定連接；所述第一抓手和第二抓手的相對面均配合設置鋸齒狀塊體。2.如權利要求1所述的電池夾取裝置，其特征是，所述夾爪本體嵌合設置于卡塊內，所述卡塊帶有與夾爪本體配合的卡槽。3.如權利要求2所述的電池夾取裝置，其特征是，所述夾爪本體還通過緊固件與卡塊固定連接。4.如權利要求1所述的電池夾取裝置，其特征是，所述夾爪機構與動力裝置連接。5.如權利要求1所述的電池夾取裝置，其特征是，所述第一抓手在與第一夾爪部件配合處設置第一凹槽，第一夾爪部件嵌合在第一凹槽內。6.如權利要求5所述的電池夾取裝置，其特征是，所述第一夾爪部件還通過緊固件與第一抓手緊固連接。7.如權利要求1所述的電池夾取裝置，其特征是，所述第二抓手在與第二夾爪部件配合處設置第二凹槽，第二夾爪部件嵌合在第二凹槽內；所述第二夾爪部件還通過緊固件與第二抓手緊固連接。8.如權利要求1所述的電池夾取裝置，其特征是，所述第一抓手或第二抓手設有與電...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬思樂，陳祥海，馬曉靜，丁為飛，李金剛，王勇，丁為杰，陳遠方，王軍峰，趙月，孫文旭，張佰順，
申請(專利權)人：山東大學，濟南華奧控制系統有限公司，
類型：發明
國別省市：山東,37