一种无人机电池定位用移动夹持装置及方法与流程

1.本发明涉及无人机技术领域，具体是一种无人机电池定位用移动夹持装置及方法。


背景技术：

2.无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器，在各个领域均能得到应用，无人机是由电池作为动力能源的，无人机的电池在进行生产时需要使用移动夹持装置对电池进行夹持移动，使得电池移动到指定的位置进行固定。
3.中国专利号201710157192.0公开了一种应用于无人机自主续航的电池夹取装置及更换装置及方法，它解决了无人机电池稳定夹取更换的问题，在抓手上设置锯齿状块体，可以紧固夹持电池，有效解决电池在移动中的下滑，并且可以保证电池两侧的夹取的深度和位置相同，避免因位置与深度不同造成夹取电池偏斜，不能安装到电池仓或无人机上，其技术方案为：包括夹爪机构，所述夹爪机构包括夹爪本体，所述夹爪本体连接有第一夹爪部件和第二夹爪部件，所述第一夹爪部件与第一抓手固定连接，所述第二夹爪部件和第二抓手固定连接；所述第一抓手和第二抓手的相对面均配合设置锯齿状块体。
4.中国专利号201710857322.1本发明涉及无人机定位取电池系统，包括降落平台和取电池系统，降落平台包括支架、平台和定位推杆，平台设于支架顶部，定位推杆位于平台上方，定位推杆与平台滑动连接，定位推杆包括两个相对的横向推杆、两个相对的纵向推杆，横向推杆沿纵向方向滑动，纵向推杆沿横向方向滑动；定位推杆所围的平台的区域上设有开口，开口内设有可开合的天窗；取电池系统位于平台的开口的下方，取电池系统包括夹取机构以及用于使夹取机构上下移动的升降装置。
5.现有技术的无人机定位用的移动装置，对无人机的电池的移动范围较小，导致无人机的电池的定位不方便，且无人机电池进行定位时对无人机电池的夹持效率较低，导致无人机电池的定位效率降低，并且对无人机电池进行夹持时容易对电池进行夹伤或者滑落摔伤，导致无人机电池受损。因此，亟需设计一种无人机电池定位用移动夹持装置及方法来解决上述的问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种无人机电池定位用移动夹持装置及方法，以解决上述背景技术中提出的移动范围小、夹持效率低、电池容易受损的问题。
7.本发明的技术方案是：一种无人机电池定位用移动夹持装置，包括外架，所述外架的内部设置有两个连接块，两个所述连接块之间焊接有横梁，所述横梁的底部设置有升降板，所述升降板的底部设置有夹持机构，所述夹持机构的顶部外壁焊接有固定块，所述升降板的顶部外壁开有安装槽，所述安装槽的两侧内壁之间通过轴承连接有横丝杆，所述固定块与横丝杆通过螺纹连接，所述固定块滑动连接于安装槽内部，所述升降板的底部外壁通
过螺栓连接有第三伺服电机，所述第三伺服电机的输出轴一端通过平键连接有主动伞齿轮，所述横丝杆的一端通过平键连接有从动伞齿轮，所述主动伞齿轮与从动伞齿轮啮合，两个所述连接块的一侧外壁开有第一滑槽，所述第一滑槽内部滑动连接有滑块，所述滑块与升降板通过螺栓连接，所述第一滑槽的顶部内壁和底部内壁之间通过轴承连接有竖丝杆，所述滑块与竖丝杆通过螺纹连接，其中一个所述连接块的底部外壁通过螺栓连接有第二伺服电机，所述第二伺服电机的输出轴一端与竖丝杆通过花键连接。
8.进一步地，两个所述竖丝杆的顶端贯穿连接块均焊接有同步轮，两个同步轮之间传动连接有第二同步带。
9.进一步地，所述外架的一侧外壁通过螺栓连接有控制器，所述第二伺服电机和第三伺服电机均通过导线与控制器呈电性连接。
10.进一步地，所述外架的一侧内壁通过轴承连接有第一丝杆，所述外架的内壁通过螺栓连接有第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出轴一端与第一丝杆通过花键连接，两个连接块的内部开有螺孔，所述第一丝杆螺纹连接于其中一个连接块的螺孔内部，所述第一伺服电机与控制器通过导线呈电性连接。
11.进一步地，所述第一丝杆的一端贯穿外架的一侧内壁焊接有主动轮，所述外架的两侧内壁之间通过轴承连接有第二丝杆，所述第二丝杆通过螺孔与另外一个连接块螺纹连接，所述第二丝杆的一端贯穿外架的一侧内壁焊接有从动轮，所述主动轮和从动轮之间传动连接有第一同步带。
12.进一步地，所述外架的两侧内壁通过螺栓连接有两个滑轨，两个所述连接块的内部开有滑孔，所述连接块通过滑孔与滑轨连接。
13.进一步地，所述夹持机构包括壳体，所述壳体的内部开有第二滑槽，所述第二滑槽的内部滑动连接有两个移动块，所述移动块的底部外壁一体成型有夹板，所述第二滑槽的两侧内壁之间通过轴承连接有双纹路丝杆，两个所述移动块均与双纹路丝杆通过花键连接，所述壳体的一侧外壁通过螺栓连接有马达，所述马达的输出轴一端与双纹路丝杆通过花键连接。
14.进一步地，两个所述夹板的一侧外壁粘接有防护层，所述防护层的一侧外壁一体成型有防滑胶粒。
15.进一步地，所述外架的底部外壁焊接有支腿，相邻的两个所述支腿之间焊接有加固杆，所述支腿之间焊接有层板。
16.一种无人机电池定位用移动夹持方法，包括以下步骤：
17.s1.将电池组放置于层板顶部任意的位置，通过控制器控制第一伺服电机进行转动，使得第一伺服电机的转动带动第一丝杆进行转动，第一丝杆的转动带动连接块和横梁进行移动，同时第一丝杆带动主动轮进行转动，主动轮的转动通过第一同步带带动从动轮进行转动，从动轮的转动带动第二丝杆进行转动，第二丝杆的转动带动另外一个连接块进行移动，进而使得横梁两端的连接块通过滑孔在滑轨上进行滑动，使得横梁底部的夹持机构与电池组相对应；
18.s2.通过控制器控制第三伺服电机进行工作，使得第三伺服电机带动主动伞齿轮进行转动，主动伞齿轮的转动带动从动伞齿轮进行转动，从动伞齿轮的转动带动横丝杆进行转动，横丝杆的转动带动固定块和夹持机构进行移动，使得夹持机构位于电池组的正上
方；
19.s3.通过控制器控制第二伺服电机进行工作，使得第二伺服电机带动其中一个竖丝杆进行转动，进而使得竖丝杆带动其顶部的同步轮进行转动，同步轮的转动通过第二同步带带动另一个同步轮和竖丝杆进行转动，使得竖丝杆通过滑块带动升降板进行向下移动，进而使得电池位于夹持机构的两个夹持板之间；
20.s4.通过控制器控制马达进行工作，使得马达带动双纹路丝杆进行转动，使得双纹路丝杆带动两个移动块进行相互靠近，进而使得两个移动块带动两个夹板对电池组进行夹持。
21.本发明通过改进在此提供一种无人机电池定位用移动夹持装置及方法，与现有技术相比，具有如下改进及优点：
22.(1)本发明利用第一丝杆转动时带动夹持机构进行横向运动，利用横丝杆进行转动时带动夹持机构进行横向运动，再通过竖丝杆的转动带动夹持机构进行竖直运动，进而使得无人机电池定位时移动的范围更加广。
23.(2)本发明利用马达带动双纹路丝杆进行转动，进而使得两个移动块带动带动夹板相互靠近对无人机电池进行夹持，进而实现了夹持机构对电池夹持的更加高效的效果，使得无人机电池的定位效率增高。
24.(3)本发明利用防护层和防滑胶粒使得夹板在对无人机的电池进行夹持时，防止无人机电池被夹持损坏和防止电池滑落的效果，进而使得无人机的电池定位时不会被夹持损伤以及移动过程中滑落的效果。
25.(4)本发明利用控制器控制第一伺服电机、第二伺服电机和第三伺服电机进行转动，进而使得夹持机构对无人机的电池进行夹持，使得无人机的电池的定位具有更加的智能化、精准等效果。
附图说明
26.下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释:
27.图1是本发明的整体结构示意图；
28.图2是本发明的第二丝杆结构示意图；
29.图3是本发明的连接块结构示意图；
30.图4是本发明的第一滑槽结构示意图；
31.图5是本发明的a处放大图；
32.图6是本发明的夹持机构结构示意图；
33.图7是本发明的控制流程图。
34.附图标记说明：
35.1外架、2滑轨、3连接块、4第一丝杆、5第二丝杆、6主动轮、7从动轮、8第一同步带、9第一伺服电机、10控制器、11支腿、12滑孔、13横梁、14同步轮、15第二同步带、16夹持机构、17固定块、18第一滑槽、19滑块、20竖丝杆、21升降板、22横丝杆、23主动伞齿轮、24从动伞齿轮、25壳体、26第二滑槽、27移动块、28双纹路丝杆、29马达、30夹板、31防护层、32防滑胶粒、33加固杆、34第二伺服电机、35螺孔、36第三伺服电机、37安装槽、38层板。
具体实施方式
36.下面将结合附图1至图7对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
38.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
39.本发明通过改进在此提供一种无人机电池定位用移动夹持装置，包括外架1，外架1的内部设置有两个连接块3，两个连接块3之间焊接有横梁13，横梁13的底部设置有升降板21，升降板21的底部设置有夹持机构16，利用夹持机构16对无人机的电池进行夹持，夹持机构16的顶部外壁焊接有固定块17，升降板21的顶部外壁开有安装槽37，安装槽37的两侧内壁之间通过轴承连接有横丝杆22，固定块17与横丝杆22通过螺纹连接，固定块17滑动连接于安装槽37内部，升降板21的底部外壁通过螺栓连接有第三伺服电机36，第三伺服电机36的型号为573hbm20-1000，第三伺服电机36的输出轴一端通过平键连接有主动伞齿轮23，利用第三伺服电机36带动主动伞齿轮23进行转动，横丝杆22的一端通过平键连接有从动伞齿轮24，主动伞齿轮23与从动伞齿轮24啮合，使得主动伞齿轮23带动从动伞齿轮24和横丝杆22进行转动，两个连接块3的一侧外壁开有第一滑槽18，第一滑槽18内部滑动连接有滑块19，滑块19与升降板21通过螺栓连接，第一滑槽18的顶部内壁和底部内壁之间通过轴承连接有竖丝杆20，滑块19与竖丝杆20通过螺纹连接，其中一个连接块3的底部外壁通过螺栓连接有第二伺服电机34，第二伺服电机34的型号为573hbm20-1000，第二伺服电机34的输出轴一端与竖丝杆20通过花键连接，利用第二伺服电机34带动竖丝杆20进行转动。
40.进一步地，两个竖丝杆20的顶端贯穿连接块3均焊接有同步轮14，两个同步轮14之间传动连接有第二同步带15，利用第二同步带15使得两个竖丝杆20能够同步进行转动，进而使得夹持机构16上下运动时更加的稳定。
41.进一步地，外架1的一侧外壁通过螺栓连接有控制器10，控制器10型号为n6400，第二伺服电机34和第三伺服电机36均通过导线与控制器10呈电性连接，利用控制器10控制第二伺服电机34和第三伺服电机36进行工作。
42.进一步地，外架1的一侧内壁通过轴承连接有第一丝杆4，外架1的内壁通过螺栓连接有第一伺服电机9，第一伺服电机9的型号为573hbm20-800，第一伺服电机9的输出轴一端与第一丝杆4通过花键连接，两个连接块3的内部开有螺孔35，第一丝杆4螺纹连接于其中一个连接块3的螺孔35内部，第一伺服电机9与控制器10通过导线呈电性连接，利用控制器10控制第一伺服电机9进行转动。
43.进一步地，第一丝杆4的一端贯穿外架1的一侧内壁焊接有主动轮6，外架1的两侧内壁之间通过轴承连接有第二丝杆5，第二丝杆5通过螺孔35与另外一个连接块3螺纹连接，第二丝杆5的一端贯穿外架1的一侧内壁焊接有从动轮7，主动轮6和从动轮7之间传动连接有第一同步带8，利用第一同步带8使得第一丝杆4和第二丝杆5能够进行同步转动，进而使得夹持机构16进行横向运动时更加的稳定。
44.进一步地，外架1的两侧内壁通过螺栓连接有两个滑轨2，两个连接块3的内部开有滑孔12，连接块3通过滑孔12与滑轨2连接，利用滑轨2使得连接块3在水平方向的移动更加的稳定。
45.进一步地，夹持机构16包括壳体25，壳体25的内部开有第二滑槽26，第二滑槽26的内部滑动连接有两个移动块27，移动块27的底部外壁一体成型有夹板30，第二滑槽26的两侧内壁之间通过轴承连接有双纹路丝杆28，双纹路丝杆28上具有螺旋方向相反的两个纹路，两个移动块27均与双纹路丝杆28通过花键连接，壳体25的一侧外壁通过螺栓连接有马达29，马达29的型号为37gb-520，马达29的输出轴一端与双纹路丝杆28通过花键连接，利用马达29带动双纹路丝杆28进行转动。
46.进一步地，两个夹板30的一侧外壁粘接有防护层31，防护层31的一侧外壁一体成型有防滑胶粒32，防护层31采用橡胶材质制成，对电池进行夹持时起到防护的作用，利用防滑胶粒32起到电池防滑的作用。
47.进一步地，外架1的底部外壁焊接有支腿11，相邻的两个支腿11之间焊接有加固杆33，支腿11之间焊接有层板38，利用层板38对电池进行支撑。
48.一种无人机电池定位用移动夹持方法，包括以下步骤：
49.s1.将电池组放置于层板38顶部任意的位置，通过控制器10控制第一伺服电机9进行转动，使得第一伺服电机9的转动带动第一丝杆4进行转动，第一丝杆4的转动带动连接块3和横梁13进行移动，同时第一丝杆4带动主动轮6进行转动，主动轮6的转动通过第一同步带8带动从动轮7进行转动，从动轮7的转动带动第二丝杆5进行转动，第二丝杆5的转动带动另外一个连接块3进行移动，进而使得横梁13两端的连接块3通过滑孔12在滑轨2上进行滑动，使得横梁13底部的夹持机构16与电池组相对应；
50.s2.通过控制器10控制第三伺服电机36进行工作，使得第三伺服电机36带动主动伞齿轮23进行转动，主动伞齿轮23的转动带动从动伞齿轮24进行转动，从动伞齿轮24的转动带动横丝杆22进行转动，横丝杆22的转动带动固定块17和夹持机构16进行移动，使得夹持机构16位于电池组的正上方；
51.s3.通过控制器10控制第二伺服电机34进行工作，使得第二伺服电机34带动其中一个竖丝杆20进行转动，进而使得竖丝杆20带动其顶部的同步轮14进行转动，同步轮14的转动通过第二同步带15带动另一个同步轮14和竖丝杆20进行转动，使得竖丝杆20通过滑块19带动升降板21进行向下移动，进而使得电池位于夹持机构16的两个夹持板之间；
52.s4.通过控制器10控制马达29进行工作，使得马达29带动双纹路丝杆28进行转动，使得双纹路丝杆28带动两个移动块27进行相互靠近，进而使得两个移动块27带动两个夹板30对电池组进行夹持。
53.本发明的工作原理为：s1.将电池组放置于层板38顶部任意的位置，通过控制器10控制第一伺服电机9进行转动，使得第一伺服电机9的转动带动第一丝杆4进行转动，第一丝
杆4的转动带动连接块3和横梁13进行移动，同时第一丝杆4带动主动轮6进行转动，主动轮6的转动通过第一同步带8带动从动轮7进行转动，从动轮7的转动带动第二丝杆5进行转动，第二丝杆5的转动带动另外一个连接块3进行移动，进而使得横梁13两端的连接块3通过滑孔12在滑轨2上进行滑动，使得横梁13底部的夹持机构16与电池组相对应；s2.通过控制器10控制第三伺服电机36进行工作，使得第三伺服电机36带动主动伞齿轮23进行转动，主动伞齿轮23的转动带动从动伞齿轮24进行转动，从动伞齿轮24的转动带动横丝杆22进行转动，横丝杆22的转动带动固定块17和夹持机构16进行移动，使得夹持机构16位于电池组的正上方；s3.通过控制器10控制第二伺服电机34进行工作，使得第二伺服电机34带动其中一个竖丝杆20进行转动，进而使得竖丝杆20带动其顶部的同步轮14进行转动，同步轮14的转动通过第二同步带15带动另一个同步轮14和竖丝杆20进行转动，使得竖丝杆20通过滑块19带动升降板21进行向下移动，进而使得电池位于夹持机构16的两个夹持板之间；s4.通过控制器10控制马达29进行工作，使得马达29带动双纹路丝杆28进行转动，使得双纹路丝杆28带动两个移动块27进行相互靠近，进而使得两个移动块27带动两个夹板30对电池组进行夹持。
54.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。