一种用于无人机精准定位及充换电的智能方舱的制作方法

1.本实用新型涉及续航技术领域，具体涉及一种用于无人机精准定位及充换电的智能方舱。


背景技术：

2.当前无人机已经应用到各行各业，大大减轻了劳动强度，但其续航时间短的缺点短期还无法解决，若无人机续航能力难以提升，也就意味着其执行任务的能力受限，无法发挥其最大优势，进而影响无人机产业的进一步发展。
3.同时现有的一些无人机充电平台还无法满足所有场景的业务需求，结构简单、稳定性差，恶劣环境不适应以及自动化程度差，因此急需开发出一种多场景、多用于、环境适应性强且智能化程度高的无人机续航设备。


技术实现要素：

4.本实用新型针对背景技术中的问题，基于无人机研发了一种用于无人机精准定位及充换电的智能方舱，为无人机停放保存、充换电、起飞降落等提供综合保障，保证无人机能够进行长期户外自主工作。
5.为实现上述目的，本实用新型技术解决方案如下：
6.一种用于无人机精准定位及充换电的智能方舱，包括方舱壳体，支撑所述方舱壳体的支架，位于支架内部的升降定位平台、充电单元、电池更换机构及控制模块；所述方舱壳体上设置于用于无人机进出的闸门，所述升降定位平台包括底座、升降滑台、导轨和定位装置，通过所述定位装置实现无人机定位，通过升降滑台带动无人机沿着导轨升降；所述充电单元包括设置在支架上的充电接口和设置在无人机上的充电插，实现在线充电；所述电池更换机构包括移动装置、与移动装置连接的电池夹爪、电池槽，通过移动装置将电池夹爪移动至合适位置完成电池的更换；所述控制模块用于控制方舱内各电器元件。
7.优选地，所述方舱壳体上方水平布置有平滑闸门。
8.优选地，所述升降定位平台包括底部方形平台(底座)、垂直安装于方形平台上的第一滑台、第二滑台、第一直线导轨和第二直线导轨，其中，所述第一滑台位于方形平台第一边角处，第一直线导轨和第二直线导轨位于所述第一滑台相邻第二、第三边角处，所述第二滑台位于第一滑台斜对的方形平台边中心处；所述方形平台上还设置定位装置，所述定位装置包括与所述方形平台一对边平行的第一对定位导轨和与所述方形平台另一对边平行的第二对定位导轨，所述第一对定位导轨和所述第二对定位导轨的端部分别与布置在所述方形平台四边上的传动丝杆上的转换座相连接，所述传动丝杆与所述方形平台四边中心处的驱动电机相连接。
9.优选地，所述第二对定位导轨中心处上方还设置有用于夹持所述无人机的固定夹具。
10.优选地，所述充电单元包括设置在所述第一对定位导轨中心处靠近所述无人机一
侧的充电接口、设置在所述无人机的支腿外侧与所述充电接口相匹配的充电插槽和充电蓄电池。充电接口和充电插槽在第一对定位导轨合并靠拢的过程中实现对接充电，所述充电接口一端与充电蓄电池相连、另一端则通过充电插槽向无人机电池充电。
11.优选地，所述电池更换机构的移动装置包括固定在所述支架上水平布置的第三滑台、与所述第三滑台垂直连接的第四滑台、水平且向内与所述第四滑台呈90度角连接的第五滑台，所述电池夹爪与所述第五滑台连接。
12.优选地，所述第四滑台垂直位置位于所述方形平台第四边角处。
13.优选地，所述电池槽等距离安装于第二滑台外侧。
14.优选地，所述电池夹爪还设置有舵机和激光传感器。
15.优选地，所述控制模块包括控制电路板及其上的控制元件。
16.优选地，所述支架内部还设置有空调机，起到电器元件的降温和空气除湿作用，从而延长使用寿命。
17.相对于现有技术，本实用新型有益效果如下：
18.本实用新型一种用于无人机精准定位及充换电的智能方舱实现了无人机的在线充电和自动更换电池的功能，同时解决了无人机野外充电环境恶劣的问题，具有防风、防雨、耐高温、耐潮湿、定位精准、充换电一体、多用途多场景且全自动化操作等优点。
附图说明
19.图1为本实用新型外部结构示意图；
20.图2为本实用新型智能方舱内部结构示意图。
21.图3为本实用新型智能方舱不含支架的内部结构示意图。
22.图4为本实用新型智能方舱充电单元结构示意图。
具体实施方式
23.结合附图和实施例对本发明做进一步描述，虽然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，都属本发明保护的范围。
24.如图1至图4所示，本实用新型一种用于无人机精准定位及充换电的智能方舱100，包括方舱壳体1、支撑方舱壳体1的支架2、位于支架2内部的升降定位平台3、充电单元4、电池更换机构5、空调机6及控制模块7。
25.如图1所示，方舱壳体1的上方设置有平滑闸门101，从而实现两扇闸门同时平滑打开，提高打开速度；方舱壳体1的底部还设置有用于安装固定的条形槽钢102。
26.如图2示，支架2在起到支撑的同时，也将智能方舱100的内部空间划分为设置有升降定位平台3的升降舱8、设置有电池更换机构5的电池舱9、安装有空调模块6的空调舱10和控制模块7的控制舱11。升降舱8则主要作为无人机200的升降空间，以为无人机提供起飞所需的高空环境，从而实现起飞的功能；电池舱9用于放置要更换的无人机200电池；空调舱10内则安装有制冷空调，起到电器元件的降温和空气除湿作用，从而延长使用寿命；控制舱11则放置有控制电路板及其上的控制元件。
27.如图3所示，升降定位平台3用于起降和定位无人机200，最高可以升到平滑闸门101处，最低可以降低至智能方舱100的底部。当升降定位平台 3下降时则关闭平滑闸门101，当升降定位平台3上升时则打开平滑闸门101。
28.升降定位平台3包括有方形平台301、位于方形平台301一边角处垂直布置的第一滑台302、位于第一滑台302斜对的方形平台301一边中心处垂直设置的第二滑台303以及与第一滑台302相邻的方形平台301边角处分别垂直设置的第一直线导轨304和第二直线导轨305。方形平台301由第一滑台302和第二滑台303提供动力实现上下升降，第一直线导轨304和第二直线导轨305则起到导向的作用，确保方形平台301的平稳升降，避免无人机 200晃动。
29.方形平台301上还设置有与方形平台301一对边平行的第一对定位导轨 306和与方形平台301另一对边平行的第二对定位导轨307，第一对定位导轨 306和第二对定位导轨307的端部分别与布置在方形平台301四边上的传动丝杆308上的转换座309相连接，传动丝杆308与方形平台301四边中心处的驱动电机310相连接。
30.具体地，驱动电机310驱动传动丝杆308转动，从而驱动转换座309沿丝杆308方向运动，然后转换座309再驱动第一对定位导轨306和第二对定位导轨307做向内合并运动或向外分离运动。合并运动过程中推动无人机200 向方形平台301中心位置靠拢，从而实现定位的操作；分离运动则使得第一对定位导轨306和第二对定位导轨307的导轨向方形平台301的四边扩散运动，从而等待下一次合并靠拢的定位操作。
31.第二对定位导轨307中心处上方还设置有用于夹持无人机200的固定夹具311，从而固定住无人机200，防止后续电池更换时出现晃动不稳的情况，确保更换电池平稳过渡。
32.如图4所示，充电单元4包括设置在第一对定位导轨306中心处靠近无人机200一侧的充电接口401、设置在无人机200的支腿外侧与充电接口401 相匹配的充电插槽402和充电蓄电池403。充电接口401和充电插槽402在第一对定位导轨306合并靠拢的过程中实现对接充电，充电接口401一端与充电蓄电池403相连、另一端则通过充电插槽402向无人机200电池充电。
33.如图3所示，电池更换机构5包括固定在支架2上水平布置的第三滑台 501、垂直与第三滑台501相连接的第四滑台502、水平且向内的与第四滑台 502呈90度角连接的第五滑台503、与第五滑台503连接的电池夹爪504以及电池槽505。
34.第三滑台501、第四滑台502和第五滑台503相互垂直，构成了一个具有三个方向自由度的运动机构，可以将电池夹爪504送至三维空间的任何位置，进一步依托电池夹爪504上的舵机506和激光传感器507实现精准控制，可以准确无误地将无人机200上的低电量电池拆卸下来放置在电池槽505中并将满电量电池安装至无人机200上，从而实现无人机更换电池的全自动化。
35.本实用新型设计在线充电和电池更换两种结构模式，当长时间作业时，无人机回到智能方舱进行更换电池后在继续作业，可以有效提高续航能力；当短时间或任务结束后，直接在智能方舱进行充电。可以满足对不同的任务需求。
36.本实用新型空调机用于维持方舱内温度在10-30
°
之间，当温度过高时，通过设置在方舱内的温度传感器感应，并将信号传送至控制模块，通过控制模块控制空调启动进行制冷，以延长电池使用寿命。
37.综上，本实用新型达到了预期效果。
38.结合这里披露的本实用新型的说明和实践，本实用新型的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本实用新型的真正范围和主旨均由权利要求所限定。