1.本实用新型涉及无人机配套装置技术领域，尤其涉及一种无人机电池自动更换装置。


背景技术：

2.无人驾驶飞机是一种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机，也可以由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。无人驾驶飞机简称无人机，英文缩写为uav。
3.无人机上需要设置电池或者充电设备，为无人机的各个部件提供电能。其中，使用充电设置为无人机充电时，无人机需要长时间停放在充电平台上，影响使用效率，不够便捷。
4.当使用电池时，通常需要采用特殊粘接件粘结或者捆绑的方式来实现电池与无人机主体之间的固定。由于电池具有一定的重量，所以对粘结或捆绑结构的强度要求较高，导致粘结材料用量较多或捆绑耗时较长；粘结或捆绑的连接方式抗震动的能力较差，在飞行过程中由于气流或者其它外界因素经常会导致无人机产生震动或者颠簸，此时电池容易松脱，具有一定危险性。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提出一种电池组件安装更牢固的无人机电池自动更换装置。
6.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.一种无人机电池自动更换装置，包括设置在无人机上的安装插座、与所述安装插座相配合的电池组件、以及用于夹持搬运所述电池组件的机械手组件，所述安装插座上设置有母头和公头两者中的一者、以及用于固定所述电池组件的固定架，所述电池组件上设置有所述母头和所述公头中的另一者，所述机械手组件上设置有夹持件和用于驱动所述夹持件移动的驱动装置。
8.特别是，所述安装插座上设置有用于阻止所述电池组件从所述固定架中脱出的限位锁扣。
9.特别是，所述驱动装置包括x轴机械臂、y轴机械臂和z轴机械臂，所述x轴机械臂设置在所述z轴机械臂上且能在所述z轴机械臂的驱动下沿z轴方向移动，所述y轴机械臂设置在所述x轴机械臂上且能在所述x轴机械臂的驱动下沿x轴方向移动，所述夹持件设置在所述y轴机械臂上且能在所述y轴机械臂的驱动下沿y轴方向移动。
10.特别是，所述机械手组件上还设置有用于驱动所述夹持件伸缩以及开合的夹持动力源，所述夹持动力源设置在所述y轴机械臂上。
11.特别是，所述无人机电池自动更换装置还包括多个用于为所述电池组件充电的电池仓。
12.特别是，所述无人机电池自动更换装置还包括用于停放所述无人机的停机坪。
13.特别是，所述停机坪包括底面以及分别沿所述底面两侧边斜向上延伸的两个支撑面，所述底面和所述支撑面之间的夹角为钝角。
14.特别是，所述停机坪上还设置有传感器支架。
15.特别是，所述无人机电池自动更换装置还包括底座框架，所述驱动装置和所述停机坪分别设置在所述底座框架上。
16.特别是，所述底座框架的下方设置有万向轮。
17.本实用新型无人机电池自动更换装置包括设置在无人机上的安装插座、与安装插座相配合的电池组件、以及用于夹持搬运电池组件的机械手组件，利用安装插座来固定连接电池组件，整体结构连接更稳定且抗震能力强，在无人机高速飞行、各种角度偏转或翻滚、以及遇到气流等过程中，电池组件不会轻易从安装插座中脱出，使用更安全，解决了现有结构中电池组件容易脱落的问题；电池组件和安装插座之间通过公头和母头的配合实现连接，拆装更方便，连接结构更稳定，能有效节省时间和人力，从而提高无人机的巡检效率。
附图说明
18.图1是本实用新型具体实施方式提供的无人机电池自动更换装置的结构示意图；
19.图2是本实用新型具体实施方式提供的无人机电池自动更换装置的主视图；
20.图3是本实用新型具体实施方式提供的无人机电池自动更换装置的左视图；
21.图4是本实用新型具体实施方式提供的安装插座的结构示意图；
22.图5是本实用新型具体实施方式提供的电池组件的结构示意图；
23.图6是本实用新型具体实施方式提供的夹持件的结构示意图。
24.图中：
25.1、无人机；2、安装插座；3、电池组件；5、电池仓；6、停机坪；7、底座框架；21、母头；22、固定架；23、限位锁扣；31、公头；41、夹持件；42、x轴机械臂；43、y轴机械臂；44、z轴机械臂；45、夹持动力源；46、置物平台；61、传感器支架；71、万向轮。
具体实施方式
26.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
27.本实施方式公开一种无人机电池自动更换装置，用于自动将无人机上的待充电电池更换为已充电完毕的电池，无需人工操作。如图1至图6所示，该无人机电池自动更换装置包括安装插座2、电池组件3和机械手组件，其中，安装插座2设置在无人机1上，电池组件3能插入安装插座2中以为无人机1供电，机械手组件用于夹持搬运电池组件3。具体的，安装插座2上设置有母头21以及用于固定电池组件3的固定架22，电池组件3上设置有与母头21相配合的公头31，机械手组件上设置有夹持件41和用于驱动夹持件41移动的驱动装置。当然，也可以将公头31设置在安装插座2上且母头21设置在电池组件3上，使用效果是相同的。其中，公头31优选为xt90的插头，母头21优选为xt90插头对接。
28.该无人机电池自动更换装置使用安装插座2来固定连接电池组件3，整体结构连接更稳定且抗震能力强，在无人机1高速飞行、各种角度偏转或翻滚、以及遇到气流等过程中，电池组件3不会轻易从安装插座2中脱出，使用更安全；电池组件3和安装插座2之间通过公
头31和母头21的配合实现连接，拆装更方便，连接结构更稳定，能有效节省时间和人力，从而提高无人机1的巡检效率。
29.安装插座2固定电池组件3的具体方式不限，使用过盈配合等任何一种能令电池组件3不易从安装插座2中脱出的方法均可。优选的，安装插座2上设置有用于阻止电池组件3从固定架22中脱出的限位锁扣23，限位锁扣23设置在固定架22的开口端出。限位锁扣23闭合时能抵接在电池组件3的外端，限制电池组件3朝外移动；限位锁扣23开启后，电池组件3可自由地朝外移动，实现电池组件3的安装和拆卸。
30.驱动装置的具体结构不限，能带动夹持件41在三维空间中移动即可。优选的，驱动装置包括x轴机械臂42、y轴机械臂43和z轴机械臂44，x轴机械臂42设置在z轴机械臂44上且能在z轴机械臂44的驱动下沿z轴方向移动，y轴机械臂43设置在x轴机械臂42上且能在x轴机械臂42的驱动下沿x轴方向移动，夹持件41设置在y轴机械臂43上且能在y轴机械臂43的驱动下沿y轴方向移动。即，夹持件41能在x轴机械臂42、y轴机械臂43和z轴机械臂44的共同带动下沿三维坐标(x、y和z)移动至目标位置处，实现电池组件3的取放和拆装。
31.夹持件41与电池组件3之间的连接关系不限，可以将电池组件3的宽度设计成略大于夹持件41的宽度，则电池组件3穿设进入夹持件41后两者之间形成卡接关系；优选的，还可以设置夹持动力源45，利用夹持动力源45驱动夹持件41的伸缩以及开合，无论电池组件3的形状和尺寸如何变化，夹持件41均可稳定地抓取和搬运电池组件3。夹持动力源45优选设置在y轴机械臂43上，夹持件41连接在夹持动力源45的头端；夹持动力源45可以为但不限于为电机、气缸或液压缸。
32.在上述结构的基础上，无人机电池自动更换装置还包括多个用于为电池组件3充电的电池仓5，能连续为多架无人机1更换电池组件3。从无人机1上拆卸下来的电量不足的电池组件3可以直接放入电池仓5中充电，在电池仓5中已充电完毕的电池组件3随时可以取出并安装到无人机1上，使用更方便，电池组件3更换效率高。
33.在上述结构的基础上，为了令无人机1更换电池组件3过程中得更稳定，无人机电池自动更换装置还包括用于停放无人机1的停机坪6。停机坪6包括底面以及分别沿底面两侧边斜向上延伸的两个支撑面，底面和支撑面之间的夹角为钝角，当所停放的无人机1的尺寸发生改变时无需更换停机坪6，倾斜设置的支撑面可以容许不同尺寸规格的无人机1选择合格的宽度停放。
34.为了避免无人机1降落已经调整位置时从停机坪6上脱落或者撞击到停机坪6上，在停机坪6上优选设置传感器支架61，令无人机1能清楚准确地知道停机坪6的位置以及停机坪6的边界，从而令无人机1能准确地停在合适的位置处。
35.停机坪6的具体安装位置不限，优选的，无人机电池自动更换装置还包括底座框架7，驱动装置和停机坪6分别设置在底座框架7上。底座框架7的下方设置有万向轮71，可以根据需要将整个无人机电池自动更换装置移动到适宜位置处，使用更方便灵活。
36.使用方法：
37.该无人机电池自动更换装置可以使用独立的机械手抓取电池组件3并有夹持件41负责将电池组件3安装入安装插座2中，也可以直接使用夹持件41从电池仓5中抓取电池组件3。本实施方式中以夹持件41为例说明该无人机电池自动更换装置的使用方法。
38.无人机1降落在停机坪6上，夹持件41在x轴机械臂42、y轴机械臂43和z轴机械臂44
共同作用下移动至无人机1的安装插座2的下方，开启限位锁扣23；夹持件41移动至安装插座2开口端处，夹住电池组件3并向外拔出，直至电池组件3随夹持件41移动到置物平台46上，置物平台46设置在y轴机械臂43上；x轴机械臂42、y轴机械臂43和z轴机械臂44共同作用将置物平台46移动至空的目标电池仓5，夹持件41沿着置物平台46前推，将拆卸下来的电池组件3推入该电池仓5中，开始充电；夹持件41被移动至装有满能的电池组件3的电池仓5处，夹持件41从该电池仓5中夹取出满能的电池组件3，夹持动力源45控制夹持件41后退直至该电池组件3被放置在置物平台46上；夹持件41移动至安装插座2开口端处，将置物平台46上的电池组件3推入安装插座2中；夹持件41移动至无人机1的安装插座2的下方，扣合限位锁扣23；夹持件41复位。
39.注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用的技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。