1.本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机电池更换装置。
背景技术：
2.目前无人机已广泛用于电力线路和设备日常巡视巡检，但由于电池容量和电池负重的问题，无人机不能实现长时间飞行，需要不断更换电池，以保证无人机的正常工作。但是更换电池过程中，要取出无人机电池，导致无人机关闭。因此，在换完电池后，需要重新人工开机，开机重连gps往往需要等待几分钟至十几分钟，不仅增加了操作人员的工作量，而且耗费时间长、工作效率低。
3.因此，亟需一种无人机电池更换装置，以解决上述问题。
技术实现要素：
4.本发明的目的在于提供一种无人机电池更换装置，以实现无人机不关机更换电池，可省去每次更换电池后重新对无人机设置的时间，提高工作效率。
5.如上构思，本发明所采用的技术方案是：
6.一种无人机电池更换装置，包括：
7.换电平台，所述换电平台上设置有电池仓、充电部和固定装置，所述固定装置被配置为能够在无人机位于预设位置时固定所述无人机，所述充电部被配置为能够为位于预设位置的所述无人机充电，所述电池仓被配置为能够为放置于所述电池仓内的电池充电；
8.换电装置，设置于所述换电平台上，所述换电装置被配置为能够同时将所述无人机内的电池取出并放置于所述电池仓内，以及将所述电池仓内的电池取出并放置于无人机内，所述换电装置包括转换机构和两个相对设置的夹取机构，两个所述夹取机构均转动连接于所述转换机构。
9.可选地，所述转换机构包括固定件、旋转件和两个升降气缸，所述固定件设置于所述换电平台上，所述升降气缸通过所述旋转件转动连接于所述固定件，且一个所述升降气缸的输出端连接于一个所述夹取机构，另一个所述升降气缸的输出端连接于另一个所述夹取机构。
10.可选地，所述夹取机构包括依次连接的连接组件、移动组件和夹取组件，所述连接组件连接于所述升降气缸的输出端，所述移动组件能够相对所述连接组件移动，所述夹取组件能够在所述移动组件的带动下靠近或远离所述无人机或所述电池仓，且所述夹取组件被配置为能够在靠近所述无人机时夹取所述无人机内的电池，或靠近所述电池仓时夹取所述电池仓内的电池。
11.可选地，所述连接组件包括连接板、连接杆和传动杆，所述移动组件包括移动框和铰接于移动框上的螺母，所述连接板连接于所述升降气缸的输出端，所述连接杆和所述传动杆均一端连接于所述连接板，另一端穿设于所述移动框；
12.所述传动杆的一端转动连接于所述连接板，所述传动杆的另一端设有螺纹，所述
螺母穿设于所述传动杆的另一端，以使所述移动框能够在所述传动杆上移动。
13.可选地，所述夹取组件包括两个相对设置的夹持部，每个所述夹持部均包括驱动件、夹持块和铰接件，所述驱动件设置于所述移动框上，所述夹持块通过所述铰接件连接于所述驱动件的输出端。
14.可选地，所述铰接件包括弹簧、第一铰接部和第二铰接部，所述第一铰接部和所述第二铰接部相对设置于所述夹持块的两侧，且通过至少两个穿设杆连接，所述弹簧沿垂直于所述穿设杆的轴向方向设置，且所述弹簧的两端分别连接于不同的所述穿设杆上，所述弹簧靠近所述夹持块的一端靠近所述传动杆设置；
15.所述第一铰接部和所述第二铰接部均包括两列铰接的连杆，且两列铰接的连杆均是一端连接于所述驱动件，另一端连接于所述夹持块，所述穿设杆穿设于所述第一铰接部和所述第二铰接部中远离所述传动杆的铰接的连杆。
16.可选地，所述夹持块上设置有感应组件，所述感应组件信号连接于所述升降气缸，所述感应组件被配置为能够检测所述无人机的电池的位置，以使所述升降气缸带动所述夹取机构在竖直方向移动，所述感应组件被配置为当未检测到所述无人机的电池的位置时，所述升降气缸按照预设程序带动所述夹取机构在竖直方向移动。
17.可选地，所述无人机电池更换装置还包括控制组件，所述控制组件被配置为能够在所述夹取机构夹紧所述无人机内的电池和所述电池仓内的电池后，驱动所述旋转件转动。
18.可选地，所述无人机电池更换装置还包括保护罩，所述换电平台位于所述保护罩内，所述保护罩能够打开以将所述换电平台外露，所述保护罩外设置有检测组件，所述检测组件被配置为能够检测所述无人机的位置，且在所述无人机进入预设范围内打开所述保护罩。
19.可选地，所述无人机电池更换装置还包括支撑组件，所述支撑组件包括多个支腿和设置于所述支腿上的水平仪，所述支腿被配置为支撑所述换电平台，所述水平仪被配置为能够使所述换电平台保持水平设置。
20.本发明的有益效果为：
21.本发明提出的无人机电池更换装置包括换电平台和换电装置，换电平台用于停放和固定无人机，以及提供可供无人机更换的电池，而换电装置则用于取出无人机上的电池并为无人机更换上有电的电池。为实现此目的，换电平台上设置有电池仓和固定装置，其中电池仓能够为放置于电池仓内的电池充电，而固定装置则用于当无人机停靠于预设位置时固定无人机，以为后续工作作准备。另外，为实现无人机更换电池时不停电，换电平台上还设有充电部，当无人机位于预设位置后，即可采用换电部为无人机充电，以保证无人机更换电池时不会断电关机，不必在更换电池完成后重新设置，提高工作效率。进一步的，换电装置也设置于换电平台上，利用换电装置即可同时将无人机内的电池取出并放置于电池仓内，以及将电池仓内的电池取出并放置于无人机内，为实现此目的，换电装置包括转换机构和两个相对设置的夹取机构，且这两个夹取机构均转动连接于转换机构，以此实现电池从无人机到电池仓、从电池仓到无人机的转移过程，既保证了对无人机电池的更换，也保证了更换下的电池可及时进入电池仓充电，以备后续使用。
附图说明
22.图1是本发明实施例提供的无人机电池更换装置第一视角的结构示意图(无保护罩)；
23.图2是本发明实施例提供的无人机电池更换装置第二视角的结构示意图(无保护罩)；
24.图3是本发明实施例提供的无人机电池更换装置的局部放大图(无保护罩)；
25.图4是本发明实施例提供的无人机电池更换装置的结构示意图。
26.图中：
27.1、换电平台；2、电池仓；3、固定装置；4、支撑组件；
28.5、转换机构；51、固定件；52、旋转件；53、升降气缸；
29.6、夹取机构；
30.61、连接组件；611、连接板；612、连接杆；613、传动杆；
31.62、移动组件；621、移动框；622、螺母；
32.63、夹取组件；631、驱动件；632、铰接件；633、夹持块；
33.64、感应组件；
34.7、保护罩。
具体实施方式
35.为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
36.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
37.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
38.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
39.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
40.为解决无人机在使用过程中更换电池时需要关机，而后还需重启并重新设置等问
题，避免因此增加操作人员的工作量，耗费时间。本实施例提供一种无人机电池更换装置，实现无人机不关机更换电池，节省无人机长时间飞行充电所花费的时间，大大提升操作人员的工作效率。
41.如图1和图2所示，本实施例提供的一种无人机电池更换装置，包括换电平台1和换电装置，换电平台1不仅为需要换电的无人机提供降落平台和备用电池，而且能满足无人机的充电需求，而换电装置即可将换电平台1上的备用电池与无人机上的电池进行交换。具体地，换电平台1上设置有电池仓2、充电部和固定装置3，当无人机需要更换电池时，需要在操作人员的操控下飞行至换电平台1上的预设位置，而当其飞至预设位置后，将触发固定装置3，以将无人机固定于换电平台1上。
42.可选地，换电平台1上设置有降落轨道，无人机在降落过程中，应下降到该降落轨道上，降落轨道上设置有重力感应器，当无人机降落后，重力感应器检测到预设值范围内的重力变化即可触发固定装置3，以从无人机的两侧固定无人机。可选地，降落轨道上设有限位件，可避免无人机滑出降落轨道。当无人机被固定好后，其也位于预设位置，即可利用充电部给无人机进行充电。可选地，充电部具有磁吸插头，当其启动充电且距离无人机金属触头较近时，即可自动连接无人机电池金属触头以实现双电层供电。当前述准备工作完成后，即可正式开始对无人机进行更换电池的操作，其中电池仓2内储备有多块适用于无人机的电池，且电池仓2能够对电池进行充电。
43.如图1所示，换电装置设置于换电平台1上，且位于固定装置3与电池仓2之间，换电装置能够同时将无人机的电池取出并放置于电池仓2内，以及将电池仓2内的电池取出并放置于无人机上。本实施例中，换电装置包括转换机构5和两个相对设置的夹取机构6，两个夹取机构6均转动连接于转换机构5。在使用过程中，一个夹取机构6夹取电池仓2内的电池，则另一个夹取机构6夹取无人机内的电池，当两者夹取完毕后，则转换机构5启动，带动夹取机构6转动，以使两个夹取机构6实现180
°
的转动，将夹取电池仓2内的电池的夹取机构6转动至无人机一侧，而将夹取无人机内的电池的夹取机构6转动至电池仓2一侧。
44.具体地，转换结构包括固定件51、旋转件52和两个升降气缸53，如图1所示，固定件51设置于换电平台1上，而升降气缸53通过旋转件52转动连接于固定件51，另外，一个升降气缸53的输出端连接于一个夹取机构6，另一个升降气缸53的输出端连接于另一个夹取机构6。可选地，为实现旋转件52的能够带动升降气缸53转动这一功能，旋转件52包括电机和旋转板，旋转板连接于电机的输出轴，当电机的输出轴转动时，即可带动旋转板转动。可选地，电机设置于固定件51上。可选地，固定件51内可设置安装腔，可将电机设置于该安装腔内，而电机的输出轴伸出该安装腔而连接于旋转板。
45.当然，为保证电池的适时启动，本实施例提供的无人机电池更换装置还包括控制组件，控制组件能够在夹取机构6夹紧电池后驱动电机转动，以带动旋转件52转动。可选地，控制组件包括压力传感器，压力传感器设置于夹取机构6抵接电池的抵接面，当电池被夹紧时，抵接面将会受到一定的压力，而当压力传感器检测到该压力到达预定值时，控制组件即会控制电机启动。基于本实施例中，电池仓2和固定装置3位置的设置，每次电机启动，即会使旋转件52带动夹取机构6转动180
°
，而后夹取机构6再进行下一次的夹取动作。
46.而夹取机构6包括依次连接的连接组件61、移动组件62和夹取组件63，如图3所示，连接组件61连接于升降气缸53的输出端，移动组件62能够相对连接组件61移动，夹取组件
63则能够在移动组件62的带动下靠近或远离无人机或电池仓2。另外，夹取组件63具有的夹取功能使得其能够在靠近无人机时夹取无人机内的电池，或靠近电池仓2时夹取电池仓2内的电池。本实施例中，夹取机构6的工作顺序应是，当升降气缸53带动连接组件61移动至电池所在的平面时，移动组件62即相对连接组件61向靠近电池的一侧移动，此时也带动夹取组件63靠近电池，而后夹取组件63夹住电池。当夹取组件63夹住电池后，移动组件62向远离电池的一侧移动，此时电池即可被从无人机或者电池仓2内取出。
47.可选地，连接组件61包括连接板611、连接杆612和传动杆613，而移动组件62包括移动框621和铰接于移动框621上的螺母622，连接板611连接于升降气缸53的输出端，连接杆612和传动杆613均一端连接于连接板611，另一端穿设于移动框621，传动杆613一端转动连接于连接板611，另一端设有螺纹，螺母622穿设于传动杆613的另一端，以使移动框621能够在所述传动杆613上移动。可以理解的，连接杆612和传动杆613均穿过连接板611和移动框621设置，这使得移动框621只能在连接杆612和传动杆613上相对移动，而不能相对转动。在此设置之下，将传动杆613的一端设置电机，以使传动杆613转动设置，而传动杆613通过轴承穿过移动框621后，传动杆613的另一端设置螺纹，螺母622穿设于具有螺纹的这一段传动杆613上。当传动杆613被电机驱动转动时，螺母622即可在传动杆613的螺纹段移动。而本实施例中，螺母622铰接于移动框621，螺母622的移动则必将带动移动框621相对于连接板611移动，以此实现移动框621靠近或远离连接板611这一动作。
48.为实现夹取组件63对电池的夹取功能，在移动框621带动夹取组件63靠近电池后，夹取组件63即应做出夹电池的这一动作，为实现该目的，夹取组件63包括两个相对设置的夹持部，可以理解的，在需要夹电池的时候，两个夹持部相对靠近，而在放置电池时两个夹持部相对远离，即可将电池从夹取组件63上放下。具体地，每个夹持部均包括驱动件631、夹持块633和铰接件632，驱动件631设置于移动框621上，夹持块633通过铰接件632连接于驱动件631的输出端。可选地，驱动件631为直线气缸，直线气缸为活塞在缸内进行直线往复运动的气动元件，铰接件632连接于直线气缸的输出端，即可实现直线移动，即直线气缸工作时，两个相对设置的夹持部的铰接件632即可在直线气缸的驱动下相互靠近，也即连接铰接件632的夹持块633相互靠近，以夹持电池。
49.另外，需要说明的是铰接件632的具体结构，为保证铰接件632既能够带动夹持块633移动至电池处后，对电池具有一定的夹紧力，同时也避免夹紧力过大损坏电池。本实施例中，铰接件632包括弹簧、第一铰接部和第二铰接部，第一铰接部和第二铰接部相对设置于夹持块633的两侧，如图3中所示，第一铰接部位于第二铰接部上方，两者结构一致，以保证对夹持块633施加的力更加均匀。而且两个间隔设置的第一铰接部和第二铰接部通过至少两个穿设杆连接，弹簧沿垂直于连杆的轴向方向设置，且弹簧的两端分别连接于不同的穿设杆上，弹簧靠近夹持块633的一端靠近传动杆613设置。具体地，第一铰接部和第二铰接部均包括两列铰接的连杆，且两列铰接的连杆均是一端连接于驱动件631，另一端连接于夹持块633，穿设杆穿设于第一铰接部和第二铰接部远离传动杆613的铰接的连杆。可选地，如图3所示，本实施例中，每列铰接的连杆是由两个连杆铰接而成，且每个铰接部设有两个穿设杆，一个穿设杆穿设一个连杆设置。而且两列铰接的连杆连接于夹持块633的一端，相比连接于驱动件631的一端距离更近，以此形成类似于三角形的结构，也正是因为铰接的连杆形成的类似三角形的结构，使得相对设置的两个抵接部上，连接于穿设杆上的弹簧，其延伸
方向能够相交，使得弹簧对铰接部有靠近传动杆613方向的力，以此实现对电池的夹紧力。可选地，每个铰接部上的弹簧的个数可依据所选用的弹簧的扭力决定。
50.进一步地，夹持块633上设置有感应组件64，可以理解的，感应组件64用以感应电池所在的位置，以实现夹取机构6的智能夹取。可选地，感应组件64为红外感应装置，其能够通过温度识别电池所在的位置，在无人机使用过程中，无人机电池的温度要远高于无人机本体其他部件的温度。可选地，感应组件64信号连接于升降气缸53，因此，当红外感应装置根据温度识别到无人机电池所在的位置后，即可驱动升降气缸53移动，以将夹取机构6移动至电池所在的平面。而当感应组件64未检测到高于设定温度的无人机的电池时，则信号传输至升降气缸53，以使升降气缸53按照预设程序带动夹取机构6在竖直方向移动。
51.上述关于感应组件64和升降气缸53的设置主要和无人机更换电池的流程有关。可知的，作为电池仓2，其最好具有储备多块电池的能力，以实现对多个无人机或者多次更换电池需求。在更换电池的时候，位于无人机这一侧的夹持块633上的感应装置，通过温度识别出无人机电池所在的位置，则其将信号传输于连接该侧夹取机构6的升降气缸53，升降气缸53在竖直方向移动，以将夹持块633送至无人机电池所在的平面，而后移动框621相对连接板611移动，驱动夹持块633夹住电池。而位于电池仓2这一侧的夹持块633上的感应装置，通过温度未能识别出无人机电池所在的位置，则将信号传输于连接该侧夹取机构6的升降气缸53，升降气缸53即按照预设程序带动夹取机构6在竖直方向移动，以将夹持块633送至电池仓2某一个电池所在的平面，而后移动框621相对连接板611移动，驱动夹持块633夹住该电池。
52.需要说明的是，升降气缸53的预设程序可以理解为，如图1所示，在电池仓2设置有四格储存电池，分别为从上至下，则为保证放置于电池仓2内的电池具有足够的充电时间，且保证每次更换电池取出充电仓内某一格的电池后，会将从无人机上取出的电池再重新放置于该格。则预设程序应为，当位于电池仓2一侧的夹取机构6，其竖直方向的移动方式为从上至下，即第一更换电池时，先取电池仓2内第一层的电池，且被刚换下的电池再放回第一层，在第二次更换电池时，则取电池仓2内第二层的电池，且被刚换下的电池再放回第二层，当第五次更换电池时，则再取电池仓2内第一层的电池，且被刚换下的电池再放回第一层。以此循环往复。
53.更进一步地，为保证设备及人员的人身安全，如图4所示，本实施例提供的无人机电池更换装置还包括保护罩7，该保护罩7在不对无人机进行更换电池操作时，则罩设于换电平台1上，以保护设备，而在需要对无人机进行更换电池操作时，则打开以使换电平台1外露。具体地，保护罩7外设置有检测组件，检测组件用于检测无人机的位置，且在无人机进入预设范围内打开保护罩7。可选地，检测组件为雷达感应装置，其可识别无人机距离该无人机电池更换装置的距离，通过无人机飞行时产生的声音频率，以判断无人机距离保护罩7的远近，同时可有效避免错误识别。可选地，本实施例中保护罩7为两侧开门机构，可实现保护罩7的快速开合，同时打开过程中占据空间更小。
54.可选地，在其他一个实施例中，也可以将保护罩7设置为通过遥控进行开关。当操作人员操纵无人机靠近无人机电池更换装置时，可按动保护罩7的遥控按钮，以开启保护罩7。
55.另外，因为目前无人机已广泛运用于电力线路和设备的日常巡检，则在野外作业
时，有时地势不够平坦，则为了无人机更好的停降，本实施例提供的无人机电池更换装置还包括支撑组件4，所述支撑组件4包括多个支腿和设置于支腿上的水平仪，多个支腿连接于换电平台1未设置固定装置3的一侧，用以支撑换电平台1，而水平仪的作用则是为了缓解不平坦的地势对换电平台1位置的影响，避免地势问题影响夹取机构6等的工作精度。在设置水平仪之后，即可使换电平台1能够保持水平设置。可选地，支腿抵接地面的一侧设置有滚轮，方便无人机电池更换装置的移动。
56.以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。