[发明专利]一种无人机电池更换系统及闭环自动控制方法

说明书

本发明涉及一种无人机电池更换系统及闭环自动控制方法，包括无人机平台、抓取机构、电池更换机构、充电舱A、充电舱B、控制电路板，所述抓取机构、电池更换机构位于无人机平台的一侧，所述抓取机构包括机械爪、Z轴旋转模组、Y轴模组、X轴模组，所述充电舱固定装配在充电舱支架上。本系统为自动闭环换电池系统，抓取机构的机械爪实现取放电池，将电池移动到充电位置或者无人机停放位置，电池更换机构的设置与抓取机构相配合，能够节省设备的占地空间，并且可根据电池的舱位状态，系统自动判断执行将电池放置在空位舱并将换上另一舱位的电池，无需人工判断舱位状态及选择舱位。

技术领域

本发明涉及无人机电池更换技术领域，具体涉及一种无人机电池更换系统及闭环自动控制方法。

背景技术

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机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作，目前无人机分为军用、民用两个大类，民用方面主要体现在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用。

续航时间是无人机最重要的性能指标之一，能够直接表明无人机充电一次后的持久作战或持久飞行的能力，与续航时间直接有关系的便是电池的电量，电池的电量使用长久，续航时间长；电池的电量使用时间短，续航时间短，现有的无人机在电池电量使用完毕后，到达指定地点充电，目前的充电方式大都是人工更换电池后，将更换下的电池放入充电器内进行充电，增加了人工成本，降低了其使用效率。

发明内容

为克服所述不足，本发明的目的在于提供一种无人机电池更换系统及闭环自动控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种无人机电池更换系统，包括无人机平台、抓取机构、电池更换机构、充电舱A、充电舱B、控制电路板，所述抓取机构、电池更换机构位于无人机平台的一侧；

所述抓取机构包括机械爪、Z轴旋转模组、Y轴模组、X轴模组，所述机械爪安装在Z轴旋转模组的转台上，所述Z轴旋转模组安装在Y轴模组的Z轴转台支架上，所述Y轴模组的底部固定支架装配在X轴模组的X轴滑块上，Z轴旋转模组用于带动机械爪在水平面上旋转，Y轴模组用于带动机械爪在Y轴上运动，X轴模组用于带动机械爪在X轴上运动；

所述充电舱A、充电舱B固定装配在充电舱支架上，充电舱支架装配在电池更换机构上，电池更换机构带动充电舱A、充电舱B沿Y轴方向做直线运动，所述充电舱A上安装有电池位置传感器A，充电舱B上安装有电池位置传感器B。

具体地，所述机械爪采用对开式伺服机械爪，机械爪的外壳固定安装在机械爪支架上，机械爪支架固定安装在过渡连接板上，过渡连接板固定在Z轴旋转模组的转台上。

具体地，所述Z轴旋转模组包括转台、蜗轮蜗杆组件、Z轴电机，所述转台通过转轴与蜗轮连接，蜗轮与蜗杆啮合连接，蜗杆通过蜗轮箱与Z轴电机机械连接，蜗轮蜗杆组件外设有Z轴外壳，Z轴外壳固定安装在Z轴转台支架上。

具体地，所述Y轴模组包括Y轴直线电缸、Y轴直线滑轨，所述Z轴转台支架连接在Y轴直线滑轨和Y轴直线电缸的推杆端部，Y轴直线电缸通过Y轴电缸支架固定在底部固定架上，所述底部固定架上安装有Y轴直线滑块,Y轴直线滑块装配在Y轴直线滑轨上，起到支撑稳定Y轴直线滑轨的作用，使其运行更加稳定，底部固定架装配在X轴滑块上。

具体地，所述X轴模组包括X轴滑块、X轴导轨、滚珠丝杠、X轴电机，X轴导轨、滚珠丝杠相互平行设置，所述X轴滑块装配在滚珠丝杠、X轴导轨上，所述滚珠丝杠的一端与X轴电机机械连接在一起。