[发明专利]一种用于多旋翼无人机自动装卸货及换电无人站的装置

说明书

本发明公开了一种用于多旋翼无人机自动装卸货及换电无人站的装置，包括自动装卸装置、货箱传送装置、用于给无人机更换锂电池的无人机自动换电装置、用于将亏空电池更换为满电电池的电池仓自动换电装置和用于给换下的亏空锂电池进行及时充电的电池仓自动充电装置；自动装卸装置用于装载从无人机中卸下的料箱，并将料箱输送至货箱传送装置上；所述货箱传送装置用于将料箱输送至无人站的取货窗口，进行卸料。和现有的人工换电模式相比，本发明的自动换电站换电效率更高，全程不需要人为干预，不仅缩短了换电时间，还减少了人工成本，并且实现了自动充电技术，能及时给更换下的锂电池进行充电。

技术领域

本发明涉及一种用于多旋翼无人机自动装卸货及换电无人站的装置。

背景技术

近年来随着互联网科技的快速发展，越来越多的城市开始走智慧城市的发展道路。智慧城市的核心要素就是智能化、自动化和便捷化。在智慧城市的发展中，物流的快速发展起到了不可替代的角色。高效便捷化的物流运输系统是快速发展智慧城市的核心技术，随着人民生活水平的不断提高，人们对物流的要求也在不断提升。高效、便捷、智能等诸多要素成为了现代化物流发展的核心要素。

在发展无人机配送模式中，会遇到许多技术上的难题。目前无人机的关键技术包括航电控制系统、锂电池技术、无人机机群协作调度系统、视觉识别技术、图形跟踪技术、自动避障及起降技术等。随着科技的不断进步，对无人机的配送里程也提出更高的要求。而提高无人机的运行里程的关键技术就是发展高能量密度的锂电池，但是高密度锂电池技术发展十分困难，尤其是研发适用于长飞行距离的供电锂电池。因为无人机使用的锂电池不仅要求其具有高能量密度，并且有非常严格的重量要求。无人机最大起飞重量是根据飞机类型而恒定的，如果锂电池的重量过大，就会降低无人机的有效载重。为了解决无人机配送里程的技术问题，近年来开始发展无人机换电技术。无人机换电技术就是在无人机降落无人站后，在卸货的同时完成无人机锂电池的更换。这样一来不仅解决了无人机卸货问题，还大大提高了无人机二次配送的飞行里程。

在实际的应用中，传统的无人机在执行配送任务时往往都会受限于里程问题，由于飞行里程的制约，使得无人机的服务范围十分狭窄，不能做到周边的全覆盖式服务。例如在抗疫期间，偏远山区医院的病人需要很多医疗物资，但是由于目的地较为偏远，传统的无人机配送模式不能覆盖，此时解决的方案往往是人为驱车前往。这种服务模式虽然解决了没有时限要求的服务需求，但当出现的配送任务有时限要求时，例如需要紧急配送血液或者器官时往往就无从下手。而采用无人机全自动换电站后，无人机起飞后只需要在调度系统的指令下自动降落到途中一个换电站完成自动换电后就能快速前往偏远目的地完成配送任务。无人机配送的服务范围会随全自动换电站的设立大幅度提升，也将会有更多人享受到无人机配送模式的便捷。我们要做的不仅是实现“最后一公里”的全自动配送，还要实现的是最大化“最后一公里”的服务范围，让更多的人享受现代化的物流服务。

多旋翼无人机自动装卸货及换电无人站站能够解决无人机飞行中的里程焦虑问题，和传统的充电的模式相比较其运作效率大大提升。锂电池释放完电后往往需要很长的时间给其充电，如果每次无人机电量不足都需要返回仓库进行充电，那么势必会将无人机配送这种模式的优势大打折扣。

发明内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种用于多旋翼无人机自动装卸货及换电无人站的装置，本发明的装置主要分为四大模块：装卸货模块、货箱传送模块、自动换电模块和自动充电模块，涉及的设计内容主要包括：自动换电装置设计、可移动式自动充电电池仓设计、自动装卸货装置设计及货箱传送装置设计。装卸货和换电过程可以分为：无人机降落、货物卸载、取出无人机锂电池、锂电池进入电池仓充电、满电锂电池取出、满电锂电池装入无人机、货箱重新装入无人机、无人机上电、调度系统下发配送任务、无人机起飞，实际工作时的操作流程图如图1所示。