[发明专利]一种基于光流定位的无人机空中电池更换系统

说明书

本发明公开了一种基于光流定位的无人机空中电池更换系统。本发明包括无人子机、电池更换平台、无人母机。电池更换平台包括壳体、舵机、接触式滑道电极正极、接触式滑道电极负极、第一长形电磁铁、第二长形电磁铁、曲柄推板机构，电池更换平台整体用支柱固定在无人母机上部。本发明中，无人子机驱动电磁铁携带电池，由光流模块稳定悬停在无人机母机上空，此时无人母机受到无人子机的飞行气流影响小，可通过切换无人子机上电磁铁的通电状态协同无人机飞行动作更换电池。电池由电池更换平台操作运动到合理位置，过程中无人母机不失电并保持悬停。本发明通过对无人母机更换电池，提供了无人机长时间空中工作的可能性，拓宽了无人机的使用场景。

技术领域

本发明属于多旋翼无人机技术领域的一种无人机空中电池更换系统，具体涉及了一种基于光流定位的无人机空中电池更换系统。

背景技术

无人机技术在抢险救灾、侦察、物流等方面具有广阔的应用场景，但如今的无人机技术受到电池技术的制约，电池容量不足以支撑无人机长时间连续工作，从而限制了无人机技术的发展与应用。因此，在电池技术难以取得突破的前提下，亟需提出一种有效提高无人机续航能力的方法。

目前也有许多专利提出了一些空中电池更换的方法与结构，但均未考虑到上置无人机对下置无人机的风力干扰，使下置无人机难以保持稳定，给更换电池过程带来困难，且大多更换机构复杂，增加了无人机负载，缩短续航时间。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种基于光流定位的无人机空中电池更换系统，能够通过更换无人机机载电池的方法实现无人机长时间的连续工作，从而释放无人机的应用潜力。

为实现发明目的，技术方案如下：

本发明包括无人子机和无人母机，无人子机设置在无人母机上方并为无人母机提供更换电池；

所述无人子机包括小型无人机、光流模块、连接柱、机载电磁铁和更换电池；小型无人机下固定安装有连接柱，连接柱下固定安装有机载电磁铁，机载电磁铁下吸附有更换电池，小型无人机下还固定安装有光流模块，光流模块用于定位无人母机；

所述无人母机包括机载电池、电池更换平台和大型无人机；机载电池放置在电池更换平台中并机载电池为大型无人机供电，电池更换平台固定安装在大型无人机上，光流模块的定位，使得小型无人机飞至电池更换平台上方，机载电磁铁释放更换电池至电池更换平台内，然后机载电磁铁吸附走机载电池，电池更换平台内的更换电池为大型无人机供电，实现无人母机的电池更换。

所述电池更换平台包括壳体、舵机、接触式滑道电极正极、接触式滑道电极负极、第一长形电磁铁、第二长形电磁铁、曲柄推板机构、接触式圆形电极正极和接触式圆形电极负极；

壳体的下表面与大型无人机固定连接，壳体的上端设置为敞口，壳体中设置有一块可移动侧板，可移动侧板的内侧的壳体上表面放置有机载电池，可移动侧板的外侧的壳体上表面固定安装有舵机，舵机通过曲柄推板机构与可移动侧板的外侧连接；舵机驱动曲柄推板机构将可移动侧板向壳体的内部移动，使得机载电池夹紧在壳体内；

壳体内的上表面依次固定安装有第一长形电磁铁、接触式滑道电极负极、接触式滑道电极正极和第二长形电磁铁，第一长形电磁铁、接触式滑道电极负极、接触式滑道电极正极和第二长形电磁铁之间平行且间隔布置，壳体内远离可移动侧板的上表面还固定安装有接触式圆形电极正极和接触式圆形电极负极，接触式圆形电极正极与接触式滑道电极正极间隔布置，接触式圆形电极负极与接触式滑道电极负极间隔布置，机载电池的底面与接触式圆形电极正极与接触式滑道电极正极电连接，接触式滑道电极负极、接触式滑道电极正极、接触式圆形电极负极和接触式滑道电极负极均与大型无人机电连接。