CN109502016A - 空中充电无人机组及其充电用无人机以及功能型无人机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种空中充电无人机组及其充电用无人机以及一功能型无人机。充电用无人机包括一第一无人机本体、多个第一推进单元、一旋转座、一第一电池槽、一第二电池槽以及一第一连结杆。第一推进单元、旋转座以及第一连结杆均设于该第一无人机本体。第一电池槽及第二电池槽设于该旋转座。功能型无人机包括一第二无人机本体、多个第二推进单元、一第三电池槽、一电池盖以及一第二连结杆。第二推进单元、第三电池槽、电池盖以及第二连结杆均设于该第二无人机本体。

Description

空中充电无人机组及其充电用无人机以及功能型无人机
技术领域
本发明涉及一种无人机，特别是涉及一种空中充电无人机组。
背景技术
现今无人机的应用是越来越广泛，例如执行监测、侦测工作，或进行货品的输送等任务。然而，续航力不足是无人机在应用上的重要问题。若电力不足的情况发生于监测、侦测工作时，监测、侦测等工作必须被中断，而无法提供充分的监测、侦测效果。此外，若电力不足的情况发生于货品输送时，无人机也必须中断输送工作而返航，降低了货品输送的效率。
发明内容
本发明为了解决现有技术的问题而提供的一种空中充电无人机组包括一充电用无人机以及一功能型无人机。充电用无人机包括一第一无人机本体、多个第一推进单元、一旋转座、一第一电池槽、一第二电池槽以及一第一连结杆。第一推进单元设于该第一无人机本体。旋转座设于该第一无人机本体，并适于相对该第一无人机本体而自动旋转。第一电池槽设于该旋转座。第二电池槽设于该旋转座。第一连结杆设于该第一无人机本体，其中，该第一连结杆适于在一第一位置以及一第二位置之间移动。功能型无人机包括一第二无人机本体、多个第二推进单元、一第三电池槽、一电池盖以及一第二连结杆。第二推进单元设于该第二无人机本体。第三电池槽设于该第二无人机本体。电池盖设于该第二无人机本体，并以可自动移动的方式覆盖该第三电池槽。第二连结杆设于该第二无人机本体，其中，该第二连结杆适于在一第三位置以及一第四位置之间移动。当该第一连结杆位于该第一位置时且该第二连结杆位于该第三位置，该第二连结杆连接该第一连接杆，由此该功能型无人机连接该充电用无人机。
在一实施例中，该空中充电无人机组还包括一旋转单元，当该第二连接杆连接该第一连接杆时，该等第二推进单元停止提供推进力，该旋转单元将该第二无人机本体旋转并重叠该第一无人机本体。
在一实施例中，当该第二无人机本体重叠该第一无人机本体时，该等第二推进单元不重叠于该等第一推进单元。
在一实施例中，在一电池卸除状态下，该旋转座处于一第一方位，该第一电池槽对应该第三电池槽，在一电池置入状态下，该旋转座处于一第二方位，该第二电池槽对应该第三电池槽。
在一实施例中，该充电用无人机还包括一第一机械手臂以及一第二机械手臂，在该电池卸除状态下，该第一机械手臂从该第三电池槽取出一第一电池，并将该第一电池收纳于该第一电池槽之中，在该电池置入状态下，该第二机械手臂从该第二电池槽取出一第二电池，并将该第二电池置入于该第三电池槽之中。
在一实施例中，该第一电池包括一第一导电片，该第一导电片设于该第一电池的一侧面，该第一机械手臂包括多个第一电接点，当该第一机械手臂夹持该第一电池时，该第一导电片导通该等第一电接点。
在一实施例中，该第二电池包括一第二导电片，该第二导电片设于该第二电池的一底面，该第三电池槽包括多个第二电接点，当该第二电池被置入于该第三电池槽时，该第二导电片导通该等第二电接点。
在一实施例中，该充电用无人机包括一连接架，该功能型无人机包括一电磁阀、一第三导电片以及一连接槽，该第三导电片设于该连接槽，该连接架包括多个第三电接点，当该连接架伸入该连接槽而使该等第三电接点接触该第三导电片时，该等第三电接点被导通而该电磁阀据此卡合连接该连接架。
在另一实施例中，本发明另提供一种充电用无人机，适于连接一功能型无人机，包括一第一无人机本体、多个第一推进单元、一旋转座、一第一电池槽以及一第二电池槽。第一推进单元设于该第一无人机本体。旋转座设于该第一无人机本体，并适于相对该第一无人机本体而自动旋转。第一电池槽设于该旋转座。第二电池槽设于该旋转座。
在一实施例中，该充电用无人机还包括一第一连结杆，设于该第一无人机本体，其中，该第一连结杆适于在一第一位置以及一第二位置之间移动，当该第一连结杆位于该第一位置时，该第一连结杆连接该功能型无人机。
在一实施例中，充电用无人机还包括一旋转单元，当该第一连接杆连接该功能型无人机时，该旋转单元将该功能型无人机的一第二无人机本体旋转并重叠该第一无人机本体。
在又一实施例中，本发明另提供一种功能型无人机，适于连接一充电用无人机，包括一第二无人机本体、多个第二推进单元、一第三电池槽以及一电池盖。第二推进单元设于该第二无人机本体。第三电池槽设于该第二无人机本体。电池盖设于该第二无人机本体，并以可自动移动的方式覆盖该第三电池槽。
应用本发明实施例的空中充电无人机组，由充电用无人机对功能型无人机在空中进行电池置换，因此可提高功能型无人机的续航力，并可使功能型无人机正在进行的各种工作得以不被中断。
附图说明
图1为本发明实施例的空中充电无人机组的示意图；
图2A为本发明实施例的充电用无人机的细部结构的示意图；
图2B为本发明实施例的功能型无人机的细部结构的示意图；
图3A以及图3B为本发明实施例的充电用无人机与功能型无人机的空中连接过程的示意图；
图4A、图4B以及图4C为本发明实施例的充电用无人机与功能型无人机之间进一步的固定连接过程的示意图；
图5A以及图5B为本发明实施例的充电用无人机与功能型无人机之间的电池置换过程的示意图；
图6A、图6B、图6C以及图6D为本发明实施例的机械手臂取放电池的情形的示意图；
图7A为本发明实施例的电池被取出时的情形的示意图；
图7B为本发明实施例的电池被置放时的情形的示意图；
图8A为本发明实施例的充电用无人机的电路示意图；
图8B为本发明实施例的功能型无人机的电路示意图。
符号说明
U～空中充电无人机组
U1～充电用无人机
11～第一无人机本体
12～第一推进单元
13～旋转座
141～第一电池槽
142～第二电池槽
15～第一连结杆
161～连接架
162～第三电接点
171～第一机械手臂
173～第一电接点
191～控制电路
192～定位通讯模块
193～电量通讯模块
194～图像提取单元
195～充电控制器
196～马达组
197～固定电池
U2～功能型无人机
21～第二无人机本体
22～第二推进单元
241～第三电池槽
242～电池盖
243～第二电接点
25～第二连结杆
261～电磁阀
262～第三导电片
263～连接槽
291～控制电路
292～定位通讯模块
293～电量通讯模块
294～图像提取单元
295～充电控制器
296～马达组
3～旋转单元
31～第一电池
311～第一导电片
312～侧面
32～第二电池
321～第二导电片
322～底面
具体实施方式
图1是显示本发明一实施例的空中充电无人机组。参照图1，本发明实施例的空中充电无人机组U包括一充电用无人机U1以及一功能型无人机U2。
图2A是显示充电用无人机U1的细部结构。参照图2A，充电用无人机U1包括一第一无人机本体11、多个第一推进单元12、一旋转座13、一第一电池槽141、一第二电池槽142以及一第一连结杆15(未显示)。第一推进单元12设于该第一无人机本体11。旋转座13设于该第一无人机本体11，并适于相对该第一无人机本体11而自动旋转。第一电池槽141设于该旋转座13。第二电池槽142设于该旋转座13。第一连结杆15设于该第一无人机本体11，其中，该第一连结杆15适于在一第一位置以及一第二位置之间移动。
图2B是显示功能型无人机U2的细部结构。参照图2B，功能型无人机U2包括一第二无人机本体21、多个第二推进单元22、一第三电池槽241、一电池盖242以及一第二连结杆25(未显示)。第二推进单元22设于该第二无人机本体21。第三电池槽241设于该第二无人机本体21。电池盖242设于该第二无人机本体21，并以可自动移动的方式覆盖该第三电池槽241。第二连结杆25(未显示)设于该第二无人机本体21，其中，该第二连结杆25(未显示)适于在一第三位置以及一第四位置之间移动。
以下描述该充电用无人机U1与该功能型无人机U2的空中连接过程。参照图3A以及图3B，当该充电用无人机U1欲连接该功能型无人机U2时，该第一连结杆15位于该第一位置时且该第二连结杆25位于该第三位置，该第二连结杆25连接该第一连接杆15，由此该功能型无人机U2连接该充电用无人机U1。在一实施例中，该空中充电无人机组还包括一旋转单元3。在此实施例中，该旋转单元3设于该第一连结杆15。上述公开并未限制本发明，该旋转单元3也可设于该第二连结杆25。当该第二连接杆25连接该第一连接杆15时，该等第二推进单元22停止提供推进力，该等第一推进单元12的转速提高。接着，如图3B所显示，该旋转单元3将该第二无人机本体21旋转并重叠该第一无人机本体11。
通过上述的第一连结杆15以及第二连结杆25的设计，可以达成空中连接的功能，并将连接过程中的气流干扰降至最低。参照图1，在一实施例中，当该第二无人机本体21重叠该第一无人机本体11时，该等第二推进单元22不重叠于该等第一推进单元12。由此，该等第一推进单元12的推进效能可不受该等第二推进单元22的干扰。
在该第二无人机本体21重叠该第一无人机本体11之后，该第二无人机本体21与该第一无人机本体11之间接着进行更稳固的连接。参照图4A、图4B、图4C，在一实施例中，该充电用无人机U1包括一连接架161，该功能型无人机U2包括一电磁阀261、一第三导电片262以及一连接槽263，该第三导电片262设于该连接槽263，该连接架161包括多个第三电接点162。首先，该连接架161伸入该连接槽263(图4A)。接着，该等第三电接点接触162该第三导电片262，该等第三电接点162因此被导通(图4B)。再，该电磁阀261依据该等第三电接点162导通回传的信号而卡合连接该连接架161(图4C)。通过连接架161、电磁阀261以及连接槽263的设计，该第二无人机本体21与该第一无人机本体11之间达成良好的固定连接状态。
以下描述该充电用无人机U1与该功能型无人机U2之间的电池置换过程。参照图5A、图5B，该旋转座13可自动旋转，在此实施例中，该第一电池槽141以及该第二电池槽142上设有可自动旋转的电池盖，然而上述公开并未限制本发明，在其他型式的设计下，电池盖也可以省略。在一电池卸除状态下，该旋转座13处于一第一方位，该第一电池槽141对应该第三电池槽241，由此，该第三电池槽241内的一第一电池(电耗尽电池)可以被取出而收纳至该第一电池槽141。在一电池置入状态下，该旋转座处于一第二方位，该第二电池槽142对应该第三电池槽241，由此，该第二电池槽142内的一第二电池(电饱满电池)可以被取出而收纳至第三电池槽241。
就细部而言，在一实施例中，该充电用无人机U1还包括一第一机械手臂以及一第二机械手臂。在该电池卸除状态下，该第一机械手臂从该第三电池槽241取出该第一电池，并将该第一电池收纳于该第一电池槽141之中。在该电池置入状态下，该第二机械手臂从该第二电池槽142取出该第二电池，并将该第二电池置入于该第三电池槽241之中，由此完成电池的置换。参照图6A～图6D，为简化说明，在此以电池卸除状态的动作为例，该第一机械手臂171从该第三电池槽241取出该第一电池31，并将该第一电池31收纳于该第一电池槽141之中。电池置入状态的动作则相反，不另行赘述。
参照图7A，在一实施例中，该第一电池31包括一第一导电片311，该第一导电片311设于该第一电池31的一侧面312，该第一机械手臂171包括多个第一电接点173，当该第一机械手臂171夹持该第一电池31时，该第一导电片311导通该等第一电接点173。由此充电用无人机U1的控制电路可确知该第一电池31已被该第一机械手臂171确实夹持。
参照图7B，在一实施例中，该第二电池32包括一第二导电片321，该第二导电片321设于该第二电池32的一底面322，该第三电池槽241包括多个第二电接点243，当该第二电池32被置入于该第三电池槽241时，该第二导电片321导通该等第二电接点243。由此功能型无人机U2的控制电路可确知该第二电池32已确实被置入该第三电池槽241。
参照图8A，其是显示充电用无人机U1的电路示意图，其包括控制电路191、定位通讯模块192、电量通讯模块193、图像提取单元194、充电控制器195、马达组196、固定电池197以及待置换电池(如前述的第二电池32)。定位通讯模块192、电量通讯模块193、图像提取单元194、充电控制器195均耦接该控制电路191。控制电路191包括中央处理器。图像提取单元194用于确认充电用无人机U1与功能型无人机U2之间的相对位置。充电控制器195耦接马达组196、固定电池197以及待置换电池(如前述的第二电池32)。马达组196包含多个马达，其个别用于旋转座、旋转单元、机械手臂的驱动。前述的第一电接点的回传信号也系经过充电控制器195而回传至控制电路191。
参照图8B，其是显示功能型无人机U2的电路示意图，其包括控制电路291、定位通讯模块292、电量通讯模块293、图像提取单元294、充电控制器295、马达组296以及待置换电池(如前述的第一电池31)。定位通讯模块292、电量通讯模块293、图像提取单元294、充电控制器295均耦接该控制电路291。控制电路291包括中央处理器。图像提取单元294用于确认充电用无人机U1与功能型无人机U2之间的相对位置。充电控制器295耦接马达组296以及待置换电池(如前述的第一电池31)。马达组296包含多个马达，其个别用于，例如，电池盖的驱动。前述的第二电接点的回传信号也系经过充电控制器295而回传至控制电路291。
应用本发明实施例的空中充电无人机组，由充电用无人机对功能型无人机在空中进行电池置换，因此可提高功能型无人机的续航力，并可使功能型无人机正在进行的各种工作得以不被中断。
虽然结合以上优选实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉此项技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，仍可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (18)

1.一种空中充电无人机组，包括：
充电用无人机，包括：
第一无人机本体；
多个第一推进单元，设于该第一无人机本体；
旋转座，设于该第一无人机本体，并适于相对该第一无人机本体而自动旋转；
第一电池槽，设于该旋转座；
第二电池槽，设于该旋转座；
第一连结杆，设于该第一无人机本体，其中，该第一连结杆适于在一第一位置以及一第二位置之间移动；以及
功能型无人机，包括：
第二无人机本体；
多个第二推进单元，设于该第二无人机本体；
第三电池槽，设于该第二无人机本体；
电池盖，设于该第二无人机本体，并以可自动移动的方式覆盖该第三电池槽；以及
第二连结杆，设于该第二无人机本体，其中，该第二连结杆适于在一第三位置以及一第四位置之间移动；
其中，当该第一连结杆位于该第一位置时且该第二连结杆位于该第三位置，该第二连结杆连接该第一连接杆，由此该功能型无人机连接该充电用无人机。
2.如权利要求1所述的空中充电无人机组，其还包括旋转单元，当该第二连接杆连接该第一连接杆时，该多个第二推进单元停止提供推进力，该旋转单元将该第二无人机本体旋转并重叠该第一无人机本体。
3.如权利要求2所述的空中充电无人机组，其中，当该第二无人机本体重叠该第一无人机本体时，该多个第二推进单元不重叠于该多个第一推进单元。
4.如权利要求3所述的空中充电无人机组，其中，在一电池卸除状态下，该旋转座处于一第一方位，该第一电池槽对应该第三电池槽，在一电池置入状态下，该旋转座处于一第二方位，该第二电池槽对应该第三电池槽。
5.如权利要求4所述的空中充电无人机组，其中，该充电用无人机还包括第一机械手臂以及第二机械手臂，在该电池卸除状态下，该第一机械手臂从该第三电池槽取出一第一电池，并将该第一电池收纳于该第一电池槽之中，在该电池置入状态下，该第二机械手臂从该第二电池槽取出一第二电池，并将该第二电池置入于该第三电池槽之中。
6.如权利要求5所述的空中充电无人机组，其中，该第一电池包括第一导电片，该第一导电片设于该第一电池的一侧面，该第一机械手臂包括多个第一电接点，当该第一机械手臂夹持该第一电池时，该第一导电片导通该多个第一电接点。
7.如权利要求5所述的空中充电无人机组，其中，该第二电池包括第二导电片，该第二导电片设于该第二电池的一底面，该第三电池槽包括多个第二电接点，当该第二电池被置入于该第三电池槽时，该第二导电片导通该多个第二电接点。
8.如权利要求1所述的空中充电无人机组，其中，该充电用无人机包括连接架，该功能型无人机包括电磁阀、第三导电片以及连接槽，该第三导电片设于该连接槽，该连接架包括多个第三电接点，当该连接架伸入该连接槽而使该多个第三电接点接触该第三导电片时，该多个第三电接点被导通而该电磁阀据此卡合连接该连接架。
9.一种充电用无人机，适于连接一功能型无人机，包括：
第一无人机本体；
多个第一推进单元，设于该第一无人机本体；
旋转座，设于该第一无人机本体，并适于相对该第一无人机本体而自动旋转；
第一电池槽，设于该旋转座；以及
第二电池槽，设于该旋转座。
10.如权利要求9所述的充电用无人机，其还包括第一连结杆，设于该第一无人机本体，其中，该第一连结杆适于在一第一位置以及一第二位置之间移动，当该第一连结杆位于该第一位置时，该第一连结杆连接该功能型无人机。
11.如权利要求10所述的充电用无人机，其还包括旋转单元，当该第一连接杆连接该功能型无人机时，该旋转单元将该功能型无人机的一第二无人机本体旋转并重叠该第一无人机本体。
12.如权利要求9所述的充电用无人机，其中，在一电池卸除状态下，该旋转座处于一第一方位，该第一电池槽对应该功能型无人机的一第三电池槽，在一电池置入状态下，该旋转座处于一第二方位，该第二电池槽对应该第三电池槽。
13.如权利要求11所述的充电用无人机，其中，该充电用无人机还包括第一机械手臂以及第二机械手臂，在该电池卸除状态下，该第一机械手臂从该第三电池槽取出一第一电池，并将该第一电池收纳于该第一电池槽之中，在该电池置入状态下，该第二机械手臂从该第二电池槽取出一第二电池，并将该第二电池置入于该第三电池槽之中。
14.如权利要求12所述的充电用无人机，其中，该第一电池包括第一导电片，该第一导电片设于该第一电池的一侧面，该第一机械手臂包括多个第一电接点，当该第一机械手臂夹持该第一电池时，该第一导电片导通该多个第一电接点。
15.如权利要求13所述的充电用无人机，其中，该第二电池包括第二导电片，该第二导电片设于该第二电池的一底面，该第三电池槽包括多个第二电接点，当该第二电池被置入于该第三电池槽时，该第二导电片导通该多个第二电接点。
16.如权利要求9所述的充电用无人机，其中，该充电用无人机包括连接架，该功能型无人机包括电磁阀、第三导电片以及连接槽，该第三导电片设于该连接槽，该连接架包括多个第三电接点，当该连接架伸入该连接槽而使该多个第三电接点接触该第三导电片时，该多个第三电接点被导通而该电磁阀据此卡合连接该连接架。
17.一种功能型无人机，适于连接一充电用无人机，包括：
第二无人机本体；
多个第二推进单元，设于该第二无人机本体；
第三电池槽，设于该第二无人机本体；以及
电池盖，设于该第二无人机本体，并以可自动移动的方式覆盖该第三电池槽。
18.如权利要求17所述的功能型无人机，其还包括第二连结杆，设于该第二无人机本体，其中，该第二连结杆适于在一第三位置以及一第四位置之间移动，当该第二连结杆位于该第三位置时，该第二连结杆连接该充电用无人机。
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