CN115743661B - 无人机的换电机场、无人机换电方法及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机的换电机场、无人机的换电方法及存储介质，包括：通过机场管理模块响应无人机换电请求，并向主控模块发送换电指令；主控模块响应于换电指令，驱动机械臂夹爪进行无人机的电池置换，并在电池置换过程中，接收伺服电机的压力负载反馈信息，根据压力负载反馈信息驱动机械臂进行运动控制，实现对无人机换电过程中精准控制，提高无人机换电效率和安全性。

Description

无人机的换电机场、无人机换电方法及存储介质

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机的换电机场、无人机换电方法及存储介质。

背景技术

随着随着无人机的发展和应用，现常将无人机代替人力进行无人值守作业或巡检作业，所以为无人机配备无人机自动机场用于无人机的储存、充电、起降等等；目前，多旋翼无人机可以满足大多数的作业场景，但长时间，远距离的作业仍需要固定翼无人机来实现，因此，则设计一种垂直起降的固定翼无人机自动化机场来实现固定翼无人机的无人值守作业。

在无人机自动化机场中，无人机的供电问题是一个比较重要的话题，当前有通过充电和换电两种按时进行供电，其中，充电的无人机场结构简单，容易实现，但还是充电时间长，充电过程无法起飞，换电式结构复杂，专利公开号为CN114313288A，专利名称为无人机全自动换电机场的专利文献中公开的方案，需要通过上下运动的起降平台进行电池更换，实现了通过较为简单的结构进行电池更换，但是，这种方式容易精度要求很高，对无人机造成损伤，如何快速安全地进行无人机换电，是一个亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明实施例提供一种无人机的换电机场、无人机换电方法及存储介质，以提高无人机换电的效率和安全性。

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种无人机的换电机场，包括电池槽、机械臂夹爪和无人机降落平台，所述无人机的换电机场还包括主控模块、伺服电机、遥控SDK集成模块和机场管理模块；

所述主控模块分别与所述伺服电机、所述机械臂夹爪、所述遥控SDK集成模块连接，所述主控模块通过所述遥控SDK集成模块向所述机场管理模块上传机场信息和接收控制信息，所述主控模块还用于接收所述伺服电机传递的压力负载反馈信息，并根据所述压力负载反馈信息对所述机械臂夹爪进行控制；

所述伺服电机分别与所述主控模块、所述机械臂夹爪连接，所述伺服电机采集机械臂夹爪在机械运动过程中的压力负载反馈信息，并传达给所述主控模块；

所述机械臂夹爪用于进行无人机与电池槽中的电池置换。

可选地，所述主控模块包括可编程逻辑控制器PLC和电机组驱动模块，所述可编程逻辑控制器PLC和所述电机组驱动模块通过逻辑控制器电路转接模块连接并集合于模块箱体中，所述模块箱体中留出对外接口，所述对外接口用于连接扩展模块，所述主控模块设置有直通所述可编程逻辑控制器PLC的RJ45网络接口，所述可编程逻辑控制器PLC及其拓展模块具备多个具有RS485功能的IO控制口，用以精准控制电机的运行位置。

可选地，所述可编程逻辑控制器PLC用于根据无人机实际结构设计对程序编辑，以实现控制无人机与所述无人机降落平台机械互锁。

可选地，所述无人机的换电机场还包括：所述电池槽还包括电池槽管理模块，所述电池槽管理模块与主控模块连接，所述电池槽管理模块用于电池槽的电池信息采集、电池充电控制，并与所述主控模块反馈电池槽信息，以使主控模块根据电池槽的各个电池信息，驱动机械臂夹爪定位电池槽，执行换电处理。

可选地，所述电池槽管理模块设置有主控MCU；

所述主控MCU用于获取每个电池槽位对应电池的电量信息、电池温度和环境温度，并根据每个电池的电量信息和环境温度，进行充电控制；

所述主控MCU根据每个电池的电量信息和环境温度，进行充电控制包括：

对电量信息低于阈值电量的电池槽位开启充电，对电量信息高于所述阈值电量的电池槽位关闭充电；

在环境温度过低或过高、电池温度过低或过高时，关闭电池充电输出。

可选地，所述电池槽模块设置有两路电源输入接口，所述电池槽模块还包括电源网络模块，所述的电源网络模块包括：浪涌保护模块，欠过压保护模块，漏电保护模块，一级电源输入输出模块，二级电源输入输出模块，伺服驱动模块，交流转直流降压电源模块，快充模块，网络交换模块，以太网路由模块；

所述一级电源输入输出模块与后备电源模块连接，给后备电源模块充电，所述二级电源输入输出模块与后备电源模块连接，后备电源模块给二级电源输入输出模块提供电源，所述的二级电源输入输出模块与下级的伺服驱动模块，交流转直流降压电源模块，快充模块，网络交换模块，以太网路由模块连接，当一级电源被切断，二级电源下的后级模块正常工作；

所述一级电源输入输出模块给大功率电源设备供电，二级电源输入输出模块给换电机场逻辑、控制、通讯部分供电。

可选地，所述无人机的换电机场还包括指示灯模块和蜂鸣器模块，所述指示灯模块、蜂鸣器模块分别与所述主控模块连接，所述主控模块输出控制信号控制指示灯模块显示不同的颜色，控制蜂鸣器模块产生不同频率的蜂鸣。

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种无人机换电方法，其特征在于，应用于权利要求1至7任一项所述的无人机的换电机场，包括：

机场管理模块响应无人机换电请求，并向主控模块发送换电指令；

主控模块响应于所述换电指令，驱动机械臂夹爪进行无人机的电池置换，并在电池置换过程中，接收伺服电机的压力负载反馈信息，根据所述压力负载反馈信息驱动机械臂进行运动控制。

所述机械臂夹爪用于进行无人机与电池槽中的电池置换。

可选地，所述无人机换电方法还包括：

检测无人机的气象环境信息和剩余电量信息；

根据所述气象环境信息和剩余电量信息，判断当前飞行状态的安全性；

若判断结果为存在风险，则向无人机发送返回指令；

其中，根据所述气象环境信息和剩余电量信息，判断当前飞行状态的安全性包括：

将当前气象环境与预设条件进行对比判断，若当前气象环境信息为正常，则确定第一判断结果为安全，若当前气象环境为异常，则确定第一判断结果为存在风险；

判断剩余电量信息是否超过安全返航的电量条件，若超过，则确定第二判断结果为正常，否则，确定第二判断结果为存在风险；

在所述第一判断结果和所述第二判断结果中，存在至少一个为存在风险时，则确定当前风险状态的安全性为存在风险。

为了解决上述技术问题，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述无人机的换电机场的步骤。

本发明实施例提供的无人机的换电机场、无人机的换电方法及存储介质，通过通过机场管理模块响应无人机换电请求，并向主控模块发送换电指令；主控模块响应于换电指令，驱动机械臂夹爪进行无人机的电池置换，并在电池置换过程中，接收伺服电机的压力负载反馈信息，根据压力负载反馈信息驱动机械臂进行运动控制，实现对无人机换电过程中精准控制，提高无人机换电效率和安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请的无人机的换电机场的一个实施例的流程图；

图2是根据本申请的计算机设备的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种无人机的换电机场，包括电池槽、机械臂夹爪和无人机降落平台，无人机的换电机场还包括主控模块、伺服电机、遥控SDK集成模块和机场管理模块；

主控模块分别与伺服电机、机械臂夹爪、遥控SDK集成模块连接，主控模块通过遥控SDK集成模块向机场管理模块上传机场信息和接收控制信息，主控模块还用于接收伺服电机传递的压力负载反馈信息，并根据压力负载反馈信息对机械臂夹爪进行控制；

伺服电机分别与主控模块、机械臂夹爪连接，伺服电机采集机械臂夹爪在机械运动过程中的压力负载反馈信息，并传达给主控模块；

机械臂夹爪用于进行无人机与电池槽中的电池置换。

可选地，主控模块包括可编程逻辑控制器PLC和电机组驱动模块，可编程逻辑控制器PLC和电机组驱动模块通过逻辑控制器电路转接模块连接并集合于模块箱体中，模块箱体中留出对外接口，对外接口用于连接扩展模块，主控模块设置有直通可编程逻辑控制器PLC的RJ45网络接口，可编程逻辑控制器PLC及其拓展模块具备多个具有RS485功能的IO控制口，用以精准控制电机的运行位置。

在一具体实施方式中，当机场管理平台下发换电操作指令后，执行主控模块驱动机械臂移动至无人机第一块电池位置，主控模块控制夹爪模块夹取电池，然后执行充电槽发送空余槽位的定位位置信息到主控模块，主控模块驱动机械臂移动至电池槽空余位置，主控模块控制夹爪释放电池。

在一具体实施方式中，主控模块作为机场的控制逻辑与数据处理中枢，可以稳定可靠地在恶劣环境中7x24小时不间断运作，能够以毫秒级循环处理各种控制以及传感器的信息。其中PLC及其拓展模块具备多个IO控制口，具备RS485功能。其中高速IO口的速度可以达到200kHz的开关速率，用于控制各种脉冲型电机驱动，通过改变不同IO口的脉冲速率，可以控制各轴电机的运行速度，实现电机加减速控制；通过IO口的脉冲数量控制，可以精准控制各轴电机的运行位置，配合结构设计，可达到0.1毫米级精准定位；通过控制IO口的电平能够控制各轴电机的运动方向。具备RS485功能，采用RS485MODBUS-RTU总线形式，作为主机，向所有从机设备发送查询信息，下级设备根据指令判断是否需要回复并回复对应指令，主控模块由此可以获取到所有下级设备的信息，并对下级设备进行控制。普通IO口输出能控制各种开关类器件，如蜂鸣器等。IO输入功能感知各种开关类器件，如烟雾报警器报警感知，漏水检测等。

优选地，本实施例还包括逻辑控制器电路转接模块，逻辑控制器电路转接模块与可编程逻辑控制器PLC连接，解决当前PLC普遍接线多，接线难的问题，极大简化接线流程。将PLC众多仅有输入输出规划的IO口，通过电路转接模块分散，做了功能规划，并在电路转接模块上拥有对外设备的专用接线口，解决了以往PLC接线难接线多的问题。

可选地，可编程逻辑控制器PLC用于根据无人机实际结构设计对程序编辑，以实现控制无人机与无人机降落平台机械互锁，主控模块可根据负载数据实时判断轴负载压力是否异常，如出现异常会及时停止继续操作，防止损坏飞机。机场设计有急停开关直连主控模块，当机械运动过程中出现紧急情况，可控制急停开关进行响应，所有机械动作将在100毫秒以内停止，避免设备损坏及人员伤亡。

在一具体实施方式中，机场开门形式为侧翻式开门，机场平台内部包括滑动导轨，滑动导轨的顶端安装有无人机降落平台，滑动导轨在开门后才可伸出，否则会和门造成机械干涉，针对这种情况主控模块可以先检测到门是否完全打开，方可控制滑动导轨的伸出。同理，机械臂夹爪在夹取电池在飞机上方时不能直接往电池槽方向直线移动，需要先驱动X轴方向离开飞机干涉部位，达到到位检测，方可驱动Y轴领机械臂往电池槽方向移动，并将电池放置到电池槽中。本实施例中主控模块针对实际的结构方案拥有严格的机械互锁限位设置，能够杜绝非法的机械控制导致结构损伤。

可选地，无人机的换电机场还包括：电池槽还包括电池槽管理模块，电池槽管理模块与主控模块连接，电池槽管理模块用于电池槽的电池信息采集、电池充电控制，并与主控模块反馈电池槽信息，以使主控模块根据电池槽的各个电池信息，驱动机械臂夹爪定位电池槽，执行换电处理。

可选地，电池槽管理模块设置有主控MCU；

主控MCU用于获取每个电池槽位对应电池的电量信息、电池温度和环境温度，并根据每个电池的电量信息和环境温度，进行充电控制；

主控MCU根据每个电池的电量信息和环境温度，进行充电控制包括：

对电量信息低于阈值电量的电池槽位开启充电，对电量信息高于阈值电量的电池槽位关闭充电；

在环境温度过低或过高、电池温度过低或过高时，关闭电池充电输出。

本实施例中，电池槽实时管理槽位上的电池，判断实时电量，低于阈值电量的槽位开启充电，高于阈值电量的槽位关闭充电。环境温度过低或过高，电池温度过低或过高，关闭电池充电输出。

在一具体实施方式中，电池槽模块内部拥有主控MCU，并且对6个电池槽位单独控制，可以感知电池是否在位，获取电池电量信息，温度信息等。并对电池进行充电。智能电池槽支持主控模块对每个槽位进行充电的范围设置，如设置1号槽位电池低于30％电量开始充电，充电至65％停止充电，这样可以有效延长电池寿命。如需在不久后使用电池，则可先设置充电停止电量为100％再启用充电，电池则可充电至100％，满足使用需要。

进一步地，当主控模块开始执行时，电池槽进行以下数据处理，假设电池理论电量为T，当前读取电量百分比为B，电池折损率为δ，则电池理论电量T＝B*(1-δ)。电池循环次数与折损率对应关系因不同无人机机型电池不同而有所不同，根据不同无人机机型而定。通过以上参数T计算后，排列出所有槽内电池的池理论电量值并作出排列。充电槽发送电池理论电量最高的电池槽位给主控模块，关闭对应电池槽的充电,防止带电插拔电池损坏电池。

优选地，主控模块内部设备能源供应主要由电源网络模块供给，内部设备均由12VDC或24VDC供电，隔绝交流市电，使主控内部的运行更加安全稳定。

可选地，电池槽模块设置有两路电源输入接口，电池槽模块还包括电源网络模块，的电源网络模块包括：浪涌保护模块，欠过压保护模块，漏电保护模块，一级电源输入输出模块，二级电源输入输出模块，伺服驱动模块，交流转直流降压电源模块，快充模块，网络交换模块，以太网路由模块；

一级电源输入输出模块与后备电源模块连接，给后备电源模块充电，二级电源输入输出模块与后备电源模块连接，后备电源模块给二级电源输入输出模块提供电源，的二级电源输入输出模块与下级的伺服驱动模块，交流转直流降压电源模块，快充模块，网络交换模块，以太网路由模块连接，当一级电源被切断，二级电源下的后级模块正常工作；

一级电源输入输出模块给大功率电源设备供电，二级电源输入输出模块给换电机场逻辑、控制、通讯部分供电。

其中，一级电源输入输出模块给大功率电源设备供电，如空调模块和加热模块。二级电源输入输出模块给换电机场逻辑、控制、通讯部分供电，如主控模块，各轴电机模块。

可选地，无人机的换电机场还包括指示灯模块和蜂鸣器模块，指示灯模块、蜂鸣器模块分别与主控模块连接，主控模块输出控制信号控制指示灯模块显示不同的颜色，控制蜂鸣器模块产生不同频率的蜂鸣。

具体地，主控模块通过外接和状态指示模块连接，对外部进行状态反馈及动作警示。指示灯模块通过控制RGB灯颜色或闪烁状态表示设备状态，如青色常亮表示机场当前正在待机，青色闪烁表示机场正在执行动作流程，绿色闪烁代表机场当前无动作且正在充电，绿色常亮代表机场待机且电池电量全充满或到达上限阈值，红色常亮代表机场执行流程出错，红色闪烁代表机场机械部分或急停报警。蜂鸣器模块通过主控模块控制，在机场动作时发出响声，警示周边的人机场在动作，在野外可以警示驱赶动物野兽。

为解决上述技术问题，本申请实施例还提供一种无人机换电方法，具体如图1所示，上述无人机的换电机场，包括：

S201：机场管理模块响应无人机换电请求，并向主控模块发送换电指令；

S202：主控模块响应于换电指令，驱动机械臂夹爪进行无人机的电池置换，并在电池置换过程中，接收伺服电机的压力负载反馈信息，根据压力负载反馈信息驱动机械臂进行运动控制。

本实施例中，通过机场管理模块响应无人机换电请求，并向主控模块发送换电指令；主控模块响应于换电指令，驱动机械臂夹爪进行无人机的电池置换，并在电池置换过程中，接收伺服电机的压力负载反馈信息，根据压力负载反馈信息驱动机械臂进行运动控制，实现对无人机换电过程中精准控制，提高无人机换电效率和安全性。

可选地，该无人机换电方法还包括：

检测无人机的气象环境信息和剩余电量信息；

根据气象环境信息和剩余电量信息，判断当前飞行状态的安全性；

若判断结果为存在风险，则向无人机发送返回指令；

其中，根据气象环境信息和剩余电量信息，判断当前飞行状态的安全性包括：

将当前气象环境与预设条件进行对比判断，若当前气象环境信息为正常，则确定第一判断结果为安全，若当前气象环境为异常，则确定第一判断结果为存在风险；

判断剩余电量信息是否超过安全返航的电量条件，若超过，则确定第二判断结果为正常，否则，确定第二判断结果为存在风险；

在第一判断结果和第二判断结果中，存在至少一个为存在风险时，则确定当前风险状态的安全性为存在风险。

本实施例中，通过对飞行任务中的无人机的气象环境和剩余电量信息进行采集，并通过主控模块进行风险判断，根据判断结果对无人机安全飞行进行控制，提高了无人机作业的安全性。

为解决上述技术问题，本申请实施例还提供计算机设备。具体请参阅图2，图2为本实施例计算机设备基本结构框图。

所述计算机设备4包括通过***总线相互通信连接存储器41、处理器42、网络接口43。需要指出的是，图中仅示出了具有组件连接存储器41、处理器42、网络接口43的计算机设备4，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。其中，本技术领域技术人员可以理解，这里的计算机设备是一种能够按照事先设定或存储的指令，自动进行数值计算和/或信息处理的设备，其硬件包括但不限于微处理器、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)、数字处理器(Digital Signal Processor，DSP)、嵌入式设备等。

所述计算机设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述计算机设备可以与用户通过键盘、鼠标、遥控器、触摸板或声控设备等方式进行人机交互。

所述存储器41至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或D界面显示存储器等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、磁盘、光盘等。在一些实施例中，所述存储器41可以是所述计算机设备4的内部存储单元，例如该计算机设备4的硬盘或内存。在另一些实施例中，所述存储器41也可以是所述计算机设备4的外部存储设备，例如该计算机设备4上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。当然，所述存储器41还可以既包括所述计算机设备4的内部存储单元也包括其外部存储设备。本实施例中，所述存储器41通常用于存储安装于所述计算机设备4的操作***和各类应用软件，例如电子文件的控制的程序代码等。此外，所述存储器41还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的各类数据。

所述处理器42在一些实施例中可以是中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、控制器、微控制器、微处理器、或其他数据处理芯片。该处理器42通常用于控制所述计算机设备4的总体操作。本实施例中，所述处理器42用于运行所述存储器41中存储的程序代码或者处理数据，例如运行无人机的换电方法的程序代码。

所述网络接口43可包括无线网络接口或有线网络接口，该网络接口43通常用于在所述计算机设备4与其他电子设备之间建立通信连接。

本申请还提供了另一种实施方式，即提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有界面显示程序，所述界面显示程序可被至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如上述的无人机的换电方法的步骤。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。

显然，以上所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本申请的较佳实施例，但并不限制本申请的专利范围。本申请可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本申请说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本申请专利保护范围之内。

Claims (7)

1.一种无人机的换电机场，包括电池槽、机械臂夹爪和无人机降落平台，其特征在于，所述无人机的换电机场还包括主控模块、伺服电机、遥控SDK集成模块和机场管理模块；

所述主控模块分别与所述伺服电机、所述机械臂夹爪、所述遥控SDK集成模块连接，所述主控模块通过所述遥控SDK集成模块向所述机场管理模块上传机场信息和接收控制信息，所述主控模块还用于接收所述伺服电机传递的压力负载反馈信息，并根据所述压力负载反馈信息对所述机械臂夹爪进行控制；

所述伺服电机分别与所述主控模块、所述机械臂夹爪连接，所述伺服电机采集机械臂夹爪在机械运动过程中的压力负载反馈信息，并传达给所述主控模块；

所述机械臂夹爪用于进行无人机与电池槽中的电池置换；

所述无人机的换电机场还包括：所述电池槽还包括电池槽管理模块，所述电池槽管理模块与主控模块连接，所述电池槽管理模块用于电池槽的电池信息采集、电池充电控制，并与所述主控模块反馈电池槽信息，以使主控模块根据电池槽的各个电池信息，驱动机械臂夹爪定位电池槽，执行换电处理；

其中，所述电池槽管理模块设置有主控MCU；

所述主控MCU用于获取每个电池槽位对应电池的电量信息、电池温度和环境温度，并根据每个电池的电量信息和环境温度，进行充电控制；

所述主控MCU根据每个电池的电量信息和环境温度，进行充电控制包括：

对电量信息低于阈值电量的电池槽位开启充电，对电量信息高于所述阈值电量的电池槽位关闭充电；

在环境温度过低或过高、电池温度过低或过高时，关闭电池充电输出；

其中，所述电池槽管理模块设置有两路电源输入接口，所述电池槽管理模块还包括电源网络模块，所述的电源网络模块包括：浪涌保护模块、欠过压保护模块、漏电保护模块、一级电源输入输出模块、二级电源输入输出模块、伺服驱动模块、交流转直流降压电源模块、快充模块、网络交换模块和以太网路由模块；

所述一级电源输入输出模块与后备电源模块连接，给后备电源模块充电，所述二级电源输入输出模块与后备电源模块连接，后备电源模块给二级电源输入输出模块提供电源，所述的二级电源输入输出模块与下级的伺服驱动模块、交流转直流降压电源模块、快充模块、网络交换模块、以太网路由模块连接，当一级电源被切断，二级电源下的后级模块正常工作；

所述一级电源输入输出模块给大功率电源设备供电，二级电源输入输出模块给换电机场逻辑、控制、通讯部分供电。

2.如权利要求1所述的无人机的换电机场，其特征在于，所述主控模块包括可编程逻辑控制器PLC和电机组驱动模块，所述可编程逻辑控制器PLC和所述电机组驱动模块通过逻辑控制器电路转接模块连接并集合于模块箱体中，所述模块箱体中留出对外接口，所述对外接口用于连接扩展模块，所述主控模块设置有直通所述可编程逻辑控制器PLC的RJ45网络接口，所述可编程逻辑控制器PLC及其拓展模块具备多个具有RS485功能的IO控制口，用以精准控制电机的运行位置。

3.如权利要求2所述的无人机的换电机场，其特征在于，所述可编程逻辑控制器PLC用于根据无人机实际结构设计对程序编辑，以实现控制无人机与所述无人机降落平台机械互锁。

4.如权利要求1所述的无人机的换电机场，其特征在于，所述无人机的换电机场还包括指示灯模块和蜂鸣器模块，所述指示灯模块、蜂鸣器模块分别与所述主控模块连接，所述主控模块输出控制信号控制指示灯模块显示不同的颜色，控制蜂鸣器模块产生不同频率的蜂鸣。

5.一种无人机换电方法，其特征在于，应用于权利要求1至4任一项所述的无人机的换电机场，包括：

机场管理模块响应无人机换电请求，并向主控模块发送换电指令；

主控模块响应于所述换电指令，驱动机械臂夹爪进行无人机的电池置换，并在电池置换过程中，接收伺服电机的压力负载反馈信息，根据所述压力负载反馈信息驱动机械臂进行运动控制。

6.如权利要求5所述的无人机换电方法，其特征在于，还包括：

检测无人机的气象环境信息和剩余电量信息；

根据所述气象环境信息和剩余电量信息，判断当前飞行状态的安全性；

若判断结果为存在风险，则向无人机发送返回指令；

其中，根据所述气象环境信息和剩余电量信息，判断当前飞行状态的安全性包括：

将当前气象环境与预设条件进行对比判断，若当前气象环境信息为正常，则确定第一判断结果为安全，若当前气象环境为异常，则确定第一判断结果为存在风险；

判断剩余电量信息是否超过安全返航的电量条件，若超过，则确定第二判断结果为正常，否则，确定第二判断结果为存在风险；

在所述第一判断结果和所述第二判断结果中，存在至少一个为存在风险时，则确定当前风险状态的安全性为存在风险。

7.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求5或6任一项所述的无人机换电方法。

Images