CN115946145B - 一种无人机智能电池的专用把手、抓取机构及抓取*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无人机智能电池的专用把手、抓取机构及抓取***，涉及无人机相关技术领域，所述一种无人机智能电池的抓取***包括一种无人机智能电池的抓取机构和一种无人机智能电池的专用把手，所述专用把手位于抓取机构的中间，所述抓取机构包括与斜面m适配的斜面M、与斜面n适配的斜面N，所述专用把手包括与斜面M适配的斜面m、与斜面N适配的斜面n，所述斜面M与水平线的夹角α的值等于斜面m与水平线的夹角α的值，所述斜面N与水平线的夹角180‑α的值等于斜面n与水平线的夹角180‑α的值。

Description

一种无人机智能电池的专用把手、抓取机构及抓取***

技术领域

本发明涉及无人机相关技术领域，具体涉及一种无人机智能电池的专用把手、抓取机构及抓取***。

背景技术

无人驾驶飞机，简称“无人机”，是一种以无线电遥控或由自身程序控制为主的不载人飞机。随着社会的不断进步，科技的不断发展，无人机技术也得到了大的发展，无人机被运用于电力巡检、农业保险、环保、影视拍摄、灾后救援等领域。

对于无人机来说，锂聚合物电池一般都紧扣在无人机机身上以保证飞行安全。然而无人机在实际应用中，因电池电量续航时间一般是1个小时内，且电池电量从零到充满一般需要2小时以上，所以需要连续使用无人机的时候，则需要对无人机进行电池更换，但是现有技术中，为了实现无人机电池的自动更换，导致结构复杂，自动化程度低，并且现有技术中，更多的是先使无人机完成电池解锁工作后，才能对电池进行抓取工作，这样会降低无人机进行电池更换的效率。所以如何完成无人机自动换电池技术且提高无人机自动换电池的效率是一个问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种无人机智能电池的专用把手、抓取机构及抓取***，采用光电开关对电池的有无进行检查，再通过伺服电机驱动滑动装置将左夹爪和右夹爪分别与电池把手进行多个面的贴合定位，以及左夹爪和右夹爪分别与电池解锁开关的斜面进行适配，使左夹爪和右夹爪与电池解锁开关接触，并且挤压电池解锁开关，使电池解锁开关在左夹爪和右夹爪的抓取力作用下沿方向上移动触碰到电池解锁开关上方的解锁装置，达到在对电池进行抓取动作的同时对电池实现解锁动作，所以本发明使解锁和抓取动作同时进行，提高了抓取和解锁的效率，并且简化了抓取和解锁结构。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下方案：

一种无人机智能电池的抓取机构，包括左夹爪、右夹爪和滑动装置，所述左夹爪和右夹爪位于滑动装置上且沿水平线方向靠近或远离，

所述左夹爪包括从上至下顺次连接的左连接部、左贴合部和左斜面部，所述左连接部与滑动装置连接，所述左贴合部的内侧面朝向右夹爪，所述左斜面部面向右夹爪有一个与斜面m适配的斜面M，斜面M与水平线的夹角为α，

所述右夹爪包括从上至下顺次连接的右连接部、右贴合部和右斜面部，所述右连接部与滑动装置连接，所述右贴合部的内侧面朝向左夹爪，所述右斜面部面向左夹爪有一个与斜面n适配的斜面N，所述斜面N与水平线的夹角为180-α，

所述斜面M和斜面N关于垂直于水平线的铅垂线对称。

进一步的，所述左贴合部的内侧面的曲线为L1，所述右贴合部的内侧面的曲线为L2，所述L1和L2关于垂直于水平线的铅垂线对称。

进一步的，所述滑动装置包括直线导轨、导轨左滑块和导轨右滑块，所述直线导轨设置于水平线上，所述导轨左滑块和导轨右滑块沿着直线导轨在水平方向上移动，所述左连接部与导轨左滑块连接，所述右连接部与导轨右滑块连接。

进一步的，所述α的值为大于0度且小于45度。

一种无人机智能电池的专用把手，包括与电池上表面连接的帽体和帽檐，所述帽檐内有一个贯穿洞，所述贯穿洞内设置有一个位于底面的电池解锁开关，所述电池解锁开关包括一个解锁部和位于解锁部下方的连接板，所述连接板设置于水平线上，

所述连接板包括沿水平线向两侧延伸的与斜面M适配的斜面m和与斜面N适配的斜面n，所述斜面m与水平线的夹角为α，所述斜面n与水平线的夹角为180-α，所述斜面m和斜面n关于垂直于水平线的铅垂线对称。

进一步的，所述帽檐的左侧面和左上表面构成的曲线为L1’，所述帽檐的右侧面和右上表面构成的曲线为L2’，所述L1’和L2’关于垂直于水平线的铅垂线对称。

一种无人机智能电池的抓取***，其特征在于，包括所述的一种无人机智能电池的抓取机构和所述的一种无人机智能电池的专用把手，所述一种无人机智能电池的专用把手位于一种无人机智能电池的抓取机构的中间，所述一种无人机智能电池的抓取机构的斜面M与水平线的夹角α的值等于一种无人机智能电池的专用把手的斜面m与水平线的夹角α的值，所述一种无人机智能电池的抓取机构的斜面N与水平线的夹角180-α的值等于一种无人机智能电池的专用把手的斜面n与水平线的夹角180-α的值。

进一步的，所述一种无人机智能电池的抓取机构的左贴合部的内侧面的曲线L1与一种无人机智能电池的专用把手的帽檐的左侧面和左上表面构成的曲线L1’贴合，所述一种无人机智能电池的抓取机构的右贴合部的内侧面的曲线L2与一种无人机智能电池的专用把手的帽檐的右侧面和右上表面构成的曲线L2’贴合。

进一步的，还包括一个光电开关，所述光电开关的光束方向垂直于电池。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种无人机智能电池的专用把手、抓取机构及抓取***，采用光电开关对电池的有无进行检查，再通过伺服电机驱动滑动装置将左夹爪和右夹爪分别与电池把手进行多个面的贴合定位，以及左夹爪和右夹爪分别与电池解锁开关的斜面进行适配，使左夹爪和右夹爪与电池解锁开关接触，并且挤压电池解锁开关，使电池解锁开关在左夹爪和右夹爪的抓取力作用下沿方向上移动触碰到电池解锁开关上方的解锁装置，达到在对电池进行抓取动作的同时对电池实现解锁动作。

所述采用光电开关对电池的有无进行检查，可以防止夹爪空抓或者误抓，而导致出现抓取失败的问题。

所述采用伺服电机来驱动滑动装置使夹爪进行抓取操作，可以对夹爪的抓取力度进行控制，避免抓取力度过小导致电池掉落或者抓取力度过大导致夹坏电池把手。

所述将左夹爪和右夹爪分别与电池把手进行多个面的贴合定位，以及左夹爪和右夹爪分别与电池解锁开关的斜面进行适配，可以保证在抓取电池过程中，夹爪和电池把手之间没有虚位，并且定位准确，保证了电池在移动过程中无相对夹爪的晃动。

以及左夹爪和右夹爪分别与电池解锁开关的斜面进行适配，使左夹爪和右夹爪与电池解锁开关接触，并且挤压电池解锁开关，使电池解锁开关在左夹爪和右夹爪的抓取力作用下沿方向上移动触碰到电池解锁开关上方的解锁装置，使本发明使解锁和抓取动作同时进行，提高了抓取和解锁的效率，并且简化了抓取和解锁结构。使解锁和抓取动作同时进行，提高了抓取和解锁的效率，并且简化了抓取和解锁结构。

附图说明

图1为本发明的一种无人机智能电池的抓取机构的示意图；

图2为本发明的一种无人机智能电池的专用把手的示意图；

图3为本发明的一种无人机智能电池的抓取***的示意图；

图4为本发明斜面M、斜面N、斜面m及斜面n的角度示意图；

图5为本发明结构的左侧视示意图；

图6为斜上视示意图；

图7为本发明的剖视示意图；

附图标记说明：1-电池、2-电池的专用把手、21-帽檐、22-帽体、3-电池解锁开关、31-解锁部、32-连接板、321-斜面m、322-斜面n、4-贯穿洞、5-左夹爪、51-左连接部、52-左贴合部、53-左斜面部、531-斜面M、6-右夹爪、61-右连接部、62-右贴合部、63-右斜面部、631-斜面N、71-双向丝杆、72-丝杆滑块、8-直线导轨、9-导轨左滑块、10-导轨右滑块，11-伺服电机，12-光电开关。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

另外，为了清楚和简洁起见，可能省略了对公知的结构、功能和配置的描述。本领域普通技术人员将认识到，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以对本文描述的示例进行各种改变和修改。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

下面通过参考附图并结合实施例来详细说明本发明：

实施例1

如图1所示，一种无人机智能电池的抓取机构，包括左夹爪5、右夹爪6和滑动装置，所述左夹爪5和右夹爪6位于滑动装置上且沿水平线方向靠近或远离，

所述左夹爪5包括从上至下顺次连接的左连接部51、左贴合部52和左斜面部53，所述左连接部51与滑动装置连接，所述左贴合部52的内侧面朝向右夹爪6，所述左斜面部53面向右夹爪6有一个与斜面m321适配的斜面M531，斜面M531与水平线的夹角为α，

所述右夹爪6包括从上至下顺次连接的右连接部61、右贴合部62和右斜面部63，所述右连接部61与滑动装置连接，所述右贴合部62的内侧面朝向左夹爪5，所述右斜面部63面向左夹爪5有一个与斜面n322适配的斜面N631，所述斜面N631与水平线的夹角为180-α，

所述斜面M531和斜面N631关于垂直于水平线的铅垂线对称。

优选的，所述左贴合部52的内侧面的曲线为L1，所述右贴合部62的内侧面的曲线为L2，所述L1和L2关于垂直于水平线的铅垂线对称。

如图2所示，一种无人机智能电池的专用把手，包括与电池1上表面连接的帽体22和帽檐21，所述帽檐21内有一个贯穿洞4，所述贯穿洞4内设置有一个位于底面的电池解锁开关3，所述电池解锁开关3包括一个解锁部31和位于解锁部31下方的连接板32，所述连接板32设置于水平线上，

所述连接板32包括沿水平线向两侧延伸的与斜面M531适配的斜面m321和与斜面N631适配的斜面n322，所述斜面m321与水平线的夹角为α，所述斜面n322与水平线的夹角为180-α，所述斜面m321和斜面n322关于垂直于水平线的铅垂线对称。

优选的，所述帽檐21的左侧面和左上表面构成的曲线为L1’，所述帽檐21的右侧面和右上表面构成的曲线为L2’，所述L1’和L2’关于垂直于水平线的铅垂线对称。

并且，当左夹爪5和右夹爪6相互靠近时，曲线L1和曲线L2会形成一个可以夹紧帽檐21的空间。

如图3所示，一种无人机智能电池的抓取***，包括所述的一种无人机智能电池的抓取机构和所述的一种无人机智能电池的专用把手，所述一种无人机智能电池的专用把手位于一种无人机智能电池的抓取机构的中间。

优选的，所述滑动装置包括直线导轨8、导轨左滑块9和导轨右滑块10，所述直线导轨8设置于水平线上，所述导轨左滑块9和导轨右滑块10沿着直线导轨8在水平方向上移动，所述左连接部51与导轨左滑块9连接，所述右连接部61与导轨右滑块10连接。

其中，所述滑动装置还可以包括双向丝杆71和伺服电机11，所述伺服电机11驱动双向丝杆71转动，所述双向丝杆71上的丝杆滑块72分别与导轨左滑块9和导轨右滑块10刚性连接，使伺服电机11可以驱动导轨左滑块9和导轨右滑块10沿着直线导轨8在水平方向上移动，来控制左夹爪5和右夹爪6的靠近或远离。

优选的，所述α的值为大于0度且小于45度。

如图4所示，所述一种无人机智能电池的抓取机构的斜面M531与水平线的夹角α的值等于一种无人机智能电池的专用把手的斜面m321与水平线的夹角α的值，所述一种无人机智能电池的抓取机构的斜面N631与水平线的夹角180-α的值等于一种无人机智能电池的专用把手的斜面n322与水平线的夹角180-α的值。

优选的，所述一种无人机智能电池的抓取机构的左贴合部52的内侧面的曲线L1与一种无人机智能电池的专用把手的帽檐21的左侧面和左上表面构成的曲线L1’贴合，所述一种无人机智能电池的抓取机构的右贴合部62的内侧面的曲线L2与一种无人机智能电池的专用把手的帽檐21的右侧面和右上表面构成的曲线L2’贴合。

优选的，还包括一个光电开关12，所述光电开关12的光束方向垂直于电池1。

具体的，如图5、图6、图7所示，本发明首先利用了光电开关12来检测电池1的有无，为了防止漏抓或者空抓。当光电开关12检测到电池1后，伺服电机11才会被打开，并且驱动双向丝杆71进行转动。所述双向丝杆71上的丝杆滑块72分别与导轨左滑块9和导轨右滑块10刚性连接，是伺服电机11可以驱动导轨左滑块9和导轨右滑块10沿着直线导轨8在水平方向上移动。

并且，伺服电机11驱动双向丝杆71的转动会使与导轨左滑块9连接的左夹爪5沿着直线导轨8向帽檐21的左侧面移动，同时，与导轨右滑块10连接的右夹爪6沿着直线导轨8向帽檐21的右侧面移动。

当移动至左贴合部52的内侧面的曲线L1与帽檐21的左侧面和左上表面构成的曲线L1’贴合且右贴合部62的内侧面的曲线L2与帽檐21的右侧面和右上表面构成的曲线L2’贴合时，左夹爪5的斜面M531会通过贯穿洞4与连接板32的斜面m321进行接触，右夹爪6的斜面N631会通过贯穿洞4与连接板32的斜面进行接触。

如图7所示，由于斜面M531与水平线的夹角α的值等于斜面m321与水平线的夹角α的值，所述斜面N631与水平线的夹角180-α的值等于斜面n322与水平线的夹角180-α的值。

所以斜面M531与斜面N631的夹角β1等于斜面m321与斜面n322的夹角β2。

然后当伺服电机11驱动左夹爪5沿着直线导轨8向帽檐21的左侧面移动且右夹爪6沿着直线导轨8向帽檐21的右侧面移动时，左贴合部52的内侧面的曲线L1与帽檐21的左侧面和左上表面构成的曲线L1’会发生完全贴合，右贴合部62的内侧面的曲线L2与帽檐21的右侧面和右上表面构成的曲线L2’也会发生完全贴合。

在两边曲线的两两完全贴合下，伺服电机11则会驱动左夹爪5和右夹爪6对电池解锁开关3产生挤压，并且由于曲线的构成，会导致挤压过程中，电池解锁开关3沿方向上移动触碰到电池解锁开关3上方的解锁装置，使无人机的电池1被解锁。

同时，左夹爪5和右夹爪6在向上进行抓取操作，可以达到在对电池1进行抓取动作的同时对电池1实现解锁动作。

所以本发明令解锁和抓取动作同时进行，提高了抓取和解锁的效率，并且简化了抓取和解锁结构，提高了无人机更换电池1的效率。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种无人机智能电池的专用把手，其特征在于，包括与电池（1）上表面连接的帽体（22）和帽檐（21），所述帽檐（21）内有一个贯穿洞（4），所述贯穿洞（4）内设置有一个位于底面的电池解锁开关（3），所述电池解锁开关（3）包括一个解锁部（31）和位于解锁部（31）下方的连接板（32），所述连接板（32）设置于水平线上，

所述连接板（32）包括沿水平线向两侧延伸的与斜面M（531）适配的斜面m（321）和与斜面N（631）适配的斜面n（322），所述斜面m（321）与水平线的夹角为α，所述斜面n（322）与水平线的夹角为180-α，所述斜面m（321）和斜面n（322）关于垂直于水平线的铅垂线对称，

所述帽檐（21）的左侧面和左上表面构成的曲线为L1’，所述帽檐（21）的右侧面和右上表面构成的曲线为L2’，所述L1’和L2’关于垂直于水平线的铅垂线对称。

2.一种无人机智能电池的抓取机构，其特征在于，包括左夹爪（5）、右夹爪（6）和滑动装置，所述左夹爪（5）和右夹爪（6）位于滑动装置上且沿水平线方向靠近或远离， 所述左夹爪（5）包括从上至下顺次连接的左连接部（51）、左贴合部（52）和左斜面部（53），所述左连接部（51）与滑动装置连接，所述左贴合部（52）的内侧面朝向右夹爪（6），所述左斜面部（53）面向右夹爪（6）有一个与如权利要求1所述的专用把手的斜面m（321）适配的斜面M（531），斜面M（531）与水平线的夹角为α，所述右夹爪（6）包括从上至下顺次连接的右连接部（61）、右贴合部（62）和右斜面部（63），所述右连接部（61）与滑动装置连接，所述右贴合部（62）的内侧面朝向左夹爪（5），所述右斜面部（63）面向左夹爪（5）有一个与如权利要求1所述的专用把手的斜面n（322）适配的斜面N（631），所述斜面N（631）与水平线的夹角为180-α，所述斜面M（531）和斜面N（631）关于垂直于水平线的铅垂线对称，

所述左贴合部（52）的内侧面的曲线为L1，所述右贴合部（62）的内侧面的曲线为L2，所述L1和L2关于垂直于水平线的铅垂线对称，

当左夹爪（5）和右夹爪（6）相互靠近时，L1与如权利要求1所述的专用把手的L1’贴合，L2与如权利要求1所述的专用把手的L2’贴合，L1和L2形成一个可以夹紧如权利要求1所述的专用把手的帽檐（21）的空间，同时，斜面M（531）通过如权利要求1所述的专用把手的贯穿洞（4）与如权利要求1所述的专用把手的斜面m（321）进行接触，斜面N（631）通过如权利要求1所述的专用把手的贯穿洞（4）与如权利要求1所述的专用把手的斜面n（322）进行接触，

当左夹爪（5）和右夹爪（6）对如权利要求1所述的专用把手的电池解锁开关（3）产生挤压时，电池解锁开关（3）沿方向上移动，并触碰到电池解锁开关（3）上方的解锁装置，使无人机的电池（1）被解锁。

3.根据权利要求2所述的一种无人机智能电池的抓取机构，其特征在于，所述滑动装置包括直线导轨（8）、导轨左滑块（9）和导轨右滑块（10），所述直线导轨（8）设置于水平线上，所述导轨左滑块（9）和导轨右滑块（10）沿着直线导轨（8）在水平方向上移动，所述左连接部（51）与导轨左滑块（9）连接，所述右连接部（61）与导轨右滑块（10）连接。

4.根据权利要求2所述的一种无人机智能电池的抓取机构，其特征在于，所述α的值为大于0度且小于45度。

5.一种无人机智能电池的抓取***，其特征在于，包括权利要求2-4任一所述的一种无人机智能电池的抓取机构和权利要求1所述的一种无人机智能电池的专用把手，所述一种无人机智能电池的专用把手位于一种无人机智能电池的抓取机构的中间，所述一种无人机智能电池的抓取机构的斜面M（531）与水平线的夹角α的值等于一种无人机智能电池的专用把手的斜面m（321）与水平线的夹角α的值，所述一种无人机智能电池的抓取机构的斜面N（631）与水平线的夹角180-α的值等于一种无人机智能电池的专用把手的斜面n（322）与水平线的夹角180-α的值。

6.根据权利要求5所述的一种无人机智能电池的抓取***，其特征在于，所述一种无人机智能电池的抓取机构的左贴合部（52）的内侧面的曲线L1与一种无人机智能电池的专用把手的帽檐（21）的左侧面和左上表面构成的曲线L1’贴合，所述一种无人机智能电池的抓取机构的右贴合部（62）的内侧面的曲线L2与一种无人机智能电池的专用把手的帽檐（21）的右侧面和右上表面构成的曲线L2’贴合。

7.根据权利要求5-6任一所述的一种无人机智能电池的抓取***，其特征在于，还包括一个光电开关（12），所述光电开关（12）的光束方向垂直于电池（1）。

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