[发明专利]小型无人机自动更换电池的移动机巢及其停机坪

权利要求书

1.一种小型无人机自动更换电池的移动机巢，其特征在于，包括移动机巢、控制单元；

所述移动机巢包括底板、底板框架、滑动连接在底板框架上的移动式顶盖、设置在底板上的停机坪、三维模组单元；所述停机坪内设有充电仓，三维模组单元包括机械夹爪；

所述控制单元包括依次相连的工控机、控制模块、若干伺服控制器，工控机发送指令至控制模块，由控制模块执行工控机的指令控制各伺服控制器，完成控制无人机在停机坪上的精准降落与固定、三维模组单元的移动、机械夹爪将无人机移动至固定降落位置及在无人机与充电仓之间取放电池、监控充电仓内的电池信息。

2.根据权利要求1所述的小型无人机自动更换电池的移动机巢，其特征在于，所述底板框架的一侧上方安装有同步带，同步带上设置有顶盖连接板，同步带的一端安装在一步进电机的输出轴上，与同步带相对的一侧底板框架上安装有滑轨；

所述移动式顶盖包括第一顶盖、第二顶盖，第一顶盖与第二顶盖均通过顶盖连接板及滑轨与底板框架滑动连接，当移动式顶盖全部打开时，第一顶盖与第二顶盖分别位于滑轨的两端侧。

3.根据权利要求1所述的小型无人机自动更换电池的移动机巢，其特征在于，所述三维模组单元还包括X轴模组、Y轴模组、Z1轴模组、Z2轴模组；

所述X轴模组设置在与充电仓相对的底板上，用于三维模组单元水平方向上的移动；

所述Y轴模组设置在X轴模组与充电仓之间的底板上，用于三维模组单元垂直方向上的移动；

所述Z1轴模组垂直安装在X轴模组的外侧，用于实现安装在Z1轴模组上的机械夹爪在Z1轴模组上的上下移动；

所述Z2轴模组包括滑动连接在X轴模组与Z1轴模组之间的模组间连接件，用于实现Z1轴模组的上下运动。

4.根据权利要求3所述的小型无人机自动更换电池的移动机巢，其特征在于，所述Z1轴模组的顶端还安装有双目相机，用于识别无人机降落在停机坪上的位置、辅助机械夹爪完成无人机电池的取放、辅助控制单元监测充电仓内电池的充电状态。

5.根据权利要求1所述的小型无人机自动更换电池的移动机巢，其特征在于，所述伺服控制器包括顶盖伺服控制器、三维模组伺服控制器、机械夹爪伺服控制器、停机坪伺服控制器、视觉系统伺服控制器；

所述顶盖伺服控制器用于控制顶盖的开合；

所述三维模组伺服控制器用于控制三维模组单元的运动；

所述机械夹爪伺服控制器用于控制机械夹爪的抓取动作；

所述停机坪伺服控制器用于完成无人机固定在停机坪上；

所述视觉系统伺服控制器用于控制双目相机的启动与停止。

6.一种小型无人机自动更换电池的停机坪，其特征在于，包括底面开口的箱体；

箱体的前端设有充电仓，箱体的上顶面设有无人机的降落平台，位于降落平台位置的箱体内部设置有无人机机架紧固装置，用于无人机停落在降落平台的位置归中与固定。

7.根据权利要求6所述的小型无人机自动更换电池的停机坪，其特征在于，所述充电仓包括若干个为无人机电池充电或容纳的充电槽、设置于充电槽内的光电传感器、电流传感器；

所述光电传感器用于确认电池是否在充电槽内；

所述电流传感器用于检测电池是否处于充电状态及充电量。

8.根据权利要求6所述的小型无人机自动更换电池的停机坪，其特征在于，所述无人机机架紧固装置包括两台驱动电机、两组机架固定爪；

所述驱动电机固定安装在箱体内，两台驱动电机的轴线位于同一条直线上；

每组机架固定爪包括两个机架固定爪，分别安装在驱动电机的电机轴的两端。

9.根据权利要求8所述的小型无人机自动更换电池的停机坪，其特征在于，所述机架固定爪的一端设有套圈、另一端设有钩爪，套圈与驱动电机的电机轴固定连接，机架固定爪的中部设有通槽。

10.根据权利要求8或9所述的小型无人机自动更换电池的停机坪，其特征在于，所述降落平台的中部开有阵列排布的四个腰型槽，用于机架固定爪伸出腰型槽固定无人机机架。