[实用新型]无人机换电机械臂系统

说明书

本实用新型是无人机换电机械臂系统，包括换电机械手总成，换电机械手总成包括托盘总成和对中机械手总成，托盘总成通过伸缩装置和旋转装置与对中机械手总成传动连接，伸缩装置用于带动对中机械手总成伸缩运动，旋转装置用于带动对中机械手总成相对托盘总成转动，对中机械手总成包括用于抓取无人机电池组的机械手，对中机械手总成用于控制机械手对无人机电池的夹取和脱离。该种换电机械臂能够进行伸缩、旋转进而实现对无人机电池组的精准对位，同时还能够完成对电池组的抓取和解锁动作。

技术领域

本实用新型是无人机自动化管理技术领域，具体的说是无人机换电机械臂系统。

背景技术

无人机自动化管理在电力系统领域属于业界技术前沿，涵盖无人机、人工智能、机器人、自动化、信息通信等技术，是一种多学科交叉融合的高新技术。近年来，无人机自动化管理已成为输电线路的重要自动化管理手段，自动化管理效益和质量较传统人工自动化管理有显著提高。

在无人机输电线路自动化管理实际应用中，国内一些电网公司进行了相关试点研究工作。2015年福建电网开展了基于物联网技术的大型无人机系统在电网巡视和防灾减灾中的应用，建立了在山区高温潮湿条件下大型无人直升机低速自动化管理模式，初步实现了超视距测控、高精度三维程控飞行、超低空自主避障和动态高清拍照等多项技术。2018年山东电网研发了无人机全自主精细化自动化管理技术，该技术包括规划飞行轨迹、任务载荷拍照控制、图像自主命名归档、缺陷自主智能识别等功能，实现了单无人机自动化管理由“人工”控制到“自主”飞行的转变。2018年，冀北电网研发了“龙巢”无人机全自主智能自动化管理系统，该系统通过在现场设置智能平台，并综合应用了航线设计规划、数据采集、结果分析处理等全过程技术，实现了单无人机的自主智能自动化管理与智能自维护。与国内相比，国外在无人机输电线路自动化管理方面的应用尚不多见。2018年，欧洲公用事业公司开始探索远程控制无人机搜寻电网损坏情况的可能性，欧洲多个公司都对无人机进行了测试，但现阶段大多数欧洲电力公司仍使用直升机巡视方式来检查电网设备运行状态。美国、日本等发达国家在无人机输电线路自动化管理中报道较少。由上述情况可知，无人机自动化管理在国外电网中应用处于起步阶段，而在国内取得了一些应用成果，但在多无人机群协同、移动式无人机自动化管理系统、完整信息交互系统（与电网公司相关管理系统对接）等方面研发与应用仍处于空白状态，亟需开展相应技术攻关。

现有的无人机供电方式多采用电池供电，无人机在使用一段时间后需要更换电池，而目前更换电池时需要对无人机进行定位，调整无人机至合适的姿势后，再进行更换电池，目前定位，只能大多只能通过人工操作，误差较大。即便现有的无人机换电技术也存在诸多弊端和缺陷。

例如，中国实用新型专利201820108833.3无人机电池更换电置和无人机电池更换设备中，无人机电池更换电置包括承载机构、升降机构、电池更换平台、旋转机构和电池装取机构；电池更换平台上设有电池充电座组；承载机构、旋转机构、升降机构依次连接；导轨的一端与电池更换平台连接，另一端与电池充电座连接，电池充电单元为两个，两个相对设置，一个电池充电座内的电池充满电，另一个未装电池，电池充电座能够沿导轨移动，电池装取机构将一个电池充电座内的电池推送到无人机的电池内，且将无人机的电池推送至另一个电池充电座内。其缺点是无法同时进行多台无人机配备多个足够数量的电池，换电效率较低，难以满足大规模无人机使用的快速换电的要求。

中国实用新型专利201620906736.X一种无人机电池更换系统，包括电池充电机构、电池更换机构、控制装置和无人机。电池充电机构包括支架、多个电池充电夹；电池更换机构包括底座和夹紧装置，夹紧装置转动设置在底座上，夹紧装置用于无人机在更换电池时加持电池；无人机上设置有电池盒子，内装有为无人机控制系统和第一电机供电的电池。无人机在自动飞行过程检测到电池电量不足时，无人机控制系统控制无人机返航并精准降落到基站，然后控制装置控制电池更换机构的夹紧装置取出电池盒子中的电池，并插入空闲的电池充电夹中进行充电，然后夹紧装置夹取电池充电机构中一个充满电的电池并将其准确放入无人机的电池盒子中，达到更换电池的目的。但是其换电结构较为复杂且容易损坏，不具备良好的推广价值。