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专利号: 2018101219993
申请人: 西安工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 飞行器;航空;宇宙航行
更新日期:2024-04-03
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种无人机中继站,其特征在于:包括中继站本体(18)、无人机单元(11)、无人机电池拆卸单元和无人机电池安装单元;所述无人机单元(11)停歇安装于所述中继站车体(18)顶部;所述中继站车体(18)上还设置有无人机电池拆卸单元和无人机电池安装单元,所述无人机电池拆卸单元和无人机电池安装单元分别位于停歇状态的所述无人机单元(11)前后侧。2.根据权利要求1所述的一种无人机中继站,其特征在于:所述中继站本体(18)顶部水平设置有无人机停歇架(28),驱动装置可驱动停歇架(28)水平旋转;所述无人机单元(11)停歇安装于所述无人机停歇架(28)上;所述无人机单元(11)下侧设置有电池安装座(22),无人机动力电池(3)从一侧水平滑入安装于所述电池安装座(22)中,且无人机动力电池(3)的滑入端设置有电池输出接头(1),所述电池输出接头(1)对应插入所述电池安装座(22)内侧的电源接口(12)中;旋转所述无人机停歇架(28)可带动电池安装座(22)的电池滑出端(22.1)依次旋转至分别与无人机电池拆卸单元和无人机电池安装单元对应。3.根据权利要求2所述的一种无人机中继站,其特征在于:所述无人机单元(11)的四个停歇支撑脚(10)设置成圆柱形;所述无人机停歇架(28)呈十字形交叉结构,所述无人机停歇架(28)的四角上侧分别安装有四个三爪卡盘(14);所述无人机单元(11)的四个所述停歇支撑脚(10)分别同轴心对应在四个所述三爪卡盘(14)中;各所述三爪卡盘(14)可夹紧或松开对应的所述停歇支撑脚(10)。4.根据权利要求3所述的一种无人机中继站,其特征在于:所述无人机动力电池(3)的两侧部沿长度方向设置有滑条(2);所述电池安装座(22)上设置有滑条导槽(43),两所述滑条(2)分别滑动设置于所对应的所述滑条导槽(43)中;所述无人机动力电池(3)的上侧设置有磁吸部件;所述电池安装座(22)中设置有与无人机动力电池(3)相对应的第一永磁体(19),所述第一永磁体(19)磁吸连接所述无人机动力电池(3)的上侧的磁吸部件。5.根据权利要求4所述的一种无人机中继站,其特征在于:所述无人机停歇架(28)上还固定安装有弹射引导器(25);所述弹射引导器(25)为沿长度方向贯通的箱形结构,所述弹射引导器(25)内侧为电池引导通道(32);所述电池引导通道(32)与所述电池安装座(22)的电池滑出端(22.1)对接设置;从所述电池安装座(22)中滑出的无人机动力电池(3)对应滑入所述电池引导通道(32)中;所述电池引导通道(32)两内侧壁上沿电池滑出方向延伸设置有滑条引导槽(33),无人机动力电池(3)上的两滑条(2)分别与两所述滑条引导槽(33)对应设置。6.根据权利要求4所述的一种无人机中继站,其特征在于:无人机动力电池(3)安装于所述电池安装座(22)中状态下,所述无人机动力电池(3)靠近所述电池安装座(22)的电池滑出端(22.1)一侧设置有第二永磁体(3.1)。7.根据权利要求6所述的一种无人机中继站,其特征在于:所述无人机电池拆卸单元包括拆卸平台(30.1);所述拆卸平台(30.1)上设置前后贯通的电磁放置槽(30),所述电池放置槽(30)远离所述无人机单元(11)的一端设置有气缸座(16),所述气缸座(16)靠近所述无人机单元(11)的一端设置有伸缩气缸(15),所述伸缩气缸(15)沿所述电池放置槽(30)前后贯通方向延伸,所述伸缩气缸(15)末端设置有第一电磁铁(29),所述伸缩气缸(15)可带动第一电磁铁(29)伸出至无人机单元(11)的电池安装座(22)处,伸缩气缸(15)还可带动第一电磁铁(29)缩回至电池放置槽(30)中;所述第一电磁铁(29)通电状态下,第一电磁铁(29)与所述电池安装座(22)中无人机动力电池(3)上的第二永磁体(3.1)相互磁吸。8.根据权利要求6所述的一种无人机中继站,其特征在于:所述无人机电池安装单元包括电池弹射箱(27)、第二电磁铁(26)和第二电磁铁固定座(45);所述电池弹射箱(27)为箱体结构;所述电池弹射箱(27)的内腔底部设置有纵向弹簧(46),所述纵向弹簧(46)的上端顶压若干堆叠设置的无人机动力电池(3);所述第二电磁铁(26)通过第二电磁铁固定座(45)固定安装于所述电池弹射箱(27)外侧,且所述第二电磁铁(26)位于所述电池弹射箱(27)远离所述无人机单元(11)的一侧;所述电池弹射箱(27)靠近所述无人机单元(11)的一侧上端开设有弹射开口(3.2),所述弹射开口(3.2)与所述第二电磁铁(26)对应设置;第二电磁铁(26)通电状态下,第二电磁铁(26)与电池弹射箱(27)中最上层无人机动力电池(3)上的第二永磁体(3.1)相互排斥,所述电池弹射箱(27)中最上层无人机动力电池(3)可经弹射开口(3.2)弹出至电池引导通道(32)中。9.根据权利要求1至8的任意一项的一种无人机中继站的方法,其特征在于:无人机飞行状态时,为了保证其无人机单元(11)返航停落地点的容错率,各三爪卡盘(14)的卡盘电机(17)驱动活动卡爪沿径向运动至最大张开状态,在无人机单元(11)正常飞行过程中,所携带无人机动力电池(3)的电量即将耗尽时,这时控制器控制无人机单元(11)返航,飞行的无人机单元(11)逐渐飞向中继站本体(18)正上方,此时控制飞行的无人机单元(11)缓慢垂直降落,直至无人机单元(11)的四个停歇支撑脚(10)伸入对应的四个张开状态的三爪卡盘(14)中,此时无人机单元已经完成降落,此时启动其中一个三爪卡盘(14)的卡盘电机(17),使其单个三爪卡盘(14)的三个活动卡爪沿径向向内做夹紧动作,待完全夹紧停歇支撑脚(10)之前暂停继续夹紧,此时驱动第二个三爪卡盘(14)的卡盘电机(17),使其第二个三爪卡盘(14)的三个活动卡爪沿径向向内做夹紧动作,待完全夹紧停歇支撑脚(10)之前暂停继续夹紧;此时无人机单元(11)基本完成定位,此时按照此方法继续依次将第三个、第四个三爪卡盘(14)的卡盘电机(17)并做夹紧动作;然后同时驱动四个三爪卡盘(14)的卡盘电机(17)使其分别完全夹紧四个停歇支撑脚(10),此时无人机单元(11)已经完全定位于无人机停歇架(28)上;此时驱动装置驱动无人机停歇架(28)水平旋转,使电池安装座(22)的电池滑出端(22.1)旋转至朝向拆卸平台(30.1),此时驱动伸缩气缸(15)带动第一电磁铁(29)伸出至无人机单元(11)的电池安装座(22)的电池滑出端(22.1)处,然后给第一电磁铁(29)通电,此时第一电磁铁(29)于电池安装座(22)中无人机动力电池(3)上的第二永磁体(3.1)相互吸引;然后驱动伸缩气缸(15)带动第一电磁铁(29)逐渐做缩回动作,此时电池安装座(22)中的无人机动力电池(3)由于受到磁吸拉力,电池输出接头(1)开始脱离电池安装座(22)内侧的电源接口(12),并且无人机动力电池(3)随第一电磁铁(29)一同缩回运动至电池放置槽(30)中,此时无人机单元(11)已经完成电池拆卸过程;进一步的,驱动装置驱动无人机停歇架(28)水平旋转,使电池安装座(22)的电池滑出端(22.1)旋转至朝向电池弹射箱(27)的弹射开口(3.2);此时瞬间将第二电磁铁(26)通电,进而第二电池铁(26)与电池弹射箱(27)中最上层无人机动力电池(3)上的第二永磁体(3.1)瞬间产生强烈排斥力,进而电池弹射箱(27)中最上层无人机动力电池(3)在排斥力作用下被迅速从弹射开口(3.2)弹射出去,弹射过程一旦出现立即将第二电磁铁(26)断电,电池弹射箱(27)中的原第二层无人机动力电池(3)在弹簧(46)作用下向上运动至与第二电磁铁(26)相平,准备再次被弹射,被弹射出去的无人机动力电池(3)在电池引导通道(32)的引导作用下滑向电池安装座(22),从电池引导通道(32)滑出的无人机动力电池(3)从电池安装座(22)的电池滑出端(22.1)滑入至电池安装座(22)中,并在惯性作用下无人机动力电池(3)的电池输出接头(1)对应插入电池安装座(22)上电源接口(12)中,此时第一永磁体(19)自动磁吸连接所述无人机动力电池(3)的上侧的磁吸部件,该磁吸部件的磁吸力远小于第二电池铁(26)与第二永磁体(3.1)之间的排斥力,进一步防止无人机动力电池(3)飞行过程中自动滑出,实现了电池的安装过程;然后同时驱动四个三爪卡盘(14)的卡盘电机(17)使其完全松开四个停歇支撑脚(10),最后驱动无人机单元垂直起飞。