【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及植保無人機(jī)領(lǐng)域，，特別涉及一種旋轉(zhuǎn)推進(jìn)式植保無人機(jī)自主更換電池裝置。
技術(shù)介紹
1、在智慧農(nóng)業(yè)的體系中，無人機(jī)在農(nóng)業(yè)植保方面也得到了大量的運(yùn)用，無人機(jī)在進(jìn)行藥物噴灑或者種子播撒的任務(wù)中，由于農(nóng)田面積大、作業(yè)工作量大、工作時(shí)間長，需要更換新的電池以保障農(nóng)用植保無人機(jī)的長時(shí)間工作。
2、如果能夠在農(nóng)田上搭建一種自主更換電池的裝置，既可以解決植保無人機(jī)在無人值守的情況下能夠自主更換電池的問題，也可以進(jìn)一步的提高植保無人機(jī)作業(yè)期間的效率和經(jīng)濟(jì)效益。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了克服目前植保無人機(jī)自身存在的續(xù)航時(shí)間短以及在智慧農(nóng)業(yè)體系中手動(dòng)更換電池步驟繁瑣且效率低下的問題，本專利技術(shù)旨在設(shè)計(jì)一種旋轉(zhuǎn)推進(jìn)式植保無人機(jī)自主更換電池裝置。
2、所述的旋轉(zhuǎn)推進(jìn)式植保無人機(jī)自主更換電池裝置主要具有由以下功能模塊組成：艙門自主開合模塊、無人機(jī)精準(zhǔn)降落模塊、旋轉(zhuǎn)推進(jìn)式電池自主更換模塊以及太陽能電源模塊。
3、所述的艙門自主開合模塊包括微波雷達(dá)監(jiān)測系統(tǒng)和運(yùn)用滑輪且在固定軌道上移動(dòng)的單扇艙門。微波雷達(dá)監(jiān)測裝置安裝在艙門側(cè)邊，根據(jù)無人機(jī)的特征，將靠近艙門距離作為艙門打開條件設(shè)置雷達(dá)設(shè)備的識(shí)別參數(shù)。將微波雷達(dá)裝置與單片機(jī)控制電路連接，通過編程設(shè)定艙門打開觸發(fā)條件，一旦雷達(dá)系統(tǒng)檢測到符合觸發(fā)條件的無人機(jī)，可以通過與艙門開關(guān)機(jī)制的連接，發(fā)送指令打開移動(dòng)艙門，并收納需要更換電池的無人機(jī)。
4、所述的無人機(jī)精準(zhǔn)降落模塊包括含有限位槽和比電池側(cè)面積稍大的方形孔的停機(jī)坪
5、進(jìn)一步地，在移動(dòng)艙門自動(dòng)打開后，安裝在停機(jī)坪上含有rtk、gps定位系和圖像識(shí)別定位系統(tǒng)的裝置，通過rtk、gps定位系內(nèi)基于rtk、gps技術(shù)測量降落裝置與無人機(jī)坐標(biāo)位置，可以支持較遠(yuǎn)距離上的飛行感應(yīng)，可以通過北斗導(dǎo)航的三維坐標(biāo)算法，確定降落裝置與無人機(jī)坐標(biāo)位置，通過相對(duì)位置數(shù)值控制無人機(jī)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的動(dòng)作指令，在rtk、gps定位系的基礎(chǔ)上，在移動(dòng)距裝置合適距離時(shí)，用戶可通過切換至圖像識(shí)別定位系狀態(tài)，由原先的gps定位轉(zhuǎn)換為紅外識(shí)別，識(shí)別紅外信標(biāo)模組，感應(yīng)到紅外信標(biāo)模組內(nèi)的紅外led燈矩陣模塊產(chǎn)生的紅外光源，得到紅外像素偏移量。
6、其功能在于讓收納進(jìn)裝置的無人機(jī)能夠在停機(jī)坪指定位置落位并對(duì)無人機(jī)進(jìn)行自動(dòng)固定。該模塊通過裝置于無人機(jī)內(nèi)分別設(shè)置的rtk、gps定位系和圖像識(shí)別定位系兩種方式的雙重配合下，使無人機(jī)精準(zhǔn)降落控制更加精確穩(wěn)定。
7、無人機(jī)落在停機(jī)坪的限位孔中，所述的限位孔兩邊的機(jī)械卡扣裝置在檢測到無人機(jī)落位后自動(dòng)將無人機(jī)的底角架卡扣固定在地面或者其他支撐物上，通過特定的卡扣設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)固的固定以及快速釋放。
8、所述的旋轉(zhuǎn)推進(jìn)式電池自主更換模塊包括含有四個(gè)凹槽的電池更換轉(zhuǎn)輪、可更換鋰聚合物電池以及凹槽中的無線充電部件和推進(jìn)板。
9、進(jìn)一步地，在檢測到無人機(jī)在停機(jī)坪上穩(wěn)定后，所述的旋轉(zhuǎn)推進(jìn)式電池自主更換模塊對(duì)無人機(jī)的電池進(jìn)行自主的拆卸和更換；電池更換轉(zhuǎn)輪將空位凹槽旋轉(zhuǎn)至停機(jī)坪的電池更換孔下面，無人機(jī)的電池利用慣性沿著無人機(jī)上的電池滑軌落入空位凹槽中。進(jìn)一步地，轉(zhuǎn)輪將其他凹槽中已經(jīng)滿電的電池旋轉(zhuǎn)至正對(duì)停機(jī)坪電池更換孔下面，利用凹槽中的推進(jìn)板將電池推入無人機(jī)上電池更換滑軌中，直至電池上的卡扣固定。
10、所述的太陽能電源模塊采用perc電池，能夠?qū)⑥r(nóng)場上可收集太陽能高效的轉(zhuǎn)換成電能并進(jìn)行儲(chǔ)存，并用于整個(gè)裝置的供能。
11、本專利技術(shù)通過所述的艙門自主開合模塊、無人機(jī)精準(zhǔn)降落模塊、旋轉(zhuǎn)推進(jìn)式電池自主更換模塊以及太陽能電源模塊四個(gè)模塊在單片機(jī)的控制下協(xié)調(diào)工作，具有以下的優(yōu)點(diǎn)：首先裝置使得無人機(jī)在執(zhí)行任務(wù)時(shí)不需要人工干預(yù)，從而節(jié)省了任務(wù)執(zhí)行的時(shí)間和人力成本；其次是可以在電池電量耗盡前自動(dòng)返回基地更換電池，達(dá)到延長無人機(jī)工作時(shí)間的目的；然后是自主更換電池裝置可以減少人為操作引起的錯(cuò)誤和失誤，提高了更換電池的準(zhǔn)確性和可靠性；所述的自主更換電池裝置具有一定的智能化和自主性，從而可以實(shí)現(xiàn)更高程度的自主作業(yè)能力；最后是采用市面上最為先進(jìn)的太陽能發(fā)電裝置，可以在一定程度上節(jié)約成本和電力資源。。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.旋轉(zhuǎn)推進(jìn)式植保無人機(jī)自主更換電池裝置，其特征在于：由單片機(jī)控制電路、艙門自主開合模塊、無人機(jī)精準(zhǔn)降落模塊、旋轉(zhuǎn)推進(jìn)式電池自主更換模塊以及太陽能電源模塊組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)推進(jìn)式植保無人機(jī)自主更換電池裝置，其特征在于：所述的艙門自主開合模塊包括在其主體艙門上安裝有微波雷達(dá)探測器，所述的艙門依靠兩側(cè)的雙排滑輪軌道進(jìn)行平行移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)推進(jìn)式植保無人機(jī)自主更換電池裝置，其特征在于：所述的無人機(jī)精準(zhǔn)降落模塊主體為停機(jī)坪，所述的停機(jī)坪為方形，在其中間嵌入一塊所述的具備RTK/?GPS定位系和圖像識(shí)別定位系兩種方式的雙重配合的裝置，在RTK/?GPS裝置的兩側(cè)為雙排限位孔，在所述的雙排限位孔兩側(cè)分別為加固無人機(jī)底部支架的機(jī)械卡扣，在所述的?RTK/?GPS裝置正前方為電池更換孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)推進(jìn)式植保無人機(jī)自主更換電池裝置，其特征在于：所述的旋轉(zhuǎn)推進(jìn)式電池自主更換模塊包括其自身整體為一個(gè)柱狀轉(zhuǎn)輪，所述的柱狀轉(zhuǎn)輪正中間為一根中心軸，所述的柱狀轉(zhuǎn)輪有四個(gè)充電凹槽，所述的充電凹槽底部是電池充電接頭，所述
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)推進(jìn)式植保無人機(jī)自主更換電池裝置，其特征在于：所述的太陽能電池模塊安裝在裝置的左邊，所述的太陽能電池模塊上層為PERC太陽能電池板，所述的太陽能電池模塊底部為鋰離子蓄電池。
...【技術(shù)特征摘要】
1.旋轉(zhuǎn)推進(jìn)式植保無人機(jī)自主更換電池裝置，其特征在于：由單片機(jī)控制電路、艙門自主開合模塊、無人機(jī)精準(zhǔn)降落模塊、旋轉(zhuǎn)推進(jìn)式電池自主更換模塊以及太陽能電源模塊組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)推進(jìn)式植保無人機(jī)自主更換電池裝置，其特征在于：所述的艙門自主開合模塊包括在其主體艙門上安裝有微波雷達(dá)探測器，所述的艙門依靠兩側(cè)的雙排滑輪軌道進(jìn)行平行移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)推進(jìn)式植保無人機(jī)自主更換電池裝置，其特征在于：所述的無人機(jī)精準(zhǔn)降落模塊主體為停機(jī)坪，所述的停機(jī)坪為方形，在其中間嵌入一塊所述的具備rtk/?gps定位系和圖像識(shí)別定位系兩種方式的雙重配合的裝置，在rtk/?gps裝置的...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李昂，徐止政，王子奕，程義，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：江蘇師范大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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