一种植保无人机及自动更换电池的植保无人机系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种植保无人机及自动更换电池的植保无人机系统，该植保无人机包括机体、用于对机体定位的定位模块、设置在机体上的电池仓、置于电池仓中与电池仓相匹配的电池、实现植保无人机与控制平台实现信息交互的第一信号传送模块、用于检测电池电量的传感器，所述机体上固定有圆形的用于二次定位的定位件，所述电池顶部设置有吸附装置，所述电池仓的中心与定位件的圆心在同一铅垂线上；其可实现自动更换电池。

A Plant Protection UAV System with Automatic Battery Replacement

The utility model discloses a plant protection UAV system and an automatic battery replacement UAV system. The plant protection UAV includes an airframe, a positioning module for positioning the airframe, a battery bunker arranged on the airframe, a battery matched with the battery bunker in the battery bunker, a first signal transmission module for realizing information exchange between the plant protection UAV and the control platform, and a detection electric power. A sensor of battery power is fixed on the body with a circular positioning device for secondary positioning, and an adsorption device is arranged on the top of the battery. The center of the battery bin and the center of the positioning device are on the same vertical line; the battery can be automatically replaced.

【技术实现步骤摘要】
一种植保无人机及自动更换电池的植保无人机系统
本技术涉及植保无人机领域，具体涉及一种植保无人机及自动更换电池的植保无人机系统。
技术介绍
中国作为农业大国，拥有18亿亩基本农田，每年需大量的农业植保作业。现有的无人机在药物喷洒完毕后，需要飞到指定区域由工作人员逐一进行更换电池。而在大面积的农场作业，工作量大，工作时长，需要更换新的电池以保障植保无人机的长时间工作。如果我们能够找到一种方法，解决植保机在无人值守的情况下能够自动更换电池的问题，将能够进一步地提高植保机的作业效率和经济效益。
技术实现思路
本技术为了解决上述技术问题提供一种植保无人机及自动更换电池的植保无人机系统。本技术通过下述技术方案实现：一种植保无人机，包括机体、用于对机体定位的定位模块、设置在机体上的电池仓、置于电池仓中与电池仓相匹配的电池、实现植保无人机与控制平台实现信息交互的第一信号传送模块、用于检测电池电量的传感器，所述机体上固定有圆形的用于二次定位的定位件，所述电池顶部设置有吸附装置，所述电池仓的中心与定位件的圆心在同一铅垂线上。本方案在现有植保无人机结构的基础上做了优化，以使其满足自动更换电池的需求。植保无人机体积小，电池仓的仓口小，要实现植保无人机自动更换电池，定位精确是前提。但是，现有的定位技术其不能实现精确定位，最优的技术其也存在厘米级的误差，但是，针对电池仓口小的无人机，厘米级的误差也会影响自动更换电池。本方案要解决上述问题，采用定位模块对植保无人机的初次定位，并在机体上设置圆形的定位件，定位件与控制平台配合，以实现精确定位。作为优选，为了提高更换电池速度且实现电池的有效运作，所述电池包括依次连接且一体成型的第一圆柱端、第二圆柱端、第三圆柱端，所述第一圆柱端、第二圆柱端、第三圆柱端同轴设置且第一圆柱端的直径小于第二圆柱端的直径、第二圆柱端的直径小于第三圆柱端的直径，所述第二圆柱端端面上设置有正极触电环/负极触电环，所述第三圆柱端与第二圆柱端的连接端面上设置有负极/正极触电环且第三圆柱端的另一端设置有吸附装置。正极触电环、负极触电环成环装，不管植保无人机的停放方向是怎样，电池仓上内的正极触电、负极触电均能实现与电池的有效解除，提高更换电池速度。作为优选，所述定位环还包括设置在边沿的防撞圈。利用防撞圈减弱定位结构对植保无人机的撞击力，保护无人机。作为优选，所述定位模块包括GPS定位或RTK定位模块。RTK（Real-timekinematic）载波相位差分技术，误差范围可以精确到厘米级，实现较小范围的精准降落，本方案利用GPS定位或RTK定位模块实现植保无人机降落时的大致定位，精度较高。作为优选，吸附装置为铁片或磁铁片。采用铁片或磁铁片的设计，其结构简单，且吸附效果好，确保电池的有效更换。一种自动更换电池的植保无人机系统，包括控制平台和上述的植保无人机，所述控制平台包括用于更换电池仓内电池的机械臂、设置在机械臂上对吸附装置进行吸附的吸附结构、实现对植保无人机精确定位的定位结构、实现控制平台与植保无人机实现信息交互的第二信号传送模块和用于控制更换电池机械臂、吸附结构、定位结构的控制器；所述定位结构包括第一定位板、第二定位板、第三定位板、第四定位板，所述第一定位板、第二定位板、第三定位板、第四定位板可由控制器控制在水平和竖直方向之间转动且4个定位板均转至竖直方向时围成一个正方形，所述正方形的边长与定位件的直径相等且正方形的中心与电池仓的圆心在一个铅垂线上。如前所述，植保无人机体积小，电池仓的仓口小，要实现植保无人机自动更换电池，定位精确是前提。植保无人机在停机降落时利用定位模块实现大致定位，该误差为厘米级。该系统通过定位件、定位结构的配合，实现植保无人机的准确定位。定位结构实现精确定位原理在于4个定位板可转动，均处于水平状态时，植保无人机通过定位模块大致停放在定位结构上，4个定位板在转动过程中，通过推挤定位件将植保无人机推入正方形区域内，由于4侧均有定位板，即可将植保无人机准确的推到精确位置。由于电池仓的中心与正方形的中心在一个铅垂线上，不管植保无人机的摆放方向怎样，更换电池机械臂均能实现有效更换电池。作为优选，为了避免植保无人机在大致定位停放时的出现不稳定的现象，所述定位结构还包括第五定位板，所述第五定位板设置在第一定位板、第二定位板、第三定位板、第四定位板所围城的正方形且与该正方形相匹配。第一定位板、第二定位板、第三定位板、第四定位板在水平摆放时，中间的正方形区域构成一个槽体，植保无人机极易出现停放不稳的现象，在正方形区域内设置第五定位板将该槽体填满，使定位结构成平整状态。本技术与现有技术相比，至少具有如下的优点和有益效果：1、本技术通过对无人机和控制平台结构做改进，可实现植保无人机的自动更换电池。2、本技术通过定位件、定位结构的配合，实现植保无人机的准确定位，为植保无人机自动更换电池奠定基础。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本技术实施例的限定。在附图中：图1为本技术结构示意图。图2为本系统实现精确定位时的结构示意图。图3为本技术的定位结构的定位板保持水平的状态图。图4为本技术的定位结构的定位板保持竖直的状态图。图5为电池的结构示意图，其中，填充区域即为负极触电环或正极触电环。附图中标记及对应的零部件名称：1、机体，2、电池仓，3、电池，31、第一圆柱端；32、第二圆柱端；33、第三圆柱端；34、吸附装置；4、定位件，5、防撞圈，61、第一定位板，62、第二定位板，63、第三定位板，64、第四定位板，65、第五定位板，7、机械臂。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本技术作进一步的详细说明，本技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本技术，并不作为对本技术的限定。实施例1如图1、2所示一种植保无人机，包括机体1、用于对机体1定位的定位模块、设置在机体1上的电池仓2、置于电池仓2中与电池仓相匹配的电池3、实现植保无人机与控制平台实现信息交互的第一信号传送模块、用于检测电池电量的传感器。机体1上固定有圆形的用于二次定位的定位件5，所述电池3顶部设置有吸附装置34，所述电池仓2的中心与定位件4的圆心在同一铅垂线上；药箱内设置用于监测液位的液位传感器实现对药液量的监测以便判断是否需要自动更换电池，需要说明的是，为了实现植保无人机的飞行，本实施例没有提及的旋翼、控制装置等结构均为现有很成熟的技术，第一信号传送模块连接在控制装置上，其为现有成熟技术，均可采用现有技术实现。实施例2基于上述实施例的原理，本实施例在上述实施例结构的基础上做了优化，即如图5所示电池3包括依次连接且一体成型的第一圆柱端31、第二圆柱端32、第三圆柱端33，所述第一圆柱端31、第二圆柱端32、第三圆柱端33同轴设置且第一圆柱端31的直径小于第二圆柱端32的直径、第二圆柱端32的直径小于第三圆柱端33的直径，所述第二圆柱端32端面上设置有正极触电环/负极触电环，所述第三圆柱端33与第二圆柱端32的连接端面上设置有负极触电环/正极触电环且第三圆柱端33的另一端设置有吸附装置34。定位件4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种植保无人机，包括机体（1）、用于对机体（1）定位的定位模块、设置在机体（1）上的电池仓（2）、置于电池仓（2）中与电池仓相匹配的电池（3）、实现植保无人机与控制平台实现信息交互的第一信号传送模块、用于检测电池电量的传感器，其特征在于，所述机体（1）上固定有圆形的用于二次定位的定位件（4），所述电池（3）顶部设置有吸附装置（34），所述电池仓（2）的中心与定位件（4）的圆心在同一铅垂线上。

【技术特征摘要】
1.一种植保无人机，包括机体（1）、用于对机体（1）定位的定位模块、设置在机体（1）上的电池仓（2）、置于电池仓（2）中与电池仓相匹配的电池（3）、实现植保无人机与控制平台实现信息交互的第一信号传送模块、用于检测电池电量的传感器，其特征在于，所述机体（1）上固定有圆形的用于二次定位的定位件（4），所述电池（3）顶部设置有吸附装置（34），所述电池仓（2）的中心与定位件（4）的圆心在同一铅垂线上。2.根据权利要求1所述的一种植保无人机，其特征在于，所述电池（3）包括依次连接且一体成型的第一圆柱端（31）、第二圆柱端（32）、第三圆柱端（33），所述第一圆柱端（31）、第二圆柱端（32）、第三圆柱端（33）同轴设置且第一圆柱端（31）的直径小于第二圆柱端（32）的直径、第二圆柱端（32）的直径小于第三圆柱端（33）的直径，所述第二圆柱端（32）端面上设置有正极触电环/负极触电环，所述第三圆柱端（33）与第二圆柱端（32）的连接端面上设置有负极/正极触电环且第三圆柱端（33）的另一端设置有吸附装置（34）。3.根据权利要求1所述的一种植保无人机，其特征在于，所述定位件（4）还包括设置在边沿的防撞圈（5）。4.根据权利要求1所述的一种植保无人机，其特征在于，所述定...

【专利技术属性】
技术研发人员：景占成，
申请(专利权)人：青海炫飞电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：青海,63