本發明涉及無人機及配套硬件領域，尤其涉及一種無人機及其換電裝置。

背景技術：

1、目前，無人機已經廣泛應用在農業、物流、航拍、救援等領域。它主要由飛行控制系統、動力系統、機架結構、通信系統、任務載荷和地面站組成。

2、按照用途無人機主要能夠分為軍用和民用兩種類型，但無論是軍用或者是民用其工作原理均相類似，且無人機應用在軍用和民用中均對其續航能力有較大要求，而在產品尺寸固定且電池容量被限制時，如何能夠更加高效進行作業，則成為了無人機領域的重點研究方向，無人機之所以進行廣泛應用，就是因為其無需駕駛員進行艙內操作、體積小、活動靈活，故電池包必須對其進行適配，而在此前提下，如果是面對高強度高頻率的飛行工作，一次電量耗盡后需要充電時間需要非常久，即使應用快充也至少需要半小時以上，沒辦法應對高頻率工作，故如同新能源汽車一樣，換電成了替代長時間充電的解決方案，保證了無人機能夠在基站內一分鐘內進行換電后馬上重新開始工作，替代了原先需要在基站內進行停留充電的方案，極大程度縮短了無人機的待機時間，提升了無人機的使用效率。?

3、中國專利申請號為202111250640.4的發明專利公開了一種無人機換電池基站包括無人機、外定位裝置、換電池裝置和電池盒裝置，外定位裝置的上方固定有四根支撐桿，四根支撐桿呈方形四個頂角垂直于外定位裝置排列，四根支撐桿的上端連接有換電池裝置，外定位裝置包括外定位平臺、一號電機、錐齒輪換向器、絲杠螺母座和絲杠螺母，錐齒輪換向器的四周連接有四根絲杠，每一根絲桿與錐齒輪換向器之間均通過一個聯軸器連接，在每一根絲桿上滑動連接有一個絲杠螺母座，每一個絲桿螺母座上固定有絲杠螺母，一根絲杠的另一端與一號電機的輸出端連接作為左旋絲杠，其他三根絲杠均為右旋絲杠，絲杠螺母座上方均設置有定位桿座，在每一個定位桿座上設置有外定位桿。該發明便于快速更換電池。上述發明所提出的技術方案內容目的在于快速更換電池，但由于其方案內的無人機中只有一個電池組，換電過程中需要將舊電池取出，再將換電站中充好電的新電池換到電池槽內，一來一回增加了換電時間。

技術實現思路

1、因此，針對上述問題，本發明提出一種無人機及其換電裝置，解決了現有無人機換電過程中由于無人機僅有單個電池槽，故換電需要將原有電池取下后將新電池放置在電池槽內，增加整體換電時長的技術問題。

2、為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：一種無人機，包括機體本體、固定設置于所述機體本體上的延伸臂、設置于所述延伸臂自由端末端的旋轉葉片，所述機體本體的下端面上開設有電池倉組，所述電池倉組包括第一電池倉槽和第二電池倉槽，所述第一電池倉槽內放置有第一蓄電池組，所述第二電池倉槽內放置有第二蓄電池組，所述第一電池倉槽的水平截面為矩形，所述第二電池倉槽的水平截面為環形，所述第二電池倉槽將所述第一電池倉槽包圍，所述機體本體內設置有功能腔，所述功能腔內設置有第一換電組件，通過所述第一換電組件能夠對所述第一蓄電池組和所述第二蓄電池組進行換電工作；

3、所述第一電池倉槽的內頂面設置有第一貫通孔，所述第二電池倉槽的內頂面設置有第二貫通孔，所述第一貫通孔和所述第二貫通孔均貫通至所述功能腔內，所述第一換電組件連接所述第一貫通孔和所述第二貫通孔，所述第一換電組件包括中心支撐桿、與所述中心支撐桿轉動連接的擺動軸、設置于所述擺動軸倆端部的第一頂塊和第二頂塊，所述擺動軸轉動設置于所述中心支撐桿的自由端末端，所述第一頂塊通過所述第一貫通孔進入所述第一電池倉槽內并在所述第一貫通孔內來回移動，所述第二頂塊通過所述第二貫通孔進入所述第二電池倉槽內并在所述第二貫通孔內來回移動，所述擺動軸以所述中心支撐桿為中心支點，當所述第一頂塊通過所述第一貫通孔進入所述第一電池倉槽內時，所述第二頂塊上抬回收進所述第二貫通孔內，當所述第二頂塊通過所述第二貫通孔進入所述第二電池倉槽內時，所述第一頂塊上抬回收進所述第一貫通孔內，所述第一頂塊和所述第二頂塊均包覆有絕緣橡膠層。

4、進一步的，所述機體本體上位于其下端面上設置有定位擺桿，所述定位擺桿轉動設置于所述機體本體的下端面上的四個邊角處，所述定位擺桿為伸縮桿結構。

5、進一步的，當無人機停放在地面上時，所述定位擺桿充當降落架，其狀態為指向地面并向所述機體本體的中軸線靠近，當無人機升空進行作業時，所述定位擺桿向上轉動至與水平面平齊，所述定位擺桿的自由端末端設置有萬向定位滾輪。

6、進一步的，所述第一電池倉槽內鋪設有第一磁吸通電軌道，所述第二電池倉槽內鋪設有第二磁吸通電軌道，所述第一蓄電池組和所述第二蓄電池組分別通過吸附于所述第一磁吸通電軌道和所述第二磁吸通電軌道為無人機供電，所述第一蓄電池組和所述第二蓄電池組上對應設置有與所述第一磁吸通電軌道和所述第二磁吸通電軌道配合的磁吸塊。

7、一種換電裝置，其配套應用于無人機上，包括基座、固定設置于所述基座上表面的一體化換電站，所述一體化換電站為立方體結構，所述一體化換電站的上表面設置有定位凹槽，所述定位凹槽的水平面投影為矩形，所述定位凹槽內位于豎直方向上的四條棱邊上均設置有定位軌道，所述定位軌道順著棱邊自上而下延伸至所述定位凹槽的下底面。

8、進一步的，所述定位軌道的水平面投影為圓弧形，所述定位軌道的頂部設置有輔助進出通道，所述輔助進出通道的結構為八分之一球體。

9、進一步的，所述定位凹槽的下底面中心位置處設置有第一承托槽和第二承托槽，所述第二承托槽環繞設置于所述第一承托槽四周，所述第一承托槽和所述第二承托槽內分別設置有第一升降充電柱和第二升降充電柱，所述第一升降充電柱和所述第二升降充電柱上集成設置有電池充電裝置，所述第一升降充電柱和所述第二升降充電柱均可沿豎直方向進行上下電動升降。

10、進一步的，所述第一升降充電柱和所述第二升降充電柱分別用于承接所述第一蓄電池組和所述第二蓄電池組，所述第一升降充電柱和所述第二升降充電柱均可下降至水平高度低于所述定位凹槽的下底面，使所述第一蓄電池組或所述第二蓄電池組與所述定位凹槽的下底面平齊。

11、通過采用前述技術方案，本發明的有益效果是：

12、1、本發明相較于現有的無人機及其充電樁應用方案，優點在于能夠快速對無人機進行換電補能，替換掉原有的無人機需要進入充電樁中進行長時間的充電補能，取而代之的換電方案保證了無人機在續航不足時能夠進入基站內在短時間內進行換電補能后馬上重新開始執行任務，其換電主要在于無人機上蓄電池的更換，無人機上安裝有第一電池倉槽和第二電池倉槽，兩個電池倉槽分別獨立工作，當第一蓄電池組安裝在第一電池倉槽內進行供電工作時，第二蓄電池組替換下來進入基站內進行充電補能，當第一蓄電池組電量快要耗盡時無人機進入基站內，第二蓄電池組進入無人機內接力第一蓄電池組對無人機進行供電作業，當第二蓄電池組進入無人機時，第一蓄電池組同步脫落進入基站內繼續充電作業，二者循環進行替換，保證了無人機可以長時間進行工作。

13、2、本發明通過在無人機的機體本體上設置有定位擺桿，其主要是對原有的無人機起落架進行結構改進，改進后的定位擺桿能夠實現與換電裝置的基座進行定位配合，同時其也充當原有的起落架功能，當無人機起飛進行工作時，定位擺桿的作用與水平面平齊，此舉能夠降低無人機橫向飛行的飛行阻力，而當無人機進行上升或者下降時，定位擺桿的狀態可以切換為豎直向下，以此來克服無人機豎向飛行的飛行阻力，當無人機臨近基座進行降落時，定位擺桿繼續轉動至稍向無人機的中心軸線傾斜，以此保證定位擺桿能夠順利沿基座上的輔助進出通道進入定位軌道內，而后順利使無人機平穩下降至基座內。

14、3、本發明中通過在定位擺桿的自由端末端設置有萬向定位滾輪，以此來保證當定位擺桿進入輔助進出通道后萬向定位滾輪即跟定位軌道貼合，降低了二者之間的摩擦阻力。

15、4、本發明中快速換電所依賴的是無人機上第一換電組件與換電裝置之間的配合，第一換電組件的原理類似“蹺蹺板”，當第一頂塊下沉時，則第二頂塊上提，當第二頂塊下沉時，則第一頂塊上提；而第一蓄電池組和第二蓄電池組跟機體本體的配合方式均為磁吸配合，磁吸配合中當兩個磁吸面貼合時其磁吸力非常大，且第一電池倉槽和第二電池倉槽還分別為第一蓄電池組和第二蓄電池組提供四周的保護，換言之，當第一蓄電池組進入第一電池倉槽內或者是第二蓄電池組進入第二電池倉槽內并與機體本體進行磁吸時能夠穩固與機體本體進行連接，而當換電進行時，一旦第一換電組件進行工作時，無論是第一頂塊下沉或者第二頂塊下沉時，對應會將第一蓄電池組和第二蓄電池組向下推出，一旦面面接觸的磁吸配合被破壞，第一蓄電池組或者是第二蓄電池組就會在自身重力的作用下脫離機體本體并落入一體化換電站內進行充電補能，而重新磁吸吸附在機體本體上的第一蓄電池組或者第二蓄電池組則繼續開始供電工作，無人機可以馬上進行起飛，其快速換電則原理主要依賴于磁吸配合的原理，當兩個磁吸面通過面面連接時產生的強大磁吸力能夠保證電池組與無人機的穩固配合，而當第一頂塊或者第二頂塊從磁吸面施加頂推力使磁吸面分離則可以快速破壞二者之間的磁吸力，電池組快速掉落，高效完成換電作業。

16、5、本發明中位于換電裝置中的第一升降充電柱和第二升降充電柱均可以沿豎直方向下降至保證第一蓄電池組或者第二蓄電池組與所述定位凹槽的下底面平齊，保證了不會對無人機下落造成干涉。