电池夹爪的制作方法

1.本实用新型涉及机械夹爪技术领域，尤其涉及一种用于农业生产的电池夹爪。


背景技术：

2.传统的植保无人机更换电池作业多由人工完成，人工更换电池受作业环境与劳动强度影响较大，作业效率难以保证。而植保无人机更换电池频率极高(10分钟更换一次)，农药挥发性较强，长期处于这种环境中对人体伤害极大；因此目前的技术趋向于采用自动化手段实现电池更换，但如何对电池实现抓取是目前要解决的难题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供电池夹爪，其实现了将无人机电池舱中的亏电电池抓取并放置在充电电池舱内进行充电，并将充电电池舱的已充电完成的足电电池抓取并放置至无人机电池舱中，操作可靠。
4.基于此，本实用新型提供电池夹爪，包括夹爪基座以及设于所述夹爪基座上的抓取装置和电池舱解锁装置；
5.所述电池舱解锁装置用于按压电池上的锁舱键以使电池从电池舱中解锁；
6.所述抓取装置用于抓取电池，所述抓取装置包括第一插舌、第二插舌和插舌驱动组件，所述第一插舌和第二插舌沿相背的方向延伸，所述插舌驱动组件与所述第一插舌和第二插舌连接，以驱动所述第一插舌和所述第二插舌相对远离或靠近。
7.如上所述的电池夹爪，所述抓取装置还包括导轨，所述第一插舌和第二插舌可滑动地设于所述导轨上。
8.如上所述的电池夹爪，所述插舌驱动组件包括第一抓取气缸和第二抓取气缸，所述第一抓取气缸与所述第一插舌连接，所述第二抓取气缸与所述第二插舌连接。
9.如上所述的电池夹爪，还包括视觉识别装置和激光测距装置，所述视觉识别装置和激光测距装置设于所述夹爪基座上；
10.所述视觉识别装置用于获取无人机电池舱和充电电池舱的位置信息，所述激光测距装置用于实时获取抓取装置到无人机电池舱或充电电池舱的距离信息；所述抓取装置能够根据所述位置信息和距离信息进行移动。
11.如上所述的电池夹爪，所述电池舱解锁装置包括顶压块和解锁驱动单元，所述顶压块朝所述夹爪基座下方伸出，所述解锁驱动单元与所述顶压块连接，用于驱动所述顶压块朝电池方向顶压。
12.如上所述的电池夹爪，所述视觉识别装置包括相机支架、单目相机、镜头和光源，所述相机支架自夹爪基座一侧向外延伸，所述单目相机设于相机支架上，所述镜头和光源设于所述单目相机上。
13.如上所述的电池夹爪，还包括设于所述夹爪基座上的充电启动装置，所述充电启动装置包括顶压头和顶压头驱动单元，所述顶压头驱动单元与所述顶压头连接，用于驱动
顶压头向电池方向按压。
14.如上所述的电池夹爪，还包括设于所述夹爪基座上的电池组定位装置，所述电池组定位装置包括定位销和定位销驱动单元，所述定位销驱动单元与所述定位销连接以驱动所述定位销向电池方向伸出。
15.如上所述的电池夹爪，还包括设于所述夹爪基座上的气吹清洁装置，用于吹净电池上的灰尘。
16.实施本实用新型的技术方案，具有如下有益效果：
17.1、该电池模块通过设计相对设置的两插槽，便于对电池进行可靠快速的抓取操作，为实现电池的自动更换提供了基础。
18.2、所述电池夹爪通过视觉识别装置和激光测距装置能够准确定位电池的位置实现精准抓取，便于实现自动更换无人机电池；而通过在电池夹爪上设置电池舱解锁装置、充电启动装置、电池组定位装置和气吹清洁装置，可以实现更多功能的自动化操作，为无人化作业提供了基础。
附图说明
19.图1是本实用新型实施例提供的电池模块上的电池固定架的结构示意图。
20.图2是本实用新型实施例提供的电池夹爪在抓取电池模块状态下的结构示意图，其中防护罩未示出。
21.图3是图2的主视图。
22.图4是图2的左视图。
23.图5是图4的c部放大图。
24.图6是图2的电池夹爪的结构示意图。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.如图1至图6所示，本实用新型实施例提供一种电池模块以及用于配合抓取该电池模块的电池夹爪。
27.其中，电池模块包括电池400和电池固定架43，电池固定架43包括框架主体431以及设于框架主体431上的电池固定部432和电池抓取部433，电池固定部432与电池400连接，电池抓取部433包括位于框架主体431的顶部的第一插槽4331和第二插槽4332，第一插槽4331和第二插槽4332相对设置。第一插槽4331和第二插槽4332能够配合电池夹爪实现对电池的可靠快速的抓取。
28.作为另一实施方式，框架主体431上还设有视觉识别部434，视觉识别部434位于框架主体431的上表面。具体地，视觉识别部434可采用表面设有识别标记的视觉识别板。视觉识别部434位于第一插槽4331和第二插槽4332之间的底部，以使第一插槽4331和第二插槽4332之间能够完全露出识别标记。
29.本实施例的电池模块，其电池固定部432设有至少两组，用于与至少两块电池连接。多块电池装置在无人机上能够提供更长的续航时间。
30.另外，框架主体431上还设有定位导向孔435。具体地，定位导向孔435设有两个且位于框架主体431顶部相对的两端。
31.本实施例中的电池夹爪，其应用在无人机电池自动更换模块中，用于将无人机电池舱中的亏电电池抓取并放置在充电电池舱内进行充电，并将充电电池舱的已充电完成的足电电池抓取并放置至无人机电池舱中。
32.该电池夹爪包括夹爪基座411以及设于夹爪基座411上的抓取装置412和电池舱解锁装置；电池舱解锁装置用于按压电池400(指无人机电池舱中的亏电电池和充电电池舱内的足电电池)上的锁舱键以使电池400从电池舱(指对应的无人机电池舱和充电电池舱)中解锁；抓取装置412用于抓取电池400，抓取装置412包括第一插舌4122、第二插舌4123和插舌驱动组件，第一插舌4122和第二插舌4123沿相背的方向延伸，插舌驱动组件与第一插舌4122和第二插舌4123连接，以驱动第一插舌4122和第二插舌4123相对远离或靠近。
33.其中，第一插舌4122和第二插舌4123相对远离时，第一插舌4122伸入电池固定架43的第一插槽4331，第二插舌4123伸入第二插槽4332，以使电池夹爪抬起时电池400能够悬挂在电池夹爪下方，从而实现对电池400的抓取，同理，当第一插舌4122和第二插舌4123相对靠近时，第一插舌4122和第二插舌4123分别从第一插槽4331和第二插槽4332退出，以此松开对电池400的抓取。对电池的抓取操作可靠且快速。
34.进一步地，抓取装置412还包括导轨4121，第一插舌4122和第二插舌4123可滑动地设于导轨4121上。
35.本实施例中，插舌驱动组件包括第一抓取气缸4124和第二抓取气缸4125，第一抓取气缸4124与第一插舌4122连接，第二抓取气缸4125与第二插舌4123连接。
36.作为又一具体实施方式，电池夹爪还包括视觉识别装置414和激光测距装置，视觉识别装置414和激光测距装置设于夹爪基座411上；视觉识别装置414用于获取无人机电池舱(图中未示出)和充电电池舱(图中未示出)的位置信息，激光测距装置用于实时获取抓取装置412到无人机电池舱或充电电池舱的距离信息；抓取装置412能够根据位置信息和距离信息进行移动。框架主体431上的视觉识别板配合视觉识别装置414，能够简单而准确地识别电池400的位置。
37.电池400上设有弹簧卡口，当将电池400放入充电电池舱或无人机电池舱中，充电电池舱或无人机电池舱会与该弹簧卡口锁定，需要顶压电池400外侧上部的解锁按钮402才能解除锁定拔出电池。而电池舱解锁装置包括顶压块4131和解锁驱动单元，顶压块4131朝夹爪基座411下方伸出，解锁驱动单元与顶压块4131连接，用于驱动顶压块4131朝电池400的方向顶压，即顶压该解锁按钮402。
38.本实施例的视觉识别装置414包括相机支架、单目相机、镜头和光源，相机支架自夹爪基座411一侧向外延伸，单目相机设于相机支架上，镜头和光源设于单目相机上。
39.电池夹爪还包括设于夹爪基座411上的充电启动装置，充电启动装置包括顶压头4161和顶压头驱动单元，顶压头驱动单元与顶压头4161连接，用于驱动顶压头4161向下按压电池400顶部的充电启动键，以开始对电池400进行充电。
40.电池夹爪还包括设于夹爪基座411上的电池组定位装置417，电池组定位装置417
包括定位销4171和定位销驱动单元4172，定位销驱动单元4172与定位销4171连接以驱动定位销4171向电池方向伸出。具体地，定位销4171伸进框架主体431的定位导向孔435内以锁定电池400。
41.需要说明的是，电池400被抓起时，定位销4171未插入定位导向孔435中，电池400与电池夹爪41之间会存在一定的活动空间，使得电池400被抓起时处于悬空状态，保证了电池400在被抓起过程中能够相对电池夹爪具有一定的摆动空间从而实现柔性抓取；电池400被完全从电池舱中抓起后，定位销4171插入定位导向孔435，电池400与电池夹爪41之间无活动空间，两者完全锁定，进而能够更加精准地放置电池400。
42.电池夹爪还包括设于夹爪基座411上的气吹清洁装置418，用于吹净电池400上的灰尘。
43.电池夹爪41通过在电池夹爪41上设置电池舱解锁装置、充电启动装置、电池组定位装置417和气吹清洁装置418，可以实现更多功能的自动化操作，为无人化作业提供了基础。
44.另外，夹爪基座411的外周还设有防护罩4110，用于为内部的电元件提供防护作用。
45.为更好地理解本技术的实用新型内容，将该电池夹爪更换电池的过程阐述如下：
46.无人机单次作业完成后，返航降落到无人机补给系统的停机坪上等待补给，电池夹爪41上的视觉识别装置414识别无人机300的亏电电池的位置，机械手本体42根据视觉识别装置414的图像信息和激光测距装置的高度距离信息，将电池夹爪41移动至无人机300的无人机电池舱处并通过抓取装置412抓取亏电电池，电池舱解锁装置按压亏电电池上的解锁按钮，缓慢拔出无人机300中的电池，亏电电池悬吊着拔出，实现了电池的柔性抓取，然后电池组定位装置417的定位销4171伸入电池固定架43的定位导向孔435以锁定亏电电池，实现了电池的精准锁定，柔性更换电池降低了对电池的损伤并延长了电池使用寿命，机械手本体42将电池放入无人机电池充电模块3的闲置的充电电池舱内，充电启动装置的顶压头4161向下按压电池顶部的充电开关键，以开始充电，然后机械手本体42从另一充电电池舱内抓取足电电池安装到无人机300的无人机电池舱内，抓取过程与从无人机电池舱内抓取亏电电池的原理相同。
47.应当理解的是，本实用新型中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。此外，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
48.以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也视为本实用新型的保护范围。