一种带有无人机充电换电装置的智能仓储系统的制作方法

本发明涉及智能仓储领域，具体而言，涉及一种带有无人机充电换电装置的智能仓储系统。

背景技术：

1、现今快递服务已成为人们生活中不可或缺的一部分，智能仓储柜也被广泛使用，用于快递的存储和取出，随着无人机技术的飞速发展，越来越多的快递公司开始使用无人机进行快递配送，智能仓储系统包括无人机、智能仓储柜和控制中心等。然而，无人机的续航能力有限，需要定期进行充电或更换电池才能继续运行，现有的智能仓储系统在无人机电量不足时，无法提高其续航，使得无人机运送效率较低。

技术实现思路

1、本发明解决的问题是如何提供一种可以对无人机进行电池更换的快递智能仓储系统。

2、为解决上述问题，本发明提供一种带有无人机充电换电装置的智能仓储系统，包括：柜体和控制系统，所述柜体顶部设置有相连通的停机仓和充换电仓，所述充换电仓内设置有多个电池格，所述控制系统包括主控模块，以及与所述主控模块电连接的通讯模块、仓门控制模块、停机平台移动模块、机械臂驱动模块、电池锁定模块和充电控制模块，所述通讯模块用于与无人机和网络平台进行通讯，所述仓门控制模块用于打开所述柜体顶部的停机仓门，使无人机停落在停机平台上，所述停机平台移动模块用于所述停机平台的移动，所述充电控制模块用于对所述电池格内电池进行管理，所述电池锁定模块用于电池的锁定或解锁，所述机械臂驱动模块抓取解锁后的电池对无人机进行更换。

3、进一步的，所述控制系统还包括电源模块，所述电源模块包括输入保护电路、pfc升压电路和稳压输出电路，所述输入保护电路的输入端适于连接市电，所述pfc升压电路的输入端与所述输入保护电路的输出端连接，输出端与所述稳压输出电路连接。

4、进一步的，所述稳压输出电路包括：

5、稳压控制器，与所述主控模块通讯，以将电压信息传递给所述主控模块；

6、输入电压检测电路，输入端与所述pfc升压电路的输出端连接，输出端与所述稳压控制器连接，采用分压方式检测输入电压，以给与所述稳压控制器启动信息；

7、llc谐振电路，包括第一变压器和两个谐振电容，所述第一变压器的原边绕组的第二端的第一和第二引线分别经一个所述谐振电容与输入电压和地连接；

8、mos管驱动电路，包括串联的第一mos管和第二mos管，所述mos管驱动电路的受控端与所述稳压控制器连接，输入端接输入电压，输出端与所述第一变压器的原边绕组的第一端连接，以在所述稳压控制器的控制下，使第一mos管和第二mos管切换开关，调节llc谐振电路的输出电压；

9、两路rd吸收电路，分别与所述第一mos管和第二mos管的栅极连接，以吸收mos管在开关过程中产生的高压脉冲；

10、谐振电压感应电路，包括与所述谐振电容连接的一阶滤波器，所述谐振电容与一阶滤波器进行差分，获取谐振电流并传递给所述稳压控制器；

11、mos管高频整流电路，输入端与所述第一变压器的副边绕组连接，用于对所述第一变压器的输出电压进行整流输出；

12、回环控制电路，输入端与所述mos管高频整流电路的输出端连接，输出端与所述稳压控制器的反馈引脚连接；

13、过温保护电路，与所述稳压控制器的反馈引脚连接，用于在变压器过温时，对所述稳压控制器发出过温保护信号。

14、进一步的，所述回环控制电路包括电压环电路、电流环电路、第一双向触发二极管和第一光耦，所述电流环电路包括与所述mos管高频整流电路串联的第一采样电阻和第一差分运算电路、第一放大电路，所述第一差分运算电路的两个输出端分别与所述第一采样电阻的两端连接，输出端经所述第一放大电路与所述第一双向触发二极管的第一输入端连接，所述电压环电路包括分压采样电路和第二放大电路，所述分压采样电路的输入端与所述mos管高频整流电路的输出端连接，输出端经所述第二放大电路与所述第一双向触发二极管的第二输入端连接，所述第一双向触发二极管的输出端与所述第一光耦的输入端连接，所述第一光耦的输出端与所述稳压控制器的反馈引脚连接。

15、进一步的，所述停机平台移动模块包括两路结构相同的步进电机驱动电路，其中，第一步进电机驱动电路的输出端与平台升降电机连接，第二步进电机驱动电路的输出端与平台平移电机连接，所述步进电机驱动电路包括栅极驱动电路和h桥驱动电路，所述h桥驱动电路的输出端与所述平台升降电机连接，所述栅极驱动电路的输入端经第一隔离器与所述主控模块连接，输出端与h桥驱动电路连接，以根据所述主控模块的pwm信号，驱动所述h桥驱动电路内相对的mos管的开关，进而控制所述平台升降电机的运动。

16、进一步的，所述机械臂驱动模块用于机械臂的控制，所述机械臂的末端设置有抓手，所述机械臂驱动模块包括第一无刷直流电机驱动电路、第二无刷直流电机驱动电路、第三步进电机驱动电路、摄像电路和探针感应电路，所述第一无刷直流电机驱动电路用于控制第一主电机，驱动所述机械臂的第一关节，使所述抓手上下升降运动；所述第二无刷直流电机驱动电路用于控制第二主电机，驱动所述机械臂的第二关节，使所述抓手平面运动；所述第三步进电机驱动电路用于所述抓手电机的控制，所述探针感应电路用于感应无人机电池的标识点，以确认电池位置；所述摄像电路用于将采集到的图像信息传递给所述主控模块，以进行坐标定位。

17、进一步的，所述第一无刷直流电机驱动电路包括结构相同、输出电压相位分别间隔120°的三路半桥输出电路，所述半桥输出电路包括第一驱动器、第三mos管和第四mos管，所述第一驱动器的输入端与所述主控模块连接，两个相对的输出端分别与所述第三mos管和第四mos管的栅极连接，所述第三mos管的漏极与所述电源模块连接，所述第三mos管的源极和第四mos管的漏极与无刷直流电机的一相端子连接，所述第四mos管的源极接地。

18、进一步的，所述电池锁定模块包括多路电磁锁控制电路，所述电磁锁控制电路用于控制安装在电池格内的电磁锁，以在所述机械臂取出电池时对电池进行解锁，或在所述机械臂放入电池后对电池进行紧固锁定。

19、进一步的，所述充电控制模块包括前置转换电路、电池管理电路和通信接口电路，所述前置转换电路的输入端与所述电源模块连接，输出端与所述电池管理电路连接，所述电池管理电路用于管理对电池的充电，并采集电池的电量，所述通信接口电路的输入端与所述电池管理电路连接，输出端与所述主控模块连接，用于将所述电池管理电路采集的电池信息传递给所述主控模块，使主控模块确认可更换的电池状态。

20、进一步的，所述前置转换电路包括保护开关电路、温度检测电路、充电控制器和电压控制电路，所述温度检测电路的输出端与所述充电控制器的输入端连接，以将电池温度信息传递给所述充电控制器，所述保护开关电路的输入端与所述电源模块连接，输出端与所述电压控制电路的输入端连接，受控端与所述充电控制器连接，用于充电保护，所述电压控制电路的受控端与所述充电控制器连接，输出端与所述电池管理电路连接。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

22、本发明的智能仓储系统的通讯模块可获取无人机状况，并根据无人机的情况，在需要换电池时，由仓门控制模块控制停机仓门打开，使无人机进入，通过停机平台移动模块将无人机移动到合适的电池更换位置，由机械臂驱动模块驱动机械臂完成电池更换，充电控制模块控制对换下电池充电，实现了自动为无人机更换电池，使其能够继续执行配送任务，智能仓储柜能够自动将无人机收纳在柜子内，保护其安全性和隐私性。