RU2698963C1 - Method for automatic replacement of batteries for transport devices and device for its implementation - Google Patents
Method for automatic replacement of batteries for transport devices and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2698963C1 RU2698963C1 RU2018135093A RU2018135093A RU2698963C1 RU 2698963 C1 RU2698963 C1 RU 2698963C1 RU 2018135093 A RU2018135093 A RU 2018135093A RU 2018135093 A RU2018135093 A RU 2018135093A RU 2698963 C1 RU2698963 C1 RU 2698963C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- batteries
- transport
- battery
- pushers
- platform
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/80—Exchanging energy storage elements, e.g. removable batteries
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60S5/00—Servicing, maintaining, repairing, or refitting of vehicles
- B60S5/06—Supplying batteries to, or removing batteries from, vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B64F1/00—Ground or aircraft-carrier-deck installations
- B64F1/36—Other airport installations
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к области транспорта, в частности к замене батарей транспортных устройств. Конкретнее изобретение относится к методам автоматической замены батарей для транспортных устройств.The invention relates to the field of transport, in particular to the replacement of batteries of transport devices. More specifically, the invention relates to methods for automatically replacing batteries for transport devices.
Предшествующий уровень техникиState of the art
В настоящее время известен способ замены батарей в котором батареи в различных устройствах заменяют вручную, заменяя батарею с израсходованным зарядом на батарею в которой заряд способен поддерживать работоспособность устройств. Этот метод удобен и экономичен для домашних условий, но не подходит например для замены батарей беспилотных летательных аппаратов или электромобилей и беспилотных электромобилей, так как в этих сферах в целях экономии приветствуется полная автоматизация.Currently, there is a known method of replacing batteries in which the batteries in various devices are replaced manually, replacing a battery with a depleted charge on a battery in which the charge is able to maintain the operability of the devices. This method is convenient and economical for home use, but is not suitable, for example, for replacing the batteries of unmanned aerial vehicles or electric vehicles and unmanned electric vehicles, as full automation is welcome in these areas for reasons of economy.
Станции заправки которые оборудованы возможностью заряжать батареи имеют другой недостаток. Транспортное устройство теряет время на зарядку батареи а следовательно менее производительно.Refueling stations that are equipped with the ability to charge batteries have another drawback. The transport device loses time on charging the battery and therefore less productive.
Таким образом, указанные выше и другие аналогичные решения не решают всех указанных проблем одновременно.Thus, the above and other similar solutions do not solve all these problems at the same time.
Задача, которую поставил перед собой разработчик способа автоматической замены батарей для транспортных устройств и устройств для его осуществления состоит в разработке такого способа, который позволил бы автоматизировать процесс замены батарей транспортных устройств повышая производительность транспортных устройствThe task set by the developer of a method for automatically replacing batteries for transport devices and devices for its implementation is to develop such a method that would automate the process of replacing batteries of transport devices increasing the productivity of transport devices
Технический результат способа автоматической замены батарей для транспортных устройств и устройств для его осуществления, заключается в автоматизации процесса замены батарей транспортных устройств и повышении производительности транспортных устройств.The technical result of the method of automatic battery replacement for transport devices and devices for its implementation, is to automate the process of replacing the batteries of transport devices and improve the performance of transport devices.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Сущность Способа автоматической замены батарей для транспортных устройств состоит в следующем, сначала транспортное устройство размещают около или внутри устройства автоматической замены аккумуляторов, затем с помощью устройства автоматической замены аккумуляторов распознают транспортное устройство и его составные части, либо с помощью устройств центрируют транспортное устройство относительно устройства автоматической замены аккумуляторов, либо транспортное устройство само центрируется относительно устройства автоматической замены аккумуляторов, далее производят автоматическую замену аккумуляторов с помощью вышеупомянутого устройства. В качестве устройств центрирования могут использовать конвейеры перемещающие транспортное устройство к упору либо толкатели, а устройством автоматической замены аккумуляторов может служить робот.The essence of the Automatic Battery Replacement Method for transport devices is as follows, first the transport device is placed near or inside the automatic battery replacement device, then the transport device and its components are recognized using the automatic battery replacement device, or the transport device is centered using the devices relative to the automatic replacement device batteries, or the transport device itself is centered on the automatic device replace the batteries, then automatically replace the batteries using the aforementioned device. As centering devices, conveyors that move the transport device to the stop or pushers can be used, and a robot can serve as an automatic battery replacement device.
Для осуществления способа могут применять устройство автоматической замены батарей состоящее из площадки на которой размещают транспортное устройство, толкателей обеспечивающих центрирование транспортного устройства внутри площадки, двух разъемов для зарядки аккумуляторов расположенных по разные стороны площадки напротив друг друга, один из которых свободен, а во втором размещен аккумулятор, толкателей обеспечивающих перемещение аккумулятора из разъема устройства в беспилотный летательный аппарат, а аккумулятора который располагался на беспилотном летательном аппарате в разъем для зарядки, и системы управления.To implement the method, an automatic battery replacement device can be used consisting of a platform on which the transport device is placed, pushers providing centering of the transport device inside the platform, two connectors for charging batteries located on opposite sides of the platform, opposite each other, one of which is free, and the second one contains a battery , pushers providing movement of the battery from the device connector to the unmanned aerial vehicle, and the battery which is located landed on an unmanned aerial vehicle in the connector for charging, and the control system.
Для осуществления способа могут применять так же устройство автоматической замены батарей состоящий из манипулятора, системы управления, по меньшей мере одного разъема для зарядки батарей и по меньшей мере одной сменной батареи. Устройство также может иметь хранилище батарей и механизмы перемещения, перемещающие батареи с хранилища батарей к манипулятору.To implement the method, an automatic battery replacement device consisting of a manipulator, a control system, at least one connector for charging batteries and at least one replaceable battery can also be used. The device may also have battery storage and movement mechanisms moving batteries from the battery storage to the manipulator.
Краткое описание фигур и чертежей Brief description of figures and drawings
Заявленное изобретение поясняется графически, где:The claimed invention is illustrated graphically, where:
на фиг. изображено устройство автоматической замены батареиin FIG. automatic battery replacement device shown
1 - Батарея1 - Battery
2 - Корпус2 - Case
3 - Толкатели3 - Pushers
4 - Площадка для размещения транспортного устройства4 - Platform for placing a transport device
5 - Центрирующие толкатели5 - Centering pushers
6 - Разъём для зарядки батарей6 - Connector for charging batteries
Пример конкретного применения изобретенияAn example of a specific application of the invention
Заявляемый способ автоматической замены батарей для транспортных устройств и устройств для его осуществления состоит в следующем. Для реализации способа автоматической замены батарей транспортных устройств используют специальные устройства автоматической замены батарей. Под транспортными устройствами подразумевают любые транспортные средства применяющие батареи. Это могут быть квадрокоптеры, электромобили, робомобили и т.д. В качестве батарей применяют например аккумуляторные батареи либо любые элементы питания для устройств. Устройство автоматической замены батарей может представлять собой любой набор механизмов обеспечивающих автоматическую замену батарей. Например для квадрокоптеров и других беспилотных летательных аппаратов (далее по тексту БЛА) это может быть специально оборудованная площадка для посадки, механизмы обеспечивающие центрирование БЛА которыми могут быть толкатели или например конвейеры, для того что бы с помощью других толкателей сменить батарею выталкивая новой батареей старую. Так же центрирование может происходить с помощью специальных пазов или отверстий которые тоже можно назвать устройством центрирования. Вместо устройств центрирующих БЛА, сам БЛА может быть оборудован системой которая позволяет ему занять определенное центрированное положение относительно механизма автоматической замены батарей, так же вместо толкателей могут быть механизмы обеспечивающие распознавание БЛА и его отдельных частей которые распознают расположение батареи и с помощью манипуляторов заменяют батарею в независимости от положения БЛА относительно устройства замены батареи. Распознавание БЛА может например происходить с помощью камер или датчиков расположенных на БЛА либо на устройстве автоматической замены аккумуляторов. Датчики например могут замерять расстояния до БЛА и исходя из этого понимать его положение в пространстве и далее уже по координатам производить перемещения и замену батарей. Если заменяемые батареи являются аккумуляторными то само устройство может содержать разъемы для зарядки батарей которые были заменены заряженными. Для этого толкатели выталкивают разряженный аккумулятор по средствам заряженного аккумулятора таким образом, что разряженный аккумулятор попадает в разъем для зарядки или разряженный аккумулятор в разъем перемещает манипулятор. Таким образом после посадки БЛА на площадку происходит центрирование БЛА с помощью устройства или с помощью самого БЛА и замена батареи, или замена батареи без центрирования с помощью манипулятора распознающего расположение батареи..The inventive method of automatic battery replacement for transport devices and devices for its implementation is as follows. To implement the method of automatic battery replacement of transport devices, special automatic battery replacement devices are used. By transport devices are meant any vehicles using batteries. It can be quadrocopters, electric cars, robomobiles, etc. As batteries, for example, rechargeable batteries or any batteries for devices are used. An automatic battery replacement device may be any set of mechanisms for automatic battery replacement. For example, for quadrocopters and other unmanned aerial vehicles (hereinafter referred to as UAVs), this can be a specially equipped landing site, mechanisms for centering the UAVs which can be pushers or conveyors, for example, to replace the battery with other pushers by pushing the old battery out with a new battery. Also, centering can occur using special grooves or holes which can also be called a centering device. Instead of centering UAV devices, the UAV itself can be equipped with a system that allows it to occupy a certain centered position relative to the automatic battery replacement mechanism, and instead of pushers there can be mechanisms providing recognition of the UAV and its individual parts that recognize the location of the battery and replace the battery with the help of manipulators from the position of the UAV relative to the battery replacement device. UAV recognition can for example occur using cameras or sensors located on the UAV or on an automatic battery replacement device. Sensors, for example, can measure the distance to the UAV and, based on this, understand its position in space and then coordinate the movements and replace the batteries. If the replaced batteries are rechargeable, the device itself may contain connectors for charging batteries that have been replaced by charged ones. To do this, the pushers push the discharged battery by means of a charged battery so that the discharged battery enters the charging port or the discharged battery moves the manipulator into the connector. Thus, after the UAV is landing on the site, the UAV is centered using the device or with the help of the UAV itself and the battery is replaced, or the battery is replaced without centering using the manipulator that recognizes the location of the battery ..
Для электромобилей или робомобилей (беспилотных автомобилей) способ замены батарей не отличается от способа описанного для замены батарей БЛА, но само устройство автоматической замены батарей может дополнительно иметь хранилище батарей откуда батареи подаются, например к манипулятору для замены. А вместо площадки для посадки БЛА устройство может иметь площадку для парковки электромобилей. В качестве устройства автоматической замены батарей так же может служить робот. For electric cars or robomobiles (unmanned vehicles), the method of replacing the batteries does not differ from the method described for replacing UAV batteries, but the automatic battery replacement device itself may additionally have a battery storage from where the batteries are supplied, for example, to the manipulator for replacement. And instead of a platform for landing UAVs, the device may have a platform for parking electric vehicles. A robot can also serve as an automatic battery replacement device.
Описываемый способ так же можно рассматривать как способ обеспечения бесперебойной работы транспортных устройств.The described method can also be considered as a way to ensure the smooth operation of transport devices.
Примеры приведенные в описании не могут ограничивать изобретение и служат лишь для общего понимания изобретения. The examples given in the description cannot limit the invention and serve only for a general understanding of the invention.
Claims (4)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018135093A RU2698963C1 (en) | 2018-10-05 | 2018-10-05 | Method for automatic replacement of batteries for transport devices and device for its implementation |
PCT/RU2019/000627 WO2020071954A1 (en) | 2018-10-05 | 2019-09-06 | Method for automatically exchanging batteries for vehicles, and devices for carrying out said method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018135093A RU2698963C1 (en) | 2018-10-05 | 2018-10-05 | Method for automatic replacement of batteries for transport devices and device for its implementation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2698963C1 true RU2698963C1 (en) | 2019-09-02 |
Family
ID=67851692
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018135093A RU2698963C1 (en) | 2018-10-05 | 2018-10-05 | Method for automatic replacement of batteries for transport devices and device for its implementation |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2698963C1 (en) |
WO (1) | WO2020071954A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU218331U1 (en) * | 2023-04-05 | 2023-05-22 | Публичное акционерное общество "КАМАЗ" | Battery Charging Cabinet |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4102273A (en) * | 1975-12-24 | 1978-07-25 | J. M. Voith Gmbh | Apparatus for positioning battery-operated road vehicles at battery replacement stations |
US5711648A (en) * | 1994-01-06 | 1998-01-27 | Unlimited Range Electric Car Systems Company | Battery charging and transfer system |
GB2396851A (en) * | 2003-01-03 | 2004-07-07 | London Taxis Internat Ltd | Vehicle power storage unit exchange |
US20090314382A1 (en) * | 2005-11-04 | 2009-12-24 | Peter David Capizzo | System for replenishing energy sources onboard different types of automatic vehicles |
WO2016019567A1 (en) * | 2014-08-08 | 2016-02-11 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | Systems and methods for uav battery exchange |
RU181757U1 (en) * | 2017-10-05 | 2018-07-26 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Automatic battery replacement station for unmanned aerial vehicles |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2952334B1 (en) * | 2009-11-12 | 2011-10-28 | Renault Sa | DEVICE FOR REPLACING A POWER BATTERY OF A DRIVE MOTOR OF A MOTOR VEHICLE. |
FR2954740A1 (en) * | 2009-12-29 | 2011-07-01 | Gaillard Soc | Battery exchanging station for e.g. scooter, has protection unit displaced between retracted and raised positions and forming side wall to prevent access to space between opening and vehicle in its raised position |
WO2017105239A1 (en) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | Wasmunt B.V. | Petrol station and method for refuelling vehicles |
-
2018
- 2018-10-05 RU RU2018135093A patent/RU2698963C1/en active
-
2019
- 2019-09-06 WO PCT/RU2019/000627 patent/WO2020071954A1/en active Application Filing
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4102273A (en) * | 1975-12-24 | 1978-07-25 | J. M. Voith Gmbh | Apparatus for positioning battery-operated road vehicles at battery replacement stations |
US5711648A (en) * | 1994-01-06 | 1998-01-27 | Unlimited Range Electric Car Systems Company | Battery charging and transfer system |
GB2396851A (en) * | 2003-01-03 | 2004-07-07 | London Taxis Internat Ltd | Vehicle power storage unit exchange |
US20090314382A1 (en) * | 2005-11-04 | 2009-12-24 | Peter David Capizzo | System for replenishing energy sources onboard different types of automatic vehicles |
WO2016019567A1 (en) * | 2014-08-08 | 2016-02-11 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | Systems and methods for uav battery exchange |
RU181757U1 (en) * | 2017-10-05 | 2018-07-26 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Automatic battery replacement station for unmanned aerial vehicles |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU218331U1 (en) * | 2023-04-05 | 2023-05-22 | Публичное акционерное общество "КАМАЗ" | Battery Charging Cabinet |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2020071954A1 (en) | 2020-04-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Suzuki et al. | Automatic battery replacement system for UAVs: Analysis and design | |
CN104973263B (en) | Automatically cell apparatus and method are changed | |
Michini et al. | Automated battery swap and recharge to enable persistent UAV missions | |
US20180208070A1 (en) | Automated battery servicing, including charging and replacement, for unmanned aerial vehicles, and associated systems and methods | |
EP2644438B1 (en) | Vehicle base station | |
US8862288B2 (en) | Vehicle base station | |
US9630517B2 (en) | Unmanned aerial vehicle, charging station, and automatic charging system for unmanned aerial vehicle including the same | |
EP4161809A1 (en) | Battery exchange and charging system for drones | |
US9238414B2 (en) | Charging system for battery-powered unmanned aerial vehicles | |
RU181757U1 (en) | Automatic battery replacement station for unmanned aerial vehicles | |
WO2020062286A1 (en) | Base station and vehicle having same | |
CN102806898B (en) | For the battery change method of electric motor car | |
CN103236730B (en) | Self-adaptive butt-joint automatic charger | |
CN111547255A (en) | Unmanned aerial vehicle trades electric equipment and unmanned aerial vehicle machine nest | |
WO2015195175A2 (en) | System for automatic takeoff and landing by interception of small uavs | |
CN204895884U (en) | Automatic change battery device | |
US20170066128A1 (en) | Systems, devices, and methods for self-preservation of robotic apparatus | |
CN112878772B (en) | Unmanned aerial vehicle hangar | |
RU2698963C1 (en) | Method for automatic replacement of batteries for transport devices and device for its implementation | |
US11267583B2 (en) | Apparatus for changing a drone's power source using a pair of movable energy links | |
Hirz et al. | Autonomous charging of electric vehicles in industrial environment | |
CN113859041A (en) | Unmanned aerial vehicle battery replacing system and method | |
CN109774521B (en) | Unmanned aerial vehicle docking system | |
CN113479107B (en) | Long-endurance unmanned aerial vehicle with battery replaced in air and use method thereof | |
CN105871001A (en) | In-site automatic charging device of unmanned aerial vehicle on vehicle-mounted lifting platform |