更換電池機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】一種更換電池機(jī)器人包括框體、行走機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、電池架及推拉機(jī)構(gòu)。行走機(jī)構(gòu)設(shè)于框體的底部的外側(cè)。多個(gè)間隔設(shè)置的電池架。升降平臺(tái)與框體可滑動(dòng)連接，升降平臺(tái)位于電池架的一側(cè)。推拉機(jī)構(gòu)包括伸縮板、導(dǎo)軌及懸臂。伸縮板設(shè)于升降平臺(tái)上，伸縮板沿垂直于升降平臺(tái)的升降方向伸縮，伸縮板可隨升降平臺(tái)升降運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌一端固定設(shè)于伸縮板上，導(dǎo)軌可隨升降平臺(tái)升降運(yùn)動(dòng)。懸臂可沿導(dǎo)軌的延伸方向運(yùn)動(dòng)。推拉裝置固定設(shè)于懸臂上。推拉裝置隨懸臂沿導(dǎo)軌的延伸方向前進(jìn)或后退，并可隨升降平臺(tái)上升或下降。上述更換電池及機(jī)器人可以一次給汽車更換多塊電池。減少更換電池及機(jī)器人在電池充電架與汽車之間來(lái)回走動(dòng)的次數(shù)，節(jié)約時(shí)間，提高更換電池的效率。
【專利說(shuō)明】更換電池機(jī)器人

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及自動(dòng)機(jī)器人，特別是涉及一種更換電池機(jī)器人。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前的電動(dòng)汽車一般都設(shè)有多個(gè)電池。當(dāng)電池的電量用盡，需要更換電池的時(shí)候， 大多數(shù)更換電池設(shè)備不能一次性完成車上所有電池的更換。往往需要多次從充電架中取出 電池，從新的電池架上取得新的電池，來(lái)回行走使得更換電池效率較低、所需時(shí)間較長(zhǎng)。并 且，傳統(tǒng)的更換電池設(shè)備，體積大，質(zhì)量重，運(yùn)動(dòng)緩慢。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 基于此，有必要提供一種無(wú)需多次往返行走放、取電池的更換電池機(jī)器人。
[0004] 一種更換電池機(jī)器人，用于更換汽車電池，包括：
[0005] 框體；
[0006] 行走機(jī)構(gòu)，設(shè)于所述框體的底部的外側(cè)，所述行走機(jī)構(gòu)用于帶動(dòng)所述框體行走；
[0007] 多個(gè)間隔設(shè)置的電池架，所述電池架的一端固定設(shè)于所述框體的一側(cè)，且多個(gè)所 述電池架相互平行設(shè)置，
[0008] 升降機(jī)構(gòu)，設(shè)于所述框體內(nèi)，所述升降機(jī)構(gòu)包括升降平臺(tái)，所述升降平臺(tái)與所述框 體可滑動(dòng)連接，所述升降平臺(tái)所在平面與每個(gè)所述電池架所在平面均平行，且所述升降平 臺(tái)位于所述電池架的一側(cè)；
[0009] 推拉機(jī)構(gòu)，包括：
[0010] 伸縮板，設(shè)于所述升降平臺(tái)上，所述伸縮板沿垂直于所述升降平臺(tái)的升降方向伸 縮，所述伸縮板可隨所述升降平臺(tái)升降運(yùn)動(dòng)；導(dǎo)軌，一端固定設(shè)于所述伸縮板上，所述導(dǎo)軌 與所述電池架相對(duì)設(shè)置，所述導(dǎo)軌可隨所述升降平臺(tái)升降運(yùn)動(dòng)，且所述導(dǎo)軌可隨所述伸縮 板伸縮；
[0011] 懸臂，可滑動(dòng)設(shè)于所述導(dǎo)軌上，所述懸臂可沿所述導(dǎo)軌的延伸方向運(yùn)動(dòng)，并且，所 述懸臂隨所述伸縮板的伸縮；及
[0012] 推拉裝置，固定設(shè)于所述懸臂上；
[0013] 其中，所述推拉裝置隨所述懸臂沿所述導(dǎo)軌的延伸方向前進(jìn)或后退，并隨所述升 降平臺(tái)上升或下降。
[0014] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述推拉裝置上設(shè)有對(duì)準(zhǔn)部，所述對(duì)準(zhǔn)部用于與電池上的 定位部對(duì)準(zhǔn)，使所述推拉裝置與所述電池對(duì)準(zhǔn)。
[0015] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述伸縮板的表面上設(shè)有多個(gè)滾子，多個(gè)所述滾子的對(duì)稱 軸相互平行。
[0016] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括回轉(zhuǎn)基體及回轉(zhuǎn)軸承， 所述回轉(zhuǎn)基體與所述框體固定連接，所述回轉(zhuǎn)軸承與所述回轉(zhuǎn)基體可轉(zhuǎn)動(dòng)連接。
[0017] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述行走機(jī)構(gòu)包括行走基體及多個(gè)行走輪，所述回轉(zhuǎn)軸承 與所述行走基體可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，多個(gè)所述行走輪均設(shè)于所述行走基體的底面上。
[0018] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電池架的表面設(shè)有滾輪。
[0019] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述升降平臺(tái)及所述伸縮板靠近電池架的一端與所述電池 架靠近所述升降平臺(tái)的一端相抵接。
[0020] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電池架的數(shù)目大于所述汽車電池的個(gè)數(shù)的一半。
[0021] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述框體框體上設(shè)有垂直于所述導(dǎo)軌的延伸方向的導(dǎo)向 槽，所述升降平臺(tái)的兩端收容于所述導(dǎo)向槽內(nèi)，所述升降平臺(tái)沿所述導(dǎo)向槽升降。
[0022] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述伸縮板遠(yuǎn)離所述電池架的一端可向外伸縮形成延伸 部，所述延伸部可延伸至所述框體的外部，使所述推拉裝置靠近所述電池。
[0023] 上述更換電池機(jī)器人能夠承載有多塊電池，更換電池及機(jī)器人可以一次給汽車更 換多塊電池?？梢詼p少更換電池及機(jī)器人在電池充電架與汽車之間來(lái)回走動(dòng)的次數(shù)，節(jié)約 時(shí)間，提高更換電池的效率。
[0024] 甚至，上述更換電池機(jī)器人至少能夠承載有一輛汽車所需要用的電池?cái)?shù)量的半 數(shù)，即當(dāng)對(duì)汽車進(jìn)行更換電池的時(shí)候，兩臺(tái)更換電池機(jī)器人可同時(shí)在汽車的兩側(cè)，一次性完 成一輛汽車的換電需求，無(wú)需在電池充電架與汽車之間來(lái)回走動(dòng)，節(jié)約時(shí)間，提高更換電池 的效率。
[0025] 并且，上述更換電池機(jī)器人的通過(guò)懸臂及電池架結(jié)構(gòu)，使整個(gè)更換電池機(jī)器人的 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外形尺寸較小，使上述更換電池機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)較為便捷，方便使用。
[0026] 上述更換電池機(jī)器人通過(guò)回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)使上述更換電池機(jī)器人能夠轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)，無(wú)需通 過(guò)拐彎實(shí)現(xiàn)變向運(yùn)動(dòng)，提高更換電池機(jī)器人運(yùn)動(dòng)精度。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027] 圖1為一實(shí)施方式的更換電池機(jī)器人的立體透視圖；
[0028] 圖2為圖1所示的更換電池機(jī)器人的主視圖；
[0029] 圖3為圖1所示的更換電池機(jī)器人的右視圖；
[0030] 圖4為圖1所示的更換電池機(jī)器人的俯視圖；
[0031] 圖5為圖1所示的推拉裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032] 圖6為圖5所示的推拉裝置部分內(nèi)部結(jié)構(gòu)可見的立體圖；
[0033] 圖7為圖5所示的主動(dòng)手的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034] 圖8為圖6所示的推桿機(jī)構(gòu)處于其中一個(gè)狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035] 圖9為圖6所示的推桿機(jī)構(gòu)處于另一個(gè)狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0036] 為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中 給出了本發(fā)明的較佳實(shí)施方式。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并不限于本文 所描述的實(shí)施方式。相反地，提供這些實(shí)施方式的目的是使對(duì)本發(fā)明的公開內(nèi)容理解的更 加透徹全面。
[0037] 需要說(shuō)明的是，當(dāng)元件被稱為"固定于"另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上 或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是"連接"另一個(gè)元件，它可以是直接連接 到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。本文所使用的術(shù)語(yǔ)"垂直的"、"水平的"、"左"、 "右"以及類似的表述只是為了說(shuō)明的目的，并不表示是唯一的實(shí)施方式。
[0038] 除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本發(fā)明的【技術(shù)領(lǐng)域】的 技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說(shuō)明書中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具 體的實(shí)施方式的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語(yǔ)"及/或"包括一個(gè)或多 個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。
[0039] 請(qǐng)參閱圖1和圖2,本實(shí)施方式的更換電池機(jī)器人用于更換汽車電池（圖未標(biāo)）。 更換電池機(jī)器人10包括本體110、行走機(jī)構(gòu)120、升降機(jī)構(gòu)130、電池架140、推拉機(jī)構(gòu)150、 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)160及鎖止機(jī)構(gòu)200。
[0040] 本體110包括框體（圖未標(biāo)）及兩個(gè)固定板111。兩個(gè)固定板111固定設(shè)于框體 的相對(duì)兩側(cè)上。固定板111上開設(shè)有垂直于地面的導(dǎo)向槽112。
[0041] 可以理解，固定板111可以省略，本體110可以只是一個(gè)框體。電池架140直接固 定在框體上。
[0042] 行走機(jī)構(gòu)120設(shè)于本體110的底部的外側(cè)。行走機(jī)構(gòu)120用于帶動(dòng)本體110行走。 行走機(jī)構(gòu)120可以左右調(diào)整本體110與電池之間的位置。行走機(jī)構(gòu)120完成更換汽車電池 左右位置的對(duì)準(zhǔn)任務(wù)。具體在本實(shí)施方式中，行走機(jī)構(gòu)120包括行走基體121及多個(gè)行走 輪122。行走基體121與本體110的底部連接。多個(gè)行走輪122均設(shè)于行走基體121的側(cè) 面上。
[0043] 升降機(jī)構(gòu)130設(shè)于框體內(nèi)，升降機(jī)構(gòu)130包括升降平臺(tái)131。升降平臺(tái)131沿導(dǎo)向 槽112升降。升降機(jī)構(gòu)130用于更換電池過(guò)程中的升降搬運(yùn)。具體在本實(shí)施方式中，兩個(gè) 固定板111上均開設(shè)有導(dǎo)向槽112,則升降平臺(tái)131的兩端收容于導(dǎo)向槽112內(nèi)，保證升降 平臺(tái)131能夠保持堅(jiān)直運(yùn)動(dòng)，防止升降平臺(tái)131發(fā)生移位。
[0044] 可以理解，升降機(jī)構(gòu)130還可以包括升降驅(qū)動(dòng)裝置（圖未示）。升降機(jī)構(gòu)130還可 以采用導(dǎo)向柱或?qū)蚧瑝K。
[0045] 電池架140為多個(gè)。多個(gè)電池架140間隔設(shè)置。電池架140的一端固定在其中 一個(gè)固定板111上。每個(gè)電池架140所在平面與升降平臺(tái)131所在平面均平行，且電池架 140位于升降平臺(tái)131的一側(cè)。電池架140能承受多塊電池的重量并保證電池定位。電池 架140的表面設(shè)有滾輪141。布置滾輪141可便于電池的推拉。具體在本實(shí)施方式中，升降 平臺(tái)131靠近電池架140的一端與電池架140靠近升降平臺(tái)131的一端相抵接。
[0046] 電池架140的數(shù)目大于汽車所用電池的個(gè)數(shù)的一半。由于汽車的兩側(cè)均設(shè)有更換 電池位，兩臺(tái)更換電池機(jī)器人可以同時(shí)對(duì)汽車進(jìn)行更換電池。
[0047] 請(qǐng)同時(shí)參閱圖3及圖4,推拉機(jī)構(gòu)150包括伸縮板152、導(dǎo)軌151、懸臂153、推拉裝 置154及對(duì)準(zhǔn)部（圖未示）。
[0048] 伸縮板152設(shè)于升降平臺(tái)131上。伸縮板152沿垂直于升降平臺(tái)140的升降方向 伸縮，伸縮板152可隨升降平臺(tái)131升降運(yùn)動(dòng)。伸縮板152的表面上設(shè)有多個(gè)滾子1521。 多個(gè)滾子1521的對(duì)稱軸相互平行。滾子1521可便于電池的運(yùn)動(dòng)到伸縮板152上。伸縮板 152遠(yuǎn)離電池架140的一端可向外伸縮形成延伸部（圖未示）。延伸部可延伸至框體的外 部，靠近電池。升降平臺(tái)131及伸縮板152靠近電池架140的一端與電池架140靠近升降 平臺(tái)131的一端相抵接。導(dǎo)軌151的一端固定設(shè)于伸縮板152上。導(dǎo)軌151與電池架140 相對(duì)設(shè)置，導(dǎo)軌151可隨升降平臺(tái)130升降運(yùn)動(dòng)，并且導(dǎo)軌151可隨伸縮板152伸縮。具體 地，導(dǎo)軌151相對(duì)于電池架140設(shè)于另一個(gè)的固定板111上。伸縮板152設(shè)于導(dǎo)軌151上， 伸縮板152沿導(dǎo)軌151的延伸方向伸縮。伸縮板152遠(yuǎn)離電池架140的一端可向外伸縮形 成延伸部（圖未示），延伸部可延伸至框體的外部，使延伸部靠近電池。
[0049] 懸臂153可滑動(dòng)設(shè)于導(dǎo)軌151上，懸臂153可沿導(dǎo)軌151的延伸方向運(yùn)動(dòng)。并且， 導(dǎo)軌151隨伸縮板152伸縮的時(shí)候，懸臂153也隨伸縮板152伸縮。
[0050] 固定設(shè)于伸縮板152上。懸臂153隨伸縮板152的伸縮沿導(dǎo)軌151的延伸方向運(yùn) 動(dòng)，懸臂153還可隨升降平臺(tái)131升降運(yùn)動(dòng)。伸縮板152上設(shè)有延伸部（圖未示）。當(dāng)懸 臂153運(yùn)動(dòng)到導(dǎo)軌151的兩端的時(shí)候，懸臂153可繼續(xù)在延伸部上運(yùn)動(dòng)，延伸部可便于懸臂 153前后運(yùn)動(dòng)。
[0051] 推拉裝置154固定設(shè)于懸臂153上，推拉裝置154沿導(dǎo)軌151的延伸方向前進(jìn)或 后退。
[0052] 推拉裝置154用于將電池從電池倉(cāng)（圖未示）內(nèi)解鎖并取出，以及將電池存入電 池倉(cāng)內(nèi)并鎖定。
[0053] 請(qǐng)參閱圖5及圖6,推拉裝置154包括殼體100、動(dòng)力裝置200、主動(dòng)手300、推桿機(jī) 構(gòu)400、第一信號(hào)桿500、第二信號(hào)桿600及換電車700。
[0054] 殼體100與動(dòng)力裝置200連接，動(dòng)力裝置200用于帶動(dòng)殼體100往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在本 實(shí)施例中，動(dòng)力裝置200為伺服電機(jī)。
[0055] 主動(dòng)手300安裝于殼體100上，主動(dòng)手300用于與電池配合連接，將電池從電池倉(cāng) 內(nèi)解鎖并拉出，以及將電池鎖定于電池倉(cāng)內(nèi)。
[0056] 推桿機(jī)構(gòu)400收容于殼體100內(nèi)。
[0057] 第一信號(hào)桿500和第二信號(hào)桿600在主動(dòng)手300的指向方向上與殼體100滑動(dòng)連 接。
[0058] 殼體100安裝于換電車700上，殼體100在動(dòng)力裝置200的驅(qū)動(dòng)下在換電車700 上滑動(dòng)。
[0059] 如圖7所示，其為主動(dòng)手300的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。主動(dòng)手300包括：電機(jī)310、外 殼320、聯(lián)軸器330、齒輪軸340、鎖瓣350。外殼320穿過(guò)并固定于殼體100設(shè)置。聯(lián)軸器 330與齒輪軸340連接并收容于外殼320內(nèi)。鎖瓣350貫穿外殼320與齒輪軸340嚙合。 電機(jī)310穿過(guò)外殼320與聯(lián)軸器330連接。
[0060] 如圖8和圖9所示，其分別為推桿機(jī)構(gòu)400在兩個(gè)不同狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖。推 桿機(jī)構(gòu)400包括：推桿412、導(dǎo)向法蘭414、第一連桿422、第二連桿424、第一連接件426、第 二連接件428、凸塊430、曲柄440、連接桿450、搖桿460、盤形凸輪470及扭簧480。
[0061] 導(dǎo)向法蘭414固定在殼體100上，推桿412穿過(guò)導(dǎo)向法蘭414并與之滑動(dòng)連接，推 桿412-端伸出殼體100外，另一端位于殼體100內(nèi)，推桿412與主動(dòng)手300的指向方向相 同。第一連接件426與推桿412位于殼體100內(nèi)的一端固定連接。第一連桿422的一端與 第一連接件426轉(zhuǎn)動(dòng)連接，另一端與第二連桿424的一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第二連桿424的另一端 與第二連接件428轉(zhuǎn)動(dòng)連接。第二連接件428固定于殼體100的內(nèi)壁。扭簧480固定于殼 體100內(nèi)，其兩端分別與殼體100的內(nèi)壁和第二連桿424抵接。凸塊430設(shè)于第二連桿424 上。
[0062] 曲柄440和凸輪470的中部均與殼體100轉(zhuǎn)動(dòng)連接。換電車700上開設(shè)有通孔 710,曲柄440的一端伸出于殼體100外并收容于換電車700的通孔710內(nèi)，連接桿450兩 端分別與曲柄440和搖桿460轉(zhuǎn)動(dòng)連接，搖桿460與凸輪470固定連接，曲柄440、連接桿 450、搖桿460、凸輪470構(gòu)成曲柄運(yùn)動(dòng)，凸輪470與凸塊430抵接。
[0063] 在本實(shí)施例中，第一連桿422、第二連桿424、凸塊430和扭簧480的數(shù)量各為兩 個(gè)，且對(duì)稱分布于推桿412軸線的兩側(cè)。
[0064] 在本實(shí)施例中，凸塊430為軸承。凸塊430采用軸承設(shè)計(jì)，當(dāng)凸塊430與凸輪470 配合連接時(shí)，可以減少動(dòng)力傳遞過(guò)程中的摩擦力，使得兩者之間更好地實(shí)現(xiàn)配合連接。
[0065] 在本實(shí)施例中，凸輪470上開設(shè)有與凸塊430對(duì)應(yīng)的凹陷472,凸塊430收容于凹 陷472內(nèi)。
[0066] 在本實(shí)施例中，推桿機(jī)構(gòu)400的數(shù)量為兩個(gè)，且分布于主動(dòng)手300的兩側(cè)。
[0067] 推拉裝置154工作過(guò)程分為將電池從電池倉(cāng)內(nèi)取出的拉動(dòng)過(guò)程，以及將電池存入 電池倉(cāng)內(nèi)的推動(dòng)過(guò)程。
[0068] 要說(shuō)明的是，電池上設(shè)有鎖扣，所述鎖扣與主動(dòng)手300配合用于將電池鎖定于電 池倉(cāng)內(nèi)，以及將電池從電池倉(cāng)內(nèi)解鎖。
[0069] 進(jìn)一步要說(shuō)明的是，推拉裝置 154上設(shè)有PLC(Programmable Logic Controller, 可編程邏輯控制器），PLC用于接收第一信號(hào)桿500和第二信號(hào)桿600發(fā)出的觸發(fā)信號(hào)，并 通過(guò)所述觸發(fā)信號(hào)產(chǎn)生控制信號(hào)，進(jìn)而控制相關(guān)部件產(chǎn)生動(dòng)作，具體工作過(guò)程將在下述過(guò) 程詳細(xì)描述。
[0070] 推拉裝置154將電池從電池倉(cāng)內(nèi)取出的過(guò)程說(shuō)明如下：
[0071] 推拉裝置154往電池倉(cāng)方向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)換電車700移動(dòng)到位，殼體100上的推桿412 碰觸到電池表面，此時(shí)推桿機(jī)構(gòu)400的曲柄440伸出于殼體100的一端被通孔710的孔壁 阻擋，曲柄440被觸發(fā)并轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0072] 曲柄440轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)連接桿450轉(zhuǎn)動(dòng)，連接桿450轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)搖桿460轉(zhuǎn)動(dòng)，搖桿460 轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)凸輪470轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪470轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)與之抵接的凸塊430運(yùn)動(dòng)。
[0073] 凸塊430運(yùn)動(dòng)使得轉(zhuǎn)動(dòng)連接的第一連桿422和第二連桿424向一側(cè)彎曲，第一連 桿422帶動(dòng)與之連接的推桿412往電池運(yùn)動(dòng)的反方向收縮，第二連桿424同時(shí)帶動(dòng)扭簧480 壓縮。
[0074] 在推桿412收縮的過(guò)程中，第一信號(hào)桿500和第二信號(hào)桿600會(huì)觸碰到電池上的 鎖扣并開始收縮。此時(shí)第一信號(hào)桿500發(fā)送觸發(fā)信號(hào)給PLC，PLC檢測(cè)到所述觸發(fā)信號(hào)后， 發(fā)送控制信號(hào)使換電車700停止運(yùn)動(dòng)，PLC同時(shí)發(fā)送控制信號(hào)給動(dòng)力裝置200,動(dòng)力裝置200 驅(qū)動(dòng)殼體100在換電車700上往電池倉(cāng)方向繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。
[0075] 殼體100帶動(dòng)主動(dòng)手300進(jìn)入到電池的鎖扣內(nèi)，殼體100運(yùn)動(dòng)的距離通過(guò)PLC預(yù) 先設(shè)定，殼體100運(yùn)動(dòng)到PLC預(yù)先設(shè)定的距離后停止運(yùn)動(dòng)。接著PLC發(fā)出指令驅(qū)動(dòng)電機(jī)310 轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)310帶動(dòng)聯(lián)軸器330轉(zhuǎn)動(dòng)，聯(lián)軸器330帶動(dòng)齒輪軸340旋轉(zhuǎn)，齒輪軸340帶動(dòng)與 其嚙合的鎖瓣350伸出于外殼320外，此時(shí)主動(dòng)手300通過(guò)鎖瓣350與電池上的鎖扣卡接。
[0076] 接著，PLC控制動(dòng)力裝置200反轉(zhuǎn)，動(dòng)力裝置200帶動(dòng)殼體100往遠(yuǎn)離電池倉(cāng)一側(cè) 運(yùn)動(dòng)，電池的鎖扣與電池倉(cāng)解除鎖定，電池被主動(dòng)手300拉出于電池倉(cāng)外。
[0077] 第二信號(hào)桿600用于檢測(cè)電池在拉出的過(guò)程中是否與主動(dòng)手300卡接，當(dāng)電池從 主動(dòng)手300上脫離時(shí)，第二信號(hào)桿600復(fù)位并發(fā)送觸發(fā)信號(hào)給PLC，PLC檢測(cè)到所述觸發(fā)信 號(hào)后，發(fā)送控制信號(hào)給報(bào)警器，報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號(hào)；在電池被拉出電池倉(cāng)外的過(guò)程中，推 桿412、第一連桿422、第二連桿424、曲柄440、連接桿450、搖桿460均在扭簧480的作用下 復(fù)位。
[0078] 至此，推拉裝置154將電池從電池倉(cāng)內(nèi)拉出，完成取電池動(dòng)作。
[0079] 推拉裝置154將電池存入電池倉(cāng)內(nèi)的過(guò)程說(shuō)明如下：
[0080] 電池通過(guò)其鎖扣與主動(dòng)手300連接，并位于換電車700上。
[0081] 推拉裝置154帶動(dòng)電池往電池倉(cāng)方向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)電池運(yùn)動(dòng)到電池倉(cāng)內(nèi)的指定位置 時(shí)，此時(shí)曲柄440被觸發(fā)，經(jīng)過(guò)一系列動(dòng)作使得推桿412往回收縮。
[0082] 主動(dòng)手300帶動(dòng)鎖扣繼續(xù)往電池倉(cāng)方向運(yùn)動(dòng)，使得鎖扣與電池倉(cāng)掛接，從而使電 池鎖定于電池倉(cāng)內(nèi)。
[0083] 接著PLC控制主動(dòng)手300上的鎖瓣350收縮，鎖瓣350收縮后，PLC控制動(dòng)力裝置 200動(dòng)作，動(dòng)力裝置200帶動(dòng)殼體100往遠(yuǎn)離電池倉(cāng)方向的運(yùn)動(dòng)，主動(dòng)手300與電池分離。
[0084] 到此，推拉裝置154將電池存入電池倉(cāng)內(nèi)，完成存電池動(dòng)作。
[0085] 將電池存入電池倉(cāng)內(nèi)或?qū)㈦姵貜碾姵貍}(cāng)內(nèi)取出時(shí)，推桿機(jī)構(gòu)400的曲柄440帶動(dòng) 與其連接的部件動(dòng)作，使得推桿412往回收縮，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)手300與電池上的鎖扣配合，從而 將電池鎖定于電池倉(cāng)內(nèi)或?qū)㈦姵貜碾姵貍}(cāng)內(nèi)解鎖，進(jìn)而完成存取電池的動(dòng)作。這種推拉裝 置154結(jié)構(gòu)巧妙、配合精準(zhǔn)、可靠性較高。
[0086] 當(dāng)推拉裝置154推拉電池的時(shí)候，電池架140上的滾輪141及伸縮板152上的滾 子1521都有利于推拉裝置154將電池在電池架140及伸縮板152之間進(jìn)行移動(dòng)。
[0087] 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)160包括回轉(zhuǎn)基體161及回轉(zhuǎn)軸承162。回轉(zhuǎn)基體161與本體110固定 連接，回轉(zhuǎn)軸承162與回轉(zhuǎn)基體161及行走機(jī)構(gòu)120可轉(zhuǎn)動(dòng)連接?；剞D(zhuǎn)軸承162與行走基 體161可轉(zhuǎn)動(dòng)連接?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)160用于更換電池機(jī)器人10在汽車與電池充電架（圖未示） 的更換電池的位置之間進(jìn)行切換，保證更換電池機(jī)器人10能夠平穩(wěn)的選裝，并精確的到達(dá) 旋轉(zhuǎn)位置。
[0088] 現(xiàn)結(jié)合汽車更換電池的過(guò)程來(lái)說(shuō)明上述更換電池機(jī)器人10的結(jié)構(gòu)，如圖1、圖2、 圖3、圖4所示。伸縮板152向前伸出，完成與汽車電池架的前后對(duì)接任務(wù)。推拉裝置154 向前運(yùn)動(dòng)，推拉裝置154在伸縮板152的延伸部上繼續(xù)向前行走，解鎖，拉出汽車內(nèi)待換電 池向后運(yùn)動(dòng)，到達(dá)升降平臺(tái)131上。升降平臺(tái)131升降到電池架140的空架處。推拉裝置 154將待換電池拉到固定懸臂電池架1-2的空架上，上鎖。推拉裝置154在升降平臺(tái)131 的作用下，到達(dá)電池架140的新電池處，推拉裝置154向前運(yùn)動(dòng)，將新電池推出，到達(dá)伸縮板 152上。升降平臺(tái)131完成與汽車電池架的上下對(duì)準(zhǔn)任務(wù)，推拉裝置154與伸縮板152共同 作用，將新電池推入到大巴車內(nèi)，上鎖。然后，行走機(jī)構(gòu)120左右行走，實(shí)現(xiàn)第二次換電的左 右對(duì)準(zhǔn)，直到所有的待換電池更換完畢。實(shí)現(xiàn)汽車第二層更換電池的動(dòng)作過(guò)程原理類似，不 再重復(fù)。
[0089] 在與電池充電架（圖未示）更換電池時(shí)，此時(shí)，電池架140上的舊電池已經(jīng)滿架。 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)180°，面向電池充電架。行走機(jī)構(gòu)120快速行走至電池充電架處，并完成左 右對(duì)準(zhǔn)。推拉裝置154在升降平臺(tái)131的作用下，到達(dá)電池架140的舊電池處，將舊電池推 出，穿過(guò)伸縮板152,與伸縮板152共同作用，將舊電池推入到電池充電架里，上鎖。直到所 有的舊電池都推入到電池充電架里，行走機(jī)構(gòu)120快速行走至電池充電架的新電池處。推 拉裝置154在升降機(jī)構(gòu)130的作用下，與伸縮板120共同作用，將新電池拉出，穿過(guò)伸縮板 152,到達(dá)電池架140里，上鎖。直到電池架140的新電池滿架為止。
[0090] 上述更換電池機(jī)器人10至少能夠承載有一輛汽車所需要用的電池?cái)?shù)量的半數(shù)， 即當(dāng)對(duì)汽車進(jìn)行更換電池的時(shí)候，兩臺(tái)更換電池機(jī)器人10可同時(shí)在汽車的兩側(cè)，一次性完 成一輛汽車的換電需求，無(wú)需在電池充電架與汽車之間來(lái)回走動(dòng)，節(jié)約時(shí)間，提高更換電池 的效率。
[0091] 并且，上述更換電池機(jī)器人10的通過(guò)懸臂153及電池架140結(jié)構(gòu)，使整個(gè)更換電 池機(jī)器人10的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外形尺寸較小，使上述更換電池機(jī)器人10的運(yùn)動(dòng)較為便捷，方便 使用。
[0092] 上述更換電池機(jī)器人10通過(guò)回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)160使上述更換電池機(jī)器人能夠轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)， 無(wú)需通過(guò)拐彎實(shí)現(xiàn)變向運(yùn)動(dòng)，提高更換電池機(jī)器人10運(yùn)動(dòng)精度。
[0093] 具體在本實(shí)施方式中，電池架140的個(gè)數(shù)大于汽車所需電池的數(shù)量。因此，可以保 證上述更換電池機(jī)器人10可以不用在汽車與電池充電架之間來(lái)回走動(dòng)，即可完成對(duì)一輛 汽車的更換電池工作，節(jié)約時(shí)間，提高更換電池的效率。
[0094] 以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并 不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種更換電池機(jī)器人，用于更換汽車電池，其特征在于，包括： 框體； 行走機(jī)構(gòu)，設(shè)于所述框體的底部的外側(cè)，所述行走機(jī)構(gòu)用于帶動(dòng)所述框體行走； 多個(gè)間隔設(shè)置的電池架，所述電池架的一端固定設(shè)于所述框體的一側(cè)，且多個(gè)所述電 池架相互平行設(shè)置， 升降機(jī)構(gòu)，設(shè)于所述框體內(nèi)，所述升降機(jī)構(gòu)包括升降平臺(tái)，所述升降平臺(tái)與所述框體可 滑動(dòng)連接，所述升降平臺(tái)所在平面與每個(gè)所述電池架所在平面均平行，且所述升降平臺(tái)位 于所述電池架的一側(cè)； 推拉機(jī)構(gòu)，包括： 伸縮板，設(shè)于所述升降平臺(tái)上，所述伸縮板沿垂直于所述升降平臺(tái)的升降方向伸縮，所 述伸縮板可隨所述升降平臺(tái)升降運(yùn)動(dòng)；導(dǎo)軌，一端固定設(shè)于所述伸縮板上，所述導(dǎo)軌與所 述電池架相對(duì)設(shè)置，所述導(dǎo)軌可隨所述升降平臺(tái)升降運(yùn)動(dòng)，且所述導(dǎo)軌可隨所述伸縮板伸 縮； 懸臂，可滑動(dòng)設(shè)于所述導(dǎo)軌上，所述懸臂可沿所述導(dǎo)軌的延伸方向運(yùn)動(dòng)，并且，所述懸 臂隨所述伸縮板的伸縮；及 推拉裝置，固定設(shè)于所述懸臂上； 其中，所述推拉裝置隨所述懸臂沿所述導(dǎo)軌的延伸方向前進(jìn)或后退，并隨所述升降平 臺(tái)上升或下降。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的更換電池機(jī)器人，其特征在于，所述推拉裝置上設(shè)有對(duì)準(zhǔn)部， 所述對(duì)準(zhǔn)部用于與電池上的定位部對(duì)準(zhǔn)，使所述推拉裝置與所述電池對(duì)準(zhǔn)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的更換電池機(jī)器人，其特征在于，所述伸縮板的表面上設(shè)有多 個(gè)滾子，多個(gè)所述滾子的對(duì)稱軸相互平行。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的更換電池機(jī)器人，其特征在于，還包括回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述回轉(zhuǎn)機(jī) 構(gòu)包括回轉(zhuǎn)基體及回轉(zhuǎn)軸承，所述回轉(zhuǎn)基體與所述框體固定連接，所述回轉(zhuǎn)軸承與所述回 轉(zhuǎn)基體可轉(zhuǎn)動(dòng)連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的更換電池機(jī)器人，其特征在于，所述行走機(jī)構(gòu)包括行走基體 及多個(gè)行走輪，所述回轉(zhuǎn)軸承與所述行走基體可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，多個(gè)所述行走輪均設(shè)于所述行 走基體的底面上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的更換電池機(jī)器人，其特征在于，所述電池架的表面設(shè)有滾輪。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的更換電池機(jī)器人，其特征在于，所述升降平臺(tái)及所述伸縮板 靠近電池架的一端與所述電池架靠近所述升降平臺(tái)的一端相抵接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的更換電池機(jī)器人，其特征在于，所述電池架的數(shù)目大于所述 汽車電池的個(gè)數(shù)的一半。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的更換電池機(jī)器人，其特征在于，所述框體框體上設(shè)有垂直于 所述導(dǎo)軌的延伸方向的導(dǎo)向槽，所述升降平臺(tái)的兩端收容于所述導(dǎo)向槽內(nèi)，所述升降平臺(tái) 沿所述導(dǎo)向槽升降。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的更換電池機(jī)器人，其特征在于，所述伸縮板遠(yuǎn)離所述電池架 的一端可向外伸縮形成延伸部，所述延伸部可延伸至所述框體的外部，使所述推拉裝置靠 近所述電池。
【文檔編號(hào)】B60S5/06GK104118404SQ201410310444
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】梁虎, 管大功, 謝勇, 王偉, 曾健, 祝明明, 王俊 申請(qǐng)人:王俊