一种机器人电池自动替换装置的制作方法

1.本发明涉及电池替换装置技术领域，具体而言，涉及一种机器人电池自动替换装置。


背景技术：

2.机器人是一种能够半自主或全自主工作的智能机器，机器人能够通过编程和自动控制来执行诸如作业或移动等任务。机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力。机器人具有感知、决策、执行等基本特征，可以辅助甚至替代人类完成危险、繁重、复杂的工作，提高工作效率与质量，服务人类生活，扩大或延伸人的活动及能力范围。随着人们对机器人技术智能化本质认识的加深，机器人技术开始源源不断地向人类活动的各个领域渗透。机器人的任务是协助或取代人类的工作。它是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物，在工业、医学、农业、服务业、建筑业甚至军事等领域中均有重要用途。
3.传统市面上的机器人一般是需要到指定充电地点进行机器人电池的链接充电，充电装置的位置局限，充一次电耗时长，机器人在充电状态无法正常工作。而且采用充电模式进行充电，那么机器人停止工作的过程，必定需要有另一台机器人或者工作人员接班工作，原本可以用一台机器人做完的工作却要用两台甚至三台，如果不用接班机器人，那么机器人充电期间，等机器人充好电最快也要3个小时左右，浪费了时间，大大降低了工作效率，并且带巡逻任务的机器人没有正常巡逻而存在安全隐患。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种机器人电池自动替换装置，其能够对机器人的电池进行更换，取代传统的充电耗时模式，随用随换，随换随走，不仅节约了成本还大大提高了机器人的工作效率。
5.本发明的实施例是这样实现的：
6.本技术实施例提供一种机器人电池自动替换装置，包括充电仓、安装框架和设于上述安装框架的安装座，上述安装框架设有进出口；上述充电仓滑动穿过上述安装框架，上述充电仓设有多个用于存放电池的存放腔，任一上述存放腔靠近上述进出口的一侧开口；上述安装座设有用于驱动上述充电仓沿上述安装框架滑动的第一驱动组件以及用于夹持电池的夹持组件。
7.进一步的，在本发明的一些实施例中，上述第一驱动组件包括设于上述安装座的第一驱动电机以及设于上述第一驱动电机传动轴的第一齿轮；上述充电仓设有沿其滑动方向延伸的第一齿条，上述第一齿轮与上述第一齿条啮合。
8.进一步的，在本发明的一些实施例中，上述夹持组件包括设于上述安装座的滑动臂以及设于上述滑动臂一端的安装板，上述滑动臂穿过上述进出口，上述安装板间隔设有两个夹持片。
9.进一步的，在本发明的一些实施例中，上述夹持片与上述安装板之间设有两个电动推杆，上述电动推杆与上述夹持片一一对应；上述电动推杆设于上述安装板，上述夹持片设于上述电动推杆的伸缩端。
10.进一步的，在本发明的一些实施例中，上述滑动臂滑动穿过上述安装座，上述安装座设有用于驱动上述滑动臂沿上述安装座滑动的第二驱动组件。
11.进一步的，在本发明的一些实施例中，上述第二驱动组件包括设于上述安装座的第二驱动电机以及设于上述第二驱动电机传动轴的第二齿轮；上述滑动臂沿其延伸方向设有第二齿条，上述第二齿轮与上述第二齿条啮合。
12.进一步的，在本发明的一些实施例中，上述充电仓设有用于上述夹持片滑动穿过的进出槽。
13.进一步的，在本发明的一些实施例中，上述充电仓转动设有多个滚轮，上述滚轮与上述存放腔一一对应，上述滚轮位于上述存放腔靠近上述进出口的一侧。
14.进一步的，在本发明的一些实施例中，上述还包括底座和设于上述底座的直线导轨，上述安装框架设于上述底座，上述充电仓滑动设于上述直线导轨。
15.进一步的，在本发明的一些实施例中，上述存放腔的数量为三个。
16.相对于现有技术，本发明实施例至少具有如下优点或有益效果：
17.本发明实施例提供一种机器人电池自动替换装置，包括充电仓、安装框架和设于上述安装框架的安装座，上述安装框架设有进出口；上述充电仓滑动穿过上述安装框架，上述充电仓设有多个用于存放电池的存放腔，任一上述存放腔靠近上述进出口的一侧开口；上述安装座设有用于驱动上述充电仓沿上述安装框架滑动的第一驱动组件以及用于夹持电池的夹持组件。
18.其能够对机器人的电池进行更换，取代传统的充电耗时模式，随用随换，随换随走，不仅节约了成本还大大提高了机器人的工作效率。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
20.图1为本发明实施例提供的机器人电池自动替换装置的结构示意图；
21.图2为本发明实施例提供的充电仓的结构示意图；
22.图3为本发明实施例提供的滑动臂位置沿其轴向的剖视图；
23.图4为本发明实施例提供的夹持片位置的结构示意图。
24.图标：1-安装框架；2-安装座；3-进出口；4-充电仓；5-第一驱动电机；6-第一齿轮；7-第一齿条；8-滑动臂；9-安装板；10-夹持片；11-电动推杆；12-第二驱动电机；13-第二齿轮；14-第二齿条；15-滚轮；16-底座；17-直线导轨；18-存放腔；19-进出槽。
具体实施方式
25.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例
中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
26.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
28.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
29.此外，若出现“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或者竖直，而是可以稍微的倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对于“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
30.在本发明实施例的描述中，“多个”代表至少2个。
31.在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
32.实施例
33.请参照图1-图4，图1所示为本发明实施例提供的机器人电池自动替换装置的结构示意图；图2所示为本发明实施例提供的充电仓4的结构示意图；图3所示为本发明实施例提供的滑动臂8位置沿其轴向的剖视图；图4所示为本发明实施例提供的夹持片10位置的结构示意图。
34.本实施例提供一种机器人电池自动替换装置，包括充电仓4、安装框架1和设于上述安装框架1的安装座2，上述安装框架1设有进出口3；上述充电仓4滑动穿过上述安装框架1，上述充电仓4设有多个用于存放电池的存放腔18，任一上述存放腔18靠近上述进出口3的一侧开口；上述安装座2设有用于驱动上述充电仓4沿上述安装框架1滑动的第一驱动组件以及用于夹持电池的夹持组件。
35.实际使用中，在机器人的电池电量过低需要更换电池时，机器人可移动到本技术提供的电池自动替换装置的位置，机器人的电池对准安装框架1的进出口3。由于充电仓4设有多个用于存放电池的存放腔18，使用时至少一个存放腔18为空腔，至少一个存放腔18存放有充好电量的电池。
36.当机器人的电池对准安装框架1的进出口3时，第一驱动组件驱动充电仓4沿上述
安装框架1滑动以使一个空置的存放腔18移动到对准安装框架1的进出口3；此时夹持组件启动并对机器人的电池进行夹持并将该需要充电的电池从安装框架1的进出口3移动到该空置的存放腔18中进行存放。
37.然后第一驱动组件驱动充电仓4沿上述安装框架1滑动以使存放有充满电的电池对应的存放腔18移动到对准安装框架1的进出口3；此时夹持组件启动并对该电池进行夹持移动以使该电池从存放腔18中穿过安装框架1的进出口3后移动到机器人的电池仓中即可，如此完成机器人电池的更换，更换下来的电池在充电仓4中进行充电即可，以等待下一次机器人的电池更换。如此本技术提供的机器人电池自动替换装置能够对机器人的电池进行更换，取代传统的充电耗时模式，随用随换，随换随走，不仅节约了成本还大大提高了机器人的工作效率。
38.如图1-图4所示，在本发明的一些实施例中，上述第一驱动组件包括设于上述安装座2的第一驱动电机5以及设于上述第一驱动电机5传动轴的第一齿轮6；上述充电仓4设有沿其滑动方向延伸的第一齿条7，上述第一齿轮6与上述第一齿条7啮合。
39.本发明通过设置第一驱动电机5和第一齿条7，如此当需要驱动充电仓4沿着安装框架1滑动时，可启动第一驱动电机5，第一驱动电机5带动第一齿轮6转动；由于第一齿轮6与上述第一齿条7啮合，如此转动的第一齿轮6带动第一齿条7移动，如此通过移动的第一齿条7带动充电仓4沿着安装框架1滑动，操作方便。通过第一驱动电机5的正转和反转实现充电仓4沿着安装框架1往复滑动。第一驱动电机5可采用步进电机。
40.如图1-图4所示，在本发明的一些实施例中，上述夹持组件包括设于上述安装座2的滑动臂8以及设于上述滑动臂8一端的安装板9，上述滑动臂8穿过上述进出口3，上述安装板9间隔设有两个夹持片10。
41.上述夹持片10与上述安装板9之间设有两个电动推杆11，上述电动推杆11与上述夹持片10一一对应；上述电动推杆11设于上述安装板9，上述夹持片10设于上述电动推杆11的伸缩端。
42.上述滑动臂8滑动穿过上述安装座2，上述安装座2设有用于驱动上述滑动臂8沿上述安装座2滑动的第二驱动组件。上述第二驱动组件包括设于上述安装座2的第二驱动电机12以及设于上述第二驱动电机12传动轴的第二齿轮13；上述滑动臂8沿其延伸方向设有第二齿条14，上述第二齿轮13与上述第二齿条14啮合。
43.本发明通过设置第二驱动电机12和第二齿轮13。可启动第二驱动电机12，第二驱动电机12带动第二齿轮13转动；由于第二齿轮13与上述第二齿条14啮合，如此转动的第二齿轮13带动第二齿条14移动，如此通过移动的第二齿条14带动滑动臂8沿着安装座2滑动，操作方便。通过第二驱动电机12的正转和反转实现滑动臂8沿着安装座2往复滑动。第二驱动电机12可采用步进电机。
44.如此当需要对机器人中的电池进行夹持时，第二驱动电机12驱动滑动臂8沿着安装座2朝外滑动，此时滑动臂8带动夹持片10穿过进出口3并移动到安装框架1外部，两个夹持片10移动到机器人电池的位置；然后电动推杆11缩短以使两个夹持片10相互靠近并对机器人的电池进行夹持固定。
45.然后第二驱动电机12驱动滑动臂8沿着安装座2朝内滑动，此时滑动臂8带动夹持片10穿过进出口3并移动到安装框架1内部，夹持片10夹持着电池移动到存放腔18中进行存
放，此时电动推杆11伸长并推动两个夹持片10相互远离，电池从夹持片10脱离并停留在存放腔18中即可。
46.同理第一驱动组件驱动充电仓4移动并使充满电的电池移动到进出口3的位置，第二驱动电机12驱动滑动臂8移动并使夹持片10位于该充满电的电池位置，此时通过两个夹持片10对该电池进行夹持固定。然后第二驱动电机12驱动滑动臂8沿着安装座2朝外滑动，两个夹持片10夹持着充满电的电池移动出进出口3并移动进入机器人的电池仓中即可。
47.如图1-图4所示，在本发明的一些实施例中，上述充电仓4设有用于上述夹持片10滑动穿过的进出槽19。本发明通过设置进出槽19，便于在充电仓4移动时夹持片10穿过进出槽19，防止了充电仓4对夹持片10造成遮挡。
48.如图1-图4所示，在本发明的一些实施例中，上述充电仓4转动设有多个滚轮15，上述滚轮15与上述存放腔18一一对应，上述滚轮15位于上述存放腔18靠近上述进出口3的一侧。
49.本发明通过设置多个滚轮15，上述滚轮15与上述存放腔18一一对应，上述滚轮15位于上述存放腔18靠近上述进出口3的一侧，如此在夹持片10夹持这电池移动的过程中，电池底部可以抵接滚轮15并沿着滚轮15滑动，如此便于通过滚轮15对电池进行支撑，也便于电池的移动。
50.如图1-图4所示，在本发明的一些实施例中，上述还包括底座16和设于上述底座16的直线导轨17，上述安装框架1设于上述底座16，上述充电仓4滑动设于上述直线导轨17。
51.本发明通过设置直线导轨17，当充电仓4的一侧移动出安装框架1后，充电仓4可与直线导轨17抵接并滑动，便于通过直线导轨17对充电仓4进行支撑，也便于充电仓4的滑动。本实施例的直线导轨17数量为两个并分别位于充电仓4的两侧。
52.如图1-图4所示，在本发明的一些实施例中，上述存放腔18的数量为三个。需要说明的是，存放腔18的数量为三个只是本实施例的一种优选的实施方式，本发明并不仅限于此，在其他实施例中，存放腔18的数量也可为其他个数，根据实际情况进行设置即可。
53.综上，本发明的实施例提供一种机器人电池自动替换装置，包括充电仓4、安装框架1和设于上述安装框架1的安装座2，上述安装框架1设有进出口3；上述充电仓4滑动穿过上述安装框架1，上述充电仓4设有多个用于存放电池的存放腔18，任一上述存放腔18靠近上述进出口3的一侧开口；上述安装座2设有用于驱动上述充电仓4沿上述安装框架1滑动的第一驱动组件以及用于夹持电池的夹持组件。
54.实际使用中，在机器人的电池电量过低需要更换电池时，机器人可移动到本技术提供的电池自动替换装置的位置，机器人的电池对准安装框架1的进出口3。由于充电仓4设有多个用于存放电池的存放腔18，使用时至少一个存放腔18为空腔，至少一个存放腔18存放有充好电量的电池。
55.当机器人的电池对准安装框架1的进出口3时，第一驱动组件驱动充电仓4沿上述安装框架1滑动以使一个空置的存放腔18移动到对准安装框架1的进出口3；此时夹持组件启动并对机器人的电池进行夹持并将该需要充电的电池从安装框架1的进出口3移动到该空置的存放腔18中进行存放。
56.然后第一驱动组件驱动充电仓4沿上述安装框架1滑动以使存放有充满电的电池对应的存放腔18移动到对准安装框架1的进出口3；此时夹持组件启动并对该电池进行夹持
移动以使该电池从存放腔18中穿过安装框架1的进出口3后移动到机器人的电池仓中即可，如此完成机器人电池的更换，更换下来的电池在充电仓4中进行充电即可，以等待下一次机器人的电池更换。如此本技术提供的机器人电池自动替换装置能够对机器人的电池进行更换，取代传统的充电耗时模式，随用随换，随换随走，不仅节约了成本还大大提高了机器人的工作效率。
57.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本技术。
58.因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。