一种自换电池机器人及换电系统的制作方法

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1.本实用新型涉及机器人技术领域。

背景技术：

2.自动机器人特别是作业机器人如agv小车等，越来越多的采用电池进行供电以免被电源线限制行进路程，然而电池的容量有限，在电池用完后需要工人手动更换电池，因此依然需要工人长时间待岗以便及时更换电池，人力成本较高，而换电池时，工人需要进入作业场所，更换电池后，再离开作业场所，为保证安全，这段时间通常需要作业场所中断作业，影响生产效率。

技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种能够自行更换电池，能够有效降低人力成本的自换电池机器人及换电系统。
4.为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案是：
5.一种自换电池机器人，包括：
6.可充电的电池，所述电池上设置有夹取块；
7.机器人主体，所述机器人主体上具有至少一与所述电池匹配的第一安置位，所述第一安置位上设置有用于与电池的供电端电性连接的接电端；
8.可开合的夹爪，通过位移装置设置在所述机器人主体上，所述夹爪上设置有与所述夹取块适配的第一夹取部，所述夹爪能够通过所述第一夹取部夹紧所述夹取块，且所述第一夹取部和夹取块的形状设置为使第一夹取部夹紧夹取块后能够限制电池相对夹爪的横向转动和横向移动。
9.优选的，所述夹取块呈横置的方形片状，所述第一夹取部包括分别对应夹取块四边的四个夹取座，各夹取座均可横向移动以使第一夹取部开合。
10.优选的，各所述夹取座均包括用于与所述夹取块的侧边抵接的竖向段和用于与夹取块的底面抵接的横向段。
11.优选的，所述夹爪上还设置有用于夹取工件的第二夹取部。
12.优选的，所述夹爪包括多个夹臂和用于驱动各所述夹臂活动以使夹爪开合的驱动装置，所述第一夹取部和第二夹取部均设置在所述夹臂上而可随夹臂活动而开合。
13.优选的，所述第一安置位为设置在所述机器人主体上的容置槽，所述容置槽开口向上而可供所述电池插入。
14.优选的，所述第一安置位的数量为两个以上。
15.优选的，所述夹爪上设置有视觉定位装置。
16.优选的，所述机器人主体上设置有行走装置和雷达装置。
17.本实用新型还提供了一种换电系统，包括充电装置和本实用新型中的自换电池机器人，所述充电装置上设置有与所述电池匹配的第二安置位，所述充电装置能够给置于所
述第二安置位上的电池充电。
18.本实用新型的有益效果是：本实用新型中的自换电池机器人，在电池上设置了夹取块，夹爪能够通过第一夹取部牢固夹取电池，使电池不会出现横向转动和横向移动，之后可以由位移装置使夹爪移动从而将第一安置位上的电池移出或将外界电池移至第一安装位，由此自动、准确地完成电池的更换，能够有效降低人力成本，缩短作业中断时间，提高作业效率，并且故障率低，更为可靠。本实用新型中的换电系统，其充电装置能够给置于第二安置位上的电池充电，自换电池机器人可以利用夹爪将电池在第一安置位和第二安置位之间移动，由此能够自动将用尽的电池移至第二安置位电池充电和将充好电的电池移至第一安置位来使用，有助于延长连续作业时间，方便使用。
附图说明
19.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
20.图1为本实用新型中自换电池机器人的结构图；
21.图2为本实用新型中电池的结构图；
22.图3为本实用新型中自换电池机器人的夹爪部分的结构图；
23.图4为本实用新型中自换电池机器人的夹臂的结构图；
24.图5为本实用新型中换电系统的充电装置的结构图。
25.其中，图中各附图标记：
26.10、电池；11、夹取块；12、供电端；20、机器人主体；21、第一安置位；22、夹爪；221、夹臂；222、驱动装置；23、位移装置；24、第一夹取部；241、夹取座；2411、竖向段；2412、横向段；25、第二夹取部；26、视觉定位装置；27、行走装置；28、雷达装置；30、充电装置；31、第二安置位；32、充电端。
具体实施方式
27.本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
28.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。
29.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
30.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
31.参照图1至图4，本实用新型中自换电池机器人的优选实施例，包括：可充电的电池10，电池10上设置有夹取块11；机器人主体20，机器人主体20上具有至少一与电池10匹配的第一安置位21，第一安置位21上设置有用于与电池10的供电端12电性连接的接电端；可开合的夹爪22，通过位移装置23设置在机器人主体20上，夹爪22上设置有与夹取块11适配的第一夹取部24，夹爪22能够通过第一夹取部24夹紧夹取块11，且第一夹取部24和夹取块11的形状设置为使第一夹取部24夹紧夹取块11后能够限制电池10相对夹爪22的横向转动和横向移动。本实用新型中的自换电池机器人，在电池10上设置了夹取块11，夹爪22能够通过第一夹取部24牢固夹取电池10，使电池10不会出现横向转动和横向移动，之后可以由位移装置23使夹爪22移动从而将第一安置位21上的电池10移出或将外界电池10移至第一安装位，由此自动、准确地完成电池10的更换，能够有效降低人力成本，缩短作业中断时间，提高作业效率，并且故障率低，更为可靠。
32.作为本实用新型的优选实施例，其还可具有以下附加技术特征：
33.位移装置23应用广泛，具有多种常用结构，本实施例中，位移装置23为机械臂，在其他实施例中，位移装置23也可采用单轴或多轴的轨道装置等其他适宜结构，在此不另作详述。
34.本实施例中，电池10的供电端12为电池10底部可导电的触片，接电端同样采用了触片，电池10置于第一安置位21时，供电端12和接电端接触而实现电性连接，使得电池10能够给机器人主体20供电，充电时也可利用供电端12来为电池10供电，或者在电池10上另外设置充电端32，在其他实施例中，供电端12和接电端也可采用插头和插座配合的结构，或者也可采用感应接电结构等其他常用形状和结构，或者在电池10或机器人主体20上可以设置用于使供电端12或接电端活动以使两者连接或分离的驱动结构，这些都是本领域的常用结构，技术人员可以根据需要灵活选用。
35.本实施例中，夹取块11呈横置的方形片状，第一夹取部24包括分别对应夹取块11四边的四个夹取座241，各夹取座241均可横向移动以使第一夹取部24开合，如此能够从四个方向来夹紧夹取块11，能够有效限制夹取块11继而限制电池10相对夹爪22的横向移动和转动，形状规整，便于加工制造和使用。在其他实施例中，夹取块11也可采用三角形、五边形等多边形状，或者也可采用部分或全部侧边为弧形的形状等，并不局限于此。
36.本实施例中，各夹取座241均包括用于与夹取块11的侧边抵接的竖向段2411和用于与夹取块11的底面抵接的横向段2412，其中各竖向段2411能够夹紧夹取块11，限制电池10相对夹爪22的横向移动和转动，各横向段2412则能够起到承托夹取块11的作用，防止提起和移动电池10时电池10出现松脱掉落，更为安全可靠。在其他实施例中，夹取座241也可采用其他适宜的形状和结构，并不局限于此。
37.本实施例中，夹爪22上还设置有用于夹取工件的第二夹取部25，也即夹爪22同时具备夹取工件进行作业和夹取电池10进行更换的功能，有助于简化结构，减低设备成本。在其他实施例中，夹爪22也可仅用于夹取更换电池10，另外设置用于对工件等进行操作的作业结构。
38.本实施例中，夹爪22包括多个夹臂221和用于驱动各夹臂221活动以使夹爪22开合的驱动装置222，第一夹取部24和第二夹取部25均设置在夹臂221上而可随夹臂221活动而开合，由此能够进一步简化结构，有效降低了设备成本，也方便控制。在本实施例中，夹臂
221的外侧部分即作为了第二夹取部25，各夹取座241分别设置在了各夹臂221的内侧，在其他实施例中，第一夹取部24和第二夹取部25在夹臂221上的位置和形状均可根据需要灵活调整，并不局限于此。本实施例中，驱动装置222采用了气缸，其通过曲柄连杆结构驱动各夹臂221移动，在其他实施例中，驱动装置222也可采用电机等其他常用驱动结构，并不局限于此。
39.本实施例中，第一安置位21为设置在机器人主体20上的容置槽，容置槽开口向上而可供电池10插入，如此能够对电池10进行准确定位，防止电池10出现松动错位，保证电池10的供电端12能够准确与机器人主体20的接电端准确对齐。在其他实施例中，第一安置位21也可采用平台结构等其他任意适宜结构，并不局限于此。在本实施例中，电池10的供电端12偏离其中心，接电端也同样偏离第一安置位21的中心，由此形成了防呆结构，在电池10出现反置时供电端12和接电端不会连接，避免出现意外反接而导致故障或损坏的情况。
40.本实施例中，第一安置位21的数量为四个，如此在更换电池10的过程中能够保持其他电池10继续为机器人主体20供电，无需另外设置供电结构。在本实施例中，使用状态下，有三个第一安置位21内装有电池10，另一安置位则为空位，在换电池10过程中，可以利用空位来实现电池10的逐一更换。在其他实施例中，第一安置位21也可选择一个、两个、三个等其他任意适宜数量。
41.本实施例中，夹爪22上设置有视觉定位装置26，如此便于夹爪22定位电池10位置，以准确夹取和移动电池10，更为可靠，同时视觉定位装置26也使夹爪22能够准确定位工件，适用范围更广。视觉定位装置26应用广泛，可采用摄像头等常用结构，在此不另作详述。
42.本实施例中，机器人主体20上设置有行走装置27和雷达装置28，也即形成了agv小车，能够将工件在各工位之间移动，也能够自行移动到电池10存放位置进行电池10更换，活动范围更广，雷达装置28能够实现避障功能，适应性更好。在其他实施例中机器人主体20也可采用其他适宜结构，并不局限于此。
43.机器人主体20内通常设置有控制装置来控制本自换电池机器人动作，当然也可通过远程控制的方式来控制本自换电池机器人动作。
44.在不出现冲突的前提下，本领域技术人员可以将上述附加技术特征自由组合以及叠加使用。
45.参照图1和图5，本实用新型还提供了一种换电系统，包括充电装置30和本实用新型中的自换电池机器人，充电装置30上设置有与电池10匹配的第二安置位31，充电装置30能够给置于第二安置位31上的电池10充电。本实用新型中的换电系统，其充电装置30能够给置于第二安置位31上的电池10充电，自换电池机器人可以利用夹爪22将电池10在第一安置位21和第二安置位31之间移动，由此能够自动将用尽的电池10移至第二安置位31电池10充电和将充好电的电池10移至第一安置位21来使用，有助于延长连续作业时间，方便使用。
46.本实施例中，第二安置位31同样采用了槽结构，其内部设置有充电端32，用于与电池10连接以给电池10充电，充电装置30可与外界电源连接，进行转换后为电池10充电，其结构和原理已为本领域技术人员熟知，在此不另作详述。
47.此外，本实用新型中的自换电池机器人在使用中，也可不采用充电装置30来对电池10进行充电，而是预先准备一定数量充好电的电池10，将这些电池10放置在预定位置，由自换电池机器人自行取用更换。
48.以上所述仅为本实用新型的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本实用新型目的的技术方案都属于本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种自换电池机器人，其特征在于，包括：可充电的电池(10)，所述电池(10)上设置有夹取块(11)；机器人主体(20)，所述机器人主体(20)上具有至少一与所述电池(10)匹配的第一安置位(21)，所述第一安置位(21)上设置有用于与电池(10)的供电端(12)电性连接的接电端；可开合的夹爪(22)，通过位移装置(23)设置在所述机器人主体(20)上，所述夹爪(22)上设置有与所述夹取块(11)适配的第一夹取部(24)，所述夹爪(22)能够通过所述第一夹取部(24)夹紧所述夹取块(11)，且所述第一夹取部(24)和夹取块(11)的形状设置为使第一夹取部(24)夹紧夹取块(11)后能够限制电池(10)相对夹爪(22)的横向转动和横向移动。2.根据权利要求1所述的一种自换电池机器人，其特征在于，所述夹取块(11)呈横置的方形片状，所述第一夹取部(24)包括分别对应夹取块(11)四边的四个夹取座(241)，各夹取座(241)均可横向移动以使第一夹取部(24)开合。3.根据权利要求2所述的一种自换电池机器人，其特征在于，各所述夹取座(241)均包括用于与所述夹取块(11)的侧边抵接的竖向段(2411)和用于与夹取块(11)的底面抵接的横向段(2412)。4.根据权利要求1所述的一种自换电池机器人，其特征在于，所述夹爪(22)上还设置有用于夹取工件的第二夹取部(25)。5.根据权利要求4所述的一种自换电池机器人，其特征在于，所述夹爪(22)包括多个夹臂(221)和用于驱动各所述夹臂(221)活动以使夹爪(22)开合的驱动装置(222)，所述第一夹取部(24)和第二夹取部(25)均设置在所述夹臂(221)上而可随夹臂(221)活动而开合。6.根据权利要求1所述的一种自换电池机器人，其特征在于，所述第一安置位(21)为设置在所述机器人主体(20)上的容置槽，所述容置槽开口向上而可供所述电池(10)插入。7.根据权利要求1所述的一种自换电池机器人，其特征在于，所述第一安置位(21)的数量为两个以上。8.根据权利要求1所述的一种自换电池机器人，其特征在于，所述夹爪(22)上设置有视觉定位装置(26)。9.根据权利要求1所述的一种自换电池机器人，其特征在于，所述机器人主体(20)上设置有行走装置(27)和雷达装置(28)。10.一种换电系统，其特征在于，包括充电装置(30)和如权利要求1至9任一所述的自换电池机器人，所述充电装置(30)上设置有与所述电池(10)匹配的第二安置位(31)，所述充电装置(30)能够给置于所述第二安置位(31)上的电池(10)充电。

技术总结

本实用新型公开了一种自换电池机器人，包括：可充电的电池，电池上设置有夹取块；机器人主体，机器人主体上具有至少一与电池匹配的第一安置位，第一安置位上设置有用于与电池的供电端电性连接的接电端；可开合的夹爪，通过位移装置设置在机器人主体上，夹爪上设置有与夹取块适配的第一夹取部，夹爪能够通过第一夹取部夹紧夹取块，且第一夹取部和夹取块的形状设置为使第一夹取部夹紧夹取块后能够限制电池相对夹爪的横向转动和横向移动，能够自动、准确地完成电池的更换，能够有效降低人力成本，缩短作业中断时间，提高作业效率，并且故障率低，更为可靠。本实用新型还提供了一种换电系统，包括充电装置和本实用新型中的自换电池机器人。器人。器人。