CN109592396B - 一种自锁式移动平台顶部抓取电池装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自锁式移动平台顶部抓取电池装置，由基座、行架、行架动力总成、抓取支架、抓取支架动力总成、卡口、拉杆、自锁连杆、顶起机构和电池组成；当需要抓取移动平台上的电池时，此时自锁连杆处于伸出状态，卡口张开，当抓取支架运动到移动平台正上方时，移动平台的顶起机构将电池向上顶起，电池一直向上运动推动到拉杆，使得自锁连杆向上运动，由于自锁连杆的凸起块与自锁孔内的转动凸起块的配合，使得自锁连杆转动一个转动凸起块的角度，此时电池停止向上运动，移动平台的托起板向下收回，卡口的倒刺状凸起块挂住电池的台阶位置，电池下落受阻，实现对电池的抓取。解决了现有顶部更换电池的移动平台的电池抓取的问题。

Description

一种自锁式移动平台顶部抓取电池装置

技术领域

本发明涉及一种电池抓取装置，具体涉及一种自锁式移动平台顶部抓取电池装置。

背景技术

目前，随着各种电动运动平台、电动小车、电动侦查车的大量应用，各种充电桩也有了相应的发展，为了实现更短的充电停留时间，更换电池的方式得到了大量应用，考虑到电池更换机构的空间和其余电子电气设备的布局要求，产生了在顶部更换的电池的电动移动平台，而顶部更换电池的移动平台的出现就需要与之配套的顶部电池抓取装置。

所以，需要一种移动平台顶部抓取电池装置，实现快速、高效的抓取电池，同时充分利用现有顶部更换电池的移动平台的特点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自锁式移动平台顶部抓取电池装置，用以解决现有顶部更换电池的移动平台的电池抓取的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种自锁式移动平台顶部抓取电池装置，配合电池在顶部的移动平台，在移动平台需要更换电池时，移动平台将需要更换的电池向上顶起，与抓取装置的机构配合，实现抓取装置将电池固定的目的，装置由基座、行架、行架动力总成、抓取支架、抓取支架动力总成、卡口、拉杆、自锁连杆、顶起机构和电池组成；将行架动力总成与行架装配后安装在基座的凹槽上，将抓取支架动力总成安装在抓取支架上，抓取支架安装于行架上，卡口安装在抓取支架上，卡口与拉杆连接，两个拉杆被自锁连杆连接，自锁连杆插入抓取支架的自锁孔内，弹簧安装在自锁孔内自锁连杆的顶部；当需要抓取移动平台上的电池时，此时自锁连杆处于伸出状态，卡口张开，当抓取支架运动到移动平台正上方时，移动平台的顶起机构将电池向上顶起，电池一直向上运动推动到拉杆，使得自锁连杆向上运动，由于自锁连杆的凸起块与自锁孔内的转动凸起块的配合，使得自锁连杆转动一个转动凸起块的角度，此时电池停止向上运动，移动平台的托起板向下收回，此时由于拉杆被向上顶起，卡口的倒刺状凸起块挂住电池的台阶位置，电池下落受阻，由于自锁孔内的弹簧作用，自锁连杆的凸起块从第二层限位凸起块落到第一层限位凸起块的位置，实现对自锁连杆的限位；当需要将电池放到基座后方的顶起机构上充电时，抓取支架带着电池运动到选中的顶起机构上方后，顶起机构推动托起板向上运动，此时电池推动拉杆，拉杆推动自锁连杆向上运动，自锁连杆的凸起块的斜坡与转动凸起块的斜坡配合，使得自锁连杆的转动一个转动凸起块的角度，而后顶起机构回落，由于自锁连杆从第一层限位凸起块的位置运动到第二层限位凸起块的位置，自锁连杆随电池下落而伸出，卡口张开，电池约束解除，电池跟随顶起机构下落；当需要从顶起机构抓取电池时，过程与从移动平台上抓取电池的过程相同；当需要将电池放到移动平台上时，过程与将电池放到顶起机构上相同。

上述基座为一个矩形平板，基座的两侧有凹槽，用于约束行架动力总成的运动方向，基座的后部排布有顶起机构，基座前部为更换电池的活动区域。

上述行架为一个开口框架，包括两个垂直板和一个水平板，垂直板的底部有用于安装行架动力总成的安装座，两个垂直板分别支撑水平板的两个端点。

上述行架动力总成用于带动行架沿着基座的凹槽运动，行架动力总成包括一个电机和两个动力轮，动力轮的间距与基座的凹槽宽度相配合。

上述抓取支架包括上下两部分，上面部分用于与行架的水平板配合，实现抓取支架沿着行架的水平板运动，上面部分为两个有缺口的矩形空腔，两个有缺口的矩形空腔对称，有缺口的矩形空腔的缺口用于与行架的水平板形成间隙，矩形空腔的两端有两个安装孔，用于与抓取支架动力总成配合，实现对抓取支架动力总成的固定，在两个矩形空腔的外侧各有一个自锁孔，自锁孔内有转动凸起块和限位凸起块，转动凸起块与自锁连杆的凸起块相对应，转动凸起块布置在自锁孔的顶部，转动凸起块连续密布，转动凸起块的下方有斜坡，与自锁连杆的凸起块上的斜坡相配合，转动凸起块的下方一定位置是第一层限位凸起块，第一层限位凸起块的下方是第二层限位凸起块，第二层限位凸起块与第一层限位凸起块错开一个限位凸起块的角度，限位凸起块的上部是三角缺口，三角缺口与自锁连杆的凸起块上的三角体相配合；下面部分用于实现对电池的抓取，下面部分包括两个平板，两个平板与基座的凹槽平行，两个平板的长度与电池相同，两个平板的底部各有两个缺口，缺口的长度与卡口的宽度相配合，实现卡口在缺口位置绕卡口旋转轴的转动。

上述抓取支架动力总成包括一个电机与套在电机外壳上的橡胶轮，电机轴与抓取支架的矩形空腔内的安装孔相配合。

上述卡口的主体为一个矩形杆，卡口的下端有倒刺状凸起块，卡口的中部有旋转孔，用于与抓取支架的卡口旋转轴相配合，卡口的上部有旋转轴，用于与拉杆的孔相配合。

上诉拉杆为两端带孔的矩形杆，矩形杆的两端倒圆角；上述自锁连杆主体为一个圆柱杆，圆柱杆的下端连有两个旋转轴，旋转轴的直径与拉杆上的孔配合，两个旋转轴分别连接一个拉杆，圆柱杆的上端有沿圆柱杆中心轴均布的凸起块，凸起块分上下两部分，凸起块上部分为斜坡，斜坡用于与抓取支架上的自锁孔内的转动凸起块的斜坡配合，凸起块下部分为一个三角体，三角体用于与抓取支架上的自锁孔内的限位凸起块配合，自锁连杆的上顶部有弹簧孔，用于安装弹簧。

上述顶起机构与移动平台的顶起电池的机构相同，与电池贴合的部分有一托起板，托起板上表面与电池下端平面吻合，顶起机构上有充电接口。

上述电池外形为上端大下端小的台阶式，上端的宽度与抓取支架的两个平板的间距相配合，电池上端可以在抓取支架的两个平板间运动。

本发明具有如下优点：

1、充分利用了顶部更换电池的移动平台的特性，利用其向上顶起电池的动作实现电池的抓取；

2、抓取机构的设计结构简单，可以满足普及使用的要求，拥有较低的使用维护成本。

3、自锁结构的设计使得设备运行过程更加快捷、可靠。

附图说明

图1为本发明一种自锁式移动平台顶部抓取电池装置的基座的立体图。

图2为本发明一种自锁式移动平台顶部抓取电池装置的行架和行架动力总成的立体图。

图3为本发明一种自锁式移动平台顶部抓取电池装置的抓取支架和抓取支架动力总成的立体图。

图4为本发明一种自锁式移动平台顶部抓取电池装置的卡口的立体图。

图5为本发明一种自锁式移动平台顶部抓取电池装置的连杆的立体图。

图6为本发明一种自锁式移动平台顶部抓取电池装置的自锁机构装配立体图。

图7为本发明一种自锁式移动平台顶部抓取电池装置的自锁孔的局部立体图（去掉自锁孔的上壳体）。

图8为本发明一种自锁式移动平台顶部抓取电池装置的自锁孔与自锁连杆的装配剖视图。

图9为本发明一种自锁式移动平台顶部抓取电池装置的在移动平台上方抓取电池的初始位置装配图及A-A局部放大图。

图10为本发明一种自锁式移动平台顶部抓取电池装置的在移动平台上方抓取电池的抓取后装配图及A-A局部放大图。

图11为本发明一种自锁式移动平台顶部抓取电池装置的在顶起机构上方放下电池的过程中装配图及A-A局部放大图。

图12为本发明一种自锁式移动平台顶部抓取电池装置的在顶起机构上方放下电池的完成后装配图及A-A局部放大图。

图中：1、基座；2、行架；3、行架动力总成；4、抓取支架；5、抓取支架动力总成；6、卡口；7、顶起机构；8、电池；9、基座的凹槽；10、托起板；11、拉杆；12、抓取支架的两个平板；14、垂直板；15、水平板；16、安装座；17、动力轮；18、电机；19、自锁连杆；20、自锁孔；21、电机轴；22、橡胶轮；23、弹簧；24、自锁连杆的凸起块；25、自锁孔内的转动凸起块；26、倒刺状凸起块；27、限位凸起块；28、自锁连杆上的三角体；29、卡口旋转轴；30、卡口旋转孔；31、卡口上部旋转轴；32、拉杆的孔；33、自锁连杆下端旋转轴；34、自锁连杆上顶部弹簧孔。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

参见图6-图12，一种自锁式移动平台顶部抓取电池装置，配合电池在顶部的移动平台，在移动平台需要更换电池时，移动平台将需要更换的电池向上顶起，与抓取装置的机构配合，实现抓取装置将电池固定的目的，装置由基座1、行架2、行架动力总成3、抓取支架4、抓取支架动力总成5、卡口6、拉杆11、自锁连杆19、顶起机构7和电池8组成；将行架动力总成3与行架2装配后安装在基座1的凹槽9上，将抓取支架动力总成5安装在抓取支架4上，抓取支架4安装于行架2上，卡口6安装在抓取支架4上，卡口6与拉杆11连接，两个拉杆11被自锁连杆19连接，自锁连杆19插入抓取支架4的自锁孔20内，弹簧23安装在自锁孔20内自锁连杆19的顶部；当需要抓取移动平台上的电池8时，此时自锁连杆19处于伸出状态，卡口6张开，当抓取支架4运动到移动平台正上方时，移动平台的顶起机构7将电池8向上顶起，电池8一直向上运动推动到拉杆11，使得自锁连杆19向上运动，由于自锁连杆19的凸起块24与自锁孔20内的转动凸起块25的配合，使得自锁连杆19转动一个转动凸起块25的角度，此时电池8停止向上运动，移动平台的托起板10向下收回，此时由于拉杆11被向上顶起，卡口6的倒刺状凸起块26挂住电池8的台阶位置，电池8下落受阻，由于自锁孔20内的弹簧23作用，自锁连杆19的凸起块24从第二层限位凸起块27-2落到第一层限位凸起块27-1的位置，实现对自锁连杆19的限位；当需要将电池8放到基座1后方的顶起机构7上充电时，抓取支架4带着电池8运动到选中的顶起机构7上方后，顶起机构7推动托起板10向上运动，此时电池8推动拉杆11，拉杆11推动自锁连杆19向上运动，自锁连杆19的凸起块24的斜坡与转动凸起块25的斜坡配合，使得自锁连杆19的转动一个转动凸起块25的角度，而后顶起机构7回落，由于自锁连杆19从第一层限位凸起块27-1的位置运动到第二层限位凸起块27-2的位置，自锁连杆19随电池8下落而伸出，卡口6张开，电池8约束解除，电池8跟随顶起机构7下落；当需要从顶起机构7抓取电池8时，过程与从移动平台上抓取电池8的过程相同；当需要将电池8放到移动平台上时，过程与将电池8放到顶起机构7上相同。

参见图1，上述基座1为一个矩形平板，基座1的两侧有凹槽9，用于约束行架动力总成3的运动方向，基座1的后部排布有顶起机构7，基座1前部为更换电池8的活动区域。

参见图2，上述行架2为一个开口框架，包括两个垂直板14和一个水平板15，垂直板14的底部有用于安装行架动力总成3的安装座16，两个垂直板14分别支撑水平板15的两个端点。

参见图2，上述行架动力总成3用于带动行架2沿着基座1的凹槽9运动，行架动力总成3包括一个电机18和两个动力轮17，动力轮17的间距与基座1的凹槽9宽度相配合。

参见图3，上述抓取支架4包括上下两部分，上面部分用于与行架2的水平板15配合，实现抓取支架4沿着行架2的水平板15运动，上面部分为两个有缺口的矩形空腔，两个有缺口的矩形空腔对称，有缺口的矩形空腔的缺口用于与行架2的水平板15形成间隙，矩形空腔的两端有两个安装孔，用于与抓取支架动力总成5配合，实现对抓取支架动力总成5的固定，在两个矩形空腔的外侧各有一个自锁孔20，自锁孔20内有转动凸起块25和限位凸起块27，转动凸起块25与自锁连杆19的凸起块24相对应，转动凸起块25布置在自锁孔20的顶部，转动凸起块25连续密布，转动凸起块25的下方有斜坡，与自锁连杆19的凸起块24上的斜坡相配合，转动凸起块25的下方一定位置是第一层限位凸起块27-1，第一层限位凸起块27-1的下方是第二层限位凸起块27-2，第二层限位凸起块27-2与第一层限位凸起块27-1错开一个限位凸起块27的角度，限位凸起块27的上部是三角缺口，三角缺口与自锁连杆19的凸起块24上的三角体28相配合；下面部分用于实现对电池8的抓取，下面部分包括两个平板12，两个平板12与基座1的凹槽9平行，两个平板12的长度与电池8相同，两个平板12的底部各有两个缺口，缺口的长度与卡口6的宽度相配合，实现卡口6在缺口位置绕卡口6旋转轴29的转动。

上述抓取支架动力总成5包括一个电机与套在电机外壳上的橡胶轮22，电机轴21与抓取支架4的矩形空腔内的安装孔相配合。

参见图4，上述卡口6的主体为一个矩形杆，卡口6的下端有倒刺状凸起块26，卡口的中部有旋转孔30，用于与抓取支架4的卡口6旋转轴29相配合，卡口6的上部有旋转轴31，用于与拉杆11的孔32相配合。

参见图5，上诉拉杆11为两端带孔32的矩形杆，矩形杆的两端倒圆角；所述自锁连杆19主体为一个圆柱杆，圆柱杆的下端连有两个旋转轴33，旋转轴33的直径与拉杆11上的孔32配合，两个旋转轴33分别连接一个拉杆11，圆柱杆的上端有沿圆柱杆中心轴均布的凸起块24，凸起块24分上下两部分，凸起块24上部分为斜坡，斜坡用于与抓取支架4上的自锁孔20内的转动凸起块25的斜坡配合，凸起块24下部分为一个三角体28，三角体28用于与抓取支架4上的自锁孔20内的限位凸起块27配合，自锁连杆19的上顶部有弹簧孔34，用于安装弹簧23。

上述顶起机构7与移动平台的顶起电池8的机构相同，与电池8贴合的部分有一托起板10，托起板10上表面与电池8下端平面吻合，顶起机构7上有充电接口。

上述电池8外形为上端大下端小的台阶式，上端的宽度与抓取支架4的两个平板的间距相配合，电池8上端可以在抓取支架4的两个平板12间运动。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种自锁式移动平台顶部抓取电池装置，其与移动平台相配合，在移动平台需要更换电池时，移动平台将需要更换的电池向上顶起，抓取电池装置与其配合，实现抓取电池装置将电池（8）抓取的目的，其特征在于：所述装置由基座（1）、行架（2）、行架动力总成（3）、抓取支架（4）、抓取支架动力总成（5）、卡口（6）、拉杆（11）、自锁连杆（19）和顶起机构（7）组成；所述基座（1）为一个矩形平板，基座（1）的两侧有凹槽（9），用于约束行架动力总成（3）的运动方向，基座（1）的后部排布有顶起机构（7），基座（1）前部为更换电池（8）的活动区域；所述抓取支架（4）包括上下两部分，上面部分用于与行架（2）的水平板（15）配合，实现抓取支架（4）沿着行架（2）的水平板（15）运动，上面部分为两个有缺口的矩形空腔，两个有缺口的矩形空腔对称，有缺口的矩形空腔的缺口用于与行架（2）的水平板（15）形成间隙，矩形空腔的两端有两个安装孔，用于与抓取支架动力总成（5）配合，实现对抓取支架动力总成（5）的固定，在两个矩形空腔的外侧各有一个自锁孔（20），自锁孔（20）内有转动凸起块（25）和限位凸起块（27），限位凸起块（27）包括第一层限位凸起块（27-1）和第二层限位凸起块（27-2）；转动凸起块（25）与自锁连杆（19）的凸起块（24）相对应，转动凸起块（25）布置在自锁孔（20）的顶部，转动凸起块（25）连续密布，转动凸起块（25）的下方有斜坡，与自锁连杆（19）的凸起块（24）上的斜坡相配合，转动凸起块（25）的下方一定位置是第一层限位凸起块（27-1），第一层限位凸起块（27-1）的下方是第二层限位凸起块（27-2），第二层限位凸起块（27-2）与第一层限位凸起块（27-1）错开一个限位凸起块（27）的角度，限位凸起块（27）的上部是三角缺口，三角缺口与自锁连杆（19）的凸起块（24）上的三角体（28）相配合；下面部分用于实现对电池（8）的抓取，下面部分包括两个平板（12），两个平板（12）与基座（1）的凹槽（9）平行，两个平板（12）的长度与电池（8）相同，两个平板（12）的底部各有两个缺口，缺口的长度与卡口（6）的宽度相配合，实现卡口（6）在缺口位置绕卡口（6）旋转轴（29）的转动；所述卡口（6）的主体为一个矩形杆，卡口（6）的下端有倒刺状凸起块（26），开口的中部有旋转孔（30），用于与抓取支架（4）的卡口（6）旋转轴（29）相配合，卡口（6）的上部有旋转轴（31），用于与拉杆（11）的孔（32）相配合；所述拉杆（11）为两端带孔（32）的矩形杆，矩形杆的两端倒圆角；所述自锁连杆（19）主体为一个圆柱杆，圆柱杆的下端连有两个旋转轴（33），旋转轴（33）的直径与拉杆（11）上的孔（32）配合，两个旋转轴（33）分别连接一个拉杆（11），圆柱杆的上端有沿圆柱杆中心轴均布的凸起块（24），凸起块（24）分上下两部分，凸起块（24）上部分为斜坡，斜坡用于与抓取支架（4）上的自锁孔（20）内的转动凸起块（25）的斜坡配合，凸起块（24）下部分为一个三角体（28），三角体（28）用于与抓取支架（4）上的自锁孔（20）内的限位凸起块（27）配合，自锁连杆（19）的上顶部有弹簧孔（34），用于安装弹簧（23）；行架动力总成（3）与行架（2）装配后安装在基座（1）的凹槽（9）上，将抓取支架动力总成（5）安装在抓取支架（4）上，抓取支架（4）安装于行架（2）上，卡口（6）安装在抓取支架（4）上，卡口（6）与拉杆（11）连接，两个拉杆（11）被自锁连杆（19）连接，自锁连杆（19）插入抓取支架（4）的自锁孔（20）内，弹簧（23）安装在自锁孔（20）内自锁连杆（19）的顶部。

2.如权利要求1所述的一种自锁式移动平台顶部抓取电池装置，其特征在于：所述行架（2）为一个开口框架，包括两个垂直板（14）和一个水平板（15），垂直板（14）的底部有用于安装行架动力总成（3）的安装座（16），两个垂直板（14）分别支撑水平板（15）的两个端点。

3.如权利要求1所述的一种自锁式移动平台顶部抓取电池装置，其特征在于：所述行架动力总成（3）包括一个电机（18）和两个动力轮（17），动力轮（17）的间距与基座（1）的凹槽（9）宽度相配合。

4.如权利要求1所述的一种自锁式移动平台顶部抓取电池装置，其特征在于：所述抓取支架动力总成（5）包括一个电机与套在电机外壳上的橡胶轮（22），电机轴（21）与抓取支架（4）的矩形空腔内的安装孔相配合。

5.如权利要求1所述的一种自锁式移动平台顶部抓取电池装置，其特征在于：所述顶起机构（7）与移动平台的顶起电池（8）的机构相同，与电池（8）贴合的部分有一托起板（10），托起板（10）上表面与电池（8）下端平面吻合，顶起机构（7）上有充电接口。

6.如权利要求1所述的一种自锁式移动平台顶部抓取电池装置，其特征在于：所述电池（8）外形为上端大下端小的台阶式，上端的宽度与抓取支架（4）的两个平板的间距相配合，电池（8）上端可以在抓取支架（4）的两个平板（12）间运动。

7.如权利要求1所述的一种自锁式移动平台顶部抓取电池装置，其特征在于： 所述顶部抓取电池装置需要抓取移动平台上的电池（8）时，此时自锁连杆（19）处于伸出状态，卡口（6）张开，当抓取支架（4）运动到移动平台正上方时，移动平台的顶起机构（7）将电池（8）向上顶起，电池（8）一直向上运动推动到拉杆（11），使得自锁连杆（19）向上运动，由于自锁连杆（19）的凸起块（24）与自锁孔（20）内的转动凸起块（25）的配合，使得自锁连杆（19）转动一个转动凸起块（25）的角度，此时电池（8）停止向上运动，移动平台的托起板（10）向下收回，此时由于拉杆（11）被向上顶起，卡口（6）的倒刺状凸起块（26）挂住电池（8）的台阶位置，电池（8）下落受阻，由于自锁孔（20）内的弹簧（23）作用，自锁连杆（19）的凸起块（24）从第二层限位凸起块（27-2）落到第一层限位凸起块（27-1）的位置，实现对自锁连杆（19）的限位；当需要将电池（8）放到基座（1）后方的顶起机构（7）上充电时，抓取支架（4）带着电池（8）运动到选中的顶起机构（7）上方后，顶起机构（7）推动托起板（10）向上运动，此时电池（8）推动拉杆（11），拉杆（11）推动自锁连杆（19）向上运动，自锁连杆（19）的凸起块（24）的斜坡与转动凸起块（25）的斜坡配合，使得自锁连杆（19）的转动一个转动凸起块（25）的角度，而后顶起机构（7）回落，由于自锁连杆（19）从第一层限位凸起块（27-1）的位置运动到第二层限位凸起块（27-2）的位置，自锁连杆（19）随电池（8）下落而伸出，卡口（6）张开，电池（8）约束解除，电池（8）跟随顶起机构（7）下落；当需要从顶起机构（7）抓取电池（8）时，过程与从移动平台上抓取电池（8）的过程相同；当需要将电池（8）放到移动平台上时，过程与将电池（8）放到顶起机构（7）上相同。

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