CN110962674B - 一种agv换电池装置及agv换电池方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种AGV换电池装置及AGV换电池方法，属于无人车技术领域。该AGV换电池装置，包括用于放置待充电电池的第一工位、以及放置充满电待安装电池的第二工位，第一工位和第二工位上设置有导向件和取放组件，导向件能与AGV卡合连接；第一工位上的取放组件能将电池从AGV取出，第二工位上的取放组件能将电池安装于AGV上。该AGV换电池方法，使用上述AGV换电池装置。本发明通过采用导向件和取放组件能实现AGV的电池自动更换，显著降低人力成本，且更换完电池后AGV能够立即工作，显著提高AGV的有效工作时间，从而提高工作效率。

Description

一种AGV换电池装置及AGV换电池方法

技术领域

本发明涉及无人车技术领域，尤其涉及一种AGV换电池装置及AGV换电池方法。

背景技术

AGV是(Automated Guided Vehicle)的缩写，意即"自动导引运输车"，是指装备有电磁或光学等自动导引装置，它能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车。随着工厂自动化普及，AGV作为无人操控的可移动平台在工厂自动化领域扮演着重要角色。

现有的AGV主要依靠电驱动其行驶，当需要对电池进行充电时，通常需要人工干预实现电池的更换，这样一方面提高了人力成本，另一方面不符合工厂自动化要求；或者可以自动完成电池的充电，但在充电过程中，AGV无法工作，造成产率的低下。

针对上述问题，亟需提供一种AGV换电池装置及AGV换电池方法，以解决需要人工对AGV进行电池更换，或者当AGV进行充电时，其无法工作造成产率低下的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种AGV换电池装置及AGV换电池方法，以实现AGV的电池更换无需人工更换，且更换完电池后AGV能够立即工作，不会出现产率低下的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种AGV换电池装置，包括用于放置待充电电池的第一工位、以及放置充满电待安装电池的第二工位，所述第一工位和所述第二工位上均设置有：

导向件，其能与AGV卡合连接；

取放组件，所述第一工位上的取放组件能将所述电池从所述AGV取出，所述第二工位上的取放组件能将所述电池安装于所述AGV上。

通过采用导向件与AGV卡合后，然后通过取放组件能够自动将电池从AGV取出，或将所述电池安装于AGV上，进而实现AGV的电池的自动更换，显著降低人力成本，且更换完电池后AGV能够立即工作，显著提高AGV的有效工作时间，从而提高工作效率。

作为优选，所述第一工位和所述第二工位上均设置有调整底板，所述调整底板与所述导向件固定连接，并支撑所述取放组件；

其中，所述调整底板的两侧对称连接有多个弹性组件，所述弹性组件的一端铰接于所述调整底板的外边缘，另一端连接于相对地面固定的固定件上。

通过采用调整底板和导向件的配合，使得第一工位和第二工位均能实现设置于调整底板上取放组件能够自适应对准AGV放置电池的出入口，进而便于取放组件将电池从AGV中取出，或将电池安装于AGV上。

作为优选，所述AGV换电池装置包括基础底板，所述基础底板位于所述调整底板的下方，且所述固定件固定连接于所述基础底板上。

采用这种结构后，便于整个AGV换电池装置的封装，从而便于实现AGV换电池装置的转移。

作为优选，所述调整底板设置有调平组件。

采用这种结构后，可以使得调整底板的平面保持水平状态，从而确保电池平稳的从调整底板上移动。

作为优选，所述调平组件包括多个安装座和多个调节螺杆，所述安装座设置于所述调整底板上，所述调节螺杆穿过所述安装座并与所述基础底板抵接。

作为优选，所述调节螺杆与所述基础底板抵接的一端设置为半球状。

作为优选，所述调整底板上设置有移动轨道，所述取放组件和所述电池均能沿所述移动轨道移动。

采用这种结构后，可以使得取放组件和电池按照预定轨迹进行移动。

作为优选，所述移动轨道与所述电池接触的上表面设置有多个滚珠。

采用这种结构后，一方面可以减小电池与移动轨道之间的摩擦力，从而减小取放组件的吸附力，另一方面便于电池在移动轨道上的横向调整。

作为优选，所述移动轨道两侧分别设置有电池挡板。

采用这种结构后，能够防止电池滑出移动轨道的现象发生。

作为优选，所述电池挡板上设置有辅助轮，所述辅助轮能与所述电池滚动连接。

采用这种结构后，可以减小电池挡板与电池之间的摩擦力，以减小取放组件的吸附力。

作为优选，所述调整底板上设置有接触传感器，所述接触传感器与控制器连接，且所述接触传感器能被移动到位的所述AGV触碰。

采用这种结构后，可以判断导向件是否与AGV完成卡合连接，从而使得控制器可以根据接触传感器发出的信号确定是否进行下一步操作。

作为优选，所述取放组件包括用于吸附电池的吸附件，所述吸附件连接有驱动其靠近或远离所述AGV的驱动装置。

作为优选，所述取放组件包括接近传感器，所述接近传感器和所述驱动装置均与控制器连接。

采用这种结构后，一方面便于控制器可以根据接触传感器发出的信号确定是否进行下一步操作；另一方面通过接近传感器的设置可以避免取放组件与电池碰撞，导致两者受损。

作为优选，所述第一工位和所述第二工位上设置有能为所述电池充电的充电部，所述充电部设置于所述调整底板上。

采用这种结构后，AGV换电池装置不仅可以实现AGV中电池的取放，还可以实现对待充电电池进行充电。

作为优选，所述第一工位和所述第二工位上设置有偏心自适应机构，所述偏心自适应机构与所述取放组件连接。

采用这种结构后，能够调整AGV换电池装置的充电部与电池的充电接口对接，从而使得对接精准、工作可靠。

作为优选，所述偏心自适应机构包括：

支撑外壳，其朝向所述取放组件的一侧设置有开口；

调整滚盘，其设置于所述支撑外壳内，且所述调整滚盘设置有过渡杆，所述过渡杆穿过所述支撑外壳的开口与所述取放组件连接；

多个压紧滚子，其分布于所述调整滚盘的端面和所述支撑外壳之间，且所述压紧滚子的一端与所述支撑外壳固定连接，另一端抵接所述调整滚盘的端面，多个所述压紧滚子能限制所述调整滚盘靠近或远离所述取放组件；

多个弹簧，其分布于所述调整滚盘的侧面和所述支撑外壳之间，且所述弹簧的一端与所述支撑外壳固定连接，另一端与所述调整滚盘的侧面连接。

作为优选，所述充电部包括充电模块和安装支架，所述安装支架朝向所述电池的一端设置有用于插入所述AGV的插入销，所述插入销与所述AGV的接触先于所述充电模块与所述电池接触。

采用这种结构后，可以保证充电模块与电池充电接口对插的高定位性。

作为优选，所述插入销朝向所述电池的一端设置有导向角。

采用这种结构后，可以保证充电模块与电池充电接口对插的便易性。

作为优选，所述第一工位和所述第二工位上设置有解锁组件，所述解锁组件包括相互连接调节螺钉和触发杆，所述触发杆能与所述电池的锁孔接触，所述调节螺钉能调节所述触发杆与所述锁孔的距离。

作为优选，所述第一工位和所述第二工位上设置有还包括信号灯和蜂鸣器。

采用这种结构后，便于AGV换电池装置与外界人员完成信息交互，且当AGV换电池装置发生异常时，维修人员能够迅速知晓并进行现场排查及维修。

作为优选，所述AGV换电池装置包括至少两个第二工位。

采用这种结构后，可以为待换电池的AGV提供余量，避免前一AGV更换电池后，后一AGV必须等待电池充满后才可进行电池更换，进而导致工作效率低下的问题。

作为优选，所述AGV换电池装置还包括转移装置，所述转移装置能转移所述第一工位和所述第二工位；

当AGV中电池待充电时，所述转移装置将所述第一工位移动至对应所述AGV的位置；

当AGV中需要安装电池时，所述转移装置将所述第二工位移动至对应所述AGV的位置。

采用这种结构后，工厂可以根据AGV的情况进行设置AGV换电池装置；当AGV安装有不间断电源(Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply，简称UPS)时，可以设置为第一工位和第二工位固定，通过AGV移动到对应第一工位和第二工位的位置进行电池取放操作；当AGV未安装UPS时，或者AGV体积较大，不便移动时，可以通过转移装置转移使第一工位或第二工位对应AGV的电池安装位置。

一种AGV换电池方法，使用上述AGV换电池装置进行AGV中电池的更换，包括以下步骤：

S1、待换电池的AGV移动至AGV换电池装置的第一工位，并与导向件进行卡合连接，其中所述第一工位上的调整底板对准所述AGV安装电池的出入口；

S2、当所述AGV移动到位后，所述第一工位上的取放组件朝所述AGV移动，并吸附所述AGV中待充电电池，将所述待充电电池从所述AGV中取出；

S4、所述AGV换电池装置的第二工位对准所述AGV用于放置电池的出入口；

S5、当所述AGV移动到位后，所述第二工位上的取放组件将充满电的电池送入AGV中。

作为优选，在步骤S1之前还有步骤S01，所述步骤S01为待换电池的AGV需要通过网络通讯确认当前所述第一工位的位置。

作为优选，在步骤S2和S5中，所述AGV换电池装置设置有接触传感器，所述AGV与所述接触传感器接触表示所述AGV移动到位。

作为优选，AGV换电池装置上设置有解锁组件，在步骤S2中，AGV换电池装置需要对AGV上的电池进行解锁操作。

作为优选，在步骤S4中，所述AGV由其自带的UPS供电，所述AGV自主移动至所述第二工位。

作为优选，所述AGV自动移动至第二工位之前，还包括步骤S02，所述步骤S02为AGV需要通过网络通讯确认当前所述第二工位的位置。

作为优选，在步骤S5中，取放组件将电池的放电端与AGV的接电口进行电连接时，先使所述电池上的插入销A与所述AGV上的插销孔A进行接触。

作为优选，所述AGV换电池装置还配置有充电部，在步骤S2之后还包括步骤S03；所述步骤S03为所述第一工位上的取放组件将所述待充电电池移动至充电部，并与所述充电部电连接。

作为优选，所述充电部上设置有充电模块和安装支架，所述安装支架上设置有插入销B，所述电池的充电端配置有插销孔B，在步骤S03中，所述取放组件将所述充电端与所述第一工位上的充电模块进行电连接时，先使所述安装支架的插入销B与所述电池上的插销孔B进行接触。

本发明的有益效果：

1)通过采用导向件与AGV卡合后，然后通过取放组件能够自动将电池从AGV取出，或将所述电池安装于AGV上，进而实现AGV的电池的自动更换，显著降低人力成本，且更换完电池后AGV能够立即工作，显著提高AGV的有效工作时间，从而提高工作效率。

2)通过在AGV换电池装置上设置充电部，从而使得AGV换电池装置不仅可以实现AGV中电池的取放，还可以实现对待充电电池进行充电，便于下一AGV电池更换。

附图说明

图1是本发明提供的一种吸附有电池的AGV换电池装置的结构示意图；

图2是本发明提供的一种去掉框架和对外交互接口的AGV换电池装置的结构示意图一；

图3是本发明提供的一种去掉框架和对外交互接口的AGV换电池装置的结构示意图二；

图4是本发明提供的一种去掉吸取组件的AGV换电池装置的结构示意图；

图5是图4中A处的放大示意图；

图6是本发明提供的一种连接有吸附件的偏心自适应机构的剖视图；

图7是本发明提供的一种电池的结构示意图；

图8是本发明提供的一种锁紧组件的结构示意图；

图9是本发明提供的一种锁紧组件的剖视图；

图10是本发明提供的一种安装于AGV上的接电端的结构示意图；

图11是本发明提供的一种安装于AGV上的导向架的结构示意图；

图12是本发明提供的一种AGV换电池方法的流程图。

图中：

100、AGV换电池装置；

101、导向件；102、调整底板；103、基础底板；104、弹性组件；

105、调平组件；1051、安装座；1052、调节螺杆；

106、移动轨道；1061、滚珠；

107、电池挡板；1071、辅助轮；

108、接触传感器；109、吸附件；110、驱动装置；111、接近传感器；

112、充电部；1121、安装支架；1122、充电模块；1123、插入销B；

113、偏心自适应机构；1131、支撑外壳；1132、调整滚盘；1133、压紧滚子；1134、弹簧；

114、解锁组件；1141、调节螺钉；1142、触发杆；

115、过渡杆；116、显示屏；117、按钮组件；118、信号灯；119、固定件；

200、电池；

201、铁块；

202、锁紧组件；2021、固定外壳；2022、锁舌；2023、楔形块；2024、滑动块；2025、压簧；

2031、充电安装架；2032、充电端；2033、插销孔B；

2041、放电安装架；2042、放电端；2043、插入销A；

300、接电端；301、接电口；302、接电支架；303、插销孔A；

400、导向架；401、导向底板；402、侧导向支架。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例公开了一种AGV换电池装置，如图1-3所示。该AGV换电池装置100包括能用于放置待充电电池200的第一工位(即此时处于未放置电池200的空位状态)、以及放置充满电待安装电池200的第二工位。其中，工厂可以根据AGV的情况对AGV换电池装置100进行设置；当AGV安装有不间断电源(Uninterruptible Power System/Uninterruptible PowerSupply，简称UPS)时，可以设置为第一工位和第二工位固定，通过AGV移动到对应第一工位和第二工位的位置进行电池200取放操作；当AGV未安装UPS时，或者AGV体积较大，不便移动时，AGV换电池装置100包括转移装置，转移装置能转移第一工位和第二工位；即，当未安装UPS的AGV中电池200待充电时，转移装置将第一工位移动至对应AGV的位置；当未安装UPS的AGV中需要安装电池200时，转移装置将第二工位移动至对应AGV的位置。可以通过转移装置转移使第一工位或第二工位对应AGV的电池200安装位置。未安装UPS的AGV相对于安装UPS的AGV除了增加转移装置外，其余AGV换电池装置100的结构均相同。于本实施例中，以AGV安装有UPS进行说明。

具体的，第一工位和第二工位上设置有导向件101、调整底板102、基础底板103和取放组件。导向件101与调整底板102固定连接，导向件101能与AGV上的卡槽卡合连接，且调整底板102的下方设置有基础底板103，基础底板103上设置有固定件119，调整底板102外边缘铰接有多个弹性组件104，弹性组件104的另一端连接于固定件119上，其中取放组件设置于调整底板102上，能够吸附电池200从AGV取出，或将电池200安装于AGV上。通过采用调整底板102和导向件101使得AGV的电池200放置位置能够对AGV进行角度调整，自适应AGV换电池装置100上的第一工位或第二工位，从而使得取放组件能够自动将电池200从AGV取出，或将电池200安装于AGV上，进而实现AGV的电池200更换的自动更换。

另外，参照图2，调整底板102上设置有接触传感器108，接触传感器108与控制器连接，且AGV与导向件101卡合后，开始逐渐后退直到靠近AGV换电池装置100的第一工位或第二工位，并触碰接触传感器108，此时AGV小车停止运动。采用这种结构后，可以判断AGV是否移动到位，从而使得控制器可以根据接触传感器108发出的信号确定是否进行下一步操作。

此外，参照图2-4，调整底板102设置有调平组件105。具体的，如图5所示，调平组件105包括多个安装座1051和多个调节螺杆1052，安装座1051设置于调整底板102上，调节螺杆1052穿过安装座1051并与基础底板103抵接，这样可以使得调整底板102的平面保持水平状态，从而确保电池200平稳的从调整底板102上移动。并且调节螺杆1052与基础底板103抵接的一端设置为半球状，这样调整底板102在弹性组件104的调整作用下移动时，半球状端面的设置能够减小调节螺杆1052与基础底板103之间的摩擦力，从而便于弹性组件104对调整底板102的移动。此外，还需说明的是基础底板103的设置便于整个AGV换电池装置100的封装，从而便于实现AGV换电池装置100的转移。当不需要对AGV换电池装置100进行移动时，可将基础底板103省略掉，直接将固定件119固定于地面上。

其中，参照图2和3，取放组件包括用于吸附电池200的吸附件109，吸附件109连接有驱动其移动的驱动装置110。于本实施例中，吸附件109为电磁吸盘，驱动装置110为与直线电机，相应的，如图7所示，电池200与吸附件109吸附的一侧设置有铁块201，用于实现取放组件的吸附。并且，再参照图2-4，调整底板102上设置有移动轨道106，取放组件和电池200均能沿移动轨道106移动。采用上述结构后，取放组件可以沿移动轨道106按照预定轨迹进行移动，从而完成从AGV中将待充电电池200取出，或者将已充满电的电池200安装至AGV。优选地，移动轨道106与电池200接触的上表面设置有滚珠1061。这样在保证取放组件和电池200按照预定轨迹进行移动的同时，还可以减小电池200与移动轨道106之间的摩擦力，从而减小取放组件的吸附力。进一步地，移动轨道106上设置滚珠1061，滚珠1061相对于滚轮，能更便于电池200在移动轨道106上的横向调整。并且，为了防止电池200滑出移动轨道106，移动轨道106两侧分别设置有电池挡板107。同时，电池挡板107上设置有辅助轮1071，辅助轮1071能与电池200侧面滚动连接。这样进一步可以减小电池挡板107与电池200之间的摩擦力，进一步减小取放组件的吸附力。另外，参照图2，取放组件包括接近传感器111，接近传感器111与控制器连接。当取放组件距离电池200为5-10mm时，接近开关被触发，此时取放组件停止移动；这样一方面便于控制器根据接触传感器108发出的信号确定是否进行下一步操作；另一方面可以避免取放组件与电池200碰撞，导致两者受损。

进一步地，AGV换电池装置100将充满电的电池200安装至AGV后，还必须保证充满电的电池200能与AGV形成电连接。为此，电池200和AGV分别设置了安装结构。具体的，参照图7，电池200的放电端2042配置有放电安装架2041，放电安装架2041朝AGV的方向设置了插入销A2043；相应的，如图10所示，AGV在其与电池200放电端2042电连接的接电端300设置了插销孔A303，插入销A2043能穿设于插销孔A303中。具体的，AGV上的接电端300包括接电口301和设置子接电口301周围的接电口302，插销孔A303设置于接电口302上。AGV换电池装置100将充满电的电池200送入AGV时，插入销A2043与插销孔A303的接触先于电池200放电端2042与AGV接电口301的连接，这样可以保证放电端2042与接电口301精准对插，从而保证充满电的电池200能与AGV形成稳定的电连接。优选地，如图11所示，AGV在电池200的入口处还设置了导向架400，对电池200进入AGV时进行初步导向调整，以方便后续电池200能够顺利与AGV接电口301对插。具体的，导向架400包括导向底板401和设置于导向底板401两侧的侧导向支架402。其中为了方便电池200的移入与移出AGV，导向底板401设置为倾斜结构。进一步地，导向底板401上还设置有滚珠1061，这样不仅可以减小导向底板401与电池200的摩擦阻力，而且还便于电池200进行移动轨迹的调整。

并且，参照图2和3，第一工位和第二工位上均设置有能为电池200充电的充电部112，充电部112与取放组件连接。AGV换电池装置100不仅可以实现AGV中电池200的取放，还可以实现对待充电电池200进行充电。充电部112包括充电模块1122和安装支架1121，安装支架1121朝向电池200的一端设置有用于插入电池200的插入销B1123。相应的，参照图7，电池200的充电端2032配置有充电安装架2031，充电安装架2031上设置有插销孔B2033，插入销B1123能穿设于插销孔B2033中。插入销B1123与插销孔B2033的接触先于充电模块1122与充电端2032的接触，以保证充电模块1122与电池200充电接口对插的高定位性。

优选地，插入销A2043朝向插销孔A303的一端和插入销B1123朝向插销孔A303的一端均设置有导向角，这样可以保证充电模块1122与充电端2032以及放电端2042与接电口301对插的便易性。并且，插销孔A303和插销孔B2033中还均设置有套筒，插入销特有的导向角及套筒特有的自润滑功能保证对插的便易性和高定位性；并且，对插完成后，插入销与套筒的紧密接触，可以很好地分散充电模块1122与充电接口由于外部振动而产生的横向剪切应力，提高电气插件的可靠性。

另外，由于电池200的放电端2042与AGV的接电口301对插时以及AGV换电池装置100上的充电模块1122与电池200上的充电端2032在对插时，可能存在对插误差，从而使得插入销无法顺利插入到插销孔中，因此，第一工位和第二工位上设置有偏心自适应机构113，如图2和3所示，偏心自适应机构113与取放组件连接，这样能够调整AGV换电池装置100的充电部112与电池200的充电接口对接，从而使得对接精准、工作可靠。具体的，如图6所示，偏心自适应机构113包括支撑外壳1131、调整滚盘1132、多个压紧滚子1133和多个弹簧1134。其中，支撑外壳1131朝向取放组件的一侧设置有开口；调整滚盘1132设置于支撑外壳1131内，且调整滚盘1132设置有过渡杆115，过渡杆115穿过支撑外壳1131的开口与吸附件109连接；多个压紧滚子1133分布于调整滚盘1132的端面和支撑外壳1131之间，且压紧滚子1133的一端与支撑外壳1131固定连接，另一端抵接调整滚盘1132的端面，多个压紧滚子1133能限制调整滚盘1132靠近或远离取放组件；多个弹簧1134分布于调整滚盘1132的侧面和支撑外壳1131之间，且弹簧1134的一端与支撑外壳1131固定连接，另一端与调整滚盘1132的侧面连接。

此外，为了电池200能在AGV中稳定放置，以保证电池200能与电气元件保证稳定电连接，电池200上通常设置有锁紧组件202使得电池200能在AGV中卡合连接，参照图7和8，为此，AGV换电池装置100将AGV中待充电电池200取出时，通常需要先将锁打开，然后再进行取放组件对电池200进行吸附取出。具体的，如图8和9所示，锁紧组件202包括固定外壳2021、用于实现锁紧功能的锁舌2022、与锁舌2022连接的楔形块2023、驱动锁舌2022往复运动的滑动块2024、以及提供锁舌2022往复运动回复力的压簧2025。楔形块2023位于固定外壳2021内部并与锁舌2022固定连接，压簧2025位于固定外壳2021内部且弹性力方向平行于锁舌2022的移动方向，其锁紧组件202的锁舌2022在压缩弹簧1134的作用下能够伸出固定外壳2021的侧面，滑动块2024位于固定外壳2021内，并与楔形块2023的楔形面接触，从而通过推动滑动块2024使得楔形块2023带动锁舌2022往复移动。参照图2和3，AGV换电池装置的第一工位和第二工位上相应的设置有解锁组件114，解锁组件114包括相互连接调节螺钉1141和触发杆1142，触发杆1142能与电池200的锁孔接触，调节螺钉1141能调节触发杆1142与锁孔的距离。通过触发杆1142推动滑动块2024，从而实现锁紧组件202的解锁。

作为优选，参照图1，AGV换电池装置100设置有用于为其提供外防护的框架及对外交互接口。其中对外交互接口包括按钮组件117、显示屏116、信号灯118和蜂鸣器。按钮组件117用于人为控制换电池200过程，主要包括停止按钮、运行按钮及EMO按钮。显示控制屏用于控制整个系统。信号灯118用于显示当前电池200的充电信息、取放电池200异常等提示。充电电流检测装置可通过电磁感应实时检测电池200充电情况，并通过信号灯118及蜂鸣器与外界人员完成信息的交互。采用这种结构后，便于AGV换电池装置100与外界人员完成信息交互，且当AGV换电池装置100发生异常时，维修人员能够迅速知晓并进行现场排查及维修。具体对外交互接口的连接属于本领域的常规设置，在此不再赘述。

作为优选，AGV换电池装置100包括至少两个第二工位，这样可以为待换电池200的AGV提供余量，避免前一AGV更换电池200后，后一AGV必须等待电池200充满后才可进行电池200更换，进而导致工作效率低下的问题。

如图12所示，本实施例还公开了一种使用AGV换电池装置100进行换电池的方法：

S0、AGV在检测到自身电池200电量不足时，准备进行电池200更换操作；

于本实施例中，设定电池200电量不足5％时，AGV进行换电池200操作；

S1、待换电池200的AGV移动至AGV换电池装置100的第一工位，并与导向件101进行卡合连接，其中第一工位上的调整底板102对准AGV安装电池200的出入口；

于本实施例中，其中，在步骤S1之前还有步骤S01，步骤S01：待换电池200的AGV需要通过网络通讯确认当前第一工位的位置。然后，执行步骤S1，即AGV通过地图导航自主移动到第一工位设置磁条导航的位置，在磁条导航的作用下与第一工位上的导向件101进行卡合，卡合过程中调整底板102在弹性组件104的作用下，使得AGV的放置电池200的出入口对准移动轨道106。

S2、当AGV移动到位后，第一工位上的取放组件朝AGV移动；

具体的，AGV换电池装置100上设置有接触传感器108，AGV与接触传感器108接触表示AGV移动到位，此时AGV停止移动，取放组件开始朝AGV移动。

S3、当取放组件移动到位后，并吸附AGV中待充电电池200，将待充电电池200从AGV中取出；

于本实施例中，AGV换电池装置100上设置有接近传感器111，吸附件109在直线电机的作用下移动至靠近电池200的位置，直到接近传感器111被触发，直线电机停止朝AGV方向移动，即停止靠近AGV；此时，吸附件109开始对电池200进行吸附，停留5S左右；另外，电池200上设置有与AGV固定的锁紧组件202，在此同时，第一工位上的解锁组件114在偏心自适应机构113完成相应的电池200解锁。

S4、AGV换电池装置100的第二工位对准AGV用于放置电池200的出入口；

当AGV换电池装置100未设置转移装置时，AGV需要自主移动至第二工位；于本实施例中，AGV中设置有UPS，AGV由其自带的UPS供电，并自主移动至第二工位；在此之前，还包括步骤S02，步骤S02为AGV需要通过网络通讯确认第二工位的位置。

当AGV换电池装置100设置有转移装置时，AGV不需要移动，第二工位可以在转移装置的作用下进行移动，使得第二工位对准AGV用于放置电池200的出入口；此时不需要步骤S02。

并且，于本实施例中，第一工位表示未放置电池200即空位时的AGV换电池装置100；第二工位表示放置有待安装的充满电的AGV换电池装置100，因此，当被取出电池200的AGV移动至第二工位时，依然重复步骤S1。

S5、当AGV移动到位后，第二工位上的取放组件将充满电的电池200送入AGV中。

于本实施例中，AGV移动到位后，第二工位上的接触传感器108被触发，此时AGV停止运动；然后，取放组件中吸附件109和充满电待安装的电池200在直线电机的作用下移动至靠近AGV放置电池200的出入口；通过偏心自适应机构113调整实现电池200插入销A2043与AGV上的插销孔A303先行接触，完成电池200放电端2042与AGV的接电口301的对插操作；最后，作为吸附件109的电磁吸盘断电，取放组件在直线电机的作用下返回至初始位置，此时，解锁组件114的触发杆1142离开锁紧组件202，电池200通过锁舌2022与AGV固定。

另外，由于AGV换电池装置100上还设置有充电部112，故在步骤S3中，取放组件在直线电机的作用下，与吸附的电池200一起朝着远离AGV的方向移动，在此过程中，通过偏心自适应机构113调整实现插入销B1123与插销孔B2033的连接，进而完成充电模块1122与电池200的充电端2032的对插操作，从而实现AGV换电池装置100能够对待充电的电池200进行充电操作。

经过上述步骤完成AGV电池200的取出与安装。此时，已完成换电池200的AGV即可进入工作状态，而已完成更换的电池200则自动进入充电功能，极大地提高了AGV的有效工作时间，极大地减少了人力成本，同时也可有效节约成本。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (28)

1.一种AGV换电池装置，其特征在于，包括用于放置待充电电池(200)的第一工位、以及放置充满电的待安装电池(200)的第二工位，所述第一工位和所述第二工位上均设置有：

导向件(101)，其能与AGV卡合连接；

取放组件，所述第一工位上的取放组件能将所述电池(200)从所述AGV取出，所述第二工位上的取放组件能将所述电池(200)安装于所述AGV上；

所述第一工位和所述第二工位上均设置有调整底板(102)，所述调整底板(102)与所述导向件(101)固定连接，并支撑所述取放组件；

其中，所述调整底板(102)的两侧对称连接有多个弹性组件(104)，所述弹性组件(104)的一端铰接于所述调整底板(102)的外边缘，另一端连接于相对地面固定的固定件(119)上；

所述第一工位和所述第二工位上设置有偏心自适应机构(113)，所述偏心自适应机构(113)与所述取放组件连接；

所述偏心自适应机构(113)包括：

支撑外壳(1131)，其朝向所述取放组件的一侧设置有开口；

调整滚盘(1132)，且设置于所述支撑外壳(1131)内，且所述调整滚盘(1132)设置有过渡杆(115)，所述过渡杆(115)穿过所述支撑外壳(1131)的开口与所述取放组件连接；

多个压紧滚子(1133)，其分布于所述调整滚盘(1132)的端面和所述支撑外壳(1131)之间，且所述压紧滚子(1133)的一端与所述支撑外壳(1131)固定连接，另一端抵接所述调整滚盘(1132)的端面，多个所述压紧滚子(1133)能限制所述调整滚盘(1132)靠近或远离所述取放组件；

多个弹簧(1134)，其分布于所述调整滚盘(1132)的侧面和所述支撑外壳(1131)之间，且所述弹簧(1134)的一端与所述支撑外壳(1131)固定连接，另一端与所述调整滚盘(1132)的侧面连接。

2.根据权利要求1所述的AGV换电池装置，其特征在于，所述AGV换电池装置还包括基础底板(103)，所述基础底板(103)位于所述调整底板(102)的下方，且所述固定件(119)固定连接于所述基础底板(103)上。

3.根据权利要求2所述的AGV换电池装置，其特征在于，所述调整底板(102)设置有调平组件(105)。

4.根据权利要求3所述的AGV换电池装置，其特征在于，所述调平组件(105)包括多个安装座(1051)和多个调节螺杆(1052)，所述安装座(1051)设置于所述调整底板(102)上，所述调节螺杆(1052)穿过所述安装座(1051)并与所述基础底板(103)抵接。

5.根据权利要求4所述的AGV换电池装置，其特征在于，所述调节螺杆(1052)与所述基础底板(103)抵接的一端为半球状。

6.根据权利要求1所述的AGV换电池装置，其特征在于，所述调整底板(102)上设置有移动轨道(106)，所述取放组件和所述电池(200)均能沿所述移动轨道(106)移动。

7.根据权利要求6所述的AGV换电池装置，其特征在于，所述移动轨道(106)的上表面设置有多个滚珠(1061)。

8.根据权利要求6所述的AGV换电池装置，其特征在于，所述移动轨道(106)两侧分别设置有电池挡板(107)。

9.根据权利要求8所述的AGV换电池装置，其特征在于，所述电池挡板(107)上设置有辅助轮(1071)，所述辅助轮(1071)能与所述电池(200)滚动连接。

10.根据权利要求1所述的AGV换电池装置，其特征在于，所述调整底板(102)上设置有接触传感器(108)，所述接触传感器(108)与控制器连接，且所述接触传感器(108)能被移动到位的所述AGV触碰。

11.根据权利要求1所述的AGV换电池装置，其特征在于，所述取放组件包括用于吸附电池(200)的吸附件(109)，所述吸附件(109)连接有驱动其靠近或远离所述AGV的驱动装置(110)。

12.根据权利要求11所述的AGV换电池装置，其特征在于，所述取放组件包括接近传感器(111)，所述接近传感器(111)和所述驱动装置(110)均与控制器连接。

13.根据权利要求1所述的AGV换电池装置，其特征在于，所述第一工位和所述第二工位上均设置有能为所述电池(200)充电的充电部(112)，所述充电部(112)设置于所述调整底板(102)上。

14.根据权利要求13所述的AGV换电池装置，其特征在于，所述充电部(112)包括充电模块(1122)和安装支架(1121)，所述安装支架(1121)朝向所述电池(200)的一端设置有用于插入所述AGV的插入销，所述插入销与所述AGV的接触先于所述充电模块(1122)与所述电池(200)的接触。

15.根据权利要求14所述的AGV换电池装置，其特征在于，所述插入销朝向所述电池(200)的一端设置有导向角。

16.根据权利要求1所述的AGV换电池装置，其特征在于，所述第一工位和所述第二工位上设置有解锁组件(114)，所述解锁组件(114)包括相互连接调节螺钉(1141)和触发杆(1142)，所述触发杆(1142)能与所述电池(200)的锁孔接触，所述调节螺钉(1141)能调节所述触发杆(1142)与所述锁孔的距离。

17.根据权利要求1所述的AGV换电池装置，其特征在于，所述第一工位和所述第二工位上均设置有信号灯(118)和蜂鸣器。

18.根据权利要求1任意一项所述的AGV换电池装置，其特征在于，所述AGV换电池装置包括至少两个所述第二工位。

19.根据权利要求1-18任意一项所述的AGV换电池装置，其特征在于，所述AGV换电池装置还包括转移装置，所述转移装置能转移所述第一工位和所述第二工位；

当AGV中电池(200)待充电时，所述转移装置将所述第一工位移动至对应所述AGV的位置；

当AGV中需要安装电池(200)时，所述转移装置将所述第二工位移动至对应所述AGV的位置。

20.一种AGV换电池方法，其特征在于，使用权利要求1-19任意一项所述AGV换电池装置进行AGV中电池(200)的更换，包括以下步骤：

S1、待换电池(200)的AGV移动至AGV换电池装置的第一工位，并与导向件(101)进行卡合连接；

S2、当所述AGV移动到位后，所述第一工位上的取放组件朝所述AGV移动；

S3、当取放组件移动到位后，吸附所述AGV中待充电电池(200)，将所述待充电电池(200)从所述AGV中取出；

S4、所述AGV换电池装置的第二工位对准所述AGV用于放置电池(200)的出入口；

S5、当所述AGV移动到位后，所述第二工位上的取放组件将充满电的电池(200)送入AGV中。

21.根据权利要求20所述的AGV换电池方法，其特征在于，在步骤S1之前还有步骤S01，所述步骤S01为待换电池(200)的AGV通过网络通讯确认当前所述第一工位的位置。

22.根据权利要求20所述的AGV换电池方法，其特征在于，在步骤S2和S5中，所述AGV换电池装置设置有接触传感器(108)，所述AGV与所述接触传感器(108)接触表示所述AGV移动到位。

23.根据权利要求20所述的AGV换电池方法，其特征在于，所述AGV换电池装置上设置有解锁组件(114)，在步骤S2中，所述AGV换电池装置对所述AGV上的电池(200)进行解锁操作。

24.根据权利要求20所述的AGV换电池方法，其特征在于，在步骤S4中，所述AGV由其自带的UPS供电，所述AGV自主移动至所述第二工位。

25.根据权利要求24所述的AGV换电池方法，其特征在于，所述AGV自动移动至第二工位之前，还包括步骤S02，所述步骤S02为AGV通过网络通讯确认所述第二工位的位置。

26.根据权利要求20所述的AGV换电池方法，其特征在于，在步骤S5中，取放组件将电池(200)的放电端(2042)与AGV的接电口(301)进行电连接时，先使所述电池(200)上的插入销A(2043)与所述AGV上的插销孔A(303)进行接触。

27.根据权利要求20所述的AGV换电池方法，其特征在于，所述AGV换电池装置还配置有充电部(112)，在步骤S2之后还包括步骤S03；所述步骤S03为所述第一工位上的取放组件将所述待充电电池(200)移动至充电部(112)，并与所述充电部(112)电连接。

28.根据权利要求27所述的AGV换电池方法，其特征在于，所述充电部(112)上设置有充电模块(1122)和安装支架(1121)，所述安装支架(1121)上设置有插入销B(1123)，所述电池(200)的充电端(2032)配置有插销孔B(2033)，在步骤S03中，所述取放组件将所述充电端(2032)与所述第一工位上的充电模块(1122)进行电连接时，先使所述安装支架(1121)的插入销B(1123)与所述电池(200)上的插销孔B(2033)进行接触。