CN111081931A - 一种面向机器人的多电压电池组更换装置及更换方法 - Google Patents

一种面向机器人的多电压电池组更换装置及更换方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种面向机器人的多电压电池组更换装置及更换方法。该装置包括一端开口的中空外箱体和内箱体，外箱体的内壁上设有第一电极接口和第一数据接口；内箱体内设有可充电的多电压电池组，内箱体的外壁上设有第二电极接口和第二数据接口，内箱体可抽拉地安装在外箱体内，第一电极接口与第二电极接口电连接，第一数据接口与第二数据接口电连接。该装置利用内箱体与外箱体进行抽拉式装配，当机器人在运行过程中出现电量不足的情况时，可将电池组电量不足的内箱体从外箱体内抽出，换上新的内箱体即可，电池组的更换十分方便快捷，同时，可将电池组电量不足的内箱体及时进行充电，以满足机器人长时间工作的续航要求。

Description

一种面向机器人的多电压电池组更换装置及更换方法
技术领域
本申请涉及一种面向机器人的多电压电池组更换装置，同时涉及相应的多电压电池组更换方法，属于机器人技术领域。
背景技术
近年来，随着人工智能与机器人技术的持续发展，服务于日常工作的移动机器人开始走向实际应用。我国也相继推出了各类服务于不同场景的移动机器人。
目前，移动机器人大多应用于维护公共秩序、协助交通执法、补充识别监控、缴纳罚款、递交文件、引导服务以及和游客合影，具备了语音识别、人脸识别、车辆识别等多重人工智能技术，以及多种语言功能等。在危情处置方面，反恐机器人、排爆机器人、灭火机器人、执法机器人等都能发挥其优势，在避免人类伤亡的同时，也能更好地完成任务。
然而，现有移动机器人的电池容量有限，不能满足机器人的长时间运行的需求。移动机器人电源电压通常为为12V DC、24V DC和48V DC，单一或两种电源电压的电池组适用范围较小。移动机器人在应急处置或大型活动巡逻中容易出现电量不足，应急充电时间较长，电池组电源电压未必适用，电池组更换相对麻烦等问题。
发明内容
本申请所要解决的首要技术问题在于提供一种面向机器人的多电压电池组更换装置。
本申请所解决的另一技术问题在于提供一种面向机器人的多电压电池组更换方法。
为实现上述目的，本申请采用下述的技术方案：
根据本申请实施例的第一方面，提供一种面向机器人的多电压电池组更换装置，包括：
一端开口的中空外箱体，所述外箱体的内壁上设有第一电极接口和第一数据接口；
内箱体，所述内箱体内设有可充电的多电压电池组，所述内箱体的外壁上设有第二电极接口和第二数据接口，所述内箱体可抽拉地安装在所述外箱体内，所述第一电极接口与第二电极接口电连接，所述第一数据接口与第二数据接口电连接。
其中较优地，所述外箱体的内壁上设有滑轨凸起，所述内箱体外壁的对应位置上设有滑轨凹槽，所述内箱体沿所述滑轨凸起可抽拉地安装在所述外箱体内。
其中较优地，所述外箱体的两相对内壁上分别设有一个滑轨凸起，且外箱体两内壁上的滑轨凸起的宽度不同；所述内箱体的两相对外壁上分别设有一个滑轨凹槽，所述内箱体两外壁上的滑轨凹槽的宽度与滑轨凸起的宽度相对应。
其中较优地，所述外箱体的两相对内壁中的其中一个内壁上设有M个滑轨凸起，另一个内壁上设有N个滑轨凸起；所述内箱体的两相对外壁中的一个外壁上设有M个滑轨凹槽，另一个外壁上设有N个滑轨凹槽，其中M和N均为正整数且M不等于N。
其中较优地，所述内箱体的外壁上还设有用于方便拉出内箱体的拉手，所述拉手位于所述内箱体的靠近所述外箱体开口的一侧。
其中较优地，所述内箱体的底部设有滚轮。
其中较优地，所述内箱体上还设置有旋转锁，所述旋转锁位于所述内箱体的靠近所述外箱体开口的一侧，所述旋转锁旋转至指定位置以锁定所述内箱体与外箱体的相对位置或解除锁定。
其中较优地，所述外箱体设有若干螺纹通孔，用于与机器人连接。
其中较优地，所述内箱体上还设有充电口、电池组开关、电压调节钮和电源管理模块，所述充电口、电池组开关、电压调节钮和电源管理模块均与所述电池组电连接；所述电池组开关通过数据接口与机器人的电源开关连接；
所述充电口用于为所述电池组充电；所述电池组开关用于控制所述电池组以及机器人的打开与关闭；所述电压调节钮用于控制所述电池组的输出电压；所述电压管理模块用于对电池组的剩余电量、预计可使用时间及温度进行管理。
根据本申请实施例的第二方面，提供一种利用上述多电压电池组更换装置更换电池组的方法，包括如下步骤：
当机器人因无电而停止工作时，关闭电池组开关，将电池组电量不足的内箱体从外箱体内拉出；
将充好电的新内箱体从外箱体的开口插入外箱体内；
打开电池组开关，机器人重新运行。
与现有技术相比较，本申请所提供的多电压电池组更换装置，其具有内箱体和外箱体，内箱体内集成有多电压电池组，多电压电池组具备12V DC、24V DC和48V DC三个档位，使用时可根据机器人的需要选择合适的档位进行供电。内箱体与外箱体通过电极接口实现电导通，同时，通过数据接口实现数据连接，而且内箱体能够与外箱体进行抽拉式装配，因此，当机器人在运行过程中出现电量不足的情况时，可将电池组电量不足的内箱体从外箱体内抽出，换上新的内箱体即可，电池组的更换十分方便快捷，同时，可将电池组电量不足的内箱体及时进行充电，以满足机器人长时间工作的续航要求。
附图说明
图1是本申请第一实施例提供的多电压电池组更换装置的三维结构示意图；
图2是图1内部结构的三维线框图；
图3是图1另一个状态的三维结构示意图；
图4是图1中外箱体的三维结构示意图；
图5是图1中内箱体的三维结构示意图；
图6是本申请第二实施例提供的多电压电池组更换装置的三维结构示意图；
图7是图6中外箱体的三维结构示意图；
图8是图6中内箱体的三维结构示意图；
图9是第五实施例提供的利用机器人的多电压电池组更换装置更换电池组的流程示意图。
在附图中，各附图标记含义如下：
1.外箱体；11.第一电极接口；12.第一数据接口；13.螺纹通孔；14.滑轨凸起；2.内箱体；21.第二电极接口；22.第二数据接口；23.充电口；24.电池组开关；25.电压调节钮；26.旋转锁；27.拉手；28.滑轨凹槽。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例，对本申请的技术内容进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
第一实施例：
图1和图2所示为本申请第一实施例提供的一种面向机器人的多电压电池组更换装置，包括外箱体1和内箱体2。
参照图2和图4，外箱体1为一端开口的中空箱体，外箱体1的内壁上设有第一电极接口11和第一数据接口12。参照图2和图5，内箱体2内设有可充电的多电压电池组，内箱体2的外壁上设有第二电极接口21和第二数据接口22，内箱体2可抽拉地安装在外箱体1内，第一电极接口11与第二电极接口21电连接，第一数据接口12与第二数据接口22电连接。
该多电压电池组更换装置，通过将内箱体2与外箱体1进行抽拉式装配，并通过第一电极接口11与第二电极接口21实现内、外箱体的电导通，同时，利用第一数据接口12与第二数据接口22实现内、外箱体的数据连接。外箱体1用于安装在机器人上，从而与机器人实现电导通和数据连接。参照图3所示，当内箱体2内的电池组电量不足时，可在关闭机器人的开关后，直接将内箱体2从外箱体1中抽出，然后，换上充好电的新的内箱体2即可，不仅更换较为便利，而且能够实现机器人长时间工作对续航的要求。
继续参照图2和图5，在本实施例中，内箱体2上还设有充电口23、电池组开关24、电压调节钮25和电源管理模块，充电口23、电池组开关24、电压调节钮25和电源管理模块均与电池组电连接。
充电口23用于为电池组充电；电池组开关24用于控制电池组的打开与关闭。同时，本实施例中，电池组开关24可以通过上述数据接口和机器人的电源开关连接，从而可起到控制机器人打开与关闭的作用。电压调节钮25用于控制电池组的输出电压，本实施例中的电池组具备12V DC、24V DC和48V DC三个档位，使用时可根据机器人的需要选择合适的档位进行供电；电压管理模块用于对电池组的剩余电量、预计可使用时间及温度进行管理。
优选的，参照图1和图5所示，内箱体2上还设置有旋转锁26，旋转锁26位于内箱体2的靠近外箱体1开口的一侧，旋转锁26旋转至指定位置以锁定内箱体2与外箱体1的相对位置或解除锁定。利用旋转锁26能够将内箱体2在使用过程中锁死固定，以避免内、外箱体脱离。
优选的，为了实现与机器人的连接固定，本实施例中的外箱体1设有若干螺纹通孔13，通过螺栓穿过螺纹通孔13后，能够与机器人进行连接，从而将更换装置整体固定在机器人上。利用螺栓连接的方式，不仅连接稳定，而且便于拆卸。
优选的，参照图5所示，本实施例中的内箱体2的外壁上还设有拉手27，拉手27位于内箱体2的靠近外箱体1开口的一侧，从而方便拉出内箱体2。同时，可在内箱体2的底部设有滚轮(未图示)，从而减小内箱体2与外箱体1之间的摩擦力，提高内箱体2抽拉的便利性。
第二实施例：
在第一实施例的基础上，参照图6至图8所示，外箱体1的内壁上设有滑轨凸起14，内箱体2外壁的对应位置上设有滑轨凹槽28，内箱体2沿滑轨凸起14可抽拉地安装在外箱体1内。
利用滑轨凸起14和滑轨凹槽28，能够进一步提高内、外箱体之间的稳固性，同时，方便内、外箱体的装配。
本实施例除上述结构之外，其余结构与第一实施例均相同，在此不再赘述。
第三实施例：
在第二实施例的基础上，通过在外箱体1的两相对内壁上分别设有一个滑轨凸起14，且使得两内壁上的滑轨凸起14的宽度不相同；同时，内箱体2的两相对外壁上分别设有一个滑轨凹槽28，内箱体2两外壁上的滑轨凹槽28的宽度与滑轨凸起14的宽度相对应。
利用宽度不同的滑轨凸起14，能够起到防止误插的目的，避免由于误操作而造成装置损坏。
本实施例除上述结构之外，其余结构与第二实施例均相同，在此不再赘述。
第四实施例：
在第二实施例的基础上，外箱体1的两相对内壁中的其中一个内壁上设有M个滑轨凸起14，另一个内壁上设有N个滑轨凸起14；同时，内箱体2的两相对外壁中的一个外壁上设有M个滑轨凹槽28，另一个外壁上设有N个滑轨凹槽28，其中M和N均为正整数且M不等于N。
通过在外箱体的两相对内侧设置数量不等的滑轨凸起14，起到防止内箱体2与外箱体1误插合的目的，提高装置使用的安全性。
本实施例除上述结构之外，其余结构与第二实施例均相同，在此不再赘述。
第五实施例：
参照图9所示，为利用如第一实施例至第四实施例中任意一种多电压电池组更换装置更换电池组的方法，具体包括如下步骤：
S01.机器人因无电而停止工作；
S02.关闭电池组开关24；
S03.打开旋转锁26；
S04.通过内箱体拉手27将内箱体2从外箱体1内拉出；
S05.更换新的内箱体2，新的内箱体2指的是已经充满电的内箱体2；
S06.将新的内箱体2的滑轨凹槽28与外箱体1的滑轨凸起14对齐；
S07.将新的内箱体2插入外箱体1内；
S08.关闭旋转锁26；
S09.打开电池组开关24；
S10.机器人重新运行。
以上对本申请所提供的面向机器人的多电压电池组更换装置及更换方法进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本申请实质内容的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本申请专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。

Claims (10)

1.一种面向机器人的多电压电池组更换装置，其特征在于包括：
一端开口的中空外箱体，所述外箱体的内壁上设有第一电极接口和第一数据接口；
内箱体，所述内箱体内设有可充电的多电压电池组，所述内箱体的外壁上设有第二电极接口和第二数据接口，所述内箱体可抽拉地安装在所述外箱体内，所述第一电极接口与第二电极接口电连接，所述第一数据接口与第二数据接口电连接。
2.如权利要求1所述的多电压电池组更换装置，其特征在于：
所述外箱体的内壁上设有滑轨凸起，所述内箱体外壁的对应位置上设有滑轨凹槽，所述内箱体沿所述滑轨凸起可抽拉地安装在所述外箱体内。
3.如权利要求2所述的多电压电池组更换装置，其特征在于：
所述外箱体的两相对内壁上分别设有一个滑轨凸起，且外箱体两内壁上的滑轨凸起的宽度不同；所述内箱体的两相对外壁上分别设有一个滑轨凹槽，所述内箱体两外壁上的滑轨凹槽的宽度与滑轨凸起的宽度相对应。
4.如权利要求2所述的多电压电池组更换装置，其特征在于：
所述外箱体的两相对内壁中的其中一个内壁上设有M个滑轨凸起，另一个内壁上设有N个滑轨凸起；所述内箱体的两相对外壁中的一个外壁上设有M个滑轨凹槽，另一个外壁上设有N个滑轨凹槽，其中M和N均为正整数且M不等于N。
5.如权利要求1所述的多电压电池组更换装置，其特征在于：
所述内箱体的外壁上还设有用于方便拉出内箱体的拉手，所述拉手位于所述内箱体的靠近所述外箱体开口的一侧。
6.如权利要求1所述的多电压电池组更换装置，其特征在于：
所述内箱体的底部设有滚轮。
7.如权利要求1所述的多电压电池组更换装置，其特征在于：
所述内箱体上还设置有旋转锁，所述旋转锁位于所述内箱体的靠近所述外箱体开口的一侧，所述旋转锁旋转至指定位置以锁定所述内箱体与外箱体的相对位置或解除锁定。
8.如权利要求1所述的多电压电池组更换装置，其特征在于：
所述外箱体设有若干螺纹通孔，用于与机器人连接。
9.如权利要求1所述的多电压电池组更换装置，其特征在于：
所述内箱体上还设有充电口、电池组开关、电压调节钮和电源管理模块，所述充电口、电池组开关、电压调节钮和电源管理模块均与所述电池组电连接，所述电池组开关通过数据接口与机器人的电源开关连接；
所述充电口用于为所述电池组充电；所述电池组开关用于控制所述电池组以及机器人的打开与关闭；所述电压调节钮用于控制所述电池组的输出电压；所述电压管理模块用于对电池组的剩余电量、预计可使用时间及温度进行管理。
10.一种利用权利要求1～9中任意一项所述多电压电池组更换装置更换电池组的方法，其特征在于包括如下步骤：
当机器人因无电而停止工作时，关闭电池组开关，将电池组电量不足的内箱体从外箱体内拉出；
将充好电的新内箱体从外箱体的开口插入外箱体内；
打开电池组开关，机器人重新运行。
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