CN111392409A - 一种电池更换装置及电池更换设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电池更换装置及电池更换设备，所述电池更换装置包括支架；移动机构，安装在所述支架上；抓取机构，用于抓取电池，所述抓取机构安装在所述移动机构的输出端，所述移动机构能够驱动所述抓取机构移动，以将所述电池由电池仓内取出或将所述电池放入所述电池仓内，且能够驱动所述抓取机构移动至避让位置，以避让所述电池的取放轨迹；传送机构，安装在所述支架上，用于承载并运输经所述抓取机构取出或待所述抓取机构放入的所述电池。本发明提供的电池更换设备包括上述的电池更换装置。

Description

一种电池更换装置及电池更换设备

技术领域

本发明涉及建筑机械技术领域，尤其涉及一种电池更换装置及电池更换设备。

背景技术

随着机器人行业的发展，机器人对能源的要求越来越高，通常往往需要通过携带电池作为动力源而不是通过电线远距离提供动力。目前，机器人重要的能量补给方式之一是电池更换。而将电池包装成电池仓模块会显著提升电池的通用性，提高电池更换的效率，因此具有广泛的应用前景。

但在取换电池全自动的前提下，电池如何进出电池仓是一个很重要的问题，如果由电池仓负责提供电池进出的动力，则电池仓内需要携带额外的动力系统，这往往会增加电池仓的体积和重量，进而影响到安装有电池仓的机器人。而相对来说，无动力电池仓不携带额外的动力系统，体积和重量相对较小，通过电池更换装置来实现电池的进出。而现有的电池更换装置体积较大，不利于使用。

发明内容

本发明的目的在于提出一种电池更换装置及电池更换设备，能够避免抓取机构与电池更换设备的电池仓相干涉，同时，电池更换装置在乏电电池的输送方向上的尺寸较小。

为达此目的，本发明采用以下技术方案。

本发明提供一种电池更换装置，包括：

支架；

移动机构，安装在所述支架上；

抓取机构，用于抓取电池，所述抓取机构安装在所述移动机构的输出端，所述移动机构能够驱动所述抓取机构移动，以将所述电池由电池仓取出或电池放入所述电池仓内，且能够驱动所述抓取机构移动至避让位置，以避让所述电池的取放轨迹；

传送机构，安装在所述支架上，用于承载并运输经所述抓取机构取出或待所述抓取机构放入的所述电池。

优选地，所述抓取机构抓取作业设备的电池仓内的所述乏电电池，在所述移动机构的带动下，所述抓取机构将所述乏电电池从所述作业设备的电池仓拉出并移动至预设位置，在所述抓取机构松开所述乏电电池后，所述移动机构带动所述抓取机构移动，以将所述抓取机构自预设位置移动至避让位置，所述传送机构将所述乏电电池自所述预设位置传送至电池更换设备的电池仓内；和/或

所述传送机构将满电电池自所述电池更换设备的电池仓内传送至所述预设位置处，所述移动机构带动所述抓取机构移动，以将所述抓取机构自所述避让位置移动至所述预设位置，所述抓取机构抓取置于所述预设位置的满电电池，并在所述移动机构的带动下将所述满电电池从所述预设位置推入所述作业设备的电池仓内。

优选地，所述避让位置位于所述传送机构的输出端的下方。

优选地，所述移动机构为带传动机构或链传动机构，所述抓取机构设置于所述带传动机构的传动带或所述链传动机构的传动链上。

优选地，所述电池更换装置还包括第一导向组件，所述第一导向组件安装在所述抓取机构的底部，用于限定所述抓取机构的移动方向，所述第一导向组件的末端设置有限位部，所述限位部用于将所述抓取机构限位于所述避让位置。

优选地，所述传送机构设于所述移动机构相对的两侧，所述传送机构的传送方向与所述电池的取放方向相同。

优选地，所述传送机构包括：

第一驱动件，安装在所述支架的底侧；

第一传送组件，沿水平方向设置在所述支架的上侧，能够带动所述电池平移；

第一传动组件，从所述支架中穿过，并且所述第一驱动件通过所述第一传动组件驱动所述第一传送组件运动；

所述移动机构包括：

第二驱动件，安装在所述支架底侧；

第二传送组件，沿水平方向设置在所述支架的上侧，所述抓取机构安装在所述第二传送组件的输出端；

第二传动组件，从所述支架中穿过，并且所述第二驱动件通过所述第二传动组件驱动所述第二传送组件运动。

优选地，所述第一传送组件包括相对设置的两个带传动组件，所述带传动组件用于承载并传送所述电池，所述第二传送组件包括两个链传动组件，所述链传动组件用于带动所述抓取机构平移，所述链传动组件设置于两个所述带传动组件之间。

优选地，所述第一传送组件的起始端相对于所述第二传送组件的起始端更靠近所述作业设备的电池仓。

优选地，所述抓取机构包括：

基座，安装在所述移动机构的输出端；

抓取驱动结构，安装在所述基座上；

钩爪，安装在所述抓取驱动结构的输出端，能够与所述电池上的挂钩配合，所述抓取驱动结构能够驱动所述钩爪在抓取所述电池的状态和松开所述电池的状态之间切换。

优选地，所述抓取机构还包括连杆结构，所述抓取驱动结构通过所述连杆结构与所述钩爪传动连接。

优选地，所述抓取机构还包括缓冲组件，所述缓冲组件安装在所述基座和所述钩爪之间，用于对所述钩爪进行缓冲。

本发明提供一种电池更换设备，包括电池仓和上述的电池更换装置，所述更换电池装置能自所述电池仓内取出满电电池和向所述电池仓内放入乏电电池。

本发明的有益效果为：

本发明提供的电池更换装置，抓取机构在移动机构的驱动下将电池移动至预设位置后，接着运动至避让位置，最后由传送机构将乏电电池自预设位置输送至电池更换设备的电池仓内，这样抓取机构不用伸出至支架沿电池输送方向的端部，就能在传送机构的帮助下将乏电电池输送到电池更换设备的电池仓，以避免抓取机构与电池更换设备的电池仓相干涉，同时也减小了电池更换装置在乏电电池的输送方向上的尺寸。

附图说明

图1是本发明具体实施例提供的电池更换装置钩取电池时的示意图；

图2是本发明具体实施例提供的电池更换装置的抓取机构松开电池并隐藏至移动机构内的示意图；

图3是本发明具体实施例提供的移动机构与第二导向组件配合安装的立体结构图；

图4是本发明具体实施例提供的移动机构与第二导向组件配合安装的俯视图；

图5是本发明具体实施例提供的移动机构与第二导向组件配合安装的仰视图；

图6是本发明具体实施例提供的抓取机构在松开电池的状态下的结构示意图；

图7是本发明具体实施例提供的抓取机构的俯视图；

图8是本发明具体实施例提供的抓取机构在钩取电池的状态下的一个视角的示意图；

图9是本发明具体实施例提供的抓取机构在钩取电池的状态下的另一个视角的示意图；

图10是本发明具体实施例提供的限位部对抓取机构进行限位时的示意图。

图中：

1、传送机构；11、第一驱动件；12、第一传动组件；13、第一转轴；14、第一传送组件；141、传送皮带；

2、移动机构；21、第二驱动件；22、第二传动组件；23、第二转轴；24、第二传送组件；241、传送链条；

3、抓取机构；31、基座；32、抓取驱动件；33、抓取传动组件；331、固定块；341、第三连杆；342、第二连杆；343、第一连杆；35、钩爪；36、第二导向组件；361、滑轨；362、滑块；371、弹性件；372、连接件；381、导轮；382、轨道；383、限位部；

4、电池仓；

5、乏电电池；51、挂钩；

6、支架。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

请参考图1和图2，本发明提供一种电池更换装置，包括支架6、移动机构2、抓取机构3和传送机构1。移动机构2安装在支架6上。抓取机构3用于抓取乏电电池5或满电电池，抓取机构3安装在移动机构2的输出端，移动机构2能够驱动抓取机构3移动，以将乏电电池5由电池仓4内取出或将满电电池放入所述电池仓4内，且能够驱动抓取机构3移动至避让位置，以避让乏电电池5的取放轨迹。传送机构1安装在支架6上，用于承载并运输经抓取机构3取出或待抓取机构3放入的所述电池5。

具体地，抓取机构3用于从作业设备的电池仓4内抓取乏电电池5。在抓取机构3抓取作业设备的电池仓4内的乏电电池5后，在移动机构2的带动下，抓取机构3移动以将乏电电池5移动至预设位置，在将乏电电池5移动至预设位置后，抓取机构3与乏电电池5脱钩，移动机构2进一步带动抓取机构3自预设位置移动至避让位置，以避让乏电电池5，使得传送机构1将乏电电池5自预设位置传送至电池更换设备的电池仓（图中未示出）内；或者，传送机构1将满电电池自所述电池更换设备的电池仓（图中未示出）内传送至预设位置处，移动机构2带动抓取机构3移动，以将抓取机构自避让位置移动至预设位置，然后，抓取机构3抓取置于预设位置的满电电池，并在移动机构2的带动下将满电电池从预设位置推入作业设备的电池仓4。抓取机构3在移动机构2的驱动下将乏电电池移动至预设位置后，松开乏电电池5并运动至避让位置，最后由传送机构1将乏电电池5自预设位置输送至电池更换设备的电池仓内，这样抓取机构3不用伸出至支架6的沿乏电电池5输送方向的端部，就能在传送机构1的帮助下将乏电电池5输送到电池更换设备的电池仓内，以避免抓取机构3与电池更换设备的电池仓相干涉，同时也减小了电池更换装置在乏电电池5输送方向上的尺寸。

在将满电电池自电池更换设备的电池仓运往作业设备的电池仓4过程中。在传送机构1将满电电池自电池更换设备的电池仓运输至预设位置时，移动机构2驱动抓取机构3自避让位置移动至预设位置，在抓取机构3抓取满电电池后，移动机构2驱动抓取机构3将满电电池推入作业设备的作业设备的电池仓4内。满电电池为充满电的电池，乏电电池5为电量低的电池。如此，采用同一套传送机构、抓取机构和移动机构就能同时实现乏电电池5和满电电池的双向更换，即将乏电电池从作业设备更换至电池更换设备，以及将满电电池从电池更换设备更换至作业设备。

优选地，避让位置位于传送机构1的输出端的下方。以传送机构1为皮带传送机构为例，传送机构1的输出端为皮带面。当抓取机构3位于避让位置时，抓取机构3的顶端低于传送机构1的输出端，以使得乏电电池5能够越过位于下方的抓取机构3继续移动。避让位置也可以设置于传送机构的侧部，但这样会增加电池更换设备在宽度方向的尺寸，乏电电池5及满电电池的输送方向为电池更换设备长度方向。本实施例中，避让位置位于传送机构1的输出端的下方，不会增加电池更换设备长度方向和宽度方向的尺寸，但会增加更换电池装置在竖向方向的尺寸，而竖向方向的空间是比较充裕的，利于设置避让位置。

优选地，本实施例中，移动机构2为链传动机构，抓取机构3设置于链传动机构的传动链上，链传动机构运行时，带动抓取机构3移动。采用链传动机构，能够驱动抓取机构3平移，并能够驱动抓取机构3移动至链传动机构的侧端，便于使得驱动机构3位于避让位置。当然，在其他实施例中，移动机构2也可以为带传动机构，抓取机构3设置于带传动机构的传动带上，带传动机构运行时，带动抓取机构3移动。链传动机构和带传动机构相对其它传动机构，例如丝杠传动机构来说，能够改变输送方向，更便于将抓取机构带离电池取放轨迹至避让位置。

优选地，为使得乏电电池5能够顺利越过抓取机构3，当乏电电池5越过抓取机构3时，抓取机构3的顶端应当位于乏电电池5底端的下方并且不与乏电电池5的底端接触，避免抓取机构3与乏电电池5发生接触而产生摩擦力，从而提高乏电电池5在移动过程中的顺畅性。

优选地，传送机构1围设于所述移动机构2的相对的两侧，所传送机构1的运输方向与乏电电池5和满电电池的取放方向相同。抓取机构3能够在移动至移动机构2的末端（即远离作业设备的电池仓4的一端）时，转动至传送机构1内，一方面能够使得乏电电池5可以继续平移；另一方面，传送机构1位于移动机构2两侧，使得传送机构1承载于乏电电池5或满电电池的两侧而不是承载于乏电电池5或满电电池的中部，承载稳定性更好。

优选地，请参考图1、图3-图5，传送机构1包括第一驱动件11、第一传送组件14和第一传动组件12。第一驱动件11安装在支架6的底侧。第一传送组件14沿水平方向设置在支架6的上侧，能够驱动乏电电池5或满电电池平移。第一驱动件11通过第一传动组件12驱动第一传送组件14运动，以驱动乏电电池5或满电电池平移。通过设置第一传动组件12，使得第一驱动件11和第一传送组件14既能够固定在支架6上，又能够使得第一驱动件11和第一传送组件14沿竖向空间布置，以有效利用竖向空间，减小传送机构1的横向体积。

优选地，本实施例中，第一驱动件11为电机，电机的输出端连接有直角减速机111，通过直角减速机111减速增矩后驱动第一传动组件12运动，一方面能够增大电机的力矩，另一方面直角减速机111能够更好地安装在支架6的底侧，避免直角减速机111从支架6的底侧横向伸出支架6外部，使得传送机构1的结构更为紧凑，利于电池更换装置的小型化。在其他实施例中，第一驱动件11也可以为液压缸，只要能够驱动第一传动组件12运动即可。

优选地，本实施例中，第一传动组件12为带传动组件。在其他实施例中，第一传动组件12也可以为齿轮齿条组件，只要能够将直角减速机111的力矩传递至第一传送组件14即可。

优选地，本实施例中，第一传送组件14为带传动组件。当乏电电池5被移送至第一传送组件14上后，通过带传动组件中的传送皮带141可稳定地带动乏电电池5或满电电池平移。当然，在其他实施例中，第一传送组件14也可以为链传动组件，乏电电池5或满电电池可通过链轮链条中的链条带动，实现平移。在该设置中，为保证乏电电池5或满电电池移动的平稳性，优选地，应当在链轮链条中的链条上安装承托板，以承托乏电电池5或满电电池，以在乏电电池5或满电电池的平移过程中，增加对乏电电池5或满电电池的支撑面积，从而提高乏电电池5或满电电池在移动时的稳定性。

具体地，避让位置位于输出机构1的输出端的下方，本实施例中，输出机构1的输出端为传送皮带141，而带动乏电电池5或满电电池移动的是传送皮带141的上部分，即避让位置位于传送皮带141的上部分的下方，以避让乏电电池5的移动。

优选地，移动机构2包括第二驱动件21、第二传送组件24和第二传动组件22。第二驱动件21安装在支架6的底侧。第二传送组件24沿水平方向设置在支架6的上侧，抓取机构3安装在第二传送组件24的输出端。第二驱动件21通过第二传动组件22驱动第二传送组件24运动，以驱动乏电电池5或满电电池平移。通过设置第二传动组件22，使得第二驱动件21和第二传送组件24既能够固定在支架6上，又能够使得第二驱动件21和第二传送组件24沿竖向空间布置，以有效利用竖向空间减小移动机构2的横向体积。

优选地，本实施例中，第二驱动件21为电机，电机的输出端连接有减速机，通过减速机减速增矩后驱动第二传动组件22运动，以增大电机的力矩。当然，在其他实施例中，第二驱动件21也可以为液压缸，只要能够驱动第二传动组件22运动即可。

优选地，本实施例中，第二传动组件22为带传动组件，在其他实施例中，第二传动组件22也可以为齿轮齿条组件，只要能够将第二驱动件21的力矩传递至第二传送组件24即可。

优选地，本实施例中，第二传送组件24为链传动组件，即链传动组件中的传送链条241为第二传送组件24的输出端，抓取机构3固定在传送链条241上，当链传动组件运动时，带动抓取机构3平移。当然，在其他实施例中，第二传送组件24也可以为带传动组件，在该种设置中，抓取机构3固定在带传动组件的皮带上，当带传动组件运动时，带传动组件的皮带带动抓取机构3平移。

优选地，第一传送组件14的起始端现对于第二传送组件24的起始端更靠近作业设备的作业设备的电池仓4。当第二传送组件24带动抓取机构3自起始端朝末端运动时，抓取机构3抓取作业设备的电池仓4内的电池5，当电池5从作业设备的电池仓4中脱离时，第二传送组件24的传送皮带241能够承接从作业设备的电池仓4中脱离的乏电电池5，以使得乏电电池5能够被送至传送皮带241上。第二传送组件24将抓取机构3带动至预设位置时，第一传送组件14开始运动，在第二传送组件24将抓取机构3带动至预设位置前，第一传送组件14仅起到支撑乏电电池5的作用。这一阶段第一传送带组件14运动的动力来自于移动机构2，即移动机构2通过乏电电池5对第一传送带组件14施加摩擦力以带动第一传动带组件14运动。当然第一传送组件14和第二传送组件24同步运动，第二传送组件24继续拖动抓取机构3平移，抓取机构3拖动乏电电池5继续平移，在乏电电池5的移动过程中，第一传送组件14与第二传送组件24同步运动，使得放置在传送皮带241上的乏电电池5能够更顺畅地运动。优选地，第一传送组件14设置有两组，两组第一传送组件14平行且间隔设置。通过设置两组第一传送组件14，能够对乏电电池5或满电电池提供更稳定的平移支撑力，进一步保证乏电电池5或满电电池在平移过程中的稳定性。

优选地，本实施例中，传送机构1还包括第一转轴13，第一转轴13设置在支架6的上侧。第一转轴13的一端与其中一组第一传送组件14连接，另一端与另一组第一传送组件14连接，第一传动组件12与第一转轴13传动连接，第一传动组件12驱动第一转轴13转动时，两组第一传送组件14同时运动，以同步带动乏电电池5或满电电池平移。通过设置第一转轴13，使得设置一个第一驱动件11即可实现两组第一传送组件14的驱动，减少动力源的设置，降低成本，也进一步实现了传送机构1的小型化。

优选地，第二传送组件24设置有两组，两组第二传送组件24平行且间隔设置。通过设置两组第二传送组件24，能够对抓取机构3提供更稳定的支撑力，从而保证抓取机构3在平移过程中的稳定性。

优选地，移动机构2还包括第二转轴23，第二转轴23设置在支架6的上侧。第二转轴23的一端与其中一组第二传送组件24连接，另一端与另一组第二传送组件24连接，第二传动组件22与第二转轴23传动连接，第二传动组件22驱动第二转轴23转动时，两组第二传送组件24同时运动，以同步带动抓取机构3平移。通过设置第二转轴23，使得设置一个第二驱动件21即可实现两组第二传送组件24的驱动，减少动力源的设置，降低成本，也利于移动机构2的小型化。

为避免传送机构1和移动机构2之间发生干涉，优选地，第一转轴13设置于支架6的靠近作业设备的电池仓4的一侧，第二转轴23设置于支架6的远离作业设备的电池仓4的一侧。

请参考图1、图6-图9，优选地，抓取机构3包括基座31、抓取驱动结构和钩爪35。基座31安装在移动机构的输出端。抓取驱动结构安装在基座31上。钩爪35安装在抓取驱动结构的输出端，抓取驱动结构能够驱动钩爪35在钩取乏电电池5的状态和松开乏电电池5的状态之间切换。当抓取机构3在移动机构的起始端时，抓取驱动结构驱动钩爪35运动，以钩取乏电电池5，当移动机构2带动抓取机构3平移至预设位置时，抓取驱动结构驱动钩爪35复位，以与乏电电池5松开，以便于抓取机构3跟随第二传送组件24转动至传送链条241的侧面，乏电电池5则跟随传送皮带21继续平移至预设位置。

为便于钩爪35钩取乏电电池5，优选地，本实施例中，乏电电池5上设置有挂钩51，钩爪35可通过钩合挂钩51来实现对乏电电池5的钩取，以及通过松开挂钩51来实现从乏电电池5上的松开。

另外，在其他实施例中，钩爪35也可以设置为吸盘组件，通过吸盘组件中的吸盘能够吸取乏电电池5，也能够松开乏电电池5。同样可以实现对乏电电池5的抓取和松开。

优选地，抓取机构3还包括连杆结构，抓取驱动结构通过连杆结构与钩爪35传动连接。连杆结构能够将抓取驱动结构的直线运动转化为旋转运动，以驱动钩爪35摆动至与挂钩51钩合的位置，以及驱动钩爪35松开挂钩51。

优选地，连杆结构包括第一连杆343和第二连杆342。第一连杆343的一端与基座31铰接，另一端与钩爪35连接。第二连杆342的一端与第一连杆342的中部铰接，另一端与抓取驱动结构的输出端铰接。抓取驱动结构驱动第二连杆342平移，第二连杆342推动第一连杆343以与基座31铰接的一端为支撑点摆动，从而带动安装在第一连杆343另一端上的钩爪35摆动。

优选地，本实施例中，连杆结构还包括第三连杆341，第三连杆341固定在抓取驱动结构的输出端，第二连杆342的另一端与第三连杆341铰接。通过设置第三连杆341，便于第二连杆342的安装，使得抓取驱动结构能够更稳定地驱动第二连杆342运动。

优选地，本实施例中，抓取驱动结构包括抓取驱动件32和抓取传动组件33。抓取驱动件32安装在基座31上，抓取驱动件32通过抓取传动组件33驱动第三连杆342平移。

示例性地，本实施例中，抓取驱动件32为电机，抓取传动组件33为带传动组件，带传动组件的皮带上安装有固定块331，第一连杆341通过固定块331固定在带传动组件的皮带上。电机驱动带传动组件运动，带传动组件上的皮带带动固定块331平移，从而带动第一连杆341平移。在其他实施例中，抓取驱动件32也可以设置为气缸，只要能够驱动抓取传动组件33平移即可。在其他实施例中，抓取传动组件33也可以设置为链传动组件，在该种设置下，固定块331固定在链传动组件中的链条上。

需要注意的是，在其他实施例中，也可以直接采用电缸配合吸盘组件来实现乏电电池5的抓取、松开及平移。具体地，电缸安装在基座31上，吸盘组件安装在电缸的输出端，电缸驱动吸盘组件移动至乏电电池5的侧面，吸盘组件吸取乏电电池5，然后，电缸反向转动，带动吸盘组件平移，从而将乏电电池5移送至传送皮带141上。

优选地，抓取机构还包括缓冲组件，缓冲组件安装在基座31和钩爪35之间，用于对钩爪35进行缓冲，避免钩爪35与挂钩51发生相互撞击，对二者均造成损坏。

优选地，本实施例中，缓冲组件包括弹性件371，弹性件371的一端与第一连杆343的中部连接，另一端与基座31连接。当第一连杆343摆动至挂钩51处时，弹性件371的弹力能够对第一连杆343施加反向的作用力，以对第一连杆343实现缓冲。

优选地，本实施例中的弹性件371为弹簧，弹簧结构简单，易于制备安装。当然，在其他实施例中，弹性件371也可以为橡胶制件。

优选地，本实施例中，缓冲组件还包括连接件372，基座31和第一连杆343上均设置有连接件372，弹性件371的两端分别与两个连接件372一一对应连接，以便于弹性件371的安装。

优选地，为便于对第一连杆343均匀施力，缓冲组件设置为两组，两组缓冲组件分别设置于第一连杆343的两相对的侧边，使得第一连杆343的两侧受到均衡的弹力，保证第一连杆343的稳定性。

优选地，本实施例中，抓取机构3还包括第二导向组件36，第二导向组件36安装在基座31上，用于限定第三连杆341的移动方向，以保证第三连杆341能够稳定地朝预设的方向移动，从而提高钩爪35的摆动稳定性。

示例性地，本实施例中，第二导向组件36包括滑轨361和滑块362。滑轨361沿第三连杆341的移动方向安装在基座31上，滑块362与滑轨361滑动配合，固定块331和第三连杆341均固定在滑块362上。当然，在其他实施例中，第二导向组件36还可以为滑杆滑套组件，只要能够实现对第三连杆341的导向即可。

优选地，电池更换装置还包括第一导向组件，第一导向组件安装在基座31的底部，用于限定基座31的移动方向，以使得基座31能够稳定地朝预设方向移动，从而保证抓取机构3的平移精度。

优选地，本实施例中，第一导向组件包括导轮381和轨道382，其中，导轮381安装在基座31的底侧，轨道382设置在支架6的上侧并沿抓取机构3的移动方向延伸，导轮381能够沿轨道382滚动，以对基座31的移动方向进行限定，保证基座31能够稳定地朝预设方向移动。

优选地，本实施例中，第一导向组件设置为两组，两组第一导向组件平行设置，以对基座31的移动方向实现更可靠的限定。

优选地，基座31上开设有槽孔，导轮381的上部能够伸入槽孔内，以减小基座31与支架6之间的距离，使得电池更换装置更为紧凑，从而减小电池更换装置的体积。

请参考图3、图6和图10，优选地，第一导向组件的末端设置有限位部383，限位部383用于将基座31限定在传送链条241避让位置，防止抓取机构3在自身的重力作用下下行。采用限位部383对基座31进行限定，无需通过第二驱动件21产生的力矩对抓取机构3进行限位，有效降低第二驱动件21的能耗。

具体地，限位部383设置在轨道382的末端的底部，当导轮381沿轨道382滚动至轨道382的末端时，限位部383将导轮381挡住，防止导轮381继续下行。

下面详述使用电池更换装置更换电池的过程：

首先，需要将作业设备的电池仓4内的乏电电池5取出，取出乏电电池5前，移动机构2驱动抓取机构3移动至移动机构2的起始端，以靠近作业设备的作业设备的电池仓4。抓取机构3中的抓取驱动结构驱动钩爪35摆动，以使得钩爪35钩合乏电电池5上的挂钩51。移动机构2反转，带动抓取机构3朝电池更换设备的电池仓（图中未示出）移动，抓取机构3带动电乏电池5从作业设备的电池仓4内滑出，然后落在传送机构1的传送皮带141上，此时，传送机构1与移动机构2同步运动，以驱动乏电电池5跟随抓取机构3运动，当抓取机构3到达预设位置时，抓取机构3中的抓取结构驱动钩爪35反向摆动，以使得钩爪35从挂钩51中松开，移动机构2继续驱动抓取机构3运动，使得抓取机构3运动至传送机构1的下方，抓取机构3的顶端不高于传送机构1的传送皮带141，以使得乏电电池5能够在传送机构1的带动下越过抓取机构3，然后继续前行至电池更换设备的电池仓内。采用人工或者电池更换设备内的传送机构将满电电池放在传送机构1的传送皮带141上，传送皮带141将满电电池移送至抓取机构3避让位置的前端的上方（以靠近作业设备的电池仓4的一端为前端），移动机构2将抓取机构3由避让位置移动至预设位置，抓取机构3的抓取驱动结构驱动钩爪35摆动以使得钩爪35钩合满电电池挂钩的挂钩，然后移动机构2驱动满电电池朝作业设备的电池仓4的方向移动，钩爪35朝作业设备的电池仓4的方向对满电电池进行施力，将满电电池推入作业设备的电池仓4内，抓取机构3的抓取驱动结构驱动钩爪35摆动松开满电电池，最后抓取机构3在移动机构的驱动下移动至作业设备的作业设备的电池仓4外。

当然，在其他实施例中，抓取机构3推动满电电池进入作业设备电池箱4的过程中，抓取机构3的钩爪35也可以不与满电电池的挂钩钩合，直接作用于满电电池的侧面，将满电电池推入作业设备电池箱4。

本发明提供一种电池更换设备，包括电池仓和上述的电池更换装置，更换电池装置能自电池仓内取出满电电池和向电池仓内放入乏电电池。示例性的，电池作业设备包括底盘，安装在底盘上且沿竖向排列的多个电池仓，安装在电池仓出入口的升降装置，以及安装在升降机构上的电池更换装置，升降装置能将电池更换装置驱动至电池更换设备的电池仓出入口，电池更换装置能将作业设备电池仓4内的乏电电池5送入电池更换设备的电池仓内，以及将电池更换设备的电池仓内的满电电池送入作业设备的电池仓4内。作业设备可以为木地板铺贴设备、地砖铺贴设备、墙板搬运设备和螺杆洞封堵设备等。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种电池更换装置，其特征在于，包括：

支架（6）；

移动机构（2），安装在所述支架（6）上；

抓取机构（3），用于抓取电池，所述抓取机构（3）安装在所述移动机构（2）的输出端，所述移动机构（2）能够驱动所述抓取机构（3）移动，以将所述电池由电池仓（4）取出或将电池放入所述电池仓（4），且能够驱动所述抓取机构（3）移动至避让位置，以避让电池的取放轨迹；

传送机构（1），安装在所述支架（6）上，用于承载并运输经所述抓取机构（3）取出或待所述抓取机构（3）放入的所述电池。

2.根据权利要求1所述的电池更换装置，其特征在于，所述抓取机构（3）抓取作业设备的电池仓（4）内的乏电电池（5），在所述移动机构（2）的带动下，所述抓取机构（3）将所述乏电电池（5）从所述作业设备的电池仓（4）拉出并移动至预设位置，在所述抓取机构（3）松开所述乏电电池（5）后，所述移动机构（2）带动所述抓取机构（3）移动，以将所述抓取机构（3）自预设位置移动至避让位置，所述传送机构（1）将所述乏电电池（5）自所述预设位置传送至电池更换设备的电池仓内；和/或

所述传送机构（1）将满电电池自所述电池更换设备的电池仓内传送至所述预设位置处，所述移动机构（2）带动所述抓取机构（3）移动，以将所述抓取机构（3）自所述避让位置移动至所述预设位置，所述抓取机构（3）抓取置于所述预设位置的满电电池，并在所述移动机构（2）的带动下将所述满电电池从所述预设位置推入所述作业设备的电池仓（4）内。

3.根据权利要求1所述的电池更换装置，其特征在于，所述避让位置位于所述传送机构（1）的输出端的下方。

4.根据权利要求3所述的电池更换装置，其特征在于，所述移动机构（2）为带传动机构或链传动机构，所述抓取机构（3）设置于所述带传动机构的传动带或所述链传动机构的传动链上。

5.根据权利要求1所述的电池更换装置，其特征在于，所述电池更换装置还包括第一导向组件，所述第一导向组件安装在所述抓取机构（3）的底部，用于限定所述抓取机构（3）的移动方向，所述第一导向组件的末端设置有限位部（383），所述限位部（383）用于将所述抓取机构（3）限位于所述避让位置。

6.根据权利要求1所述的电池更换装置，其特征在于，所述传送机构（1）设于所述移动机构（2）相对的两侧，所述传送机构（1）的传送方向与所述电池（5）的取放方向相同。

7.根据权利要求1所述的电池更换装置，其特征在于，所述传送机构（1）包括：

第一驱动件（11），安装在所述支架（6）的底侧；

第一传送组件（14），沿水平方向设置在所述支架（6）的上侧，能够带动所述电池（5）平移；

第一传动组件（12），从所述支架（6）中穿过，并且所述第一驱动件（11）通过所述第一传动组件（12）驱动所述第一传送组件（14）运动；

所述移动机构（2）包括：

第二驱动件（21），安装在所述支架（6）的底侧；

第二传送组件（24），沿水平方向设置在所述支架（6）的上侧，所述抓取机构（3）安装在所述第二传送组件（24）的输出端；

第二传动组件（22），从所述支架（6）中穿过，并且所述第二驱动件（21）通过所述第二传动组件（22）驱动所述第二传送组件（24）运动。

8.根据权利要求7所述的电池更换装置，其特征在于，所述第一传送组件（14）包括相对设置的两个带传动组件，所述带传动组件用于承载并传送所述乏电电池（5）或满电电电池，所述第二传送组件（24）包括两个链传动组件，所述链传动组件用于带动所述抓取机构（3）平移，所述链传动组件设置于两个所述带传动组件之间。

9.根据权利要求7所述的电池更换装置，其特征在于，所述第一传送组件（14）的起始端相对于所述第二传送组件（24）的起始端更靠近所述电池仓（4）。

10.根据权利要求1-9任一项所述的电池更换装置，其特征在于，所述抓取机构（3）包括：

基座（31），安装在所述移动机构（2）的输出端；

抓取驱动结构，安装在所述基座（31）上；

钩爪（35），安装在所述抓取驱动结构的输出端，能够与所述电池（5）上的挂钩配合，所述抓取驱动结构能够驱动所述钩爪（35）在抓取所述电池（5）的状态和松开所述电池（5）的状态之间切换。

11.根据权利要求10所述的电池更换装置，其特征在于，所述抓取机构（3）还包括连杆结构，所述抓取驱动结构通过所述连杆结构与所述钩爪（35）传动连接。

12.根据权利要求10所述的电池更换装置，其特征在于，所述抓取机构还包括缓冲组件，所述缓冲组件安装在所述基座（31）和所述钩爪（35）之间，用于对所述钩爪（35）进行缓冲。

13.一种电池更换设备，其特征在于，包括电池仓和权利要求1-12任一项所述的电池更换装置，所述更换电池装置能自所述电池仓内取出满电电池和向所述电池仓放入乏电电池。

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