CN111477980A - 一种自动换电池装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动换电池装置，包括导轨和电池中转机构，导轨为两条，两条导轨平行铺设在同一平面上，电池中转机构包括行走结构、推拉结构、旋转结构、满电电池位和缺电电池位，行走结构滚动设置在导轨上，行走结构上固定设置有底座，推拉结构、旋转结构、满电电池位和缺电电池位均设置在底座，旋转结构固定在推拉结构上，旋转结构上传动连接有机械臂，机械臂能够从工业设备中拖出缺电电池放置到缺电电池位上，机械臂能够将满电电池位上的满电电池推放到工业设备中，满电电池位和缺电电池位对称设置在旋转结构的两侧。本发明使电池能够自动被更换，节省人力物力，提高电池更换的安全性。

Description

一种自动换电池装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及供电设备技术领域，特别是涉及一种自动换电池装置及其使用方法。

背景技术

现有工业电池供电设备，其电池部件类型可分为：不可拆卸电池、可拆卸电池。对于安装有不可拆卸电池的设备，需要使用在线充电方式对设备充电，充电期间设备不可以继续生产作业；而对于安装有可拆卸电池的设备，为了节约时间，通常使用备用电池对设备进行电池更换，使设备可以即刻重新投入生产。

但是，目前在对可拆卸电池进行更换时，通用是人工更换的方式，对于体积和质量较大的电池，拆卸、搬运均相对困难，整个更换过程需要消耗大量人力；同时，电池的更换必须遵循一定规范，出于人员、设备的安全性考虑，人工换电也存在着一些不可控的安全风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动换电池装置及其使用方法，以解决上述现有技术存在的问题，使电池能够自动被更换，节省人力物力，提高电池更换的安全性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种自动换电池装置，包括导轨和电池中转机构，所述导轨为两条，两条所述导轨平行铺设在同一平面上，所述电池中转机构包括行走结构、推拉结构、旋转结构、满电电池位和缺电电池位，所述行走结构滚动设置在所述导轨上，所述行走结构上固定设置有底座，所述推拉结构、所述旋转结构、所述满电电池位和所述缺电电池位均设置在所述底座，所述旋转结构固定在所述推拉结构上，所述旋转结构上传动连接有机械臂，所述机械臂能够从工业设备中拖出缺电电池放置到所述缺电电池位上，所述机械臂能够将所述满电电池位上的满电电池推放到所述工业设备中，所述满电电池位和所述缺电电池位对称设置在所述旋转结构的两侧。

优选的，两个所述导轨之间固定设置有两个限位块，所述限位块用于限定所述行走结构的行程范围。

优选的，所述行走结构包括两个主动轮和两个从动轮，所述主动轮和所述从动轮均能够沿所述导轨转动，所述主动轮和所述从动轮分别转动设置在所述底座的四角处，两个所述主动轮转动连接在一个主轴上，所述主轴的一端传动连接有行走电机，所述行走电机通过安装板固定在所述底座上。

优选的，所述推拉结构包括推拉电机、同步轮和同步带，所述同步带的两端各套设在一所述同步轮上，所述同步轮的轴线均平行于所述导轨，所述同步轮与所述推拉电机传动连接，所述推拉电机的壳体固定在所述底座上，所述同步带上固定设置有滑台，所述旋转结构固定在所述滑台上，所述同步带的两端均设置有限位挡板，所述限位挡板均固定在所述底座上。

优选的，所述旋转结构包括包括旋转电机、安装架和所述机械臂，所述安装架固定在所述滑台上，所述旋转电机固定在所述安装架上，所述机械臂的一端与所述旋转电机的输出轴固定连接，所述旋转电机的所述输出轴的轴线垂直于所述导轨。

优选的，所述满电电池位上和所述缺电电池位上均等间距开设有若干安装槽，各所述安装槽中分别转动连接有辊筒，所述满电电池位的一端和所述缺电电池位的一端均固定设置有挡块，所述挡块的一端面上均固定有电磁铁。

优选的，对应于所述满电电池位和所述缺电电池位的所述底座上均固定设置有定位模块，所述定位模块均为龙门架结构，所述定位模块上均设置有定位传感器，所述定位传感器用于检测所述电池的位置。

优选的，还包括若干电池充电架，所述电池充电架为框架结构，所述电池充电架的底部设置有与所述满电电池位和所述缺电电池位均相同的充电电池位，所述推拉结构能够将所述电池推放到所述充电电池位上，所述电池充电架上设置有充电接头，所述充电接头与外部电源电连接；所述电池充电架的电池出口处固定设置有电池挡板。

本发明还提供了一种自动换电池装置的使用方法，包括以下步骤：

Step1、自动换电池装置接收到所述工业设备的更换电池请求；所述电池中转机构在所述导轨上移动，将所述满电电池位对准满电电池，并将所述满电电池拖入所述满电电池位处；

Step2、所述电池中转机构在所述导轨上向相反方向移动，将所述缺电电池位对准所述工业设备的电池取放口，从所述工业设备中将缺电电池拖出并拖到所述缺电电池位处；

Step3、所述电池中转机构在所述导轨上移动，将所述满电电池位对准所述工业设备的所述电池取放口，将所述满电电池从所述满电电池位推放到所述所述工业设备中；

Step4、所述电池中转机构在所述导轨上移动，将所述缺电电池位上的所述缺电电池推放到指定位置进行充电。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明电池中转机构能够将满电电池推放到工业设备上，也能够将工业设备上的缺电电池拖出并推放到指定位置进行充电，从而实现满电电池和缺电电池的自动更换，节省人力物力，提高电池更换的安全性，且保证工业设备能够及时供电、投入使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明自动换电池装置的结构示意图；

图2为本发明中电池中转机构的结构示意图；

其中：1-导轨，2-限位块，3-电池中转机构，4-电池充电架，5-工业设备；301-推拉电机，302-行走电机，303-主动轮，304-满电电池位，305-定位模块，306-机械臂，307-缺电电池位，308-旋转电机，309-从动轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

如图1-图2所示：本实施例提供了一种自动换电池装置，包括导轨1和电池中转机构3，导轨1为两条，两条导轨1平行铺设在同一平面内，电池中转机构3包括行走结构、推拉结构、旋转结构、满电电池位304和缺电电池位307，行走结构滚动设置在导轨1上，行走结构上固定设置有底座，推拉结构、旋转结构、满电电池位304和缺电电池位307均设置在底座上，旋转结构固定在推拉结构上，旋转结构上传动连接有机械臂306，机械臂306用于推拉电池并放置在满电电池位304或缺电电池位307上，机械臂306能够从工业设备5中拖出缺电电池放置到缺电电池位307上，其中工业设备5为任意一种具备可拆卸电池的设备，机械臂306能够将满电电池位304上的满电电池推放到工业设备5中，满电电池位304和缺电电池位307对称设置在旋转结构的两侧。利用一个推拉结构和一个旋转结构便可实现满电电池位304和缺电电池位307两个位置上的满电电池和缺电电池的推拉，当满电电池位304上的满电电池需要操作时，将机械臂306旋转到满电电池位304，而当缺电电池位307上的缺电电池需要推拉时，利用旋转结构将机械臂306旋转到缺电电池位307处，从而可简化装置结构。

本实施例中，两个导轨1之间固定设置有两个限位块2，限位块2用于限定行走结构的行程范围，防止电池中转机构3滑出导轨1。

本实施例中，行走结构包括两个主动轮303和两个从动轮309，主动轮303和从动轮309均能够沿导轨1转动，主动轮303和从动轮309分别转动设置在底座的四角处，两个主动轮303转动连接在一个主轴上，主轴的一端传动连接有行走电机302，行走电机302通过安装板固定在底座上。行走电机302驱动主动轮303旋转，进而使得主动轮303和从动轮309沿导轨1在限位块2限定的范围内自由移动。

本实施例中，推拉结构包括推拉电机301、同步轮和同步带，同步带的两端各套设在一同步轮上，同步轮的轴线均平行于导轨1，同步轮与推拉电机301传动连接，推拉电机301的壳体固定在底座上，同步带上固定设置有滑台，旋转结构固定在滑台上，同步带的两端均设置有限位挡板，限位挡板均固定在底座上。推拉电机301带动同步轮旋转，进而带动同步带移动，带动滑台上的旋转结构移动，实现满电电池和缺电电池的推拉。

本实施例中，旋转结构包括包括旋转电机308、安装架和机械臂306，安装架固定在滑台上，旋转电机308固定在安装架上，机械臂306的一端与旋转电机308的输出轴固定连接，旋转电机308的输出轴的轴线垂直于导轨1。旋转电机308带动机械臂306旋转，使机械臂306既能用于满电电池位304，又能作用于缺电电池位307。

本实施例中，满电电池位304上和缺电电池位307上均等间距开设有若干安装槽，安装槽均与导轨1垂直设置，各安装槽中分别转动连接有辊筒，满电电池位304的一端和缺电电池位307的一端均固定设置有挡块，挡块可以限制满电电池或缺电电池被拖入的极限位置，挡块的一端面上均固定有电磁铁，具体是靠近满电电池位304和缺电电池位307的端面，电磁铁能够吸附满电电池或缺电电池，防止电池中转机构3在移动时，满电电池或缺电电池脱落。另外，机械臂上也设置有电磁铁，用于吸附住满电电池或缺电电池，实现满电电池或缺电电池的推拉，简单易行。对应于满电电池位304和缺电电池位307的底座上均固定设置有定位模块305，定位模块305均为龙门架结构，定位模块305上均设置有定位传感器，定位传感器用于实时检测电池的位置，以控制满电电池或缺电电池的位置。

本实施例还可以包括若干电池充电架4，电池充电架4为框架结构，电池充电架4的底部设置有与满电电池位304和缺电电池位307均相同的充电电池位，具体是指形状和结构相同，推拉结构能够将电池推放到充电电池位上，电池充电架4上设置有充电接头，充电接头与外部电源电连接，可以将缺电电池位307上的缺电电池推放置于电池充电架4中的充电电池位上，进行充电，充电完成后的满电电池，由机械臂306拖出电池充电架4并拖放到满电电池位304上，供换电池使用。还可以在电池充电架4的电池出口处固定设置有电池挡板，电池挡板可以防止缺电电池在充电的过程中，滑出充电电池位，以保证充电的顺利进行。电池充电架4还可以设置为若干个，具体可以根据满电电池的续航时间和缺电电池的充电时间，合理的配置多个电池充电架4进行同时使用，以保证工业设备中供电的连续性。

本实施例电池中转机构3能够将满电电池拖出电池充电架4并拖放到满电电池位304处，然后将机械臂306旋转到缺电电池位307，将工业设备5中的缺电电池拖出并拖放到缺电电池位307上，再旋转机械臂306到满电电池位304，将满电电池推放到工业设备5中以供工业设备5及时使用，最后将缺电电池位307上的缺电电池推放到电池充电架4中的充电电池位上进行充电，完成满电电池和缺电电池的自动更换，节省人力物力，提高电池更换的安全性，且保证工业设备5能够及时供电、投入使用。

需要说明的是，本实施例中定位模块305配套连接有控制器，定位模块305向控制器传递满电电池和缺电电池的位置信号，控制器再根据收到的位置信号控制推拉电机301、行走电机302和旋转电机308的动作。而本实施例旨在对自动换电池装置的结构进行改进，具体的控制器的控制为现有技术。

实施例二

本实施例提供了一种自动换电池装置的使用方法，使用了实施例一中的自动换电池装置，并包括以下步骤：

Step1、自动换电池装置接收到工业设备5的更换电池请求；电池中转机构3在导轨1上移动，将满电电池位304对准电池充电架4中的充电电池位上的满电电池，并将满电电池拖入满电电池位304处；

Step2、电池中转机构3在导轨1上向相反方向移动，将缺电电池位307对准工业设备5的电池取放口，从工业设备5中将缺电电池拖出并拖放到缺电电池位307处；

Step3、电池中转机构3在导轨1上移动，将满电电池位304对准工业设备5的电池取放口，将满电电池从满电电池位304推放到工业设备5中；

Step4、电池中转机构3在导轨1上移动，将缺电电池位307上的缺电电池推放到指定位置进行充电，具体的是，将缺电电池位307对准电池充电架4的电池取放口，将更换下来的缺电电池推放到电池充电架4中进行充电。一个换电池流程完成后，电池中转机构3移动到待机位置，等待下一个换电池流程。由此完成满电电池和缺电电池的自动更换，节省人力物力，提高电池更换的安全性，且保证工业设备5能够及时供电、投入使用。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种自动换电池装置，其特征在于：包括导轨和电池中转机构，所述导轨为两条，两条所述导轨平行铺设在同一平面上，所述电池中转机构包括行走结构、推拉结构、旋转结构、满电电池位和缺电电池位，所述行走结构滚动设置在所述导轨上，所述行走结构上固定设置有底座，所述推拉结构、所述旋转结构、所述满电电池位和所述缺电电池位均设置在所述底座上，所述旋转结构固定在所述推拉结构上，所述旋转结构上传动连接有机械臂，所述机械臂能够从工业设备中拖出缺电电池放置到所述缺电电池位上，所述机械臂能够将所述满电电池位上的满电电池推放到所述工业设备中，所述满电电池位和所述缺电电池位对称设置在所述旋转结构的两侧。

2.根据权利要求1所述的自动换电池装置，其特征在于：两个所述导轨之间固定设置有两个限位块，所述限位块用于限定所述行走结构的行程范围。

3.根据权利要求1所述的自动换电池装置，其特征在于：所述行走结构包括两个主动轮和两个从动轮，所述主动轮和所述从动轮均能够沿所述导轨转动，所述主动轮和所述从动轮分别转动设置在所述底座的四角处，两个所述主动轮转动连接在一个主轴上，所述主轴的一端传动连接有行走电机，所述行走电机通过安装板固定在所述底座上。

4.根据权利要求1所述的自动换电池装置，其特征在于：所述推拉结构包括推拉电机、同步轮和同步带，所述同步带的两端各套设在一所述同步轮上，所述同步轮的轴线均平行于所述导轨，所述同步轮与所述推拉电机传动连接，所述推拉电机的壳体固定在所述底座上，所述同步带上固定设置有滑台，所述旋转结构固定在所述滑台上，所述同步带的两端均设置有限位挡板，所述限位挡板均固定在所述底座上。

5.根据权利要求4所述的自动换电池装置，其特征在于：所述旋转结构包括包括旋转电机、安装架和所述机械臂，所述安装架固定在所述滑台上，所述旋转电机固定在所述安装架上，所述机械臂的一端与所述旋转电机的输出轴固定连接，所述旋转电机的所述输出轴的轴线垂直于所述导轨。

6.根据权利要求1所述的自动换电池装置，其特征在于：所述满电电池位上和所述缺电电池位上均等间距开设有若干安装槽，各所述安装槽中分别转动连接有辊筒，所述满电电池位的一端和所述缺电电池位的一端均固定设置有挡块，所述挡块的一端面上均固定有电磁铁。

7.根据权利要求1所述的自动换电池装置，其特征在于：对应于所述满电电池位和所述缺电电池位的所述底座上均固定设置有定位模块，所述定位模块均为龙门架结构，所述定位模块上均设置有定位传感器，所述定位传感器用于检测所述电池的位置。

8.根据权利要求1所述的自动换电池装置，其特征在于：还包括若干电池充电架，所述电池充电架为框架结构，所述电池充电架的底部设置有与所述满电电池位和所述缺电电池位均相同的充电电池位，所述推拉结构能够将所述电池推放到所述充电电池位上，所述电池充电架上设置有充电接头，所述充电接头与外部电源电连接；所述电池充电架的电池出口处固定设置有电池挡板。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的自动换电池装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

Step1、自动换电池装置接收到所述工业设备的更换电池请求；所述电池中转机构在所述导轨上移动，将所述满电电池位对准满电电池，并将所述满电电池拖入所述满电电池位处；

Step2、所述电池中转机构在所述导轨上向相反方向移动，将所述缺电电池位对准所述工业设备的电池取放口，从所述工业设备中将缺电电池拖出并拖到所述缺电电池位处；

Step3、所述电池中转机构在所述导轨上移动，将所述满电电池位对准所述工业设备的所述电池取放口，将所述满电电池从所述满电电池位推放到所述所述工业设备中；

Step4、所述电池中转机构在所述导轨上移动，将所述缺电电池位上的所述缺电电池推放到指定位置进行充电。

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