CN112455277B - 电池更换系统、电池更换方法及自动导引车 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种电池更换系统、电池更换方法及自动导引车，其中电池更换系统包括第一自动导引车和第二自动导引车，该系统具有电池更换模式，在电池更换模式，第二自动导引车行进至使得第一自动导引车的第一叉臂和第二自动导引车的第二叉臂相互交错，第二叉臂伸到第一自动导引车的第一电池的下方并托起第一电池，以将第一电池移除于第一自动导引车，这样，利用自动导引车自身的作业能力即可完成对另一辆自动导引车电池的更换，整个换电过程无需人工操作，自动化程度高，且相较于借助外部换电平台的方式，系统结构简单，节省成本。

Description

电池更换系统、电池更换方法及自动导引车

技术领域

本公开涉及搬运机械技术领域，具体地，涉及一种电池更换系统、电池更换方法及自动导引车。

背景技术

随着科技进步和社会发展，自动导引车(AGV)日益获得广泛的应用，例如作为电动搬运车。自动导引车在运行的过程中所有的能耗均由车载电池提供，因此涉及电池更换等方面的技术越来越成为本领域中关注和研究的重点。

相关技术中，当电池的电力耗尽时，需要将自动导引车行驶至特定的换电区域，或者利用吊装更换、侧移更换的方式将电池拆卸下来，再更换电力充足的电池。上述更换电池的方式大多需要人工操作和专人看守，自动化程度不高。而目前为解决自动化换电而设计的多种换电装置、设备和系统，存在着系统整体占用空间大、安装布置不灵活、换电操作复杂以及操作平台安装使用范围受限等问题。

发明内容

本公开的第一个目的是提供一种电池更换系统，以解决相关技术中电池更换系统结构复杂且自动化程度较低的问题。

本公开的第二个目的是提供一种电池更换方法，该电池更换方法利用了本公开提供的电池更换系统。

本公开的第三个目的是提供一种自动导引车，该自动导引车用于本公开提供的电池更换系统或电池更换方法。

为了实现上述目的，本公开提供一种电池更换系统，包括第一自动导引车和第二自动导引车；所述第一自动导引车包括：第一车身主体；第一货叉，包括间隔设置的两个第一叉臂，所述第一货叉可上下滑动地设置在所述第一车身主体的前端；以及第一电池，搭设在所述第一叉臂的后端上方；所述第二自动导引车包括：第二车身主体；第二货叉，包括间隔设置的两个第二叉臂，所述第二货叉可上下滑动地设置在所述第二车身主体的前端；以及第二电池，搭设在所述第二叉臂的后端上方；所述系统具有电池更换模式，在所述电池更换模式，第二自动导引车行进至使得所述第一叉臂和所述第二叉臂相互交错，所述第二叉臂伸到所述第一电池的下方并托起所述第一电池，以将所述第一电池移除于所述第一自动导引车。

可选地，还包括用于存放备用电池的电池存放装置，在所述电池更换模式，所述第二自动导引车行进至所述电池存放装置，所述第二叉臂伸到所述备用电池的下方并托起所述备用电池，以将所述备用电池更换到所述第一自动导引车上。

可选地，所述第一叉臂上设置有侧向围挡所述第一电池的护板，所述护板形成有用于避让所述第二叉臂的开口部。

可选地，所述护板围成的空间与所述第一电池的外轮廓的形状相匹配。

可选地，所述第一货叉上设置有用于电路正负极接口的凸台，所述第一电池的底部设置有能够与所述凸台电连接的凹槽。

可选地，所述凸台的形状构造为锥体，所述凹槽的形状与所述凸台的形状相匹配。

可选地，所述第一货叉的下方设置有用于检测第二叉臂是否伸入到所述第一电池下方的第一测距传感器。

可选地，所述第一货叉还包括搭设在所述间隔设置的两个第一叉臂上的连接部，所述连接部位于所述第一电池的后方，所述第一测距传感器设置于所述连接部的下方。

可选地，所述第二叉臂的前端设置有用于检测所述第二自动导引车的行进路线是否与障碍物干涉的第二测距传感器。

可选地，所述第二叉臂的前端开设有孔，所述第二测距传感器设置于所述孔内。

可选地，所述第一自动导引车和所述第二自动导引车还分别设置有用于定位所述自动导引车的位置信息的车载导航模块。

可选地，所述车载导航模块具有激光导航传感器，所述电池更换系统还包括用于反射回所述激光导航传感器所发射激光的反光板。

可选地，所述第二货叉还包括固定在所述第二叉臂后端的用于与所述第二车身主体连接的安装部，所述安装部可上下滑动地设置在所述第二车身主体上。

可选地，所述安装部和所述第二车身主体中的一者设置有滑槽，另一者设置有与所述滑槽相配合的滑轨，所述滑轨上设置有能够沿着所述滑槽的内壁滚动的滚轮。

可选地，所述第一自动导引车和所述第二自动导引车的结构相同。

根据本公开的第二个方面，还提供一种电池更换方法，包括：控制第二自动导引车行进至使得所述第二自动导引车的第二叉臂和第一自动导引车的第一叉臂相互交错；控制所述第二叉臂伸到所述第一自动导引车的第一电池的下方；控制所述第二叉臂向上滑动以托起所述第一电池，并将所述第一电池移除于所述第一自动导引车；其中，所述第一自动导引车包括：第一车身主体；第一货叉，包括间隔设置的两个第一叉臂，所述第一货叉可上下滑动地设置在所述第一车身主体的前端；以及第一电池，搭设在所述第一叉臂的后端上方；所述第二自动导引车包括：第二车身主体；第二货叉，包括间隔设置的两个第二叉臂，所述第二货叉可上下滑动地设置在所述第二车身主体的前端；以及第二电池，搭设在所述第二叉臂的后端上方。

可选地，在控制第二自动导引车行进至使得所述第二自动导引车的第二叉臂和第一自动导引车的第一叉臂相互交错的步骤之前，当第一电池的电量低于阈值电量时，向第二自动导引车发出更换电池的指令。

可选地，在控制所述第二叉臂向上滑动以托起所述第一电池，并将所述第一电池移除于所述第一自动导引车的步骤后，控制所述第二叉臂将所述第一电池放置在预设位置；控制所述第二自动导引车运动至存放有备用电池的电池存放装置，并控制所述第二叉臂伸到所述备用电池的下方；控制所述第二叉臂向上滑动以托起所述备用电池，并将所述备用电池安装到所述第一导引车上。

可选地，所述控制第二自动导引车行进至使得所述第二自动导引车的第二叉臂和第一自动导引车的第一叉臂相互交错的步骤包括：获得所述第一自动导引车的位置信息；根据所述第一自动导引车的位置信息，控制所述第二自动导引车行进至使得所述第二自动导引车的第二叉臂和第一自动导引车的第一叉臂相互交错。

可选地，所述控制所述第二叉臂伸到所述第一自动导引车的第一电池的下方的步骤包括：获取所述第二叉臂的前端到所述第一电池的距离；根据所述第二叉臂的前端到所述电池的距离，控制所述第二自动导引车行进至所述第二叉臂伸到所述第一自动导引车的第一电池的下方。

根据本公开的第三个方面，还提供一种自动导引车，包括：车身主体；货叉，包括间隔设置的两个叉臂，所述货叉可上下滑动地设置在所述车身主体的前端；以及电池，搭设在所述叉臂的后端上方；所述电池能够被另一自动导引车的伸到所述电池下方的叉臂向上托起，以更换所述电池。

可选地，所述叉臂上设置有侧向围挡所述电池的护板，所述护板形成有用于避让另一自动导引车的叉臂的开口部。

可选地，所述护板围成的空间与所述电池的外轮廓的形状相匹配。

可选地，所述货叉上设置有用于电路正负极接口的凸台，所述电池的底部设置有能够与所述凸台电连接的凹槽。

可选地，所述凸台的形状构造为锥体，所述凹槽的形状与所述凸台的形状相匹配。

可选地，所述车身主体的下方设置有用于检测另一自动导引车的叉臂是否伸入到所述电池下方的第一测距传感器。

可选地，所述货叉还包括搭设在所述间隔设置的两个叉臂上的连接部，所述连接部位于所述电池的后方，所述第一测距传感器设置于所述连接部的下方。

可选地，所述叉臂的前端设置有用于检测所述自动导引车的行进路线是否与障碍物干涉的第二测距传感器。

可选地，所述叉臂的前端开设有孔，所述第二测距传感器设置于所述孔内。

可选地，所述自动引导车还包括用于定位所述自动导引车的位置信息的车载导航模块。

可选地，所述货叉还包括固定在所述叉臂后端的用于与所述车身主体连接的安装部，所述安装部可上下滑动地设置在所述车身主体上。

可选地，所述安装部和所述车身主体中的一者设置有滑槽，另一者设置有与所述滑槽相配合的滑轨，所述滑轨上设置有能够沿着所述滑槽的内壁滚动的滚轮。

通过上述技术方案，利用自动导引车自身的作业能力完成对另一辆自动导引车电池的更换，整个换电过程无需人工操作，自动化程度高，且相较于借助外部换电平台的方式，系统结构简单，节省了外部换电平台的建造、场地和维护的成本。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开一种示例性实施方式提供的电池更换系统的示意图；

图2是本公开第二自动导引车的第二叉臂和第一自动导引车的第一叉臂处于相互交错位置的示意图；

图3是本公开第二自动导引车的第二叉臂伸到第一自动导引车的第一电池的下方位置的示意图；

图4是第二自动导引车的第二叉臂向上滑动托起第一电池的示意图；

图5是第二自动导引车将第一电池运离的示意图；

图6是本公开一种示例性实施方式提供的自动导引车的结构示意图；

图7是图6中电池安装位置的局部放大图；

图8是本公开一种示例性实施方式提供的电池的局部示意图；

图9是本公开一种示例性实施方式提供的电池的装配示意图；

图10是本公开一种示例性实施方式提供的自动导引车的分解示意图；

图11是本公开一种示例性实施方式提供的电池更换方法的流程图；

图12是本公开另一种示例性实施方式提供的电池更换方法的流程图；

图13是本公开另一种示例性实施方式提供的电池更换方法的流程图；

图14是本公开另一种示例性实施方式提供的电池更换方法的流程图；

图15是本公开另一种示例性实施方式提供的电池更换方法的流程图；

图16是本公开另一种示例性实施方式提供的电池更换方法的流程图。

附图标记说明

1第一自动导引车 1’第二自动导引车

11第一车身主体 11’第二车身主体

111滑轨 112滚轮

12第一货叉 12’第二货叉

121第一货叉 121’第二叉臂

122安装部 123护板

1231开口部 124凸台

125连接部 126滑槽

13第一电池 13’第二电池

131凹槽 3中控中心

4反光板

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”、“下”通常是指以相应附图的图面为基准定义的，“内”、“外”是指相应部件轮廓的内和外。使用的术语“第一”、“第二”不表示任何顺序及重要性，而是用于区别一个要素与另一个要素。另外，下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。

本公开提供了一种电池更换系统，包括第一自动导引车1和第二自动导引车1’。其中，第一自动导引车1包括：第一车身主体11；第一货叉12，第一货叉12包括间隔设置的两个第一叉臂121，第一货叉121可上下滑动地设置在第一车身主体11的前端；以及第一电池13，第一电池13搭设在第一叉臂121的后端上方。第二自动导引车2包括：第二车身主体11’；第二货叉12’，第二货叉12’包括间隔设置的两个第二叉臂121’，第二货叉12’可上下滑动地设置在第二车身主体11’的前端；以及第二电池13’，第二电池13’搭设在第二叉臂121’的后端上方。本公开中前端和后端是相对于自动导引车的行进方向而言的，自动导引车前进的方向为前端，后退的方向为后端。

该电池更换系统具有电池更换模式，在电池更换模式，第二自动导引车2’行进至使得第一叉臂121和第二叉臂121’相互交错，第二叉臂121伸到第一电池13的下方并托起第一电池13，以将第一电池13移除于所述第一自动导引车1。

自动导引车(AGV)是一种能够以电池为动力，沿着规划好的路径行驶的无人驾驶的自动化车辆。为实现本公开的目的，本公开中的自动导引车为具有叉车功能，或者能够经过简单的改装以具有叉车功能的自动导引车。

利用本公开的电池更换系统，可完全由系统自主控制以完成电池的更换任务，整个过程无需人工操作，提高了电池更换系统的自动化程度。另外，由于电池更换的过程无需借助外部的换电平台，仅利用自动导引车自身的作业能力即可完成对另一辆自动导引车电池的更换，节省了因使用外部换电平台而产生的建造、场地以及维护的成本。

作为一种电池更换系统的可实现的形式，如图1所示，图中最外面的方框表示作业区域，所有操作，例如货物的取放与搬运，自动导引车电池的更换等均在该作业区域内完成。在作业区域内可以设置有中控中心3，以对作业区域内的所有的自动导引车进行统一调配，例如任务的分配，路线的规划，电池的更换等。当作业区域中的第一自动导引车1的电量低于阈值电量时，第一自动导引车1将低电量的信号通过无线传输技术发送给中控中心3。中控中心3接收到第一自动导引车1的更换电池的请求后，可调配作业区域内的任意一辆电量足够的自动导引车。为提高电池更换效率，可调配距离第一自动导引车1最近的自动导引车，例如第二自动导引车1’。

第二自动导引车1’接收到指令后，如图2所示，行进至使得第一叉臂121和第二叉臂121’相互交错的位置，第二自动导引车1’的其中一个第二叉臂121’在行进方向上的位置位于第一自动导引车1的两个第一叉臂121之间。如图3所示，第二自动导引车1’向前行进，使得第二叉臂121能够伸到第一电池13的下方。如图4所示，第二导引车1’的第一叉臂121’向上滑动以托起第一电池13，使第一电池13从第一货叉12上分离，此时，如图5所示，第一电池13被放置在第二导引车1’的第二叉臂121’上。最后，第二导引车1’向后退出，第一电池13被运离第一自动导引车1。

本公开中第一电池13的阈值电量可以根据实际需要进行设定。当第一电池13中的剩余电量已经无法满足需求时，即向中控中心3发出低电量的信号。当然，也可以等到第一电池13完全耗尽时，以致第一自动导引车1停止行进，或者根据现场操作人员的需要随时进行电池的更换。另外，也可以不设置有中控中心3，而是在每一个自动导引车内设置有信号接收/发射和控制模块。当第一自动导引车1处于低电量时，向外发射低电量信号，工作区域内尚未分配任务的电量最充足，或者距离最近的第二自动导引车1’接收到请求信号，控制模块控制第二自动导引车完成上述的电池更换的过程。

应当理解的是，本公开虽然以两台自动导引车作为实例，但并不意味着该系统仅具有两台自动导引车。整个工作区域内的所有的自动导引车均可以接入到本公开的电池更换系统中，从而通过相互协同，完成电池更换的过程。

在本公开的一种实施方式中，如图1所示，电池更换系统还可以包括用于存放备用电池2的电池存放装置，在电池更换模式，第二自动导引车1’行进至电池存放装置，第二叉臂121’伸到备用电池2的下方并托起备用电池2，以将备用电池2更换到第一自动导引车1上。第二自动导引车1’从第一自动导引车1上运离的第一电池13可以先运送到预定位置，预定位置可以是任意指定的用于临时存放低电量电池的位置，后续由操作人员统一运送到充电位置进行充电，或者由第二自动导引车1’直接运送到充电位置，再返回至电池存放装置以搬取备用电池2。

为防止在自动引导车行进的过程中电池出现晃动导致电池接触不良或从自动导引车上滑落，如图6和图7所示，第一叉臂121上设置有侧向围挡第一电池13的护板123，护板123形成有用于避让第二叉臂121’的开口部1231。开口部1231的存在允许当第二自动导引车1’的第二叉臂121’向上滑动时能够顺利地托起第一电池13，而不会与护板123产生干涉。进一步地，护板123围成的空间可以与第一电池13的外轮廓的形状相匹配，以使第一电池13能够牢靠地设置在护板123所围成的空间内，避免因第一电池13在行进的过程中出现晃动导致电池接触不良。

为实现在第二叉臂121’向上滑动并托起第一电池13时，第一电池13能够从第一自动导引车1上分离，如图7-图9所示，第一货叉12上可以设置有用于电路正负极接口的凸台124，第一电池13的底部设置有能够与凸台124电连接的凹槽131。由于凸台124和凹槽131为分体式连接，在第二叉臂121’向上滑动时能够轻易的将第一电池13从第一货叉12上分离。

备用电池2在安装回第一自动导引车1时，相较于第一电池13从第一自动导引车1上分离时，需要更精准的操作，稍有偏差将导致备用电池2无法装回，或者装回后接触不良。为解决上述技术问题，进一步地，凸台124的形状可以构造为锥体，凹槽131的形状与凸台124的形状相匹配。安装备用电池2时，由于凸台124构造为锥形，即凸台124自顶端到底端逐渐变宽的结构起到了引导安装的作用，凹槽131能够顺着凸台124的锥形面滑入，完成安装。另外凸台124也能够配合护板123对电池进行限位，防止电池出现晃动。本公开中，电池可以为单节电池，或者以电池组的形式组成电池箱。

根据本公开的一种实施方式，可以在第一货叉12的下方设置有用于检测第二叉臂121’是否伸入到第一电池13下方的第一测距传感器。进一步地，如图6和图7所示，第一货叉12还可以包括搭设在间隔设置的两个第一叉臂121上的连接部125，连接部125位于第一电池13的后方，第一测距传感器设置于连接部125的下方。在本公开中，第一测距传感器可以为激光测距传感器。连接部125位于第一电池13的后方，从而能够与护板123形成用于围合第一电池13的空间，将第一电池13限制在该空间内以进一步限制第一电池13的晃动。

第一测距传感器可以将测定的阈值设置成当第二自动导引车1’的第二叉臂121’伸出后，伸入到第一电池13的下方的部分足够多，并且距离连接部125有一定的距离。这样，当第二叉臂121’向上滑动能够平稳的将第一电池13托起，并且连接部125不会对第二叉臂121’的向上滑动造成干涉。

根据本公开另一种实施方式，第二叉臂121’的前端可以设置有用于检测第二自动导引车1’的行进路线是否与障碍物干涉的第二测距传感器。当第二自动导引车1’行进至使得第一叉臂121和第二叉臂121’相互交错的位置后，继续向前行进以使其第二叉臂121’伸入到第一电池13下方的过程中，如果第二测距传感器检测到其行进方向上在阈值范围内有物体存在，则第二自动导引车1’停止行进，并发出警报。阈值范围可根据实际情况而定。第二自动导引车1’可以进一步根据第一自动导引车1的位置信息，重新确定其行进的路线，避免与第一自动导引车1或其他障碍物干涉。为安装第二测距传感器，第二叉臂121’的前端可以开设有孔，第二测距传感器设置于孔内。在本公开中，第二测距传感器可以为激光测距传感器。

为确定工作区域内的自动导引车的位置信息，在本公开中，第一自动导引车1和第二自动导引车1’还分别设置有用于定位自动导引车的位置信息的车载导航模块。车载导航传感器可以采用现有相关技术中所常规采用的导航模块，例如激光导航传感器或者磁钉导航，其结构和工作原理在此不作详述。进一步地，当车载导航模块具有激光导航传感器，本公开的电池更换系统还包括用于反射回激光导航传感器所发射激光的反光板4。反光板4可以设置有多个，以提高定位信息的准确性。位置信息可以是该自动导引车在工作区域的横纵坐标。当第一自动导引车1处于低电量状态，向中控中心3发出更换电池的请求，中控中心3将第一自动导引车1的位置信息传递给第二自动导引车1’，第二自动导引车1’可根据该位置信息进行更换电池的操作。当然第一自动导引车1也可以直接将位置信息传递给第二自动导引车1’并下达更换电池的指令。

本公开执行换电操作的自动导引车，例如第二自动导引车1’，为实现其第二叉臂121’能够上下滑动，在本公开中，如图10所示，第二货叉12’还可以包括固定在第二叉臂121’后端的用于与第二车身主体11’连接的安装部122’，安装部122’可上下滑动地设置在第二车身主体11’上。作为一种能够实现安装部122’可滑动地设置在第二车身主体11’的方式，安装部122’和第二车身主体11’中的一者设置有滑槽126’，另一者设置有与滑槽126’相配合的滑轨111’，滑轨111’上设置有能够沿着滑槽126’的内壁滚动的滚轮112’。如图10所示，安装部122’设置有滑槽126’，第二车身主体11’设置有滑轨111’。安装部122’的上下滑动可以由液压机构(图中未示出)驱动，液压机构中油路的循环由电池提供动力。

本公开上述电池更换系统所涉及的第一自动导引车1和第二自动导引车1’可以采用结构相同的设计，即第一自动导引车1和第二自动导引车1’分别既可以作为具有搬运功能的自动导引车使用，又可以同时具有为其他自动导引车更换电池的功能。

根据本公开的第二个方面，如图11所示，还提供了一种可以利用上述系统进行电池更换的方法，包括：步骤102，控制第二自动导引车行进至使得第二自动导引车的第二叉臂和第一自动导引车的第一叉臂相互交错，此时第一自动引导车1和第二自动导引车1’的位置如图2所示；步骤103，控制第二叉臂伸到第一自动导引车的第一电池的下方，此时第一自动引导车1和第二自动导引车1’的位置如图3所示；以及步骤104，控制所第二叉臂向上滑动以托起所述第一电池，并将第一电池移除于第一自动导引车，此时第一自动引导车1和第二自动导引车1’的位置如图4所示。

通过上述方法，电池更换的过程由自动导引车自主完成，无需人工操作，提高了电池更换的自动化程度。另外，由于电池更换的过程无需借助外部换电平台，仅利用自动导引车自身的作业能力即可完成对另一辆自动导引车电池的更换，节省了因使用外部换电平台而产生的建造、场地以及维护的成本。

为实现上述电池更换的方法，在本公开中，第一自动导引车1和第二自动导引车1’的结构可以采用上述电池更换系统中自动导引车的结构，即第一自动导引车1包括：第一车身主体11；第一货叉12，包括间隔设置的两个第一叉臂121，第一货叉12可上下滑动地设置在第一车身主体11的前端；以及第一电池13，搭设在第一叉臂121的后端上方。同样的，第二自动导引车1’包括：第二车身主体11’；第二货叉12’，包括间隔设置的两个第二叉臂121’，第二货叉12’可上下滑动地设置在第二车身主体11’的前端；以及第二电池13’，搭设在第二叉臂121’的后端上方。该第一自动导引车1和第二自动导引车1’具有上述电池更换系统中自动导引车的所有有益效果，在此不再赘述。

进一步地，如图12所示，在控制第二自动导引车行进至使得第二自动导引车的第二叉臂和第一自动导引车的第一叉臂相互交错的步骤之前，还包括步骤101，当第一电池的电量低于阈值电量时，向第二自动导引车发出更换电池的指令。该第一自动导引车1发出的低电量的信号可通过无线传输技术发送给更换系统中的中控中心3，或者直接发送给第二自动导引车1’。再由中控中心3或者第二自动导引车1’内的控制装置控制第二自动导引车1’行进以更换电池。阈值电量可以根据实际设定，可在第一自动导引车1’内设置用于检测实际剩余电量的检测器，将检测器将测到的实际剩余电量与预先设定的阈值电量进行比较，当实际剩余电量低于阈值电量时，向第二自动导引车1’发出更换电池的指令。

如图13所示，在控制第二叉臂向上滑动以托起第一电池，并将第一电池移除于第一自动导引车的步骤后，还包括步骤105，控制第二叉臂将第一电池放置在预设位置；步骤106，控制第二自动导引车运动至存放有备用电池的电池存放装置，并控制第二叉臂伸到备用电池的下方；以及步骤107，控制第二叉臂向上滑动以托起备用电池，并将备用电池安装到第一导引车上。如图5所示，第一电池132转移至第二自动导引车1’的第二叉臂121’上，第二自动导引车1’将第一电池13运离，以放置在预设位置。该预设位置可以是低电量电池集中存放处或者电池充电处。

第二自动导引车1’将低电量的第一电池13放置在预设位置后，行进至电池存放装置以获取电量充足的备用电池2。第二自动导引车1’带着备用电池2重新回到第二自动导引车1’的第二叉臂121’和第一自动导引车1的第一叉臂121相互交错的位置，控制第二叉臂121’伸出使备用电池2大致处于第一自动导引车1的电池安装处的上方。第二自动导引车1的第二叉臂121’向下滑动，将备用电池2放置在第一自动导引车1的电池安装处，备用电池2依靠电池上的凹槽和第一自动导引车1上的锥形的凸台124引导备用电池2安装在正确的位置。

根据本公开的一种实施方式，如图14所示，控制第二自动导引车行进至使得第二自动导引车的第二叉臂和第一自动导引车的第一叉臂相互交错的步骤包括：步骤1021，获得第一自动导引车的位置信息；步骤1022，根据第一自动导引车的位置信息，控制第二自动导引车行进至使得第二自动导引车的第二叉臂和第一自动导引车的第一叉臂相互交错。第一自动导引车1的位置信息可根据设置于第一自动导引车1上的激光导航传感器与电池更换系统中的反光板4协同，确定第一自动导引车1在工作区域中的精确位置信息。根据该精确位置信息，控制第二自动导引车1’的行进路线。

根据本公开的另一种实施方式，如图15所示，控制第二叉臂伸到第一自动导引车的第一电池的下方的步骤包括：步骤1031，获取第二叉臂的前端到第一电池的距离；根据第二叉臂的前端到电池的距离，控制第二自动导引车行进至第二叉臂伸到第一自动导引车的第一电池的下方。第二叉臂121的前端到第一电池13的距离可利用设置在第一货叉12的下方的第一测距传感器进行检测，第二叉臂121’在伸出时能够有足够的部分位于第一电池13的下方。

下面结合图16示例性地介绍根据本公开提供的一种可以完整实施的电池更换方法，该方法可以依次包括如下步骤：步骤101，当第一电池的电量低于阈值电量时，向第二自动导引车发出更换电池的指令；步骤1021，获得第一自动导引车的位置信息；步骤1022，根据第一自动导引车的位置信息，控制第二自动导引车行进至使得第二自动导引车的第二叉臂和第一自动导引车的第一叉臂相互交错；步骤1031，获取第二叉臂的前端到第一电池的距离；步骤1032，根据第二叉臂的前端到电池的距离，所述第二自动导引车行进至第二叉臂伸到第一自动导引车的第一电池的下方；步骤104，控制第二叉臂向上滑动以托起第一电池，并将第一电池移除于第一自动导引车；步骤105，控制第二叉臂将第一电池放置在预设位置；步骤106，控制第二自动导引车运动至存放有备用电池的电池存放装置，并控制第二叉臂伸到备用电池的下方；步骤107，控制第二叉臂向上滑动以托起备用电池，并将备用电池安装到第一导引车上。上述过程仅为完整实施本公开的电池更换方法的多种实施方式之一，其他实施方式可以根据实际需要及本公开的前述内容进行调整。

根据本公开的第三个方面，还提供了一种自动导引车。以下仅以第一自动导引车1为例进行说明。如图2所示，本公开的自动导引车包括：车身主体11；货叉12，包括间隔设置的两个叉臂121，货叉12可上下滑动地设置在车身主体11的前端；以及电池13，搭设在叉臂121的后端上方；电池13能够被另一自动导引车的伸到电池13下方的叉臂121向上托起，以更换电池13。

在本公开中，如图6和图7所示，叉臂121上设置有侧向围挡电池13的护板123，护板123形成有用于避让另一自动导引车的叉臂121的开口部1231。进一步地，护板123围成的空间与电池13的外轮廓的形状相匹配。

在本公开中如图7-图9所示，货叉12上设置有用于电路正负极接口的凸台124，电池13的底部设置有能够与凸台124电连接的凹槽131。进一步地，凸台124的形状构造为锥体，凹槽131的形状与凸台124的形状相匹配。

车身主体11的下方可以设置有用于检测另一自动导引车的叉臂121是否伸入到电池13下方的第一测距传感器。进一步地，货叉12还可以包括搭设在间隔设置的两个叉臂121上的连接部125，连接部125位于电池13的后方，第一测距传感器设置于连接部125的下方。

叉臂121的前端设置有用于检测自动导引车的行进路线是否与障碍物干涉的第二测距传感器。进一步地，叉臂121的前端开设有孔，第二测距传感器设置于所述孔内。

自动引导车还包括用于定位自动导引车的位置信息的车载导航模块。

在本公开中，如图10所示，货叉12还可以包括固定在叉臂121后端的用于与车身主体11连接的安装部122，安装部122可上下滑动地设置在车身主体11上。进一步地，安装部122和车身主体11中的一者设置有滑槽126，另一者设置有与滑槽126相配合的滑轨111，所述滑轨111上设置有能够沿着滑槽126的内壁滚动的滚轮112。

本公开自动导引车所具有的有益效果已经在上述介绍电池更换系统以及电池更换方法时详细阐述，在此不再赘述。

应当理解的是，本公开的第二自动导引车1’结构可以与上述第一自动导引车1相同，即第一自动导引车1和第二自动导引车1’分别既可以作为具有搬运功能的自动导引车使用，又可以同时具有为其他自动导引车更换电池的功能。当然，本公开中第一自动导引车1和第二自动导引车1’还可以具有不同的结构，例如第一自动导引车1可以具有上述自动导引车的结构和功能，第二自动导引车1’可以仅具有第二叉臂121’能够上下滑动的功能，即第二自动导引车1’仅被配置为专门用于更换电池。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (32)

1.一种电池更换系统，其特征在于，包括第一自动导引车（1）和第二自动导引车（1’）；

所述第一自动导引车（1）包括：

第一车身主体（11）；

第一货叉（12），包括间隔设置的两个第一叉臂（121），所述第一货叉（12）可上下滑动地设置在所述第一车身主体（11）的前端；以及

第一电池（13），搭设在所述第一叉臂（121）的后端上方；

所述第二自动导引车（1’）包括：

第二车身主体（11’）；

第二货叉（12’），包括间隔设置的两个第二叉臂（121’），所述第二货叉（12’）可上下滑动地设置在所述第二车身主体（11’）的前端；以及

第二电池（13’），搭设在所述第二叉臂（121’）的后端上方；

所述系统具有电池更换模式，在所述电池更换模式，第二自动导引车（1’）行进至使得所述第一叉臂（121）和所述第二叉臂（121’）相互交错，所述第二叉臂（121’）伸到所述第一电池（13）的下方并托起所述第一电池（13），以将所述第一电池（13）移除于所述第一自动导引车（1）。

2.根据权利要求1所述的电池更换系统，其特征在于，还包括用于存放备用电池（2）的电池存放装置，在所述电池更换模式，所述第二自动导引车（1’）行进至所述电池存放装置，所述第二叉臂（121’）伸到所述备用电池（2）的下方并托起所述备用电池（2），以将所述备用电池（2）更换到所述第一自动导引车（1）上。

3.根据权利要求1所述的电池更换系统，其特征在于，所述第一叉臂（121）上设置有侧向围挡所述第一电池（13）的护板（123），所述护板（123）形成有用于避让所述第二叉臂（121’）的开口部（1231）。

4.根据权利要求3所述的电池更换系统，其特征在于，所述护板（123）围成的空间与所述第一电池（13）的外轮廓的形状相匹配。

5.根据权利要求1所述的电池更换系统，其特征在于，所述第一货叉（12）上设置有用于电路正负极接口的凸台（124），所述第一电池（13）的底部设置有能够与所述凸台（124）电连接的凹槽（131）。

6.根据权利要求5所述的电池更换系统，其特征在于，所述凸台（124）的形状构造为锥体，所述凹槽（131）的形状与所述凸台（124）的形状相匹配。

7.根据权利要求1所述的电池更换系统，其特征在于，所述第一货叉（12）的下方设置有用于检测第二叉臂（121’）是否伸入到所述第一电池（13）下方的第一测距传感器。

8.根据权利要求7所述的电池更换系统，其特征在于，所述第一货叉（12）还包括搭设在所述间隔设置的两个第一叉臂（121）上的连接部（125），所述连接部（125）位于所述第一电池（13）的后方，所述第一测距传感器设置于所述连接部（125）的下方。

9.根据权利要求1所述的电池更换系统，其特征在于，所述第二叉臂（121’）的前端设置有用于检测所述第二自动导引车（1’）的行进路线是否与障碍物干涉的第二测距传感器。

10.根据权利要求9所述的电池更换系统，其特征在于，所述第二叉臂（121’）的前端开设有孔，所述第二测距传感器设置于所述孔内。

11.根据权利要求1所述的电池更换系统，其特征在于，所述第一自动导引车（1）和所述第二自动导引车（1’）还分别设置有用于定位所述第一自动导引车（1）和所述第二自动导引车（1’）的位置信息的车载导航模块。

12.根据权利要求11所述的电池更换系统，其特征在于，所述车载导航模块具有激光导航传感器，所述电池更换系统还包括用于反射回所述激光导航传感器所发射激光的反光板（4）。

13.根据权利要求1所述的电池更换系统，其特征在于，所述第二货叉（12’）还包括固定在所述第二叉臂（121’）后端的用于与所述第二车身主体（11’）连接的安装部（122’），所述安装部（122’）可上下滑动地设置在所述第二车身主体（11’）上。

14.根据权利要求13所述的电池更换系统，其特征在于，所述安装部（122’）和所述第二车身主体（11’）中的一者设置有滑槽（126’），另一者设置有与所述滑槽（126’）相配合的滑轨（111’），所述滑轨（111’）上设置有能够沿着所述滑槽（126’）的内壁滚动的滚轮（112’）。

15.根据权利要求1-14中任一项所述的电池更换系统，其特征在于，所述第一自动导引车（1）和所述第二自动导引车（1’）的结构相同。

16.一种电池更换方法，其特征在于，包括：

控制第二自动导引车行进至使得所述第二自动导引车的第二叉臂和第一自动导引车的第一叉臂相互交错；

控制所述第二叉臂伸到所述第一自动导引车的第一电池的下方；

控制所述第二叉臂向上滑动以托起所述第一电池，并将所述第一电池移除于所述第一自动导引车；其中，

所述第一自动导引车（1）包括：

第一车身主体（11）；

第一货叉（12），包括间隔设置的两个第一叉臂（121），所述第一货叉（12）可上下滑动地设置在所述第一车身主体（11）的前端；以及

第一电池（13），搭设在所述第一叉臂（121）的后端上方；

所述第二自动导引车（1’）包括：

第二车身主体（11’）；

第二货叉（12’），包括间隔设置的两个第二叉臂（121’），所述第二货叉（12’）可上下滑动地设置在所述第二车身主体（11’）的前端；以及

第二电池（13’），搭设在所述第二叉臂（121’）的后端上方。

17.根据权利要求16所述的电池更换方法，其特征在于，在控制第二自动导引车行进至使得所述第二自动导引车的第二叉臂和第一自动导引车的第一叉臂相互交错的步骤之前，

当第一电池的电量低于阈值电量时，向第二自动导引车发出更换电池的指令。

18.根据权利要求16所述的电池更换方法，其特征在于，在控制所述第二叉臂向上滑动以托起所述第一电池，并将所述第一电池移除于所述第一自动导引车的步骤后，

控制所述第二叉臂将所述第一电池放置在预设位置；

控制所述第二自动导引车运动至存放有备用电池的电池存放装置，并控制所述第二叉臂伸到所述备用电池的下方；

控制所述第二叉臂向上滑动以托起所述备用电池，并将所述备用电池安装到所述第一自动导引车上。

19.根据权利要求16所述的电池更换方法，其特征在于，所述控制第二自动导引车行进至使得所述第二自动导引车的第二叉臂和第一自动导引车的第一叉臂相互交错的步骤包括：

获得所述第一自动导引车的位置信息；

根据所述第一自动导引车的位置信息，控制所述第二自动导引车行进至使得所述第二自动导引车的第二叉臂和第一自动导引车的第一叉臂相互交错。

20.根据权利要求16所述的电池更换方法，其特征在于，所述控制所述第二叉臂伸到所述第一自动导引车的第一电池的下方的步骤包括：

获取所述第二叉臂的前端到所述第一电池的距离；

根据所述第二叉臂的前端到所述电池的距离，控制所述第二自动导引车行进至所述第二叉臂伸到所述第一自动导引车的第一电池的下方。

21.一种自动导引车，其特征在于，包括：

车身主体（11）；

货叉（12），包括间隔设置的两个叉臂，所述货叉（12）可上下滑动地设置在所述车身主体（11）的前端；以及

电池（13），搭设在所述叉臂的后端上方；

所述自动导引车配置成能够应用于权利要求1-15中任一项的所述电池更换系统，所述电池更换系统包括至少两辆具有相同构造的所述自动导引车，以具有电池更换模式，其中，第一辆所述自动导引车的叉臂为第一叉臂，第二辆所述自动导引车的叉臂为第二叉臂，在所述电池更换模式，第二辆所述自动导引车行进至使得所述第二叉臂与第一辆所述自动导引车的所述第一叉臂相互交错，并使得所述第二叉臂能够伸到第一辆所述自动导引车的所述电池（13）的下方并托起所述电池（13），以将所述电池（13）移除于第一辆所述自动导引车。

22.根据权利要求21所述的自动导引车，其特征在于，所述第一叉臂上设置有侧向围挡所述电池（13）的护板（123），所述护板（123）形成有用于避让第二辆所述自动导引车的所述第二叉臂的开口部（1231）。

23.根据权利要求22所述的自动导引车，其特征在于，所述护板（123）围成的空间与所述电池（13）的外轮廓的形状相匹配。

24.根据权利要求21所述的自动导引车，其特征在于，所述货叉（12）上设置有用于电路正负极接口的凸台（124），所述电池（13）的底部设置有能够与所述凸台（124）电连接的凹槽（131）。

25.根据权利要求24所述的自动导引车，其特征在于，所述凸台（124）的形状构造为锥体，所述凹槽（131）的形状与所述凸台（124）的形状相匹配。

26.根据权利要求21所述的自动导引车，其特征在于，第一辆所述自动导引车的所述车身主体（11）的下方设置有用于检测第二辆所述自动导引车的所述第二叉臂是否伸入到所述电池（13）下方的第一测距传感器。

27.根据权利要求26所述的自动导引车，其特征在于，所述货叉（12）还包括搭设在间隔设置的两个所述第一叉臂上的连接部（125），所述连接部（125）位于所述电池（13）的后方，所述第一测距传感器设置于所述连接部（125）的下方。

28.根据权利要求21所述的自动导引车，其特征在于，所述第一叉臂的前端设置有用于检测所述自动导引车的行进路线是否与障碍物干涉的第二测距传感器。

29.根据权利要求28所述的自动导引车，其特征在于，所述第一叉臂的前端开设有孔，所述第二测距传感器设置于所述孔内。

30.根据权利要求21所述的自动导引车，其特征在于，所述自动导引车还包括用于定位所述自动导引车的位置信息的车载导航模块。

31.根据权利要求21所述的自动导引车，其特征在于，所述货叉（12）还包括固定在所述第一叉臂后端的用于与所述车身主体（11）连接的安装部（122），所述安装部（122）可上下滑动地设置在所述车身主体（11）上。

32.根据权利要求31所述的自动导引车，其特征在于，所述安装部（122）和所述车身主体（11）中的一者设置有滑槽（126），另一者设置有与所述滑槽（126）相配合的滑轨（111），所述滑轨（111）上设置有能够沿着所述滑槽（126）的内壁滚动的滚轮（112）。

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