CN112572639B - 自动更换电池装置和自动导引运输车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种自动更换电池装置和自动导引运输车，自动更换电池装置包括：承载部件，承载部件用于承载电池；移动部件，移动部件沿预设方向可移动地设置在车本体上，移动部件与承载部件可拆卸地连接；第一驱动部件，第一驱动部件与移动部件驱动连接，以通过驱动移动部件带动承载部件相对于车本体运动。本发明的自动更换电池装置解决了现有技术中的AGV自动导引运输车的更换电池的方式无人化程度较低的问题。

Description

自动更换电池装置和自动导引运输车
技术领域
本发明涉及自动导引运输车领域，具体而言，涉及一种自动更换电池装置和自动导引运输车。
背景技术
现有技术中的AGV(也称自动导引运输车或无人搬运车)的充电方式有两种，一是自动充电，其优势在于不需要人工参与，但是AGV所需的充充电时间较长，当AGV电池的电量快要用完时(一般的AGV的正常工作时间为6～8小时)，需要停机充电1～2小时，AGV在停机充电时无法实施配送任务，从而导致AGV利用率较低，二是手动充电，即人工更换电池，这种方法要人工参与，其无人化程度较低。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种自动更换电池装置和自动导引运输车，以解决现有技术中的AGV自动导引运输车的更换电池的方式无人化程度较低的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种自动更换电池装置，包括：承载部件，承载部件用于承载电池；移动部件，移动部件沿预设方向可移动地设置在车本体上，移动部件与承载部件可拆卸地连接；第一驱动部件，第一驱动部件与移动部件驱动连接，以通过驱动移动部件带动承载部件相对于车本体运动。
进一步地，移动部件包括移动主体和齿轮，齿轮可转动地设置在移动主体上，第一驱动部件与齿轮传动连接；自动更换电池装置还包括与齿轮相啮合的齿条，齿条设置在车本体上，齿条的延伸方向平行于预设方向，第一驱动部件通过驱动齿轮转动以使齿轮带动移动主体沿齿条移动，以带动承载部件相对于车本体沿预设方向移动。
进一步地，自动更换电池装置还包括导向组件，导向组件包括：导轨，导轨设置在车本体上，导轨的延伸方向平行于预设方向；滑块，滑块可滑动地设置在导轨上，滑块设置在移动部件上。
进一步地，自动更换电池装置还包括：伸缩部件，伸缩部件的一端与移动部件连接；承载部件上设置有与伸缩部件配合的卡槽，以使伸缩部件的另一端插入卡槽内或由卡槽内离开，以使承载部件和移动部件连接或分离。
进一步地，自动更换电池装置还包括第二驱动部件，第二驱动部件与伸缩部件驱动连接，以驱动伸缩部件沿靠近或远离卡槽的方向移动。
进一步地，承载部件还包括供电插口，供电插口的一端与电池电连接，电池通过供电插口为自动更换电池装置的运动提供电能。
进一步地，承载部件包括安装腔和与安装腔连通的开口部，安装腔用于容纳电池。
进一步地，承载部件为多个，多个承载部件与多个电池一一对应地设置，以在更换电池的同时更换承载部件。
进一步地，自动更换电池装置还包括多个移动轮，多个移动轮设置在承载部件的底部。
根据本发明的另一方面，提供了一种自动导引运输车，包括车本体，自动导引运输车还包括设置在车本体上的自动更换电池装置，自动更换电池装置为上述的自动更换电池装置。
应用本发明的技术方案，本发明的自动更换电池装置，通过设置第一驱动部件(图中未示出)驱动移动部件移动，以带动承载部件相对于车本体运动，从而对自动导引运输车的电池进行更换，这样能够减少自动导引运输车的充电时间，提高自动导引运输车的使用率，减少人工干预，使得自动导引运输车能够无人化快速更换电池，解决了现有技术中的AGV自动导引运输车的更换电池的方式无人化程度较低的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明的自动导引运输车的实施例的结构示意图；
图2示出了根据本发明的自动更换电池装置的实施例全部位于车本体之内的结构示意图(不包括车本体)；
图3示出了图2所示的自动更换电池装置的承载部件位于车本体之外的结构示意图(不包括车本体)；
图4示出了图2所示的自动更换电池装置的移动部件和导向组件的组装示意图
图5示出了图2所示的自动更换电池装置的承载部件的结构示意图；以及
图6示出了图5所示的承载部件安装有移动轮和电池时的组装示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
100、车本体；101、支撑板；200、自动更换电池装置；1、承载部件；10、安装腔；11、卡槽；12、供电插口；2、移动部件；20、移动主体；21、齿轮；3、齿条；4、导向组件；41、导轨；42、滑块；5、伸缩部件；6、移动轮；300、电池。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1至图6所示，本发明提供了一种自动更换电池装置，包括：承载部件1，承载部件1用于承载电池300；移动部件2，移动部件2沿预设方向可移动地设置在车本体100上，移动部件2与承载部件1可拆卸地连接；第一驱动部件，第一驱动部件与移动部件2驱动连接，以通过驱动移动部件2带动承载部件1相对于车本体100运动。
本发明的自动更换电池装置，通过设置第一驱动部件(图中未示出)驱动移动部件2移动，以带动承载部件1相对于车本体100运动，从而对自动导引运输车的电池300进行更换，这样能够减少自动导引运输车的充电时间，提高自动导引运输车的使用率，减少人工干预，使得自动导引运输车能够无人化快速更换电池，解决了现有技术中的AGV自动导引运输车的更换电池的方式无人化程度较低的问题。
利用本发明的自动更换电池装置，当自动导引运输车的电池300的电量低于20％时，自动导引运输车行驶至电池更换区域更换电池300，更换电池300的时间约为1分钟。
具体地，预设方向为图1中的A-A方向。
如图2至图4所示，移动部件2包括移动主体20和齿轮21，齿轮21可转动地设置在移动主体20上，第一驱动部件与齿轮21传动连接；自动更换电池装置还包括与齿轮21相啮合的齿条3，齿条3设置在车本体100上，齿条3的延伸方向平行于预设方向，第一驱动部件通过驱动齿轮21转动以使齿轮21带动移动主体20沿齿条3移动，以带动承载部件1相对于车本体100沿预设方向移动。
具体地，第一驱动部件为驱动电机，第一驱动部件设置在移动主体20内部并与移动主体20上的齿轮21驱动连接，以驱动齿轮21转动并沿齿条3移动，以使移动主体20沿预设方向移动，从而带动承载部件1沿预设方向移动，使承载部件1由车本体100内部移动至车本体100外部或由车本体100外部移动至车本体100内部。
本发明的自动更换电池装置包括两个齿轮21和两个齿条3，两个齿轮21分别与两个齿条对应设置，两个齿轮21分别固定在移动部件2的相对两侧，两个齿条3固定设置在车本体100的支撑板101上，且位于移动主体20的相对两侧与相应的齿轮21之间啮合传动，以使齿轮21在转动的同时能沿齿条3移动，将第一驱动部件的旋转运动转化为移动部件2的直线运动。
优选地，自动更换电池装置还包括导向组件4，导向组件4包括：导轨41，导轨41设置在车本体100上，导轨41的延伸方向平行于预设方向；滑块42，滑块42可滑动地设置在导轨41上，滑块42设置在移动部件2上。
本发明的自动更换电池装置包括两个导向组件4，两个导向组件4的导轨41与各自的滑块42之间均滑动连接，两个导轨41分别固定在车本体100的容纳腔沿水平方向相对设置的两个侧板上，两个滑块42分别固定在移动部件2的相对两侧，两个导轨41平行于两个齿条3设置，以在齿轮21带动移动部件2移动时，对移动部件2起到导向作用，保证移动部件2的运动不会发生偏移。
如图2至图4所示，自动更换电池装置还包括：伸缩部件5，伸缩部件5的一端与移动部件2连接；承载部件1上设置有与伸缩部件5配合的卡槽11，以使伸缩部件5的另一端插入卡槽11内或由卡槽11内离开，以使承载部件1和移动部件2连接或分离。
具体地，伸缩部件5为伸缩杆，伸缩部件5位于移动部件2靠近承载部件1的一侧，以用于插入承载部件1的卡槽11内，使承载部件1和移动部件2相连接，或者由卡槽11内离开缩回，使承载部件1和移动部件2相分离，通过伸缩部件5和卡槽11的设置，实现了承载部件1和移动部件2之间的可拆卸地连接。
具体地，自动更换电池装置还包括第二驱动部件，第二驱动部件与伸缩部件5驱动连接，以驱动伸缩部件5沿靠近或远离卡槽11的方向移动。
具体地，第二驱动部件(图中未示出)为直线电机，第二驱动部件设置在移动部件2上，直线电机的输出轴与伸缩部件5驱动连接，以驱动伸缩部件5的伸缩。
如图5所示，承载部件1还包括供电插口12，供电插口12的一端与电池300电连接，电池300通过供电插口12为自动更换电池装置的运动提供电能。承载部件1的供电插口12用于与移动部件2的电源输入端相连，以向移动部件2的电能储存装置提供电能，移动部件2的电能储存装置用于向第一驱动部件和第二驱动部件提供电能，以在移动部件2和承载部件1分离时，第一驱动部件和第二驱动部件也能运动。
如图5所示，承载部件1包括安装腔10和与安装腔10连通的开口部，安装腔10用于容纳电池300。
优选地，承载部件1为多个，多个承载部件1与多个电池300一一对应地设置，以在更换电池300的同时更换承载部件1。
如图6所示，自动更换电池装置还包括多个移动轮6，多个移动轮6设置在承载部件1的底部。多个移动轮6的设置使承载部件1能够在其支撑基面上滚动而非滑动，减小了承载部件1移动时的摩擦损耗。
本发明还提供了一种自动导引运输车，包括车本体100，自动导引运输车还包括设置在车本体100上的自动更换电池装置200，自动更换电池装置200为上述的自动更换电池装置。
车本体100上设置有容纳腔，用于容纳自动更换电池装置200，容纳腔的开口设置在车本体100的侧面，容纳腔由矩形的底板和围绕在底板周围的四个侧板组成，四个侧板包括位于容纳腔靠近支撑基面一侧的支撑板101，自动更换电池装置200的两个齿条3均设置在支撑板101上，两个导轨41分别设置在沿水平方向相对设置的两个侧板上。
具体地，预设方向即为容纳腔的底部和开口之间的延伸方向，承载部件1和移动部件2沿车本体100的容纳腔的延伸方向可移动地设置。
本发明的具有自动更换电池装置200的自动导引运输车的更换电池的过程如下：
如图1和图2所示，自动更换电池装置处于初始状态，当自动导引运输车的电池的电量少于20％时，自动导引运输车行驶至更换电池区域进行更换电池的动作。
当自动导引运输车到达相应位置并发出更换电池的指令时，第一驱动部件运转，驱动齿轮21旋转，通过齿轮21与齿条3的配合作用以及滑块42与导轨41之间的导向作用，自动更换电池装置将装有低电量的电池300的承载部件1推出至车本体100外。
如图3所示，当装有低电量的电池300的承载部件1被推出至位于车本体100的外部的电池推车(图中未示出)上时，第二驱动部件驱动伸缩部件5向上缩回，直至伸缩部件5与卡槽11完全脱离，以使移动部件2和承载部件1相分离。
当移动部件2和承载部件1分离后，第一驱动部件反向转动以带动自动更换电池装置(除承载部件1外)从外部返回车本体100的容纳腔内。
然后，接着自动导引运输车向前移动预定距离(约为一个电池推车的宽度)，到达装有满电量的电池300的承载部件1旁边，以进行更换电池的动作。
当自动导引运输车到达装有满电量的电池300的承载部件1旁边后，第一驱动部件驱动齿轮21旋转，通过齿轮21与齿条3的配合作用以及滑块42与导轨41之间的导向作用，自动更换电池装置实现从车本体100伸出，直至伸缩部件5到达承载部件1的卡槽11的正上方，接着第二驱动部件驱动伸缩部件5向下伸出至卡槽11内，以使移动部件2和承载部件1相连接。
最后，第一驱动部件反转以带动自动更换电池装置(包括装有满电量的电池300的承载部件1)从外部返回车本体100的容纳腔内，完成更换电池300的动作。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
本发明的自动更换电池装置，通过设置第一驱动部件(图中未示出)驱动移动部件2移动，以带动承载部件1相对于车本体100运动，从而对自动导引运输车的电池300进行更换，这样能够减少自动导引运输车的充电时间，提高自动导引运输车的使用率，减少人工干预，使得自动导引运输车能够无人化快速更换电池，解决了现有技术中的AGV自动导引运输车的更换电池的方式无人化程度较低的问题。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种自动更换电池装置，其特征在于，包括：
承载部件（1），所述承载部件（1）用于承载电池（300）；
移动部件（2），所述移动部件（2）沿预设方向可移动地设置在车本体（100）上，所述移动部件（2）与所述承载部件（1）可拆卸地连接；
第一驱动部件，所述第一驱动部件与所述移动部件（2）驱动连接，以通过驱动所述移动部件（2）带动所述承载部件（1）相对于所述车本体（100）运动；
伸缩部件（5），所述伸缩部件（5）的一端与所述移动部件（2）连接；所述承载部件（1）上设置有与所述伸缩部件（5）配合的卡槽（11），以使所述伸缩部件（5）的另一端插入所述卡槽（11）内或由所述卡槽（11）内离开，以使所述承载部件（1）和所述移动部件（2）连接或分离；
第二驱动部件，所述第二驱动部件与所述伸缩部件（5）驱动连接，以驱动所述伸缩部件（5）沿靠近或远离所述卡槽（11）的方向移动；
所述移动部件（2）包括移动主体（20）和齿轮（21），所述齿轮（21）可转动地设置在所述移动主体（20）上，所述第一驱动部件与所述齿轮（21）传动连接；
所述自动更换电池装置还包括与所述齿轮（21）相啮合的齿条（3），所述齿条（3）设置在所述车本体（100）上，所述齿条（3）的延伸方向平行于所述预设方向，所述第一驱动部件通过驱动所述齿轮（21）转动以使所述齿轮（21）带动所述移动主体（20）沿所述齿条（3）移动，以带动所述承载部件（1）相对于所述车本体（100）沿预设方向移动。
2.根据权利要求1所述的自动更换电池装置，其特征在于，所述自动更换电池装置还包括导向组件（4），所述导向组件（4）包括：
导轨（41），所述导轨（41）设置在所述车本体（100）上，所述导轨（41）的延伸方向平行于所述预设方向；
滑块（42），所述滑块（42）可滑动地设置在所述导轨（41）上，所述滑块（42）设置在所述移动部件（2）上。
3.根据权利要求1所述的自动更换电池装置，其特征在于，所述承载部件（1）还包括供电插口（12），所述供电插口（12）的一端与电池（300）电连接，所述电池（300）通过所述供电插口（12）为所述自动更换电池装置的运动提供电能。
4.根据权利要求1所述的自动更换电池装置，其特征在于，所述承载部件（1）包括安装腔（10）和与所述安装腔（10）连通的开口部，所述安装腔（10）用于容纳电池（300）。
5.根据权利要求1所述的自动更换电池装置，其特征在于，所述承载部件（1）为多个，多个所述承载部件（1）与多个所述电池（300）一一对应地设置，以在更换所述电池（300）的同时更换所述承载部件（1）。
6.根据权利要求1所述的自动更换电池装置，其特征在于，所述自动更换电池装置还包括多个移动轮（6），所述多个移动轮（6）设置在所述承载部件（1）的底部。
7.一种自动导引运输车，包括车本体（100），其特征在于，所述自动导引运输车还包括设置在所述车本体（100）上的自动更换电池装置（200），所述自动更换电池装置（200）为权利要求1至6中任一项所述的自动更换电池装置。
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