CN113146657A - 一种基于ai机器人的自动更换智能设备的系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种基于AI机器人的自动更换智能设备的系统及方法，包括AI机器人、智能设备、设备基站和系统服务器，AI机器人包括负载背板、行走模块、第一充电端子、传感器模块和第一通信模块，智能设备包括第一卡孔、第二卡孔、滑条和第二充电端子，第一卡孔、第二卡孔分别用于与AI机器人和设备基站之间的锁紧，设备基站包括设备支架、滑轨、限位固定件、第一充电头、第二充电头和第三通信模块，滑轨与滑条的配合使智能设备可进出设备基站。本发明可实现AI机器人根据任务指令的不同自动更换各种不同类型的智能设备，使同一台机器人可执行不同的任务，极大程度深化了各种AI生活场景的应用，优化AI机器人在无人干预下的整体工作质量。

Description

一种基于AI机器人的自动更换智能设备的系统及方法

技术领域

本发明涉及自动更换智能设备领域，尤其涉及一种基于AI机器人的自动更换智能设备的系统及方法

背景技术

近年，AI机器人在工业领域担当越来越重要的角色，其在提升生产效率的同时也降低了人力成本和风险。我国人工智能在很多专业领域更是达到全球领先水平，从AI深度学习算法、跨系统协同延伸至机械硬件配套，都有着飞速的发展，而国家对智能制造领域的政策扶持，在大幅提升深化供给侧结构性改革中发挥着重要作用。

目前，AI机器人(实体智能机器人)的商业化正往两个方向发展：一是将AI机器人的能力往极致化、拟人化的方向提升；二是将低端的AI机器人进行商品化。但目前市场上低端AI机器人的通病就是功能单一、学习能力有限而兼容度较低。上述两个主要发展方向均有共同的缺陷，AI机器人执行的任务功能往往比较单一，一种机器人对应一种功能，如专门用于消毒的机器人、专门用于探测的机器人等，无法按实际应用环境的需要通过更换机器人上搭载的设备功能模块来满足多变的任务需求。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，提供一种AI机器人个体或AI机器人群体按任务指令自动更换各种类型的智能设备的系统及方法，可适应系统内任务的变化，根据系统分派的任务需求，通过自动更换相应的智能设备来使机器人多功能化，实现使用场景内无人干预的智能运作状态。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种基于AI机器人的自动更换智能设备的系统，包括AI机器人、智能设备、设备基站和系统服务器，系统内可有多台AI机器人、多台智能设备和多个设备基站。设备基站可对接任一类型的智能设备，可为任一类型的智能设备和AI机器人充电；AI机器人可任意对接所有的智能设备和设备基站，当AI机器人与智能设备结合时，可根据智能设备的类型执行相应的任务，也可当智能设备欠电时将智能设备搬运至设备基站进行充电。

所述AI机器人包括机器人本体及设置在所述机器人本体上的负载背板、行走模块、第一充电端子、传感器模块和第一通信模块；所述负载背板用于负载所述智能设备，负载背板在机器人本体上的高度与智能设备在设备基站上的高度相适配，方便AI机器人在设备基站上安装或拆卸智能设备，负载背板上设置有与所述智能设备相匹配的自动卡扣，用于实现智能设备在负载背板上的固定，从而使AI机器人负载智能设备执行相应任务；所述行走模块用于AI机器人的行走，包括负载智能设备执行相应任务，以及通过机器人的行走将固定负载在背板上的智能设备推入所述设备基站中或从设备基站上卸下智能设备；所述传感器模块用于AI机器人行走中的障碍物探测，以及更换智能设备时的定位，传感器模块可包括激光雷达、摄像头等；所述第一通信模块用于AI机器人与所述设备基站、智能设备和系统服务器通信。AI机器人上的处理器用于控制AI机器人的行走、数据处理和运算。AI机器人上还可设置有触控屏，方便于查看设备状态、参数设置和任务分配。

所述智能设备用于根据其设计功能结合AI机器人执行相应任务，其包括第一卡孔、第二卡孔、滑条、第二充电端子和第二通信模块，所述第一卡孔与AI机器人上的所述自动卡扣相配合，自动卡扣卡紧在第一卡孔内则智能设备锁定在AI机器人上，自动卡扣松开则智能设备与AI机器人脱开；两条所述的滑条对称地设置在所述智能设备上，AI机器人上的所述负载背板负载智能设备时所述滑条处于水平位置，以利于智能设备水平滑入所述设备基站中。所述第二卡孔竖直贯通设置在所述滑条上，用于与设备基站之间的锁紧；第二通信模块用于与AI机器人、设备基站和系统服务器通信。通过在智能设备上设计与AI机器人、设备基站相匹配的第一卡孔、第一卡孔、滑条和第二充电端子，使得各种功用的智能设备均可应用于本发明系统，大大拓展了本发明系统的应用范围。

所述设备基站包括设备支架、滑轨、限位固定件、第一充电头、第二充电头和第三通信模块，所述设备支架用于放置所述智能设备，两条所述的滑轨水平且对称地设置在所述设备支架上，且与智能设备上的所述滑条相适配，智能设备进入设备基站时，AI机器人行走通过滑条与滑轨的配合，带动智能设备沿着滑轨滑入或滑出设备基站并实现定位；所述第一充电头为接触式充电头，所述第一充电端子为接触式充电端子，当所述智能设备在设备基站的滑轨内滑入到位时，所述第一充电头与AI机器人上的所述第一充电端子对接成功且有电流通过，以便于需要时为AI机器人充电，同时通过设置在第一充电头处的电流感应装置来感应电流通过与否，从而判断智能设备是否在设备基站上滑入到位；所述第二充电头与智能设备上的所述第二充电端子相对接，以为智能设备充电；所述限位固定件设置在所述滑轨处，用于当智能设备在设备基站的滑轨内滑入到位后与第二卡孔配合锁定滑轨或滑条，阻止智能设备上的滑条在滑轨内的移动，实现智能设备的固定定位；所述第三通信模块用于设备基站与AI机器人、智能设备和系统服务器通信。

所述系统服务器用于任务调度和信息存储，系统服务器与AI机器人、设备基站通信，获取智能设备、AI机器人、设备基站的状态信息，并根据信息进行任务调度。

进一步优选的，设备基站上的所述限位固定件包括锁定感应装置、磁力锁塞和磁力锁件电池板，磁力锁塞位于滑轨的上方，且当智能设备上的滑条在滑轨中滑入到位后磁力锁塞刚好位于滑条上第二卡孔的正上方，磁力锁塞可部分落入第二卡孔内；所述磁力锁件电池板设置在磁力锁塞的上方，通过磁力锁件电池板的通电或断电来吸附或松开磁力锁塞，使磁力锁塞脱出或部分落入第二卡孔，从而使滑条在滑轨内滑动或固定，实现智能设备在设备基站上的解锁或锁定。锁定感应装置设置在滑轨底部上且位于磁力锁塞的正下方，当智能设备在设备基站上滑入到位后，锁定感应装置正好位于第二卡孔的正下方，锁定感应装置可探测磁力锁塞是否落入第二卡孔内，当磁力锁塞落入第二卡孔时锁定感应装置探测到智能设备锁定，设备基站收到设备捕获信号，表明智能设备被锁紧在设备基站上。锁定感应装置332可为光电开关，如红外线光电开关等。

进一步优选的，所述第二充电端子为无线充电端子，智能设备锁定在设备基站上时所述无线充电端子位于智能设备的底部；所述第二充电头为与所述无线充电端子匹配的无线充电板，所述无线充电板连接有升降机构，当需要充电时，升降机构驱动无线充电板上移至与无线充电端子对接充电，充电完毕后升降机构驱动无线充电板下移归位。

进一步优选的，所述升降机构包括支撑板、支撑杆、齿条、齿轮和电机，所述无线充电板设置在所述支撑板上，所述支撑杆竖直设置且与支撑板相连，所述齿条竖直安装在所述支撑杆上，所述齿轮与齿条啮合，所述电机与齿轮连接驱动齿轮转动，齿轮转动带动齿条上下移动，从而带动支撑杆、支撑板上下移动。

所述第一充电头为接触式充电头，所述第一充电端子为接触式充电端子，AI机器人负载智能设备在设备基站的滑轨内滑入到位后，AI机器人上的所述第一充电端子刚好与设备基站上的所述第一充电头相对接，以便于需要时可以为AI机器人充电。当需要充电时，AI机器人停留充电，当无需充电时，AI机器人自行退出离开，若AI机器人在空载状态时需要充电，可自行前往任一设备基站进行充电。

进一步优选的，负载背板上的所述自动卡扣包括安装座和设置在所述安装座上的步进电机、涡轮和卡销，所述步进电机与涡轮连接以驱动涡轮转动，所述卡销的一端可伸缩安装在所述安装座上，卡销的另一端与负载背板相连，卡销的中部设置有与所述涡轮相适配的螺纹，卡销通过螺纹的配合与涡轮相螺接，涡轮的转动带动卡销移动而实现卡销的伸缩，从而使卡销卡紧在智能设备上的第一卡孔内或脱出第一卡孔。负载背板空载时，卡销处于回缩的状态，当智能设备被AI机器人捕获时，发送指令给步进电机，步进电机转动带动涡轮转动，从而带动卡销伸出卡紧在智能设备的第一卡孔内，当步进电机转动达到一定圈数后表示卡销在第一卡孔内伸出足够卡紧的长度，智能设备锁紧在AI机器人上；当智能设备被设备基站捕获时，发送指令给步进电机，步进电机反转，卡销回缩，当步进电机转动一定圈数后，卡销退出智能设备的第一卡孔内，智能设备与AI机器人解锁。

一种基于AI机器人的自动更换智能设备的方法，利用上述基于AI机器人的自动更换智能设备的系统，包括如下步骤：

S1、AI机器人拆下智能设备并将其安装在设备基站上

S1-1、AI机器人通过负载背板上的自动卡扣将智能设备锁紧在负载背板上，AI机器人负载着智能设备到达设备基站处。

S1-2、AI机器人通过其上的传感器模块探测设备基站的滑轨入口，并通过行走模块移动使智能设备上的滑条对准设备基站的滑轨入口。

S1-3、AI机器人通过行走模块朝设备基站移动，带动智能设备上的滑条在设备基站上的滑轨内滑动，当AI机器人上的第一充电端子与设备基站上的第一充电头对接成功时，电流感应装置感应到电流通过，表明智能设备滑入到位，电流感应装置发送感应信息至设备基站，限位固定件上的磁力锁件电池板断电(设备基站空载状态时磁力锁件电池板一直处于通电状态，磁力锁塞脱出第二卡孔，滑条可自由移动)，磁力锁塞在重力作用下落入第二卡孔内，智能设备上的滑条被固定住，智能设备锁紧在设备基站上，锁定感应装置探测到智能设备被锁定；设备基站为智能设备充电。

S1-4、设备基站发送智能设备锁紧信息给AI机器人，AI机器人松开负载背板上的自动卡扣，智能设备与AI机器人解锁。

S1-5、此时，AI机器人上的第一充电端子与设备基站上的第一充电头对接，AI机器人根据自身的电量判断是否需要充电，如需要，则停留在原处进行充电，充满后再退出离开；如不需要，则直接退出离开。

S2、AI机器人从设备基站上拆下智能设备

S2-1、系统服务器根据任务需求从系统中检索合适的AI机器人、智能设备以及该智能设备对应的设备基站后，将任务信息指令发送给检索到的合适的AI机器人；AI机器人接收系统服务器下发的任务信息，任务信息包括任务指令、时间、地点、具体哪一台智能设备、智能设备对应的基站位置等，AI机器人根据任务信息中的相应指令自行前往该智能设备所在的设备基站。一般而言，系统服务器选用空闲且距离较近的AI机器人执行任务，适用的智能设备以类型匹配、处于满电状态为准则，并优先选择距离较近的。

S2-2、AI机器人到达设备基站后，设备基站结束给智能设备充电；AI机器人通过其上的传感器模块和行走模块将负载背板对准设备基站上的智能设备后，AI机器人朝着智能设备行走，当AI机器人上的第一充电端子与设备基站上的第一充电头对接成功时(如前，通过电流感应装置感应是否有电流通过来判断)，负载背板与智能设备对接成功，AI机器人发送指令给负载背板上的自动卡扣，自动卡扣卡紧在智能设备上的第一卡孔内，智能设备锁紧在AI机器人上。

S2-3、AI机器人发送锁紧信号给设备基站，设备基站上的磁力锁件电池板通电吸附磁力锁塞，磁力锁塞上移脱出第二卡孔，智能设备与设备基站解锁。

S2-4、AI机器人沿滑轨方向退出，带动智能设备沿滑轨脱出设备基站，AI机器人负载智能设备离开设备基站。

S3、AI机器人负载智能设备执行任务：AI机器人通过负载背板上的自动卡扣将智能设备锁紧在负载背板上，根据系统服务器分配的任务指令前往任务地点执行任务(如消毒、测温等)。

进一步优选的技术方案是，步骤S1-3中设备基站为智能设备充电的方式为无线充电的方式，具体为：智能设备上的所述第二充电端子为无线充电端子，智能设备锁定在设备基站上时所述无线充电端子位于智能设备的底部；设备基站上的所述第二充电头为与所述无线充电端子匹配的无线充电板，所述无线充电板连接有升降机构，当需要充电时，升降机构驱动无线充电板上移至与无线充电端子对接充电，充电完毕后升降机构驱动无线充电板下移归位。

进一步优选的技术方案是，步骤S1-3中，若设备基站控制磁力锁件电池板断电而锁定感应装置没有探测到智能设备被锁定时，设备基站则发送回站缺陷信息给AI机器人，AI机器人根据回站缺陷信息退出设备基站后重复S1-2、S1-3的步骤直至智能设备被成功锁定在设备基站上，或者发起警报请求工作人员协助。

进一步优选的技术方案是，步骤S1-1中，AI机器人负载着智能设备到达设备基站处后，还包括：AI机器人通过与系统服务器、上一任务的设备基站通信确认其负载背板为满载状态，并确认负载的智能设备与设备基站的匹配性；同时AI机器人还与当前设备基站通信确认当前设备基站处于空载状态；当这些条件都满足时，才能执行S1-2步骤。

步骤S2-2中AI机器人到达设备基站后，还包括：AI机器人与设备基站通信确认任务中指定的智能设备是否在该设备基站、该智能设备的电量是否满足任务需求等；同时AI机器人还通过与系统服务器、AI机器人上一任务的设备基站通信，确认其负载背板是否为空载状态；只有当这些条件都满足后才能执行后续的程序步骤。

进一步优选的技术方案是，本发明还包括：AI机器人的负载背板空载时，可到达任何设备基站进行充电，可通过系统服务器分配合适的设备基站，或通过与系统中的设备基站通信，搜寻合适的设备基站，并将相关信息发送给系统服务器。其中，在设备基站为空载状态的AI机器人充电前，还应该确认该设备基站处于无其他AI机器人对接的空闲状态，当AI机器人接收到空闲状态信息后再开始进行充电动作。

本发明的AI机器人或机器人群体可按任务指令自动更换各种具有不同功能的智能设备模块，从而实现同一台机器人具有多种功能，如同一台机器人可通过自动更换消毒喷雾、摄像等不同的智能设备来执行不同的任务，优化AI机器人在无人干预下的整体工作质量；通过对AI机器人、智能设备和设备基站的特定结构化设计，使得AI机器人可对接各种功能的智能设备，只要智能设备具备相应的结构特征，AI机器人均可对接；也由于设备基站具有与智能设备相匹配的结构特征，设备基站也可对接各种功能的智能设备，从而拉宽应用场景维度，极大程度深化了各种AI生活场景的应用，避免出现场景需求的变化导致的AI机器人无法同步进化，形成浪费和难以普及的处境。本发明的自动更换系统和方法中，只需通过AI机器人的行走即可将智能设备推入或拉出设备基站中，无需额外的特殊的升降机构、推拉机构等，大大简化了机器人的结构和更换步骤；通过AI机器人与设备基站间充电头与充电接口之间有无电流通过来判断对接是否到位和成功，通过磁力锁件与锁定感应装置、自动卡扣等实现智能设备的锁定，使智能设备与AI机器人、设备基站之间的对接简单且安全性高。

附图说明

图1为本发明实施例中AI机器人的结构示意图。

图2为本发明实施例中AI机器人上自动卡扣的安装结构示意图。

图3为本发明实施例中AI机器人上自动卡扣的结构示意图。

图4为本发明实施例中智能设备的结构示意图。

图5为本发明实施例中智能设备的另一种结构示意图。

图6为本发明实施例中智能设备的另一种结构示意图。

图7为本发明实施例中智能设备的另一种结构示意图。

图8为本发明实施例中设备基站的结构示意图。

图9为本发明实施例中设备基站充电时的结构示意图。

图10为本发明实施例中设备基站的另一种结构示意图。

图11为本发明实施例中自动将智能设备安装到设备基站的工作流程图。

图12为本发明实施例中自动更换智能设备的一种工作状态示意图。

图13为本发明实施例中自动更换智能设备的另一种工作状态示意图。

图14为本发明实施例中自动更换智能设备的另一种工作状态示意图。

图15为本发明实施例中自动更换智能设备的另一种工作状态示意图。

图16为本发明实施例中自动从设备基站拆下智能设备的工作流程图。

图17为本发明实施例中自动更换智能设备的另一种工作状态示意图。

图18为本发明实施例中自动更换智能设备的另一种工作状态示意图。

图19为本发明实施例中自动更换智能设备的另一种工作状态示意图。

图20为本发明实施例中自动更换智能设备的另一种工作状态示意图。

附图标记：1-AI机器人；2-智能设备；3-设备基站；11-机器人本体；12-负载背板；13-自动卡扣；131-安装座；132-卡销；133-弹簧；134-螺纹；135-涡轮；14-触控屏；15-第一充电端子；16-行走模块；21-滑条；22-第一卡孔；23-第二充电端子；24-第二卡孔；31-设备支架；32-滑轨；33-限位固定件；331-磁力锁件电池板；332-锁定感应装置；333-磁力锁塞；34-无线充电板；35-升降机构；351-支撑板；352-支撑杆；353-齿条；354-齿轮；36-第一充电头；37-电流感应装置；38-设备基站取电插头。

具体实施方式

一种基于AI机器人的自动更换智能设备的系统，包括AI机器人1、智能设备2、设备基站3和系统服务器，系统内可有多台AI机器人、多台智能设备和多个设备基站。设备基站可对接任一类型的智能设备，可为任一类型的智能设备和AI机器人充电；AI机器人可任意对接所有的智能设备和设备基站，当AI机器人与智能设备结合时，可根据智能设备的类型执行相应的任务，也可当智能设备欠电时将智能设备搬运至设备基站进行充电。

1.系统服务器

本发明的系统服务器主要用于任务调度和信息存储，系统服务器与AI机器人1、智能设备2、设备基站3通信，获取智能设备2、AI机器人1、设备基站3的状态信息，并根据信息进行任务调度，如：当需要执行某项消毒任务时，分配某台空闲的AI机器人前往某个设备基站取相应的具备消毒功能的智能设备；AI机器人负载智能设备执行完任务后，再将智能设备运送至相应的设备基站进行充电；执行任务过程中当智能设备或AI机器人需要充电时，指定AI机器人将智能设备运送至合适的设备基站进行充电，或指定AI机器人到合适的设备基站进行自身的充电。系统服务器、AI机器人1、智能设备2、设备基站3之间的通信模式为无线通信，包括但不限于无线网络、蓝牙、红外遥控、无线射频等。

2.AI机器人

如图1，本发明的AI机器人1包括机器人本体11及设置在所述机器人本体11上的负载背板12、行走模块16、第一充电端子15、传感器模块和第一通信模块。所述负载背板12用于负载所述智能设备2，负载背板12的结构和形状与智能设备相适配，以能稳定负载智能设备为准，可如图1、图11所示的结构。负载背板12在机器人本体11上的高度与智能设备2在设备基站3上的高度相适配，方便AI机器人1在设备基站3上安装或拆卸智能设备2，负载背板12上设置有与所述智能设备2相匹配的自动卡扣13，用于实现智能设备2在负载背板12上的固定，只有当智能设备2固定在AI机器人1后，AI机器人1才能负载智能设备2去执行相应的消毒、测温等任务，以及将智能设备2运送至设备基站3进行充电。

所述行走模块16用于AI机器人1的行走，包括负载智能设备2执行相应任务，同时通过机器人的行走将固定负载在负载背板12上的智能设备2推入所述设备基站3中或从设备基站3上卸下智能设备2；所述传感器模块用于AI机器人行走中的障碍物探测，以及更换智能设备时的定位，传感器模块可包括激光雷达、摄像头等；第一通信模块用于AI机器人1与所述设备基站3、智能设备2和系统服务器通信；AI机器人上的处理器用于控制AI机器人1的行走、数据处理和运算。AI机器人1上还可设置有触控屏14，方便于查看设备状态、参数设置和任务分配。

负载背板12上自动卡扣13的作用是通过自动控制将卡扣卡入或退出智能设备2上的第一卡孔22中，从而实现对智能设备2的锁紧或解锁，可采用现有任何可实现该功能的结构或形式，如磁吸弹出式卡销等。本实施例中，采用如图2、图3所示的自动伸缩结构，负载背板12上相对设置有两个自动卡扣13，自动卡13包括安装座131和设置在所述安装座131上的步进电机、涡轮135和卡销132，所述步进电机与涡轮135连接以驱动涡轮转动(图中未示出)，所述卡销132的一端可伸缩安装在所述安装座131上，当伸出时伸入智能设备2上的第一卡扣22内将智能设备2锁紧在AI机器人1上，卡销132的另一端通过所述弹簧133与负载背板12相连，卡销132的中部设置有与所述涡轮135相适配的螺纹134，卡销132通过螺纹134的配合与涡轮135相螺接，涡轮135的转动带动卡销132移动而实现卡销132的伸缩，从而使卡销132卡紧在智能设备2上的第一卡孔22内或脱出第一卡孔22。负载背板12空载时，卡销132处于回缩的状态，当智能设备2被AI机器人1捕获时，发送指令给步进电机，步进电机转动带动涡轮135转动，从而带动卡销132伸出卡紧在智能设备2的第一卡孔22内，当步进电机转动达到一定圈数后表示卡销132在第一卡孔内22伸出足够卡紧的长度，智能设备2锁紧在AI机器人1上；当智能设备2被设备基站3捕获时，发送指令给步进电机，步进电机反转，卡销132回缩，当步进电机转动一定圈数后，卡销132退出智能设备2的第一卡孔22内，智能设备2与AI机器人1解锁。AI机器人1通过步进电机转动的方向和圈数来判断卡销132的状态，从而得到锁紧与解锁的信号。

3.智能设备

如图4至图7所示，本发明的智能设备包括第一卡孔22、第二卡孔24、滑条21、第二充电端子23和第二通信模块，所述第一卡孔22与AI机器人1上的自动卡扣13相配合，自动卡扣13卡紧在第一卡孔22内则智能设备2锁定在AI机器人1上，自动卡扣13松开则智能设备2与AI机器人1脱开；两条所述的滑条21对称地设置在所述智能设备2上，AI机器人1上的所述负载背板12负载智能设备2时所述滑条21处于水平位置，以利于智能设备2水平滑入所述设备基站3中。所述第二卡孔24竖直贯通设置在所述滑条21上，第二卡孔24与设备基站3上的限位固定件33相配合，实现智能设备2在设备基站3上的锁紧或解锁，第二卡孔24优选设置在滑条21的末端位置，具体结构、位置和方法见后述。第二通信模块用于与AI机器人1、设备基站3和系统服务器通信，方便自动同步信息。

图4、图6所示的为探温设备，图5、图7所示的为消毒设备，通过在不同的智能设备2上设计与AI机器人1、设备基站3相匹配的第一卡孔22、第二卡孔24、滑条21和第二充电端子23，使得各种功用的智能设备2均可与本发明的AI机器人1和设备基站3相对接，从而使AI机器人可根据实际任务需求自动更换相应类型的智能设备以执行各种任务，大大拓展了本发明系统的应用范围。本发明的智能设备包括但不限于定制化开发的下列智能设备，如：升降消毒喷雾仪、升降温度探测仪、供电房7合1探测仪、背投影音仪等。

4.设备基站

如图8至图10所示，本发明的设备基站3包括设备支架31、滑轨32、限位固定件33、第一充电头36、第二充电头和第三通信模块，所述设备支架31用于放置所述智能设备2，两条所述的滑轨32水平且对称地设置在所述设备支架31上，且与智能设备2上的所述滑条21相适配，智能设备2进入设备基站3时，AI机器人1行走通过滑条21与滑轨32的配合，带动智能设备2沿着滑轨32滑入或滑出设备基站3并实现定位。

当所述智能设备2在设备基站3的滑轨32内滑入到位后，所述第一充电头36与AI机器人1上的所述第一充电端子15对接，以便于需要时为AI机器人1充电；同时当第一充电头36与AI机器人1上的第一充电端子15对接成功时，第一充电头36与第一充电端子15之间有电流通过，表明AI机器人1、智能设备2与设备基站3对接成功，电流通过与否可通过设置在第一充电头36处的电流感应装置37来感应，从而判断智能设备2是否在设备基站3上滑入到位。电流感应装置37可为现有的电流感应开关，通过电流感应开关感应第一充电头36与第一充电端子15之间是否有电流通过，设备基站3一般设置有取电的设备基站取电插头38(可为一般的用电插头)，第一充电头36一般通过导线与设备基站取电插头38相连，如图8、图9，电流感应装置37可安装设备基站取电插头38与第一充电头36之间。电流感应装置37探测到有电流通过时，发送感应信号，设备基站3判断智能设备2滑入到位，发送信号至限位固定件33，限位固定件33开启对智能设备2的锁紧动作。

所述第二充电头与智能设备2上的所述第二充电端子23相对接，以为智能设备2充电；所述第三通信模块用于设备基站3与AI机器人1、智能设备2和系统服务器通信。设备基站3还配备有处理器，用于设备基站3的控制运行。

所述限位固定件33设置在所述滑轨32处，当智能设备2在设备基站3的滑轨32内滑入到位后，限位固定件33锁定滑轨32或滑条21，阻止智能设备2上的滑条21在滑轨32内的移动，实现智能设备2的固定定位。限位固定件33的作用主要在于使智能设备2锁紧在设备基站3上，可采用现有任何可实现该功能的结构或形式，如销孔结构、挡板等。作为其中一种实施方式，如图8、图9，设备基站3上的所述限位固定件33包括锁定感应装置332、磁力锁塞333和磁力锁件电池板331，磁力锁塞333位于滑轨32的上方，滑轨32上具有与磁力锁塞333形状相适配的缺口以便磁力锁塞333通过，且当智能设备2上的滑条21在滑轨32中滑入到位后磁力锁塞333刚好位于滑条21上第二卡孔24的正上方，磁力锁塞333可部分落入第二卡孔24内以阻挡滑条21的滑动。所述磁力锁件电池板331设置在磁力锁塞333的上方，通过磁力锁件电池板331的通电或断电来吸附或松开磁力锁塞333，使磁力锁塞333脱出或部分落入第二卡孔24，从而使滑条21在滑轨32内滑动或固定，实现智能设备2在设备基站3上的解锁或锁定。锁定感应装置332设置在滑轨32底部上且位于磁力锁塞333的正下方，当智能设备2在设备基站3上滑入到位后，锁定感应装置332正好位于第二卡孔24的正下方，当磁力锁塞333落入第二卡孔时锁定感应装置332可感应到磁力锁塞333的落入，从而探测到智能设备锁定，锁定感应装置332发送锁定信号，设备基站3收到设备捕获信号(锁定信号)，表明智能设备2被锁紧在设备基站3上。具体为：磁力锁件电池板331通电时吸附磁力锁塞333，使磁力锁塞333上移完全脱出第二卡孔24(如图8)，滑条21可在设备基站3的滑轨32内滑动，锁定感应装置332探测到设备解锁，并发送解锁信息给设备基站3的处理器；磁力锁件电池板331断电时，磁力锁塞333在重力作用下落入第二卡孔24内(如图9)，锁紧智能设备2的滑条21，智能设备2不能在滑轨32内滑动，从而使智能设备2锁定在设备基站3上，锁定感应装置332感应到磁力锁塞333落入第二卡孔24，发送锁紧信号给设备基站3的处理器。锁定感应装置332可为光电开关，如红外线光电开关，当磁力锁塞333落入第二卡孔24，光电开关导通，表示智能设备锁紧。锁定感应装置332也可为其它现有可实现该功能的结构或形式，如红外传感器、光纤传感器等。

智能设备2的充电可为任何现有的形式或结构，如接触式充电接头或接口的配合，为增强设备充电的便捷性和通用性，本实施例中采用无线充电的方式，作为其中一种实施方式，具体结构为：所述第二充电端子23为无线充电端子，智能设备2锁定在设备基站3上时所述无线充电端子位于智能设备2的底部；所述第二充电头为与所述无线充电端子匹配的无线充电板34，所述无线充电板34连接有升降机构35，当需要充电时，升降机构35驱动无线充电板34上移至与无线充电端子对接充电(如图9)，充电完毕后升降机构35驱动无线充电板34下移归位(如图8)。

升降机构35可采用现有技术，如液压缸或气缸驱动的升降结构、丝杆螺母结构等，作为其中一种实施方式，本实施例中所述升降机构35包括支撑板351、支撑杆352、齿条353、齿轮354和电机(如图8、图9)，所述无线充电板34设置在所述支撑板351上，所述支撑杆352竖直设置且与支撑板351相连，所述齿条353竖直安装在所述支撑杆352上，所述齿轮354与齿条353啮合，所述电机与齿轮354连接驱动齿轮354转动，齿轮354转动带动齿条353上下移动，从而带动支撑杆352、支撑板351上下移动。

AI机器人1、智能设备2、设备基站3相互配合工作，本实施例中，负载背板12设置在AI机器人1的中部位置，设备支架31设置在设备基站3的上部，对负载背板12的高度相适应；滑条21水平设置在智能设备2的两侧，滑槽水平设置在设备支架31相对的两侧上，与滑条21的形状、尺寸相适配。第一充电端子15设置在AI机器人1的下部，第一充电端子15设置在设备基站3的底部，与第一充电端子15的型号、位置相适配。AI机器人1、智能设备2、设备基站3和系统服务器实时同步更新状态信息；AI机器人1和设备基站3分别通过其上的自动卡扣状态和锁定感应装置来探测与智能设备2之间的连接情况。

一种基于AI机器人的自动更换智能设备的方法，利用上述基于AI机器人的自动更换智能设备的系统，主要是根据任务指令自动更换相应的智能设备，以方便AI机器人执行不同的任务，并在更换智能设备的同时将拆换下的智能设备安装在设备基站上进行充电和存储，通过AI机器人也可根据自身情况进行充电，主要包括如下步骤：

S1、AI机器人1拆下智能设备2并将其安装在设备基站3上

S1-1、AI机器人1通过负载背板12上的自动卡扣13将智能设备2锁紧在负载背板12上，AI机器人1负载着智能设备2到达设备基站3处。

作为其中一种优选的技术方案，AI机器人1负载着智能设备2到达设备基站3处后，还通过与系统服务器、上一任务的设备基站通信确认其负载背板12为满载状态，并确认负载的智能设备2与设备基站3的匹配性；同时AI机器人1还与当前设备基站3通信确认当前设备基站3处于空载状态；当这些条件都满足时；当这些条件都满足时，才能执行S1-2步骤。如负载背板12空载，表明上一任务(从前一任务的设备基站上拆卸智能设备2)执行不成功，需要与上一任务的设备基站通信，如没有成功拆卸，返回上一任务的设备基站再次执行拆卸并安装任务。确认的具体步骤可包括：AI机器人1与系统服务器确认上一任务完成状态，上一任务是完成从上一任务的设备基站上拆卸智能设备2，如完成，表明成功拆卸对应的智能设备2；与上一任务的设备基站确认与本AI机器人1的交接情况，如完成交接，表明与上一设备基站的智能设备2类型相匹配；如系统服务器和上一设备基站3均回复“完成”，代表AI机器人1为满载状态，且负载的智能设备2与该任务的设备基站3相匹配。

S1-2、AI机器人1通过其上的传感器模块探测设备基站3的滑轨32入口，并通过行走模块16移动使智能设备2上的滑条21对准设备基站3的滑轨32入口，如采用激光雷达探测滑轨32入口，并通过探测数据不断修正机器人的位置以对准位置。

S1-3、AI机器人1通过行走模块16朝设备基站3移动，带动智能设备2上的滑条21在设备基站3上的滑轨32内滑动，当AI机器人1上的第一充电端子15与设备基站3上的第一充电头36对接成功后，电流感应装置37感应到电流通过，表明智能设备2在设备基站3的滑轨32上滑入到位，电流感应装置37发送感应信息至设备基站3，设备基站3控制限位固定件33工作，限位固定件33上的磁力锁件电池板331断电(设备基站3空载状态时磁力锁件电池板331一直处于通电状态，磁力锁塞333位于滑轨上方，滑轨32通畅，滑条21可自由移动)，磁力锁塞333在重力作用下落入滑条21上的第二卡孔24内，智能设备2上的滑条21被固定住，智能设备2锁紧在设备基站3上，设备基站3为智能设备2充电。

设备基站3还应获取智能设备是否捕获的信息，只有当设备基站3完全捕获(锁紧)智能设备2，AI机器人1才能解锁其与智能设备2之间的连接以完成安全交接。智能设备2与设备基站3锁紧与否是通过设备基站3上的磁力锁塞333是否成功落入第二卡孔24内来判断，通过设置在滑轨底部且位于第二卡孔24下部的锁定感应装置332来感应磁力锁塞333是否落入第二卡孔24内。如果磁力锁塞333没有成功落入第二卡孔24，锁定感应装置332感应不到锁紧信号，设备基站3就接收不到设备捕获信号，表示磁力锁塞333没有成功落入第二卡孔24，智能设备2没有推入到位，磁力锁塞333卡住了，也可能是磁力锁塞333或磁力锁件电池板331本身的问题，这时设备基站3需要发送回站缺陷信息给AI机器人1，AI机器人1根据回站缺陷信息退出设备基站3后重复S1-2、S1-3的步骤直至智能设备2被成功锁定在设备基站3上，或者发起警报请求工作人员协助。回站缺陷信息一般包括：锁塞是否正常状态、如锁塞故障是左边还是右边无法锁上等。回站缺陷信息可协助机器人判断是调整进入状态，还是发起警报要求工作人员协助。

若智能设备2上的滑条21没有在设备基站3上的滑轨32内滑动，即没有对准，滑条21偏离，没有进入滑轨32，或者第一充电端子15没有与第一充电头36成功对接时，则设备基站3发送回站缺陷信息给AI机器人1，AI机器人1退出设备基站3后重复S1-2、S1-3的步骤直至智能设备2上的滑条21进入设备基站3的滑轨32内，第一充电端子15与第一充电头36成功对接。

作为其中一种优选的技术方案，步骤S1-3中设备基站3为智能设备2充电的方式为无线充电的方式，具体为：智能设备2上的所述第二充电端子23为无线充电端子，智能设备2锁定在设备基站3上时所述无线充电端子位于智能设备2的底部；设备基站3上的所述第二充电头为与所述无线充电端子匹配的无线充电板34，所述无线充电板34连接有升降机构35，当需要充电时，升降机构35驱动无线充电板34上移至与无线充电端子对接充电，充电完毕后升降机构35驱动无线充电板34下移归位。

S1-4、设备基站3发送智能设备2锁紧信息给AI机器人1，AI机器人1松开负载背板12上的自动卡扣13，智能设备2与AI机器人1解锁。如自动卡扣13为上述如图3所示的结构，则AI机器人1发送指令给步进电机，步进电机带动涡轮135、卡销132转动，卡销132回缩，退出智能设备2上的第一卡孔22，AI机器人1通过步进电机转动的方向和圈数来判断卡销132的状态，从而确认自动卡扣的解锁紧状态。

S1-5、此时，AI机器人1上的第一充电端子15与设备基站3上的第一充电头36相对接，AI机器人1根据自身的电量判断是否需要充电，如需要，则停留在原处进行充电，充满后再退出离开；如不需要，则直接退出离开。

S2、AI机器人1从设备基站3上拆下智能设备2

S2-1、系统服务器根据任务需求从系统中检索合适的AI机器人、智能设备2以及该智能设备对应的设备基站3后，将任务信息指令发送给检索到的合适的AI机器人1；AI机器人1接收系统服务器下发的任务信息，任务信息包括任务指令、时间、地点、具体哪一台智能设备、智能设备2对应的基站位置等，AI机器人根据任务信息中的相应指令自行前往该智能设备所在的设备基站。一般而言，系统服务器选用空闲且距离较近的AI机器人执行任务，适用的智能设备以类型匹配、处于满电状态为准则，并优先选择距离较近的。

S2-2、AI机器人1到达该设备基站3后，还应该通过与设备基站3通信来确认任务中指定的智能设备2是否在该设备基站3、该智能设备2的电量是否满足任务需求等信息；同时还通过与系统服务器、AI机器人上一任务的设备基站通信，确认其负载背板是否为空载状态，以确保装卸安全，只有当设备基站3的状态为满载同时机器人1的状态为空载时才能保证拆装安全；确认这些可满足任务条件后，设备基站3结束给智能设备2充电；AI机器人1通过其上的传感器模块和行走模块16将负载背板12对准设备基站3上的智能设备2后，AI机器人1朝着智能设备2行走，当AI机器人1上的第一充电端子15与设备基站3上的第一充电头36对接成功时(如前，通过电流感应装置37感应是否有电流通过来判断)，负载背板12与智能设备2对接成功电流感应装置37，AI机器人1发送指令给负载背板12上的自动卡扣13，自动卡扣13卡紧在智能设备2上的第一卡孔22内，智能设备2锁紧在AI机器人1上。同上，如自动卡扣13为图3所示的结构，AI机器人1发送指令给步进电机，步进电机转动带动涡轮135、卡销132转动，卡销132伸入智能设备2上的第一卡孔22内，AI机器人1通过步进电机转动的方向和圈数来判断卡销132的状态，从而确认自动卡扣的锁紧状态。

S2-3、AI机器人1发送锁紧信号给设备基站3，设备基站3上的磁力锁件电池板331通电吸附磁力锁塞333，磁力锁塞333上移脱出第二卡孔24，智能设备2与设备基站3解锁。

S2-4、AI机器人1沿滑轨32方向退出，带动智能设备2沿滑轨32脱出设备基站3，AI机器人1负载智能设备2离开设备基站3。

S3、AI机器人1负载智能设备2执行任务：AI机器人1通过负载背板21上的自动卡扣13将智能设备2锁紧在负载背板12上，根据系统服务器分配的任务指令前往任务地点执行任务(如消毒、测温等)。

上述步骤可用于包括但不限于下列自动更换设备的情况：AI机器人空载时，收到消毒、测温等任务，先执行上述步骤S2中的程序，然后执行S3中的程序；AI机器人负载智能设备执行任务过程中，智能设备欠电需要充电时，执行上述步骤S1中的程序；AI机器人负载智能设备完成任务后，需要将智能设备运送至设备基站并进行充电时，执行上述步骤S1中的程序；AI机器人收到连续执行不同任务的指令时，先执行上述步骤S2中的程序加载相应的智能设备后执行任务，当任务完成后再执行上述步骤S1中的程序将智能设备拆下后转移至设备基站上进行充电，然后执行上述步骤S2中的程序加载另一智能设备执行另一任务；等等。如此可实现同一台AI机器人通过自动更换不同的智能设备来执行不同的任务的目的。

S4、AI机器人1空载时自动充电：AI机器人1的负载背板12空载时，可到达任何设备基站3进行充电，可通过系统服务器分配合适的设备基站3，或通过与系统中的设备基站3通信，搜寻合适的设备基站3，并将相关信息发送给系统服务器。其中，在设备基站3为空载状态的AI机器人1充电前，还应该与设备基站、系统服务器等通信来确认该设备基站3处于无其他AI机器人1对接的空闲状态，当AI机器人1接收到空闲状态信息后再开始进行充电动作。AI机器人1与设备基站3充电时依靠AI机器人上的传感器模块(如激光雷达)和行走模块来不断调整位置，以实现AI机器人上第一充电端子与设备基站上第一充电头之间的对接。

以图11-图15为例，AI机器人1将智能设备2安装在设备基站3上的具体过程如下(假设该智能设备2为探温设备)：

(1)AI机器人1满载进入设备基站3(图12)：AI机器人1当接收到系统服务器分配的新任务指令(测温)后，AI机器人1负载智能设备2，并保持自动卡扣13卡紧智能设备2，AI机器人1负载该智能设备2至系统指定的任务地点处执行测温任务，测温过程中或测温任务完成后需要给智能设备2充电，AI机器人1负载智能设备2至系统服务器指派的设备基站3处。AI机器人1与其上一任务的设备基站(此处指AI机器人1拆卸该智能设备2的设备基站，因为AI机器人1是从该设备基站上拆卸下智能设备2并将其安装在自身上的)、系统服务器确认其负载背板12处于满载状态、负载的智能设备2与当前设备基站3相匹配；AI机器人1还与当前设备基站3通信确认当前设备基站3处于空载状态；当这些条件都满足时，执行下一步骤，如不匹配，需要根据情况处理，如负载背板12为空载时，表明从上一任务的设备基站拆卸不成功，需要返回上一任务的设备基站重新负载智能设备2。

(2)定位对准：AI机器人1通过其上的雷达等传感设备探测设备基站3上的滑轨32入口，并不断调整位置，使AI机器人1负载的智能设备2上的滑条21对准滑轨32入口；设备基站3上的磁力锁件电池板331一直处于供电状态，磁力锁塞333脱出第二卡孔24，滑轨32处于通畅可通行状态。

(3)智能设备2进入设备基站3滑轨32(如图13)：AI机器人1朝设备基站3移动，带动智能设备2移动，滑条21在滑轨32内滑动；磁力锁塞333保持脱出第二卡孔24的状态。

(4)设备基站3锁紧智能设备2(如图14)：当AI机器人1上的第一充电端子15与设备基站3上的第一充电头36对接成功(以电流感应装置37检测到电流通过为准)时，智能设备2完全进入设备基站3的滑轨32内，磁力锁件电池板331断电，磁力锁塞333在重力作用下落入第二卡孔24内，设备基站3接收到智能设备2捕获信息，智能设备2锁紧在设备基站3上。

(5)设备基站3给智能设备2充电，AI机器人1离开设备基站3(如图15)：设备基站3向AI机器人1发送设备捕获信息，AI机器人1松开负载背板12上的自动卡扣13，设备基站3上的无线充电板34升起与智能设备2上的无线充电端子对接充电；AI机器人1按系统指令判断自身电量足够完成新任务，设备基站3不向其充电，AI机器人1空载离开设备基站3，。

以图16-图20为例，AI机器人1从设备基站3上拆下智能设备2的具体过程如下(假设该智能设备2为探温设备)：

(1)AI机器人1空载进入设备基站3(如图17)：AI机器人1接到测温任务后，到达执行任务的设备基站3；与系统服务器、该AI机器人1上一任务的设备基站3(上一任务为拆下智能设备并将其安装在设备基站上，如安装成功，表明成功拆下，AI机器人负载背板为空载)通信，确认其负载背板12为空载状态；同时通过与当前设备基站3通信来确认任务中指定的智能设备2是否在该设备基站3、该智能设备2的电量是否满足任务需求等信息；如上述各条件均满足，设备基站3结束给智能设备2充电，无线充电板34下移归位。

(2)AI机器人1的负载背板12对接设备基站3上的智能设备2(如图18)：AI机器人1通过其上的传感器模块和行走模块16不断调整位置，使负载背板12对准设备基站3上的智能设备2后，AI机器人1朝着智能设备2行走，当AI机器人1上的第一充电端子15与设备基站3上的第一充电头36对接成功(判断方法同前)时，表明负载背板12与智能设备2对接成功；此过程中，智能设备2与设备基站3保持锁紧状态。

(3)智能设备2与设备基站3解锁(如图19)：负载背板12与智能设备2完全对接后，设备基站3发送信息给AI机器人1，AI机器人1控制负载背板12上的自动卡扣13卡紧在智能设备2上的第一卡孔22内，智能设备2锁紧在AI机器人1上；AI机器人1向设备基站3发送智能设备2捕获信息，设备基站3上的磁力锁件电池板331通电吸附磁力锁塞333，磁力锁塞333上移脱出第二卡孔24，智能设备2与设备基站3解锁；AI机器人1负载智能设备2退出设备基站3。

(4)AI机器人1离开设备基站3(如图20)：AI机器人1负载智能设备2，离开设备基站3执行测温任务。

当AI机器人1在没有获得系统服务器下发新任务而自身常规任务已完成时，AI机器人1会按自身位置寻找最近的设备基站3或者根据系统服务器的指令前往设备基站3，并对接充电，可与智能设备2一并充电，也可在空闲的设备基站3上充电。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (10)

1.一种基于AI机器人的自动更换智能设备的系统，其特征在于，包括AI机器人、智能设备、设备基站和系统服务器；

所述AI机器人包括机器人本体及设置在所述机器人本体上的负载背板、行走模块、第一充电端子、传感器模块和第一通信模块；所述负载背板用于负载所述智能设备，负载背板上设置有与所述智能设备相匹配的自动卡扣，用于实现智能设备在负载背板上的固定，从而使AI机器人负载智能设备执行相应任务；所述行走模块用于AI机器人的行走，包括负载智能设备执行相应任务，以及通过机器人的行走将固定负载在背板上的智能设备推入所述设备基站中或从设备基站上卸下智能设备；所述传感器模块用于AI机器人行走中的障碍物探测，以及更换智能设备时的定位；所述第一通信模块用于AI机器人与所述设备基站、智能设备和系统服务器通信；

所述智能设备用于根据其设计功能结合AI机器人执行相应任务，其包括第一卡孔、第二卡孔、滑条、第二充电端子和第二通信模块，所述第一卡孔与AI机器人上的所述自动卡扣相配合实现智能设备与AI机器人之间的锁紧；两条所述的滑条对称地设置在所述智能设备上，AI机器人上的所述负载背板负载智能设备时所述滑条处于水平位置，以利于智能设备水平滑入所述设备基站中；所述第二卡孔竖直贯通设置在所述滑条上，用于与设备基站之间的锁紧；第二通信模块用于与AI机器人、设备基站和系统服务器通信；

所述设备基站包括设备支架、滑轨、限位固定件、第一充电头、第二充电头和第三通信模块，所述设备支架用于放置所述智能设备，两条所述的滑轨水平且对称地设置在所述设备支架上，且与智能设备上的所述滑条相适配，智能设备进入设备基站时，AI机器人行走带动智能设备沿着滑轨滑入或滑出设备基站；所述第一充电头为接触式充电头，所述第一充电端子为接触式充电端子，当智能设备在设备基站的滑轨内滑入到位时，所述第一充电头与AI机器人上的所述第一充电端子对接成功且有电流通过，以便于需要时为AI机器人充电，同时通过设置在第一充电头处的电流感应装置来感应电流通过与否，从而判断智能设备是否在设备基站上滑入到位；所述第二充电头与智能设备上的所述第二充电端子相对接，以为智能设备充电；所述限位固定件设置在所述滑轨处，当智能设备在设备基站的滑轨内滑入到位后限位固定件与智能设备上的第二卡孔配合将智能设备锁紧在设备基站上；所述第三通信模块用于设备基站与AI机器人、智能设备和系统服务器通信；

所述系统服务器与AI机器人、智能设备和设备基站通信，用于任务调度和信息存储。

2.根据权利要求1所述的一种基于AI机器人的自动更换智能设备的系统，其特征在于，设备基站上的所述限位固定件包括磁力锁塞、磁力锁件电池板和锁定感应装置，所述磁力锁塞位于所述滑轨的上方，且当智能设备上的滑条在滑轨中滑入到位后所述磁力锁塞刚好位于滑条上所述第二卡孔的正上方，并可部分落入第二卡孔内；所述磁力锁件电池板设置在磁力锁塞的上方，通过磁力锁件电池板的通电或断电来吸附或松开磁力锁塞，使磁力锁塞脱出或落入第二卡孔，从而使滑条在滑轨内滑动或固定；锁定感应装置设置在滑轨底部上且当智能设备在设备基站上滑入到位后，锁定感应装置正好位于第二卡孔的正下方，锁定感应装置可探测磁力锁塞是否落入第二卡孔内。

3.根据权利要求1所述的一种基于AI机器人的自动更换智能设备的系统，其特征在于，所述第二充电端子为无线充电端子，智能设备锁定在设备基站上时所述无线充电端子位于智能设备的底部；所述第二充电头为与所述无线充电端子匹配的无线充电板，所述无线充电板连接有升降机构，当需要充电时，升降机构驱动无线充电板上移至与无线充电端子对接充电，充电完毕后升降机构驱动无线充电板下移归位。

4.根据权利要求3所述的一种基于AI机器人的自动更换智能设备的系统，其特征在于，所述升降机构包括支撑板、支撑杆、齿条、齿轮和电机，所述无线充电板设置在所述支撑板上，所述支撑杆竖直设置且与支撑板相连，所述齿条竖直安装在所述支撑杆上，所述齿轮与齿条啮合，所述电机与齿轮连接驱动齿轮转动，齿轮转动带动齿条上下移动，从而带动支撑杆、支撑板上下移动。

5.根据权利要求1所述的一种基于AI机器人的自动更换智能设备的系统，其特征在于，负载背板上的所述自动卡扣包括安装座和设置在所述安装座上的步进电机、涡轮和卡销弹簧，所述步进电机与涡轮连接以驱动涡轮转动，所述卡销的一端可伸缩安装在所述安装座上，卡销的另一端与安装座相连，卡销的中部设置有与所述涡轮相适配的螺纹，卡销通过螺纹的配合与涡轮相螺接，涡轮的转动带动卡销移动而实现卡销的伸缩，从而使卡销卡紧在智能设备上的第一卡孔内或脱出第一卡孔。

6.一种基于AI机器人的自动更换智能设备的方法，利用如权利要求2所述的基于AI机器人的自动更换智能设备的系统，其特征在于，包括如下步骤：

S1、AI机器人拆下智能设备并将其安装在设备基站上：

S1-1、AI机器人通过负载背板上的自动卡扣将智能设备锁紧在负载背板上，AI机器人负载着智能设备到达设备基站处；

S1-2、AI机器人通过其上的传感器模块探测设备基站的滑轨入口，并通过行走模块移动使智能设备上的滑条对准设备基站的滑轨入口；

S1-3、AI机器人通过行走模块朝设备基站移动，带动智能设备上的滑条在设备基站上的滑轨内滑动，当AI机器人上的第一充电端子与设备基站上的第一充电头对接成功时，电流感应装置感应到电流通过，电流感应装置发送感应信息至设备基站表明智能设备滑入到位；限位固定件上的磁力锁件电池板断电，磁力锁塞在重力作用下落入第二卡孔内，智能设备锁紧在设备基站上，锁定感应装置探测到智能设备被锁定；设备基站为智能设备充电；

S1-4、设备基站发送锁紧信息给AI机器人，AI机器人松开负载背板上的自动卡扣，智能设备与AI机器人解锁；

S1-5、AI机器人根据自身的电量判断是否需要充电，如需要，则停留在原处进行充电，充满后再退出离开；如不需要，则直接退出离开；

S2、AI机器人从设备基站上拆下智能设备：

S2-1、AI机器人收到系统服务器下发的任务信息，根据任务信息自行前往智能设备所在的设备基站；

S2-2、AI机器人到达设备基站后，设备基站结束给智能设备充电；AI机器人通过其上的传感器模块和行走模块将负载背板对准设备基站上的智能设备后，AI机器人朝着智能设备行走；当AI机器人上的第一充电端子与设备基站上的第一充电头对接成功时，负载背板与智能设备对接成功，AI机器人发送指令给负载背板上的自动卡扣，自动卡扣卡紧在智能设备上的第一卡孔内，智能设备锁紧在AI机器人上；

S2-3、AI机器人发送锁紧信号给设备基站，设备基站上的磁力锁件电池板通电吸附磁力锁塞，磁力锁塞上移脱出第二卡孔，智能设备与设备基站解锁；

S2-4、AI机器人沿滑轨方向退出，带动智能设备沿滑轨脱出设备基站，AI机器人负载智能设备离开设备基站；

S3、AI机器人负载智能设备执行任务：AI机器人负载智能设备，根据系统服务器分配的任务指令前往任务地点执行任务。

7.根据权利要求6所述的一种基于AI机器人的自动更换智能设备的方法，其特征在于，步骤S1-3中设备基站为智能设备充电的方式为无线充电的方式，智能设备上的所述第二充电端子为无线充电端子，智能设备锁定在设备基站上时所述无线充电端子位于智能设备的底部；设备基站上的所述第二充电头为与所述无线充电端子匹配的无线充电板，所述无线充电板连接有升降机构，当需要充电时，升降机构驱动无线充电板上移至与无线充电端子对接充电，充电完毕后升降机构驱动无线充电板下移归位。

8.根据权利要求6所述的一种基于AI机器人的自动更换智能设备的方法，其特征在于，步骤S1-3中，若磁力锁件电池板断电而锁定感应装置没有探测到智能设备被锁定，设备基站则发送回站缺陷信息给AI机器人，AI机器人根据回站缺陷信息退出设备基站后重复S1-2、S1-3的步骤直至智能设备被成功锁定在设备基站上，或者发起警报请求工作人员协助。

9.根据权利要求6所述的一种基于AI机器人的自动更换智能设备的方法，其特征在于，步骤S1-1中，AI机器人负载着智能设备到达设备基站处后，还包括：AI机器人通过与系统服务器、上一任务的设备基站通信确认其负载背板为满载状态，并确认负载的智能设备与设备基站的匹配性；同时AI机器人还与当前设备基站通信确认当前设备基站处于空载状态；

步骤S2-2中AI机器人到达设备基站后，还包括：AI机器人与设备基站通信确认任务中指定的智能设备是否在该设备基站、该智能设备的电量是否满足任务需求；同时AI机器人还通过与系统服务器、AI机器人上一任务的设备基站通信，确认其负载背板是否为空载状态。

10.根据权利要求6所述的一种基于AI机器人的自动更换智能设备的方法，其特征在于，还包括：AI机器人的负载背板空载时，可到达合适的设备基站进行充电；其中，设备基站为空载状态的AI机器人充电前，还应确认该设备基站处于无其他AI机器人对接的空闲状态。

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