CN216958325U - 作业机器人和包括其的机器人电池更换系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种作业机器人和包括其的机器人电池更换系统。作业机器人包括电池仓、第一转移结构和第二转移结构。电池仓用于容纳电池。第一转移结构配置成将电池转移到第一预设位置。第二转移结构配置成允许电池从第一预设位置移动到作业机器人外。通过该方案，本公开允许在还没有移除需要更换的电池的情况下空出电池仓以接收新电池，从而实现在不断电的情况下为作业机器人更换电池。

Description

作业机器人和包括其的机器人电池更换系统

技术领域

本公开涉及清洁机器人领域，更具体地涉及一种作业机器人和包括其的机器人电池更换系统。

背景技术

随着经济发展和人们生活水平的提高，诸如清洁机器人的各种商用机器人应用越来越广泛，商用机器人的充电问题也变得越来越突出。

一般的充电方案是在机器人执行作业任务时，当检测到电池电量不足时，机器人会自动回到充电站自动充电或者人工操作机器人回到充电站充电。电池充满电后，机器人重新到作业任务断点处，继续执行原任务。

一方面，电池的充电时间一般较长，由于在长时间的充电操作中机器人无法进行作业，因此，机器人的可用作业窗口被大大降低。另一方面，机器人在充电完成之后需要进行重新寻找作业任务断点且返回该任务断点的操作，这也对机器人的智能提出了更高的要求，增加了机器人的成本。

实用新型内容

本公开的主要目的在于提供一种作业机器人和机器人电池更换系统，目的在于实现在不断电的情况下为作业机器人更换电池。

为解决上述技术问题，本公开采用的一个技术方案是：提供一种作业机器人。该作业机器人包括电池仓、第一转移结构和第二转移结构。电池仓用于容纳电池。第一转移结构配置成将电池转移到电池仓外的第一预设位置。第二转移结构配置成允许电池从第一预设位置移动到作业机器人外。

为解决上述技术问题，本公开采用的另一个技术方案是：提供一种机器人电池更换系统。该机器人电池更换系统包括上述作业机器人以及移动电池更换机器人。移动电池更换机器人配置成接收从第一预设位置移动到作业机器人外的电池，且配置成提供电池到作业机器人的电池仓内。

区别于现有技术，本公开通过第一转移结构将需要更换的电池(下文中也称缺电电池)转移到电池仓外的第一预设位置，通过第二转移结构允许缺电电池从第一预设位置移动到作业机器人外，从而允许在还没有移除缺电电池的情况下空出电池仓以接收满电电池，从而实现在不断电的情况下为作业机器人更换电池。

附图说明

为更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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公开的一些实施例，对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示出根据本公开一实施例作业机器人的结构示意图；

图2示出根据本公开一实施例作业机器人的透视图；

图3示出根据本公开一实施例作业机器人的供电模块的结构示意图；

图4示出根据本公开一实施例安装在电池仓中的电池的截面示意图；

图5示出根据本公开一实施例电池的移动的示意图；

图6示出根据本公开一实施例容纳电池的电池仓的截面示意图；

图7示出根据本公开一实施例作业机器人更换电池的过程的示意图；

图8示出根据本公开一实施例机器人电池更换系统的示意图；

图9示出根据本公开一实施例移动电池更换机器人的示意透视图；

图10示出根据本公开又一实施例作业机器人和移动电池更换机器人的示意透视图；

图11示出利用图10中所示的作业机器人和移动电池更换机器人更换电池的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

本实用新型的发明人经过长期研究发现，现有的机器人充电方案中，一般是作业机器人在检测到电池电量不足时，自动或者手动回到充电站充电。该充电方案会中断作业机器人的作业，降低作业机器人的可用作业窗口。为了解决该问题，本公开提出了一种新的作业机器人和机器人电池更换系统。

参考图1，图1示出根据本公开一实施例的作业机器人10的结构示意图。具体地，作业机器人10是用于执行具体作业任务的机器人。例如，作业机器人10可以是用于地面清洁的扫地机器人或者清洁机器人。本领域技术人员应当理解，作业机器人10也可以是其他类型的商用机器人，例如安保机器人、导购机器人等，本公开对此不作限制。

如图1所示，作业机器人10包括供电模块100，用于容纳电池、自动更换电池等。供电模块100可以为作业机器人10提供电力。

作业机器人10还可以包括通信模块200、控制器300、作业单元400等。通信模块200用于通过网络向作业机器人10外部的设备发送数据和\或接收来自作业机器人10外部的设备的数据。该网络可以是国际互联网或者局域网。该网络可以例如基于蜂窝网络、Wi-Fi、蓝牙等，本公开对此不做限制。控制器300用于控制作业机器人10各模块的操作。作业单元400用于执行具体的操作，例如清扫、导购等。

在一些实施例中，供电模块100、通信模块200、控制器300以及作业单元400通过数据总线或者以其他方式相互连接，本公开对此不作限制。

参考图2，图2示出作业机器人10的透视图。在图2中，作业机器人10为一种扫地机器人。供电模块100如图所示设置在作业机器人10的一侧，以便于与外部设备交换电池。

参考图3，图3示出供电模块100的结构示意图。如图3所示，供电模块100包括电池仓120、第一转移结构140和第二转移结构160。其中，电池仓120用于容纳电池。第一转移结构140连接于电池仓120，且配置成将电池仓120中的电池转移(上升或平移等)到电池仓120外的第一预设位置。第二转移结构160连接于第一转移结构140，配置成允许电池从第一预设位置移动到作业机器人10外。

通过上述设置，本公开通过第一转移结构140将需要更换的电池转移到电池仓120外的第一预设位置，通过第二转移结构160允许需要更换的电池从第一预设位置移动到作业机器人10外，从而允许在还没有移除需要更换的电池的情况下空出电池仓120以接收新电池，从而实现在不断电的情况下为作业机器人10更换电池。其中，需要更换的电池一般是缺电电池。

具体地，如图3所示，电池仓120包括基座122。基座122被示出为矩形壁板。可选的，基座122也可以为至少部分镂空的壁板、栅格板或者其他结构。可选的，如图3所示，电池仓120还可以包括固定连接于基座122的左壁板123、右壁板124以及内壁板125。左壁板123、右壁板124以及内壁板125与基座122一起在作业机器人10内围设容纳电池的空间。在一些实施例中，基座122大体平行于作业机器人10水平放置时的水平面，电池放置在电池仓120的底部，即，放置在电池仓120的基座122的表面上。

可选的，左壁板123、右壁板124以及内壁板125中的至少一个可以为至少部分镂空的壁板，或者由栅格板等替代。镂空形状的设计可以降低作业机器人10的重量，且便于电池的散热。

可选的，电池仓120还可以包括仓门126。仓门126可以处于常闭状态，从而防止电池从电池仓120滑出，且防止异物进入电池仓120。

在一些实施例中，电池仓120的底部，例如基座122的表面上，还可以设有至少一个滑轨1201。滑轨1201可以通过焊接、粘接、一体成型等方式固定在基座122上。滑轨1201可以例如由金属、塑料等构成，本公开对此不做限制。

滑轨1201可以为从电池仓120的仓门126一侧向内延伸的直线轨道。滑轨1201的截面可以为矩形、弧形或其他形状。进一步参考图4。图4示出安装在电池仓120中的电池50的截面示意图。如图4所示，电池50的底部包括滑槽510。滑槽510的数量与滑轨1201的数量相互对应。例如，图4中示出三个滑槽510和三个滑轨1201。尤其，滑槽510的截面形状与滑轨1201的截面形状相配合，使得滑轨1201可以与电池50上的对应形状的滑槽510配合，以允许电池50沿滑轨1201滑动进入电池仓120内。

如图3所示，第一转移结构140包括支架142和转移组件143。其中，支架142用于固定连接电池50且带动电池50转移。转移组件143用于为支架142提供转移的驱动力。

具体地，支架142用于带动电池50以上下升降或左右平移等方式转移。转移组件143则为支架142提供上下升降或左右平移等转移方式的驱动力。

下文以支架142带动电池50上下升降且转移组件143为升降组件144为例进行说明。本领域技术人员应当理解，支架142带动电池50向左或向右平移的原理类似，区别主要在于方位不同。

在一些实施例中，如图3所示，升降组件144为包括直线电机1442作为动力的升降组件144。直线电机1442是一种可以将电能转换成直线运动机械能的电机。直线电机1442可尤其是直线伺服电机。本领域技术人员应当理解，升降组件144也可以为由旋转电机驱动的曲柄连杆升降组件、凸轮升降组件等的升降组件144，本公开对此不作限制。如图3所示，至少一个直线电机1442安装于电池仓120上。具体地，该至少一个直线电机1442包括相对彼此做直线运动的电机座14421和促动轴14422。其中，电机座14421固定安装于电池仓120的基座122或内壁板125上，促动轴14422则固定安装于第一转移结构140的支架142。如此，当直线电机1442操作时，促动轴14422相对于电机座14421做上下直线运动，进而带动第一转移结构140的支架142上下移动。本领域技术人员应当理解，在一些实施例中，至少一个直线电机1442的电机座14421也可以固定于电池仓120的左壁板123和右壁板124中的至少一者。在一个实施例中，升降组件144包括对称设置于左壁板123和右壁板124上的两个直线电机1442。

在一些实施例中，升降组件144还包括至少一个可伸缩支撑件1444。可伸缩支撑件1444包括可彼此相对直线运动的第一元件14441和第二元件14442。其中，可伸缩支撑件1444的第一元件14441固定连接于电池仓120的基座122、左壁板123、右壁板124、内壁板125中的至少一者，可伸缩支撑件1444的第二元件14442固定连接于第一转移结构140的支架142。可伸缩支撑件1444可用于支撑和引导支架142的移动，减少其受力不平衡，增加作业机器人10的寿命。

本领域技术应当理解，虽然在图3中，支架142作为示例示出为是十字梁。但是支架142可以具有其他形式。例如，支架142可以具有壁板的形式。可选的，支架142可以形成为作业机器人10的顶部壳体的一部分，本公开对此不作限制。

如上文所述，第一转移结构140可以在包括诸如直线电机1442的升降组件144的驱动下，在可伸缩支撑件1444的引导下，相对于电池仓120上下移动。

具体地，参考图5，图5示出根据本公开一实施例电池的移动的示意图。如图5所示，在第一转移结构140的提升下，电池50可以被从电池仓120的基座122上(V所指位置，虚线所示电池50)上升到电池仓120外的第一预设位置(I所示位置，点划线所示电池50)，以准备离开作业机器人10。在该过程中，在第一转移结构140将电池50上升到第二预设位置(II所示位置，短划线所示电池50)时，被第一转移结构140的支架142升起的电池50的底部与电池仓120的基座122之间的高度足以容纳一个新的电池50，此时，电池仓120可以从作业机器人10外部接收另一电池50。如图所示，第一预设位置I相对于电池仓120底部的高度H1大于或等于第二预设位置II相对于电池仓120底部的高度H2。

重新参考图3，图3还示意性地示出了第二转移结构160。第二转移结构160允许电池50从第一预设位置I移动到作业机器人10外。

在一些实施例中，第二转移结构160包括顶出机构。顶出机构可以例如包括顶出杆，顶出杆可以在作业机器人10的控制器300的作用下，推动电池50的至少一个侧壁，从而将电池50往作业机器人10的外部推，以允许电池50从第一预设位置I移动到作业机器人10外。

在一些实施例中，第二转移结构160可以包括电磁体。该电磁体可以例如在作业机器人10的控制器300的作用下，改变其磁性的有无状态或者磁性方向，以对设置在电池50上的对应磁体施加一个磁性推力，从而将电池50往作业机器人10的外部推，以允许电池50从第一预设位置I移动到作业机器人10外。

本领域技术人员应当理解，第二转移结构160可以具有其他形式，本公开对此不作限制。

参考图4，图4示出安装在电池仓120中的电池50的截面示意图。如图所示，在使用期间，电池50设置在电池仓120的基座122上。

在一些实施例中，如图4所示，电池50具有大致矩形截面。一方面，如上文所述，电池50的下表面可以开设有与电池仓120的基座122上的滑轨1201匹配的滑槽510。另一方面，电池50的上表面可以开设有卡槽520。第一转移结构140包括弹性卡扣1422。该弹性卡扣1422与电池50的卡槽520配合，以允许第一转移结构140吊起电池50，且允许所吊起的电池50沿弹性卡扣1422滑动到作业机器人10外。

具体地，弹性卡扣1422通过螺纹连接、焊接、一体成型等方式固定于第一转移结构140下方，且弹性卡扣1422为纵向延伸的结构。当电池50进入电池仓120，且在电池仓120的基座122上就位之后，第一转移结构140的支架142在升降组件144的作用下下降，弹性卡扣1422在支架142的下降过程中，接触电池50的上表面，且随后卡合到电池50的上表面的卡槽520内，从而允许第一转移结构140的支架142在以之后吊起电池50用于更换。

图4中示出了电池50的三个卡槽520和第一转移结构140的支架142的三个弹性卡扣1422，但是本领域技术人员应当理解，卡槽520和弹性卡扣1422的数目可以根据需要设置，本公开并不限制。

在一些情形中，作业机器人10所使用的电池50可并非是定制的，而是从市场上采购的标准电池。这些标准电池的表面通常没有上述卡槽520或者滑槽510。可以在标准电池的表面套设一个包括上述卡槽520或滑槽510的外壳来解决标准电池与本公开的作业机器人10的配合问题。

同时参考图4和图6。图6示出容纳电池50的电池仓120的截面示意图。

如图4和图6所示，电池50包括第一组输出端5310和第二组输出端5320用于输出电压或者电流到作业机器人10。

第一组输出端5310包括一个第一正极输出端5311和一个第一负极输出端5312。电池仓120包括主电接头60。主电接头60例如包括正极主电接头601和负极主电接头602。正极主电接头601与电池50的第一组输出端5310的第一正极输出端5311连接，且负极主电接头602与电池50的第一组输出端5310的第一负极输出端5312连接，以接收电池50的电压或电流输入，为作业机器人10供电。

具体地，主电接头60与作业机器人10的主电路电性连接，以将电池50的电压或电流输出供应给作业机器人10的主电路。

在一些实施例中，主电接头60可以为嵌入电池仓120的基座122且部分露出的簧片式接头。如图4所示，当电池50在电池仓120中安装就位时，主电接头60的正极主电接头601恰好与电池50的第一组输出端5310的第一正极输出端5311对准且电性连接，主电接头60的负极主电接头602恰好与电池50的第一组输出端5310的第一负极输出端5312对准且电性连接。具体地，主电接头60的正极主电接头601可以在弹性力的作用下抵接电池50的第一组输出端5310的第一正极输出端5311，主电接头60的负极主电接头602可以在弹性力的作用下抵接电池50的第一组输出端5310的第一负极输出端5312。主电接头60也可以为其他类型的主电接头60，本公开对此不作限制。

在图4和图6中，第一组输出端5310示出为设置在电池50的下表面，主电接头60示出为在电池仓120的基座122上。可选的，第一组输出端5310和主电接头60也可以设置在其他对应位置处，本公开对此不作限制。例如，主电接头60设置在电池仓120的内壁板125上，第一组输出端5310设置在电池50的面朝内壁板125的一侧。

第二组输出端5320包括一个第二正极输出端5321和一个第二负极输出端5322。第一转移结构140包括次电接头70。次电接头70例如包括正极次电接头701和负极次电接头702。正极次电接头701与电池50的第二组输出端5320的第二正极输出端5321连接，且负极次电接头702与电池50的第二组输出端5320的第二负极输出端5322连接，以接收电池50的电压或电流输入，为作业机器人10供电。次电接头70在电池50更换完成后可以返回到例如在电池仓120内的初始位置，以进行下次电池更换。在该初始位置处，次电接头70例如与主电接头60相邻。

具体地，次电接头70与作业机器人10的主电路电性连接，以将电池50的电压或电流输出供应给作业机器人10的主电路。在一些实施例中，当电池50在电池仓120中安装就位时，次电接头70在作业机器人10的控制器300的控制下，断开与作业机器人10的主电路的电连接，不为作业机器人10的主电路供电。当第一转移结构140准备或开始使电池50上升时，次电接头70在作业机器人10的控制器300的控制下，与作业机器人10的主电路电连接，开始为作业机器人10的主电路供电。在一些实施例中，在次电接头70与作业机器人10的主电路之间的电连接的接通或断开由电路中的开关实现，次电接头70在此过程中可始终保持与电池50的第二组输出端5320接触。在一些实施例中，次电接头70可以为连接于第一转移结构140的可伸缩接头、磁吸接头等。其中，可伸缩接头尤其是可伸缩柔性接头。

在一些实施例中，在次电接头70与作业机器人10的主电路之间的电连接的接通或断开由次电接头70的伸缩实现。当次电接头70伸出时，次电接头70与电池50的第二组输出端5320接触。当次电接头70缩回时，次电接头70脱离与电池50的第二组输出端5320的接触。

在一些实施例中，电池50可仅包括一组功率输出端。当电池50在电池仓120中安装就位时，次电接头70初始与主电接头60相邻且优选地接触，电池50通过功率输出端接触主电接头60供电。当第一转移结构140准备或开始使电池50上升或平移时，次电接头70移动以与电池50连接以接收来自电池50的功率。之后，次电接头70随着电池50一起转移到第二预设位置II。转移过程中，电池50通过次电接头70与作业机器人10的电路电连接，从而为作业机器人10的主电路供电。如图4和图6所示，当电池50在电池仓120中安装就位时，次电接头70的正极次电接头701恰好与电池50的第二组输出端5320的第二正极输出端5321对准且电性连接，次电接头70的负极次电接头702恰好与电池50的第二组输出端5320的第二负极输出端5322对准且电性连接。

以次电接头70为磁吸接头为例，次电接头70的正极次电接头701和负极次电接头702可分别在磁力的作用下抵接电池50的第二组输出端5320的第二正极输出端5321和第二负极输出端5322。

以次电接头70为可伸缩接头为例，次电接头70整体或次电接头70的正极次电接头701和负极次电接头702可被控制以突伸和收缩。当次电接头70收缩时，次电接头70断开与电池50的电性连接。当次电接头70突伸时，次电接头70电性连接到电池50的第二组输出端5320。

进一步参考图6，电流传感器603可以连接于主电接头60。电流传感器603通过检测是否有电流流过主电接头60，判断主电接头60是否与电池50连接，进而判断电池50是否在电池仓120中安装就位。类似地，另一个电流传感器703可以连接于次电接头70，以判断次电接头70是否与电池50连接。电流传感器603和703可以是霍尔电流传感器。与一般的电阻式电流传感器相比，霍尔电流传感器可以避免电阻损耗，降低发热等。

参考图7，图7示意性地示出根据本公开一实施例作业机器人10更换电池50的过程。

如图7的(a)部分所示，电池50在电池仓120中安装就位。主电接头60和次电接头70分别与电池50电性连接，用于为作业机器人10供电。此时，作业机器人10可以断开次电接头70与作业机器人10的主电路的电连接，从而电池50只通过主电接头60为作业机器人10供电。例如，在次电接头70为可伸缩接头的情形中，次电接头70可以收缩以断开与电池50的连接。

当作业机器人10检测到电池50的电量低于阈值时，即，该电池50为缺电电池50E时，作业机器人10可以启动电池更换程序，第一转移结构140将缺电电池50E上升到电池仓120外的第一预设位置I。当然，在一些情形中，在电池50出现故障或者其他需要更换电池50的情形中，作业机器人10也可以启动电池更换程序。

在电池更换程序启动，且第一转移结构140使缺电电池50E上升之前，作业机器人10可以导通次电接头70与作业机器人10的主电路的电连接，从而电池50能够通过次电接头70为作业机器人10供电，防止在更换电池50的过程中，作业机器人10断电。例如，在次电接头70为可伸缩接头的情形中，次电接头70可以伸出以导通与电池50的连接。

如图7的(b)部分所示，在升降组件144的作用下，第一转移结构140使缺电电池50E上升。在上升过程中，缺电电池50E通过次电接头70为作业机器人10供电。

如图7的(c)部分所示，当电池50上升到第二预设位置II时，缺电电池50E下方的空间足以容纳另一个电池50。此时，替换电池50，尤其是满电电池50F可以沿着电池仓120的滑轨1201滑动到电池仓120内。在满电电池50F安装就位时，主电接头60与该满电电池50F电连接，主电接头60的电流传感器603检测到电流，作业机器人10由此判断满电电池50F已经安装就位。在满电电池50F安装就位后，第二转移结构160可允许缺电电池50E从第一预设位置I移动到作业机器人10外。

如图7的(d)部分所示，缺电电池50E已经移动到作业机器人10外，在升降组件144的作业下，第一转移结构140开始下降。最终，第一转移结构140下降到图7的(a)部分所示的位置。此时，第一转移结构140的弹性卡扣1422卡合到电池50的上表面的卡槽520内，次电接头70连接于电池50的第二组输出端5320。

由上文的描述可知，在整个电池更换过程中，在新的满电电池50F安装就位之前，缺电电池50E始终保持为作业机器人10供电。由此，保证了作业机器人10始终不断电。

参考图8，图8示出了一种机器人电池更换系统1的示意图。

如图8所示，除了作业机器人10，机器人电池更换系统1还包括移动电池更换机器人80以及充电站90。

移动电池更换机器人80用于为作业机器人10更换电池50。在一些实施例中，当作业机器人10发出更换电池50的请求时，移动电池更换机器人80接收该请求，且响应于该请求，为作业机器人10更换电池50。在一些实施例中，移动电池更换机器人80从作业机器人10取走缺电电池50E，且为作业机器人10更换满电电池50F。其中，缺电电池50E是电量耗尽或者电量低于一定阈值的电池50。满电电池50F可以是已经充满电或者电量超过一定量的电池50。

充电站90用于为电池50充电，尤其用于为从作业机器人10更换下来的缺电电池50E充电。充电站90可以包括多个充电仓900，每个充电仓可以容纳一个电池50且为该电池50充电。移动电池更换机器人80可以从充电站90取走上文中所述的满电电池50F。移动电池更换机器人80可以将从作业机器人10更换下来的缺电电池50E运输到充电站90，且送入可用的充电仓900内。

移动电池更换机器人80以及充电站90可分别包括通信部件，且利用通信部件通过网络彼此通信以及与作业机器人10通信，以传输指令、数据、操作请求等。该网络可以例如为国际互联网、局域网等。该网络可以例如为蜂窝网络、Wi-Fi、蓝牙等，本公开对此不做限制。

参考图9，图9示出移动电池更换机器人80的示意透视图。

如图9所示，移动电池更换机器人80可以包括机架800、上支架801和下支架802。下支架802可以固定连接于机架800。上支架801连接于机架800，且位于下支架802的上方。在一些实施例中，上支架801可移动地连接于机架800，且可以相对于下支架802上下移动。

在一些实施例中，响应于接收到作业机器人10更换电池50的请求，移动电池更换机器人80携带放置于下支架802上的满电电池50F移动到作业机器人10旁边，且与作业机器人10对准。

在一些实施例中，移动电池更换机器人80与作业机器人10对准包括：移动电池更换机器人80的下支架802与作业机器人10的基座122对准，以允许将满电电池50F送入作业机器人10的电池仓120内；以及，移动电池更换机器人80的上支架801与作业机器人10的第一转移结构140的弹性卡扣1422对准，以接收上升到第一预设位置I的缺电电池50E。

在一些实施例中，移动电池更换机器人80的上支架801上固定安装有弹性卡扣8011，该弹性卡扣8011类似于作业机器人10的第一转移结构140的弹性卡扣1422，以允许缺电电池50E从作业机器人10的弹性卡扣1422滑动到移动电池更换机器人80的弹性卡扣8011。其中，弹性卡扣8011在图9中示意性示出。

在一些实施例中，移动电池更换机器人80的下支架802上固定安装有滑轨8021，该滑轨8021类似于作业机器人10的基座122上的滑轨1201，以允许满电电池50F直接从移动电池更换机器人80的下支架802上的滑轨1201滑动到作业机器人10的基座122上的滑轨8021上。其中，滑轨8021在图9中示意性示出。

在将满电电池50F送入作业机器人10的电池仓120且从作业机器人10的第一转移结构140接收缺电电池50E之后，移动电池更换机器人80与作业机器人10脱离接触，且之后可以将所接收的缺电电池50E送到充电站90充电。

利用该机器人电池更换系统1，当需要更换电池50的时候，作业机器人10可以在原地更换电池50，且在更换电池50的时候无需断电。如此，在更换电池50之后，由于是原地换电池50，作业机器人10不需要重新寻找任务断点，从而省略了复杂的寻址过程。且由于是在不断电的情况下更换电池50，作业机器人10也无需重启。如此，增加了作业机器人10的可用工作时间和工作效率。

作为本公开的另一实施例，参考图10和图11。其中，图10示出根据本公开又一实施例作业机器人10和移动电池更换机器人80的示意透视图，图11示出利用图10中所示的作业机器人10和移动电池更换机器人80更换电池的流程示意图。

如图10所示，作业机器人10包括天线2001，移动电池更换机器人80包括天线2002。作业机器人10和移动电池更换机器人80可以通过天线2001和天线2002直接通信。可选的，作业机器人10的天线2001可以向后台服务器(未示出)发送信号或从后台服务器接收信号，移动电池更换机器人80的天线2002可以向后台服务器发送信号或者从后台服务器接收信号。因此，可以在作业机器人10和移动电池更换机器人80之间通过服务器收发信号。

作业机器人10还包括用于定位的红外传感器108和红外传感器109。移动电池更换机器人80还包括用于定位的红外传感器808和红外传感器809。在操作中，通过使作业机器人10的红外传感器108和移动电池更换机器人80的红外传感器808对准，以及使作业机器人10的红外传感器109和移动电池更换机器人80的红外传感器809对准，可以使作业机器人10和移动电池更换机器人80对准以更换电池。

可选的，作业机器人10还包括设置在电池仓上方的水箱130。

图11示出利用图10中的作业机器人10和移动电池更换机器人80更换电池的步骤。

具体地，在步骤S10中，当作业机器人10的电池50的电量过低或者电池50为缺电电池50E时，作业机器人10可以通过后台服务器与移动电池更换机器人80通信，发出更换电池的请求。

在步骤S20中，移动电池更换机器人80移动到作业机器人10附近。此时，移动电池更换机器人80的上支架801和作业机器人10的第一转移结构140可以上升，以准备更换电池。

在步骤S30中，作业机器人10和移动电池更换机器人80通过红外传感器对齐，且该对齐过程可以为反复试探和调整的过程。具体地，通过使作业机器人10的红外传感器108和移动电池更换机器人80的红外传感器808对准，以及使作业机器人10的红外传感器109和移动电池更换机器人80的红外传感器809对准，作业机器人10和移动电池更换机器人80对齐。

在步骤S40中，作业机器人10从移动电池更换机器人80接收满电量电池50F。

在步骤S50中，当作业机器人10检测到主电接头60导通时，即，新的满电量电池50F开始为作业机器人10供电时，作业机器人10断开次电接头70，移动电池更换机器人80从作业机器人10接收缺电电池50E。

继续到步骤S60，电池更换完成后，移动电池更换机器人80离开作业机器人10，作业机器人10继续作业。在离开作业机器人10之后，移动电池更换机器人80可以将所接收的缺电电池50E送往充电站充电。

从上文可知，作业机器人10是在作业的中途原地换电池，作业机器人10不需要重新寻找任务断点，从而省略了复杂的寻址过程。且由于是在不断电的情况下更换电池50，作业机器人10也无需重启。如此，增加了作业机器人10的可用工作时间和工作效率。

Claims (10)

1.一种作业机器人，其特征在于，包括：

电池仓，用于容纳电池，

第一转移结构，配置成将所述电池转移到第一预设位置，

第二转移结构，配置成允许所述电池从所述第一预设位置移动到所述作业机器人外。

2.根据权利要求1所述的作业机器人，其特征在于，

所述第一转移结构包括与电池电连接的次电接头，以允许电池在转移到所述第一预设位置的过程中通过所述次电接头为所述作业机器人供电。

3.根据权利要求2所述的作业机器人，其特征在于，在所述第一转移结构将所述电池转移到第二预设位置时，允许所述电池仓从所述作业机器人外部接收电池。

4.根据权利要求2所述的作业机器人，其特征在于，

所述电池仓包括主电接头，配置成与容纳在所述电池仓内的电池电连接，以为所述作业机器人供电。

5.根据权利要求4所述的作业机器人，其特征在于，

在所述电池仓从所述作业机器人外部接收电池，且所接收的电池开始为所述作业机器人供电之后，所述第二转移结构允许电池从所述第一预设位置移动到所述作业机器人外。

6.根据权利要求5所述的作业机器人，其特征在于，

所述主电接头连接有电流传感器，以检测所接收的电池是否开始为所述作业机器人供电。

7.根据权利要求1所述的作业机器人，其特征在于，

所述第一转移结构包括弹性卡扣，电池包括卡槽，所述弹性卡扣与所述卡槽配合，以允许所述第一转移结构吊起电池，且允许所吊起的电池沿所述弹性卡扣滑动到所述作业机器人外。

8.根据权利要求3所述的作业机器人，其特征在于，

所述电池仓的底部设有滑轨，电池的底部包括与所述滑轨配合的滑槽，以允许电池沿所述滑轨进入所述电池仓内。

9.根据权利要求2所述的作业机器人，其特征在于，

所述第一转移结构包括直线伺服电机；

所述第一转移结构配置成，在所述电池从所述第一预设位置移动到所述作业机器人外之后，携带所述次电接头返回所述电池仓内，且允许所述次电接头与所述电池仓内的电池电接触。

10.一种机器人电池更换系统，其特征在于，包括：

根据权利要求1至9中的任一项所述的作业机器人；

移动电池更换机器人，配置成接收从所述第一预设位置移动到所述作业机器人外的电池，且配置成提供电池到所述作业机器人的电池仓内。

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