CN218536325U - 机器人电池仓结构和移动底盘以及移动机器人 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种机器人电池仓结构和移动底盘以及移动机器人。该机器人电池仓结构包括：电池仓和至少一个锁紧机构，电池仓上开设有供电池进出电池仓的开口；锁紧机构包括相对于电池仓活动设置的滑动件，滑动件的滑动方向垂直于电池进出电池仓的方向，滑动件具有一锁止端；当滑动件朝靠近于电池的方向运动时，锁止端能与电池相耦合，以将电池约束在电池仓内；当滑动件朝远离于电池的方向运动时，锁止端能与电池相分离，以允许电池在电池仓内取放。本申请提供的方案，在换电池的过程中无需借用其他工具来固定电池，且固定和解锁电池的操作简单，更换电池效率高。

Description

机器人电池仓结构和移动底盘以及移动机器人

技术领域

本申请涉及智能仓储技术领域，尤其涉及机器人电池仓结构和移动底盘以及移动机器人。

背景技术

目前市场上移动机器人的充电方式主要有两种：1、利用充电桩实现机器人自动充电；2、通过人工手动换电池。第一种自动充电的特点是自动化程度高，不需要人工干预拆卸电池，缺点是充电等待时间较长，在需要机器人持续长时间工作的情况下，自动充电等待时间长，换电效率低，满足不了应用需求。第二种手动换电方式，大多采用推拉的方式从侧面拉出电池，更换新的电池后再从侧面推入电池，最后用锁紧装置固定好电池，以完成换电操作。

手动换电方式中，在一些电池仓周边空间受限的条件下，只能从竖直方向取放电池，并且更换电池后大多通过螺钉紧固电池，或者通过压板压紧电池上表面。

但是，上述紧固电池的方案中，需要拧螺丝或借用其他工具来固定电池，操作繁琐，更换效率低。

实用新型内容

为解决或部分解决相关技术中存在的问题，本申请提供一种机器人电池仓结构和移动底盘以及移动机器人，在换电池的过程中无需借用其他工具来固定电池，且固定和解锁电池的操作简单，更换电池效率高。

本申请第一方面提供一种机器人电池仓结构，包括：

电池仓，所述电池仓上开设有供电池进出电池仓的开口；

至少一个锁紧机构，所述锁紧机构包括相对于所述电池仓活动设置的滑动件，所述滑动件的滑动方向垂直于所述电池进出所述电池仓的方向，所述滑动件具有一锁止端；当所述滑动件朝靠近于所述电池的方向运动时，所述锁止端能与所述电池相耦合，以将所述电池约束在所述电池仓内；当所述滑动件朝远离于所述电池的方向运动时，所述锁止端能与所述电池相分离，以允许所述电池在所述电池仓内取放。

本申请第二方面提供一种移动底盘，包括：

移动底盘本体；

上述所述的机器人电池仓结构，所述机器人电池仓结构设于所述移动底盘本体上。

本申请第三方面提供一种移动机器人，包括上述所述的移动底盘。

本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：由于本申请实施例当需要更换电池时，驱动滑动件朝远离电池的方向运动，以使锁止端与电池相分离，锁止端释放电池，从而允许电池在电池仓内取出。更换新的电池后，将新的电池从开口放入电池仓内，并驱动滑动件朝靠近电池的方向运动，直至锁止端与电池相耦合，从而将新的电池约束在电池仓内。因此，本申请实施例在电池的更换过程中，无需使用其他工具来固定电池，只需要驱动电池仓内壁上的锁紧机构所包含的滑动件伸出或缩回壳体内，就能实现对电池的锁紧和释放，操作简单，降低了在入口方向上的空间占用，大大提高电池更换效率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

通过结合附图对本申请示例性实施方式进行更详细地描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本申请示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1是本申请实施例示出的机器人电池仓结构的结构示意图(仓门关闭状态)；

图2是本申请实施例示出的机器人电池仓结构的结构示意图(仓门开启状态)；

图3是本申请实施例示出的机器人电池仓结构的结构示意图(电池在电池仓内)；

图4是图3中示出的锁紧机构和导向机构的结构示意图；

图5是本申请实施例示出的锁紧机构中滑动件缩回的状态示意图；

图6是图5的俯视图；

图7是本申请实施例示出的锁紧机构中滑动件伸出的状态示意图；

图8是图7的俯视图。

附图标记：

1、电池仓；10、开口；

2、电池；20、抵挡件；

3、锁紧机构；30、壳体；31、滑动件；310、锁止端；311、推动端；32、按压部；

4、导向机构；40、导向块；400、导向面；

5、仓门；50、提手；

6、磁性体；

7、移动底盘本体。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请的实施方式。虽然附图中显示了本申请的实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本申请更加透彻和完整，并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

手动换电方式中，在一些电池仓周边空间受限的条件下，只能从竖直方向取放电池，并且更换电池后大多通过螺钉紧固电池，或者通过压板压紧电池上表面。

但是，上述紧固电池的方案中，需要拧螺丝或借用其他工具来固定电池，操作繁琐，更换效率低。

针对上述问题，本申请实施例提供一种机器人电池仓结构，在换电池的过程中无需借用其他工具来固定电池，且固定和解锁电池的操作简单，更换电池效率高。

以下结合附图详细描述本申请实施例的技术方案。

图1是本申请实施例示出的机器人电池仓结构的结构示意图(仓门关闭状态)；图2是本申请实施例示出的机器人电池仓结构的结构示意图(仓门开启状态)；图3是本申请实施例示出的机器人电池仓结构的结构示意图(电池在电池仓内)。

参见图1至图3，本申请实施例提供一种机器人电池仓结构，包括电池仓1和至少一个锁紧机构3，电池仓1上开设有供电池2进出电池仓1的开口10，电池2通过开口10取出或放入电池仓1内，以更换电池2。锁紧机构3包括相对于电池仓1活动设置的滑动件31，滑动件31的滑动方向(滑动方向为图2中的X方向)沿着垂直于电池仓的入口方向(入口方向为图2中的Z方向)，滑动件31具有一锁止端310；当滑动件31朝靠近于电池2的方向运动时，锁止端310能与电池2相耦合，以将电池2约束在电池仓1内；当滑动件31朝远离于电池2的方向运动时，锁止端310能与电池2相分离，以允许电池2在电池仓1内取放。本申请实施例可通过推拉滑动件31使锁止端310伸出或缩回壳体30内，但是不限定推拉滑动件31的具体部位，可以是锁止端310也可以是远离锁止端310的另一端。

本申请实施例的机器人电池仓结构的工作原理如下：

当需要更换电池时，驱动滑动件31朝远离电池2的方向运动，以使锁止端310与电池2相分离，锁止端310释放电池2，从而允许电池2在电池仓1内取出。更换新的电池2后，将新的电池2从开口10放入电池仓1内，并驱动滑动件31朝靠近电池2的方向运动，直至锁止端310与电池2相限位，从而将新的电池2约束在电池仓1内。

本申请实施例在电池2的更换过程中，无需使用其他工具来固定电池2，只需要驱动电池仓1内壁上的锁紧机构3所包含的滑动件伸出或缩回壳体30内，就能实现对电池2的锁紧和释放，操作简单，降低了在入口方向上的空间占用，大大提高电池更换效率。

一些实施例中，锁紧机构3还包括壳体30，壳体30设于电池仓1内壁，壳体30的延伸方向(延伸方向为图2中的X方向)与滑动件31的滑动方向一致；滑动件31可滑动地设于壳体30内，锁止端310可沿壳体30的延伸方向从壳体30内伸出，以朝靠近电池2的方向运动，直至锁止在电池2上，以将电池2约束在电池仓1内；以及，锁止端310可沿壳体30的延伸方向缩回于壳体30内，以朝远离电池2的方向运动，直至释放电池2，以允许电池2在电池仓1内取放。

一些实施例中，参见图5至图8所示，锁紧机构3还包括与滑动件31相配合的按压部32，按压部32的一端位于壳体30外，另一端伸入于壳体30内，按压部32的运动方向(运动方向为图2中的Z方向)与滑动件31的滑动方向相垂直，且按压部32用于在按压力的作用下解除对滑动件31的止挡。

本申请实施例的锁紧机构3可以为弹簧插销结构，需要锁紧电池2时，驱动滑动件31沿壳体30的延伸方向朝靠近电池2的方向运动，以使锁止端310伸出壳体30外，且按压部32的按压端处于伸出壳体30外的状态，以便下次再通过按压部32解锁滑动件31；同时滑动件31的运动被锁止，以防止滑动件31缩回壳体30内。需要解锁电池2时，通过对按压部32施加按压力，以解除对滑动件31的止挡，从而使得锁止端310能缩回至壳体30内，实现对电池2的解锁。

一些实施例中，锁紧机构3还包括弹性件，弹性件套设于滑动件31上，且弹性件被配置为在锁止端310从壳体30内伸出时产生弹性变形；以及，在按压部32解除对滑动件31的止挡时回弹，以带动锁止端310回缩至壳体30内。

本申请实施例的弹性件可以为弹簧，通过在滑动件31上套设弹性件，锁止端310从壳体30内伸出时压缩弹性件，且弹性件的压缩状态被锁止；当按压按压部32时，弹性件的锁止被解除，弹性件回复弹性，带动滑动件31回缩，使得锁止端310回缩至壳体30内。本申请实施例通过弹性件的回弹性能实现滑动件31的自动回弹解锁，省时省力，解锁效率高。

一些实施例中，滑动件31远离锁止端310的一端为推动端311，推动端311用于接受垂直于电池2进出电池仓1的方向的推动力(推动力的方向为图2中的X方向)，以推动锁止端310朝靠近电池2的方向运动。

具体的：需要锁紧电池2时即滑动件31缩回在壳体30内，通过对推动端311施加沿垂直于电池仓1的入口方向的推动力，以使滑动件31沿壳体30的延伸方向朝靠近电池2的方向运动，以使锁止端310伸出壳体30外，同时锁止滑动件31，且按压部32的按压端处于伸出壳体30外的状态，以便下次再通过按压按压部32解锁滑动件31。

一些实施例中，参见图4所示，电池2上设有与锁止端310限位配合的抵挡件20，锁止端310用于和抵挡件20在电池2进出电池仓1的入口方向上相抵挡。

本申请实施例通过在电池2上预连接抵挡件20，更换新的电池2后，锁止端310可从壳体30内伸出至压持于抵挡件20上，将电池2限制在电池仓1内。若从竖直方向取放电池2，则限制电池2竖直方向的运动；若从水平方向取放电池2，则限制电池2水平方向的运动。

一个具体实现中，抵挡件20呈L形结构，L形结构包括垂直连接的第一段和第二段，第一段连接于电池2上，第二段远离第一段的一端为自由端，锁止端310与第二段相抵挡。

本申请实施例预先将抵挡件20的第一段焊接在电池2上，第二段与第一段垂直连接，且与电池2无连接关系。当需要锁紧电池2时，锁止端310伸出压持在第二段上，从而将第二段限制在锁止端310下方，防止电池2从开口10取出。且抵挡件20设置有四个，四个抵挡件20固定在电池2底部的四角上。

一些实施例中，开口10设于电池仓1的顶端，以使电池2沿竖直方向在电池仓1内取放。

本申请实施例的机器人电池仓结构对竖直取放电池的电池仓1更适用，电池2在重力作用下放入电池仓1内，当电池2放入电池仓1内后，只要锁紧机构3位于抵挡件20的上方就能实现限制电池2竖直方向的运动。

一些实施例中，参见图4所示，机器人电池仓结构还包括导向机构4，导向机构4设于电池仓1的内壁上，且导向机构4用于在将电池2放入电池仓1内时，导引电池2移动到预设位置。

当电池2竖直放入电池仓1内的过程中，电池2先经过开口10，由于电池2在开口10处的位置与最终在电池仓1内的预设位置可能会存在偏移，为了将电池2导引至预设位置，本申请实施例通过设置导向机构4将电池2导引至预设位置。

一个具体实现中，导向机构4包括至少一个导向块40，导向块40设有用于和电池2相接触的导向面400，导向面400用于引导电池2在重力的作用下移动到预设位置。

当电池2竖直放入电池仓1内时，电池2在开口10处碰到导向块40的导向面400时，会在导向面400的导引下，并在重力作用下将电池2纠正到预设位置。

本申请实施例的导向机构4包括四个对称设置导向块40，四个导向块40不仅起到导向的作用，还起到限制电池2水平方向运动的作用。

一个具体实现中，导向面400至少部分相对于电池2进出电池仓1的方向倾斜设置。导向面400包括第一部分和第二部分，第一部分倾斜向下设置，第二部分竖直设置，且第二部分的顶端与第一部分的底端连接；和/或，导向机构4包括四个导向块40，四个导向块40沿电池仓1的内周方向分布，且两两对称设置，以限制电池2水平方向的运动。

电池2在开口10处时，在第一部分的导向作用下导入第二部分围合形成的空间内，并在重力作用下，沿第二部分的延伸方向竖直向下落入电池仓1内。因此，本申请实施例实现电池2的自动定位，解决了在电池2放入过程中不需要人工对齐位置，以及电池2重量大调整位置困难的问题。

一些实施例中，机器人电池仓结构还包括仓门5，仓门5可拆卸地盖设于开口10上。

更换完新的电池2后，通过将仓门5盖设在开口10上，实现对电池2的密封，防止电池2的污染。

一些实施例中，仓门5与电池仓1之间通过磁性体6连接；和/或，仓门5上连接有提手50。

本申请实施例的仓门5与电池仓1之间通过磁性体6连接，磁性体6可以为磁铁。当需要开启仓门5时，用力拉动提手50就能抵抗磁性体6的吸引力，将仓门5取下。当需要关闭仓门5时，盖上仓门5，仓门5就能在磁性体6的作用下将开口10紧闭。实现仓门5的可拆卸安装和启闭，提高电池2的更换效率。

另外，本申请实施例的电池仓1内还设有门板支柱，门板支柱的底部固定在电池仓1的底端，磁性体6固定在门板支柱的顶端，共4个门板支柱分布在电池仓1的四个边角。

与前述应用功能实现装置实施例相对应，本申请还提供了一种移动底盘及相应的实施例。

本申请实施例的移动底盘包括移动底盘本体7和前述的机器人电池仓结构，机器人电池仓结构设于移动底盘本体7上。

电池2在正常使用过程中，被底部四角旁边的锁紧机构3限制了竖直方向的活动，滑动件31的锁止端310伸出后挡在抵挡件20的上方，在水平方向上，导向块40限制了电池2在水平方向的活动，仓门5被磁性体6吸附，仓门5为关闭状态。当电池2的能量消耗完，需要更换电池2时，先通过拉手抬起仓门5，按压电池2四角附近的锁紧机构3上的按压部32，锁止端310缩回后，电池2向上运动的约束解除，操作人员可拔出电池插头，再通过电池2自身上表面的拉手将电池2抬出；在放入新电池时，操作人员通过开口10放入，电池2放入时位置会与预设位置有偏移，当电池2底部周边碰到导向块40的导向面400时，可在电池2的重力作用自动将电池2的放入位置纠正到预设位置，待电池2底面与电池仓1的底面接触后，操作人员推出电池2底部四角的滑动件31的锁止端310，电池2便完成了固定，操作人员接好电池插头后，盖上仓门5，便完成了换电操作。

一些实施例中，电池仓1由移动底盘本体7的顶面部分区域朝内凹设而形成。

移动底盘本体7的顶面包括前部、中部和后部，电池仓1由前部朝内凹设而形成，节约移动底盘本体7顶面的空间，且不影响移动底盘本体7顶面的其他部件的安装。

与前述应用功能实现装置实施例相对应，本申请还提供了一种移动机器人及相应的实施例。

本申请实施例的移动机器人包括前述的移动底盘。

本申请实施例的移动机器人的换电效率高，满足移动机器人需要长时间连续运行的应用场景。

上文中已经参考附图详细描述了本申请的方案。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必需的。另外，可以理解，本申请实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减，本申请实施例装置中的模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其他普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (16)

1.一种机器人电池仓结构，其特征在于，包括：

电池仓，所述电池仓上开设有供电池进出电池仓的开口；

至少一个锁紧机构，所述锁紧机构包括相对于所述电池仓活动设置的滑动件，所述滑动件的滑动方向垂直于所述电池进出所述电池仓的方向，所述滑动件具有一锁止端；当所述滑动件朝靠近于所述电池的方向运动时，所述锁止端能与所述电池相耦合，以将所述电池约束在所述电池仓内；当所述滑动件朝远离于所述电池的方向运动时，所述锁止端能与所述电池相分离，以允许所述电池在所述电池仓内取放。

2.根据权利要求1所述的机器人电池仓结构，其特征在于，

所述锁紧机构还包括壳体，所述壳体固定于所述电池仓的内壁，所述滑动件可滑动地设于所述壳体内，所述锁止端可沿所述壳体的长度方向从所述壳体内伸出；以及，所述锁止端可沿所述壳体的长度方向缩回于所述壳体内。

3.根据权利要求2所述的机器人电池仓结构，其特征在于，所述锁紧机构还包括与所述滑动件相配合的按压部，所述按压部的一端位于所述壳体外，另一端伸入于所述壳体内，所述按压部的运动方向与所述滑动件的滑动方向相垂直，且所述按压部用于在按压力的作用下解除对所述滑动件的止挡。

4.根据权利要求3所述的机器人电池仓结构，其特征在于，所述锁紧机构还包括弹性件，所述弹性件套设于所述滑动件上，且所述弹性件被配置为在所述锁止端从所述壳体内伸出时产生弹性变形；以及，在所述按压部解除对所述滑动件的止挡时回弹，以带动所述锁止端回缩至所述壳体内。

5.根据权利要求1所述的机器人电池仓结构，其特征在于，所述滑动件远离所述锁止端的一端为推动端，所述推动端用于接受垂直于所述电池进出所述电池仓的方向的推动力，以推动所述锁止端朝靠近于所述电池的方向运动。

6.根据权利要求1所述的机器人电池仓结构，其特征在于，所述电池上设有与所述锁止端限位配合的抵挡件，所述锁止端用于和所述抵挡件在所述电池进出所述电池仓的方向上相抵挡。

7.根据权利要求6所述的机器人电池仓结构，其特征在于，所述抵挡件呈L形结构，所述L形结构包括垂直连接的第一段和第二段，所述第一段连接于所述电池上，所述第二段远离所述第一段的一端为自由端，所述锁止端与所述第二段相抵挡。

8.根据权利要求1所述的机器人电池仓结构，其特征在于，所述开口设于所述电池仓的顶端，以使所述电池沿竖直方向在所述电池仓内取放。

9.根据权利要求1所述的机器人电池仓结构，其特征在于，所述机器人电池仓结构还包括导向机构，所述导向机构设于所述电池仓的内壁上，且所述导向机构用于在将所述电池放入所述电池仓内时，导引所述电池移动到预设位置。

10.根据权利要求9所述的机器人电池仓结构，其特征在于，所述导向机构包括至少一个导向块，所述导向块设有用于和所述电池相接触的导向面，所述导向面用于引导所述电池在重力的作用下移动到预设位置。

11.根据权利要求10所述的机器人电池仓结构，其特征在于，所述导向面至少部分相对于所述电池进出所述电池仓的方向倾斜设置。

12.根据权利要求11所述的机器人电池仓结构，其特征在于，所述导向面包括第一部分和第二部分，所述第一部分倾斜向下设置，所述第二部分竖直设置，且所述第二部分的顶端与所述第一部分的底端连接；和/或，所述导向机构包括四个导向块，四个所述导向块沿所述电池仓的内周方向分布，且两两对称设置，以限制所述电池水平方向的运动。

13.根据权利要求1所述的机器人电池仓结构，其特征在于，所述机器人电池仓结构还包括仓门，所述仓门可拆卸地盖设于所述开口上。

14.根据权利要求13所述的机器人电池仓结构，其特征在于，所述仓门与所述电池仓之间通过磁性体连接；和/或，所述仓门上连接有提手。

15.一种移动底盘，其特征在于，包括：

移动底盘本体；

如权利要求1-14任一项所述的机器人电池仓结构，所述机器人电池仓结构设于所述移动底盘本体上。

16.一种移动机器人，其特征在于，包括如权利要求15所述的移动底盘。

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