CN220796949U - 电池拆装结构和人形机器人 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种电池拆装结构和人形机器人，所述电池拆装结构包括电池座和可拆卸地安装在所述电池座内的电池单体，其中，所述电池座用于固定在机器人并具有露出于机器人体表的开口，所述电池座和所述电池单体之间设置有锁止机构和弹出机构，所述电池拆装结构配置为：克服所述弹出机构的作用力，所述电池单体被所述锁止机构限位并固定于所述电池座内；以及所述锁止机构解锁，所述弹出机构将所述电池单体向外弹出。这样，利用机器人自身手臂的抓握及拆装能力对电池单体更换，机器人无需在充电桩长期等待充电，更换过程人形机器人自主操作，电池座和电池单体之间设置锁止机构和弹出机构使机器人自换电更加简便易行。

Description

电池拆装结构和人形机器人

技术领域

本公开涉及电池技术领域，具体地，涉及一种电池拆装结构和人形机器人。

背景技术

随着人形机器人技术的不断发展，人形机器人涉及的领域越来越广泛，在很多领域要求移动机器人拥有较长的工作时间和较强的续航能力。

相关技术中，人形机器人由于电池能量密度有限，存在续航时间短，充电时间长的问题，导致机器人实际工作时间较短，工作效率较低。目前，机器人的电池一般采用内置方式，利用充电桩充电的方式进行充电，电池不方便拆卸，机器人无法自行更换电池，导致机器人充电过程中无法继续工作，等待充电的时间较长，影响机器人的正常工作。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种电池拆装结构和人形机器人，以至少部分地解决相关技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本公开提供一种电池拆装结构，包括电池座和可拆卸地安装在所述电池座内的电池单体，其中，所述电池座用于固定在机器人并具有露出于机器人体表的开口，所述电池座和所述电池单体之间设置有锁止机构和弹出机构，所述电池拆装结构配置为：

克服所述弹出机构的作用力，所述电池单体被所述锁止机构限位并固定于所述电池座内；以及

所述锁止机构解锁，所述弹出机构将所述电池单体向外弹出。

可选地，所述锁止机构包括可伸缩的插接部和与所述插接部相配合的插接孔，所述插接部和所述插接孔中一者设置在所述电池座上，另一者设置在所述电池单体上，所述插接部插入所述插接孔时将所述电池单体限位并固定于所述电池座内，所述插接部从所述插接孔分离时所述锁止机构解锁，所述锁止机构还包括用于驱动所述插接部伸出或缩回的驱动部。

可选地，所述电池单体上开设有所述插接孔，所述插接部可滑动安装在所述电池座的容纳槽内，所述插接部具有用于伸入或退出所述插接孔的插头和用于带动所述插头往复运动的拨键，所述拨键形成为所述驱动部并且位于所述电池座的表面。

可选地，所述容纳槽的内壁和所述插接部之间设有第一弹性件，所述插头为楔形结构，所述电池单体的设置有所述插接孔的侧壁构造为向远离所述插头的方向倾斜的第一斜面。

可选地，所述驱动部为电磁锁，所述插接部为能够在所述电磁锁的驱动下伸缩的锁舌。

可选地，所述弹出机构包括用于固定在所述电池座上的底座和可滑动安装在所述底座上的滑块，所述滑块与所述底座之间连接有第二弹性件，所述滑块上设有导向槽，所述弹出机构还包括摆杆，所述摆杆的第一端可转动地连接在所述底座上，第二端位于所述导向槽内，所述导向槽具有前进段、限位段和后退段，所述弹出机构配置为：

所述电池单体作用在所述滑块上，克服所述第二弹性件的作用力，带动所述滑块运动，所述摆杆的第二端经所述前进段运动至所述限位段，以连接所述电池座和所述电池单体；

按压所述电池单体，带动所述滑块运动，所述摆杆的第二端经所述限位段运动至所述后退段，在所述第二弹性件的恢复力作用下，所述电池单体弹出。

可选地，所述电池单体上开设有卡槽，所述滑块可转动地连接有与所述卡槽相配合的卡扣，所述底座上开设有沿所述电池单体的拆装方向设置的滑动槽，所述卡扣滑动安装在所述滑动槽上，所述滑动槽的靠近所述电池座的底壁的一端比远离所述电池座的底壁的一端更靠近所述电池单体，所述滑块具有用于与所述电池单体相抵接的第二斜面。

可选地，所述导向槽为Y形结构，所述Y形结构的一个分支为所述前进段，另一个分支为所述后退段，所述Y形结构的敞口位置设置弧形的所述限位段。

可选地，所述电池座的底壁上形成有凹槽，所述弹出机构包括第三弹性件，所述第三弹性件的一端固定在所述凹槽内，另一端伸出所述凹槽以用于与所述电池单体接触。

可选地，所述电池座具有用于容纳电池单体的安装槽，所述安装槽的相对的两个侧壁上分别设置有锁止机构，相对的两个角或者所述安装槽的底壁上分别设有所述弹出机构，所述锁止机构的锁止方向和所述弹出机构的弹出方向垂直布置。

可选地，所述电池单体的朝向外侧的表面上设有标记信息，所述机器人根据所述标记信息判断对应的电池单体的电量信息并进行更换。

根据本公开的第二个方面，还提供一种人形机器人，包括机器人主体以及安装在所述机器人主体上的上述的电池拆装结构。

可选地，所述机器人主体的对应部位设有容置槽，所述电池座固定在所述容置槽内，或，所述电池座一体集成在所述机器人主体的不同部位的外壳上。

可选地，所述机器人主体具有躯干和四肢，所述电池拆装结构安装在所述躯干和/或所述四肢的不同位置。

可选地，所述躯干包括胸部、后背以及腰部，所述电池拆装结构设置在所述胸部、所述后背以及所述腰部的两侧。

可选地，机器人体表设有可活动打开的透明盖板，所述盖板用于盖住所述电池单体。

通过上述技术方案，该电池单体可插拔地安装在电池座内，利用机器人自身手臂的抓握及拆装能力对电池单体进行更换，机器人无需在充电桩长期等待充电，只需要在电池充电站自行更换电池，更换过程机器人自主操作无需人员参与，电池座和电池单体之间设置锁止机构和弹出机构使得机器人自换电更加简便易行，也可以实现各机器人之间相互更换电池的方式，以解决户外紧急状况。

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是本公开第一示例性实施例提供的电池拆装结构中单体电池与电池座的装配俯视图；

图2是图1中A-A方向上的剖视图；

图3是本公开第一示例性实施例提供的电池拆装结构中单体电池与锁止机构以及弹出机构的装配示意图；

图4是本公开第一示例性实施例提供的电池拆装结构中单体电池与弹出机构的装配正视图；

图5是本公开第一示例性实施例提供的电池拆装结构中单体电池与弹出机构的装配局部放大图；

图6是本公开第一示例性实施例提供的电池拆装结构中弹出机构的结构示意图；

图7是本公开第二示例性实施例提供的电池拆装结构中单体电池与电池座的装配俯视图；

图8是图7中B-B方向上的剖视图；

图9是本公开第三示例性实施例提供的电池拆装结构中单体电池与电池座的装配俯视图；

图10是图9中C-C方向上的剖视图。

附图标记说明

1 电池单体11 第一斜面

12 卡槽 2 电池座

3 插接部 31 拨键

32 电磁锁 33 锁舌

4 插接孔 41 第一弹性件

5 弹出机构511 底座

5111滑动槽 512 滑块

5121导向槽 51211前进段

51212后退段 51213限位段

5122第二斜面513 第二弹性件

514 摆杆 515 卡扣

52 第三弹性件6 标记信息

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，“内、外”是指相应部件轮廓的内和外。另外，使用的术语“第一”、“第二”等词的使用目的在于区分不同的部件，并不具有顺序性和重要性。此外，在下面的描述中，当涉及到附图时，除非另有解释，不同的附图中相同的附图标记表示相同或相似的要素。

图1至图6是本公开第一示例性实施例的示意图，图7、图8是本公开第二示例性实施例的示意图，图9、图10是本公开第三示例性实施例的示意图。上述实施例仅为用于说明本公开提供的电池拆装结构的示例，并不仅限于图中所示的示例。

如图1至图10所示，本公开提供一种电池拆装结构，该电池拆装结构可以包括电池座2和可拆卸地安装在电池座2内的电池单体1，其中，电池座2用于固定在机器人并具有露出于机器人体表的开口，电池座2和电池单体1之间设置有锁止机构和弹出机构5，电池拆装结构配置为：克服弹出机构5的作用力，电池单体1被锁止机构限位并固定于电池座2内；以及锁止机构解锁，弹出机构5将电池单体1向外弹出。电池单体1位于电池座2内，电池单体1的外表面即为机器人的外表面。拆卸电池单体1时，机器人先用机器人手对锁止机构进行解锁，然后弹出机构5驱动电池单体1向外弹出，此时机器人手便可将电池单体1取走，由此机器人便自主完成电池单体1的拆卸过程；安装电池单体1时机器人手将电池单体1放入电池座2内后，将锁止机构锁止以固定住电池单体1，由此便完成电池单体1的安装过程。其中，电池座2可以是机器人本身结构的部分，即通过在机器人的相应位置做出凹槽来形成电池座2，或者，也可以是在机器人上预留位置后安装上单独制作的电池座2。

通过上述技术方案，该电池单体可插拔地安装在电池座内，利用机器人自身手臂的抓握及拆装能力对电池单体进行更换，机器人无需在充电桩长期等待充电，只需要在电池充电站自行更换电池，更换过程机器人自主操作无需人员参与，电池座和电池单体之间设置锁止机构和弹出机构使得机器人自换电更加简便易行，也可以实现各机器人之间相互更换电池的方式，以解决户外紧急状况。

在一些实施例中，参考图1至图10，锁止机构可以包括可伸缩的插接部3和与插接部3相配合的插接孔4，插接部3和插接孔4中一者设置在电池座2上，另一者设置在电池单体1上，插接部3插入插接孔4时将电池单体1限位并固定于电池座2内，插接部3从插接孔4分离时锁止机构解锁，锁止机构还可以包括用于驱动插接部3伸出或缩回的驱动部。驱动部驱动插接部3伸进插接孔4，锁止机构锁止；驱动部驱动插接部3退出插接孔4，锁止机构解锁。

其中，参考图10，电池单体1上开设有插接孔4，插接部3可滑动安装在电池座2的容纳槽内，插接部3具有用于伸入或退出插接孔4的插头和用于带动插头往复运动的拨键31，拨键31形成为驱动部并且位于电池座2的表面。在本公开的实施例中，锁止机构包括两个位于电池单体1相对的两侧的插接部3。拆卸电池单体1时，机器人手拨动拨键31，以使插接部3脱离插接孔4；安装电池单体1时，器人手将电池单体1放入电池座2内，机器人手反向拨动拨键31，以使插接部3插入插接孔4，此时电池单体1便完成固定。

进一步地，参考图10，容纳槽的内壁和插接部3之间设有第一弹性件41，具体地，第一弹性件41可以为压缩弹簧。在安装电池单体1时，机器人手将电池单体1放入电池座2并垂直下压，电池单体1在下压过程中会推动插接部3滑动，直到电池单体1推到位，第一弹性件41驱动插头伸入插接孔4，此时电池单体1便完成固定。另外，插头为楔形结构，电池单体1的设置有插接孔4的侧壁构造为向远离插头的方向倾斜的第一斜面11，将电池单体1放入电池座2并垂直下压时，楔形结构的插头能够在第一斜面11的推动下逐渐缩回，能够很好的实现缓冲效果。

电池单体1与机器人主体电连接的方式可以有多种，可采用任何活动接触的导通方式，具体地，可以将电池侧面的极片和电池座2接近底部位置侧面的触点接触实现导通，以进行供电作业。本公开对电池单体1与机器人主体电连接的方式不作限制，均属于本公开的保护范围。

在一些实施例中，参考图8，驱动部可以为电磁锁32，插接部3可以为能够在电磁锁32的驱动下伸缩的锁舌33。拆卸电池单体1时，电磁锁32通电，锁舌33缩回，锁止机构解锁，以进行拆卸操作；安装电池单体1时，电磁锁32通电，锁舌33缩回，机器人手将电池单体1放入电池座2垂直下压，电池单体1下压到位时，电磁锁32断电，锁舌33伸出以伸入插接孔4，此时电池便完成固定。

作为本公开一示例性实施例，参考图5、图6，弹出机构5可以包括用于固定在电池座2上的底座511和可滑动安装在底座511上的滑块512，滑块512与底座511之间连接有第二弹性件513，滑块512上设有导向槽5121，弹出机构5还可以包括摆杆514，摆杆514的第一端可转动地连接在底座511上，第二端位于导向槽5121内，导向槽5121具有前进段51211、限位段51213和后退段51212，弹出机构5可以配置为：电池单体1作用在滑块512上，克服第二弹性件513的作用力，带动滑块512运动，摆杆514的第二端经前进段51211运动至限位段51213，以连接电池座2和电池单体1；按压电池单体1，带动滑块512运动，摆杆514的第二端经限位段51213运动至后退段51212，在第二弹性件513的恢复力作用下，电池单体1弹出。拆卸电池时，机器人先通过驱动部驱动插接部3缩回，锁止机构解锁，然后机器人手按压电池单体1外表面，摆杆514的第二端经限位段51213运动至后退段51212，在第二弹性件513的恢复力作用下，电池单体1会弹出一部分，此时机器人手便可将电池单体1取走，由此机器人便自主完成电池的拆卸过程，具体地，第二弹性件513可以为拉伸弹簧；同理，装电池时机器人手将电池单体1放入电池座2内后，按压一次电池单体1的外表面，摆杆514的第二端经前进段51211运动至限位段51213，电池卡紧在电池座2内，然后锁止锁止机构，使插接部3插入插接孔4中固定住电池单体1，以完成电池的安装过程。

进一步地，参考图5，电池单体1上可以开设有卡槽12，滑块512可转动地连接有与卡槽12相配合的卡扣515，底座511上开设有沿电池单体1的拆装方向设置的滑动槽5111，卡扣515的另一侧滑动安装在滑动槽5111上，滑动槽5111的靠近电池座2的底壁的一端比远离电池座2的底壁的一端更靠近电池单体1。安装电池时，按压电池单体1的外表面，卡扣515沿着滑动槽5111滑动的同时向上摆动，当电池单体1推到位时，摆杆514将滑块512拉住，此时卡扣515刚好卡入卡槽12，由此便完成电池的固定；再次往电池推进方向推动电池单体1时，相反原理，电池单体1会弹出。另外，滑块512具有用于与电池单体1相抵接的第二斜面5122，电池单体1向安装方向推进时，第二斜面5122与滑块512先接触，并带动滑块512往电池推进方向滑动。

具体地，参考图6，导向槽5121可以为Y形结构，Y形结构的一个分支为前进段51211，另一个分支为后退段51212，Y形结构的敞口位置设置弧形的限位段51213。具体地，回退槽51212的底壁的高度沿电池单体1的安装方向逐渐增加，回退槽51212的底壁的与前进槽51211相连通的一端高于前进槽51211的底壁的高度，以能够避免摆杆514在向前进段51211前进时误入回退槽51212。

在其他实施例中，参考图8、图10，电池座2的底壁上可以形成有凹槽，弹出机构5包括第三弹性件52，第三弹性件52的一端固定在凹槽内，另一端伸出凹槽以用于与电池单体1接触。具体地，第三弹性件52可以为压缩弹簧。锁止机构解锁时，在电池座2底部的压缩弹簧的作用下，电池单体1会被顶出一部分，此时机器人手便可将电池单体1取出，由此便完成电池取出过程。

在一些实施例中，参考图4，电池座2可以具有用于容纳电池单体1的安装槽，安装槽的相对的两个侧壁上分别设置有锁止机构，相对的两个角或者安装槽的底壁上分别设有弹出机构5，锁止机构的锁止方向和弹出机构5的弹出方向垂直布置。本公开对锁止机构和弹出机构5的数量和位置不作限制，均属于本公开的保护范围。

需说明的是，在以上实施例中，通过电池座2内安装槽深度与电池单体1的高度尺寸，以及弹出机构的弹力之间的配合，使得电池单体1的弹出具体是其部分被弹出，而另一部分仍然位于电池座2中，因此电池单体1并不会轻易从电池座2中掉落出来。

其中，参考图1、图7、图9，电池单体1的朝向外侧的表面上可以设有标记信息6，机器人根据标记信息6判断对应的电池单体1的电量信息并进行更换。当系统检测到哪块电池缺电需要更换电池时，机器人利用视觉识别缺电电池上的标记信息6，系统便能识别出该块电池，并对该电池进行定位。具体地，标记信息6可以为二维码。

根据本公开的第二个方面，还提供了一种人形机器人，该人形机器人可以包括机器人主体以及安装在机器人主体上的上述的电池拆装结构。具体地，机器人机身各个部位均可放置电池拆装结构。该人形机器人具有上述电池拆装结构的所有有益效果，这里不再赘述。

根据一些实施例，机器人主体的对应部位可以设有容置槽，电池座2固定在容置槽内，或，电池座2一体集成在机器人主体的不同部位的外壳上。即电池座2可以单独安装在容置槽内，也可以与机器人主体的外壳集成在一起。

其中，机器人主体具有躯干和四肢，电池拆装结构可以安装在躯干和四肢，或躯干和四肢中一者的不同位置。本公开对电池拆装结构的安装位置不作限制。

进一步地，躯干包括胸部、后背以及腰部，电池拆装结构可以设置在胸部、后背以及腰部的两侧。另外，四肢包括右臂、左臂、右腿和左腿，电池拆装结构还可以设置在右上臂、右下臂、左上臂、左下臂、右大腿、右小腿、左大腿和左小腿中至少一者上。

在一些实施例中，机器人体表可以设有可活动打开的透明盖板，盖板用于盖住所述电池单体1，以保护电池单体1，避免水、灰尘等进入电池座2对电池单体1造成污染。人形机器人能够自行打开盖板以对电池单体进行更换。

该人形机器人在工作过程中能够提前判断总电量与各电池单体1的电量，并向云端发送通知，云端判断出就近的充电站后向人形机器人发送指令，在换电过程中人形机器人可以利用自身手臂的抓握及拆装能力自行换电，也可以是一个机器人给另一个机器人换电，以解决户外紧急状况。

除人形机器人之外，本公开的电池拆装结构还能用运用于其他用电设备，如配送机器人等其他类型机器人或工业设备，换电也可以采用人手操作或另外的自动化设备如机械臂等进行操作。

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 (16)

1.一种电池拆装结构，其特征在于，包括电池座和可拆卸地安装在所述电池座内的电池单体，其中，所述电池座用于固定在机器人并具有露出于机器人体表的开口，所述电池座和所述电池单体之间设置有锁止机构和弹出机构，所述电池拆装结构配置为：

克服所述弹出机构的作用力，所述电池单体被所述锁止机构限位并固定于所述电池座内；以及

所述锁止机构解锁，所述弹出机构将所述电池单体向外弹出。

2.根据权利要求1所述的电池拆装结构，其特征在于，所述锁止机构包括可伸缩的插接部和与所述插接部相配合的插接孔，所述插接部和所述插接孔中一者设置在所述电池座上，另一者设置在所述电池单体上，所述插接部插入所述插接孔时将所述电池单体限位并固定于所述电池座内，所述插接部从所述插接孔分离时所述锁止机构解锁，所述锁止机构还包括用于驱动所述插接部伸出或缩回的驱动部。

3.根据权利要求2所述的电池拆装结构，其特征在于，所述电池单体上开设有所述插接孔，所述插接部可滑动安装在所述电池座的容纳槽内，所述插接部具有用于伸入或退出所述插接孔的插头和用于带动所述插头往复运动的拨键，所述拨键形成为所述驱动部并且位于所述电池座的表面。

4.根据权利要求3所述的电池拆装结构，其特征在于，所述容纳槽的内壁和所述插接部之间设有第一弹性件，所述插头为楔形结构，所述电池单体的设置有所述插接孔的侧壁构造为向远离所述插头的方向倾斜的第一斜面。

5.根据权利要求2所述的电池拆装结构，其特征在于，所述驱动部为电磁锁，所述插接部为能够在所述电磁锁的驱动下伸缩的锁舌。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的电池拆装结构，其特征在于，所述弹出机构包括用于固定在所述电池座上的底座和可滑动安装在所述底座上的滑块，所述滑块与所述底座之间连接有第二弹性件，所述滑块上设有导向槽，所述弹出机构还包括摆杆，所述摆杆的第一端可转动地连接在所述底座上，第二端位于所述导向槽内，所述导向槽具有前进段、限位段和后退段，所述弹出机构配置为：

所述电池单体作用在所述滑块上，克服所述第二弹性件的作用力，带动所述滑块运动，所述摆杆的第二端经所述前进段运动至所述限位段，以连接所述电池座和所述电池单体；

按压所述电池单体，带动所述滑块运动，所述摆杆的第二端经所述限位段运动至所述后退段，在所述第二弹性件的恢复力作用下，所述电池单体弹出。

7.根据权利要求6所述的电池拆装结构，其特征在于，所述电池单体上开设有卡槽，所述滑块可转动地连接有与所述卡槽相配合的卡扣，所述底座上开设有沿所述电池单体的拆装方向设置的滑动槽，所述卡扣滑动安装在所述滑动槽上，所述滑动槽的靠近所述电池座的底壁的一端比远离所述电池座的底壁的一端更靠近所述电池单体，所述滑块具有用于与所述电池单体相抵接的第二斜面。

8.根据权利要求6所述的电池拆装结构，其特征在于，所述导向槽为Y形结构，所述Y形结构的一个分支为所述前进段，另一个分支为所述后退段，所述Y形结构的敞口位置设置弧形的所述限位段。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的电池拆装结构，其特征在于，所述电池座的底壁上形成有凹槽，所述弹出机构包括第三弹性件，所述第三弹性件的一端固定在所述凹槽内，另一端伸出所述凹槽以用于与所述电池单体接触。

10.根据权利要求1所述的电池拆装结构，其特征在于，所述电池座具有用于容纳电池单体的安装槽，所述安装槽的相对的两个侧壁上分别设置有锁止机构，相对的两个角或者所述安装槽的底壁上分别设有所述弹出机构，所述锁止机构的锁止方向和所述弹出机构的弹出方向垂直布置。

11.根据权利要求1所述的电池拆装结构，其特征在于，所述电池单体的朝向外侧的表面上设有标记信息，所述机器人根据所述标记信息判断对应的电池单体的电量信息并进行更换。

12.一种人形机器人，其特征在于，包括机器人主体以及安装在所述机器人主体上的权利要求1-11中任一项所述的电池拆装结构。

13.根据权利要求12所述的人形机器人，其特征在于，所述机器人主体的对应部位设有容置槽，所述电池座固定在所述容置槽内，或，所述电池座一体集成在所述机器人主体的不同部位的外壳上。

14.根据权利要求12所述的人形机器人，其特征在于，所述机器人主体具有躯干和四肢，所述电池拆装结构安装在所述躯干和/或所述四肢的不同位置。

15.根据权利要求14所述的人形机器人，其特征在于，所述躯干包括胸部、后背以及腰部，所述电池拆装结构设置在所述胸部、所述后背以及所述腰部的两侧。

16.根据权利要求12所述的人形机器人，其特征在于，机器人体表设有可活动打开的透明盖板，所述盖板用于盖住所述电池单体。