CN105967105A - Agv自动充电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种AGV自动充电装置，包括集电车和滑触线，所述集电车上设置有与所述滑触线配合而从所述滑触线取电的集电器组件，所述滑触线在横向上延伸，其特征在于：所述AGV自动充电装置还包括伸缩机构和滑触线导引装置，所述集电车设置在所述伸缩机构的前端，所述滑触线导引装置包括与所述集电车配合的导轨，所述导轨沿着所述滑触线延伸，所述集电车由所述伸缩机构带动在前、后方向上动作从而进入或离开所述滑触线导引装置。AGV可以在移动作业过程中不停车，边走边充电，提高了效率；滑触线导引装置上的高度调整机构、水平调整机构，使得集电车进入滑触线的调整与AGV的移动相结合，提高了效率，节约了时间。
Description
技术领域
本发明涉及一种集装箱吊装设备供电换电装置，尤其是涉及一种自动化码头的AGV自动充电装置。
背景技术
随着经济贸易联系交流的日益密切，港口运输产业也蓬勃发展起来，现有的港口集装箱码头堆场运输机械，主要有两种，一种是集卡车，另一种是自动导引运输车，即AGV(Automated Guided Vehicle)，前者是常规码头的人工运输设备，后者是在自动化码头的运输设备。
随着自动化码头的逐步拓展，AGV以其高精度定位及高效运输性能也越来越受到码头的青睐。目前AGV主要的动力能源有发电机和超级电池两种，前者是在AGV上安装发电机组，通过燃油进行供电；后者是在AGV储备超级电池蓄电进行供电。目前码头的节能减排，发电机式供电已经逐步淘汰，超级电池技术得到发展，也被AGV广泛应用。
AGV在自动化码头的专用运输设备，要求AGV是无人驾驶，带自动充电***。目前AGV充电模式有整体更换电池和静态充电两种模式。整体更换电池方式需要有大量的储备电池及专用的自动电池更换***，投资成本较大；静态充电模式是要求AGV在充电桩处停车充电，这会造成AGV的作业效率大大下降，不能满足码头实际作业工况，从而需要配置更多的AGV，造成设备成本提高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的问题，提供一种提高充电效率的AGV自动充电装置。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种AGV自动充电装置，包括集电车和滑触线，所述集电车上设置有与所述滑触线配合而从所述滑触线取电的集电器组件，所述滑触线在横向上延伸，其特征在于：所述AGV自动充电装置还包括伸缩机构和滑触线导引装置，所述集电车设置在所述伸缩机构的前端，所述滑触线导引装置包括与所述集电车配合的导轨，所述导轨沿着所述滑触线延伸，所述集电车由所述伸缩机构带动在前、后方向上动作从而进入或离开所述滑触线导引装置。
为了引导集电车在垂直高度上进行调节，所述导轨包括上导轨和下导轨，所述滑触线位于所述上导轨和下导轨之间，所述下导轨包括与所述上导轨对应的第一导轨、以及设置在所述第一导轨端部的第二导轨，所述第二导轨由远离所述第一导轨的一端向靠近所述第一导轨的一端逐渐向上倾斜，所述集电车由伸缩机构带动从所述第二导轨远离所述第一导轨的一端进入所述滑触线导引装置，所述集电车上设置有与所述上导轨配合的上轮、以及与所述下导轨配合的行走轮。
为了对集电车在水平方向上进行调节，所述滑触线导引装置还包括位于所述第二导轨后侧的导入板，所述导入板竖直设置，所述集电车上设置有与所述导入板配合的水平轮。
为便于集电车上下移动以进行高度调节，所述集电车包括第一车架、设置在所述第一车架后侧的滑轴座，所述伸缩机构包括第二车架，所述滑轴座内穿设有滑轴，所述滑轴能相对所述滑轴座上、下移动，所述滑轴的两端与所述第二车架连接。
优选的，所述伸缩机构包括连杆机构和安装座，所述安装座上设置有用于驱动所述连杆机构前、后伸缩的第一电动推杆。
为确保伸缩机构缩回到位，所述伸缩机构还包括到位感应机构，所述到位感应机构包括设置在所述连杆机构上的到位感应板、以及设置在所述安装座上的到位接近开关，所述到位感应板和所述到位接近开关位置对应。
为使得伸缩机构缩回后，集电车的位置稳定，所述伸缩机构还包括锁紧机构，所述锁紧机构包括第二电动推杆、钩板、固定板、锁紧弹簧和锁定板，所述第二电动推杆和固定板设置在安装座上，所述第二电动推杆连接所述钩板(的一端，所述钩板的另一端通过锁紧弹簧连接到固定板，所述锁定板设置在所述连杆机构上，所述钩板连接锁紧弹簧的一端与所述锁定板配合。
为便于调节集电车与滑触线的接触压力，所述伸缩机构还包括调节机构，所述调节机构包括拉簧和调节螺杆，所述拉簧的一端与所述连杆机构连接，所述拉簧的另一端连接到所述调节螺杆，所述调节螺杆设置在所述安装座上。
为避免集电车和伸缩机构受到风雨侵蚀，所述AGV自动充电装置还包括安装箱体，所述集电车和伸缩机构设置在所述安装箱体内，所述安装箱体包括箱体、设置在所述箱体前侧的卷帘门、以及设置在所述箱体后侧而与AGV连接的挂箱。
优选的，所述箱体内设置有用于所述卷帘门的驱动机构和传动机构，所述驱动机构为电机，所述传动机构包括门轮、卷轮和绳，所述绳绕设在所述门轮和卷轮而形成闭环结构，所述绳与所述卷帘门连接，所述电机驱动所述卷轮转动。
与现有技术相比，本发明的优点在于：通过集电车和滑触线导引装置上的导轨配合，而导轨与滑触线通向延伸，可使得AGV在移动作业过程中不停车，边走边充电，提高了效率，具有很大的推广优势和使用价值；滑触线导引装置上的高度调整机构、水平调整机构，使得集电车进入滑触线的调整与AGV的移动相结合，提高了效率，节约了时间；将集电车与伸缩机构设置在安装箱体内，避免了集电车和伸缩机构在外部受到风雨侵蚀，保证了集电车和伸缩机构的寿命、性能，且安装箱体前设置卷帘门，便于集电车进出安装箱体。
附图说明
图1为本发明的AGV自动充电装置的充电状态示意图；
图2为本发明的AGV自动充电装置的不充电状态示意图；
图3为本发明的AGV自动充电装置的集电车的侧视图；
图4为本发明的AGV自动充电装置的集电车的主视图；
图5为本发明的AGV自动充电装置的集电车的俯视图；
图6为本发明的AGV自动充电装置的伸缩机构的侧视图；
图7为图6中的伸缩机构的A向示意图；
图8为图6中的伸缩机构的局部放大示意图；
图9为本发明的AGV自动充电装置的伸缩机构的主视图；
图10为本发明的AGV自动充电装置的安装箱体的侧视图；
图11为本发明的AGV自动充电装置的安装箱体的主视图；
图12为本发明的AGV自动充电装置的安装箱体的俯视图；
图13为本发明的AGV自动充电装置的滑触线机构的主视图；
图14为本发明的AGV自动充电装置的滑触线机构的侧视图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
参见图1和图2，一种AGV自动充电装置，包括集电车1、伸缩机构2、安装箱体3和滑触线导引装置4，为便于描述，下文中的“前”指安装箱体3(集电车1、伸缩机构2)朝向滑触线导引装置4的一侧，也是滑触线导引装置4远离安装箱体3(集电车1、伸缩机构2)的一侧；“后”指安装箱体3(集电车1、伸缩机构2)远离滑触线导引装置4的一侧，也是滑触线导引装置4朝向安装箱体3(集电车1、伸缩机构2)的一侧。滑触线5设置在滑触线导引装置4的前侧，布置在整个AGV工作区域。
集电车1设置在伸缩机构2的前端，而伸缩机构2设置在安装箱体3内，安装箱体3则设置在AGV上。当需要充电时，伸缩机构2伸出，集电车1驶入到滑触线导引装置4内后取电。当无需充电时，伸缩机构2缩回，集电车1回到安装箱体3内。
参见图3～图5，集电车1包括第一车架11、设置在第一车架11顶部和底部的水平轮12、设置在第一车架11顶部的上轮13、以及设置在第一车架11底部的行走轮14。第一车架11上设置有集电器组件15(包含有碳刷)，用于与滑触线5配合而进行充电。第一车架11后侧设置有在纵向上延伸的滑轴16，优选的，滑轴16可以间隔地设置两组，滑轴16通过滑轴座161与第一车架11相对定位，滑轴座161内侧壁设置有滑套162，滑轴16可相对滑轴座161上、下移动。滑轴座161和第一车架11之间设置有膜片板簧17，第一车架11、膜片板簧17和滑轴座161可通过螺钉固定。滑轴16的两端设置有滑轴固定块163，用于与伸缩机构2连接。第一车架11的底部还设置有距离感应开关18，用于感应集电车1是否相对滑触线导引装置4运行到位。
参见图6～图9，伸缩机构2包括第二车架21、连杆机构22、安装座23、第一电动推杆24，第二车架21用于与上述的滑轴固定块163连接，两者可通过螺栓连接，由此使得伸缩机构2的动作可以带动集电车1，第一电动推杆24设置在安装座23上。在本实施例中，连杆机构22包括前拉杆221、前臂222、主臂223和后拉杆224，上述四个部件连接成四连杆机构。其中，第二车架21的后侧设置有连接耳211，前拉杆221和前臂222的前端分别铰接在连接耳211上，前拉杆221的后端与主臂223的前端铰接，前臂222的后端与后拉杆224的前端铰接，后拉杆224的后端铰接到安装座23，而主臂223的后端通过摆臂225连接到第一电动推杆24的活动端上，主臂223和摆臂225之间可通过焊接固定。由此，当第一电动推杆24推出(从图6看为向下推出)时，连杆机构22向后缩回，带动集电车1向后；当第一电动推杆24缩回(从图6看为向上缩回)时，连杆机构22向前伸出，带动集电车1向前进入滑触线导引装置4。
伸缩机构2还包括到位感应机构，包括设置在连杆机构22，如前臂222上的到位感应板251和设置在安装座23上的到位接近开关252，两者的位置对应，当连杆机构22缩回到位时，到位接近开关252感应到到位感应板251的位置，从而可控制第一电动推杆24停止。
伸缩机构2还包括锁紧机构，包括第二电动推杆261、钩板262、固定板263和锁定板265，第二电动推杆261设置在安装座23上，与第一电动推杆24反向设置，其活动端上连接钩板262的一端，钩板262的另一端则通过锁紧弹簧264连接到固定板263，固定板263与安装座23固定。钩板262连接锁紧弹簧264的一端上形成有钩子2621。锁定板265设置在连杆机构22上，如在本实施例中，设置在前臂222上，位于到位感应板251下方。当连杆机构22要伸出时，第二电动推杆261伸出(从图6看为向上推出)，钩板262作逆时针转动，钩子2621与锁定板265脱开，锁紧弹簧264拉伸；当连杆机构22缩回时，第二电动推杆261缩回(从图6看为向下缩回)，钩板262作顺时针转动，钩板262的钩子2621将锁定板265钩住，锁紧弹簧264复位。
伸缩机构2还包括调节机构，调节机构包括拉簧271和调节螺杆272，拉簧271的一端连接到连杆机构22，另一端连接到调节螺杆272，调节螺杆272设置在安装座上。拉簧271如可以与主臂223连接，第一电动推杆24缩回时，拉簧271的拉力也能使得连杆机构22带动集电车1推出。当转动调节螺杆272后，可使得拉簧271施加在连杆机构22上力大小有所调节，以调节集电车1进入滑触线导引装置4后，充电时与滑触线导引装置4压紧的力。
参见图10～图12，安装箱体3包括箱体31、卷帘门32，卷帘门32设置在箱体31的前侧，可以打开或关闭，以便集电车1进出箱体31。箱体31内设置有卷帘门32的驱动机构和传动机构，其中，驱动机构优选的为电机33，传动机构为两组，分别设置在箱体31内的一侧(从图11看为设置在箱体31的左右两侧)。每组传动机构包括三个门轮341、一个卷轮342和绳343，门轮341设置在箱体31一侧的前端的上部和下部，以及后端的上部，后端的下部设置卷轮342，绳343绕设在门轮341和卷轮342上形成闭环。电机33的输出轴连接到其中一个卷轮342，两个卷轮342之间连接有同步轴344，从而电机33启动时，可驱动两个卷轮342转动，绳343和门轮341由此被卷轮342带动转动。绳343可以与卷帘门32连接，从而绳343在门轮341和卷轮342上转动时，可带动卷帘门32打开或关闭。
传动机构上设置有张紧机构，包括张紧板簧351和滑轮352，张紧板簧351的一端设置在箱体31的底部，另一端向上延伸与滑轮352连接，箱体31底部的门轮341和卷轮342之间的绳343部分支撑在滑轮352，从而可调节绳343的张紧度，使得绳343张紧固定在闭环结构内。
箱体31的底部前侧设置有门体接近开关36，用于感应卷帘门32的位置。当门体接近开关36感应到卷帘门32时，可启动电机33正转，带动卷轮342转动，再通过绳343带动门轮341实现卷帘门32打开；当门体接近开关36未感应到卷帘门时，可启动电机33反转，实现卷帘门32关闭。
箱体31内还设置有支架37，用于设置伸缩机构2的安装座23，以便实现伸缩机构2在箱体31内的安装。箱体31前侧内顶部还设置有激光头38，用于与滑触线导引装置4配合。箱体31的后侧设置有挂箱39，以便安装箱体3与AGV安装连接。
参见图13和图14，滑触线导引装置4包括导入区框架41、下导轨42、上导轨43、用于设置下导轨42的下导轨支架44、以及用于设置上导轨43的上导轨支架45。导入区框架41上设置有导入板46，导入板46竖直设置在前侧，即与安装箱体3远离的一侧，导入板46用于与集电车1的水平轮12配合，从而对集电车1进入时的水平位置调整。下导轨42包括与上导轨43相应的第一导轨421、以及与导入板46相应的第二导轨422。
滑触线5设置在上导轨43和下导轨42的第一导轨421之间，滑触线5、上导轨43和第一导轨421水平地平行设置，滑触线5包括上、下平行布置的多个，与集电车1的集电器组件15对应。滑触线5、上导轨43和第一导轨421的延伸方向与伸缩机构2的伸缩方向垂直。从图13上看，与纸面垂直的方向为前、后方向，即伸缩结构2的伸缩方向。从图14上看，纸面的左右方向为伸缩机构2的伸缩方向，滑触线5、上导轨43和第一导轨421的延伸方向则为与纸面垂直的方向。
第二导轨422设置在导入板46的前侧，由远离第一导轨421的一端向靠近第一导轨421的一端逐渐向上倾斜，用于集电车1进入时的高度位置调整。集电车1的行走轮14行走在下导轨42上，而上轮13行走在上导轨43上。同样的，导入板46的一端靠近上导轨43的端部，另一端则远离上导轨43的端部。
导入板46和滑触线5之间设置有引导机构47，引导机构47由靠近导入板46的一端向靠近滑触线5的一端呈逐渐扩大的喇叭形，引导机构47用于集电车1进入滑触线5的引导。最上方滑触线5的顶部设置有防护罩51，而每个滑触线5的上、下方设置有橡皮52，防护罩51和橡皮52对滑触线5进行保护。
导入板46远离上导轨43的一端(即集电车1刚进入滑触线导引装置4的位置)设置有反光板481和三相警示灯482，反光板481用于与箱体3上的激光头38配合，而三相警示灯482则在充电时用于对周边的警示。
当集电车1的行走轮14接触到下导轨42的第二导轨422向上进行爬坡时，滑轴16与滑套162产生相对运动，第一车架11上升，直至进入到集电车1进入到上导轨43和第一导轨421之间，此时距离感应开关18收到信号确认集电车1运行到位。
当AGV需要充电时，安装箱体3的卷帘门32打开，伸缩机构2带动集电车1从安装箱体3内向前伸出，直至将集电车1送到第二导轨422上，并且水平轮12与导入板46接触；此后，AGV移动(从图13看为从右向左移动)，集电车1在导入板46引导下水平到位，在下导轨42的第二导轨422的引导下爬坡直至高度到位，此后经过引导机构47后进入到滑触线5，集电器组件15与滑触线5接触，从而从滑触线5取电。而滑触线5布置在AGV的整个工作区域，则AGV可持续移动(在滑触线5的延伸方向上)，使得集电器组件15持续地刷过滑触线5不间断地进行充电，实现了边行走边充电，提高了工作效率。充电完成后，AGV移动出滑触线5，伸缩机构2缩回，由此将集电车1收回到安装箱体3内。
并且本领域技术人员也可以意识到，本发明的AGV自动充电装置也可以采用其他可选择的替代方式，比如伸缩机构可以采用直臂式伸缩机构代替，这些特征均在本发明的原理范围内可以进行更改和变换。
Claims (10)
1.一种AGV自动充电装置，包括集电车(1)和滑触线(5)，所述集电车(1)上设置有与所述滑触线(5)配合而从所述滑触线(5)取电的集电器组件(15)，所述滑触线(5)在横向上延伸，其特征在于：所述AGV自动充电装置还包括伸缩机构(2)和滑触线导引装置(4)，所述集电车(1)设置在所述伸缩机构(2)的前端，所述滑触线导引装置(4)包括与所述集电车(1)配合的导轨，所述导轨沿着所述滑触线(5)延伸，所述集电车(1)由所述伸缩机构(2)带动在前、后方向上动作从而进入或离开所述滑触线导引装置(4)。
2.如权利要求1所述的AGV自动充电装置，其特征在于：所述导轨包括上导轨(43)和下导轨(42)，所述滑触线(5)位于所述上导轨(43)和下导轨(42)之间，所述下导轨(42)包括与所述上导轨(43)对应的第一导轨(421)、以及设置在所述第一导轨(421)端部的第二导轨(422)，所述第二导轨(422)由远离所述第一导轨(421)的一端向靠近所述第一导轨(421)的一端逐渐向上倾斜，所述集电车(1)由伸缩机构(2)带动从所述第二导轨(422)远离所述第一导轨(421)的一端进入所述滑触线导引装置(4)，所述集电车(1)上设置有与所述上导轨(43)配合的上轮(13)、以及与所述下导轨(42)配合的行走轮(14)。
3.如权利要求2所述的AGV自动充电装置，其特征在于：所述滑触线导引装置(4)还包括位于所述第二导轨(422)后侧的导入板(46)，所述导入板(46)竖直设置，所述集电车(1)上设置有与所述导入板(46)配合的水平轮(12)。
4.如权利要求2或3所述的AGV自动充电装置，其特征在于：所述集电车(1)包括第一车架(11)、设置在所述第一车架(11)后侧的滑轴座(161)，所述伸缩机构(2)包括第二车架(21)，所述滑轴座(161)内穿设有滑轴(16)，所述滑轴(16)能相对所述滑轴座(161)上、下移动，所述滑轴(16)的两端与所述第二车架(31)连接。
5.如权利要求1所述的AGV自动充电装置，其特征在于：所述伸缩机构(2)包括连杆机构(22)和安装座(23)，所述安装座(23)上设置有用于驱动所述连杆机构(22)前、后伸缩的第一电动推杆(24)。
6.如权利要求5所述的AGV自动充电装置，其特征在于：所述伸缩机构(2)还包括到位感应机构，所述到位感应机构包括设置在所述连杆机构(22)上的到位感应板(251)、以及设置在所述安装座(23)上的到位接近开关(252)，所述到位感应板(251)和所述到位接近开关(252)位置对应。
7.如权利要求5所述的AGV自动充电装置，其特征在于：所述伸缩机构(2)还包括锁紧机构，所述锁紧机构包括第二电动推杆(261)、钩板(262)、固定板(263)、锁紧弹簧(264)和锁定板(265)，所述第二电动推杆(261)和固定板(263)设置在安装座(23)上，所述第二电动推杆(261)连接所述钩板(262)的一端，所述钩板(262)的另一端通过锁紧弹簧(264)连接到固定板(263)，所述锁定板(265)设置在所述连杆机构(22)上，所述钩板(262)连接锁紧弹簧(264)的一端与所述锁定板(265)配合。
8.如权利要求5所述的AGV自动充电装置，其特征在于：所述伸缩机构(2)还包括调节机构，所述调节机构包括拉簧(271)和调节螺杆(272)，所述拉簧(271)的一端与所述连杆机构(22)连接，所述拉簧(271)的另一端连接到所述调节螺杆(272)，所述调节螺杆(272)设置在所述安装座(23)上。
9.如权利要求1所述的AGV自动充电装置，其特征在于：所述AGV自动充电装置还包括安装箱体(3)，所述集电车(1)和伸缩机构(2)设置在所述安装箱体(3)内，所述安装箱体(3)包括箱体(31)、设置在所述箱体(31)前侧的卷帘门(32)、以及设置在所述箱体(31)后侧而与AGV连接的挂箱(39)。
10.如权利要求9所述的AGV自动充电装置，其特征在于：所述箱体(31)内设置有用于所述卷帘门(32)的驱动机构和传动机构，所述驱动机构为电机(33)，所述传动机构包括门轮(341)、卷轮(342)和绳(343)，所述绳(343)绕设在所述门轮(341)和卷轮(342)而形成闭环结构，所述绳(343)与所述卷帘门(32)连接，所述电机(33)驱动所述卷轮(342)转动。
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