CN112644604A - Agv机器人及换电站 - Google Patents

Abstract

一种AGV机器人，包括主体；驱动模组，设置于所述主体上，包括行走驱动件和多个行走轮，所述行走轮设置在所述行走驱动件的输出端，用以驱动所述行走轮转动；导航模组，与所述驱动模组电连接，用于设定或规划所述主体至一目标对象的移动路线；举升机构，设置于所述主体上，并与所述导航模组电连接，包括用于承载电池的升降板；所述导航模组能够依据获取到的所述主体至所述目标对象的移动路线、并控制所述行走驱动件沿所述移动路线移动所述主体，在所述主体移动到预定位置时，控制所述举升机构升降所述升降板，以举升或下降所述电池。本申请还提供了一种换电站。

Description

AGV机器人及换电站

技术领域

本申请涉及一种AGV机器人及换电站。

背景技术

目前，新能源待换电车辆的电池包较大，很难从车底直接抽出，要完成 对车底电池的更换需要使用到换电机器人。为了匹配换电机器人的固定换电 路线，需要将待换电车辆停靠到预设位置，对司机停车技术有一定要求，而 换电机器人往往具有较大的厚度难以直接进入待换电车辆底盘下方，又需要 对场地进行改造。比如有些换电站需要司机把车开到举升机上，设备调整车 的姿态后把车举升起来换电；有些换电站需要把车开到一个换电高架桥上， 同时桥上有一些导向及定位结构，待车停准后，桥下设备对车辆进行换电。 无论哪种模式，都有司机精准停车、设备调整车辆姿态等过程，对人员操作 有一定要求，同时设备也较为庞大和复杂。

发明内容

鉴于上述状况，有必要提供一种AGV机器人及换电站，以解决待换电 车辆需要停靠在固定位置停靠以便换电、以及换电机器人厚度较大难以直接 进入车辆底盘下方的问题。

本申请的实施例提供一种AGV机器人，包括主体、驱动模组、导航模 组和举升机构；驱动模组设置于所述主体上，包括设置行走驱动件和多个行 走轮，所述行走轮设置在所述行走驱动件的输出端，用以驱动所述行走轮转 动；导航模组与所述驱动模组电连接，用于设定或规划所述主体至一目标对 象的移动路线；举升机构设置于所述主体上，并与所述导航模组电连接，包 括用于承载电池的升降板；所述导航模组能够依据获取到的所述主体至所述 目标对象的移动路线、并控制所述行走驱动件沿所述移动路线移动所述主体，在所述主体移动到预定位置时，控制所述举升机构升降所述升降板，以举升 或下降所述电池。

主体提供安装基础以安装驱动模组、举升机构和导航模组，在主体上设 置电池位以容置电池，进而运载电池。导航模组得到外部信息，并发出指令 以控制驱动模组和举升机构做出对应的动作以将电池运送至目标对象存在的 换电区域，并在换电区域将电池举升到待换电车辆上。对应的，也可以通过 驱动模组和导航模组将主体驱动到换电区域，通过举升机构将待换电车辆上 的电池降放到电池位内，再通过驱动模组驶离换电区域。导航模组能够将 AGV机器人适应待换电车辆的停靠位置，主动接近并对接的待换电车辆对应的换电区域。

进一步地，在本申请的一些实施例中，还包括通讯模组，与所述导航模 组电连接，用于与控制台通讯连接以接收启动信号。

通讯模组与外部的控制台通讯，从而可以远程得到待换电车辆待换电的 信息，得到待换电车辆待换电的信息后进入工作状态。在工作状态下，AGV 机器人完成一系列的换电动作。另外，外部的控制台也可以将车辆的型号、 电池位置等信息发送给AGV机器人，从而降低导航模组的导航难度。

进一步地，在本申请的一些实施例中，所述导航模组包括多个激光定位 头，用于感应待换电车辆的定位件以判断电池位置。

通过激光定位头寻找待换电车辆的定位件，待换电车辆设置用于固定电 池的电池箱，定位件可以在电池箱上绕电池设置，当所有激光定位头与对应 的定位件定位后，即可判断AGV机器人已经位于换电区域，此时AGV机器 人的电池位与电池箱存放对应电池的位置对接。

进一步地，在本申请的一些实施例中，所述导航模组包括摄像头，用于 拍摄待换电车辆外形信息，所述待换电车辆外形信息用于分析所述目标对象 的位置。

通过摄像头拍摄待换电车辆的外形信息来判断电池位置，可以适用于 AGV机器人距离换电区域较远时进行定位导航，使得AGV机器人能够逐步 靠近换电区域。

进一步地，在本申请的一些实施例中，所述导航模组还包括多个激光导 航头，用于感应待换电车辆对应的导航件以导航所述AGV机器人靠近所述 目标对象。

激光导航头同激光定位头一样也使用激光的形式进行待换电车辆上对应 部件的对接，但是待换电车辆上设置的导航件规划于目标对象外，以导航 AGV机器人至目标对象。

进一步地，在本申请的一些实施例中，所述激光定位头的数量至少为四 个，至少存在三个所述激光定位头不共线。

为了提高定位精度，激光定位头的数量设置为至少四个，而如果所有激 光定位头共线的话，容易导致AGV机器人的姿态(AGV机器人的姿态不变 指电池位只平移而不转动)不好调整，因此至少存在三个激光定位头不共线， 至少形成一个三角形的定位区域。当位于这三个呈三角形布置的激光定位头 均与定位件对接后，可知AGV机器人至少已经靠近换电区域，再判断剩下 的激光定位头是否也处于对接的状态，如果也处于对接的状态则说明AGV 机器人不仅处于换电区域而且姿态符合待换电车辆上电池的姿态，符合换电 要求。

进一步地，在本申请的一些实施例中，所述导航模组包括多个接近开关， 用于与待换电车辆底盘的凸起物配合以判断电池位置。

除了通过激光定位头进行激光定位，通过接近开关的触碰方式也可以进 行定位，其定位方式与激光定位头类似。

进一步地，在本申请的一些实施例中，所述通讯模组还包括近场通讯模 块，用于与待换电车辆近场通讯以交换换电信息。

近场通讯模块可以提高AGV机器人与待换电车辆的直接互动能力，避 免AGV机器人完全依靠外部的通讯台进行互动。

进一步地，在本申请的一些实施例中，所述换电信息包括：所述待换电 车辆与所述近场通讯模块连通与否的信息，以确认所述AGV机器人是否接 近所述换电区域；所述通讯模组向所述待换电车辆传输的解锁信号，以让所 述待换电车辆解锁电池。

由于近场通讯模块需要在距离接近的情况下才能进行通讯，因此通过待 换电车辆与近场通讯模块是否连通可以判断AGV机器人是否靠近换电区域。 也即，如果待换电车辆与近场通讯模块没有连通即说明AGV机器人距离换 电区域还有一定距离，如果待换电车辆与近场通讯模块连通即说明AGV机 器人处于换电区域并进行了AGV机器人与待换电车辆的配对，随后的过程 中可以避免AGV机器人与其他车辆误配对。另外，当AGV机器人处于换电 区域，并将举升机构的提升到对应高度后，AGV机器人可以通过近场通讯模 块直接向待换电车辆发送解锁信号，待换电车辆接收到解锁信号后解锁电池， 电池直接承载到举升板上进行举升，也可以经由AGV机器人所处的换电站 内的其他模块与待换电车辆建立无线通讯，通过换电站统一发出通讯指令实 现待换电车辆解锁电池。

进一步地，在本申请的一些实施例中，所述行走轮包括麦克纳姆轮或全 向轮。

麦克纳姆轮和全向轮均可以实现在不更换AGV机器人姿态的情况下进 行平面位移，使得AGV机器人能够在承载AGV机器人的面上转动或平移。 当然，也可以使用类似麦克纳姆轮和全向轮的舵轮等轮系，达到类似的技术 效果。

进一步地，在本申请的一些实施例中，所述升降板上弹性设置有浮动件， 所述浮动件远离所述升降板的一面用于承载电池。

进一步地，在本申请的一些实施例中，所述主体远离所述入口的一面具 有底板，所述举升机构设置在所述底板上，所述升降板具有相对的第一侧和 第二侧，所述第一侧和所述第二侧之间具有一虚拟面。所述举升机构还包括 升降控制件、多个托举力臂和升降板。升降控制件设置在所述底板上，具有 能够靠近或远离所述底板的转轴；托举力臂一端通过所述转轴与所述升降控 制件铰接，另一端与所述升降板配合，靠近所述第一侧的部分所述托举力臂 与靠近所述第二侧的部分所述托举力臂相对所述虚拟面对称设置；升降板具 有降放状态，在所述降放状态时，所述升降板位于所述转轴的下方。

使用时，通过与升降控制件转动连接的托举力臂对升降板施力，可以实 现托举力臂远离升降控制件的一端向靠近底板的方向转动，使得与托举力臂 连接的升降板尽量靠近底板所在平面，也即，升降板在降放到后期进入降放 状态，在降放状态时，升降板位于转轴的下方。通过位于虚拟面两侧对称的 托举力臂，可以提供方向相反的水平力实现水平力的抵消，而提供相同的竖 直力共同实现升降板的托举。

进一步地，在本申请的一些实施例中，所述升降控制件包括滑动组件、 铰接设置的第一力臂和第二力臂，所述滑动组件包括举升驱动件和滑块，所 述第二力臂远离所述第一力臂的一端通过第一轴与所述底板铰接，所述第一 轴位于所述转轴的下方，所述第一力臂远离所述第二力臂的一端与所述滑块 铰接，所述举升驱动件设置在所述主体上驱动所述滑块靠近或远离所述第一 轴。

通过滑动组件让滑块靠近或远离第一轴，使得第一力臂和第二力臂之间 的夹角减小或增大，进一步地让托举力臂与升降控制件的铰接点位置升高或 下降，从而完成托举力臂对升降板的举升或降放。也即可以将升降板的竖直 方向的位移转化为滑块在水平方向的位移。

本申请的实施例还提供一种换电站，包括换电车位、电贩宝、电池管理 ***和上述的AGV机器人；所述电贩宝用于为所述AGV机器人提供电池； 所述电池管理***与所述电贩宝和所述AGV机器人通讯连接；所述换电车 位用于停放待换电车辆；所述AGV机器人用于取出电池仓内的电池，通过 所述驱动模组和所述导航模组位移到所述待换电车辆的电池位置，再通过所 述举升机构将电池举升到所述换电车辆内。

这种换电站可以通过AGV机器人导航至待换电车辆对应的区域进行换 电操作，将电池运输到待换电车辆上或者把待换电车辆上的电池运出，实现 对待换电车辆的换电操作。

附图说明

图1是本申请的一个实施例中的AGV机器人将电池储存在电池位内时 的结构示意图。

图2是本申请的一个实施例中的AGV机器人将电池举升出电池位时的 结构示意图。

图3是图2取出电池后的结构示意图。

图4是图1取出电池后的结构示意图。

图5是本申请的一个实施例中的AGV机器人的***示意图。

图6是本申请的一个实施例中的举升机构的第一视角的结构示意图。

图7是本申请的一个实施例中的升降驱动单元处于举升状态的结构示意 图。

图8是本申请的一个实施例中的升降驱动单元处于降放状态的结构示意 图。

图9是图6中IX区域的局部放大图。

图10是本申请的一个实施例中的举升机构的第二视角的结构示意图。

主要元件符号说明

AGV机器人 001

电池 002

主体 010

电池位 011

通讯模组 020

近场通讯模块 021

控制模组 030

虚拟面 040

驱动模组 050

行走轮 051

举升机构 070

导航模组 090

激光定位头 091

摄像头 093

底板 100

升降控制件 200

第一力臂 210

第二力臂 230

第一轴 250

转轴 270

滑动组件 290

滑块 291

滑轨 293

举升驱动件 295

驱动电机 2951

丝杠 2953

托举力臂 400

滑动轴 410

套筒 411

升降板 600

长孔 610

导向伸缩杆 700

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行 描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施 例。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接 连接到另一个元件或者可能同时存在居中设置的元件。当一个元件被认为是 “设置在”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在 居中设置的元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技 术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用 的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所 使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组 合。

本申请的实施例提供一种AGV机器人，包括主体、驱动模组、导航模 组和举升机构；驱动模组设置于所述主体上，包括设置行走驱动件和多个行 走轮，所述行走轮设置在所述行走驱动件的输出端，用以驱动所述行走轮转 动；导航模组与所述驱动模组电连接，用于设定或规划所述主体至一目标对 象的移动路线；举升机构设置于所述主体上，并与所述导航模组电连接，包 括用于承载电池的升降板；所述导航模组能够依据获取到的所述主体至所述 目标对象的移动路线、并控制所述行走驱动件沿所述移动路线移动所述主体，在所述主体移动到预定位置时，控制所述举升机构升降所述升降板，以举升 或下降所述电池。

主体提供安装基础以安装驱动模组、举升机构和导航模组，在主体上设 置电池位以容置电池，进而运载电池。导航模组得到外部信息，并发出指令 以控制驱动模组和举升机构做出对应的动作以将电池运送至换电区域，并在 换电区域将电池举升到待换电车辆上。对应的，也可以通过驱动模组和导航 模组将主体驱动到换电区域，通过举升机构将待换电车辆上的电池降放到电 池位内，再通过驱动模组驶离换电区域。导航模组能够将AGV机器人适应 待换电车辆的停靠位置，主动接近并对接的待换电车辆对应的换电区域。

本申请的实施例还提供一种换电站，包括换电车位、电贩宝、电池管理 ***和上述的AGV机器人；所述电贩宝用于为所述AGV机器人提供电池； 所述电池管理***与所述电贩宝和所述AGV机器人通讯连接；所述换电车 位用于停放待换电车辆；所述AGV机器人用于取出电池仓内的电池，通过 所述驱动模组和所述导航模组位移到所述待换电车辆的电池位置，再通过所 述举升机构将电池举升到所述换电车辆内。

这种换电站可以通过AGV机器人导航至待换电车辆对应的区域进行换 电操作，将电池运输到待换电车辆上或者把待换电车辆上的电池运出，实现 对待换电车辆的换电操作。

下面结合附图，对本申请的实施例作进一步的说明。

实施例一

请参阅图1、图2和图5，本实施例提供属于本申请的一种AGV机器人 001，包括主体010、驱动模组050、导航模组090和举升机构070；驱动模 组050设置于所述主体010上，包括设置行走驱动件和多个行走轮051，所 述行走轮051设置在所述行走驱动件的输出端，用以驱动所述行走轮051转 动；导航模组090与所述驱动模组050电连接，用于设定或规划所述主体010 至一目标对象的移动路线；举升机构070设置于所述主体010上，并与所述 导航模组090电连接，包括用于承载电池002的升降板600；所述导航模组 090能够依据获取到的所述主体010至所述目标对象的移动路线、并控制所 述行走驱动件沿所述移动路线移动所述主体010，在所述主体010移动到预 定位置时，控制所述举升机构070升降所述升降板600，以举升或下降所述 电池002。

本申请中的目标对象即需要与AGV机器人进行电池交换的对象，主体 010提供安装基础以安装驱动模组050、举升机构070和导航模组090，在主 体010上设置电池002位以容置电池002，进而运载电池002。为了便于各模 组之间的联动配合，在AGV机器人上还直接设置有控制模组，需要说明的 是，在其他实施例中，也可以将控制模组030设置在远端。导航模组090得 到外部信息，并发出指令到控制模组030，控制模组030分析得到的外部信 息以控制驱动模组050和举升机构070做出对应的动作以将电池002运送至 与目标对象对应的换电区域，并在换电区域将电池002举升到待换电车辆上。 对应的，也可以通过驱动模组050和导航模组090将主体010驱动到换电区 域，通过举升机构070将待换电车辆上的电池002降放到电池002位内，再 通过驱动模组050驶离换电区域。导航模组090能够将AGV机器人001适 应待换电车辆的停靠位置，主动接近并对接的待换电车辆对应的换电区域。

AGV机器人001平时处于待机状态，当待换电车辆就位后需要得到启动 信号以启动AGV机器人001。因此，AGV机器人001还设置通讯模组020， 通讯模组020能够接收无线信号。在AGV机器人001外还设置有一控制台， 控制台能够大范围内感应到待换电车辆的入场，控制台得到待换电车辆入场 的信号后，向AGV机器人001传输启动信号。控制台可以通过各种形式与 待换电车辆进行联动，比如可以通过监控摄像头监测是否有车辆进入，并监测驾驶员的手势姿态来判断是否需要换电或者需要更换的电池002的位置或 编号；也可以通过服务器进行连接，驾驶员向服务器发送换电需求(换电需 求包括是否需要换电，需要更换的电池002的位置或编号)。另外，控制台还 可以判断待换电车辆所停位置是否合适，如果不合适，则不会向AGV机器 人发送信号，并告知待换电车辆进行位置纠正。控制台得到信号后可以转化 为位置信息传输给AGV机器人001，AGV机器人001根据该位置信息能够 更好地定位待换电车辆的电池002。

导航模组090可以通过多种方式进行导航以引导AGV机器人001精准 地位移。请参阅图1和图2，导航模组090包括定位子模组，定位子模组包 括六个激光定位头091，激光定位头091用于感应待换电车辆的定位件以判 断电池位011置，待换电车辆上的定位件可以为凸块，激光定位头091采用 测距的形式判断是否与定位件对接，待换电车辆上的定位件也可以为反光镜， 通过AGV机器人001上的光感元件是否接收到反射的激光来判断是否与定 位件对接，在众多形式中采用一种或几种即可。激光定位头091发射激光的 形式利用了激光束能量集中而不扩散的特点，使得定位更加精准。导航模组 090的六个激光定位头091分布于一凸六边形的六角，任意的三个激光定位 头091均不同线，也即任意三个激光定位头091都可以形成一个三角形，这 样使得激光定位头091分布面积较广，在AGV机器人001位移过程中容易 使得其中任一激光定位头091正好与定位件形成对接。若所有激光定位头091 均共线，使得所有激光定位头091集中到一起，对接时难以使得其中任一激 光定位头091进行对接，而且可能存在所有激光定位头091均与定位件对接， 但是AGV机器人001的朝向正好相反的情况。

另外，导航模组090还可以设置另外的激光导航头，或者使用部分激光 定位头091同时进行激光导航头的工作。激光导航头能够与待换电车辆底部 对应的导航件进行匹配，从而实现AGV机器人的导航以及姿态调整。导航 件可以与定位件具有不同的特征，以使得激光导航头识别到该部件为导航件 而非定位件。

在其他实施例中，激光定位头091的数量也可以不为六个，数量增多可 以提高对接的精准度，但是相应的也会增加导航模组090的运算量以及生产 成本。

需要说明的是，在其他实施例中也可以不采用的激光定位头091进行对 接，而采用接近开关等形式。在采用接近开关进行对接的实施例中，待换电 车辆的底盘需要设置凸起物，接近开关触碰到凸起物即可判断接近开关与凸 起物配合。而接触开关和凸起物不同位置布局起到的效果和激光定位头091 不同位置布局起到的效果相同，由于前面已经描述了激光定位头091不同位 置布局起到的效果，因此，不再详细论述接触开关和凸起物的位置布局。可 以想到的是，定位子模组也可以采用激光定位头091与接近开关混合的组合 形成。

激光定位头091用于AGV机器人001与待换电车辆的对接，而引导AGV 机器人001靠近换电区域，还需要使用视野更大的设备。为了使得AGV机 器人001能够逐步靠近换电区域，导航模组090还包括摄像头093，摄像头 093能够拍摄待换电车辆外形信息，待换电车辆外形信息用于分析目标对象 的位置进而判断换电区域与AGV机器人001的相对位置，从而指使驱动模 组050运作以靠近换电区域。

请参阅图5，为了实现AGV机器人001与待换电车辆的直接对接，通讯 模组020还包括近场通讯模块021，近场通讯模块021与待换电车辆通讯以 交换换电信息。

换电信息包括待换电车辆与近场通讯模块021连通与否的信息，通过该 信息使得AGV机器人001与待换电车辆进行准确的配对，以避免AGV机器 人001的近场通讯模块与其他装置误配对。由于控制台与待换电车辆的通讯 为非近场通讯，可能会将其他车辆误判为待换电车辆。通过AGV机器人001 与待换电车辆的配对，并储存配对信息直至此次换电结束，则可以避免这种 情况。

另外换电信息还可以用于确认AGV机器人001是否接近换电区域，具 体的，由于近场通讯模块021需要在距离接近的情况下才能进行通讯，因此 通过待换电车辆与近场通讯模块021是否连通可以判断AGV机器人001是 否靠近换电区域。也即，如果待换电车辆与近场通讯模块021没有连通即说 明AGV机器人001距离换电区域还有一定距离，如果待换电车辆与近场通 讯模块021连通即说明AGV机器人001靠近换电区域或者处于换电区域。

换电信息还包括通讯模组020向待换电车辆传输的解锁信号，通过该信 息可以通知待换电车辆解锁电池002。具体的，当AGV机器人001处于换电 区域，并将举升机构070的提升到对应高度后，AGV机器人001可以通过近 场通讯模块021直接向待换电车辆发送解锁信号，待换电车辆接收到解锁信 号后解锁电池002，电池002直接承载到举升板上进行举升。

本申请所指的AGV机器人001的姿态也即描述AGV机器人001在固定 位置上旋转的角度：当AGV机器人001处于换电区域且AGV机器人001的 姿态正确时，AGV机器人001无需转动角度即可实现电池位011匹配待换电 车辆上容置电池002的电池002箱，当时AGV机器人001处于换电区域但 AGV机器人001的姿态不正确时，AGV机器人001无需平移但需要转动一定的角度才可以实现电池位011匹配待换电车辆上容置电池002的电池002 箱。由于AGV机器人001与待换电车辆完成对接，不仅要AGV机器人001 进入到换电区域，还需要AGV机器人001具有与待换电车辆底部用于容置 电池002的电池002箱具有匹配的姿态，因此需要车轮具有在各个方向平移 或者单纯进行转动的功能。行走轮051采用麦克纳姆轮或者全向轮即可实现 在各个方向的平移，或者在确定位置上进行单纯的转动，经过算法设置，可 以通过行走轮051使得AGV机器人001在承载面上进行任意的直线、曲线 运动，以及原地转动，从而更快速地精确定位。

由于AGV机器人001只能在承载面上进行位移来匹配待换电车辆上电 池002的位置，但是难以匹配待换电车辆上电池002的倾斜角度。如AGV 机器人001在水平面进行位移来匹配不同的待换电车辆，但是部分待换电车 辆放置的电池002与水平面的夹角不同，而AGV机器人001需要平稳地将 电池002取出并放置到电池位011，则需要匹配不同待换电车辆上电池002 的倾斜角。在升降板600上弹性设置浮动件(图中未示出)，通过浮动件远离升降板600的一面承载电池002，当升降板600往上升靠近待换电车辆的电 池002时，电池002并下压浮动件局部位置而使得浮动件的其他位置可以尽 量接触到电池002，此时各浮动件能够尽量贴合电池002，而当待换电车辆解 锁电池002以使得电池002完成承载于升降板600上时，之前被下压的位置 会适当回弹上浮，而之前未被下压的位置会适当弹性地下压，最终电池002 会平稳地承载于升降板600上。浮动件通过弹性地承载电池002避免了电池 002刚性掉落可能导致的损伤，有效地保护了电池002。浮动件可以直接使用 橡胶块等具有弹性的部件，也可以使用压簧一端连接升降板600一端连接硬 质板的形式实现，只要能够使得浮动件远离升降板600的一端能够弹性地接 触电池002即可。

请参阅图1、图2、图3和图4，为了降低AGV机器人001承载电池002 时的整体厚度(此处厚度即承载电池002的AGV机器人001在水平面上运 动时，包括电池002在内的AGV机器人001最高点的高度)，需要将电池002 尽量降放。

请参阅图6，升降部包括升降板600和四个升降驱动单元，主体010远 离入口的一面设置有一底板100，升降驱动单元设置在底板100上。在升降 板600的中部具有一垂直于升降板600的虚拟面040，升降板600具有分别 位于虚拟面040两侧的第一侧和第二侧，在第一侧设置两个升降驱动单元， 在第二侧设置两个升降驱动单元，第一侧的升降驱动单元与第二侧的升降驱 动单元相对于虚拟面040对称设置。

请参阅图6、图7和图8，升降驱动单元包括升降控制件200、滑动组件 290和托举力臂400。

升降控制件200包括第一力臂210和第二力臂230，第一力臂210的第 一端与第二力臂230的第一端通过转轴270铰接设置形成叉臂结构，第二力 臂230的第二端通过第一轴250与底板100铰接，转轴270与第一轴250平 行，因此推动第一力臂210远离第二力臂230的一端即可改变第一力臂210 与第二力臂230之间的夹角，从而可以改变第二力臂230与底板100的夹角。

滑动组件290包括举升驱动件295和滑块291，举升驱动件295设置在 底板100上，用以驱动滑块291靠近或远离第一轴250的方向滑动滑块291 与第一力臂210的第二端铰接。

托举力臂400第一端通过转轴270与升降控制件200铰接，第二端用于 连接升降板600。

请参阅图6、图7和图8，通过举升驱动件295驱动滑块291滑动，进而 驱动第一力臂210远离第二力臂230的一端运动时，第二力臂230与底板100 的夹角增加或减小，也即让托举力臂400与升降控制件200的连接位置上升 或下降，同时也会跟随升降控制件200具有一定水平位移使得托举力臂400 与升降板600的夹角匹配升降板600的举升降放量。

使用时，随着托举力臂400被抬升或放下，让托举力臂400承载的升降 板600被举升或降放，其中，升降板600进一步下降到升降板600处于降放 状态时，如图8所示，滑块291处于远离第一轴250的第一位置，如图7所 示，升降驱动单元处于举升状态时，滑块291处于靠近第一轴250的第二位 置。

托举力臂400通过转轴270与升降控制件200铰接，使得托举力臂400 设置在第一力臂210和第二力臂230的交叉位置，在其他实施例中也可以在 升降控制件200的其他位置单独设置与转轴270平行的安装轴，通过安装轴 铰接托举力臂400。

请参阅图6和图10，进一步的，举升驱动件295包括驱动电机2951和 丝杠2953，滑块291设有内螺纹，滑块291的内螺纹与丝杠2953配合形成 丝杠副。驱动电机2951的输出端与丝杠2953周向限位连接，通过驱动电机 2951带动的丝杠2953绕轴心转动，丝杠2953在转动的同时，滑块291可以 沿丝杠2953的轴向运动。采用丝杠副的形式带动滑块291滑动，可以精确控 制滑块291的位移量，而且能够在电机停止转动的时候形成自锁以保持滑块 291位置，另外丝杠副的应用使得对驱动电机2951的功率要求较低，可以使 用小体积的驱动电机2951实现滑块291驱动。

为了进一步控制滑块291的位移方向，以及减轻滑块291对丝杠2953 的径向作用力，滑动组件290还包括固定设置在底板100上的两根滑轨293。 两根滑轨293分别设置在滑块291的两侧，滑块291设置有与滑轨293配合 的滑槽，通过滑轨293穿过滑槽实现滑块291与滑轨293的滑动连接。滑轨 293与丝杠2953平行设置，在滑块291沿丝杠2953的轴向运动时，实现滑 块291的导向并且将滑块291受到的径向力和周向力传递到滑轨293上，从 而减轻丝杠2953的负担。

由于第一侧的托举力臂400与第二侧的托举力臂400对称，位于第一侧 的托举力臂400将对升降板600施加向远离第二侧的方向的斜向支撑力，位 于第二侧的托举力臂400对升降板600施加向远离第一侧的方向的斜向支撑 力，第一侧的托举力臂400产生的水平分力与第二侧的托举力臂400产生的 水平分力抵消，而第一侧的托举力臂400产生的竖直分力与第二侧的托举力 臂400产生的竖直分力同向，使得第一侧的托举力臂400与第二侧的托举力 臂400共同托举升降板600在竖直方向上位移。

而由于托举力臂400一端与升降控制件200铰接，另一端直接与升降板 600配合，在升降控制件200和升降板600之间托举力臂400不受其他受力 点限制，因此托举力臂400远离升降控制件200的一端可以转动到转轴270 以下的位置。由此可知，通过托举力臂400被抬升或放下，让托举力臂400 承载的升降板600被举升或降放，使用时，随着托举力臂400被抬升或放下， 让托举力臂400承载的升降板600被举升或降放，其中，升降板600进一步下降到升降板600处于降放状态时，如图4和图8所示，滑块291处于远离 第一轴250的第一位置，此时，升降板600位于转轴270的下方。如图3和 图7所示，升降驱动单元处于举升状态时，滑块291处于靠近第一轴250的 第二位置，此时，升降板600位于转轴270的上方。

具体的，为了让对称设置的一对升降驱动单元的同步运动，对称设置的 一对升降驱动单元共用同一个驱动电机2951，驱动电机2951通过传动带连 接一转轮，两根丝杠2953分别周向限位设置于转轮的两侧。驱动电机2951 转动时可以带动转轮两侧的丝杠2953上的滑块291同步位移。两个驱动电机 2951可以具有不同的动力输出，以使得升降板600具有轻微的倾斜来匹配待 换电车辆上电池002的倾斜。

另外，由于托举力臂400与升降控制件200铰接设置，其支撑升降板600 的一端则可以自由转动。通过四个升降驱动单元进行升降板600的举升降放 时，升降板600难免会有在第一侧与第二侧连接线上的进一步位移的运动趋 势，为避免升降板600向两侧位移，在升降板600与底板100之间添加四根 导向伸缩杆700，导向伸缩杆700的一端通过第二轴与底板100铰接，另一 端与升降板600铰接，第二轴垂直于第一轴250，使得导向伸缩杆700能够 阻止升降板600在第一侧与第二侧连接线上位移，同时又不影响升降板600 的举升降放。

请参阅图6和图9，为了让升降板600降放的时候尽量靠近底板100所 在平面，升降板600与托举力臂400通过滑动轴410连接。

具体的，在升降板600设置有长孔610，托举力臂400远离升降控制件 200的一端设置滑动轴410，滑动轴410***长孔610中实现托举力臂400 与升降板600的连接。在升降板600抬升的过程中，滑动轴410抵接在长孔 610远离虚拟面040的一侧，在下降升降板600的时候，升降板600在靠近 底板100所在平面时，使得滑动轴410抵接在长孔610的靠近虚拟面040的 一侧，此时举升力臂与水平面呈负夹角，升降板600进一步下滑以降低升降 板600的高度，可以达到升降板600的最低处与底板100的最低处齐平的程 度。

需要说明的是，当升降板600的最低处与底板100的最低处齐平时，第 一力臂210与第二力臂230之间呈钝角设置而不能呈180°设置，使得下一次 举升升降板600的时候，滑块291的水平受力传递给第一力臂210时在第一 力臂210上具有一定竖直分量。

由于滑动轴410与长孔610的内壁需要相对位移，那么需要降低滑动轴 410与长孔610配合时的摩擦力。具体的，在托举力臂400远离升降控制件 200的一端设置有套筒411，滑动轴410的一端可转动地设置在套筒411内， 滑动轴410的另一端***长孔610，在滑动轴410与套筒411间可添加润滑 脂或其他润滑件以降低摩擦力。

另外，四个升降驱动单元分别对升降板600进行举升降放，通过对四个 升降驱动单元的分别控制，也可以使得升降板600倾斜以匹配待换电车辆上 电池的角度，从而提供更好的支撑。

通过这种AGV机器人001能够精准地对接待换电车辆，以便于电池002 的取放，而且在运输电池002时具有较小的厚度，以使得AGV机器人001 能够进入底盘较低的待换电车辆下方。

实施例二

本申请的第二实施例提供一种换电站，用于新能源待换电车辆的换电。 这种换电站包括换电车位、电贩宝、电池管理***和实施例一中的AGV机 器人001；电贩宝用于为AGV机器人001提供电池002；电池管理***与电 贩宝和AGV机器人001通讯连接；换电车位用于停放待换电车辆；AGV机 器人001用于取出电池仓内的电池002，通过驱动模组050和导航模组090 位移到待换电车辆的电池002需要安放的位置，再通过举升机构070将电池 002举升到换电车辆内。

这种换电站通过AGV机器人001将电贩宝内的电池002精准运输到待 换电车辆的对应位置，并将电池002输送给待换电车辆。

另外，本领域技术人员还可在本申请精神内做其它变化，当然，这些依 据本申请精神所做的变化，都应包含在本申请所公开的范围。

Claims (12)

1.一种AGV机器人，其特征在于，包括：

主体；

驱动模组，设置于所述主体上，包括设置行走驱动件和多个行走轮，所述行走轮设置在所述行走驱动件的输出端，用以驱动所述行走轮转动；

导航模组，与所述驱动模组电连接，用于设定或规划所述主体至一目标对象的移动路线；

举升机构，设置于所述主体上，并与所述导航模组电连接，包括用于承载电池的升降板；

所述导航模组能够依据获取到的所述主体至所述目标对象的移动路线、并控制所述行走驱动件沿所述移动路线移动所述主体，在所述主体移动到预定位置时，控制所述举升机构升降所述升降板，以举升或下降所述电池。

2.如权利要求1所述的AGV机器人，其特征在于，还包括通讯模组，与所述导航模组电连接，用于与控制台通讯连接以接收启动信号。

3.如权利要求2所述的AGV机器人，其特征在于，所述导航模组包括多个激光定位头，用于感应待换电车辆对应的定位件以判断电池位置。

4.如权利要求2所述的AGV机器人，其特征在于，所述导航模组包括摄像头，用于拍摄待换电车辆外形信息，所述待换电车辆外形信息用于分析所述目标对象的位置。

5.如权利要求2所述的AGV机器人，其特征在于，所述导航模组还包括多个激光导航头，用于感应待换电车辆对应的导航件以导航所述AGV机器人靠近所述目标对象。

6.如权利要求2所述的AGV机器人，其特征在于，所述导航模组包括多个接近开关，用于与待换电车辆底盘对应的凸起物配合以判断电池位置。

7.如权利要求2所述的AGV机器人，其特征在于，所述通讯模组还包括近场通讯模块，用于与待换电车辆配对并维持所述配对，和与待换电车辆近场通讯以交换换电信息，所述换电信息包括：

所述待换电车辆与所述近场通讯模块连通与否的信息，以确认所述AGV机器人是否接近所述目标对象；

所述通讯模组向所述待换电车辆传输的解锁信号，以让所述待换电车辆解锁电池。

8.如权利要求1所述的AGV机器人，其特征在于，所述行走轮包括麦克纳姆轮、全向轮和舵轮中的一种。

9.如权利要求1所述的AGV机器人，其特征在于，所述升降板上弹性设置有浮动件，所述浮动件远离所述升降板的一面用于承载电池。

10.如权利要求9所述的AGV机器人，其特征在于，所述主体具有底板，所述举升机构设置在所述底板上，所述升降板具有相对的第一侧和第二侧，所述第一侧和所述第二侧之间具有一虚拟面，所述举升机构还包括：

升降控制件，设置在所述底板上，具有能够靠近或远离所述底板的转轴；

多个托举力臂，一端通过所述转轴与所述升降控制件铰接，另一端与所述升降板配合，靠近所述第一侧的部分所述托举力臂与靠近所述第二侧的部分所述托举力臂相对所述虚拟面对称设置；

升降板具有降放状态，在所述降放状态时，所述升降板位于所述转轴的下方。

11.如权利要求10所述的AGV机器人，其特征在于，所述升降控制件包括滑动组件、铰接设置的第一力臂和第二力臂，所述滑动组件包括举升驱动件和滑块，所述第二力臂远离所述第一力臂的一端通过第一轴与所述底板铰接，所述第一轴位于所述转轴的下方，所述第一力臂远离所述第二力臂的一端与所述滑块铰接，所述举升驱动件设置在所述主体上驱动所述滑块靠近或远离所述第一轴。

12.一种换电站，其特征在于，包括换电车位、电贩宝、电池管理***和如权利要求1-11任一项所述的AGV机器人；

所述电贩宝用于为所述AGV机器人提供电池；

所述电池管理***与所述电贩宝和所述AGV机器人通讯连接；

所述换电车位用于停放待换电车辆；

所述AGV机器人用于取出电池仓内的电池，通过所述驱动模组和所述导航模组位移到所述待换电车辆的电池位置，再通过所述举升机构将电池举升到所述换电车辆内。

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