CN113370836A - Agv机器人及换电站 - Google Patents

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CN113370836A CN202110819857.6A CN202110819857A CN113370836A CN 113370836 A CN113370836 A CN 113370836A CN 202110819857 A CN202110819857 A CN 202110819857A CN 113370836 A CN113370836 A CN 113370836A
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黄晓微
谢维贵
徐旭海
陈卫
李想
孙春明
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Chongqing Ganeng Electric Vehicle Technology Co ltd
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Abstract

本申请提供一种AGV机器人，用于在电池存放装置和换电车辆间运送电池，包括主体、驱动模组和至少两个抬升机构。所述驱动模组设置于所述主体上，用于驱动所述主体移动。所述至少两个抬升机构并列设置于所述主体上。所述抬升机构包括抬升组件和承载件。所述承载件用于承载电池。所述抬升组件一端与所述主体连接，另一端设置所述承载件以驱动所述承载件靠近或远离所述主体。所有所述抬升组件电性连接，能够同时驱动所有所述承载件抬升整包电池。可以每个抬升机构单独承载一块模组化电池，也可以通过所有抬升机构共同承载一块整包电池，不仅适应两种换电方式，还可以提高分箱换电的效率。本申请还提供一种换电站。

Description

AGV机器人及换电站
技术领域
本申请涉及运输机器人领域，具体涉及一种AGV机器人及换电站。
背景技术
换电是电动车补充电能的一种重要方式，目前的主流换电方式是整包换电和分箱换电。但是现有换电站往往只能提供一种换电方式。而且现有换电站针对分箱换电的换电时间比较长，尤其是更换三块或者更多电池的时候换电时间基本超过五分钟，造成用户等待时间过长，阻止了换电市场的快速发展。
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，以解决换电站换电方式单一的问题。
本申请的实施例提供一种AGV机器人，用于在电池存放装置和换电车辆间运送电池，包括主体、驱动模组和至少两个抬升机构。所述驱动模组设置于所述主体上，用于驱动所述主体移动。所述至少两个抬升机构并列设置于所述主体上。所述抬升机构包括抬升组件和承载件。所述承载件用于承载电池。所述抬升组件一端与所述主体连接，另一端设置所述承载件以驱动所述承载件靠近或远离所述主体。所有所述抬升组件电性连接，能够同时驱动所有所述承载件抬升整包电池。
这种通过设置多个抬升机构的形式，可以每个抬升机构单独承载一块模组化电池，也可以通过所有抬升机构共同承载一块整包电池。AGV机器人能够根据待换电车辆的实际需求取出对应的电池，再将电池输送至待换电车辆的位置，最终将电池安装到待换电车辆上。AGV机器人能够根据不同的需求进行针对性调整，能够尽量通过一次运输完成待换电车辆的换电。
在可能的一种实施方式中，所述主体具有安装槽，所述抬升组件容置于所述安装槽内。
安装槽能够在承载件靠近主体时容置抬升组件，一方面，可以保护抬升组件，另一方面，由于驱动模组的设置使得主体具有限定高度的情况下，能够降低AGV机器人的整体高度。
在可能的一种实施方式中，所述抬升组件包括抬升驱动件和剪叉件，所述抬升驱动件设置在所述主体上，所述剪叉件的一端连接所述抬升驱动件，另一端设置所述承载件。
通过剪叉件能够一方向上的位移转化为垂直的另一方向的位移，因此可以实现在主体内的抬升驱动件的驱动，使得剪叉件背离主体的一端靠近或远离主体。剪叉件能够驱动承载件及承载件上的电池靠近或远离主体。
在可能的一种实施方式中，所述承载件包括承载板和翻边。所述承载板用于承载电池。所述翻边设置于所述承载板的外周，并向所述主体的方向延伸。所述翻边与所述剪叉件连接。
通过翻边能够提供为剪叉件安装的空间。另外，翻边和承载板形成盖体，使得承载板靠近主体时，支撑件能够盖设在安装槽上保护安装槽内的部件。
在可能的一种实施方式中，相邻两个所述承载件之间的间隙小于30mm。
降低承载件之间间隙能够减小AGV机器人的整体尺寸，但是如果间隙过小又容易导致相邻两个电池之间发生位置冲突
在可能的一种实施方式中，所述驱动模组包括行走驱动件和行走轮，所述行走轮设置在所述行走驱动件的输出端。
行走驱动件和行走轮的形式进行驱动，可以使得AGV机器人运行平稳，而且运行路线不固定，能够根据待换电车辆的类型和停放情况进行运行路线的选择。
在可能的一种实施方式中，所述行走轮包括麦克纳姆轮、全向轮和舵轮中的一种。
麦克纳姆轮、全向轮和舵轮都可以使得AGV机器人能够在任意位置以任意姿态进行位移，方便AGV机器人与待换电车辆的对接。
在可能的一种实施方式中，所述行走驱动件数量与所述行走轮数量一一对应。
每一个行走轮单独驱动，可以使得AGV机器人的位移更加灵活，从而精准地与待换电车辆对接。
在可能的一种实施方式中，还包括定位模组，所述定位模组包括多个用于感应待换电车辆位置的感应器。
感应器能够感应待换电车辆的外形信息或者特定特征的位置信息，通过多个传感器得到的信息综合得知待换电车辆的电池箱位置，与待换电车辆的电池箱位置对接后，才能将AGV机器人上的电池抬升到电池箱内。
在可能的一种实施方式中，所述感应器包括激光感应器、摄像头、接近传感器中的一种。
激光感应器能够与待换电车辆上特定特征互动，从而计算得到AGV机器人与电池箱的相对位置。摄像头可以感应到待换电车辆的外形信息，并计算得到待换电车辆的位置和车型，综合得知待换电车辆的电池箱的具***置。接近传感器能够与待换电车辆上特定特征互动，从而计算得到AGV机器人与电池箱的相对位置。
本申请的实施例还提供一种换电站，包括换电车位、电池存放装置和上述的AGV机器人。所述换电车位用于停放待换电车辆。所述电池存放装置用于为所述AGV机器人提供电池。所述AGV机器人用于获取待换电车辆的电池需求，并根据所述电池需求取出所述电池存放装置内的电池，通过所述驱动模组位移到所述待换电车辆的电池位置，再通过所述抬升机构将电池抬升到所述待换电车辆内。
这种换电站通过换电车位停放待换电车辆，当感应到待换电车辆进入停放位置时，启动AGV机器人。AGV机器人能够根据待换电车辆的实际需求在电池存放装置内取出对应的电池，再将电池输送至待换电车辆的位置，最终将电池安装到待换电车辆上。AGV机器人能够根据不同的需求进行针对性调整，能够尽量通过一次运输完成待换电车辆的换电。
附图说明
图1是本申请的一个实施例中的AGV机器人的第一视角的结构示意图。
图2是本申请的一个实施例中的AGV机器人隐藏其中一个承载件后的结构示意图。
图3是本申请的一个实施例中抬升机构的结构示意图。
图4是本申请的一个实施例中的AGV机器人的第二视角的结构示意图。
图5是本申请的一个实施例中的驱动模组的结构示意图。
主要元件符号说明
AGV机器人 010
模块化电池 031
整包电池 033
主体 100
驱动模组 200
抬升机构 300
承载件 330
安装槽 110
剪叉件 310
第一杆 311
第二杆 313
第一转轴 315
滑块 317
第二转轴 319
支撑板 331
翻边 333
第一孔 311a
第二孔 313a
第一转杆 335
第二转杆 337
行走驱动件 210
行走轮 230
联轴器 250
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。
本申请的实施例提供一种AGV机器人，用于在电池存放装置和换电车辆间运送电池，包括主体、驱动模组和至少两个抬升机构。所述驱动模组设置于所述主体上，用于驱动所述主体移动。所述至少两个抬升机构并列设置于所述主体上。所述抬升机构包括抬升组件和承载件。所述承载件用于承载电池。所述抬升组件一端与所述主体连接，另一端设置所述承载件以驱动所述承载件靠近或远离所述主体。所有所述抬升组件电性连接，能够同时驱动所有所述承载件抬升整包电池。
这种通过设置多个抬升机构的形式，可以每个抬升机构单独承载一块模组化电池，也可以通过所有抬升机构共同承载一块整包电池。AGV机器人能够根据待换电车辆的实际需求取出对应的电池，再将电池输送至待换电车辆的位置，最终将电池安装到待换电车辆上。AGV机器人能够根据不同的需求进行针对性调整，能够尽量通过一次运输完成待换电车辆的换电。
本申请的实施例还提供一种换电站，包括换电车位、电池存放装置和上述的AGV机器人。所述换电车位用于停放待换电车辆。所述电池存放装置用于为所述AGV机器人提供电池。所述AGV机器人用于获取待换电车辆的电池需求，并根据所述电池需求取出所述电池存放装置内的电池，通过所述驱动模组位移到所述待换电车辆的电池位置，再通过所述抬升机构将电池抬升到所述待换电车辆内。
这种换电站通过换电车位停放待换电车辆，当感应到待换电车辆进入停放位置时，启动AGV机器人。AGV机器人能够根据待换电车辆的实际需求在电池存放装置内取出对应的电池，再将电池输送至待换电车辆的位置，最终将电池安装到待换电车辆上。AGV机器人能够根据不同的需求进行针对性调整，能够尽量通过一次运输完成待换电车辆的换电。
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，本申请的一实施方式提供一种AGV机器人010，用于在电池存放装置和换电车辆间运送电池。这种AGV机器人010包括主体100、驱动模组200和三个抬升机构300。驱动模组200用于驱动AGV机器人010整体移动，以实现AGV机器人010在电池存放装置及待换电车辆之间位移。
三个抬升机构300并列设置在主体100上，抬升机构300包括抬升组件和承载件330。抬升组件的一端与主体100连接，另一端形成活动端，抬升组件的活动端能够被驱动至靠近主体100或远离主体100。承载件330设置在活动端，承载件330能够在抬升组件的驱动下靠近或远离主体100。承载件330背离抬升组件的一面承载电池，一个承载件330正好可以承载一块模块化电池，而三个承载件330可以共同承载一整块整包电池。
将电池放置到抬升机构300上对应位置之后，根据电池的实际情况进行抬升机构300的驱动即可实现电池的抬升降放。
具体的，三个抬升机构300电性连接，使得三个抬升机构300可以分别作用，也可以同时作用。当待换电车辆为使用模块化电池的车辆时，待换电车辆需要更换一块或多块模块化电池，则将一块或多块模块化电池放置到对应的抬升机构300上。AGV机器人010带动一块或多块模块化电池运输至待换电车辆的对应位置后，承载有模块化电池的抬升组件抬升对应的承载件330，使得承载件330上的电池进入待换电车辆的对应位置。
当待换电车辆为使用整包电池的车辆时，待换电车辆需要更换整包电池，则将整包电池放置到抬升机构300上。整包电池相对模块化电池具有较大的体积，因此整包电池占据三个承载件330的表面，通过三个承载件330共同承载整包电池。AGV机器人010带动整包电池运输至待换电车辆的对应位置后，三个抬升组件共同运作同步抬升三个承载件330，以使得整包电池被抬升进入换点车辆的对应位置。
请参阅图1和图2，这种AGV机器人010的主体100具有并列设置的三个安装槽110，每个安装槽110对应一个抬升组件。抬升组件包括抬升驱动件(图中未示出)和剪叉件310。剪叉件310一端与安装槽110的底部配合，为剪叉件310的驱动端。剪叉件310的另一端在驱动端活动时能够产生位移，为剪叉件310的活动端，也即抬升组件的活动端。
抬升驱动件包括电机和拉杆，电机驱动拉杆做轴向的平移，拉杆拉动剪叉件310的驱动端做水平移动。通过驱动端的水平移动，使得活动端能够相对靠近或远离主体100。在活动端设置的支撑件也能够相对靠近或远离主体100。
请参阅图2和图3，具体的，剪叉件310包括两根第一杆311和两根第二杆313，两根第一杆311平行设置，两根第二杆313平行设置，第一杆311的中部与第二杆313的中部铰接。其中一根第一杆311位于安装槽110底部的一端设置有第一转轴315，第一转轴315与拉杆可转动连接，拉杆带动该第一转轴315在水平方向位移。另一根第一杆311位于安装槽110底部的一端可以不与主体100配合，也可以在主体100上设置水平的槽，在该第一杆311上设置滑块317，滑块317在滑槽内能够沿水平方向移动，同时滑块317也可以相对主体100进行转动。两根第二杆313位于安装槽110底部的一端通过第二转轴319与主体100可转动连接。当第一转轴315在抬升驱动件的作用下向第二转轴319靠近时，活动端带动支撑件抬升，与之对应的，当第一转轴315远离第二转轴319时，活动端和支撑件降放。
支撑件包括承载板，且为了便于支撑件和剪叉件310的安装配合，承载板朝向主体100方向还设置有翻边333。剪叉件310的活动端夹设在两个翻边333之间，第一杆311背离主体100的一端设置有第一孔311a，在第二杆313背离主体100的一端设置有第二孔313a，在两个翻边333之间设置有第一转杆335和第二转杆337，其中第一转杆335与两个翻边333滑动连接，以实现第一转杆335相对支撑件在水平方向的滑动。第一转杆335***两个第一孔311a，第二转杆337***两个第二孔313a，使得支撑件能够匹配第一杆311和第二杆313的运动。当剪叉件310的驱动端被驱动时，活动端的第一孔311a和第二孔313a也会发生相对位移，此时通过能够滑动的第一转杆335来适配该相对位移。
另外，翻边333和承载板形成盖体，使得承载板靠近主体100时，支撑件能够盖设在安装槽110上保护安装槽110内的部件。
为了避免两个支撑件之间发生位置冲突，需要两个支撑件之间具有一定的间隙。但是又为了保证AGV机器人010的紧凑，以及对整包电池提供更大面积的支撑，使得整包电池运输和抬升过程都能够平稳，需要两个支撑件之间的间隙不能过大。将两个支撑件之间的间隙控制在30mm内能够有效避免杂物进入两个支撑件之间，且能够为整包电池提供较大范围的支撑。
请参阅图4和图5，驱动模组200包括行走驱动件210和行走轮230，行走轮230设置在行走驱动件210的输出端。
具体的，行走驱动件210为电机，电机的转子通过联轴器250与行走轮230连接。联轴器250可以采用双膜片联轴器250，使得行走轮230遇到障碍物而偏移时，在双膜片联轴器250处消除偏移力矩，避免对电机造成损伤。
行走轮230通过轴承与主体100可转动连接，主体100大致呈方形，行走轮230设置在主体100外周的四角处。行走轮230为麦克纳姆轮，四个麦克纳姆轮对称设置在主体100的四角，也即对角位置的两个麦克纳姆轮朝向相同，四个麦克纳姆轮通过各自独立的行走驱动件210进行驱动以实现直行、原地转弯、斜向行走等各种位移。
为了让AGV机器人010主动寻找待换电车辆的对应位置，AGV机器人010还包括定位模组(图中未示出)。定位模组包括多个用于感应待换电车辆位置的感应器，通过感应器的感应可以分析得到待换电车辆需要换电的位置，从而指导驱动模组200将电池运输至与待换电车辆对应的位置。
感应器包括激光感应器、摄像头和接近传感器中的至少一种。
激光感应器一方面可以测量与待换电车辆的相对位置，另一方面与待换电车辆上的特征进行交互，以便得知AGV机器人010与待换电车辆上进行精准对位。
摄像头可以拍摄待换电车辆的外形，从而判断待换电车辆的位置，也可以得知待换电车辆的型号，从而综合得到待换电车辆的电池箱的位置，以指导驱动模组200将AGV机器人010运输至与电池箱对接的位置。摄像头另一方面还可以用于探测换电车位内的障碍物，从而指导AGV机器人010避开障碍物。
接近传感器能够与待换电车辆上的凸起特征进行对接，从而实现AGV机器人010与待换电车辆的换电箱的对准。
这种AGV机器人010实际运作时可以具有两种模式：
一、为使用模块化电池的待换电车辆换电，运送一块或多块模块化电池。支撑件处于空置状态的AGV机器人010移动至待换电车辆的电池箱位置，抬升组件将对应的支撑件抬升至一定高度，待换电车辆解除电池箱内需要卸载的模块化电池的锁止状态，需要卸载的模块化电池被承载至承载件330上。AGV机器人010将被卸载的模块化电池运输至电池储存位置，使得AGV机器人010的支撑件再次空置。AGV机器人010的每个支撑件承载一块模块化电池，通过AGV机器人010运输至待换电车辆的电池箱位置后，承载有模块化电池的抬升组件将对应的模块化电池抬升至电池箱内，待换电车辆锁止模块化电池。这种模式根据待换电车辆的实际需求选择需要运送的模块化电池的数量，一次性将待换电车辆需求的模块化电池运输至电池箱处，即可实现通过一次运输为待换电车辆安装所有需求的模块化电池。
二、为使用整包电池的待换电车辆换电，运送一块整包电池。支撑件处于空置状态的AGV机器人010移动至待换电车辆的电池箱位置，抬升组件将所有的支撑件抬升至一定高度，待换电车辆解除电池箱内整包电池的锁止状态，通过所有承载件330承载整包电池。AGV机器人010将被卸载整包电池运输至电池储存位置，使得AGV机器人010的支撑件再次空置。AGV机器人010的所有承载件330共同承载一块整包电池，通过AGV机器人010运输至待换电车辆的电池箱位置后，所有抬升组件同步抬升，将整包电池抬升至电池箱内，待换电车辆锁止模块化电池。这种模式通过所有承载件330的同步运作增加承载面积，从而平稳地运送较大块的整包电池。
需要说明的是，AGV机器人010的抬升机构300的数量可以不设置为三个，而设置为两个、四个或其他，只要能够实现多块模块化电池的分别抬升，以及同时运作实现整包电池的抬升即可。
需要说明的是，AGV机器人010的行走轮230可以不使用麦克纳姆轮，而使用全向轮或舵轮，通过全向轮和舵轮也可以实现AGV机器人010的原地转向或斜线行走。
通过这种AGV机器人010能够实现使用同一设备对不同车辆进行换电，不同车辆包括使用整包电池的车辆和使用模块化电池的车辆。由于各抬升机构300独立驱动，因此也可以对具有不同数量模块化电池的车辆进行换电。而且该AGV机器人010能够自动导航至待换电车辆的电池箱处，可以对不同型号、处于不同位置的车辆主动对位，将电池精准地运送到待换电车辆的电池箱处。
实施例二
请参阅图1，本申请的一实施方式提供一种换电站，用于对待换电车辆换电。这种换电站包括换电车位、电池存放装置和实施例一提供的AGV机器人010。换电车位用于停放待换电车辆。电池存放装置用于为AGV机器人010提供电池。AGV机器人010用于获取待换电车辆的电池需求，并根据电池需求取出电池存放装置内的电池，通过驱动模组200位移到待换电车辆的电池位置，再通过抬升机构300将电池抬升到待换电车辆内。
这种换电站通过换电车位停放待换电车辆，当感应到待换电车辆进入停放位置时，启动AGV机器人010。AGV机器人010能够根据待换电车辆的实际需求在电池存放装置内取出对应的电池，再将电池输送至待换电车辆的位置，最终将电池安装到待换电车辆上。AGV机器人010能够实现对使用模块化电池和使用整包电池的车辆进行适配，从而使得只具有一个AGV机器人010的换电站也能够对不同类型的各种车辆进行换电。
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 (10)

1.一种AGV机器人，用于在电池存放装置和换电车辆间运送电池，其特征在于，包括：
主体；
驱动模组，设置于所述主体，用于驱动所述主体移动；
至少两个抬升机构，并列设置于所述主体上；
所述抬升机构包括抬升组件和承载件；
所述承载件用于承载电池；
所述抬升组件一端与所述主体连接，另一端设置所述承载件以驱动所述承载件靠近或远离所述主体；
所有所述抬升组件电性连接，能够同时驱动所有所述承载件抬升整包电池。
2.如权利要求1所述的AGV机器人，其特征在于，所述主体具有安装槽，所述抬升组件容置于所述安装槽内。
3.如权利要求1所述的AGV机器人，其特征在于，所述抬升组件包括抬升驱动件和剪叉件，所述抬升驱动件设置在所述主体上，所述剪叉件的一端连接所述抬升驱动件，另一端设置所述承载件。
4.如权利要求3所述的AGV机器人，其特征在于，所述承载件包括承载板和翻边；
所述承载板用于承载电池；
所述翻边设置于所述承载板的外周，并向所述主体的方向延伸；
所述翻边与所述剪叉件连接。
5.如权利要求1所述的AGV机器人，其特征在于，所述驱动模组包括行走驱动件和行走轮，所述行走轮设置在所述行走驱动件的输出端。
6.如权利要求5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。
7.如权利要求5所述的AGV机器人，其特征在于，所述行走驱动件数量与所述行走轮数量一一对应。
8.如权利要求5所述的AGV机器人，其特征在于，还包括定位模组，所述定位模组包括多个用于感应待换电车辆位置的感应器。
9.如权利要求8所述的AGV机器人，其特征在于，所述感应器包括激光感应器、摄像头、接近传感器中的一种。
10.一种换电站，其特征在于，包括换电车位、电池存放装置和如权利要求1-9任一项所述的AGV机器人；
所述换电车位用于停放待换电车辆；
所述电池存放装置用于为所述AGV机器人提供电池；
所述AGV机器人用于获取待换电车辆的电池需求，并根据所述电池需求取出所述电池存放装置内的电池，通过所述驱动模组位移到所述待换电车辆的电池位置，再通过所述抬升机构将电池抬升到所述待换电车辆内。
CN202110819857.6A 2021-07-20 2021-07-20 Agv机器人及换电站 Pending CN113370836A (zh)

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