移动式AGV电池更换系统及其电池更换方法技术方案

本发明专利技术公开了移动式AGV电池更换系统及其电池更换方法。AGV小车需要在电池电量不足以完成剩下工作时返回充电桩进行充电或更换电池，效率较低。本发明专利技术移动式AGV电池更换系统，包括电池、移动平台和电池基站。电池的两极设置在电池的同一端。电池的另一端设置吸附块。移动平台包括移动底架、行进驱动组件、第一转轴、第一链轮、电池暂存管、第一换位电机和电动推杆。电池基站包括底座、第二转轴、第二链轮、充电组件、充电导轨和第二换位电机。充电组件包括存放管、充电块和电刷条。本发明专利技术能够为工作中的AGV小车更换电池，避免了AGV小车往返充电站过程中时间与能量的浪费。本发明专利技术能够自动为更换下来的低电量电池充电。

Mobile AGV Battery Replacement System and Its Battery Replacement Method

The invention discloses a mobile AGV battery replacement system and a battery replacement method thereof. AGV cars need to return to the charging pile to charge or replace batteries when the battery power is insufficient to complete the rest of the work, which is inefficient. The mobile AGV battery replacement system comprises a battery, a mobile platform and a battery base station. The two poles of the battery are located at the same end of the battery. The other end of the battery is provided with an adsorption block. The mobile platform includes a mobile chassis, a travel driving component, a first rotating shaft, a first sprocket, a battery storage tube, a first transposition motor and an electric push rod. The battery base station includes a base, a second rotating shaft, a second sprocket, a charging component, a charging guide rail and a second transposition motor. The charging component includes a storage tube, a charging block and a brush bar. The invention can replace batteries for the working AGV car, and avoids the waste of time and energy in the process of the AGV car's reciprocating charging station. The invention can automatically charge the replaced low-power battery.

【技术实现步骤摘要】
移动式AGV电池更换系统及其电池更换方法
本专利技术属于物流自动化
，具体涉及一种移动式AGV电池更换系统及其电池更换方法。
技术介绍
AGV(AutomatedGuidedVehicle)意为自动导引运输车，在倡导自动化工厂、智能工厂的环境下，AGV以其载重量大、节省人力、高效、出错率低、便于管理等优点广泛地受到了各类工厂的欢迎。由于AGV通常沿着贴有磁性导轨的地面移动，在各类工厂环境下AGV强大的抗干扰能力都能使它按程序稳定准确的工作。AGV使用的电池以锂电池为主，锂电池的一个缺点在于一旦过量用电会对电池寿命造成损伤，因此需要在电池电量不足以完成剩下工作时或低于设定的阈值时返回充电桩进行充电或更换电池，这一做法虽然能保护AGV电池寿命，但是严重降低了工作效率。申请号为CN201710648201.6的专利技术专利提供了一种提高AGV充电效率的调度系统，通过规划路线和电量在一定程度上增加了AGV工作效率，但不能从根本上改善这一问题。申请号为CN201620142625.6的技术专利提供了一种AGV快速更换电池的装置，当AGV小车在电池电量较低时可以接近更换站进行快速更换电池。这一方法能提高AGV工作效率，但由于更换站位置固定，AGV仍需要前往更换站进行电池更换，因此仍存在更好方法解决这一问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种移动式AGV电池更换系统及其电池更换方法。本专利技术移动式AGV电池更换系统，包括电池、移动平台和电池基站。所述电池的两极设置在电池的同一端。所述电池的另一端设置吸附块。所述的吸附块采用磁性材料。所述的移动平台包括移动底架、行进驱动组件、第一转轴、第一链轮、电池暂存管、第一换位电机和电动推杆。移动底架由行进驱动组件驱动。两根第一转轴均支承在移动底架上。两根第一转轴上均间隔固定有两个第一链轮。两根第一转轴上的其中一个第一链轮通过第一链条连接。两根第一转轴上的另一个第一链轮通过第二链条连接。第一换位电机与移动底架固定。第一换位电机的输出轴与其中一根第一转轴的一端固定。电动推杆的外壳与移动底架固定。电动推杆的推出杆朝轴线与第一转轴轴线平行。电动推杆的推出杆上固定有电磁铁。所述电池暂存管容腔的外端开放设置，内端开设有顶出孔。电池暂存管容腔内端的固定有夹持磁铁。电池暂存管的两端与第一链条、第二链条分别固定。电池暂存管共有n个，8≤n≤20。n个电池暂存管沿第一链条依次排列成环形。所述的电池基站包括底座、第二转轴、第二链轮、充电组件、充电导轨和第二换位电机。两根第二转轴均支承在底座上。两根第二转轴上均间隔固定有两个第二链轮。两根第二转轴上的其中一个第二链轮通过第三链条连接。两根第二转轴上的另一个第二链轮通过第四链条连接。第二换位电机与底座固定。换位电机的输出轴与其中一根第二转轴的一端固定。所述的充电组件包括存放管、充电块和电刷条。所述的存放管一端开放，一端封闭。存放管容腔的内端设置固定有两个充电触点。充电块与存放管的封闭端固定。充电块上固定两根电刷条。两根电刷条与两个充电触点分别电连接。存放管的开放端、封闭端与第三链条、第四链条分别固定。充电组件共有m个，8≤n≤50。m个充电组件沿第三链条依次排列成环形。两根充电导轨均与底座固定。所有充电组件内的其中一根电刷条均与其中一根充电导轨接触，另一根电刷条均与另一根充电导轨接触。进一步地，初始状态下，其中一个电池暂存管的容腔及其中一个存放管的容腔均与AGV小车内的电池仓均等高设置。与AGV小车内的电池仓等高的电池暂存管所在的位置为移动平台的电池更换工位。与AGV小车内的电池仓等高的存放管所在的位置为电池基站的电池出入工位。电磁铁在特征平面上的投影位于电池更换工位处工作存放管的顶出孔在特征平面上投影的内部。特征平面与电动推杆的推出杆轴线垂直。电池基站的所有存放管内均装有电池。进一步地，本专利技术移动式AGV电池更换系统还包括多辆AGV小车。AGV小车的电池仓门设置在AGV小车的侧部。AGV小车内电池上的吸附块位于电池靠近电池仓门的那端。进一步地，两根充电导轨与充电电源的供电接口、地线接口分别相连。进一步地，所述的行进驱动组件包括车轮和驱动电机。四个车轮均支承在底板的底部。四个驱动电机均与底板底部固定。四个驱动电机的输出轴与四个车轮分别固定。进一步地，两根第一转轴上下排列设置。两根第二转轴上下排列设置。进一步地，所述的电动推杆与第一换位电机位于第一链轮的同一侧。充电块位于存放管靠近第二换位电机的那端。进一步地，所述电池暂存管及存放管容腔的横截面形状与电池的横截面形状相同。存放管容腔的外端嵌有定位磁铁。进一步地，两个充电触点的位置与电池上两极的位置对应。移动式AGV电池更换系统的电池更换方法具体如下：步骤一、移动平台行进到电池基站的一侧，使得移动平台的电池更换工位与电池基站的电池出入工位对齐。步骤二、重复执行n-1次步骤三和四后，进入步骤五。步骤三、电动推杆推出，使得电磁铁与电池基站电池出入工位处存放管内满电电池上的吸附块接触。步骤四、电磁铁通电，电动推杆缩回。电池基站电池出入工位处存放管内的满电电池被拉入移动平台电池更换工位的电池暂存管内。之后，电磁铁断电。第一换位电机及第二换位电机均转动，使得移动平台内一个未装电池的电池暂存管进入电池更换工位，电池基站内一个装有满电电池的存放管进入电池出入工位。步骤五、若没有AGV小车需要更换电池，则移动平台保持静止。若有AGV小车需要更换电池，则移动平台行进到需更换电池AGV小车的一侧，使得移动平台的电池更换工位与该AGV小车的电池仓对齐。该AGV小车作为换电池小车。步骤六、第一换位电机转动，使得移动平台内未装电池的电池暂存管进入电池更换工位。之后，电动推杆推出，使得电磁铁与换电池小车内电池上的吸附块接触。步骤七、电磁铁通电，电动推杆缩回。换电池小车内的电池被拉入电池更换工位的电池暂存管内。之后，电磁铁断电。步骤八、第一换位电机转动，使得移动平台内一个装有满电电池的电池暂存管进入电池更换工位。之后，电磁铁通电，电动推杆推出，使得移动平台电池更换工位处存放管内的电池被推入换电池小车的电池仓内。步骤九、移动平台上的电磁铁断电，电动推杆缩回。步骤十、移动平台内剩余的满电电池数量等于a。若a＞b，则重复执行步骤五至九。若1≤a≤b，且有AGV小车需要更换电池，则重复执行步骤五至九。若a＝0，则执行步骤十一和十二。若1≤a≤b，且没有AGV小车需要更换电池，则执行步骤十一和十二。0.5n-2≤b≤0.5n+2。步骤十一、移动平台行进到电池基站的一侧，使得移动平台的电池更换工位与电池基站的电池出入工位对齐。步骤十二、重复执行c次步骤十三、十四、十五和十六后，执行步骤五至十。c等于移动平台内低电量电池的数量与充电基站内满电电池的数量中较小的那个值。步骤十三、第一换位电机及第二换位电机均转动，使得移动平台内一个装有低电量电池的电池暂存管进入电池更换工位，电池基站内一个未装电池的存放管进入电池出入工位。步骤十四、电磁铁通电，电动推杆推出，使得移动平台电池更换工位的电池暂存管内低电量电池被推入电池基站电池出入工位处存放管内。步骤十五、第二换位电机均转动，使得电池基站上一个装有满电电池的存放管进入电池出入工位。之后，电动推杆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.移动式AGV电池更换系统，包括电池、移动平台和电池基站；其特征在于：所述电池的两极设置在电池的同一端；所述电池的另一端设置吸附块；所述的吸附块采用磁性材料；所述的移动平台包括移动底架、行进驱动组件、第一转轴、第一链轮、电池暂存管、第一换位电机和电动推杆；移动底架由行进驱动组件驱动；两根第一转轴均支承在移动底架上；两根第一转轴上均间隔固定有两个第一链轮；两根第一转轴上的其中一个第一链轮通过第一链条连接；两根第一转轴上的另一个第一链轮通过第二链条连接；第一换位电机与移动底架固定；第一换位电机的输出轴与其中一根第一转轴的一端固定；电动推杆的外壳与移动底架固定；电动推杆的推出杆朝轴线与第一转轴轴线平行；电动推杆的推出杆上固定有电磁铁；所述电池暂存管容腔的外端开放设置，内端开设有顶出孔；电池暂存管容腔内端的固定有夹持磁铁；电池暂存管的两端与第一链条、第二链条分别固定；电池暂存管共有n个，8≤n≤20；n个电池暂存管沿第一链条依次排列成环形；所述的电池基站包括底座、第二转轴、第二链轮、充电组件、充电导轨和第二换位电机；两根第二转轴均支承在底座上；两根第二转轴上均间隔固定有两个第二链轮；两根第二转轴上的其中一个第二链轮通过第三链条连接；两根第二转轴上的另一个第二链轮通过第四链条连接；第二换位电机与底座固定；换位电机的输出轴与其中一根第二转轴的一端固定；所述的充电组件包括存放管、充电块和电刷条；所述的存放管一端开放，一端封闭；存放管容腔的内端设置固定有两个充电触点；充电块与存放管的封闭端固定；充电块上固定两根电刷条；两根电刷条与两个充电触点分别电连接；存放管的开放端、封闭端与第三链条、第四链条分别固定；充电组件共有m个，8≤n≤50；m个充电组件沿第三链条依次排列成环形；两根充电导轨均与底座固定；所有充电组件内的其中一根电刷条均与其中一根充电导轨接触，另一根电刷条均与另一根充电导轨接触。...

【技术特征摘要】
1.移动式AGV电池更换系统，包括电池、移动平台和电池基站；其特征在于：所述电池的两极设置在电池的同一端；所述电池的另一端设置吸附块；所述的吸附块采用磁性材料；所述的移动平台包括移动底架、行进驱动组件、第一转轴、第一链轮、电池暂存管、第一换位电机和电动推杆；移动底架由行进驱动组件驱动；两根第一转轴均支承在移动底架上；两根第一转轴上均间隔固定有两个第一链轮；两根第一转轴上的其中一个第一链轮通过第一链条连接；两根第一转轴上的另一个第一链轮通过第二链条连接；第一换位电机与移动底架固定；第一换位电机的输出轴与其中一根第一转轴的一端固定；电动推杆的外壳与移动底架固定；电动推杆的推出杆朝轴线与第一转轴轴线平行；电动推杆的推出杆上固定有电磁铁；所述电池暂存管容腔的外端开放设置，内端开设有顶出孔；电池暂存管容腔内端的固定有夹持磁铁；电池暂存管的两端与第一链条、第二链条分别固定；电池暂存管共有n个，8≤n≤20；n个电池暂存管沿第一链条依次排列成环形；所述的电池基站包括底座、第二转轴、第二链轮、充电组件、充电导轨和第二换位电机；两根第二转轴均支承在底座上；两根第二转轴上均间隔固定有两个第二链轮；两根第二转轴上的其中一个第二链轮通过第三链条连接；两根第二转轴上的另一个第二链轮通过第四链条连接；第二换位电机与底座固定；换位电机的输出轴与其中一根第二转轴的一端固定；所述的充电组件包括存放管、充电块和电刷条；所述的存放管一端开放，一端封闭；存放管容腔的内端设置固定有两个充电触点；充电块与存放管的封闭端固定；充电块上固定两根电刷条；两根电刷条与两个充电触点分别电连接；存放管的开放端、封闭端与第三链条、第四链条分别固定；充电组件共有m个，8≤n≤50；m个充电组件沿第三链条依次排列成环形；两根充电导轨均与底座固定；所有充电组件内的其中一根电刷条均与其中一根充电导轨接触，另一根电刷条均与另一根充电导轨接触。2.根据权利要求1所述的移动式AGV电池更换系统，其特征在于：初始状态下，其中一个电池暂存管的容腔及其中一个存放管的容腔均与AGV小车内的电池仓均等高设置；与AGV小车内的电池仓等高的电池暂存管所在的位置为移动平台的电池更换工位；与AGV小车内的电池仓等高的存放管所在的位置为电池基站的电池出入工位；电磁铁在特征平面上的投影位于电池更换工位处工作存放管的顶出孔在特征平面上投影的内部；特征平面与电动推杆的推出杆轴线垂直；电池基站的所有存放管内均装有电池。3.根据权利要求1所述的移动式AGV电池更换系统，其特征在于：还包括多辆AGV小车；AGV小车的电池仓门设置在AGV小车的侧部；AGV小车内电池上的吸附块位于电池靠近电池仓门的那端。4.根据权利要求1所述的移动式AGV电池更换系统，其特征在于：两根充电导轨与充电电源的供电接口、地线接口分别相连。5.根据权利要求1所述的移动式AGV电池更换系统，其特征在于：所述的行进驱动组件包括车轮和驱动电机；四个车轮均支承在底板的底部；四个驱动电机均与底板底部固定；四个驱动电机的输出轴与四个车轮分别固定。6.根据权利要求1所述的移动式AGV电池更换系统，其特征在于：两根第一转轴上下排列设置；两根第二转轴上下排列设置。7.根据权利要求1所述的移动式AGV电池更换系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：许明，余昕，陈国金，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33