[发明专利]一种机器人不断电自动更换电池的系统及方法

说明书

一种机器人不断电自动更换电池的系统及方法，包括机器人本体、电池拆换存储装置和调度后台，机器人本体上设置有电池仓、辅助电池、供电接头和第一通信模块，更换主电池时由辅助电池供电；电池拆换存储装置包括电池存储仓、电池拆运机构、升降机构、第二通信模块和控制模块，每个电池存储仓均设置有充电接头，电池拆运机构可在升降机构的驱动下实现与各个电池存储仓的对接，其另一端与机器人主体上的电池仓对接，用于拆装和传输主电池。本发明可以在机器人不断电的情况下几分钟内快速自动更换电池，实现完全无人化作业；电池拆换存储装置的结构具有快速拓展性，采用简单的结构，成本低，稳定性高，维护容易，安全性高。

技术领域

本发明涉及机器人供电技术领域，尤其涉及一种机器人不断电自动更换电池的系统及方法。

背景技术

在机器人领域，当机器人电量比较低或无电后，一般采用手动更换电池或者是手动/自动充电的方式，手动更换电池需要人工操作，效率低下，不能实现真正的自动化和智能化；现有的手动/自动充电因为充电器充电效率问题，普遍需要5个小时以上才能充满，严重影响工作效率。而少数采用自动更换电池的方式其成本高且存在较大的设备故障风险，如采用机械臂的形式成本高(电池重需要的机械臂大)，需要场地大，无法普及；大多为外露敞开式，在人员密集的公共场合下存在一定的危险性；往往需要断电作业，更换电池后机器人需要重新启动，重新设置，影响效率。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，提供一种自动化程度高、安全可靠的机器人不断电自动更换电池系统。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种机器人不断电自动更换电池系统，包括机器人本体、电池拆换存储装置和调度后台。

所述机器人本体上设置有电池仓、辅助电池、供电接头和第一通信模块，主电池设置在所述电池仓中，所述供电接头设置在所述电池仓的一端，主电池通过所述供电接头与机器人本体上的元件相连以给这些元件供电；同时，所述主电池通过所述供电接头与辅助电池相连，主电池工作时通过供电接头给辅助电池充电，辅助电池与机器人本体上的元件相连，更换主电池时由辅助电池给这些元件供电，更换好主电池后，再切换为由主电池为这些元件和辅助电池供电，从而实现机器人不断电更换电池。

所述电池拆换存储装置包括支撑框架和设置在所述支撑框架上的电池存储柜、电池拆运机构、升降机构、第二通信模块和控制模块；所述电池存储柜上从上至下依次设置有若干个用于存储主电池的电池存储仓，每个电池存储仓的一端(与主电池充电接口相对应的位置)均设置有充电接头，用于为主电池充电；所述升降机构设置在所述电池存储柜的一侧，所述电池拆运机构设置在所述升降机构上并可在升降机构的驱动下沿支撑框架升降，实现与电池存储柜上各个电池存储仓的对接，所述电池拆运机构另一端与机器人主体上的电池仓对接，电池拆运机构用于拆装电池仓和电池存储仓中的主电池，并实现主电池在电池仓与电池存储仓之间的传输，具体描述为：取下机器人本体上的欠电电池，并通过升降机构上下移动至电池存储柜中空置的电池存储仓处，将取下的欠电电池装入空置的电池存储仓中，再通过升降机构取出电池存储仓中已充好电的主电池，然后通过升降机构移动至机器人主体的电池仓处，将主电池装入机器人主体的电池仓中，以完成更换电池的任务。更换下来的欠电电池在电池存储仓中进行充电。所述控制模块分别与各个电池存储仓、电池拆运机构、升降机构和第二通信模块相连，用于控制电池拆运机构和升降机构的动作以实现更换电池的功能，获取各个电池存储仓的存储情况和主电池的电量状况，并通过第二通信模块收发数据。

所述机器人本体上的第一通信模块、电池拆换存储装置上的第二通信模块、与调度后台相互通信连接，实现机器人本体、电池拆换存储装置、调度后台三者之间的通信。

所述机器人本体与电池拆换存储装置上还设置有传感器，用于更换电池时机器人本体与电池拆换存储装置之间的准确对位，指导机器人本体精准停车，电池拆换存储装置一般放置在固定的位置。