本發(fā)明涉及一種全自動(dòng)AGV小車電池更換系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著國(guó)家智能制造的大趨勢(shì),物流行業(yè)也在發(fā)展智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng),智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)離不開(kāi)AGV(Automated Guided Vehicle，自動(dòng)導(dǎo)向搬運(yùn)車)小車，AGV小車在倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)里面運(yùn)行需要電池，當(dāng)電池電量用完時(shí)，需要進(jìn)行充電，目前常見(jiàn)的有“無(wú)線充電”與“有線充電”，這兩種方式充電時(shí)，電池在AGV小車內(nèi)，充電時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致AGV小車?yán)寐屎艿?。另外，由于倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)里AGV小車數(shù)目較多，電池重量在70KG左右，手工更換電池也是費(fèi)時(shí)費(fèi)力。所以要實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)全自動(dòng)運(yùn)行，非常有必要研發(fā)一種全自動(dòng)AGV小車電池更換系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種全自動(dòng)AGV小車電池更換系統(tǒng)，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，節(jié)約企業(yè)的人工成本。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是：全自動(dòng)AGV小車電池更換系統(tǒng)，包括電池提取機(jī)構(gòu)、平移導(dǎo)軌、平移驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和電池充電機(jī)構(gòu)；所述平移導(dǎo)軌設(shè)有兩條，兩條平移導(dǎo)軌平行設(shè)置在電池充電機(jī)構(gòu)的正上方；所述電池提取機(jī)構(gòu)的頂部與兩條平移導(dǎo)軌滾動(dòng)連接；所述電池提取機(jī)構(gòu)的底部設(shè)有能夠鉤住AGV小車電池上的支耳的鉤爪裝置；所述平移驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在兩條平移導(dǎo)軌上，并驅(qū)動(dòng)電池提取機(jī)構(gòu)在兩條導(dǎo)軌上移動(dòng)。

所述平移導(dǎo)軌上設(shè)有水平設(shè)置的導(dǎo)軌面和豎直設(shè)置的導(dǎo)向面；所述導(dǎo)向面位于導(dǎo)軌面的內(nèi)側(cè)下方。

所述平移驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括同步帶電機(jī)、主動(dòng)同步帶輪、從動(dòng)同步帶輪、同步帶和同步帶張緊裝置；所述主動(dòng)同步帶輪的兩端分別固定在兩條平移導(dǎo)軌的導(dǎo)軌面的一端，從動(dòng)同步帶輪的兩端分別固定在兩條平移導(dǎo)軌的導(dǎo)軌面的另一端；所述同步帶環(huán)繞在主動(dòng)同步帶輪和從動(dòng)同步帶輪上，并通過(guò)同步帶張緊裝置張緊；所述同步帶電機(jī)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)同步帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)；所述電池提取機(jī)構(gòu)的頂部與同步帶固定連接。

所述電池提取機(jī)構(gòu)包括水平滾動(dòng)裝置、中托板、連桿、導(dǎo)向柱、直線軸承、升降板、升降驅(qū)動(dòng)裝置和鉤爪裝置；所述水平滾動(dòng)裝置與兩條平移導(dǎo)軌滾動(dòng)連接；所述中托板的四個(gè)角通過(guò)四根連桿分別固定在水平滾動(dòng)裝置的底部的四個(gè)角上；所述中托板的四個(gè)角上還各固定有一個(gè)直線軸承；所述導(dǎo)向柱設(shè)有四根，四根導(dǎo)向柱的上端分別與四個(gè)直線軸承滑動(dòng)連接，四根導(dǎo)向柱的下端分別固定在升降板的四個(gè)角上；所述升降驅(qū)動(dòng)裝置安裝在中托板上，并驅(qū)動(dòng)升降板做升降運(yùn)動(dòng)；所述鉤爪裝置安裝在升降板上。

所述電池提取機(jī)構(gòu)的水平滾動(dòng)裝置包括水平移動(dòng)板、滾輪軸支撐座、滾輪軸、滾輪、導(dǎo)向輪、同步帶固定架和齒形上壓板；所述滾輪軸設(shè)有兩根，兩根滾輪軸各通過(guò)兩個(gè)滾輪軸支撐座分別固定在水平移動(dòng)板的上端面的兩端；所述四個(gè)滾輪軸支撐座分別固定在水平移動(dòng)板的上端面的四個(gè)角上；所述滾輪軸的兩端各固定有一個(gè)滾輪，滾輪在平移導(dǎo)軌的導(dǎo)軌面上滾動(dòng)；所述每個(gè)滾輪軸支撐座上均轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有一個(gè)導(dǎo)向輪，導(dǎo)向輪在平移導(dǎo)軌的導(dǎo)向面上滾動(dòng)；所述水平移動(dòng)板的上端面的兩端各固定有一個(gè)同步帶固定架；所述同步帶通過(guò)兩個(gè)齒形上壓板分別固定在兩個(gè)同步帶固定架上。

所述電池提取機(jī)構(gòu)的升降驅(qū)動(dòng)裝置采用電缸，電缸安裝在中托板的中心，電缸的伸縮端與升降板鉸接。

所述電池提取機(jī)構(gòu)的鉤爪裝置包括鉤爪、鉤爪支撐座、鉤爪連接板、直線模組、直線導(dǎo)軌和鉤爪電機(jī)；所述升降板上固定有四個(gè)鉤爪支撐座，鉤爪支撐座上設(shè)有貫穿鉤爪支撐座及升降板的長(zhǎng)通孔；所述鉤爪設(shè)有四個(gè)，四個(gè)鉤爪的上端分別穿過(guò)四個(gè)長(zhǎng)通孔；所述鉤爪連接板平行設(shè)置有兩塊，一塊鉤爪連接板的兩端分別與位于升降板一端的兩個(gè)鉤爪的上端固定連接，另一塊鉤爪連接板的兩端分別與位于升降板另一端的兩個(gè)鉤爪的上端固定連接；所述每塊鉤爪連接板均與一個(gè)直線模組固定連接，每塊鉤爪連接板均與一個(gè)直線導(dǎo)軌滑動(dòng)連接；所述直線模組和直線導(dǎo)軌均固定在升降板上；所述每個(gè)直線模組均通過(guò)聯(lián)軸器與一個(gè)鉤爪電機(jī)的輸出軸聯(lián)接；所述兩塊鉤爪連接板上的鉤爪相背設(shè)置。

所述電池提取機(jī)構(gòu)的鉤爪裝置還包括限位傳感器和傳感器支架；所述兩個(gè)鉤爪連接板運(yùn)動(dòng)的往返極限位置均設(shè)有限位傳感器；所述限位傳感器通過(guò)傳感器支架固定在升降板上。

所述電池充電機(jī)構(gòu)包括AGV小車導(dǎo)軌，以及設(shè)置在AGV小車導(dǎo)軌上的充電工位和緩存工位；所述AGV小車導(dǎo)軌固定在地面上，待充電的AGV小車能夠行駛至AGV小車導(dǎo)軌上；所述充電工位設(shè)有多個(gè)；所述緩存工位設(shè)有一個(gè)。

采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下的有益效果：(1)本發(fā)明能全自動(dòng)地將AGV小車內(nèi)用完電的電池提取出充電并換上充滿電的電池，不占用AGV小車運(yùn)行時(shí)間，大幅提高了企業(yè)生產(chǎn)效率，節(jié)約了人工成本，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，使物流相關(guān)行業(yè)真正實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)，具有很高的實(shí)用價(jià)值和市場(chǎng)前景。

(2)本發(fā)明的電池提取機(jī)構(gòu)定位準(zhǔn)確，采用四根導(dǎo)向柱，電池更換過(guò)程中，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，能夠完成200KG以內(nèi)電池的更換工作。

(3)本發(fā)明的電池提取機(jī)構(gòu)可在60秒內(nèi)完成電池的更換，工作效率高。

(4)本發(fā)明提高了企業(yè)AGV小車的利用率三倍以上，減少了系統(tǒng)運(yùn)行所需AGV小車的數(shù)量，降低了企業(yè)成本。

(5)本發(fā)明的電池提取機(jī)構(gòu)可對(duì)不同型號(hào)的AGV小車進(jìn)行電池更換，通過(guò)替換不同型號(hào)的鉤爪即可實(shí)現(xiàn)，是應(yīng)用于物流行業(yè)里AGV小車電池快速更換的理想設(shè)備。

附圖說(shuō)明

為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的電池提取機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2的立體圖。

圖4為圖1的D處放大圖。

附圖中的標(biāo)號(hào)為：

電池提取機(jī)構(gòu)1、水平滾動(dòng)裝置1-1、水平移動(dòng)板1-1-1、滾輪軸支撐座1-1-2、滾輪軸1-1-3、滾輪1-1-4、導(dǎo)向輪1-1-5、同步帶固定架1-1-6、齒形上壓板1-1-7、中托板1-2、連桿1-3、導(dǎo)向柱1-4、直線軸承1-5、升降板1-6、升降驅(qū)動(dòng)裝置1-7、鉤爪裝置1-8、鉤爪1-8-1、鉤爪支撐座1-8-2、鉤爪連接板1-8-3、直線模組1-8-4、直線導(dǎo)軌1-8-5、鉤爪電機(jī)1-8-6、傳感器支架1-8-7；

平移導(dǎo)軌2；

平移驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3、同步帶電機(jī)3-1、主動(dòng)同步帶輪3-2、從動(dòng)同步帶輪3-3、同步帶3-4、同步帶張緊裝置3-5；

電池充電機(jī)構(gòu)4、AGV小車導(dǎo)軌4-1、充電工位4-2、緩存工位4-3；

AGV小車電池5、支耳5-1；

AGV小車6。

具體實(shí)施方式

(實(shí)施例1)

見(jiàn)圖1至圖4，本實(shí)施例的全自動(dòng)AGV小車電池更換系統(tǒng)，包括電池提取機(jī)構(gòu)1、平移導(dǎo)軌2、平移驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3和電池充電機(jī)構(gòu)4。

平移導(dǎo)軌2設(shè)有兩條，兩條平移導(dǎo)軌2平行設(shè)置在電池充電機(jī)構(gòu)4的正上方。電池提取機(jī)構(gòu)1的頂部與兩條平移導(dǎo)軌2滾動(dòng)連接。電池提取機(jī)構(gòu)1的底部設(shè)有能夠鉤住AGV小車電池5上的支耳5-1的鉤爪裝置1-8。平移驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3安裝在兩條平移導(dǎo)軌2上，并驅(qū)動(dòng)電池提取機(jī)構(gòu)1在兩條導(dǎo)軌上移動(dòng)。

平移導(dǎo)軌2上設(shè)有水平設(shè)置的導(dǎo)軌面和豎直設(shè)置的導(dǎo)向面。導(dǎo)向面位于導(dǎo)軌面的內(nèi)側(cè)下方。

平移驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3包括同步帶電機(jī)3-1、主動(dòng)同步帶輪3-2、從動(dòng)同步帶輪3-3、同步帶3-4和同步帶張緊裝置3-5。主動(dòng)同步帶輪3-2的兩端分別固定在兩條平移導(dǎo)軌2的導(dǎo)軌面的一端，從動(dòng)同步帶輪3-3的兩端分別固定在兩條平移導(dǎo)軌2的導(dǎo)軌面的另一端。同步帶3-4環(huán)繞在主動(dòng)同步帶輪3-2和從動(dòng)同步帶輪3-3上，并通過(guò)同步帶張緊裝置3-5張緊。同步帶電機(jī)3-1驅(qū)動(dòng)主動(dòng)同步帶輪3-2轉(zhuǎn)動(dòng)。電池提取機(jī)構(gòu)1的頂部與同步帶3-4固定連接。

電池提取機(jī)構(gòu)1包括水平滾動(dòng)裝置1-1、中托板1-2、連桿1-3、導(dǎo)向柱1-4、直線軸承1-5、升降板1-6、升降驅(qū)動(dòng)裝置1-7和鉤爪裝置1-8。水平滾動(dòng)裝置1-1與兩條平移導(dǎo)軌2滾動(dòng)連接。中托板1-2的四個(gè)角通過(guò)四根連桿1-3分別固定在水平滾動(dòng)裝置1-1的底部的四個(gè)角上。中托板1-2的四個(gè)角上還各固定有一個(gè)直線軸承1-5。導(dǎo)向柱1-4設(shè)有四根，四根導(dǎo)向柱1-4的上端分別與四個(gè)直線軸承1-5滑動(dòng)連接，四根導(dǎo)向柱1-4的下端分別固定在升降板1-6的四個(gè)角上。升降驅(qū)動(dòng)裝置1-7安裝在中托板1-2上，并驅(qū)動(dòng)升降板1-6做升降運(yùn)動(dòng)。鉤爪裝置1-8安裝在升降板1-6上。

電池提取機(jī)構(gòu)1的水平滾動(dòng)裝置1-1包括水平移動(dòng)板1-1-1、滾輪軸支撐座1-1-2、滾輪軸1-1-3、滾輪1-1-4、導(dǎo)向輪1-1-5、同步帶固定架1-1-6和齒形上壓板1-1-7。滾輪軸1-1-3設(shè)有兩根，兩根滾輪軸1-1-3各通過(guò)兩個(gè)滾輪軸支撐座1-1-2分別固定在水平移動(dòng)板1-1-1的上端面的兩端。四個(gè)滾輪軸支撐座1-1-2分別固定在水平移動(dòng)板1-1-1的上端面的四個(gè)角上。滾輪軸1-1-3的兩端各固定有一個(gè)滾輪1-1-4，滾輪1-1-4在平移導(dǎo)軌2的導(dǎo)軌面上滾動(dòng)。每個(gè)滾輪軸支撐座1-1-2上均轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有一個(gè)導(dǎo)向輪1-1-5，導(dǎo)向輪1-1-5在平移導(dǎo)軌2的導(dǎo)向面上滾動(dòng)。水平移動(dòng)板1-1-1的上端面的兩端各固定有一個(gè)同步帶固定架1-1-6。同步帶3-4通過(guò)兩個(gè)齒形上壓板1-1-7分別固定在兩個(gè)同步帶固定架1-1-6上。

電池提取機(jī)構(gòu)1的升降驅(qū)動(dòng)裝置1-7采用電缸，電缸安裝在中托板1-2的中心，電缸的伸縮端與升降板1-6鉸接。

電池提取機(jī)構(gòu)1的鉤爪裝置1-8包括鉤爪1-8-1、鉤爪支撐座1-8-2、鉤爪連接板1-8-3、直線模組1-8-4、直線導(dǎo)軌1-8-5、鉤爪電機(jī)1-8-6、限位傳感器和傳感器支架1-8-7。升降板1-6上固定有四個(gè)鉤爪支撐座1-8-2，鉤爪支撐座1-8-2上設(shè)有貫穿鉤爪支撐座1-8-2及升降板1-6的長(zhǎng)通孔。鉤爪1-8-1設(shè)有四個(gè)，四個(gè)鉤爪1-8-1的上端分別穿過(guò)四個(gè)長(zhǎng)通孔。鉤爪連接板1-8-3平行設(shè)置有兩塊，一塊鉤爪連接板1-8-3的兩端分別與位于升降板1-6一端的兩個(gè)鉤爪1-8-1的上端固定連接，另一塊鉤爪連接板1-8-3的兩端分別與位于升降板1-6另一端的兩個(gè)鉤爪1-8-1的上端固定連接。每塊鉤爪連接板1-8-3均與一個(gè)直線模組1-8-4固定連接，每塊鉤爪連接板1-8-3均與一個(gè)直線導(dǎo)軌1-8-5滑動(dòng)連接。直線模組1-8-4和直線導(dǎo)軌1-8-5均固定在升降板1-6上。每個(gè)直線模組1-8-4均通過(guò)聯(lián)軸器與一個(gè)鉤爪電機(jī)1-8-6的輸出軸聯(lián)接。兩塊鉤爪連接板1-8-3上的鉤爪1-8-1相背設(shè)置。兩個(gè)鉤爪連接板1-8-3運(yùn)動(dòng)的往返極限位置均設(shè)有限位傳感器。限位傳感器通過(guò)傳感器支架1-8-7固定在升降板1-6上。

電池充電機(jī)構(gòu)4包括AGV小車導(dǎo)軌4-1，以及設(shè)置在AGV小車導(dǎo)軌4-1上的充電工位4-2和緩存工位4-3。AGV小車導(dǎo)軌4-1固定在地面上，待充電的AGV小車6能夠行駛至AGV小車導(dǎo)軌4-1上。充電工位4-2設(shè)有多個(gè)。緩存工位4-3設(shè)有一個(gè)。

本實(shí)施例的全自動(dòng)AGV小車電池更換系統(tǒng)的工作過(guò)程為：

①、多臺(tái)AGV小車6在物流倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中運(yùn)行，當(dāng)AGV小車6電池低于臨界點(diǎn)時(shí)，總站控制AGV小車6充電，待充電的AGV小車6行駛至AGV小車導(dǎo)軌4-1上。

②、同步帶電機(jī)3-1驅(qū)動(dòng)同步帶3-4拉動(dòng)電池提取機(jī)構(gòu)1水平運(yùn)動(dòng)(沿圖2中的A方向)到待換電池的AGV小車6上方。

③、升降驅(qū)動(dòng)裝置1-7驅(qū)動(dòng)升降板1-6下降(沿圖2中的B方向)，使鉤爪1-8-1下降到AGV小車電池5的支耳5-1的側(cè)下方。

④、鉤爪電機(jī)1-8-6驅(qū)動(dòng)直線模組1-8-4運(yùn)動(dòng)，直線模組1-8-4帶動(dòng)鉤爪1-8-1張開(kāi)(沿圖2中的C方向)，使鉤爪1-8-1運(yùn)動(dòng)到AGV小車電池5的支耳5-1的正下方。

⑤、升降驅(qū)動(dòng)裝置1-7驅(qū)動(dòng)升降板1-6上升提起AGV小車電池5。

⑥、平移驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3帶動(dòng)電池提取機(jī)構(gòu)1水平運(yùn)動(dòng)到緩存工位4-3處，將待充電的AGV小車電池5放到緩存工位4-3上。

⑦、電池提取機(jī)構(gòu)1將各充電工位4-2上最先充滿電的AGV小車電池5提取放到AGV小車6中，AGV小車6離開(kāi)AGV小車導(dǎo)軌4-1，運(yùn)行到物流倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)繼續(xù)工作。

⑧、電池提取機(jī)構(gòu)1將緩存工位4-3上待充電的AGV小車電池5提取放到空閑的充電工位4-2上充電。

⑨、電池提取機(jī)構(gòu)1等待下一次任務(wù)。

以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。