一种用于充电站的电池架的制作方法

一种用于在充电站给轨道机器人更换电池和对更换下来的电池进行充电的电池架，属于电池充电技术领域。

背景技术：

轨道机器人在轨道上的工作过程中主要是通过自身携带的供电电池供电，当供电电池的电快要用尽时，机器人必须自行回到充电桩处充电，等电充好后才能再出发执行任务。但在实际的应用中，很多时候机器人不能长时间脱岗，一旦机器人长时间脱岗，可能会导致生产跟不上，任务不能及时完成，或产生其它安全隐患。

因此，需要提供一种能够及时给轨道机器人更换电池的电池架，使机器人不会长时间脱岗。

技术实现要素：

本实用新型的目的是：提供一种能够及时给轨道机器人更换电池的电池架，使机器人不会长时间脱岗。

本实用新型的技术方案是：一种用于充电站的电池架，充电站主要包括充电箱1、两条导杆2、丝杆3、电源、控制器以及感应器，在墙壁上安装固定架，在充电箱的背板上安装能够悬挂在固定架上的挂码，充电箱通过挂码挂在固定架上；充电箱的正面设有门洞11，电池架4上设有两组充电设备，每组包括一正馈电柱41、一负馈电柱42以及一个电吸盘43，在其中一组充电设备上安置了一块已经充好电的电池5；所有的正馈电柱、负馈电柱以及电吸盘通过导线与充电站上的电源相连；电源通过正馈电柱和负馈电柱给电池充电直至电池充满；电池架安置在两条导杆及丝杆上；初始状态时，空着的那组充电设备正对着门洞；导杆和丝杆的长度大于电池宽度的三倍，电池架的宽度大于电池宽度的两倍。

导杆的两端通过导杆座固定在充电箱底壁上，使两条导杆互相平行，在每条导杆上还套有两个导杆滑块21，在两条导杆之间设有一条丝杆3，丝杆的一端通过联轴器31与丝杆电机32相连，丝杆上套有一个移动座33，移动座与丝杆螺纹连接，当丝杆电机带动丝杆正转，移动座在丝杆上向远离丝杆电机的方向移动，当丝杆电机带动丝杆反转，移动座在丝杆上向丝杆电机的方向移动；电池架4固定在移动座和导杆上的导杆滑块上，丝杆电机工作时，移动座带动电池架沿丝杆和导杆左右移动。

电池架4还包括平台44、移动架45、支撑架46以及充电架47，移动架为两侧向下弯折形成90度角的平板，移动架通过其两端的弯折部分架在导杆上，用螺丝将移动架固定在导杆的导杆滑块上，还要用螺丝将移动架固定在丝杆3的移动座33上，丝杆电机转动时，带动移动座在丝杆上向丝杆电机或远离丝杆电机的方向移动，移动座带动电池架的移动架沿导杆向丝杆电机或远离丝杆电机的方向同步移动。

在移动架朝上的壁面的四个角上分别设有向上突起的带螺纹的调节柱，在平台的四个角上设有对应调节柱的平台孔，在每个调节柱上拧上一个螺母，再将平台安置在调节柱上，使调节柱朝上的末端穿过平台上的平台孔从平台上裸露出来，再在调节柱朝上的末端拧上螺母，平台由平台下方调节柱上的螺母支撑，通过调节平台下方的螺母在调节柱上的高度，就能够调节平台与移动架的距离。

支撑架与丝杆平行并与垂直固定在平台顶上，坦克链接耳设在支撑架顶上。

充电架通过螺丝固定在支撑架上，两组充电设备依次安置在充电架上。

在丝杆电机旁的底架上还设有向上突起的坦克链座6，在电池架背面设有向外突出的坦克链接耳，坦克链的一头固定在坦克链座6上，另一头向上弯曲后固定在电池架背面的坦克链接耳上，从变压器出来的导线，穿过坦克链座上的导线孔，再穿过坦克链，末端分别与电池架上的正馈电柱、负馈电柱以及电吸盘相连。

有益效果是：

1.充电站在待机状态时，充电架正对着门洞的位置没有电池，轨道机器人携带已经用完的电池到达充电站进入门洞，控制器让轨道机器人打开电池的电池锁，并启动电吸盘吸住电池并为其充电，轨道机器人离开门洞，控制器启动丝杆电机工作使充电器架在丝杆上移动，使充电架上已经充好电的电池正对着门洞，轨道机器人再次进入门洞换上已经充好电的电池后离开充电站前往工作场所继续工作。

附图说明

图1为本实用新型应用的充电站的立体外观结构示意图；

图2为本实用新型应用的充电站的部分结构示意图；

图3为本实用新型应用的充电站的部分结构中的导杆和丝杆爆开示意图；

图4为本实用新型应用的充电站的导杆和丝杆安装后的充电箱部分结构示意图；

图5为本实用新型应用的充电站的部分结构中的电池架和坦克链座的爆开示意图；

图6为本实用新型应用的充电站的部分结构中安装了电池架和坦克链座的示意图；

图7为本实用新型应用的充电站的部分结构中在电池架上放置了一个电池的结构示意图；

图8为本实用新型应用的充电站的部分结构的变压器和电器盒的爆开示意图；

图9为本实用新型应用的充电站的当电池架移动至丝杆电机一侧的部分结构示意图；

图10为本实用新型应用的充电站的当电池架移动至远离丝杆电机的另一侧的部分结构示意图；

图11为本实用新型的立体结构示意图；

图12为本实用新型的爆开图；

图13为本实用新型的局部爆开图；

图14是本实用新型的趟门部分结构示意图；

图15是图14的爆开图；

图16是本实用新型的电池和电池锁的结构示意图；

图17是本实用新型的电池锁的爆开图。

具体实施方式

如图1-图17所示，一种用于充电站的电池架，充电站主要包括充电箱1、两条导杆2、丝杆3、电源、控制器以及感应器，在墙壁上安装固定架，在充电箱的背板上安装能够悬挂在固定架上的挂码，充电箱通过挂码挂在固定架上。

充电箱的正面设有门洞11，导杆的两端通过导杆座固定在充电箱底壁上，使两条导杆互相平行，在每条导杆上还套有两个导杆滑块21，在两条导杆之间设有一条丝杆3，丝杆通过丝杆座安置在充电箱底壁上，丝杆的一端通过联轴器31与丝杆电机32相连，丝杆上套有一个移动座33，移动座与丝杆螺纹连接，当丝杆电机带动丝杆正转，移动座在丝杆上向远离丝杆电机的方向移动，当丝杆电机带动丝杆反转，移动座在丝杆上向丝杆电机的方向移动。在联轴器与丝杆电机之间设有固定板，固定板通过螺丝固定在充电箱底壁上。

所述的充电箱采用框架结构，在框架结构的基础上蒙皮。所述的蒙皮采用将木板、塑料板、金属板等板材固定在框架的四周来实现。在充电箱框架结构的底架上设有多条横梁以加强刚性。固定板固定在底架上。

电池架4固定在移动座和导杆上的导杆滑块上，丝杆电机工作时，移动座带动电池架沿丝杆和导杆左右移动。

电池架4上设有两组充电设备，每组包括一正馈电柱41、一负馈电柱42以及一个电吸盘43，在其中一组充电设备上安置了一块电池5。

所有的正馈电柱、负馈电柱以及电吸盘通过导线与充电站上的电源相连。电源通过正馈电柱和负馈电柱给电池充电直至电池充满。

初始状态时，空着的那组充电设备正对着门洞。

与控制器相连的感应器安置在门洞四周；轨道机器人携带一块电池5并带有备用电池，当电池的电源用尽，轨道机器人通过备用电池能够回到充电站更换电池。

在门洞后方设有趟门8，在门洞下方设有导轨，在趟门底壁下方的两侧设有在外力的作用下能够沿导轨滑动的滑轮，门洞所在的充电箱正面内侧顶部设有导槽，趟门底部进入导轨，趟门顶部进入导槽，在外力的作用下，趟门沿轨导和导槽左右移动；在趟门背面设有向外突起的悬挂码81，悬挂码两侧分别设有悬挂孔，在导轨一端的充电箱内壁上设有同步带轮82，在导轨另一端的充电箱内壁上设有转向轮83，主动同步带轮由趟门电机84带动，趟门电机通过导线与电源相连，趟门电机通过趟门电机座85固定在电器箱内壁上的连接座86上；同步带的两端分别固定在悬挂码两侧的悬挂孔上形成一个闭环，同步带套在同步带轮和转向轮上，趟门电机正转或反转时，能够通过同步带拉动趟门沿导轨向趟门电机或远离趟门电机的方向移动。

在导轨上方的电器箱内壁还设有胶条87，胶条对趟门起到保护的作用。

当轨道机器人需要更换电池时，轨道机器人到达门洞前，门洞四周的感应器检测到轨道机器人到达并将信号传递给控制器，控制器启动趟门电机打开趟门，轨道机器人进入门洞，电池架上空着的正馈电柱插进轨道机器人携带的电池上的正馈电孔，电池架上空着的负馈电柱插进轨道机器人携带的电池上的负馈电孔给轨道机器人携带的电池充电，控制器发信号给轨道机器人的控制系统，命令轨道机器人打开自身携带的电池的电池锁9，控制器再给电吸盘通电N秒，电吸盘产生吸力将轨道机器人携带的电池吸紧，轨道机器人利用备用电池离开门洞，控制器给丝杆电机供电，丝杆电机反转，移动座带动电池架沿丝杆和导杆向丝杆电机的方向移动直至电池架上已经充好电的那块电池移动至正对门洞，控制器停止给丝杆电机供电，充电站的控制器发送电池已就绪信号给轨道机器人的控制系统，轨道机器人再次进入门洞，轨道机器人身上的正馈电柱插入电池上的正馈电孔，轨道机器人身上的负馈电柱插入电池上的负馈电孔，电池给轨道机器人供电，轨道机器人身上的控制系统给轨道机器人身上的电池锁发送信号，电池锁启动将电池锁在轨道机器人身上，轨道机器人带着充满电的电池离开门洞返回工作岗位继续工作，控制器启动趟门电机关闭趟门。

一种电池锁，主要由锁销91、外壳92、线圈93、顶盖94、弹性装置95、垫圈以及卡环96组成，锁销为圆柱体，采用金属材料制成；锁销上设有一圈卡环槽，在锁销的底部设有方型衔铁，相应的，在外壳顶部设有向下凹陷的线圈槽，在线圈槽的中心设有向上突起的柱形线圈柱，在外壳的底部设有向线圈柱方向凹陷的方型槽，在方型槽的顶壁上设有圆形的线圈柱孔；锁销底部的方型衔铁位于外壳的方型槽里，方型槽的顶壁对锁销底部的方型衔铁起到限位作用，使锁销不能够向上拔出；线圈进入线圈槽，顶盖中心设有顶盖孔，顶盖通过顶盖孔套在线圈柱上并压在线圈顶上，防止线圈从线圈槽脱出；锁销从外壳的底部插进方型槽，使方型衔铁位于方型槽，锁销的上部穿过线圈柱孔向上突出，弹性装置套在线圈柱和锁销上，垫圈套在从弹性装置顶上裸露出来的锁销上，使弹性装置的一端顶在顶盖上，弹性装置的另一端顶在垫圈上，向下压垫圈，使弹性装置收缩，使锁销上的卡环槽裸露出来，将卡环压进卡环槽定位；电池上设有向外突出的接耳，接耳上设有纵向的锁洞，绝缘板97固定在轨道机器人上，绝缘板上方设有接耳洞，电池5安置在绝缘板后，使接耳51从接耳洞向前突出在绝缘板的前方；电池锁通过外壳固定在背对箱体一侧的绝缘板上，并且位于接耳洞下方；线圈的两级穿过外壳与轨道机器人上的备用电池相连。

线圈的两端分别与备用电源的正负极相连，在备用电源的正极或负极上设有电池锁控制开关，当开关处于关闭状态，线圈上没有电流通过，锁销在弹性装置的张力下向上被顶离线圈，锁销向上进入锁孔，当开关处于打开状态，线圈上有电流流过，线圈产生磁场，对锁销产生向下的吸力，克服弹性装置的张力，线圈的磁性将锁销向下拉，使锁销离开锁孔，锁被打开。

所述的电池锁，主要由锁销91、外壳92、线圈93、顶盖94、弹性装置95、垫圈以及卡环96组成，锁销为圆柱体，采用金属材料制成；锁销上设有一圈卡环槽，在锁销的底部设有方型衔铁，相应的，在外壳顶部设有向下凹陷的线圈槽，在线圈槽的中心设有向上突起的柱形线圈柱，在外壳的底部设有向线圈柱方向凹陷的方型槽，在方型槽的顶壁上设有圆形的线圈柱孔；锁销底部的方型衔铁位于外壳的方型槽里，方型槽的顶壁对锁销底部的方型衔铁起到限位作用，使锁销不能够向上拔出；线圈进入线圈槽，顶盖中心设有顶盖孔，顶盖通过顶盖孔套在线圈柱上并压在线圈顶上，防止线圈从线圈槽脱出；锁销从外壳的底部插进方型槽，使方型衔铁位于方型槽，锁销的上部穿过线圈柱孔向上突出，弹性装置套在线圈柱和锁销上，垫圈套在从弹性装置顶上裸露出来的锁销上，使弹性装置的一端顶在顶盖上，弹性装置的另一端顶在垫圈上，向下压垫圈，使弹性装置收缩，使锁销上的卡环槽裸露出来，将卡环压进卡环槽定位；电池上设有向外突出的接耳，接耳上设有纵向的锁洞，绝缘板97固定在轨道机器人上，绝缘板上方设有接耳洞，电池5安置在绝缘板后，使接耳51从接耳洞向前突出在绝缘板的前方；电池锁通过外壳固定在背对箱体一侧的绝缘板上，并且位于接耳洞下方；线圈的两级穿过外壳与轨道机器人上的备用电池相连。

线圈的两端分别与备用电源的正负极相连，在备用电源的正极或负极上设有电池锁控制开关，当开关处于关闭状态，线圈上没有电流通过，锁销在弹性装置的张力下向上被顶离线圈，锁销向上进入锁孔，当开关处于打开状态，线圈上有电流流过，线圈产生磁场，对锁销产生向下的吸力，克服弹性装置的张力，线圈的磁性将锁销向下拉，使锁销离开锁孔，锁被打开。

所述的感应器选用红外感应器，包括一个信号发射器和一个信号接收器，信号发射器安装在门洞周围，信号接收器安装在门洞前的轨道机器人轨道上，当轨道机器人到达遮挡了信号接收器，感应器就会将轨道机器人已经到达的信号传递回控制器，控制器给趟门电机供电打开趟门，使轨道机器人能够顺利地进入门洞。红外感应器工作原理在百度上可以查到，这是已经应用非常广泛的技术。

在丝杆电机旁的底架上还设有向上突起的坦克链座6，在电池架背面设有向外突出的坦克链接耳，坦克链的一头固定在坦克链座6上，另一头向上弯曲后固定在电池架背面的坦克链接耳上，从变压器出来的导线，穿过坦克链座上的导线孔，再穿过坦克链，末端分别与电池架上的正馈电柱、负馈电柱以及电吸盘相连。坦克链对这些导线起到保护的作用。

为防止坦克链下垂，在坦克链座远离丝杆电机的壁面上设有向外突出的坦克链支撑槽61，当电池架移动到远离丝杆电机的最远处时，坦克链支撑槽远离丝杆电机的末端还搭在电池架的平台44上。

坦克链外形似军队装备的坦克链一样，由众多的单元链接组成，链接之间转动自如。相同系列的坦克链的内高、外高、节距相同，拖链内宽、弯曲半径R可有不同的选择。坦克链的单元链节由左右链板和上下盖板组成，拖链每节都能打开，装拆方便，不必穿线，打开盖板后即可把电缆、油管、气管、水管等放入拖链。坦克链主体是由链扳、支撑扳、轴销等部件组成，使电缆或橡胶管与拖链之间不产生相对运动，不产生扭曲变形。

电池架4还包括平台44、移动架45、支撑架46以及充电架47，移动架为两侧向下弯折形成90度角的平板，移动架通过其两端的弯折部分架在导杆上，用螺丝将移动架固定在导杆的导杆滑块上，还要用螺丝将移动架固定在丝杆3的移动座33上，丝杆电机转动时，带动移动座在丝杆上向丝杆电机或远离丝杆电机的方向移动，移动座带动电池架的移动架沿导杆向丝杆电机或远离丝杆电机的方向同步移动。

在移动架朝上的壁面的四个角上分别设有向上突起的带螺纹的调节柱，在平台的四个角上设有对应调节柱的平台孔，在每个调节柱上拧上一个螺母，再将平台安置在调节柱上，使调节柱朝上的末端穿过平台上的平台孔从平台上裸露出来，再在调节柱朝上的末端拧上螺母，平台由平台下方调节柱上的螺母支撑。通过调节平台下方的螺母在调节柱上的高度，就能够调节平台与移动架的距离。

支撑架与丝杆平行并与垂直固定在平台顶上，坦克链接耳设在支撑架顶上。

充电架通过螺丝固定在支撑架上，两组充电设备依次安置在充电架上。

在丝杆电机旁的底架上还设有向上突起的坦克链座6，在电池架背面设有向外突出的坦克链接耳，坦克链的一头固定在坦克链座6上，另一头向上弯曲后固定在电池架背面的坦克链接耳上，从变压器出来的导线，穿过坦克链座上的导线孔，再穿过坦克链，末端分别与电池架上的正馈电柱、负馈电柱以及电吸盘相连。

所述的导杆及导杆滑块选用伊萨塔精密机械出产的光轴导杆套装或其它同类型可替代的套装。在淘宝里可以找到。

所述的丝杆电机及趟门电机选用常州苏杰机电有限公司生产的42HS4818步进丝杆电机或其它同类型可替代丝杆电机。

所述的导杆滑块选用淘宝上万赢家居专营店销售的T型丝杆导杆滑块。

所述的联轴器选用丝杆轴承套组，在淘宝上万赢家居专营店有售。

充电架采用框架结构，框架的内角加装角码固定，角码选用东莞市国耀铝材有限公司生产的重型铝角码GY-2020或其它厂家生产的同类型角码。框架选用东莞国耀铝型材有限公司生产的欧标铝型材2020或其它厂家生产的同类型铝型材。

所述的电吸盘选用乐清乐秦阳电气生产的KB-P系列微型电磁电吸盘。

在充电箱底壁上安置了变压器12和电器箱13，控制器安置在电器箱里，电缆将电源传送到变压器，变压器将电源转换成各用电器所能接受的电压传送给各用电器。

所述的变压器和电器箱通过固定码自下而上固定在充电箱的底架下方。为了保护变压器和电器箱，在底架下方设置底盒，将变压器和电器箱安置在底盒里。

充电架上的正馈电柱、负馈电柱和电吸盘通过导线与变压器12相连，由于充电架需要左右移动，将这些导线穿过坦克链，通过坦克链来保护这些导线。坦克链选用杭州亦江五金生产的坦克链。

所述的导杆选用衣柜趟门或浴室趟门的轨道，所述的导杆滑块选用与衣柜趟门或浴室趟门的轨道配套的导杆滑轮。在淘宝上有大量供应。

所述的同步带轮选用3D打印机同步带轮2GT-20齿铝合金同步带轮，齿面7.5MM，总长18.5MM，内孔5MM和8MM两种，2个M3锁孔成90度分布，台阶外径和档边外径18MM。

上述实施例仅是用来说明解释本实用新型的用途，而并非是对本实用新型的限制，本技术领域的普通技术人员，在本实用新型的实质范围内，做出各种变化或替代，也应属于本实用新型的保护范畴。