全自动AGV小车电池更换系统的制作方法

本发明涉及一种全自动AGV小车电池更换系统。

背景技术：

随着国家智能制造的大趋势,物流行业也在发展智能仓储系统,智能仓储系统离不开AGV(Automated Guided Vehicle，自动导向搬运车)小车，AGV小车在仓储系统里面运行需要电池，当电池电量用完时，需要进行充电，目前常见的有“无线充电”与“有线充电”，这两种方式充电时，电池在AGV小车内，充电时间长，导致AGV小车利用率很低。另外，由于仓储系统里AGV小车数目较多，电池重量在70KG左右，手工更换电池也是费时费力。所以要实现仓储系统全自动运行，非常有必要研发一种全自动AGV小车电池更换系统。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种全自动AGV小车电池更换系统，提高企业的生产效率，节约企业的人工成本。

实现本发明目的的技术方案是：全自动AGV小车电池更换系统，包括电池提取机构、平移导轨、平移驱动机构和电池充电机构；所述平移导轨设有两条，两条平移导轨平行设置在电池充电机构的正上方；所述电池提取机构的顶部与两条平移导轨滚动连接；所述电池提取机构的底部设有能够钩住AGV小车电池上的支耳的钩爪装置；所述平移驱动机构安装在两条平移导轨上，并驱动电池提取机构在两条导轨上移动。

所述平移导轨上设有水平设置的导轨面和竖直设置的导向面；所述导向面位于导轨面的内侧下方。

所述平移驱动机构包括同步带电机、主动同步带轮、从动同步带轮、同步带和同步带张紧装置；所述主动同步带轮的两端分别固定在两条平移导轨的导轨面的一端，从动同步带轮的两端分别固定在两条平移导轨的导轨面的另一端；所述同步带环绕在主动同步带轮和从动同步带轮上，并通过同步带张紧装置张紧；所述同步带电机驱动主动同步带轮转动；所述电池提取机构的顶部与同步带固定连接。

所述电池提取机构包括水平滚动装置、中托板、连杆、导向柱、直线轴承、升降板、升降驱动装置和钩爪装置；所述水平滚动装置与两条平移导轨滚动连接；所述中托板的四个角通过四根连杆分别固定在水平滚动装置的底部的四个角上；所述中托板的四个角上还各固定有一个直线轴承；所述导向柱设有四根，四根导向柱的上端分别与四个直线轴承滑动连接，四根导向柱的下端分别固定在升降板的四个角上；所述升降驱动装置安装在中托板上，并驱动升降板做升降运动；所述钩爪装置安装在升降板上。

所述电池提取机构的水平滚动装置包括水平移动板、滚轮轴支撑座、滚轮轴、滚轮、导向轮、同步带固定架和齿形上压板；所述滚轮轴设有两根，两根滚轮轴各通过两个滚轮轴支撑座分别固定在水平移动板的上端面的两端；所述四个滚轮轴支撑座分别固定在水平移动板的上端面的四个角上；所述滚轮轴的两端各固定有一个滚轮，滚轮在平移导轨的导轨面上滚动；所述每个滚轮轴支撑座上均转动安装有一个导向轮，导向轮在平移导轨的导向面上滚动；所述水平移动板的上端面的两端各固定有一个同步带固定架；所述同步带通过两个齿形上压板分别固定在两个同步带固定架上。

所述电池提取机构的升降驱动装置采用电缸，电缸安装在中托板的中心，电缸的伸缩端与升降板铰接。

所述电池提取机构的钩爪装置包括钩爪、钩爪支撑座、钩爪连接板、直线模组、直线导轨和钩爪电机；所述升降板上固定有四个钩爪支撑座，钩爪支撑座上设有贯穿钩爪支撑座及升降板的长通孔；所述钩爪设有四个，四个钩爪的上端分别穿过四个长通孔；所述钩爪连接板平行设置有两块，一块钩爪连接板的两端分别与位于升降板一端的两个钩爪的上端固定连接，另一块钩爪连接板的两端分别与位于升降板另一端的两个钩爪的上端固定连接；所述每块钩爪连接板均与一个直线模组固定连接，每块钩爪连接板均与一个直线导轨滑动连接；所述直线模组和直线导轨均固定在升降板上；所述每个直线模组均通过联轴器与一个钩爪电机的输出轴联接；所述两块钩爪连接板上的钩爪相背设置。

所述电池提取机构的钩爪装置还包括限位传感器和传感器支架；所述两个钩爪连接板运动的往返极限位置均设有限位传感器；所述限位传感器通过传感器支架固定在升降板上。

所述电池充电机构包括AGV小车导轨，以及设置在AGV小车导轨上的充电工位和缓存工位；所述AGV小车导轨固定在地面上，待充电的AGV小车能够行驶至AGV小车导轨上；所述充电工位设有多个；所述缓存工位设有一个。

采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：(1)本发明能全自动地将AGV小车内用完电的电池提取出充电并换上充满电的电池，不占用AGV小车运行时间，大幅提高了企业生产效率，节约了人工成本，降低了工人的劳动强度，使物流相关行业真正实现智能化生产，具有很高的实用价值和市场前景。

(2)本发明的电池提取机构定位准确，采用四根导向柱，电池更换过程中，系统运行平稳，能够完成200KG以内电池的更换工作。

(3)本发明的电池提取机构可在60秒内完成电池的更换，工作效率高。

(4)本发明提高了企业AGV小车的利用率三倍以上，减少了系统运行所需AGV小车的数量，降低了企业成本。

(5)本发明的电池提取机构可对不同型号的AGV小车进行电池更换，通过替换不同型号的钩爪即可实现，是应用于物流行业里AGV小车电池快速更换的理想设备。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的电池提取机构的结构示意图。

图3为图2的立体图。

图4为图1的D处放大图。

附图中的标号为：

电池提取机构1、水平滚动装置1-1、水平移动板1-1-1、滚轮轴支撑座1-1-2、滚轮轴1-1-3、滚轮1-1-4、导向轮1-1-5、同步带固定架1-1-6、齿形上压板1-1-7、中托板1-2、连杆1-3、导向柱1-4、直线轴承1-5、升降板1-6、升降驱动装置1-7、钩爪装置1-8、钩爪1-8-1、钩爪支撑座1-8-2、钩爪连接板1-8-3、直线模组1-8-4、直线导轨1-8-5、钩爪电机1-8-6、传感器支架1-8-7；

平移导轨2；

平移驱动机构3、同步带电机3-1、主动同步带轮3-2、从动同步带轮3-3、同步带3-4、同步带张紧装置3-5；

电池充电机构4、AGV小车导轨4-1、充电工位4-2、缓存工位4-3；

AGV小车电池5、支耳5-1；

AGV小车6。

具体实施方式

(实施例1)

见图1至图4，本实施例的全自动AGV小车电池更换系统，包括电池提取机构1、平移导轨2、平移驱动机构3和电池充电机构4。

平移导轨2设有两条，两条平移导轨2平行设置在电池充电机构4的正上方。电池提取机构1的顶部与两条平移导轨2滚动连接。电池提取机构1的底部设有能够钩住AGV小车电池5上的支耳5-1的钩爪装置1-8。平移驱动机构3安装在两条平移导轨2上，并驱动电池提取机构1在两条导轨上移动。

平移导轨2上设有水平设置的导轨面和竖直设置的导向面。导向面位于导轨面的内侧下方。

平移驱动机构3包括同步带电机3-1、主动同步带轮3-2、从动同步带轮3-3、同步带3-4和同步带张紧装置3-5。主动同步带轮3-2的两端分别固定在两条平移导轨2的导轨面的一端，从动同步带轮3-3的两端分别固定在两条平移导轨2的导轨面的另一端。同步带3-4环绕在主动同步带轮3-2和从动同步带轮3-3上，并通过同步带张紧装置3-5张紧。同步带电机3-1驱动主动同步带轮3-2转动。电池提取机构1的顶部与同步带3-4固定连接。

电池提取机构1包括水平滚动装置1-1、中托板1-2、连杆1-3、导向柱1-4、直线轴承1-5、升降板1-6、升降驱动装置1-7和钩爪装置1-8。水平滚动装置1-1与两条平移导轨2滚动连接。中托板1-2的四个角通过四根连杆1-3分别固定在水平滚动装置1-1的底部的四个角上。中托板1-2的四个角上还各固定有一个直线轴承1-5。导向柱1-4设有四根，四根导向柱1-4的上端分别与四个直线轴承1-5滑动连接，四根导向柱1-4的下端分别固定在升降板1-6的四个角上。升降驱动装置1-7安装在中托板1-2上，并驱动升降板1-6做升降运动。钩爪装置1-8安装在升降板1-6上。

电池提取机构1的水平滚动装置1-1包括水平移动板1-1-1、滚轮轴支撑座1-1-2、滚轮轴1-1-3、滚轮1-1-4、导向轮1-1-5、同步带固定架1-1-6和齿形上压板1-1-7。滚轮轴1-1-3设有两根，两根滚轮轴1-1-3各通过两个滚轮轴支撑座1-1-2分别固定在水平移动板1-1-1的上端面的两端。四个滚轮轴支撑座1-1-2分别固定在水平移动板1-1-1的上端面的四个角上。滚轮轴1-1-3的两端各固定有一个滚轮1-1-4，滚轮1-1-4在平移导轨2的导轨面上滚动。每个滚轮轴支撑座1-1-2上均转动安装有一个导向轮1-1-5，导向轮1-1-5在平移导轨2的导向面上滚动。水平移动板1-1-1的上端面的两端各固定有一个同步带固定架1-1-6。同步带3-4通过两个齿形上压板1-1-7分别固定在两个同步带固定架1-1-6上。

电池提取机构1的升降驱动装置1-7采用电缸，电缸安装在中托板1-2的中心，电缸的伸缩端与升降板1-6铰接。

电池提取机构1的钩爪装置1-8包括钩爪1-8-1、钩爪支撑座1-8-2、钩爪连接板1-8-3、直线模组1-8-4、直线导轨1-8-5、钩爪电机1-8-6、限位传感器和传感器支架1-8-7。升降板1-6上固定有四个钩爪支撑座1-8-2，钩爪支撑座1-8-2上设有贯穿钩爪支撑座1-8-2及升降板1-6的长通孔。钩爪1-8-1设有四个，四个钩爪1-8-1的上端分别穿过四个长通孔。钩爪连接板1-8-3平行设置有两块，一块钩爪连接板1-8-3的两端分别与位于升降板1-6一端的两个钩爪1-8-1的上端固定连接，另一块钩爪连接板1-8-3的两端分别与位于升降板1-6另一端的两个钩爪1-8-1的上端固定连接。每块钩爪连接板1-8-3均与一个直线模组1-8-4固定连接，每块钩爪连接板1-8-3均与一个直线导轨1-8-5滑动连接。直线模组1-8-4和直线导轨1-8-5均固定在升降板1-6上。每个直线模组1-8-4均通过联轴器与一个钩爪电机1-8-6的输出轴联接。两块钩爪连接板1-8-3上的钩爪1-8-1相背设置。两个钩爪连接板1-8-3运动的往返极限位置均设有限位传感器。限位传感器通过传感器支架1-8-7固定在升降板1-6上。

电池充电机构4包括AGV小车导轨4-1，以及设置在AGV小车导轨4-1上的充电工位4-2和缓存工位4-3。AGV小车导轨4-1固定在地面上，待充电的AGV小车6能够行驶至AGV小车导轨4-1上。充电工位4-2设有多个。缓存工位4-3设有一个。

本实施例的全自动AGV小车电池更换系统的工作过程为：

①、多台AGV小车6在物流仓储系统中运行，当AGV小车6电池低于临界点时，总站控制AGV小车6充电，待充电的AGV小车6行驶至AGV小车导轨4-1上。

②、同步带电机3-1驱动同步带3-4拉动电池提取机构1水平运动(沿图2中的A方向)到待换电池的AGV小车6上方。

③、升降驱动装置1-7驱动升降板1-6下降(沿图2中的B方向)，使钩爪1-8-1下降到AGV小车电池5的支耳5-1的侧下方。

④、钩爪电机1-8-6驱动直线模组1-8-4运动，直线模组1-8-4带动钩爪1-8-1张开(沿图2中的C方向)，使钩爪1-8-1运动到AGV小车电池5的支耳5-1的正下方。

⑤、升降驱动装置1-7驱动升降板1-6上升提起AGV小车电池5。

⑥、平移驱动机构3带动电池提取机构1水平运动到缓存工位4-3处，将待充电的AGV小车电池5放到缓存工位4-3上。

⑦、电池提取机构1将各充电工位4-2上最先充满电的AGV小车电池5提取放到AGV小车6中，AGV小车6离开AGV小车导轨4-1，运行到物流仓储系统内继续工作。

⑧、电池提取机构1将缓存工位4-3上待充电的AGV小车电池5提取放到空闲的充电工位4-2上充电。

⑨、电池提取机构1等待下一次任务。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。