專利名稱：用于對電池進行存取轉運的機器人的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及機器人領域，尤其是一種用于對電池進行存取轉運的機器人。
背景技術：
隨著節能減排要求，我國新能源汽車特別是純電動 車的迅速發展，電動汽車充電站及其配套充電設備必將處于新能源交通領域的前沿位置。解決汽車電池充電慢，停車等待時間長的問題。最好的方法是將電動汽車開到充電站更換充好的電池，舊電池留在充電站充電。這種方式具有停車等待時間短，電池壽命長，且充電站還可以利用電網負荷低谷期進行充電作業，提高了電網的效率。全國重點城市都在建充電站試點。隨著電動汽車行業的不斷發展，電動汽車使用量的不斷增加，大量的電動汽車需要到充電站更換電池，故必須要求充電站能夠快速給存取電池，再將舊電池精確轉運到多層的充電貨架上，并要求盡量的縮短需要的時間，故必須實現存取轉運自動化。但現階段并沒有一種專用設備來實現此功能，主要使用一些通用的起重設備如行車、叉車等，然后依靠人工對位、裝卸。此種作業方式作業效率低，需要的人工多，且作業需要的空間大，建設與運營成本高。
發明內容針對上述技術的不足之處，本實用新型提供一種能夠實現自動轉動，自動存取與自動控制功能的用于對電池進行存取轉運的機器人。為實現上述目的，本實用新型提供一種用于對電池進行存取轉運的機器人，包括上軌道、下軌道、框架與控制部分，所述框架設置在所述上軌道與所述下軌道之間，所述控制部分安裝在所述框架上，所述框架由上橫梁、立柱與下橫梁構成，還包括行走裝置、升降裝置與電池取放裝置，所述行走裝置安裝在所述下橫梁的兩端，所述升降裝置分別與所述上橫梁以及所述立柱相連接，所述電機取放裝置安裝在所述升降裝置上，所述控制部分分別與所述行走裝置、所述升降裝置以及所述電池取放裝置相連接。所述行走裝置由行走車輪、行走伺服電機、平轉鉸與下導向輪構成，所述行走伺服電機與所述行走車輪相連接，所述下導向輪與所述平轉鉸設置在所述行走車輪的外側與上端，所述下導向輪的一端設置在所述下軌道中。所述升降裝置由載貨臺、滾珠絲桿、升降伺服電機與傳動機構構成，所述升降伺服電機與所述傳動機構相連接，所述升降伺服電機與所述傳動機構分別安裝在所述上橫梁的底部與內部，所述滾珠絲桿設置在所述立柱的內側，其頂端與所述傳動機構相連接，所述載貨臺與所述滾珠絲桿相連接。在所述載貨臺上安裝有電池限位裝置。所述電池取放裝置由伸縮貨叉、貨叉伸縮伺服電機、電池支承滾輪、電池吸附裝置與電池推拉裝置構成，所述伸縮貨叉分為三層結構，所述第一層貨叉與所述第二層貨叉依次安裝在所述第三層貨叉上，所述電池推拉裝置、所述電池推拉裝置伺服電機、所述電池吸附裝置與所述電池支承滾輪均安裝在所述第一層貨叉的表面，所述電池推拉裝置與所述電池推拉裝置伺服電機相連接，所述電池吸附裝置與所述電池推拉裝置相連接。所述第一層移動架通過第一層驅動裝置在所述第二層移動架上位移，所述第二層移動架通過第二層驅動裝置在所述第三層貨叉上位移。所述第三層貨叉安裝在所述載貨臺上。所述控制部分由控制臺、行走位置編碼器、升降位置編碼器與激光通訊儀構成，所述控制臺分別與所述行走位置編碼器、所述升降位置編碼器以及所述激光通訊儀相連接，所述控制臺設置在所述立柱的外側，所述行走位置編碼器安裝在所述上橫梁上，所述升降位置編碼器與所述載貨臺相連接，所述激光通訊儀安裝在所述上軌道上。在所述上軌道中還卡設有上導向輪，所述上導向輪的一端安裝在所述上橫梁上。
·[0015]本實用新型通過控制部分、行走裝置、升降裝置與電池取放裝置可實現對電池的自動轉運、自動存取與自動控制功能，可減輕人員勞動強度，提高工作效率。本實用新型采用PLC編程技術、位置編碼技術、傳感器技術與遠程激光通訊技術，具有對位精度高與自動化程度高等特點。可在現場無人值守時自行作業，從而了滿足充電站高效存取轉運電池的要求。由汽車上取下的電池可轉運到充電架上，然后將充電架上充好電的電池放到機械手上，機械手將電池裝到汽車上，前后過程耗時為5-8分鐘。本實用新型在工作過程中不需要人員進行對位、裝卸等工作，只需要給機器人一個貨架位置信號即可完成相應的操作，其相應操作的控制信號可由遠程總控端通過激光通訊發送到機器人。另外，在緊急情況下，機器人也可以由操作人員在控制臺上手動控制完成，從而提高了在緊急情況下的應急性能。由于手動控制與自動控制具有連鎖功能，在同一時間下只能由一個采用一種控制方式，因此，可保證設備安全性。

圖I為本實用新型的結構圖；圖2為圖I的側視圖；圖3為本實用新型中行走裝置的示意圖；圖4為本實用新型中升降裝置的示意圖；圖5為本實用新型中電池取放裝置的示意圖。主要符號說明如下I-上軌道2-下軌道3-上橫梁4-立柱5-下橫梁6-升降裝置7-行走裝置8-控制臺9-上導向輪10-升降位置編碼器11-激光通訊儀12-行走裝置編碼器13-電池取放機構14-行走伺服電機 15-行走車輪 16-平轉鉸17-下導向輪18-傳動機構 19-滾珠絲杠20-升降伺服電機 21-載貨臺22-電池推拉裝置伺服電機23-電池推拉裝置 24-電池吸附裝置25-電池支承滾輪[0032]26-伸縮貨叉27-貨叉伸縮伺服電機具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明。如圖I至圖5所示，本實用新型提供一種用于對電池進行存取轉運的機器人，由上軌道、下軌道、框架、控制部分、行走裝置、升降裝置與電池取放裝置構成。在上軌道I上安裝有激光通訊儀11。框架設置在上軌道I與下軌道2之間，控制部分安裝在框架上，框架由上橫梁3、立柱4與下橫梁5構成，上橫梁3、立柱4與下橫梁5構成剛性框架。在上軌道I中還卡設有上導向輪9，該上導向輪9的一端安裝在上橫梁3上，通過上導向輪可保證機器人進行垂直運動。行走裝置7安裝在下橫梁5的兩端，升降裝置6分別與上橫梁3以及立柱4相連接，電機取放裝置安裝在升降裝置上，控制部分分別與行走裝置、升降裝置以及電池取放裝置相連接。控制部分由控制臺8、行走位置編碼器12、升降位置編碼器10與激光通訊儀11構成，控制臺8分別與行走位置編碼器12、升降位置編碼器18以及激光通訊儀11相連接。控制臺8設置在立柱4的外側，行走位置編碼器12安裝在上橫梁3上，升降位置編碼器10與載貨臺21相連接。行走位置編碼器對機器人行走的位置進行編碼，PLC檢測位置編碼系統反饋信號，當載貨臺升降到達設定位置時制動，其精度達到±1_。激光通訊儀11安裝在在上軌道I上，激光通訊儀用于接收遠程控制端發送的對機器人進行控制的相應信號。行走裝置由行走車輪15、行走伺服電機14、平轉鉸16與下導向輪17構成，行走伺服電機14與行走車輪15相連接，下導向輪17與平轉鉸16設置在行走車輪15的外側與上端，下導向輪17的一端設置在下軌道2中。行走伺服動電機提供驅動力，下導向輪在下軌道上主要起到導向作用，在經過曲線軌道時，下導向輪帶動平轉鉸轉動，使行走車輪拐彎，以適應曲線軌道。升降裝置由載貨臺21、滾珠絲桿19、升降伺服電機20與傳動機構18構成，升降伺服電機20與傳動機構18相連接,升降伺服電機20與傳動機構18分別安裝在上橫梁3的底部與內部。滾珠絲桿19設置在立柱4的內側，其頂端與傳動機構18相連接。載貨臺21與滾珠絲桿19相連接，在載貨臺21上安裝有電池限位裝置，該電池限位裝置可保證電池與載貨臺的相對位置。升降伺服電機提供驅動力，經傳動系統帶動滾珠絲杠轉動，從而使載貨臺在滾珠絲桿上進行上、下移動。電池取放裝置由伸縮貨叉26、貨叉伸縮伺服電機27、電池支承滾輪25、電池吸附裝置24與電池推拉裝置23構成。其中，伸縮貨叉26分為三層結構，第一層貨叉與第二層貨叉依次安裝在第三層貨叉上，第一層移動架通過第一層驅動裝置在第二層移動架上位移，第二層移動架通過第二層驅動裝置在第三層貨叉上位移，第三層貨叉安裝在載貨臺上。電池推拉裝置23、電池推拉裝置伺服電機22、電池吸附裝置24與電池支承滾輪25均安裝在第一層貨叉的表面，電池推拉裝置23與電池推拉裝置伺服電機22相連接，電池吸附裝置24與電池推拉裝置23相連接。本實用新型在需要取出電池時，首先，由行走裝置及升降裝置自動對準設定的充電架電池取出位置，貨叉伸縮伺服電機帶動貨叉伸出，接近電池，接近開關起作用；然后，電池推拉裝置伺服電機帶動電池推拉裝置上前，電池吸附裝置里的電磁鐵通電，將電池吸住；最后，電池推拉裝置將電池拉出到電池支承滾輪上，貨叉縮回。在完成取電池作業后，行走裝置及升降裝置自動將電池移動到設定的電池轉運平臺位置，放下電池，將需要充電的電池由轉運平臺儲存到充電架上基本上是以上過程的逆過程。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。·
權利要求1.一種用于對電池進行存取轉運的機器人，包括上軌道、下軌道、框架與控制部分，所述框架設置在所述上軌道與所述下軌道之間，所述控制部分安裝在所述框架上，所述框架由上橫梁、立柱與下橫梁構成，其特征在于，還包括行走裝置、升降裝置與電池取放裝置，所述行走裝置安裝在所述下橫梁的兩端，所述升降裝置分別與所述上橫梁以及所述立柱相連接，所述電機取放裝置安裝在所述升降裝置上，所述控制部分分別與所述行走裝置、所述升降裝置以及所述電池取放裝置相連接。
2.根據權利要求I所述的用于對電池進行存取轉運的機器人，其特征在于，所述行走裝置由行走車輪、行走伺服電機、平轉鉸與下導向輪構成，所述行走伺服電機與所述行走車輪相連接，所述下導向輪與所述平轉鉸設置在所述行走車輪的外側與上端，所述下導向輪的一端設置在所述下軌道中。
3.根據權利要求I所述的用于對電池進行存取轉運的機器人，其特征在于，所述升降裝置由載貨臺、滾珠絲桿、升降伺服電機與傳動機構構成，所述升降伺服電機與所述傳動機構相連接，所述升降伺服電機與所述傳動機構分別安裝在所述上橫梁的底部與內部，所述滾珠絲桿設置在所述立柱的內側，其頂端與所述傳動機構相連接，所述載貨臺與所述滾珠絲桿相連接。·
4.根據權利要求3所述的用于對電池進行存取轉運的機器人，其特征在于，在所述載貨臺上安裝有電池限位裝置。
5.根據權利要求I所述的用于對電池進行存取轉運的機器人，其特征在于，所述電池取放裝置由伸縮貨叉、貨叉伸縮伺服電機、電池支承滾輪、電池吸附裝置與電池推拉裝置構成，所述伸縮貨叉分為三層結構，所述第一層貨叉與所述第二層貨叉依次安裝在所述第三層貨叉上，所述電池推拉裝置、所述電池推拉裝置伺服電機、所述電池吸附裝置與所述電池支承滾輪均安裝在所述第一層貨叉的表面，所述電池推拉裝置與所述電池推拉裝置伺服電機相連接，所述電池吸附裝置與所述電池推拉裝置相連接。
6.根據權利要求I所述的用于對電池進行存取轉運的機器人，其特征在于，所述控制部分由控制臺、行走位置編碼器、升降位置編碼器與激光通訊儀構成，所述控制臺分別與所述行走位置編碼器、所述升降位置編碼器以及所述激光通訊儀相連接，所述控制臺設置在所述立柱的外側，所述行走位置編碼器安裝在所述上橫梁上，所述升降位置編碼器與所述載貨臺相連接，所述激光通訊儀安裝在所述上軌道上。
7.根據權利要求I至6中任意一項所述的用于對電池進行存取轉運的機器人，其特征在于，在所述上軌道中還卡設有上導向輪，所述上導向輪的一端安裝在所述上橫梁上。
專利摘要本實用新型提供一種用于對電池進行存取轉運的機器人，由上軌道、下軌道、框架、控制部分、行走裝置、升降裝置與電池取放裝置構成，框架設置在上軌道與下軌道之間，控制部分安裝在框架上，框架由上橫梁、立柱與下橫梁構成，行走裝置安裝在下橫梁的兩端，升降裝置分別與上橫梁以及立柱相連接，電機取放裝置安裝在升降裝置上，控制部分分別與行走裝置、升降裝置以及電池取放裝置相連接。本實用新型通過控制部分、行走裝置、升降裝置與電池取放裝置實現自動轉運、自動存取與自動控制功能，可減輕人員勞動強度，提高工作效率。本實用新型采用PLC編程技術、位置編碼技術、傳感器技術與遠程激光通訊技術，具有對位精度高與自動化程度高等特點。
文檔編號B60S5/06GK202753913SQ20122008879
公開日2013年2月27日 申請日期2012年3月9日 優先權日2012年3月9日
發明者馮扶民, 張樂親, 朱佳緒 申請人:武漢通聯路橋機械技術有限公司