本發明涉及一種全自動AGV小車電池更換系統。

背景技術：

隨著國家智能制造的大趨勢,物流行業也在發展智能倉儲系統,智能倉儲系統離不開AGV(Automated Guided Vehicle，自動導向搬運車)小車，AGV小車在倉儲系統里面運行需要電池，當電池電量用完時，需要進行充電，目前常見的有“無線充電”與“有線充電”，這兩種方式充電時，電池在AGV小車內，充電時間長，導致AGV小車利用率很低。另外，由于倉儲系統里AGV小車數目較多，電池重量在70KG左右，手工更換電池也是費時費力。所以要實現倉儲系統全自動運行，非常有必要研發一種全自動AGV小車電池更換系統。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種全自動AGV小車電池更換系統，提高企業的生產效率，節約企業的人工成本。

實現本發明目的的技術方案是：全自動AGV小車電池更換系統，包括電池提取機構、平移導軌、平移驅動機構和電池充電機構；所述平移導軌設有兩條，兩條平移導軌平行設置在電池充電機構的正上方；所述電池提取機構的頂部與兩條平移導軌滾動連接；所述電池提取機構的底部設有能夠鉤住AGV小車電池上的支耳的鉤爪裝置；所述平移驅動機構安裝在兩條平移導軌上，并驅動電池提取機構在兩條導軌上移動。

所述平移導軌上設有水平設置的導軌面和豎直設置的導向面；所述導向面位于導軌面的內側下方。

所述平移驅動機構包括同步帶電機、主動同步帶輪、從動同步帶輪、同步帶和同步帶張緊裝置；所述主動同步帶輪的兩端分別固定在兩條平移導軌的導軌面的一端，從動同步帶輪的兩端分別固定在兩條平移導軌的導軌面的另一端；所述同步帶環繞在主動同步帶輪和從動同步帶輪上，并通過同步帶張緊裝置張緊；所述同步帶電機驅動主動同步帶輪轉動；所述電池提取機構的頂部與同步帶固定連接。

所述電池提取機構包括水平滾動裝置、中托板、連桿、導向柱、直線軸承、升降板、升降驅動裝置和鉤爪裝置；所述水平滾動裝置與兩條平移導軌滾動連接；所述中托板的四個角通過四根連桿分別固定在水平滾動裝置的底部的四個角上；所述中托板的四個角上還各固定有一個直線軸承；所述導向柱設有四根，四根導向柱的上端分別與四個直線軸承滑動連接，四根導向柱的下端分別固定在升降板的四個角上；所述升降驅動裝置安裝在中托板上，并驅動升降板做升降運動；所述鉤爪裝置安裝在升降板上。

所述電池提取機構的水平滾動裝置包括水平移動板、滾輪軸支撐座、滾輪軸、滾輪、導向輪、同步帶固定架和齒形上壓板；所述滾輪軸設有兩根，兩根滾輪軸各通過兩個滾輪軸支撐座分別固定在水平移動板的上端面的兩端；所述四個滾輪軸支撐座分別固定在水平移動板的上端面的四個角上；所述滾輪軸的兩端各固定有一個滾輪，滾輪在平移導軌的導軌面上滾動；所述每個滾輪軸支撐座上均轉動安裝有一個導向輪，導向輪在平移導軌的導向面上滾動；所述水平移動板的上端面的兩端各固定有一個同步帶固定架；所述同步帶通過兩個齒形上壓板分別固定在兩個同步帶固定架上。

所述電池提取機構的升降驅動裝置采用電缸，電缸安裝在中托板的中心，電缸的伸縮端與升降板鉸接。

所述電池提取機構的鉤爪裝置包括鉤爪、鉤爪支撐座、鉤爪連接板、直線模組、直線導軌和鉤爪電機；所述升降板上固定有四個鉤爪支撐座，鉤爪支撐座上設有貫穿鉤爪支撐座及升降板的長通孔；所述鉤爪設有四個，四個鉤爪的上端分別穿過四個長通孔；所述鉤爪連接板平行設置有兩塊，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鉤爪的上端固定連接；所述每塊鉤爪連接板均與一個直線模組固定連接，每塊鉤爪連接板均與一個直線導軌滑動連接；所述直線模組和直線導軌均固定在升降板上；所述每個直線模組均通過聯軸器與一個鉤爪電機的輸出軸聯接；所述兩塊鉤爪連接板上的鉤爪相背設置。

所述電池提取機構的鉤爪裝置還包括限位傳感器和傳感器支架；所述兩個鉤爪連接板運動的往返極限位置均設有限位傳感器；所述限位傳感器通過傳感器支架固定在升降板上。

所述電池充電機構包括AGV小車導軌，以及設置在AGV小車導軌上的充電工位和緩存工位；所述AGV小車導軌固定在地面上，待充電的AGV小車能夠行駛至AGV小車導軌上；所述充電工位設有多個；所述緩存工位設有一個。

采用了上述技術方案，本發明具有以下的有益效果：(1)本發明能全自動地將AGV小車內用完電的電池提取出充電并換上充滿電的電池，不占用AGV小車運行時間，大幅提高了企業生產效率，節約了人工成本，降低了工人的勞動強度，使物流相關行業真正實現智能化生產，具有很高的實用價值和市場前景。

(2)本發明的電池提取機構定位準確，采用四根導向柱，電池更換過程中，系統運行平穩，能夠完成200KG以內電池的更換工作。

(3)本發明的電池提取機構可在60秒內完成電池的更換，工作效率高。

(4)本發明提高了企業AGV小車的利用率三倍以上，減少了系統運行所需AGV小車的數量，降低了企業成本。

(5)本發明的電池提取機構可對不同型號的AGV小車進行電池更換，通過替換不同型號的鉤爪即可實現，是應用于物流行業里AGV小車電池快速更換的理想設備。

附圖說明

為了使本發明的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例并結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明，其中

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為本發明的電池提取機構的結構示意圖。

圖3為圖2的立體圖。

圖4為圖1的D處放大圖。

附圖中的標號為：

電池提取機構1、水平滾動裝置1-1、水平移動板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、導向柱1-4、直線軸承1-5、升降板1-6、升降驅動裝置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、直線導軌1-8-5、鉤爪電機1-8-6、傳感器支架1-8-7；

平移導軌2；

平移驅動機構3、同步帶電機3-1、主動同步帶輪3-2、從動同步帶輪3-3、同步帶3-4、同步帶張緊裝置3-5；

電池充電機構4、AGV小車導軌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。

具體實施方式

(實施例1)

見圖1至圖4，本實施例的全自動AGV小車電池更換系統，包括電池提取機構1、平移導軌2、平移驅動機構3和電池充電機構4。

平移導軌2設有兩條，兩條平移導軌2平行設置在電池充電機構4的正上方。電池提取機構1的頂部與兩條平移導軌2滾動連接。電池提取機構1的底部設有能夠鉤住AGV小車電池5上的支耳5-1的鉤爪裝置1-8。平移驅動機構3安裝在兩條平移導軌2上，并驅動電池提取機構1在兩條導軌上移動。

平移導軌2上設有水平設置的導軌面和豎直設置的導向面。導向面位于導軌面的內側下方。

平移驅動機構3包括同步帶電機3-1、主動同步帶輪3-2、從動同步帶輪3-3、同步帶3-4和同步帶張緊裝置3-5。主動同步帶輪3-2的兩端分別固定在兩條平移導軌2的導軌面的一端，從動同步帶輪3-3的兩端分別固定在兩條平移導軌2的導軌面的另一端。同步帶3-4環繞在主動同步帶輪3-2和從動同步帶輪3-3上，并通過同步帶張緊裝置3-5張緊。同步帶電機3-1驅動主動同步帶輪3-2轉動。電池提取機構1的頂部與同步帶3-4固定連接。

電池提取機構1包括水平滾動裝置1-1、中托板1-2、連桿1-3、導向柱1-4、直線軸承1-5、升降板1-6、升降驅動裝置1-7和鉤爪裝置1-8。水平滾動裝置1-1與兩條平移導軌2滾動連接。中托板1-2的四個角通過四根連桿1-3分別固定在水平滾動裝置1-1的底部的四個角上。中托板1-2的四個角上還各固定有一個直線軸承1-5。導向柱1-4設有四根，四根導向柱1-4的上端分別與四個直線軸承1-5滑動連接，四根導向柱1-4的下端分別固定在升降板1-6的四個角上。升降驅動裝置1-7安裝在中托板1-2上，并驅動升降板1-6做升降運動。鉤爪裝置1-8安裝在升降板1-6上。

電池提取機構1的水平滾動裝置1-1包括水平移動板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設有兩根，兩根滾輪軸1-1-3各通過兩個滾輪軸支撐座1-1-2分別固定在水平移動板1-1-1的上端面的兩端。四個滾輪軸支撐座1-1-2分別固定在水平移動板1-1-1的上端面的四個角上。滾輪軸1-1-3的兩端各固定有一個滾輪1-1-4，滾輪1-1-4在平移導軌2的導軌面上滾動。每個滾輪軸支撐座1-1-2上均轉動安裝有一個導向輪1-1-5，導向輪1-1-5在平移導軌2的導向面上滾動。水平移動板1-1-1的上端面的兩端各固定有一個同步帶固定架1-1-6。同步帶3-4通過兩個齒形上壓板1-1-7分別固定在兩個同步帶固定架1-1-6上。

電池提取機構1的升降驅動裝置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。

電池提取機構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、直線導軌1-8-5、鉤爪電機1-8-6、限位傳感器和傳感器支架1-8-7。升降板1-6上固定有四個鉤爪支撐座1-8-2，鉤爪支撐座1-8-2上設有貫穿鉤爪支撐座1-8-2及升降板1-6的長通孔。鉤爪1-8-1設有四個，四個鉤爪1-8-1的上端分別穿過四個長通孔。鉤爪連接板1-8-3平行設置有兩塊，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均與一個直線導軌1-8-5滑動連接。直線模組1-8-4和直線導軌1-8-5均固定在升降板1-6上。每個直線模組1-8-4均通過聯軸器與一個鉤爪電機1-8-6的輸出軸聯接。兩塊鉤爪連接板1-8-3上的鉤爪1-8-1相背設置。兩個鉤爪連接板1-8-3運動的往返極限位置均設有限位傳感器。限位傳感器通過傳感器支架1-8-7固定在升降板1-6上。

電池充電機構4包括AGV小車導軌4-1，以及設置在AGV小車導軌4-1上的充電工位4-2和緩存工位4-3。AGV小車導軌4-1固定在地面上，待充電的AGV小車6能夠行駛至AGV小車導軌4-1上。充電工位4-2設有多個。緩存工位4-3設有一個。

本實施例的全自動AGV小車電池更換系統的工作過程為：

①、多臺AGV小車6在物流倉儲系統中運行，當AGV小車6電池低于臨界點時，總站控制AGV小車6充電，待充電的AGV小車6行駛至AGV小車導軌4-1上。

②、同步帶電機3-1驅動同步帶3-4拉動電池提取機構1水平運動(沿圖2中的A方向)到待換電池的AGV小車6上方。

③、升降驅動裝置1-7驅動升降板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的側下方。

④、鉤爪電機1-8-6驅動直線模組1-8-4運動，直線模組1-8-4帶動鉤爪1-8-1張開(沿圖2中的C方向)，使鉤爪1-8-1運動到AGV小車電池5的支耳5-1的正下方。

⑤、升降驅動裝置1-7驅動升降板1-6上升提起AGV小車電池5。

⑥、平移驅動機構3帶動電池提取機構1水平運動到緩存工位4-3處，將待充電的AGV小車電池5放到緩存工位4-3上。

⑦、電池提取機構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AGV小車導軌4-1，運行到物流倉儲系統內繼續工作。

⑧、電池提取機構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、電池提取機構1等待下一次任務。

以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。