自动引导车电池装置、自动引导车电池更换系统及方法与流程

本发明涉及自动引导车智能驱动技术领域，特别涉及一种自动引导车电池装置、自动引导车电池更换系统及方法。

背景技术：

自动导引运输车(Automated Guided Vehicle，以下简称自动引导车)，指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，工业应用中不需驾驶员的搬运车，以可充电之蓄电池为其动力来源。一般可透过电脑来控制其行进路线以及行为，或利用电磁轨道(Electromagnetic Path-following System)来设立其行进路线，电磁轨道黏贴於地板上，无人搬运车则依循电磁轨道所带来的讯息进行移动与动作。

目前的自动引导车小车依靠在线充电或者更换电池来保证其续航能力。普通的更换电池的方式是小车自动行驶到更换电池区，由人员手动更换，浪费人力；而已知的一种自动更换电池系统，对控制的精度要求高，而且还需要在自动引导车上安另外一块电池来作为更换主电池时机械伸缩杆的的动力供应，其结构与机电控制的设计较复杂。

因此，需要设计一种无需额外动力即可实现自动更换的自动引导车电池装置、自动引导车电池更换系统及方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种自动引导车电池装置、自动引导车电池更换系统及方法，以解决现有的自动引导车电池自动更换系统需要额外动力的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种自动引导车电池装置，所述自动引导车电池装置安装于自动引导车车体中，所述自动引导车电池装置包括自动引导车电池辅助装置和自动引导车电池：其中：

所述自动引导车电池辅助装置包括电池通道、限位装置和触头装置，所述电池通道包括一入口端及一出口端，所述限位装置位于所述电池通道中，所述限位装置用于限定自动引导车电池的位置，所述触头装置位于所述电池通道中，所述触头装置接通所述自动引导车电池与自动引导车车体；

所述自动引导车电池通过所述入口端进入所述电池通道，通过所述出口端退出电池通道，所述入口端的高度高于所述出口端的高度，所述电池通道的底端安装有第一滚轮。

可选的，在所述的自动引导车电池装置中，所述触头装置包括伸出电池通道侧壁的弹簧、第一正极铜片、第一负极铜片和第二滚轮，其中：所述第一正极铜片和所述第一负极铜片位于所述弹簧顶端的两侧，所述第二滚轮位于所述弹簧顶端；

所述自动引导车电池的边缘为圆角设计，所述自动引导车电池包括自动引导车电池本体及位于所述自动引导车电池本体侧壁的第二正极铜片、第二负极铜片和位于所述自动引导车电池本体侧壁的一球形凹面结构，所述第二正极铜片和所述第二负极铜片位于所述球形凹面结构的底部；

所述限位装置限位时，所述第一正极铜片连接所述第二正极铜片，所述第一负极铜片连接所述第二负极铜片。

可选的，在所述的自动引导车电池装置中，所述限位装置包括电磁阀和卡销，其中：

所述卡销位于电池通道侧壁上，所述卡销顶部安装有第三滚轮；

所述电磁阀控制所述卡销在所述电池通道侧壁上的收缩与伸出；

所述卡销在所述电池通道侧壁上伸出时，所述自动引导车电池被限位，所述触头装置接通所述自动引导车电池与自动引导车车体；

所述卡销在所述电池通道侧壁上收缩时，所述自动引导车电池被释放，所述触头装置与所述自动引导车电池断开。

可选的，在所述的自动引导车电池装置中，所述自动引导车电池辅助装置还包括控制器，其中：

所述控制器用于检测自动引导车电池的电量并向电磁阀发出更换自动引导车电池的控制信号；

所述所述电磁阀收到所述控制器发出的更换自动引导车电池的控制信号后，所述电磁阀控制所述卡销收缩；

所述控制器在所述触头装置与所述自动引导车电池断开时失电；

所述控制器失电时，所述电磁阀自动复位，所述卡销伸出。

本发明还提供一种自动引导车电池更换系统，所述自动引导车电池更换系统包括传送装置及自动引导车电池辅助装置，其中：

所述自动引导车电池辅助装置安装于自动引导车车体中；

所述传送装置将自动引导车电池辅助装置中需要更换的自动引导车电池传送到电池充电区域，并将新的自动引导车电池传送给自动引导车电池辅助装置。

可选的，在所述的自动引导车电池更换系统中，所述传送装置包括第一传送装置和第二传送装置，所述第一传送装置与第二传送装置为传送带结构，其中：

所述自动引导车电池辅助装置在自动引导车电池需要更换时连接所述第一传送装置和所述第二传送装置，将需要更换的自动引导车电池传送给所述第一传送装置；

所述第一传送装置将自动引导车电池辅助装置中的需要更换的自动引导车电池传送到电池充电区域；

所述第二传送装置将电池充电区域中的新的自动引导车电池输送给自动引导车电池辅助装置；

所述自动引导车电池辅助装置将所述第二传送装置传送到的新的自动引导车电池进行安装。

可选的，在所述的自动引导车电池更换系统中，所述自动引导车电池辅助装置包括电池通道，所述电池通道用于放置所述自动引导车电池，所述电池通道包括入口端和电池通道本体，所述入口端的宽度大于所述所述电池通道本体的宽度；

所述自动引导车电池更换系统还包括传送控制系统和电池传感器，当所述电池传感器检测到需要更换的自动引导车电池到达第一传送装置时，向所述传送控制系统发送检测信号，所述传送控制系统控制第一传送装置开始运行，并向第二传送装置发出运行准备信号，所述传送控制系统还包括自动引导车电池辅助装置位置传感器，所述自动引导车电池辅助装置位置传感器用于检测自动引导车电池辅助装置与第一传送装置和第二传送装置的连接是否正常。

本发明还提供一种自动引导车电池更换方法，所述自动引导车电池更换方法包括以下步骤：

自动引导车电池需要更换时，自动引导车车体自动行驶至传送装置处；

自动引导车电池辅助装置连接传送装置；

传送装置将自动引导车电池辅助装置中需要更换的自动引导车电池传送到电池充电区域，并将新的自动引导车电池传送给自动引导车电池辅助装置。

可选的，在所述的自动引导车电池更换方法中，所述自动引导车电池辅助装置连接传送装置包括所述自动引导车电池辅助装置连接第一传送装置和第二传送装置，其中：

所述传送装置将自动引导车电池辅助装置中需要更换的自动引导车电池传送到电池充电区域包括：

需要更换的自动引导车电池进入第一传送装置，所述第一传送装置将自动引导车电池辅助装置中的需要更换的自动引导车电池传送到电池充电区域；

所述传送装置将新的自动引导车电池传送给自动引导车电池辅助装置包括：

第二传送装置将电池充电区域中的新的自动引导车电池传送给自动引导车电池辅助装置。

可选的，在所述的自动引导车电池更换方法中，所述自动引导车电池更换方法还包括以下步骤：

自动引导车电池辅助装置的限位装置停止限位，触头装置与所述自动引导车电池断开，需要更换的自动引导车电池通过自动引导车电池辅助装置的电池通道的出口端退出电池通道，限位装置复位；

新的自动引导车电池由自动引导车电池辅助装置的电池通道的入口端进入电池通道，并在电池通道中被限位装置限位，触头装置接通所述自动引导车电池与自动引导车车体。

在本发明提供的自动引导车电池装置、自动引导车电池更换系统及方法中，通过限位装置将自动引导车电池限位在正常工作位置，使触头装置自动得电，采用重力作用让电池自动滑入，可断电更换，自动引导车车体不需额外人力或电力完成自动更换电池动作，无需有专人在更换区值守，节省人力，且结构简单，成本低，使用方便，喇叭形的电池入口使得不需要很高的控制精度，对小车停靠精度没有太大要求。普通的自动引导车小车的电池多使用插头与插座模式的连接器对插，本发明采用了一种带有弹簧的触头装置与车体上的弹性铜片做压合接触，并做了对接误差吸收设计。

进一步的，本发明提供的自动引导车电池更换系统设计简单，可将一般的自动引导车充电站改造成自动引导车电池更换系统，由后台对电池充电，而自动引导车车体从离线充电到再次上线工作仅需几分钟，避免等待电池充电。

附图说明

图1是本发明实施例一自动引导车电池装置结构俯视图；

图2是本发明实施例一自动引导车电池装置结构侧视图；

图3是本发明实施例一自动引导车电池辅助装置中触头装置示意图；

图4是本发明实施例一自动引导车电池侧壁部分示意图；

图5是本发明实施例一自动引导车电池辅助装置与自动引导车电池装配示意图；

图6～7是本发明实施例一自动引导车电池辅助装置中限位装置示意图；

图8是本发明实施例二自动引导车电池更换系统俯视图；

图9是本发明实施例二自动引导车电池更换系统侧视图；

图10～11是本发明实施例三自动引导车电池更换方法等效示意图；

图中所示：1-自动引导车电池辅助装置；11-电池通道；111-入口端；112-出口端；113-第一滚轮；114-电池通道本体；12-限位装置；121-电磁阀；122-卡销；123-第三滚轮；13-触头装置；131-第二滚轮；132-第一正极铜片；133-第一负极铜片；134-弹簧；14-控制器；2-自动引导车电池；21-球形凹面结构；22第二正极铜片；23第二负极铜片；3-自动引导车车体；4-传送装置；41-第一传送装置；42-第二传送装置；5-传送控制系统；51-自动引导车电池辅助装置位置传感器；6-电池传感器。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的自动引导车电池装置、自动引导车电池更换系统及方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

本发明的核心思想在于提供一种无需额外动力即可实现自动更换的自动引导车电池装置、自动引导车电池更换系统及方法。

为实现上述思想，本发明提供了一种自动引导车电池装置及自动引导车电池更换系统，包括自动引导车电池辅助装置，所述自动引导车电池辅助装置电池通道、限位装置和触头装置。

<实施例一>

图1是本发明实施例一自动引导车电池装置结构俯视图，如图1所示，本实施例提供一种自动引导车电池装置，所述自动引导车电池装置安装于自动引导车车体3中，所述自动引导车电池装置包括自动引导车电池辅助装置1和自动引导车电池2：其中：所述自动引导车电池辅助装置1包括电池通道11、限位装置12和触头装置13，所述电池通道11包括一入口端111及一出口端112，所述限位装置12位于所述电池通道11中，所述限位装置12用于限定自动引导车电池2的位置，所述触头装置13位于所述电池通道11中，所述触头装置13接通所述自动引导车电池2与自动引导车车体3；所述自动引导车电池2通过所述入口端111进入所述电池通道11，通过所述出口端112退出电池通道11。

图2是本发明实施例一自动引导车电池装置结构侧视图，如图2所示，所述自动引导车电池辅助装置1中，电池通道11的所述入口端111的高度高于所述出口端112的高度。所述电池通道11，包括入口端111和出口端112的底端安装有第一滚轮113。自动引导车电池2利用重力作用，进入电池通道11后自动滚动到限位位置，限位装置12停止限位后自动滚动，通过出口端112退出电池通道11，第一滚轮113减小了自动引导车电池2与电池通道11之间的摩擦力，使自动引导车电池2的滑动更顺畅。

图3是本发明实施例一自动引导车电池辅助装置中触头装置示意图，如图3所示，所述触头装置13包括伸出电池通道11侧壁的弹簧134、第一正极铜片132和第一负极铜片133。其中：所述第一正极铜片132和所述第一负极铜片133位于所述弹簧134顶端的两侧。所述触头装置还包括第二滚轮131，所述第二滚轮131位于所述弹簧134顶端，所述第一正极铜片132和所述第一负极铜片133位于第二滚轮131两侧。

图4是本发明实施例一自动引导车电池侧壁部分示意图，如图4所示，所述自动引导车电池包括自动引导车电池本体及位于所述自动引导车电池本体侧壁的第二正极铜片22和第二负极铜片23。所述自动引导车电池2还包括位于所述自动引导车电池本体侧壁的一球形凹面结构21，所述第二正极铜片22和所述第二负极铜片23位于所述球形凹面结构21的底部。

图5是本发明实施例一自动引导车电池辅助装置与自动引导车电池装配示意图，如图5所示，所述限位装置12限位时，所述第二滚轮131被弹簧134推入所述球形凹面结构21，所述第一正极铜片132连接所述第二正极铜片22，所述第一负极铜片133连接所述第二负极铜片23。为了减少自动引导车电池2给触头装置13触碰带来的损害，所述自动引导车电池2的边缘为圆角设计。

图6～7是本发明实施例一自动引导车电池辅助装置中限位装置示意图，所述限位装置12包括电磁阀121和卡销122，所述卡销122位于电池通道11侧壁上，所述电磁阀121控制所述卡销122在电池通道11侧壁上的收缩与伸出。在所述的自动引导车电池装置中，所述卡销122在所述电池通道11侧壁上收缩时，所述自动引导车电池2被释放，自动引导车电池2自由滚动离开限位位置，所述触头装置13与所述自动引导车电池2自动断开，则自动引导车车体3失去电力供应。所述卡销122在所述电池通道11侧壁上伸出时，此时若有自动引导车电池2进入电池通道11，则可将自动引导车电池2限位在限位位置，即自动引导车电池2处于正常工作状态，所述触头装置13接通所述自动引导车电池2与自动引导车车体3，则自动引导车电池2的电量通过触头装置13供应给自动引导车车体3，自动引导车车体3恢复动力。

进一步的，所述自动引导车电池辅助装置1还包括控制器14，所述控制器14用于检测自动引导车电池2的电量并向电磁阀121发出更换自动引导车电池的控制信号，所述所述电磁阀121收到所述控制器14发出的更换自动引导车电池的控制信号后，所述电磁阀121控制所述卡销122收缩，所述控制器14由所述触头装置13供电，在所述触头装置13与所述自动引导车电池2断开时失电，所述控制器14失电时，所述电磁阀121自动复位，所述卡销122伸出。当控制器14判断要更换自动引导车电池2时即发送控制信号给电磁阀121，并非一定当检测到自动引导车电池低电量时才发送更换自动引导车电池的控制信号。也就是说自动引导车可以一直用到没电也不换电池，也可以满点时候去换电池，至于何时去更换电池的判断应不在本提案涉及之内，由用户去自定义。

具体的，所述电磁阀121得电时，卡销122收缩进电池通道11侧壁内，限位装置12停止限位；自动引导车电池2滑动并退出限位位置，触头装置13的第二滚轮131退出球形凹面结构21，触头装置13与所述自动引导车电池2断开，导致所述控制器14失电，此时控制器14停止向所述电磁阀121发送控制信号，电磁阀121失电并自动复位，卡销122伸出电池通道11侧壁外部，限位装置12重新复位，等待新电池进入电池通道11时为其限位。为了减少卡销122对自动引导车电池2滑动时的摩擦力，所述卡销122顶部安装有第三滚轮123。电磁阀121是工业上常见的零件，电磁阀121上电时，阀芯在磁力作用下吸附收缩，弹簧被压缩；当失电时，阀芯在弹簧作用下自动被推出，阀芯的磁力吸附收缩和弹簧弹力推出对应着卡销122的收缩和伸出。

综上，上述实施例对自动引导车电池装置的不同构型进行了详细说明，当然，本发明包括但不局限于上述实施中所列举的构型，任何在上述实施例提供的构型基础上进行变换的内容，均属于本发明所保护的范围。本领域技术人员可以根据上述实施例的内容举一反三。

<实施例二>

图8是本发明实施例二自动引导车电池更换系统俯视图，如图8所示，本实施例提供一种自动引导车电池更换系统，所述自动引导车电池更换系统包括传送装置4及自动引导车电池辅助装置1，其中：所述自动引导车电池辅助装置1安装于自动引导车车体3中；所述传送装置4将自动引导车电池辅助装置1中需要更换的自动引导车电池2传送到电池充电区域，并将新的自动引导车电池2传送给自动引导车电池辅助装置1。

具体的，在所述的自动引导车电池更换系统中，所述传送装置4包括第一传送装置41和第二传送装置42，其中：所述第一传送装置41将自动引导车电池辅助装置1中的需要更换的自动引导车电池2传送到电池充电区域；所述第二传送装置42将电池充电区域中的新的自动引导车电池2输送给自动引导车电池辅助装置1；所述第一传送装置41与第二传送装置42为传送带结构。

如图8所示，自动引导车电池辅助装置1在自动引导车电池2需要更换时连接所述第一传送装置41和所述第二传送装置42，将需要更换的自动引导车电池2传送给所述第一传送装置41，并将所述第二传送装置42传送到的新的自动引导车电池2进行安装。

所述自动引导车电池辅助装置1包括电池通道11，所述电池通道11用于放置所述自动引导车电池2，所述电池通道11包括入口端111和电池通道本体114，所述入口端111的宽度大于所述所述电池通道本体114的宽度，使自动引导车电池2在第二传送装置42上进行传送时，在入口端111处无需进行精准的位置校准，对传送的精准性的要求更小，可靠性高。

所述自动引导车电池更换系统还包括传送控制系统5和电池传感器6，当所述电池传感器6检测到需要更换的自动引导车电池2到达第一传送装置41时，向所述传送控制系统5发送检测信号，所述传送控制系统5控制第一传送装置41开始运行，并向第二传送装置42发出运行准备信号。所述传送控制系统5还包括自动引导车电池辅助装置位置传感器51，用于检测自动引导车电池辅助装置1与第一传送装置41和第二传送装置42的连接是否正常。

图9是本发明实施例二自动引导车电池更换系统俯视图，如图9所示，自动引导车电池辅助装置1连接第二传送装置42的一端的高度高于自动引导车电池辅助装置1连接第一传送装置41的一端的高度，这样可以使自动引导车电池2由第二传送装置42进入自动引导车电池辅助装置1后，可以通过重力作用自动滑入自动引导车电池辅助装置1，不需要通过人工或电力驱动，并且自动引导车电池辅助装置1的底端安装了滚轮结构113，使自动引导车电池2与自动引导车电池辅助装置1底部之间的摩擦力更小，使自动引导车电池2的滑动更顺畅。

<实施例三>

图10～11是本发明实施例三自动引导车电池更换方法等效示意图，如图10和11所示，本实施例提供了一种自动引导车电池更换方法，所述自动引导车电池更换方法包括以下步骤：自动引导车电池2需要更换时，自动引导车车体3自动行驶至传送装置4处；自动引导车电池辅助装置1连接传送装置4；传送装置4将自动引导车电池辅助装置1中需要更换的自动引导车电池2传送到电池充电区域，并将新的自动引导车电池2传送给自动引导车电池辅助装置1，所述自动引导车电池辅助装置连接传送装置包括所述自动引导车电池辅助装置1连接第一传送装置41和第二传送装置42。

具体的，所述传送装置将自动引导车电池辅助装置中需要更换的自动引导车电池传送到电池充电区域包括：需要更换的自动引导车电池2进入第一传送装置41；所述第一传送装置41将自动引导车电池辅助装置1中的需要更换的自动引导车电池2传送到电池充电区域。所述传送装置将新的自动引导车电池传送给自动引导车电池辅助装置包括第二传送装置42将电池充电区域中的新的自动引导车电池2传送给自动引导车电池辅助装置1。

进一步的，所述自动引导车电池更换方法还包括以下步骤：自动引导车电池辅助装置1的限位装置12停止限位，触头装置13与所述自动引导车电池2断开，需要更换的自动引导车电池2通过出口端112退出电池通道11，限位装置12复位；新的自动引导车电池2由入口端111进入电池通道11，并在电池通道11中被限位装置12限位，触头装置13接通所述自动引导车电池2与自动引导车车体3。

在本发明提供的自动引导车电池装置、自动引导车电池更换系统及方法中，通过限位装置将自动引导车电池限位在正常工作位置，使触头装置自动得电，采用重力作用让电池自动滑入，可断电更换，自动引导车车体不需额外人力或电力完成自动更换电池动作，无需有专人在更换区值守，节省人力，且结构简单，成本低，使用方便，喇叭形的电池入口使得不需要很高的控制精度，对小车停靠精度没有太大要求。普通的自动引导车小车的电池多使用插头与插座模式的连接器对插，本发明采用了一种带有弹簧的触头装置与车体上的弹性铜片做压合接触，并做了对接误差吸收设计。

进一步的，本发明提供的自动引导车电池更换系统设计简单，可将一般的自动引导车充电站改造成自动引导车电池更换系统，由后台对电池充电，而自动引导车车体从离线充电到再次上线工作仅需几分钟，避免等待电池充电。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。