一種電池供電平臺(tái)的能量補(bǔ)充機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種充電站的設(shè)計(jì)，具體涉及一種對(duì)電池供電車(chē)的能量補(bǔ)充方式的改進(jìn)及相關(guān)裝置的設(shè)計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在一些智能車(chē)、巡邏車(chē)、警戒車(chē)、智能家居、智能機(jī)器人等一些運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，電池供電得到了大量運(yùn)用，使用電池供電，可以應(yīng)對(duì)很多苛刻的環(huán)境和使用要求，電池供電具有低噪聲，系統(tǒng)反應(yīng)快，可快速激活等優(yōu)點(diǎn)，在獲得上述優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，也有一些技術(shù)問(wèn)題尚需解決，比如電池儲(chǔ)能密度低，充電耗時(shí)長(zhǎng)的問(wèn)題，為了解決這些問(wèn)題，近幾年來(lái)，基于路徑規(guī)劃技術(shù)、光電引導(dǎo)技術(shù)等技術(shù)手段，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)回程充電、自動(dòng)尋找充電站，自動(dòng)充電等功能，這些技術(shù)已經(jīng)在一些家居機(jī)器人，掃地機(jī)器人上得到了成熟應(yīng)用，但是，鑒于現(xiàn)有電池技術(shù)的限制，這些電力運(yùn)行的設(shè)備無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間工作，需要經(jīng)常返回充電站進(jìn)行電力補(bǔ)充，在需要不間斷工作的場(chǎng)合，大多使用多個(gè)設(shè)備交替工作，以實(shí)現(xiàn)不間斷工作或者巡邏的目的，由于現(xiàn)在的電池的儲(chǔ)能密度尚不夠高且現(xiàn)在的設(shè)備大多耗電量較大，所以，往往需要多臺(tái)設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)不間斷巡邏，這是目前需要解決的技術(shù)問(wèn)題，減少交替工作的平臺(tái)數(shù)量，實(shí)現(xiàn)不間斷工作或者巡邏。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]—種電池供電平臺(tái)的能量補(bǔ)充機(jī)構(gòu)，本發(fā)明提供了一種為電池供電設(shè)備提供能量補(bǔ)充的方案，即直接更換電池，同時(shí)設(shè)計(jì)了一套自動(dòng)更換電池的機(jī)構(gòu)，來(lái)實(shí)現(xiàn)電池的自動(dòng)更換，解決電池供電設(shè)備充電時(shí)間長(zhǎng)，工作時(shí)間短的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)快速更換運(yùn)動(dòng)平臺(tái)電池的目的。
[0004]—種電池供電平臺(tái)的能量補(bǔ)充機(jī)構(gòu)。由基板、縱向?qū)к?、?dǎo)軌固定支撐，直齒條，縱向滑臺(tái)、橫向?qū)к?，橫向滑臺(tái)、電池充電槽、云臺(tái)、引導(dǎo)模塊、電機(jī)等組成?；逯黧w是一塊矩形大平板，基板的前面是一個(gè)緩坡，用于讓運(yùn)動(dòng)平臺(tái)或者機(jī)器人爬上平臺(tái)；擋板安裝在其中心線(xiàn)與基板的中心軸線(xiàn)重合的位置上，擋板距離緩坡的距離由實(shí)際需求決定，實(shí)際需求受限于需要更換電池的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)大小和擋板后面安排的電池充電槽的數(shù)目以及基板大小等因素;基板上的擋板和緩坡之間的中心線(xiàn)上有區(qū)別于背景色的色帶，用于給運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上的傳感器提供定位信號(hào);基板兩側(cè)對(duì)稱(chēng)，每一側(cè)都有導(dǎo)軌固定支撐的安裝孔，一側(cè)安裝兩根縱向?qū)к?，相?yīng)的基板上一側(cè)有四對(duì)導(dǎo)軌固定支撐的安裝孔，在兩根縱向?qū)к壈惭b位置之間有用于固定直齒條的支撐條;在擋板的后方有對(duì)稱(chēng)分布的用于安裝電池充電槽的安裝口，數(shù)目由需要安裝的電池充電槽的數(shù)目決定，這里僅安裝2對(duì)作為示例，所以相應(yīng)的有8對(duì)電池充電槽安裝孔。由于整個(gè)系統(tǒng)是對(duì)稱(chēng)的，所以這里只介紹一側(cè)機(jī)構(gòu)，另一側(cè)與之對(duì)稱(chēng)，這里不再贅述另外一側(cè)。縱向?qū)к壈惭b于基板兩側(cè)，一側(cè)安裝有兩根縱向?qū)к?，縱向?qū)к売蓪?dǎo)軌固定支撐固定于基板上，縱向?qū)к壒潭ㄖ紊习惭b有撞擊檢測(cè)微動(dòng)開(kāi)關(guān)，兩根位于同一側(cè)的縱向?qū)к壍木嚯x與縱向滑臺(tái)的兩個(gè)通過(guò)孔的距離相等。直齒條安裝于縱向?qū)к壪路剑潭ㄓ诨迳现饼X條的支撐條上，同一側(cè)的兩條直齒條的距離由縱向滑臺(tái)的電機(jī)安裝位置決定?？v向滑臺(tái)基于兩個(gè)并排安置的用于縱向?qū)к壨ㄟ^(guò)的孔設(shè)計(jì)成一個(gè)矩形塊的形狀，縱向滑臺(tái)和縱向?qū)к壷g有直線(xiàn)電機(jī)，用于縱向滑臺(tái)在縱向?qū)к壣匣瑒?dòng)，矩形塊的前后兩側(cè)各安裝兩個(gè)電機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)縱向滑臺(tái)在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，矩形塊的上方有橫向?qū)к壨ㄟ^(guò)固定的孔，矩形塊中間挖空，左右兩側(cè)各安裝兩個(gè)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)橫向滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)，矩形塊上方有激光傳感器安裝支架，支架高度以可以接收到激光發(fā)射器發(fā)射的信號(hào)為準(zhǔn)。橫向滑臺(tái)的主體是一個(gè)平板狀構(gòu)件，橫向滑臺(tái)的左右兩側(cè)有用以安裝橫向?qū)к壍陌惭b孔，橫向?qū)к壟c縱向滑臺(tái)通過(guò)直線(xiàn)軸承連接，使得橫向?qū)к壍靡曰瑒?dòng)，平板的左右側(cè)有階梯狀安裝臺(tái)，用以安裝直齒條;在橫向?qū)к壍膬蓚€(gè)運(yùn)動(dòng)端點(diǎn)，與縱向?qū)к壱粋?cè)邊緣重合的位置有兩個(gè)開(kāi)口，用于為光電開(kāi)關(guān)提供檢測(cè)信號(hào)，防止運(yùn)動(dòng)超出機(jī)構(gòu)可運(yùn)動(dòng)范圍，損壞機(jī)構(gòu);橫向?qū)к壍那胺接幸粋€(gè)推板，推板上有用于安裝電磁鐵的安裝孔，推板下方有一個(gè)托板，托板的安置是為了適應(yīng)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的電池充電槽不是水平的情況，根據(jù)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的傾斜度，將托板設(shè)置成相應(yīng)的傾斜度，托板的寬度與電池槽的下方插入口寬度相等，托板在前緣，側(cè)面都有相應(yīng)倒角，以消除定位誤差，這里的誤差包括運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的定位誤差，縱向?qū)к壍亩ㄎ徽`差，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)負(fù)載變化造成的高度誤差，機(jī)構(gòu)加工誤差等。電池盒的背面有鐵板，用于讓電磁鐵吸住電池，電池盒在后方金屬板對(duì)稱(chēng)一側(cè)，即電池盒的前方有電池的兩極觸點(diǎn)(串一節(jié)電池有兩個(gè)觸點(diǎn)，串兩節(jié)電池有三個(gè)觸點(diǎn)，以此類(lèi)推)，電池盒的兩側(cè)有兩個(gè)條形槽，用于固定電池盒。電池充電槽主體是一個(gè)一側(cè)開(kāi)口的含有空腔的長(zhǎng)方體，空腔用于容納電池盒，空腔的下方是一個(gè)讓橫向?qū)к壍耐邪宀迦氲牟迦肟?，空腔的下方是支撐，支撐用于調(diào)整電池充電槽與水平線(xiàn)的角度，支撐上有安裝口，用于與基板連接，電池充電槽的兩側(cè)有兩個(gè)條形槽，該條形槽在靠近矩形空腔的底部有軸承孔，軸承孔用于讓定位板繞軸旋轉(zhuǎn)同時(shí)固定定位板，定位板呈長(zhǎng)條狀，兩端有孔，一端固定于條形空腔兩側(cè)的條形槽內(nèi)的軸承孔，一端由拉桿連接于舵機(jī)搖桿上，空腔的上方有安裝舵機(jī)的固定板，在空腔的上方適當(dāng)位置開(kāi)有兩個(gè)孔，用于安裝光電開(kāi)關(guān)，用于檢測(cè)電池盒是否安裝到位，在空腔的內(nèi)部均布銅觸點(diǎn)，與電池盒上的觸點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，使得在電池盒被固定于電池充電槽內(nèi)后可靠連接。擋板上方安裝有云臺(tái)，云臺(tái)上裝有引導(dǎo)模塊，云臺(tái)已經(jīng)是現(xiàn)有技術(shù)，這里不做描述，引導(dǎo)模塊在這里使用了紅外與超聲波混合引導(dǎo)，根據(jù)使用環(huán)境也可更換其他引導(dǎo)方式。
[0005]當(dāng)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)需要更換電池時(shí)，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)向充電站發(fā)送更換電池請(qǐng)求，當(dāng)充電站收到充電請(qǐng)求時(shí)，若站內(nèi)有可以用于更換的電池且充電站系統(tǒng)工作正常時(shí)，向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)發(fā)送允許應(yīng)答，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)根據(jù)自身所處位置，基于GPS或者局部定位技術(shù)，運(yùn)動(dòng)到距離充電站中心距離10米范圍內(nèi)的位置，充電站啟動(dòng)引導(dǎo)模塊，控制引導(dǎo)模塊上的紅外引導(dǎo)信號(hào)360度掃描式由遠(yuǎn)至近對(duì)外發(fā)射信號(hào)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)接收到紅外引導(dǎo)信號(hào)時(shí)，利用引導(dǎo)信號(hào)運(yùn)動(dòng)到充電站前方距離充電站中心距離5米范圍內(nèi)，這時(shí)充電站切換引導(dǎo)信號(hào)，使用超聲波繼續(xù)引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，最終引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)到充電站正前面，直到運(yùn)動(dòng)平臺(tái)檢測(cè)到基板上的有色信標(biāo)，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)利用有色信標(biāo)進(jìn)一步提高精度，最終停在基板的中心軸線(xiàn)處，當(dāng)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)停穩(wěn)后，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)發(fā)送已停穩(wěn)信息給充電站，同時(shí)，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)通過(guò)舵機(jī)打開(kāi)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上的電池充電槽的定位板，使電池盒可以被拉出，在打開(kāi)定位板的同時(shí)打開(kāi)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上的激光信標(biāo)。在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)打開(kāi)激光信標(biāo)后，充電站的縱向滑臺(tái)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的激光信標(biāo)時(shí)停止運(yùn)動(dòng)，當(dāng)兩側(cè)的縱向滑臺(tái)都停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，橫向滑臺(tái)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)橫向滑臺(tái)將電池盒重新推回電池充電槽內(nèi)時(shí)，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的電池充電槽的光電二極管檢測(cè)到電池盒已歸位，發(fā)送已到位信號(hào)，這時(shí)橫向滑臺(tái)激活橫向滑臺(tái)上的電磁鐵，通過(guò)電池盒背面的鐵板將電池盒吸住，而后橫向滑臺(tái)反向運(yùn)動(dòng)，將電池盒拉出，橫向滑臺(tái)退回位置后，縱向滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)，將電池盒送往空的電池充電槽，重復(fù)上述動(dòng)作，將電池盒推入電池充電槽，然后重復(fù)上述動(dòng)作，將充好電的電池盒推入運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，完成一整套更換電池動(dòng)作。
[0006]采用上述方法及設(shè)計(jì)后，使得使用電池的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的能量補(bǔ)給時(shí)間大大縮短，減少了運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的?？繒r(shí)間，使得運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的不間斷運(yùn)動(dòng)得以保證，且機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠，工作穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了快速能量補(bǔ)給、保證運(yùn)動(dòng)不間斷工作的目的。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是本一種電池供電平臺(tái)的能量補(bǔ)充機(jī)構(gòu)的基板的俯視圖與左視圖。
[0008]圖2是本一種電池供電平臺(tái)的能量補(bǔ)充機(jī)構(gòu)的基板的三維圖。
[0009]圖3是本一種電池供電平臺(tái)的能量補(bǔ)充機(jī)構(gòu)的縱向滑臺(tái)的三維圖。
[0010]圖4是本一種電池供電平臺(tái)的能量補(bǔ)充機(jī)構(gòu)的橫向滑臺(tái)的側(cè)視圖與A-A剖視圖。
[0011]圖5是本一種電池供電平臺(tái)的能量補(bǔ)充機(jī)構(gòu)的橫向滑臺(tái)的三維圖。
[0012]圖6是本一種電池供電平臺(tái)的能量補(bǔ)充機(jī)構(gòu)的電池盒的三維圖。
[0013]圖7是本一種電池供電平臺(tái)的能量補(bǔ)充機(jī)構(gòu)的電池充電槽的三維圖。
[0014]圖8是本一種電池供電平臺(tái)的能量補(bǔ)充機(jī)構(gòu)的縱向滑臺(tái)與基板的裝配圖。
[0015]圖9是本一種電池供電平臺(tái)的能量補(bǔ)充機(jī)構(gòu)的橫向滑臺(tái)與縱向滑臺(tái)的裝配體。
[0016]圖10是本一種電池供電平臺(tái)的能量補(bǔ)充機(jī)構(gòu)的電池盒拉出推入工作過(guò)程說(shuō)明圖。
[0017]圖11是本一種電池供電平臺(tái)的能量補(bǔ)充機(jī)構(gòu)的總裝圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合【附圖說(shuō)明】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明；
[0019]—種電池供電平臺(tái)的能量補(bǔ)充機(jī)構(gòu)。由基板1、縱向?qū)к?2、導(dǎo)軌固定支撐，直齒條31，縱向滑臺(tái)9、橫向?qū)к?2，橫向滑臺(tái)16、電池充電槽26、云臺(tái)、引導(dǎo)模塊、電機(jī)34等組成。由于整個(gè)系統(tǒng)是對(duì)稱(chēng)的，這里只詳細(xì)描述一側(cè)機(jī)構(gòu)，另一側(cè)機(jī)構(gòu)這里則不再贅述。
[0020]如圖1、圖2所示，基板1主體是一塊矩形大平板，基板1的前面是一個(gè)緩坡8，用于讓運(yùn)動(dòng)平臺(tái)或者機(jī)器人爬上平臺(tái)；擋板安裝在其中心線(xiàn)與基板1的中心軸線(xiàn)重合的位置上，擋板5距離緩坡8的距離由實(shí)際需求決定，實(shí)際需求受限于需要更換電池的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)大小和擋板5后面安排的電池充電槽26的數(shù)目以及基板1大小等因素;基板1上的擋板5和緩坡8之間的中心線(xiàn)上有區(qū)別于背景色的色帶6，用于給運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上的傳感器提供定位信號(hào)；基板1兩側(cè)對(duì)稱(chēng)，每一側(cè)都有導(dǎo)軌固定支撐的安裝孔2，一側(cè)安裝兩根縱向?qū)к?2，相應(yīng)的基板1上一側(cè)有四對(duì)導(dǎo)軌固定支撐的安裝孔2，在兩根縱向?qū)к?2安裝位置之間有用于固定直齒條31的支撐條3;在擋板5的后方有對(duì)稱(chēng)分布的用于安裝電池充電槽26的安裝口，數(shù)目由需要安裝的電池充電槽2