[發明專利]一種用于室內安保機器人的電池自動更換裝置

無效

• 申請號: 201110009568.6
• 申請日: 2011-01-18
• 公開（公告）號: CN102176626A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 宋光明;孟田華;王輝;牛艷鵬;張軍;張繼梅
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H01M2/10
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

1.一種用于室內安保機器人的電池自動更換裝置，其特征在于包括支撐機構、電源模塊、通信控制單元、傳感單元、驅動模塊和執行模塊，傳感單元包括紅外測距模塊、電子羅盤模塊和紅外探測電路模塊，通信控制單元由微控制器分別與存儲器和無線收發模塊連接構成，執行模塊包括助定位機構、推拉機構、裝卸機構、充電機構和電池置換機構，電源模塊為通信控制單元、傳感單元、驅動模塊和執行模塊供電，紅外測距模塊和電子羅盤模塊采集待充電機器人實時的位置信息，紅外探測電路模塊采集待充電機器人實時的充電情況；通信控制單元發送控制指令至執行模塊和接收傳感單元采集的信息；支撐機構支撐整個自動更換裝置，且承載系統工作時向外作用的機械力；助定位機構用來輔助機器人在充電座正前方的定位，其雙臂鉤住機器人；推拉機構和裝卸機構配合工作，前者負責將飽和電池送至機器人身上或者將低電量電池送至充電座的電池盒卡槽上，后者是唯一與機器人有直接接觸的機構，負責從機器人身上或者充電座上卸載、安裝電池，這兩個機構在一次工作過程中被四次啟動；電池置換機構負責將機器人正前方的低電量電池置換為飽和電池，等待裝卸機構執行回放電池的工作。

2.根據權利要求1所述的一種用于室內安保機器人的電池自動更換裝置，其特征在于所述助定位機構由左鉤臂（3-1）、右鉤臂（3-2）、軸承（3-3）、右齒輪（3-5）、左齒輪（3-4）、盤齒輪（3-6）、連軸桿（3-7）、助定位驅動舵機（3-8）和驅動齒輪組（3-9）組成，驅動齒輪組在舵機的帶動下旋轉；盤齒輪與從驅動齒輪被同軸固定在連軸桿上，其在從驅動齒輪的帶動下旋轉；右齒輪與盤齒輪嚙合轉動；左齒輪在右齒輪的作用下也轉動；而左右齒輪分別固定在左鉤臂和右鉤臂上，左右鉤臂也會旋轉，伸出電池盒卡槽與機器人對接；兩只鉤臂同時旋轉拉住機器人，使機器人正對著自動更換裝置。

3.根據權利要求1所述的一種用于室內安保機器人的電池自動更換裝置，其特征在于所述推拉機構由推拉絲桿（4-1）、推拉螺母（4-2）、懸梁軸（4-3）、推拉齒輪組（4-4）和推拉驅動電機（4-5）組成，電機驅動齒輪轉動；齒輪固定在絲桿上，絲桿也發生轉動；螺母一側被懸梁軸固定不能自由轉動，螺母的內螺紋與絲桿的外螺紋咬合，螺母沿著絲桿前進即旋轉運動轉化成直線運動。

4.根據權利要求1所述的一種用于室內安保機器人的電池自動更換裝置，其特征在于所述裝卸機構由抓柄（5-1）、抓柄轉盤（5-2）、裝卸驅動舵機（5-3）和舵機架（5-4）組成，抓柄（5-1）固定于抓柄轉盤（5-2）上，抓柄轉盤（5-2）與裝卸驅動舵機（5-3）旋轉連接，裝卸驅動舵機（5-3）固定于舵機架（5-4）上。

5.根據權利要求1所述的一種用于室內安保機器人的電池自動更換裝置，其特征在于所述電池置換機構由置換絲杠（7-2）、減速齒輪組（7-3）、減速電機（7-4）、置換螺母（7-5）、支撐座（7-6）和支撐軸（7-7）組成，減速電機和齒輪組組合成電池置換機構的驅動機構；長度不小于電池盒卡槽寬度的三倍的置換絲杠，在齒輪組的帶動下等速轉動；帶有內螺紋的螺母發生左右移動，推動支撐座和電池盒卡槽左右滑動。

6.根據權利要求1所述的一種用于室內安保機器人的電池自動更換裝置，其特征在于所述充電機構由絕緣電池盒卡槽（7-1）、兩片電極（8-1）、兩只簧片（8-2）組成，兩個電池盒卡槽分別放置一個飽和電池盒和一個待充電的低電量電池盒，電池盒外殼成半框形左右兩面上的長弧形窗口用來綁定電池盒；兩片簧片具有彈性和導電性。