[發明專利]電動公交車換電機器人系統及方法

有效

• 申請號: 201210383243.9
• 申請日: 2012-10-10
• 公開（公告）號: CN102849043A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 苗培青;厲秉強;王同斌;譚林;趙金龍
• 申請（專利權）人: 山東電力研究院
• 主分類號: B60S5/06
• 分類號: B60S5/06
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

1.一種電動公交車換電機器人系統，它包括機器人本體和機器人主控臺，其特征是，所述機器人本體包括機械部分和電氣控制部分，所述機械部分包括在X、Y、Z三個直角坐標方向上設有的水平移動單元、載物平臺單元和承重單元；所述承重單元設置在水平移動單元上部，所述載物平臺單元與所述承重單元連接，所述載物平臺單元包括載物臺以及載物臺上設有的電池驅動機構，所述電池驅動機構上設置有電池推送機構；載物臺兩端設有支架，所述支架上設有多組縱向導向輪，多組縱向導向輪分別沿承重單元兩根立柱排布；

所述承重單元包括由上橫梁、下橫梁和兩根立柱組成的門式結構，所述上橫梁上設有兩組橫向導向輪，所述兩組橫向導向輪之間夾持有安裝在充電貨架上的天軌；所述天軌上安裝有用于設備取電的滑觸線槽和用于水平方向工位尋址的水平認址片；所述兩根立柱上設有至少一組電機驅動的絞盤，所述絞盤上纏繞有鋼絲繩，鋼絲繩的下端連接于載物平臺單元上；所述至少一根立柱上設有豎直方向尋址的縱向認址片；

所述的電氣控制部分包括：與主控計算機系統連接的數據采集裝置、動力驅動機構，I/O模塊，無線通信模塊I；?所述的動力驅動機構與機械部分中的水平移動單元、承重單元和載物平臺單元中的傳動裝置連接；

所述機器人主控臺通過其設有的無線通信模塊II與機器人本體無線通信模塊I建立無線通訊。

2.如權利要求1所述的電動公交車換電機器人系統，其特征是，所述的水平移動單元包括兩側均具有輪緣的滾輪和隨動滾輪，與承重單元的下橫梁相連接的地軌，所述地軌端部設有限位撞塊,所述滾輪和隨動滾輪與電機減速機相連，所述電機減速機與承重單元的下橫梁連接。

3.如權利要求1所述的電動公交車換電機器人系統，其特征是，所述載物平臺單元以載物臺為基準面從下往上順序依次看：固定在載物臺上的水平旋轉機構，其上依次設有傾斜夾角調節機構，電池推送機構，所述電池推送機構上設有支撐橫梁；?支撐橫梁與設有的電池托盤連接；

其中，所述的電池推送機構包括導向軌道、電池推送機構驅動電機以及電磁推手；電池推送機構驅動電機與電磁推手分別與各自設有的齒輪齒條機構連接，電磁推手的推手工作面上安有兩塊圓形電磁吸盤，分布于工作面兩端，位置與電池內箱上兩圓形鐵塊相對應；所述電磁推手的推手工作面還設有與電池內箱上的鎖緊裝置相配合的解鎖機構；所述導向軌道設置在傾斜夾角調節機構，與電池內箱位置上相匹配，所述電池內箱用于將電池成組放置的箱體；所述電池內箱位于充電架或車輛上，使電池平穩取送；

所述支撐橫梁兩端各設有至少一個超聲波測距傳感器、和至少一個壓力傳感器，所述壓力傳感器位于超聲波測距傳感器內側；

所述水平旋轉機構包括安裝在載物臺上的連桿滑塊機構，旋轉底板I、底板II；旋轉底板I、通過垂直底板II水平旋轉軸與底板II重疊安放，電池驅動機構繞旋轉底板I中心進行水平旋轉；

所述傾斜夾角調節機構包括安裝在載物臺一端的齒輪弧形齒條裝置，與之配合連接的傾斜驅動電機，所述傾斜夾角調節機構設有傾斜旋轉軸，傾斜旋轉軸安裝在旋轉底板I上。

4.如權利要求1所述的電動公交車換電機器人系統，其特征是，所述主控計算機系統為工控機I以及PLC控制器，所述PLC控制器與工控機I通過工業以太網通信連接，所述PLC控制器的型號為西門子PLC?300型；

所述數據采集裝置包括超聲波傳感器I、光電傳感器、色標傳感器、DMP位置傳感器；所述超聲波傳感器I、色標傳感器、DMP位置傳感器511安裝在電磁推手上；所述光電傳感器安裝在上橫梁和立柱上，用于對機器人X軸和Z軸方向的定位。

5.如權利要求1所述的電動公交車換電機器人系統，其特征是，所述動力驅動機構包括6個電機的伺服驅動器，所述6個電機的伺服驅動器分別與水平移動單元，載物平臺單元和承重單元中的伺服電機以及水平旋轉機構，傾斜夾角調節機構，鎖緊裝置中的伺服電機連接，所述的每個伺服電機的軸上設有編碼器，編碼器的信號輸出端與PLC控制器連接。

6.如權利要求1所述的電動公交車換電機器人系統，其特征是，所述I/O模塊包括分別與PLC控制器連接的急停開關I和限位開關，所述限位開關分別設置在水平移動單元，載物平臺單元和承重單元中工作零點定位處，且與對應的伺服電機接觸連接。