一種電池供電平臺的能量補充機構(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，具體涉及一種對電池供電車的能量補充方式的改進及相關(guān)裝置的設(shè)計。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在一些智能車、巡邏車、警戒車、智能家居、智能機器人等一些運動平臺上，電池供電得到了大量運用，使用電池供電，可以應對很多苛刻的環(huán)境和使用要求，電池供電具有低噪聲，系統(tǒng)反應快，可快速激活等優(yōu)點，在獲得上述優(yōu)勢的同時，也有一些技術(shù)問題尚需解決，比如電池儲能密度低，充電耗時長的問題，為了解決這些問題，近幾年來，基于路徑規(guī)劃技術(shù)、光電引導技術(shù)等技術(shù)手段，已經(jīng)實現(xiàn)了自動回程充電、自動尋找充電站，自動充電等功能，這些技術(shù)已經(jīng)在一些家居機器人，掃地機器人上得到了成熟應用，但是，鑒于現(xiàn)有電池技術(shù)的限制，這些電力運行的設(shè)備無法長時間工作，需要經(jīng)常返回充電站進行電力補充，在需要不間斷工作的場合，大多使用多個設(shè)備交替工作，以實現(xiàn)不間斷工作或者巡邏的目的，由于現(xiàn)在的電池的儲能密度尚不夠高且現(xiàn)在的設(shè)備大多耗電量較大，所以，往往需要多臺設(shè)備才能實現(xiàn)不間斷巡邏，這是目前需要解決的技術(shù)問題，減少交替工作的平臺數(shù)量，實現(xiàn)不間斷工作或者巡邏。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]—種電池供電平臺的能量補充機構(gòu)，本發(fā)明提供了一種為電池供電設(shè)備提供能量補充的方案，即直接更換電池，同時設(shè)計了一套自動更換電池的機構(gòu)，來實現(xiàn)電池的自動更換，解決電池供電設(shè)備充電時間長，工作時間短的問題，實現(xiàn)快速更換運動平臺電池的目的。
[0004]—種電池供電平臺的能量補充機構(gòu)。由基板、縱向?qū)к墶к壒潭ㄖ?，直齒條，縱向滑臺、橫向?qū)к?，橫向滑臺、電池充電槽、云臺、引導模塊、電機等組成?；逯黧w是一塊矩形大平板，基板的前面是一個緩坡，用于讓運動平臺或者機器人爬上平臺；擋板安裝在其中心線與基板的中心軸線重合的位置上，擋板距離緩坡的距離由實際需求決定，實際需求受限于需要更換電池的運動平臺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上有區(qū)別于背景色的色帶，用于給運動平臺上的傳感器提供定位信號;基板兩側(cè)對稱，每一側(cè)都有導軌固定支撐的安裝孔，一側(cè)安裝兩根縱向?qū)к?，相應的基板上一?cè)有四對導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;在擋板的后方有對稱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對作為示例，所以相應的有8對電池充電槽安裝孔。由于整個系統(tǒng)是對稱的，所以這里只介紹一側(cè)機構(gòu)，另一側(cè)與之對稱，這里不再贅述另外一側(cè)?？v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к壒潭ㄖ喂潭ㄓ诨迳?，縱向?qū)к壒潭ㄖ紊习惭b有撞擊檢測微動開關(guān)，兩根位于同一側(cè)的縱向?qū)к壍木嚯x與縱向滑臺的兩個通過孔的距離相等。直齒條安裝于縱向?qū)к壪路?，固定于基板上直齒條的支撐條上，同一側(cè)的兩條直齒條的距離由縱向滑臺的電機安裝位置決定。縱向滑臺基于兩個并排安置的用于縱向?qū)к壨ㄟ^的孔設(shè)計成一個矩形塊的形狀，縱向滑臺和縱向?qū)к壷g有直線電機，用于縱向滑臺在縱向?qū)к壣匣瑒?，矩形塊的前后兩側(cè)各安裝兩個電機，用于驅(qū)動縱向滑臺在導軌上運動，矩形塊的上方有橫向?qū)к壨ㄟ^固定的孔，矩形塊中間挖空，左右兩側(cè)各安裝兩個電機用于驅(qū)動橫向滑臺運動，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)射的信號為準。橫向滑臺的主體是一個平板狀構(gòu)件，橫向滑臺的左右兩側(cè)有用以安裝橫向?qū)к壍陌惭b孔，橫向?qū)к壟c縱向滑臺通過直線軸承連接，使得橫向?qū)к壍靡曰瑒?，平板的左右?cè)有階梯狀安裝臺，用以安裝直齒條;在橫向?qū)к壍膬蓚€運動端點，與縱向?qū)к壱粋?cè)邊緣重合的位置有兩個開口，用于為光電開關(guān)提供檢測信號，防止運動超出機構(gòu)可運動范圍，損壞機構(gòu);橫向?qū)к壍那胺接幸粋€推板，推板上有用于安裝電磁鐵的安裝孔，推板下方有一個托板，托板的安置是為了適應運動平臺的電池充電槽不是水平的情況，根據(jù)運動平臺的傾斜度，將托板設(shè)置成相應的傾斜度，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)面都有相應倒角，以消除定位誤差，這里的誤差包括運動平臺的定位誤差，縱向?qū)к壍亩ㄎ徽`差，運動平臺負載變化造成的高度誤差，機構(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稱一側(cè)，即電池盒的前方有電池的兩極觸點(串一節(jié)電池有兩個觸點，串兩節(jié)電池有三個觸點，以此類推)，電池盒的兩側(cè)有兩個條形槽，用于固定電池盒。電池充電槽主體是一個一側(cè)開口的含有空腔的長方體，空腔用于容納電池盒，空腔的下方是一個讓橫向?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)同時固定定位板，定位板呈長條狀，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搖桿上，空腔的上方有安裝舵機的固定板，在空腔的上方適當位置開有兩個孔，用于安裝光電開關(guān)，用于檢測電池盒是否安裝到位，在空腔的內(nèi)部均布銅觸點，與電池盒上的觸點相對應，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，云臺上裝有引導模塊，云臺已經(jīng)是現(xiàn)有技術(shù)，這里不做描述，引導模塊在這里使用了紅外與超聲波混合引導，根據(jù)使用環(huán)境也可更換其他引導方式。
[0005]當運動平臺需要更換電池時，運動平臺向充電站發(fā)送更換電池請求，當充電站收到充電請求時，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，向運動平臺發(fā)送允許應答，運動平臺根據(jù)自身所處位置，基于GPS或者局部定位技術(shù)，運動到距離充電站中心距離10米范圍內(nèi)的位置，充電站啟動引導模塊，控制引導模塊上的紅外引導信號360度掃描式由遠至近對外發(fā)射信號，當運動平臺接收到紅外引導信號時，利用引導信號運動到充電站前方距離充電站中心距離5米范圍內(nèi)，這時充電站切換引導信號，使用超聲波繼續(xù)引導運動平臺，最終引導運動平臺運動到充電站正前面，直到運動平臺檢測到基板上的有色信標，運動平臺利用有色信標進一步提高精度，最終停在基板的中心軸線處，當運動平臺停穩(wěn)后，運動平臺發(fā)送已停穩(wěn)信息給充電站，同時，運動平臺通過舵機打開運動平臺上的電池充電槽的定位板，使電池盒可以被拉出，在打開定位板的同時打開運動平臺上的激光信標。在運動平臺打開激光信標后，充電站的縱向滑臺開始運動，當檢測到運動平臺的激光信標時停止運動，當兩側(cè)的縱向滑臺都停止運動時，橫向滑臺開始運轉(zhuǎn)，向運動平臺運動，當橫向滑臺將電池盒重新推回電池充電槽內(nèi)時，運動平臺的電池充電槽的光電二極管檢測到電池盒已歸位，發(fā)送已到位信號，這時橫向滑臺激活橫向滑臺上的電磁鐵，通過電池盒背面的鐵板將電池盒吸住，而后橫向滑臺反向運動，將電池盒拉出，橫向滑臺退回位置后，縱向滑臺運動，將電池盒送往空的電池充電槽，重復上述動作，將電池盒推入電池充電槽，然后重復上述動作，將充好電的電池盒推入運動平臺，完成一整套更換電池動作。
[0006]采用上述方法及設(shè)計后，使得使用電池的運動平臺的能量補給時間大大縮短，減少了運動平臺的?？繒r間，使得運動平臺的不間斷運動得以保證，且機構(gòu)設(shè)計可靠，工作穩(wěn)定，實現(xiàn)了快速能量補給、保證運動不間斷工作的目的。
【附圖說明】
[0007]圖1是本一種電池供電平臺的能量補充機構(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的能量補充機構(gòu)的基板的三維圖。
[0009]圖3是本一種電池供電平臺的能量補充機構(gòu)的縱向滑臺的三維圖。
[0010]圖4是本一種電池供電平臺的能量補充機構(gòu)的橫向滑臺的側(cè)視圖與A-A剖視圖。
[0011]圖5是本一種電池供電平臺的能量補充機構(gòu)的橫向滑臺的三維圖。
[0012]圖6是本一種電池供電平臺的能量補充機構(gòu)的電池盒的三維圖。
[0013]圖7是本一種電池供電平臺的能量補充機構(gòu)的電池充電槽的三維圖。
[0014]圖8是本一種電池供電平臺的能量補充機構(gòu)的縱向滑臺與基板的裝配圖。
[0015]圖9是本一種電池供電平臺的能量補充機構(gòu)的橫向滑臺與縱向滑臺的裝配體。
[0016]圖10是本一種電池供電平臺的能量補充機構(gòu)的電池盒拉出推入工作過程說明圖。
[0017]圖11是本一種電池供電平臺的能量補充機構(gòu)的總裝圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合【附圖說明】對本發(fā)明做進一步說明；
[0019]—種電池供電平臺的能量補充機構(gòu)。由基板1、縱向?qū)к?2、導軌固定支撐，直齒條31，縱向滑臺9、橫向?qū)к?2，橫向滑臺16、電池充電槽26、云臺、引導模塊、電機34等組成。由于整個系統(tǒng)是對稱的，這里只詳細描述一側(cè)機構(gòu)，另一側(cè)機構(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的前面是一個緩坡8，用于讓運動平臺或者機器人爬上平臺；擋板安裝在其中心線與基板1的中心軸線重合的位置上，擋板5距離緩坡8的距離由實際需求決定，實際需求受限于需要更換電池的運動平臺大小和擋板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之間的中心線上有區(qū)別于背景色的色帶6，用于給運動平臺上的傳感器提供定位信號；基板1兩側(cè)對稱，每一側(cè)都有導軌固定支撐的安裝孔2，一側(cè)安裝兩根縱向?qū)к?2，相應的基板1上一側(cè)有四對導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的后方有對稱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