[发明专利]电动公交车换电机器人系统及方法

权利要求书

1.一种电动公交车换电机器人系统，它包括机器人本体和机器人主控台，其特征是，所述机器人本体包括机械部分和电气控制部分，所述机械部分包括在X、Y、Z三个直角坐标方向上设有的水平移动单元、载物平台单元和承重单元；所述承重单元设置在水平移动单元上部，所述载物平台单元与所述承重单元连接，所述载物平台单元包括载物台以及载物台上设有的电池驱动机构，所述电池驱动机构上设置有电池推送机构；载物台两端设有支架，所述支架上设有多组纵向导向轮，多组纵向导向轮分别沿承重单元两根立柱排布；

所述承重单元包括由上横梁、下横梁和两根立柱组成的门式结构，所述上横梁上设有两组横向导向轮，所述两组横向导向轮之间夹持有安装在充电货架上的天轨；所述天轨上安装有用于设备取电的滑触线槽和用于水平方向工位寻址的水平认址片；所述两根立柱上设有至少一组电机驱动的绞盘，所述绞盘上缠绕有钢丝绳，钢丝绳的下端连接于载物平台单元上；所述至少一根立柱上设有竖直方向寻址的纵向认址片；

所述的电气控制部分包括：与主控计算机系统连接的数据采集装置、动力驱动机构，I/O模块，无线通信模块I； 所述的动力驱动机构与机械部分中的水平移动单元、承重单元和载物平台单元中的传动装置连接；

所述机器人主控台通过其设有的无线通信模块II与机器人本体无线通信模块I建立无线通讯。

2.如权利要求1所述的电动公交车换电机器人系统，其特征是，所述的水平移动单元包括两侧均具有轮缘的滚轮和随动滚轮，与承重单元的下横梁相连接的地轨，所述地轨端部设有限位撞块,所述滚轮和随动滚轮与电机减速机相连，所述电机减速机与承重单元的下横梁连接。

3.如权利要求1所述的电动公交车换电机器人系统，其特征是，所述载物平台单元以载物台为基准面从下往上顺序依次看：固定在载物台上的水平旋转机构，其上依次设有倾斜夹角调节机构，电池推送机构，所述电池推送机构上设有支撑横梁； 支撑横梁与设有的电池托盘连接；

其中，所述的电池推送机构包括导向轨道、电池推送机构驱动电机以及电磁推手；电池推送机构驱动电机与电磁推手分别与各自设有的齿轮齿条机构连接，电磁推手的推手工作面上安有两块圆形电磁吸盘，分布于工作面两端，位置与电池内箱上两圆形铁块相对应；所述电磁推手的推手工作面还设有与电池内箱上的锁紧装置相配合的解锁机构；所述导向轨道设置在倾斜夹角调节机构，与电池内箱位置上相匹配，所述电池内箱用于将电池成组放置的箱体；所述电池内箱位于充电架或车辆上，使电池平稳取送；

所述支撑横梁两端各设有至少一个超声波测距传感器、和至少一个压力传感器，所述压力传感器位于超声波测距传感器内侧；

所述水平旋转机构包括安装在载物台上的连杆滑块机构，旋转底板I、底板II；旋转底板I、通过垂直底板II水平旋转轴与底板II重叠安放，电池驱动机构绕旋转底板I中心进行水平旋转；

所述倾斜夹角调节机构包括安装在载物台一端的齿轮弧形齿条装置，与之配合连接的倾斜驱动电机，所述倾斜夹角调节机构设有倾斜旋转轴，倾斜旋转轴安装在旋转底板I上。

4.如权利要求1所述的电动公交车换电机器人系统，其特征是，所述主控计算机系统为工控机I以及PLC控制器，所述PLC控制器与工控机I通过工业以太网通信连接，所述PLC控制器的型号为西门子PLC 300型；

所述数据采集装置包括超声波传感器I、光电传感器、色标传感器、DMP位置传感器；所述超声波传感器I、色标传感器、DMP位置传感器511安装在电磁推手上；所述光电传感器安装在上横梁和立柱上，用于对机器人X轴和Z轴方向的定位。

5.如权利要求1所述的电动公交车换电机器人系统，其特征是，所述动力驱动机构包括6个电机的伺服驱动器，所述6个电机的伺服驱动器分别与水平移动单元，载物平台单元和承重单元中的伺服电机以及水平旋转机构，倾斜夹角调节机构，锁紧装置中的伺服电机连接，所述的每个伺服电机的轴上设有编码器，编码器的信号输出端与PLC控制器连接。

6.如权利要求1所述的电动公交车换电机器人系统，其特征是，所述I/O模块包括分别与PLC控制器连接的急停开关I和限位开关，所述限位开关分别设置在水平移动单元，载物平台单元和承重单元中工作零点定位处，且与对应的伺服电机接触连接。