技术领域
[0001] 本发明属于巡检机器人技术领域，涉及一种巡检机器人的换电装置及其换电方法。
相关背景技术
[0002] 随着本安型智能巡检机器人系统研发成功投入市场后，井下不同生产岗位如水泵房和皮带传输将实现“无人值班、无人巡检、配置减员”安全生产模式。实现各设备的无人巡
检，降低运输环节的人工成本，提高巡检效率，提升巡检质量，实现了井下固定岗位无人值
守和无人巡检，减少了井下作业人员，提升了作业安全性。
[0003] 目前，市场上各行各业的无线巡检机器人，基本采用“长时间待机”充电方式。当机器人需要充电时，必须返回到充电区，同时停止巡检工作，转入“待机”充电状态。另外当前
所用的其它机器人，电池均安装在巡检机器人腔体内部，且固定无法自由更换，如果因电池
容量衰减必须由专业技术人员更换。
[0004] CN206195414U公开了一种智能挂轨巡检机器人供电系统，包括：若干分布式充电站及用于挂轨巡检机器人移动的轨道；各分布式充电站间隔一定距离沿所述轨道分布；每
个分布式充电站包括：一配电箱及从配电箱内充电电路的充电接口连接并伸出的滑触线，
滑触线伸至移动在轨道上的挂轨巡检机器人的充电电极能够直接接触的位置，实现挂轨巡
检机器人的接触式充电。便于挂轨巡检机器人的自动化充电，保证巡检工作的正常进行。
[0005] CN110011392A公开了一种巡检机器人无线充电系统，包括巡检机器人、无线充电桩和辅助导向架，巡检机器人包括行走装置、电池仓、云台以及红外测温监控装置和可见视
频监控装置，电池仓内设置无线充电接收装置、电池和接收电路系统，无线充电桩包括无线
充电发射装置，辅助导向架包括两个竖直支撑部，两个竖直支撑部相对的一侧分别沿竖直
支撑部长度方向设置一组导向轮。与现有技术相比，该发明电池即将耗尽时可通过无线充
电技术快速充电，非常方便，该发明通过导向轮对巡检机器人起导向作用，使巡检机器人与
无线充电桩完全对准，提高巡检机器人的充电效率。
[0006] 现有巡检机器人存在充电时间久和巡检时间短等问题，因此，如何提供一种换电装置，避免电池长时间充电，减少巡检机器人待机时间，成为目前迫切需要解决的技术问
题。
具体实施方式
[0042] 需要理解的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对
本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”
的含义是两个或两个以上。
[0043] 需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在
本发明中的具体含义。
[0044] 下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
[0045] 在一个具体实施方式中，本发明提供了一种巡检机器人的换电装置，如图1所示，所述换电装置包括换电仓3以及设置于巡检机器人1上的电源模块2，所述电源模块2包括至
少两个用于放置电池4的放电插口5，至少一个所述放电插口5内设置有电池4，所述放电插
口5内设置有电量检测器以及固定所述电池4的卡合件12，所述电池4分为充电部和放电部，
所述电池4的放电部插入插口内；所述换电仓3设置有至少两个用于插设所述电池4的充电
部的充电插口6；如图2所示，所述巡检机器人1将电源模块2和换电仓3对接，换电仓3内电池
4和电源模块2中电池4分别插入放电插口5和充电插口6，巡检机器人1控制卡合件12的开
启，安装换电仓3内电池4并卸载电源模块2中的电池4。
[0046] 本发明通过在巡检机器人1上设置可更换的电池4，在巡检机器人1需要充电时，利用电源模块2和换电仓3进行对接，控制卡合件12对电池4的固定，将满电电池4装至电源模
块2，未满电电池4装至换电仓3，从而实现电池4的快速更换，巡检机器人1的电源只换不充，
换电时间缩短至1～5min，全自动换电，有效缩短巡检机器人1由于充电过程中的待机时间。
[0047] 可选地，电源模块2的放电插口5内电池4的插入数量占比为1:1。
[0048] 具体地，如图3所示，所述电池4位于充电部的一端设置有充电导向块18，所述充电插口6内设置有与充电导向块18相匹配的充电定位槽8。所述电池4位于充电部设置有卡位
槽17，所述充电插口6内设置有位置对应的弹力卡位销11，所述电池4的充电部插入充电插
口6内，所述弹力卡位销11卡合所述卡位槽17。
[0049] 本发明通过在充电插口6内设置弹力卡位销11，通过弹力卡位销11对电池4进行卡位，从而保证电池4不脱离充电插口6并固定电池4的充电状态，若卡合件12卡合固定电池4，
则在巡检机器人1脱离电池4仓的时候，由于卡合件12对电池4的固定，巡检机器人1带动电
池4运动，弹力卡位销11在力的作用下脱离卡位槽17，从而使电池4脱离换电仓3。
[0050] 具体地，电池4位于放电部的一端设置有放电导向块14，所述放电插口5内设置有与放电导向块14相匹配的放电定位槽7。所述电池4位于放电部设置有脱机槽16，所述卡合
件12通过卡合脱机槽16固定电池4。
[0051] 具体地，所述电池4位于充电部的一端设置有充电极孔19，位于放电部的一端设置有放电极孔15。所述充电定位槽8和放电定位槽7内均设置有到位检测器，所述到位检测器
用于检测电池4位置。
[0052] 具体地，所述电源模块2还包括设置于巡检机器人1内的备用电池4，所述备用电池4用于换电过程中驱动巡检机器人1。本发明通过设置备用电池4，在电源模块2中的电池4切
断使用时，启用备用电池4，从而使巡检机器人1继续工作，驱动巡检机器人1完成换电，备用
电池4在巡检机器人1内间歇工作，当电源模块2中电池4电量充足时，备用电池4处于浮充状
态，保证备用电池4的电量充足。
[0053] 具体地，所述巡检机器人1设置有换电仓感应器，所述换电仓感应器用于感应巡检机器人1进入换电仓3所在区域。所述巡检机器人1和换电仓3均设置有无线通讯模块，所述
换电仓感应器感应到巡检机器人1进入换电仓3所在区域，所述备用电池4启动并切断电池4
供电，所述换电仓3内电池4停止充电，所述巡检机器人1脱离换电仓3所在区域，恢复电源模
块2中电池4供电，以及换电仓3内充电。
[0054] 具体地，所述放电插口5均设置有复位挡板，所述放电插口5内无电池4状态下复位挡板闭合放电插口5，所述放电插口5和充电插口6内均设置有温度传感器，所述温度传感器
用于检测电池4的温度。本发明通过设置复位挡板，从而在放电插口5电池4插入时，通过挡
板将放电插口5挡住，避免灰尘和水雾的进入。
[0055] 具体地，所述放电插口5内设置有放电极针10，所述放电极针10插入放电极孔15内形成电连接。所述充电插口6内设置有充电极针9，所述充电极针9插入充电极孔19内形成电
连接。进一步地，所述放电极孔15、放电极针10、充电极孔19和充电极针9均设置有保护套
13。
[0056] 本发明通过设置保护套13，例如保护套13为橡胶保护套13，通过在电池4上设置放电极孔15和充电极孔19，采用“内藏”式结构并由保护套13保护隐藏，防止因意外情况发生，
即电池4正负电极和充电仓中电极之间短接产生火花，此外，放电极针10和充电极针9也采
用保护套13，只要不是人为故意强行短接，很难发生“短路”现象。
[0057] 在另一个具体实施方式中，本发明还提供了一种上述巡检机器人的换电装置的换电方法，所述的换电方法具体包括以下步骤：
[0058] 换电仓感应器感应到巡检机器人1进入换电仓3区域，换电仓感应器分别向巡检机器人1和换电仓3发出信号，分别切断电源模块2中电池4供电以及换电仓3内电池4充电，备
用电池4驱动巡检机器人1将电源模块2和换电仓3对接；
[0059] 对接过程中电源模块2和换电仓3内的电池4相互插接，插入换电仓3内的电池4的卡位槽17由弹力卡位销11固定，电量检测器检测电池4电量，巡检机器人1控制放置有满电
电池4的放电插口5内卡合件12卡合固定电池4，控制放置有未满电电池4的放电插口5内卡
合件12取消固定电池4；
[0060] 巡检机器人1脱离电池4仓，换电仓感应器感应到巡检机器人1脱离电池4仓区域，接通换电仓3内电池4充电，以及电源模块2中电池4工作，完成换电操作。
[0061] 通过一个具体实施方式，本发明通过在巡检机器人1上设置可更换的电池4，在巡检机器人1需要充电时，利用电源模块2和换电仓3进行对接，控制卡合件12对电池4的固定，
将满电电池4装至电源模块2，未满电电池4装至换电仓3，从而实现电池4的快速更换，巡检
机器人1的电源只换不充，换电时间缩短至1～5min，全自动换电，有效缩短巡检机器人1由
于充电过程中的待机时间。
[0062] 申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭
露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
