本申请公开了一种面向机器人的多电压电池组更换装置及更换方法。该装置包括一端开口的中空外箱体和内箱体，外箱体的内壁上设有第一电极接口和第一数据接口；内箱体内设有可充电的多电压电池组，内箱体的外壁上设有第二电极接口和第二数据接口，内箱体可抽拉地安装在外箱体内，第一电极接口与第二电极接口电连接，第一数据接口与第二数据接口电连接。该装置利用内箱体与外箱体进行抽拉式装配，当机器人在运行过程中出现电量不足的情况时，可将电池组电量不足的内箱体从外箱体内抽出，换上新的内箱体即可，电池组的更换十分方便快捷，同时，可将电池组电量不足的内箱体及时进行充电，以满足机器人长时间工作的续航要求。