CN102390363B - 纯电动客车整套充电物流系统 - Google Patents

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本发明涉及纯电动客车充电领域，尤其涉及一种纯电动客充电物流系统。一种纯电动客车整套充电物流系统，由电池充电区、电池快换区和电动平移小车构成，电池充电区内设置有充电机、充电架和堆垛机，所述电池快换区内设置有电动助力机械臂，所述电池充电区与电池快换区内设置有相互连通的地面轨道，所述电动平移小车设置在地面轨道上，所述充电机与充电架对接，所述堆垛机通过移动分别与充电架和电动平移小车对接，所述电动助力机械臂通过移动分别与纯电动客车的电池安装处和电动平移小车对接。本发明避免了多箱电池盒装配时对电动车过高的定位和对接精度要求，提高姿态适应性，无需配置专门的泊车司机，降低了运行成本，灵活应用。

Description

纯电动客车整套充电物流系统
技术领域
本发明涉及纯电动客车充电领域，尤其涉及一种纯电动客车充电物流系统。
背景技术
电动汽车作为清洁、环保型绿色车辆，受到世界各国政府以及汽车生产商的极大关注。以纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车为代表的电动汽车必将成为21世纪的重要交通工具。其中，纯电动汽车经历了较长阶段的发展，技术日臻成熟，相关的技术和标准体系已经完善，并且在美、日、欧等国家和地区已经得到商业化的推广和应用。特别是在市政府特殊用车、固定线路的公交车、公务车队用车和私人用车领域，纯电动汽车得到了很大发展。
专利200810055855.9“一种车载动力电池更换系统”披露了一种机器人式车载动力电池更换系统，该系统包括：平行移动平台、旋转平台、轨道、垂直举升装置和电池托盘，平行移动平台位于轨道上，并可沿轨道移动；旋转平台设置在平行移动平台上，电池托盘通过垂直举升装置设置在旋转平台上；所述电池托盘上设置有利于于吸取电池盒的电池吸取装置。
然而，该系统装置存在如下几个问题：1、机器人多箱电池盒装配，对电动车定位和制造精度要求较高，且较难定位，需配置专门的泊车司机；2、机器人在充电架上存取电池采用刚性定位销进行定位，定位要求高，存取电池时冲击力大；3、电池充电区和电池快换区布置未分开，难以对电池充电区保持一定的环境温度，同时，人流和物流交叉易发生安全事故。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种纯电动客车整套充电物流系统，该充电物流系统通过柔性布置，使得整套充电系统更为优化合理，避免了多箱电池盒装配时对电动车过高的定位和对接精度要求，提高姿态适应性，无需配置专门的泊车司机，降低了运行成本。
本发明是这样实现的：一种纯电动客车整套充电物流系统，由电池充电区、电池快换区和电动平移小车构成，所述电池充电区为封闭式区域，所述电池快换区为半封闭式区域，电池充电区内设置有充电机、充电架和堆垛机，所述电池快换区内设置有电动助力机械臂，所述电池充电区与电池快换区内设置有相互连通的地面轨道，地面轨道两端分别与堆垛机和电动助力机械臂对接，所述电动平移小车设置在地面轨道上，所述充电机与充电架对接，所述堆垛机通过移动分别与充电架和电动平移小车对接，所述电动助力机械臂通过移动分别与纯电动客车的电池安装处和电动平移小车对接。
所述堆垛机为巷道式堆垛机，包括定位装置、行走装置、升降装置和电池存取载货平台，所述定位装置由激光测距器和认址片结合而成，定位装置与充电架和电动平移小车相配合定位对接，所述行走装置安装在巷道轨道上，行走装置上装有减速电机，所述电池存取载货平台安装在升降装置上。
所述电池存取载货平台包括电池存取载货平台本体、动力摩擦辊道、推拉机构和升降装置，所述动力摩擦辊道安装在电池存取载货平台本体上，动力摩擦辊道上装有减速电机，所述推拉机构安装在电池存取载货平台本体上，所述升降装置安装在推拉机构上，推拉机构与电池盒相配合，所述电池盒放置在动力摩擦辊道上。
所述电动助力机械臂包括伺服电机、机械臂本体和电池快换装置，所述伺服电机控制连接机械臂本体，所述机械臂本体与电池快换装置相配合。
所述电池快换装置由安装在电池快换装置本体上的四个部件构成，包括微调摆动装置、电池盒推拉装置、动力摩擦辊道和力反馈操作装置，微调摆动装置通过法兰与机械臂本体连接，电池盒推拉装置与电池盒相配合，所述电池盒放置在动力摩擦辊道上，所述动力摩擦辊道上装有减速电机，所述力反馈操作装置控制连接电池快换装置本体。
本发明纯电动客车整套充电物流系统通过柔性布置，使得整套充电系统更为优化合理，避免了多箱电池盒装配时对电动车过高的定位和对接精度要求，提高姿态适应性，无需配置专门的泊车司机，降低了运行成本；采用激光非接触定位的巷道式堆垛机从充电架上存取电池，避免了机器人刚性定位销定位难和存取电池时对充电架造成的外力冲击；电池充电区和电池快换区分开，电池充电区相对封闭，便于加强对电池充电区的温度控制，提高了充电效率，同时也避免了物流和人流交叉带来的安全隐患；单个电池快换区与电池充电区的单元模块，在实际应用中，可根据场地大小、车流量和快换节拍等依据进行模块组合，灵活应用。
附图说明
图1为本发明纯电动客车整套充电物流系统示意图。
图中：1电池充电区、2电池快换区、3电动平移小车、4电池盒、5纯电动客车、11充电机、12充电架、13堆垛机、21电动助力机械臂。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明表述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
如图1所示，一种纯电动客车整套充电物流系统，由电池充电区1、电池快换区2和电动平移小车3构成，电动平移小车3上设有上、下两层动力摩擦辊道，上层动力摩擦辊道用于接取电池盒4，下层动力摩擦辊道用于送取电池盒4；所述电池充电区1为封闭式区域，所述电池快换区2为半封闭式区域，电池充电区1内设置有充电机11、充电架12和堆垛机13，所述电池快换区2内设置有电动助力机械臂21，所述电池充电区1与电池快换区2内设置有相互连通的地面轨道，地面轨道两端分别与堆垛机13和电动助力机械臂21对接，所述电动平移小车3设置在地面轨道上，所述充电机11与充电架12对接，所述堆垛机13通过移动分别与充电架12和电动平移小车3对接，所述电动助力机械臂21通过移动分别与纯电动客车5的电池安装处和电动平移小车3对接。
本发明可进一步描述为，所述堆垛机13为巷道式堆垛机，包括定位装置、行走装置、升降装置和电池存取载货平台，所述定位装置由激光测距器和认址片结合而成，：所述堆垛机13为巷道式堆垛机，包括定位装置、行走装置、升降装置和电池存取载货平台，所述定位装置由激光测距器和认址片结合而成，定位装置与充电架12和电动平移小车3相配合定位对接，所述行走装置安装在巷道轨道上，行走装置上装有减速电机，所述电池存取载货平台安装在升降装置上，由减速电机带动缆绳使电池存取载货平台上下移动；所述电池存取载货平台包括电池存取载货平台本体、动力摩擦辊道、推拉机构和升降装置，所述动力摩擦辊道安装在电池存取载货平台本体上，动力摩擦辊道上装有减速电机，减速电机通过链条驱动动力摩擦辊道接入和送出电池盒4，所述推拉机构安装在电池存取载货平台本体上，所述升降装置安装在推拉机构上，推拉机构与电池盒4相配合，所述电池盒4放置在动力摩擦辊道上；在取电池盒4时，推拉机构将电池盒4拉至动力摩擦辊道上，接着行走装置带动电池盒4移动并通过定位装置使电池盒4与电动平移小车3精确定位并对接，此时，升降装置上升，然后，利用动力摩擦辊道将电池盒4送至电动平移小车3上；在接电池盒4时，动力摩擦辊道将电池盒4从电动平移小车3内接至电池存取载货平台上，升降装置下降，并使推拉机构与电池盒4相对固定，接着行走装置带动电池盒4移动并使电池盒4与充电架12精确定位并对接，最后，推拉机构将电池盒4送入充电架12内。
所述电动助力机械臂21包括伺服电机、机械臂本体和电池快换装置，所述伺服电机控制连接机械臂本体，所述机械臂本体与电池快换装置相配合；所述电池快换装置由安装在电池快换装置本体上的四个部件构成，包括微调摆动装置、电池盒推拉装置、动力摩擦辊道和力反馈操作装置，微调摆动装置通过法兰与机械臂本体连接，通过微调摆动装置内的轴承实现电池快换装置的前后和左右摆动，电池盒推拉装置与电池盒4相配合，所述电池盒4放置在动力摩擦辊道上，所述动力摩擦辊道上装有减速电机，由减速电机带动链条驱动动力摩擦辊道，用以接入和送出电池盒4，所述力反馈操作装置控制连接电池快换装置本体，用于操纵电池快换装置。在存取电池盒时，首先通过力反馈操作装置操纵电池快换装置与纯电动客车5或电动平移小车3精确定位并对接，然后，利用电池盒推拉装置将电池盒4接至或推出动力摩擦辊道。
在本实施例中，为了适应车流量的需要，在每个电池快换区2的两侧分别配套了一个电池充电区1，并且每个电池充电区1上都配了2部电动平移小车3，大大提高了充电电池的更换效率。
本充电物流系统装配已充电池流程为：首先堆垛机13和充电架12精确定位并对接，然后利用堆垛机13上的推拉机构将已充好电的电池盒4拉至电池存取载货平台上，接着堆垛机13和电动平移小车3精确定位并对接，堆垛机13上的升降机构上升并利用动力摩擦辊道将已充好电的电池盒4送至电动平移小车3，电动平移小车3移至电池快换区2并与电动助力机械臂21精确定位并对接，电动助力机械臂21将已充好电的电池盒4拉至动力摩擦辊道上，最后电动助力机械臂21平移并与纯电动客车5的电池安装处精确定位并对接，将已充好电的电池盒4推入到纯电动客车5内。
本充电物流系统取出待充电池流程为：首先电动助力机械臂21平移并与纯电动客车5的电池安装处精确定位并对接，将待充电的电池盒4拉出纯电动客车5内并移至电动助力机械臂21的动力摩擦辊道上，接着电动助力机械臂21移动并与电动平移小车3精确定位并对接，将待充电的电池盒4推入电动平移小车3内，然后电动平移小车3移至电池充电区1并与堆垛机13精确对接，利用动力摩擦辊道将待充电的电池盒4送入堆垛机13上的电池存取载货平台上，最后堆垛机13移动并与充电架12精确对接，利用堆垛机13上的推拉机构将待充电的电池盒4推入充电架12内，由充电机11对充电架12上的待充电的电池盒4进行充电。

Claims (3)

1.一种纯电动客车整套充电物流系统，其特征是：由电池充电区(1)、电池快换区(2)和电动平移小车(3)构成，所述电池充电区(1)为封闭式区域，所述电池快换区(2)为半封闭式区域，电池充电区(1)内设置有充电机(11)、充电架(12)和堆垛机(13)，所述电池快换区(2)内设置有电动助力机械臂(21)，所述电池充电区(1)与电池快换区(2)内设置有相互连通的地面轨道，地面轨道两端分别与堆垛机(13)和电动助力机械臂(21)对接，所述电动平移小车(3)设置在地面轨道上，所述充电机(11)与充电架(12)对接，所述堆垛机(13)通过移动分别与充电架(12)和电动平移小车(3)对接，所述电动助力机械臂(21)通过移动分别与纯电动客车(5)的电池安装处和电动平移小车(3)对接；所述电动助力机械臂(21)包括伺服电机、机械臂本体和电池快换装置，所述伺服电机控制连接机械臂本体，所述机械臂本体与电池快换装置相配合；所述电池快换装置由安装在电池快换装置本体上的四个部件构成，包括微调摆动装置、电池盒推拉装置、动力摩擦辊道和力反馈操作装置，微调摆动装置通过法兰与机械臂本体连接，电池盒推拉装置与电池盒(4)相配合，所述电池盒(4)放置在动力摩擦辊道上，所述动力摩擦辊道上装有减速电机，所述力反馈操作装置控制连接电池快换装置本体。
2.如权利要求1所述的纯电动客车整套充电物流系统，其特征是：所述堆垛机(13)为巷道式堆垛机，包括定位装置、行走装置、升降装置和电池存取载货平台，所述定位装置由激光测距器和认址片结合而成，定位装置与充电架(12)和电动平移小车(3)相配合定位对接，所述行走装置安装在巷道轨道上，行走装置上装有减速电机，所述电池存取载货平台安装在升降装置上。
3.如权利要求2所述的纯电动客车整套充电物流系统，其特征是：所述电池存取载货平台包括电池存取载货平台本体、动力摩擦辊道、推拉机构和升降装置，所述动力摩擦辊道安装在电池存取载货平台本体上，动力摩擦辊道上装有减速电机，所述推拉机构安装在电池存取载货平台本体上，所述升降装置安装在推拉机构上，推拉机构与电池盒(4)相配合，所述电池盒(4)放置在动力摩擦辊道上。
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