CN102729959B - 一种更换电池箱的方法及换电夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种更换电池箱的方法及换电夹具，本发明利用换电夹具承载电池箱，换电夹具安装在可移动的快换系统上，快换系统完成电池箱的转运；换电夹具通过无杆气缸将电池箱从电动汽车或充电架上拉出来，将电池箱从换电夹具上推入电动汽车或充电架上；换电夹具通过解锁气缸打开或锁紧电池箱；完成更换电池箱的过程。本发明可配合全自动或半自动快换系统实现对电池的更换。具有适应性广，兼容性好的特点。可减轻更换电池箱的劳动强度，提高更换电池箱的效率，运行过程中可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种更换电池箱的方法及换电夹具,属于电动汽车的电池箱更换技术领域。
背景技术
随着社会的发展，能源日益短缺、环境污染严重、全球气候变化潜在影响巨大，电力来源多元化、零排放的电动汽车成为未来汽车的发展方向。在电动汽车使用频次较高的情况下，需要经常更换电池箱。现有的电池箱很重；采用人工更换电池箱不仅劳动强度大，而且效率低。目前是通过全自动或半自动快换系统在充电架和电动汽车外箱之间实现快速转运，但如何快速将电池箱从电动汽车上搬至快换系统上，或快速将电池箱从快换系统搬至电动汽车上是目前快速更换电池箱的一个重大课题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种能配合全自动或半自动快换系统实现对电池进行更换、并具有适应性广、兼容性好的更换电池箱的方法及换电夹具，以克服现有技术的不足。
本发明的技术方案：本发明的一种更换电池箱的方法是利用换电夹具承载电池箱，换电夹具安装在可移动的快换系统上，快换系统完成电池箱的转运；换电夹具通过无杆气缸将电池箱从电动汽车或充电架上拉出来，或将电池箱从换电夹具上推入电动汽车或充电架上；换电夹具通过解锁气缸打开或锁紧电池箱；这样即完成更换电池箱的过程。
前述更换电池箱的方法中，所述无杆气缸上的滑块与推拉支架连接，推拉支架上安装电磁吸盘，通过电磁吸盘吸附住电池箱，在无杆气缸的带动下将电池箱从电动汽车或充电架上拉出来，将电池箱从换电夹具上推入电动汽车或充电架上。
前述更换电池箱的方法中，所述解锁气缸安装在推拉支架上，当推拉支架接近电池箱时，解锁气缸前端的电磁解锁吸盘与电池箱上的吸盘座吸合，拉动吸盘座打开电池箱与电动汽车或充电架的锁紧状态。
前述更换电池箱的方法中，所述换电夹具通过扶正装置将电池箱扶正；扶正装置通过位于电池箱四角的四个斜面导向块向下移动，利用斜面自动扶正电池箱。
前述更换电池箱的方法中，所述扶正装置在上下移动时，通过拨叉轴与叉体滑动连接，叉体经旋转轴带动挡块做90°旋转，打开或关闭电池箱的移动通道；防止换电夹具在移动过程中突然断电时因惯性导致电池箱从换电夹具中滑出。
前述更换电池箱的方法中，所述移动通道上均布有万向球，用于减轻电池箱在推拉或扶正时的滚动摩擦。
本发明的一种根据上述方法构建的换电夹具为：该换电夹具包括夹具框架，夹具框架底部设有无杆气缸，无杆气缸的滑块与推拉支架连接；推拉支架上设有电磁吸盘和解锁气缸，解锁气缸前端设有电磁解锁吸盘。
前述换电夹具中，所述夹具框架两侧分别设有两根框架立柱；框架立柱上设有导轨和扶正支架，导轨与扶正滑块滑动连接，扶正滑块与斜面导向块连接；扶正支架上设有扶正气缸，扶正气缸的活塞杆与斜面导向块连接。
前述换电夹具中，所述夹具框架两侧的两根框架立柱上的扶正滑块，其中靠近夹具框架前端的两个扶正滑块上设有拨叉轴，拨叉轴与叉体滑动连接，叉体与旋转轴尾端连接，旋转轴前端设有挡块。
前述换电夹具中，所述无杆气缸两侧均布有万向球。
与现有技术相比，本发明可配合全自动或半自动快换系统实现对电池的更换。具有适应性广，兼容性好的特点。可减轻更换电池箱的劳动强度，提高更换电池箱的效率，运行过程中可靠。本发明换电夹具安装在全自动或半自动快换系统上，负责转动电池箱。负责承载电池箱，并负责将将电池箱从电动汽车或充电架上拉至换电夹具上，或将电池箱从换电夹具上推入电动汽车或充电架上，完成更换电池箱的过程。换电夹具上设有万向球可减轻电池箱在推拉或扶正时的滚动摩擦。换电夹具上设有扶正装置，可将电池箱扶正并压紧，扶正装置与挡块联动，带动挡块做90°旋转，打开或关闭电池箱的移动通道；防止换电夹具在移动过程中突然断电时因惯性导致电池箱从换电夹具中滑出。换电夹具上设有解锁装置，可打开或锁紧电池箱，当需要将电池箱从电动汽车或充电架上拉至换电夹具上时，解锁装置打开电池箱。当将电池箱从换电夹具上推入电动汽车或充电架上后，解锁装置锁紧电池箱，防止电池箱在电动汽车或充电架滑落。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
附图中的标记为：1-电池箱，2-夹具框架，4-推拉支架，5-扶正滑块，6-斜面导向块，7-旋转轴，8-万向球，9-框架立柱，10-挡块，11-扶正气缸，12-扶正支架，13-吸盘座，14-电磁吸盘，16-解锁气缸，17-电磁解锁吸盘，18-无杆气缸。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制。
本发明的实施例：本发明的更换电池箱的方法，其原理如图1所示，该方法是利用换电夹具承载电池箱1，换电夹具安装在可移动的快换系统上，快换系统完成电池箱1的转运；换电夹具通过无杆气缸18将电池箱1从电动汽车或充电架上拉出来，将电池箱1从换电夹具上推入电动汽车或充电架上；换电夹具通过解锁气缸16打开或锁紧电池箱1；完成更换电池箱1的过程。所述无杆气缸18上的滑块与推拉支架4连接，推拉支架4上安装电磁吸盘14，通过电磁吸盘14吸附住电池箱1，在无杆气缸18的带动下将电池箱1从电动汽车或充电架上拉出来，将电池箱1从换电夹具上推入电动汽车或充电架上。所述解锁气缸16安装在推拉支架4上，当推拉支架4接近电池箱1时，解锁气缸16前端的电磁解锁吸盘17与电池箱1上的吸盘座13吸合，拉动吸盘座13打开电池箱1与电动汽车或充电架的锁紧状态。所述换电夹具通过扶正装置将电池箱扶正；扶正装置通过位于电池箱1四角的四个斜面导向块6向下移动，利用斜面自动扶正电池箱1。所述扶正装置在上下移动时，通过拨叉轴与叉体滑动连接，叉体经旋转轴7带动挡块10做90°旋转，打开或关闭电池箱1的移动通道；防止换电夹具在移动过程中突然断电时因惯性导致电池箱1从换电夹具中滑出。所述移动通道上均布有万向球8，用于减轻电池箱在推拉或扶正时的滚动摩擦。
按照上述方法构建的本发明的换电夹具，其结构示意如图1所示，包括夹具框架2，夹具框架2底部设有无杆气缸18，无杆气缸18的滑块与推拉支架4连接；推拉支架4上设有电磁吸盘14和解锁气缸16，解锁气缸16前端设有电磁解锁吸盘17。所述夹具框架2两侧分别设有两根框架立柱9；框架立柱9上设有导轨和扶正支架12，导轨与扶正滑块5滑动连接，扶正滑块5与斜面导向块6连接；扶正支架12上设有扶正气缸11，扶正气缸11的活塞杆与斜面导向块6连接。所述夹具框架2两侧的两根框架立柱9上的扶正滑块5，其中靠近夹具框架2前端的两个扶正滑块5上设有拨叉轴，拨叉轴与叉体滑动连接，叉体与旋转轴7尾端连接，旋转轴7前端设有挡块10。所述无杆气缸18两侧均布有万向球8。
本发明的工作过程及原理说明如下：
本发明的换电夹具安装在全自动或半自动快换系统上，快换系统实际上是一个运载电池箱的转运装置，它只能运载电池箱，并不能将电池箱从电动汽车上搬至快换系统上，或快速将电池箱从快换系统搬至电动汽车上。本发明的换电夹具可将电池箱从电动汽车上搬至快换系统上，或快速将电池箱从快换系统搬至电动汽车上，完成电池箱的更换过程。
具体工作过程如下：
1、将电动汽车上的电池箱取出来时
快换系统运行至电动汽车摆放电池箱1的位置，打开摆放电池箱外箱的门。启动安装在快换系统上的换电夹具，换电夹具上的无杆气缸18带动推拉支架4前移，当推拉支架接近电池箱时，推拉支架上的电磁吸盘14通电，电磁吸盘将电池箱紧紧的吸住。这时解锁气缸16开始工作，解锁气缸上的活塞杆伸出，活塞杆前端的电磁解锁吸盘17将电池箱上的吸盘座13吸牢，这时解锁气缸的活塞杆回缩，将电池箱上的锁紧机构打开。无杆气缸向后运行，通过电磁吸盘将电池箱拉至换电夹具上。当电池箱被拉到位后，扶正装置开始工作，设在换电夹具两侧的四个斜面导向块6向下移动，利用斜面自动扶正电池箱1，并通过斜面导向块6上的橡胶块将电池箱压紧。与此同时，与扶正装置联运的挡块10旋转90°，封住电池箱后退的通道，防止换电夹具在移动过程中突然断电时因惯性导致电池箱1从换电夹具中滑出。然后快换系统撤离电动汽车，运行至充电架。
、将换电夹具上的电池箱推至充电架时
快换系统运行至充电架摆放电池箱1的位置，启动安装在快换系统上的换电夹具，换电夹具上的扶正装置开始工作，设在换电夹具两侧的四个斜面导向块6向上移动，松开电池箱。同时与扶正装置联运的挡块10旋转90°复位，让开电池箱后退的通道。然后无杆气缸18开始工作，无杆气缸18带动推拉支架4前移，推拉支架上的电磁吸盘14将电池箱推至充电架，把电池箱推到位后，解锁气缸16开始工作，解锁气缸上的活塞杆伸出，活塞杆前端的电磁解锁吸盘17推动电池箱上的吸盘座13，将电池箱上的锁紧机构锁紧。然后无杆气缸18复位。
、从充电架上将充好电的电池箱拉至换电夹具上时
快换系统运行至充好电的充电架旁边，启动安装在快换系统上的换电夹具，换电夹具上的无杆气缸18带动推拉支架4前移，当推拉支架接近电池箱时，推拉支架上的电磁吸盘14通电，电磁吸盘将电池箱紧紧的吸住。这时解锁气缸16开始工作，解锁气缸上的活塞杆伸出，活塞杆前端的电磁解锁吸盘17将电池箱上的吸盘座13吸牢，这时解锁气缸的活塞杆回缩，将电池箱上的锁紧机构打开。无杆气缸向后运行，通过电磁吸盘将电池箱拉至换电夹具上。当电池箱被拉到位后，扶正装置开始工作，设在换电夹具两侧的四个斜面导向块6向下移动，利用斜面自动扶正电池箱1，并通过斜面导向块6上的橡胶块21将电池箱压紧。与此同时，与扶正装置联运的挡块10旋转90°，封住电池箱后退的通道，防止换电夹具在移动过程中突然断电时因惯性导致电池箱1从换电夹具中滑出。然后快换系统撤离充电架，运行至电动汽车摆放电池箱1的位置。
、将换电夹具上充好电的电池箱推至电动汽车时
快换系统运行至电动汽车摆放电池箱1的位置，启动安装在快换系统上的换电夹具，换电夹具上的扶正装置开始工作，设在换电夹具两侧的四个斜面导向块6向上移动，松开电池箱。同时与扶正装置联运的挡块10旋转90°复位，让开电池箱后退的通道。然后无杆气缸18开始工作，无杆气缸18带动推拉支架4前移，推拉支架上的电磁吸盘14将电池箱推至电动汽车上的电池外箱中，电池箱推到位后，解锁气缸16开始工作，解锁气缸上的活塞杆伸出，活塞杆前端的电磁解锁吸盘17推动电池箱上的吸盘座13，将电池箱上的锁紧机构锁紧。然后无杆气缸18复位，撤离电动汽车，关好电动汽车上的电池外箱门。至此完成整个电池箱的更换工作。
为了减轻电池箱在推拉或扶正时的滚动摩擦，换电夹具底部电池箱的移动通道上均布有万向球8。
为了保证电磁吸盘14可靠与电池箱吸合，电磁吸盘14为180度自适应万向铰接直流电磁吸盘具有自动贴合被吸物体，保证吸合准确可靠。
Claims (7)
1.一种更换电池箱的方法，其特征在于：该方法利用换电夹具承载电池箱，换电夹具安装在可移动的快换系统上，快换系统完成电池箱的转运；换电夹具通过无杆气缸将电池箱从电动汽车或充电架上拉出来，或将电池箱从换电夹具上推入电动汽车或充电架上；换电夹具通过解锁气缸打开或锁紧电池箱；这样即完成更换电池箱的过程；所述换电夹具通过扶正装置将电池箱扶正；扶正装置通过位于电池箱四角的四个斜面导向块向下移动，利用斜面自动扶正电池箱；所述扶正装置在上下移动时，通过拨叉轴与叉体滑动连接，叉体经旋转轴带动挡块做90°旋转，打开或关闭电池箱的移动通道；防止换电夹具在移动过程中突然断电时因惯性导致电池箱从换电夹具中滑出。
2.根据权利要求1所述更换电池箱的方法，其特征在于：所述无杆气缸上的滑块与推拉支架连接，推拉支架上安装电磁吸盘，通过电磁吸盘吸附住电池箱，在无杆气缸的带动下将电池箱从电动汽车或充电架上拉出来，将电池箱从换电夹具上推入电动汽车或充电架上。
3.根据权利要求2所述更换电池箱的方法，其特征在于：所述解锁气缸安装在推拉支架上，当推拉支架接近电池箱时，解锁气缸前端的电磁解锁吸盘与电池箱上的吸盘座吸合，拉动吸盘座打开电池箱与电动汽车或充电架的锁紧状态。
4.根据权利要求1所述更换电池箱的方法，其特征在于：所述移动通道上均布有万向球，用于减轻电池箱在推拉或扶正时的滚动摩擦。
5.一种按照权利要求1～4任一权利要求所述方法构建的换电夹具，包括夹具框架（2），其特征在于：在夹具框架（2）底部设有无杆气缸（18），无杆气缸（18）的滑块与推拉支架（4）连接；推拉支架（4）上设有电磁吸盘（14）和解锁气缸（16），解锁气缸（16）前端设有电磁解锁吸盘（17）；所述夹具框架（2）两侧分别设有两根框架立柱（9）；框架立柱（9）上设有导轨和扶正支架（12），导轨与扶正滑块（5）滑动连接，扶正滑块（5）与斜面导向块（6）连接；扶正支架（12）上设有扶正气缸（11），扶正气缸（11）的活塞杆与斜面导向块（6）连接。
6.根据权利要求5所述的换电夹具，其特征在于：所述夹具框架（2）两侧的两根框架立柱（9）上的扶正滑块（5），其中靠近夹具框架（2）前端的两个扶正滑块（5）上设有拨叉轴，拨叉轴与叉体滑动连接，叉体与旋转轴（7）尾端连接，旋转轴（7）前端设有挡块（10）。
7.根据权利要求5所述的换电夹具，其特征在于：所述无杆气缸（18）两侧均布有万向球（8）。
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