CN103079912A - 一种用于在电池动力车辆中更换电池的方法 - Google Patents

一种用于在电池动力车辆中更换电池的方法 Download PDF

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Abstract

一种用于在电池动力车辆中更换电池的方法，包括用于向和从该车辆（3）运送电池（2）的机器人（1）。本发明的特征：在于该车辆（3）配有水平地放置的隔间（4），供一个或数个电池（2）相互平行平放；在于该机器人（1）配有能够沿一个方向（9）伸出和退回的运送平面（6）；在于该运送平面（6）还能够沿两个互相垂直的方向（10、11）相对于所述方向（9）被位移。使该车辆（3）处于相对于靠近该盖的该机器人（1）的预定地点；在于使该机器人借助光学装置（15）确定电池在该隔间（4）中的位置；在于使该机器人位移所述运送平面（6）到相对于电池的预定位置；在于使退回装置（17-20）附着到所述隔间中的电池；在于该电池被用退回装置从所述隔间退回到运送平面（6）；在于使机器人（1）把电池运送到充电站（21）；在于使机器人（1）把已充电的电池从已充电电池的贮存间（21）运送到所述运送平面（6）；在于使位移装置（17-20），在预定位置上把电池（2）插入所述隔间（4）中；以及在于使该盖（5）被关闭。

Description

一种用于在电池动力车辆中更换电池的方法
技术领域
本发明涉及一种用于在电池动力车辆中更换电池的方法。
背景技术
一种用于更换小汽车电池的系统已经为人所知。该系统从下面操作，且该系统涉及,在小汽车已经驶上类似于用于加润滑剂的坑道（lubrication pit）的坡道之后，前行的设备从小汽车下面抬下电池、并用被带给小汽车的完全充电的电池从下面向上替换它。这样的解决方案要求在开挖的坑道中安装电池更换设备，这是相当大的缺点。此外，车辆下面的环境不适合管理电池的更换，因为小汽车的下表面被暴露于灰尘，而当车辆在车行道中的物体上驶过时，电池可能被损坏。
因此，用所描述的现有技术系统有诸多缺点。
发明内容
本发明消除这些缺点。
本发明因此涉及一种用于在电池动力车辆中更换电池的方法，包括分别用于向和从该车辆运送电池的机器人，而本发明的特征：在于该车辆配有水平地放置的隔间，供一个或数个电池相互平行平放；在于该隔间配有能够被打开的盖；在于该机器人配有能够沿一个方向伸出和退回的运送平面；在于该运送平面还能够沿两个互相垂直的方向相对于所述方向被位移；在于使该车辆相对于该机器人处于预定地点，这里所述运送平面被定位在车辆的所述盖上；在于使该盖被打开；在于使该机器人借助光学装置确定电池的位置；在于使该机器人位移所述运送平面到相对于电池的预定位置，运送平面在该位置上被伸出；在于使属于机器人的退回装置被附着到所述隔间中的并将被更换的电池上；在于该电池借助所述退回装置从所述隔间被退回，以便使它停靠在运送平面上；在于使机器人借助该运送平面和连续的运送器，把电池运送至充电站；在于可使机器人借助运送器，把已充电的电池从机器人中的已充电电池的贮存间运送到所述运送平面；在于使属于机器人的位移装置，在预定位置上把电池插入所述隔间中；以及在于使该盖被关闭。
附图说明
本发明将在下面更详细地被描述，部分地与附图出示的实施例相结合，这里
-图1示出其中应用本发明的设备的概要透视图，
-图2和3示出车辆的部分和电池，以便说明本发明，和
-图4示出用于更换电池的设备的一部分和车辆的一部分。
具体实施方式
在电池动力车辆中，用于借助机器人1分别向和从车辆3运送电池2的更换电池的本方法，在图1和4示出。
按照本发明车辆3配有水平地放置的隔间4，供一个或数个电池2相互平行平放。该隔间4被定位在车辆的下部并在车辆的轮轴之间。隔间4配有能够被打开的盖5。机器人1配有运送平面6，它能够沿一个方向9被伸出和退回。最好是该运送平面是这样的类型，其中环形皮带7是用皮带内的滚筒8驱动，如图4所示。或者，该运送平面可以由滚筒式传送机构成。
运送平面6还能够沿两个互相垂直的方向10、11相对于所述方向9被位移，如图1所示。能够使运送平面独自位移，也能够使机器人1相对于它的支承12位移而使运送平面位移。最好是使机器人能够绕它自身的轴旋转，如图1中的箭头13、14所示，以便在必要时补偿车辆3相对于机器人1的倾斜站立（standing）。
按照本方法，使车辆3相对于机器人1处于预定位置，在该预定位置的所述运送平面6被定位在车辆3的所述盖5上。其后使盖5被打开，这可以借助车辆内的操作设备或手动完成。
其后，使机器人借助光学装置，确定电池2在所述隔间4中的位置。
按照一个优选实施例，所述光学装置是安装在机器人上并指向离开机器人1的方向的扫描激光器15。
或者，所述光学装置15可以是有与之相关联的图像处理软件的视频摄像机。
当该隔间中电池的位置已经被确定时，使机器人1位移所述运送平面6到相对于电池的预定位置，运送平面在该位置上被伸出。该预定位置靠近车辆，而运送平面的上表面在此与所述隔间4的下表面有相同的高度，如图4所示。
使属于机器人的夹子被附着于所述隔间4中的并将被更换的电池上。
按照一个优选实施例，所述夹子包括安装在拉杆19、20上的吸杯17、18，使该吸杯靠吸力附着在电池面向机器人的表面上。该吸杯按熟知方式被连接到真空泵。该夹子能够按一些其他适合方式被设计，例如使用被附着于电池的钩或爪。
电池2其后借助所述夹子从所述隔间4被拉出，这样使它停靠在运送平面6上。
使机器人1借助运送平面6和连续的运送器，把电池运送至充电站21。连续的运送器被定位在机器人1和充电站21之间的波纹管22内。充电站21还包括已充电电池的贮存间。使机器人1借助所述运送器，把已充电的电池从已充电的电池的贮存间运送到所述运送平面6。这种情况在图4中示出。
其后，使属于机器人的位移装置在预定位置上把电池2插进所述隔间4，之后，使盖5被关闭。
按照一个优选实施例，使机器人1在电池在移走之前，借助检测装置识别电池或多个电池。这样确保适合该车辆的电池被插进该车辆。
更可取的是，该检测装置是扫描激光器。或者，该检测装置可以是有与之相关联的图像处理软件的视频摄像机15。
照此，前面所说的扫描激光器能够被用于该检测。电池的识别能够通过扫描附着于电池面向机器人的表面上的条码完成。
另外，RFID发射机应答器（射频识别）可以被附着于电池，该发射机应答器被机器人中的发射器-接收器设备读取。
按照一个优选实施例，上述位移装置可以包括从机器人1伸出的拉杆，以便以此方式把电池插进所述隔间。为了把电池插进所述隔间4，使用前面描述的拉杆19、20是合适的。
按照再一个优选实施例，电池，或这些电池的每一个，有突出部23-26或轮子，使该突出部或轮子在所述隔间4中，与被定位成横向跨越车辆的纵向方向的导轨27、28相互作用，以便把电池定位在所述隔间中。该突出部完全可以取任何合适的形式，导轨也一样可以。导轨可以被排列成使电池从隔间4中的这些导轨悬挂下来。电池还可以在下侧配有轮子（图中没有出示），在突出部与导轨之间的相互作用期间，这些轮子被安排在隔间4的底部滚动。
最好是，使所述光学装置15确定所述导轨27、28的位置和所述突出部23-26或轮子的位置，以便使机器人能够正确地调整运送平面6的位置。
突出部可以伸出电池2的整个长度，如图3所示。可以有若干突出部34-41在不同的地点，如在图2和3中所示。目的是，应当能够把不同电池插进隔间，要看机器人中已充电电池的贮存间内电池的供应。通过机器人确定将要从隔间移出的电池的特征，机器人能够从车辆和电池性质的数据库，检索有关哪种电池或哪些电池能够插进某种具体车辆的隔间4的信息。以上所述给出大的灵活性。
上面描述的设备能够完全被放置在地平面之上，而不需要坑道。而且，按照本发明，电池被很好保护地定位在利用盖5封闭的隔间中。此外，电池的更换完全自动地发生。
诸多实施例已经在上面被描述。然而，本发明能够相对于详细的实施例被改变，诸如检测系统、机器人的设计等等，因而，本发明不被认为受上面描述的实施例的限制，而本发明能够在所附专利权利要求书限定的范围内变化。

Claims (11)

1.一种用于在电池动力车辆中更换电池的方法，包括分别用于向和从该车辆（3）运送电池（2）的机器人（1），特征在于：该车辆（3）配有水平地放置的隔间（4），供一个或数个电池（2）相互平行平放；在于该隔间（4）配有能够被打开的盖（5）；在于该机器人（1）配有能够沿一个方向（9）伸出和退回的运送平面（6）；在于该运送平面（6）还能够沿两个互相垂直的方向（10、11）相对于所述方向（9）被位移；在于使该车辆（3）相对于该机器人（1）处于预定地点，这里所述运送平面（6）被定位在车辆的所述盖上；在于使该盖被打开；在于使该机器人借助光学装置（15）确定电池在该隔间（4）中的位置；在于使该机器人位移所述运送平面（6）到达相对于电池的预定位置，运送平面在该位置上被伸出；在于使属于机器人的退回装置（17-20）被附着到所述隔间中的并将被更换的电池；在于该电池借助所述退回装置从所述隔间被退回，使它停靠在运送平面（6）上；在于使机器人（1）借助该运送平面（6）和连续的运送器，把电池运送至充电站（21）；在于使机器人（1）借助运送器，把已充电的电池从机器人中的已充电电池的贮存间（21）运送到所述运送平面（6）；在于使属于机器人的位移装置（17-20），在预定位置上把电池（2）插入所述隔间（4）中；以及在于使该盖（5）被关闭。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于，可使该机器人（1）在电池取出之前，借助检测装置（15）识别电池（2）。
3.按照权利要求1或2的方法，其特征在于，所述光学装置是扫描激光器（15）。
4.按照权利要求2或3的方法，其特征在于，该检测装置是扫描激光器（15）。
5.按照权利要求1或2的方法，其特征在于，所述光学装置是有与之相关联的图像处理软件的视频摄像机（15）。
6.按照权利要求2或3的方法，其特征在于，所述检测装置是有与之相关联的图像处理软件的视频摄像机（15）。
7.按照权利要求2、3、4、5或6的方法，其特征在于，使电池（2）的识别，通过读取电池面向机器人的表面上的条码进行。
8.按照权利要求1的方法，其特征在于，所述退回装置，包括安装在拉杆（19、20）上的吸杯（17、18），使该吸杯靠吸力附着在电池（2）面向机器人（1）的表面上。
9.按照权利要求1的方法，其特征在于，所述位移装置包括被伸出的拉杆（19、20），以便它们以此方式把电池（2）插进所述隔间（4）。
10.按照前面权利要求的任一项的方法，其特征在于，该电池或这些电池的每一个有突出部（23-26）或轮子，使该突出部或轮子在所述隔间（4）中，与被定位成横向跨越车辆的纵向方向的导轨（27、28）相互作用，以便把电池定位在所述隔间中。
11.按照权利要求10的方法，其特征在于，使所述光学装置（15）确定所述导轨（27、28）的位置和所述突出部（23-26）或轮子的位置。
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