CN103192803B - 电动商用车电池箱取放装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电动商用车电池箱取放装置换电装置，它不需复杂的转动配合，能够在有限的空间内完成转身与电池的更换，从而减小整个换电装置的体积，同时不需要复杂的结构，从而便于维护，提供了工作效率。它包括安装在换电机器人框架内的可纵向移动的升降组合，升降组合下部悬挂可原地转动的载物台组合，载物台组合上设有货叉组合以及电池推手组合；所述升降组合四角设有与换电机器人框架的矩形钢立柱相配合的V型轮组；在升降组合上还设有载物台组合转动驱动装置和限位装置。

Description

电动商用车电池箱取放装置

技术领域

本发明涉及电动商用车电池箱取放装置。

背景技术

目前电动汽车的换电都是通过换电机器人完成，换电机器人的核心装置就是换电装置。

中国专利CN101214814A提出了一种四箱更换的方式，以解决电池箱的更换问题，但是这种方式同时更换，对于机械结构加工要求精度过高，出现变形后，定位难度大。

中国专利CN102673536A提出了一种独立对称的换电机构，两侧电池架都能够独立旋转、伸缩、升降，当更换电池时需要旋转180度，这样造成占地面积大，而且两侧电池架的旋转功能可以省略，只留中间的换电功能就满足使用要求，重复的旋转功能造成机械机构复杂度提高。

中国专利CN102040010A提出了一种四箱更换的方式，同样存在中国专利CN101214814A的问题。

中国专利CN202641653A的旋转装置安装在托盘的底部，这样会造成高度的增加，对于底盘较低的车辆，会影响换电效果。

现有的电池箱更换方式多是采用多个设备间的相互配合，或是单个设备的重复运动，这种换电方式造成了换电区域面积大、换电时间长、重复定位次数多，控制程序复杂、故障率高等，从而严重影响了换电效率的提高，阻碍了电动车行业的发展。

发明内容

本发明的目的就是为解决上述问题，提供电动商用车电池箱取放装置换电装置，它不需复杂的转动配合，能够在有限的空间内完成转身与电池的更换，从而减小整个换电装置的体积，同时不需要复杂的结构，从而便于维护，提供了工作效率。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种电动商用车电池箱取放装置，它包括安装在换电机器人框架内的可纵向移动的升降组合，升降组合下部悬挂可原地转动的载物台组合，载物台组合上设有货叉组合以及电池推手组合；所述升降组合四角设有与换电机器人框架的矩形钢立柱相配合的V型轮组；在升降组合上还设有载物台组合转动驱动装置和限位装置。

所述升降组合包括升降方钢框架，在升降方钢框架四角安装V型轮组，同时还安装有升降连接板；在升降方钢框架上设有升降安装板，升降安装板上布置若干升降加强筋板，其中 位于中间的加强筋板部分伸出；升降安装板为镂空的，其下部与载物台组合转动驱动装置连接。

所述载物台组合转动驱动装置包括与载物台组合连接的转盘轴承，转盘轴承与升降齿轮啮合，升降齿轮通过升降减速机与升降电机连接；所述转盘轴承的内圈比外圈略高，内圈与升降安装板连接固定。

所述各V型轮组有四组共8个，分别安装在四根钢管的上下两头，钢管焊接在升降组合的升降方钢框架四角；每个V型轮组主要由安装座、支撑轴、轴套、轴承、V型滚轮组成；所述安装座由底板、两侧安装板焊接而成，轴承外圈与V型滚轮内孔配合，支撑轴与轴承内圈配合，两侧各一个轴套，支撑轴安装在两侧安装板上；其中的V型滚轮沿四根矩形钢立柱角边升降。

所述载物台组合包括一个焊接主体框架、俯仰电机、俯仰减速机、俯仰齿轮、俯仰轴承座安装板、转盘轴承外圈安装板、限位块安装板、限位装置；所述焊接主体框架为一方形立体结构，所述焊接主体框架一侧底部安装俯仰电机以及俯仰减速机，所述俯仰减速机输出轴带俯仰齿轮；所述俯仰轴承座安装板焊接在主体框架底部的前后侧；所述转盘轴承外圈安装板焊接在主体框架的顶部，转盘轴承外圈安装板中间镂空，转盘轴承外圈安装板底下是限位块安装板，限位装置安装在限位块安装板上。

所述限位装置为滑动式结构，由限位滑轨和限位滑块组成，所述限位滑轨固定，限位滑块与限位滑轨配合运动，限位滑轨两端各有限位挡板限位。

所述货叉组合分为上下两层：

下层货叉下面一侧安装部分齿轮；所述下层货叉下面中间安装货叉电机、货叉减速机，所述货叉减速机输出轴安装货叉驱动齿轮，下层货叉中间开一个长条孔，货叉驱动齿轮从长条孔露出一部分；下层货叉下面前后安装俯仰轴承座；所述下层货叉上面安装槽轨道；

上层货叉下面安装轨道条，所述轨道条上安装尼龙块，所述尼龙块在槽轨道内往复运动；上层货叉下面安装货叉驱动齿条，所述货叉驱动齿条与所述货叉驱动齿轮啮合；所述上层货叉上面安装多排滚轮安装座，两侧的安装座外侧面与上层货叉外侧面平齐，两侧的安装座内安装滚轮I，中间的安装座安装滚轮II，中间的安装座左侧安装电池推手驱动齿条，滚轮I与两侧的安装座内侧间安装电池推手滑轨，电池推手组合安装在电池推手滑轨上；上层货叉两侧前段安装区域定位传感器DMP。

所述部分齿轮为齿轮截断后取用的带有几个齿的一部分齿轮。

所述电池推手组合由板材焊接而成，呈L型机构，L型结构为立板和平板组成两者间设有肋板；立板前面安装RFID读写器，立板两侧安装激光测距传感器，所述激光测距传感器用于测量电池推手与电池箱的距离与水平角度，中间安装解锁机构驱动电机，解锁机构驱动电机输出轴与解锁头连接；平板上安装电池推手驱动电机，平板底面两侧与滑动安装座通过螺栓连接，通过与电池推手滑轨配合实现电池推手的运动。

所述解锁头呈圆盘型，分为两个半圆型开口套、转动器、嵌入式圆盘三部分组成，两个半圆型开口套与电池推手组合的立板连接固定；所述转动器呈“土”字型，上端直径略小的圆盘与两个半圆型开口套配合，在套内旋转；中间竖圆柱与解锁机构驱动电机输出轴配合，下端直径大的圆盘与嵌入式圆盘连接固定；所述嵌入式圆盘，中间为嵌入式一字机构，嵌入式圆盘内面焊接限位块。

本发明改变了现有换电机构的结构形式，采用了悬挂旋转方式进行电池更换。在使用时，整个换电组合装置先移动到位，利用电池推手组合将电池推送或取出，利用解锁头将电池箱解锁或锁止；当电池箱落在货叉组合上后，原地转身即可将电池箱送入换电机器人侧面的暂存架上，完成电池存放；然后换电组合装置再移动到暂存架上已经充好的电池箱位置，将充好的电池箱取下，再原地转身然后下降到电动汽车的对应位置，利用电池推手将电池复位即可。

上述未详细描述的结构、连接关系、位置关系等均为本领域的常规设置，属于公知常识，在此不再赘述。

本发明的有益效果是：使用转盘轴承连接升降组合与载物台，实现原地转身换电方式，有效减少了整个换电机器人的体积，可实现换电系统的小型化，节约了用地。使用V型滚轮与矩形钢边角配合，既减少了滚轮的使用数量，又满足了前后、左右的限位功能。具备旋转、俯仰、伸缩功能。货叉组合上顶面安装槽型滚轮，减小了电池箱底面与设备表面的摩擦系数，同时实现了对电池箱左右限位功能。

附图说明

图1为本发明的装配结构示意图；

图2为升降组合结构示意图；

图3为载物台组合结构示意图；

图4为限位装置结构示意图；

图5为电池推手组合结构示意图；

图6为解锁头安装图；

图7为解锁头立体结构图；

图8为图7的剖视图。

其中，1.升降组合，2.载物台组合，3.货叉组合，4.电池推手组合，5.解锁机构，6.限位装置，7.升降电机，8.升降减速机，9.升降齿轮，10.升降方钢框架，11.V型轮组，12.转盘轴承13.升降安装板，14.升降加强筋，15.升降连接板，16.焊接主体框架，17.俯仰电机，18.俯仰减速机，19.俯仰齿轮，20.俯仰轴承座安装板，21.转盘轴承外圈安装板，22.限位装置安装板，23.限位滑轨，24.限位滑块，25.限位挡板，26.下层货叉，27.部分齿轮，28.货叉电机，29.货叉减速机，30.货叉驱动齿轮，31.俯仰轴承座，32.槽轨道，33.上层货叉，34.轨道条，35.尼龙块，36.货叉驱动齿条，37.滚轮安装座，38.滚轮I，39.滚轮II，40.电池推手驱动齿条，41.电池推手滑轨，42.区域定位传感器DMP，43.立板，44.平板，45.肋板，46.RFID读写器，47.激光测距传感器，48.解锁机构驱动电机，49.电池推手驱动电机，50.滑动安装座，51.半圆型开口套，52.转动器，53.嵌入式圆盘，54.限位块，55.解锁结构。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。

图1中，升降组合1下部悬挂可原地转动的载物台组合2，在载物台组合2底部设有货叉组合3以及电池推手组合4；所述升降组合1四角设有与换电机器人框架的矩形钢立柱相配合的V型轮组11；在升降组合1上设有载物台组合2转动驱动装置，在载物台组合2上设有限位装置6。

图2中，所述升降组合1由升降电机7、升降减速机8、升降齿轮9、升降方钢框架10、V型轮组11、转盘轴承12、升降安装板13、升降加强筋14、升降连接板15组成。所述升降方钢框架10有一个框架平面，平面四角与四根钢管垂直焊接；所述升降安装板13焊接在框架平面的中间，升降安装板中间镂空；升降加强筋14焊接在升降安装板13表面与框架平面连接，中间升降加强筋14部分伸出，起旋转限位作用。所述V型轮组11安装在四根钢管的上下两头，所述V型轮组11由滚轮安装座、支撑轴、轴套、轴承、V型滚轮组成，所述安装座由底板、两侧安装板焊接而成，轴承外圈与滚轮内孔配合，支撑轴与轴承内圈配合，两侧各一个轴套，支撑轴安装在两侧安装板上，V型滚轮沿换电机器人四根矩形钢立柱角边升降，所述转盘轴承12的内圈比外圈略高，内圈与升降安装板13连接固定；所述升降连接板13为“工”字型焊接结构，用于与换电机器人的升降传动链条的连接。

图3中，所述载物台组合2由一个焊接主体框架16、俯仰电机17、俯仰减速机18、俯仰齿轮19、俯仰轴承座安装板20、转盘轴承外圈安装板21、限位装置安装板22、限位装置 6等组成。所述焊接主体框架16为一方形立体结构，一侧底部安装俯仰电机17带动俯仰减速机18，所述俯仰减速机18输出轴带俯仰齿轮19；所述俯仰轴承座安装板20焊接在主体框架16底部的前后侧；所述转盘轴承外圈安装板21焊接在主体框架16的顶部，转盘轴承外圈安装板21中间镂空，其底下是限位装置安装板22，限位装置6安装在限位装置安装板22上，所述限位装置6为滑动式结构，如图4所示，由限位滑轨23、限位滑块24和限位挡板25组成，所述限位滑轨23固定，限位滑块24与限位滑轨23配合运动，限位滑轨23两端各有限位挡板25限位。

图5中，所述货叉组合3具有伸缩功能，分为上下两层。所述下层货叉26下面一侧安装部分齿轮27，所述部分齿轮27为齿轮截断，取用几个齿；所述下层货叉26下面中间安装货叉电机28带动货叉减速机29、所述货叉减速机29输出轴安装货叉驱动齿轮30，所述下层货叉26中间开一个长条孔，所述货叉减速机29输出轴安装货叉驱动齿轮30从长条孔露出一部分；所述下层货叉26下面前后安装俯仰轴承座31；所述下层货叉26上面安装槽轨道32。

所述上层货叉33下面安装轨道条34，所述轨道条34上安装尼龙块35，所述尼龙块35在槽轨道34内往复运动；所述上层货叉33下面安装货叉驱动齿条36，所述货叉驱动齿条36与所述货叉减速机29输出轴安装货叉驱动齿轮30啮合；所述上层货叉33上面安装三排滚轮安装座37，两侧安装座侧面与上层货叉33侧面平齐，两侧安装座内安装滚轮I38，中间安装座安装滚轮II39，中间安装座左侧安装电池推手驱动齿条40，滚轮I38两侧安装座内侧安装电池推手滑轨41。上层货叉33两侧前段安装区域定位传感器DMP，用于调节行走、升降坐标值。

图6中，所述电池推手组合4由板材焊接而成，呈L型机构，L型结构为立板43和平板44组成，为了增加强度，两者结合出焊接肋板45。立板43前面安装RFID读写器46，立板43两侧安装激光测距传感器47，所述激光测距传感器47用于测量电池推手与电池箱的距离与水平角度，中间安装解锁机构驱动电机48；平板44上安装电池推手驱动电机48，平板44底面两侧与滑动安装座50通过螺栓连接，通过与电池推手滑轨41配合实现电池推手的运动。

图7、图8中，所述解锁机构55呈圆盘型，分为两个半圆型开口套51、转动器52、嵌入式圆盘53三部分组成，两个半圆型开口套51与电池推手组合的立板43连接固定；所述转动器52呈“土”字型，上端直径略小的圆盘与半圆型开口套51配合，在套内旋转；中间竖圆柱与解锁机构驱动电机48输出轴配合，下端直径大的圆盘与嵌入式圆盘53连接固定；所述嵌入式圆盘53中间为嵌入式一字机构，嵌入式圆盘53内面焊接限位块54。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种电动商用车电池箱取放装置，其特征是，它包括安装在换电机器人框架内的可纵向移动的升降组合，升降组合下部悬挂可原地转动的载物台组合，载物台组合上设有货叉组合以及电池推手组合；所述升降组合四角设有与换电机器人框架的矩形钢立柱相配合的V型轮组；在升降组合上还设有载物台组合转动驱动装置和限位装置；

所述货叉组合分为上下两层：

下层货叉下面一侧安装部分齿轮；所述下层货叉下面中间安装货叉电机、货叉减速机，所述货叉减速机输出轴安装货叉驱动齿轮，下层货叉中间开一个长条孔，货叉驱动齿轮从长条孔露出一部分；下层货叉下面前后安装俯仰轴承座；所述下层货叉上面安装槽轨道；上层货叉下面安装轨道条，所述轨道条上安装尼龙块，所述尼龙块在槽轨道内往复运动；上层货叉下面安装货叉驱动齿条，所述货叉驱动齿条与所述货叉驱动齿轮啮合；所述上层货叉上面安装多排滚轮安装座，两侧的安装座外侧面与上层货叉外侧面平齐，两侧的安装座内安装滚轮I，中间的安装座安装滚轮II，中间的安装座左侧安装电池推手驱动齿条，滚轮I与两侧的安装座内侧间安装电池推手滑轨，电池推手组合安装在电池推手滑轨上；上层货叉两侧前段安装区域定位传感器DMP。

2.如权利要求1所述的一种电动商用车电池箱取放装置，其特征是，所述升降组合包括升降方钢框架，在升降方钢框架四角安装V型轮组，同时还安装有升降连接板；在升降方钢框架上设有升降安装板，升降安装板上布置若干升降加强筋板，其中位于中间的加强筋板部分伸出；升降安装板为镂空的，其下部与载物台组合转动驱动装置连接。

3.如权利要求1或2所述的一种电动商用车电池箱取放装置，其特征是，所述载物台组合转动驱动装置包括与载物台组合连接的转盘轴承，转盘轴承与升降齿轮啮合，升降齿轮通过升降减速机与升降电机连接；所述转盘轴承的内圈比外圈略高，内圈与升降安装板连接固定。

4.如权利要求1或2所述的一种电动商用车电池箱取放装置，其特征是，所述各V型轮组有四组共8个，分别安装在四根钢管的上下两头，钢管焊接在升降组合的升降方钢框架四角；每个V型轮组主要由安装座、支撑轴、轴套、轴承、V型滚轮组成；所述安装座由底板、两侧安装板焊接而成，轴承外圈与V型滚轮内孔配合，支撑轴与轴承内圈配合，两侧各一个轴套，支撑轴安装在两侧安装板上；其中的V型滚轮沿四根矩形钢立柱角边升降。

5.如权利要求1所述的一种电动商用车电池箱取放装置，其特征是，所述载物台组合包括一个焊接主体框架、俯仰电机、俯仰减速机、俯仰齿轮、俯仰轴承座安装板、转盘轴承外圈安装板、限位块安装板、限位装置；所述焊接主体框架为一方形立体结构，所述焊接主体框架一侧底部安装俯仰电机以及俯仰减速机，所述俯仰减速机输出轴带俯仰齿轮；所述俯仰轴承座安装板焊接在主体框架底部的前后侧；所述转盘轴承外圈安装板焊接在主体框架的顶部，转盘轴承外圈安装板中间镂空，转盘轴承外圈安装板底下是限位块安装板，限位装置安装在限位块安装板上。

6.如权利要求5所述的一种电动商用车电池箱取放装置，其特征是，所述限位装置为滑动式结构，由限位滑轨和限位滑块组成，所述限位滑轨固定，限位滑块与限位滑轨配合运动，限位滑轨两端各有限位挡板限位。

7.如权利要求1所述的一种电动商用车电池箱取放装置，其特征是，部分齿轮为齿轮截断后取用的带有几个齿的一部分齿轮。

8.如权利要求1或6所述的一种电动商用车电池箱取放装置，其特征是，所述电池推手组合由板材焊接而成，呈L型机构，L型结构为立板和平板组成两者间设有肋板；立板前面安装RFID读写器，立板两侧安装激光测距传感器，所述激光测距传感器用于测量电池推手与电池箱的距离与水平角度，中间安装解锁机构驱动电机，解锁机构驱动电机输出轴与解锁头连接；平板上安装电池推手驱动电机，平板底面两侧与滑动安装座通过螺栓连接，通过与电池推手滑轨配合实现电池推手的运动。

9.如权利要求8所述的一种电动商用车电池箱取放装置，其特征是，所述解锁头呈圆盘型，分为两个半圆型开口套、转动器、嵌入式圆盘三部分组成，两个半圆型开口套与电池推手组合的立板连接固定；所述转动器呈“土”字型，上端直径略小的圆盘与两个半圆型开口套配合，在套内旋转；中间竖圆柱与解锁机构驱动电机输出轴配合，下端直径大的圆盘与嵌入式圆盘连接固定；所述嵌入式圆盘，中间为嵌入式一字机构，嵌入式圆盘内面焊接限位块。