CN103303267B - 转运箱内充电电池全自动取放装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种转运箱内充电电池全自动取放装置，包括升降机构、设于升降机构上的电池取放机构及设于电池取放机构上的缓存平台，电池取放机构包括底板及安装在底板上的两根直线导轨、伺服驱动装置和滑动支架，伺服驱动装置和滑动支架相连，滑动支架的两端分别滑动连接在两根直线导轨上，滑动支架上连接有一横梁，横梁上安装有一排水平向前伸出的电池取放手指，底板安装在升降机构上，缓存平台安装在底板上。不论转运箱有多高，本发明都能自动地完成转动箱内充电电池的进出箱，从而使外部相关设备或车辆方便地实现和充电电池的自动对接，省时省力，提高效率，节省劳动力，减少劳动强度，使电动汽车的充换电更加轻松、方便和可靠。

Description

转运箱内充电电池全自动取放装置

技术领域

本发明涉及一种充电电池取放设备，尤其涉及一种转运箱内充电电池全自动取放装置。

背景技术

电动汽车是国内的新兴行业，相关的产业还处于起步阶段，充电电池作为电动汽车的动力源，需要有专门的充电站对其进行电能补充，所以电网公司会建设专门的充换电站作为电动汽车的配套机构。充换电站中有很多个用来安放充满电的充电电池的转运箱及待充电的充电电池的转运箱，转运箱中充电电池按层排列安放，为了能容纳更多的充电电池，这些转运箱一般都造得比较高，而充电电池自身重量又比较重，一般有65kg，所以如果靠人工搬运实现电动汽车充电电池的更换，则劳动强度大，效率低，非常费时费力。

发明内容

本发明主要解决原来在电动汽车充换电站从充电电池转运箱中取放充电电池靠人工搬运实现，劳动强度大，效率低，非常费时费力的技术问题；提供一种转运箱内充电电池全自动取放装置，其不论转运箱有多高，都能自动地完成转动箱内充电电池的进出箱，从而使外部相关设备或车辆实现和充电电池的自动对接，省时省力，提高效率，节省劳动力。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明包括升降机构、设于升降机构上的电池取放机构及设于电池取放机构上的缓存平台，所述的电池取放机构包括底板及安装在底板上的两根直线导轨、伺服驱动装置和滑动支架，伺服驱动装置和滑动支架相连，滑动支架的两端分别滑动连接在两根直线导轨上，滑动支架上连接有一横梁，横梁上安装有一排水平向前伸出的电池取放手指，所述的底板安装在所述的升降机构上，所述的缓存平台安装在所述的底板上。一排电池取放手指和转运箱中放在同一排的充电电池上的卡口相对应。通过升降机构控制电池取放机构的高度，使缓存平台和需要取放充电电池的转运箱内某层高度一致，在伺服驱动装置的控制下，滑动支架沿着直线导轨作水平向前移动，直到电池取放手指伸到充电电池的卡口中，然后滑动支架后移，由电池取放手指拉出充电电池，并放置到缓存平台上，在升降机构的控制下缓存平台可调整到合适到的高度，便于机器人或机械手对出箱的充电电池进行后续处理。反之，可以将由机器人或机械手放在缓存平台上的充电电池放入转运箱中。因此，本技术方案可以全自动完成转动箱内充电电池的进出箱，无需人工搬动，降低劳动强度，节省劳动力，省时省力，提高效率。

作为优选，所述的伺服驱动装置位于两直线导轨之间，伺服驱动装置包括伺服电机、两个传动轮及连接两个传动轮的传动带，伺服电机和其中一个传动轮相连，传动带和所述的直线导轨平行，所述的传动带上设有一个安装块，安装块和所述的滑动支架的中部相连。伺服电机工作，带动传动轮和传动带旋转，使安装在单边传动带上的安装块作来回直线运动，从而驱动滑动支架向前或向后移动。实现方便，运行可靠。

作为优选，所述的横梁上安装有若干个升降驱动装置，若干个升降驱动装置等距间隔排成一排，每个升降驱动装置上安装有一个所述的电池取放手指。电池取放手指在升降驱动装置的控制下能作略微的上升或下降，当电池取放手指伸入充电电池的卡口中时，升降驱动装置控制电池取放手指上升，使电池取放手指和充电电池紧密卡接，再拉出充电电池到缓存平台上，然后升降驱动装置控制电池取放手指下降，使电池取放手指和充电电池分离，从而将充电电池放到缓存平台上。将充电电池放入转运箱中，工作原理同理。确保电池取放手指取充电电池时连接更牢固、放充电电池时更顺利。

作为优选，所述的升降驱动装置为气缸，所述的电池取放手指和气缸的活塞相连；或者所述的升降驱动装置为电机，电机的转轴上连有丝杆，所述的电池取放手指和丝杆相连。气缸充气，活塞伸出，电池取放手指上升；气缸放气，活塞退回，电池取放手指下降。电机正转，丝杆上升，电池取放手指上升；电机反转，丝杆下降，电池取放手指下降。控制和实现都很方便且可靠。

作为优选，所述的电池取放手指的伸出端头上设有向上弯折的勾体。充电电池上的卡口有个上弯的孔位，和电池取放手指的勾体相对应。当电池取放手指上升时，勾体伸入充电电池卡口上弯的孔位中，实现和充电电池的牢固勾连，在伺报驱动装置的控制下，方便地拉出充电电池。勾体的设置，确保电池取放手指和充电电池的连接更加牢固，充电电池不易从电池取放手指上脱落，取放更可靠、更安全。

作为优选，所述的缓存平台上安装有多根互相平行的滚筒支架，滚筒支架的设置方向和所述的电池取放手指的伸出方向一致，相邻两根滚筒支架之间等距间隔地安装有多个阻尼滚筒。取放时，阻尼滚筒的高度和需要取放充电电池的转运箱内某层高度一致，电池取放手指从转运箱拉出充电电池，在阻尼滚筒的配合下，可轻松地将充电电池拉到阻尼滚筒上。阻尼滚筒有效减少充电电池拉出时底部的摩擦力，并能使充电电池在其上匀速移动，所需拉力少，减少伺服驱动装置的电耗，而阻尼滚筒又可保证充电电池不受到拉力时能静止地待在上面，不会滑动，便于机器人或机械手进行后续处理，也确保充电电池放置更安全，不会因滑落而损坏。

作为优选，所述的滑动支架包括两端滑动连接在直线导轨上的滑板及连于滑板两端的支承板，滑板的中部和所述的伺服驱动装置相连，支承板由竖板和横板相连成横置的L型，竖板的一端和滑板相连，横板的一端和所述的横梁相连。滑动支架结构牢固，更易拉出充电电池，能承受多个充电电池的重量。

作为优选，所述的两个支承板的竖板之间连接有和所述的滑板平行的加强板，加强板靠近竖板和横板的连接处。进一步提高滑动支架的牢度，使其不易受损，延长使用寿命。

作为优选，所述的缓存平台和所述的底板大小相同，缓存平台覆盖在所述的底板上，所述的缓存平台上设有两条长条形导向孔，所述的支承板从所述的长条形导向孔中穿出，所述的横梁位于所述的缓存平台的上方。缓存平台盖住整个底板，起到保护直线导轨和伺服驱动装置的作用，防水防尘，也使外形更加美观。

作为优选，所述的升降机构包括底座、液压缸及若干个十字交叉的伸缩架，液压缸安装在所述的底座中部，液压缸的活塞和所述的电池取放机构的底板相连，底座的两侧和电池取放机构的底板之间对称地安装有伸缩架组，每个伸缩架组由若干个伸缩架依次相连而成。液压缸运行，活塞伸出或退回，十字交叉的伸缩架的夹角随之变化，控制电池取放机构的升降。升降机构既起到控制电池取放机构升降的作用又起到支承电池取放机构的作用。根据转运箱高度的需要，每个伸缩架组可以采用由两个伸缩架相连而成，也可以采用由三个或四个甚至更多个伸缩架依次相连构成。

上面提到的技术方案中，伺服电机、气缸、电机和液压缸的运行，可以通过人工手动操作控制开关进行控制，也可连接控制电路，由控制电路集中控制。控制电路一般由中央处理单元及与之相连的按键单元、显示单元构成，中央处理单元有三个控制信号输出端，其中一个控制信号输出端和液压缸的进液电磁阀相连，另一个控制信号输出端和气缸的进气电磁阀相连，还有一个控制信号输出端和伺服电机的驱动端相连，从而实现全自动控制。由控制电路集中控制的方案为更加优选的方案，自动化程度更高，控制电路中设置有工作软件，工作人员只需通过按键输入转运箱层数，本发明就能自动地将缓存平台调整到需要的高度，并对充电电池实施取放动作。

本发明的有益效果是：能使电池取放机构作垂直升降运动和水平前后移动，还能使电池取放手指作抬起和落下运动，有效勾住充电电池或放下充电电池，因此不论转运箱有多高，都能自动地完成转动箱内充电电池的进出箱，从而使外部相关设备或车辆方便地实现和充电电池的自动对接，省时省力，提高效率，节省劳动力，减少劳动强度，提高电动汽车充换电的自动化程度和智能化程度，使电动汽车的充换电更加轻松、方便和可靠。

附图说明

图1是本发明的一种立体结构示意图。

图2是本发明中电池取放机构的一种立体结构示意图。

图3是本发明中电池取放手指的一种立体结构示意图。

图4是本发明中升降机构的一种立体结构示意图。

图中1.升降机构，2.缓存平台，3.底板，4.直线导轨，5.滑动支架，6.横梁，7.电池取放手指，8.伺服电机，9.传动轮，10.传动带，11.升降驱动装置，12. 勾体，13.滚筒支架，14.阻尼滚筒，15.滑板，16.竖板，17.横板，18.加强板，19.长条形导向孔，20.底座，21.液压缸，22.伸缩架，23.转运箱，24.充电电池，25.卡口。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的转运箱内充电电池全自动取放装置，如图1所示，包括升降机构1、安装于升降机构1上的电池取放机构及安装于电池取放机构上的缓存平台2。如图4所示，升降机构1包括底座20、液压缸21及四个十字交叉的伸缩架22，底座20置于地面上，液压缸21安装在底座20的中心位置，液压缸21的活塞和电池取放机构上的底板3相连，底座20的左右两侧和电池取放机构的底板3之间对称地安装有伸缩架组，每个伸缩架组由两个十字交叉的伸缩架22相连而成。如图2所示，电池取放机构包括底板3及安装在底板3上的两根直线导轨4、伺服驱动装置和滑动支架5，伺服驱动装置位于两直线导轨4之间，伺服驱动装置包括伺服电机8、两个传动轮9及连接两个传动轮9的传动带10，伺服电机8和其中一个传动轮9相连，传动带10和直线导轨4平行，传动带10的一条单边上连有一个安装块，安装块和滑动支架5的中部相连。滑动支架5包括两端滑动连接在直线导轨4上的滑板15及连于滑板15两端的支承板，滑板15的中部和传动带上的安装块相连，支承板由竖板16和横板17相连成横置的L型，竖板16的一端和滑板15相连，横板17的一端和横梁6相连。两个支承板的竖板16之间连接有和滑板15平行的加强板18，加强板18靠近竖板16和横板17的连接处。如图1所示，缓存平台2和底板3大小相同，缓存平台2安装在底板3上并覆盖住底板3，缓存平台2上有两条和直线导轨相对应的长条形导向孔19，两块支承板分别从两条长条形导向孔19中穿出，加强板18、横梁6均位于缓存平台2的上方。横梁6上安装有五个升降驱动装置11，五个升降驱动装置11等距间隔排成一排，每个升降驱动装置11上安装有一个水平向前伸出的电池取放手指7，如图3所示，电池取放手指7的伸出端头上有一个向上弯折的勾体12。五个电池取放手指7的位置和放置在转运箱23中的充电电池24上的卡口25位置相对应。本实施例中，升降驱动装置11为气缸，电池取放手指7的一端和气缸的活塞相连。当然升降驱动装置11也可采用电机，电机的转轴上连有丝杆，电池取放手指7的一端和丝杆相连。如图1所示，长条形导向孔19位于缓存平台2的后半部，缓存平台的前半部安装有十根互相平行的滚筒支架13，滚筒支架13的设置方向和电池取放手指7的伸出方向一致，两根滚筒支架13构成一组滚筒安装组，两根滚筒支架之间等距间隔地安装有六个阻尼滚筒14，五个滚筒安装组依次紧贴相邻安装，阻尼滚筒的长度大于充电电池的宽度。液压缸的控制开关、伺服电机的驱动电路及气缸的控制开关分别通过电缆和控制电路相连。

工作过程：控制电路控制升降机构中液压缸活塞的伸缩，从而控制底板的升降，调整到缓冲平台上阻尼滚筒所在高度和电池转运箱中需要取放的充电电池所在层的高度一致，控制电路控制伺服电机运转，从而使滑块支架沿直线导轨作水平前后移动，使安装在横梁上的电池取放手指移向电池运转箱，待电池取放手指伸入到充电电池的卡口中，控制电路控制气缸活塞的伸缩，使电池取放手指顶升，勾住充电电池卡口中的弯孔，然后在伺服电机的控制下滑动支架后移，带动电池取放手指后拉，将充电电池从电池转运箱中拉到阻尼滚筒上，阻尼滚筒保证充电电池在其上匀速运动，待到达指定位置后，气缸活塞缩回，带动电池取放手指下降，电池取放手指的勾体和充电电池的弯孔脱离，滑动支架再后移一段距离，则完全将充电电池安放到阻尼滚筒上，而阻尼滚筒可保证充电电池处于静止状态，不会发生滑移，等待机器人或机械手对出箱充电电池进行搬运处理。将充电电池放入转运箱的工作过程与上相反，不再多述。

Claims (9)

1.一种转运箱内充电电池全自动取放装置，其特征在于包括升降机构（1）、设于升降机构（1）上的电池取放机构及设于电池取放机构上的缓存平台（2），所述的电池取放机构包括底板（3）及安装在底板（3）上的两根直线导轨（4）、伺服驱动装置和滑动支架（5），伺服驱动装置和滑动支架（5）相连，滑动支架（5）的两端分别滑动连接在两根直线导轨（4）上，滑动支架（5）上连接有一横梁（6），横梁（6）上安装有一排水平向前伸出的电池取放手指（7），所述的底板（3）安装在所述的升降机构（1）上，所述的缓存平台（2）安装在所述的底板（3）上；所述的横梁（6）上安装有若干个升降驱动装置（11），若干个升降驱动装置（11）等距间隔排成一排，每个升降驱动装置（11）上安装有一个所述的电池取放手指（7）。

2.根据权利要求1所述的转运箱内充电电池全自动取放装置，其特征在于所述的伺服驱动装置位于两直线导轨（4）之间，伺服驱动装置包括伺服电机（8）、两个传动轮（9）及连接两个传动轮（9）的传动带（10），伺服电机（8）和其中一个传动轮（9）相连，传动带（10）和所述的直线导轨（4）平行，所述的传动带（10）上设有一个安装块，安装块和所述的滑动支架（5）的中部相连。

3.根据权利要求1所述的转运箱内充电电池全自动取放装置，其特征在于所述的升降驱动装置（11）为气缸，所述的电池取放手指（7）和气缸的活塞相连；或者所述的升降驱动装置（11）为电机，电机的转轴上连有丝杆，所述的电池取放手指（7）和丝杆相连。

4.根据权利要求1或3所述的转运箱内充电电池全自动取放装置，其特征在于所述的电池取放手指（7）的伸出端头上设有向上弯折的勾体（12）。

5.根据权利要求1或2所述的转运箱内充电电池全自动取放装置，其特征在于所述的缓存平台（2）上安装有多根互相平行的滚筒支架（13），滚筒支架（13）的设置方向和所述的电池取放手指（7）的伸出方向一致，相邻两根滚筒支架（13）之间等距间隔地安装有多个阻尼滚筒（14）。

6.根据权利要求1或2所述的转运箱内充电电池全自动取放装置，其特征在于所述的滑动支架（5）包括两端滑动连接在直线导轨（4）上的滑板（15）及连于滑板（15）两端的支承板，滑板（15）的中部和所述的伺服驱动装置相连，支承板由竖板（16）和横板（17）相连成横置的L型，竖板（16）的一端和滑板（15）相连，横板（17）的一端和所述的横梁（6）相连。

7.根据权利要求6所述的转运箱内充电电池全自动取放装置，其特征在于所述的两个支承板的竖板（16）之间连接有和所述的滑板（15）平行的加强板（18），加强板（18）靠近竖板（16）和横板（17）的连接处。

8.根据权利要求6所述的转运箱内充电电池全自动取放装置，其特征在于所述的缓存平台（2）和所述的底板（3）大小相同，缓存平台（2）覆盖在所述的底板（3）上，所述的缓存平台（2）上设有两条长条形导向孔（19），所述的支承板从所述的长条形导向孔（19）中穿出，所述的横梁（6）位于所述的缓存平台（2）的上方。

9.根据权利要求1或2所述的转运箱内充电电池全自动取放装置，其特征在于所述的升降机构（1）包括底座（20）、液压缸（21）及若干个十字交叉的伸缩架（22），液压缸（21）安装在所述的底座（20）中部，液压缸（21）的活塞和所述的电池取放机构的底板（3）相连，底座（20）的两侧和电池取放机构的底板（3）之间对称地安装有伸缩架组，每个伸缩架组由若干个伸缩架（22）依次相连而成。