CN103507785B - 换电设备 - Google Patents

Abstract

一种换电设备，用于将电池取出和存入电池仓，包括换电车、壳体、动力装置、主动手、推杆机构。推杆机构包括推杆、第一连杆、第二连杆、第一连接件、第二连接件、凸块、扭簧、曲柄、连接杆、摇杆及凸轮。推杆穿过壳体滑动设置，第一连接件、第一连杆、第二连杆和第二连接件依次转动连接，凸块设于第二连杆上，扭簧的两端分别与壳体和第二连杆抵接。曲柄、连接杆、摇杆和凸轮连接构成曲柄运动。曲柄的一端伸出于壳体外并收容于换电车所开设的通孔内。凸轮与凸块抵接。对电池进行存取时，曲柄带动与其连接的部件动作，使得推杆往回收缩，实现主动手与电池上的锁扣配合，从而完成存取电池的动作。此种换电设备结构巧妙、可靠性较高。

Description

换电设备

技术领域

本发明涉及一种换电设备，特别是涉及一种用于电动车电池更换领域的换电设备。

背景技术

在汽车制造领域，各厂商都在寻找一种可以替代燃油的节能环保方案，以解决日益紧张的能源短缺问题。在汽车上加装电池以代替燃油是一种较好的解决方案。当电池的电量用完后，需要将其从汽车的电池仓内拆下，进行充电后，再将其送回电池仓。

应用于汽车领域的电池，一般体积较大，重量较重，通常需要借助外部的换电设备才能进行换电工作。

传统的换电设备结构复杂，且动作配合步骤较多，从而导致换电设备的可靠性较差。

发明内容

基于此，有必要提供一种可靠性较高的换电设备。

一种换电设备，用于将电池取出和存入于电池仓，包括：换电车、设于所述换电车上的壳体、与所述壳体连接的动力装置、安装于所述壳体上用于与所述电池配合连接的主动手、收容于所述壳体内的推杆机构，

所述推杆机构包括推杆、第一连杆、第二连杆、第一连接件、第二连接件、凸块、扭簧、曲柄、连接杆、摇杆及凸轮，

所述推杆穿过所述壳体滑动设置，并与所述主动手的指向方向相同，所述第一连接件与所述推杆的一端连接，所述第一连杆的两端分别与所述第一连接件和所述第二连杆的一端转动连接，所述第二连杆的另一端与所述第二连接件转动连接，所述第二连接件固设于所述壳体内，所述凸块设于所述第二连杆上，

所述扭簧的两端分别与所述壳体和所述第二连杆抵接，

所述曲柄与所述凸轮均与所述壳体的内壁转动连接，所述连接杆两端分别与所述曲柄的一端和所述摇杆的一端转动连接，所述换电车上开设有通孔，所述曲柄的另一端伸出于所述壳体外并收容于所述通孔内，所述摇杆的另一端与所述凸轮连接，所述凸轮与所述凸块抵接。

在其中一个实施例中，所述第一连杆、所述第二连杆、所述凸块和所述扭簧的数量各为两个，且对称分布于所述推杆轴线的两侧。

在其中一个实施例中，所述推杆机构的数量为两个，且分布于所述主动手的两侧。

在其中一个实施例中，所述凸块为轴承。

在其中一个实施例中，所述凸轮上开设有与所述凸块对应的凹陷，所述凸块收容于所述凹陷内。

在其中一个实施例中，所述推杆机构还包括导向法兰，所述导向法兰固定于所述壳体上，所述推杆穿过所述导向法兰并与之滑动连接。

在其中一个实施例中，所述主动手包括电机、外壳、联轴器、齿轮轴、锁瓣，所述外壳穿过并固定于所述壳体上，所述联轴器与所述齿轮轴连接并收容于所述外壳内，所述锁瓣贯穿所述外壳与所述齿轮轴啮合，所述电机穿过所述外壳与所述联轴器连接。

在其中一个实施例中，所述换电设备还包括第一信号杆和第二信号杆，所述第一信号杆和所述第二信号杆在所述主动手的指向方向上与所述壳体滑动连接。

在其中一个实施例中，动力装置为伺服电机。

将电池存入电池仓内或将电池从电池仓内取出时，所述推杆机构的所述曲柄带动与其连接的部件动作，使得所述推杆往回收缩，实现所述主动手与电池上的锁扣配合，从而将电池锁定于电池仓内或将电池从电池仓内解锁，进而完成存取电池的动作。所述换电设备结构巧妙、配合精准、可靠性较高。

附图说明

图1为本实施例的换电设备的立体图；

图2为图1所示的换电设备部分内部结构可见的立体图；

图3为图1所示的主动手的剖面结构示意图；

图4为图2所示的推杆机构处于其中一个状态的结构示意图；

图5为图2所示的推杆机构处于另一个状态的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

如图1所示，其为一实施例的换电设备10的立体图。请同时参阅图2，其为图1所示的换电设备10部分内部结构可见的立体图。

换电设备10用于将电池（图未示）从电池仓（图未示）内解锁并取出，以及将电池存入电池仓内并锁定。

换电设备10包括：壳体100、动力装置200、主动手300、推杆机构400、第一信号杆500、第二信号杆600及换电车700。

壳体100与动力装置200连接，动力装置200用于带动壳体100往复运动。在本实施例中，动力装置200为伺服电机。

主动手300安装于壳体100上，主动手300用于与电池配合连接，将电池从电池仓内解锁并拉出，以及将电池锁定于电池仓内。

推杆机构400收容于壳体100内。

第一信号杆500和第二信号杆600在主动手300的指向方向上与壳体100滑动连接。

壳体100安装于换电车700上，壳体100在动力装置200的驱动下在换电车700上滑动。

如图3所示，其为主动手300的剖面结构示意图。主动手300包括：电机310、外壳320、联轴器330、齿轮轴340、锁瓣350。外壳320穿过并固定于壳体100设置。联轴器330与齿轮轴340连接并收容于外壳320内。锁瓣350贯穿外壳320与齿轮轴340啮合。电机310穿过外壳320与联轴器330连接。

如图4和图5所示，其分别为推杆机构400在两个不同状态下的结构示意图。推杆机构400包括：推杆412、导向法兰414、第一连杆422、第二连杆424、第一连接件426、第二连接件428、凸块430、曲柄440、连接杆450、摇杆460、盘形凸轮470及扭簧480。

导向法兰414固定在壳体100上，推杆412穿过导向法兰414并与之滑动连接，推杆412一端伸出壳体100外，另一端位于壳体100内，推杆412与主动手300的指向方向相同。第一连接件426与推杆412位于壳体100内的一端固定连接。第一连杆422的一端与第一连接件426转动连接，另一端与第二连杆424的一端转动连接，第二连杆424的另一端与第二连接件428转动连接。第二连接件428固定于壳体100的内壁。扭簧480固定于壳体100内，其两端分别与壳体100的内壁和第二连杆424抵接。凸块430设于第二连杆424上。

曲柄440和凸轮470的中部均与壳体100转动连接。换电车700上开设有通孔710，曲柄440的一端伸出于壳体100外并收容于换电车700的通孔710内，连接杆450两端分别与曲柄440和摇杆460转动连接，摇杆460与凸轮470固定连接，曲柄440、连接杆450、摇杆460、凸轮470构成曲柄运动，凸轮470与凸块430抵接。

在本实施例中，第一连杆422、第二连杆424、凸块430和扭簧480的数量各为两个，且对称分布于推杆412轴线的两侧。

在本实施例中，凸块430为轴承。凸块430采用轴承设计，当凸块430与凸轮470配合连接时，可以减少动力传递过程中的摩擦力，使得两者之间更好地实现配合连接。

在本实施例中，凸轮470上开设有与凸块430对应的凹陷472，凸块430收容于凹陷472内。

在本实施例中，推杆机构400的数量为两个，且分布于主动手300的两侧。

换电设备10工作过程分为将电池从电池仓内取出的拉动过程，以及将电池存入电池仓内的推动过程。

要说明的是，电池上设有锁扣，所述锁扣与主动手300配合用于将电池锁定于电池仓内，以及将电池从电池仓内解锁；

进一步要说明的是，换电设备10上设有PLC（Programmable LogicController，可编程逻辑控制器），所述PLC用于接收第一信号杆500和第二信号杆600发出的触发信号，并通过所述触发信号产生控制信号，进而控制相关部件产生动作，具体工作过程将在下述过程详细描述。

换电设备10将电池从电池仓内取出的过程说明如下：

换电设备10往电池仓方向运动，当换电车700移动到位，壳体100上的推杆412碰触到电池表面，此时推杆机构400的曲柄440伸出于壳体100的一端被通孔710的孔壁阻挡，曲柄440被触发并转动；

曲柄440转动带动连接杆450转动，连接杆450转动带动摇杆460转动，摇杆460转动带动凸轮470转动，凸轮470转动带动与之抵接的凸块430运动；

凸块430运动使得转动连接的第一连杆422和第二连杆424向一侧弯曲，第一连杆422带动与之连接的推杆412往电池运动的反方向收缩，第二连杆424同时带动扭簧480压缩；

在推杆412收缩的过程中，第一信号杆500和第二信号杆600会触碰到电池上的锁扣并开始收缩。此时第一信号杆500发送触发信号给PLC，PLC检测到所述触发信号后，发送控制信号使换电车700停止运动，PLC同时发送控制信号给动力装置200，动力装置200驱动壳体100在换电车700上往电池仓方向继续运动；

壳体100带动主动手300进入到电池的锁扣内，壳体100运动的距离通过PLC预先设定，壳体100运动到PLC预先设定的距离后停止运动。接着PLC发出指令驱动电机310转动，电机310带动联轴器330转动，联轴器330带动齿轮轴340旋转，齿轮轴340带动与其啮合的锁瓣350伸出于外壳320外，此时主动手300通过锁瓣350与电池上的锁扣卡接；

接着，PLC控制动力装置200反转，动力装置200带动壳体100往远离电池仓一侧运动，电池的锁扣与电池仓解除锁定，电池被主动手300拉出于电池仓外；

第二信号杆600用于检测电池在拉出的过程中是否与主动手300卡接，当电池从主动手300上脱离时，第二信号杆600复位并发送触发信号给PLC，PLC检测到所述触发信号后，发送控制信号给报警器，报警器发出报警信号；在电池被拉出电池仓外的过程中，推杆412、第一连杆422、第二连杆424、曲柄440、连接杆450、摇杆460均在扭簧480的作用下复位。

至此，换电设备10将电池从电池仓内拉出，完成取电池动作。

换电设备10将电池存入电池仓内的过程说明如下：

电池通过其锁扣与主动手300连接，并位于换电车700上；

换电设备10带动电池往电池仓方向运动，当电池运动到电池仓内的指定位置时，此时曲柄440被触发，经过一系列动作使得推杆412往回收缩；

主动手300带动锁扣继续往电池仓方向运动，使得锁扣与电池仓挂接，从而使电池锁定于电池仓内；

接着PLC控制主动手300上的锁瓣350收缩，锁瓣350收缩后，PLC控制动力装置200动作，动力装置200带动壳体100往远离电池仓方向的运动，主动手300与电池分离。

到此，换电设备10将电池存入电池仓内，完成存电池动作。

将电池存入电池仓内或将电池从电池仓内取出时，推杆机构400的曲柄440带动与其连接的部件动作，使得推杆412往回收缩，实现主动手300与电池上的锁扣配合，从而将电池锁定于电池仓内或将电池从电池仓内解锁，进而完成存取电池的动作。这种换电设备10结构巧妙、配合精准、可靠性较高。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种换电设备，用于将电池取出和存入于电池仓，其特征在于，包括：换电车、设于所述换电车上的壳体、与所述壳体连接的动力装置、安装于所述壳体上用于与所述电池配合连接的主动手、收容于所述壳体内的推杆机构，

所述推杆机构包括推杆、第一连杆、第二连杆、第一连接件、第二连接件、凸块、扭簧、曲柄、连接杆、摇杆及凸轮，

所述推杆穿过所述壳体滑动设置，并与所述主动手的指向方向相同，所述第一连接件与所述推杆的一端连接，所述第一连杆的两端分别与所述第一连接件和所述第二连杆的一端转动连接，所述第二连杆的另一端与所述第二连接件转动连接，所述第二连接件固设于所述壳体内，所述凸块设于所述第二连杆上，

所述扭簧的两端分别与所述壳体和所述第二连杆抵接，

所述曲柄与所述凸轮均与所述壳体的内壁转动连接，所述连接杆两端分别与所述曲柄的一端和所述摇杆的一端转动连接，所述换电车上开设有通孔，所述曲柄的另一端伸出于所述壳体外并收容于所述通孔内，所述摇杆的另一端与所述凸轮连接，所述凸轮与所述凸块抵接。

2.根据权利要求1所述的换电设备，其特征在于，所述第一连杆、所述第二连杆、所述凸块和所述扭簧的数量各为两个，且对称分布于所述推杆轴线的两侧。

3.根据权利要求1所述的换电设备，其特征在于，所述推杆机构的数量为两个，且分布于所述主动手的两侧。

4.根据权利要求1所述的换电设备，其特征在于，所述凸块为轴承。

5.根据权利要求1所述的换电设备，其特征在于，所述凸轮上开设有与所述凸块对应的凹陷，所述凸块收容于所述凹陷内。

6.根据权利要求1所述的换电设备，其特征在于，所述推杆机构还包括导向法兰，所述导向法兰固定于所述壳体上，所述推杆穿过所述导向法兰并与之滑动连接。

7.根据权利要求1所述的换电设备，其特征在于，所述主动手包括电机、外壳、联轴器、齿轮轴、锁瓣，所述外壳穿过并固定于所述壳体上，所述联轴器与所述齿轮轴连接并收容于所述外壳内，所述锁瓣贯穿所述外壳与所述齿轮轴啮合，所述电机穿过所述外壳与所述联轴器连接。

8.根据权利要求1所述的换电设备，其特征在于，所述换电设备还包括第一信号杆和第二信号杆，所述第一信号杆和所述第二信号杆在所述主动手的指向方向上与所述壳体滑动连接。

9.根据权利要求1所述的换电设备，其特征在于，所述动力装置为伺服电机。