CN104724081A - 纯电动商用车的电池的更换系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种纯电动商用车的电池的更换系统。更换系统包括起重架、提升机构和搬运机构，提升机构包括相对于起重架在竖直方向可移动地设置的提升部和用于驱动提升部上下移动的提升驱动部，搬运机构与提升机构连接并随提升机构移动而移动，搬运机构用于将待转运物搬进更换系统和搬出更换系统。本发明的更换系统实现了纯电动商用车的电池的快速更换，节约了更换电池的时间。

Description

纯电动商用车的电池的更换系统

技术领域

本发明涉及传送领域，更具体地，涉及一种纯电动商用车的电池的更换系统。

背景技术

在设备需要现场转运的传送领域，例如电动汽车更换时的电池转运过程中，需要专用的更换系统。

目前，随着国内电动汽车在整个商用车产业及动力技术领域的不断发展，对电动汽车的充电技术、充电方式等的需求也随之提高。但是，现有的更换电动汽车电池的设备存在以下缺点：

1.将电动汽车电池从电动汽车拆下后充电或将充电完成的电池安装到电动汽车上的过程占用时间长；

2.现有的更换电池的设备占地面积大；

3.从电动汽车上取电池时，定位精度不高。

发明内容

本发明旨在提供一种实现快速更换电池的纯电动商用车的电池的更换系统。

为了实现上述目的，本发明提供了一种纯电动商用车的电池的更换系统，更换系统包括：起重架；提升机构，提升机构包括相对于起重架在竖直方向可移动地设置的提升部和用于驱动提升部上下移动的提升驱动部；搬运机构，搬运机构与提升机构连接并随提升机构移动而移动，搬运机构用于将待转运物搬进更换系统和搬出更换系统。

进一步地，更换系统还包括行走机构，行走机构包括轨道和与轨道相配合地设置的行走轮。

进一步地，行走机构还包括设置于起重架上方的天轨和与天轨相配合地设置的导向机构。

进一步地，提升驱动部包括提升动力装置和与提升动力装置传动连接的传动螺杆。

进一步地，提升部包括提升框架，提升驱动部包括：提升动力装置；传动装置，传动装置与提升框架传动连接，传动装置用于将提升动力装置（221）的动力转化为提升部竖直方向的运动；导轨，导轨竖直地设置并用于提供提升部竖直方向移动的路径；导向轮组件，导向轮组件与提升框架连接，导向轮组件与导轨相配合地设置。

进一步地，导轨包括U型槽，导向轮组件包括与U型槽的底部配合设置的滑动轮和与U型槽的两个侧壁配合设置的用于防止提升机构晃动的限位轮。

进一步地，限位轮位于U型槽的两个侧壁之间并与该两个侧壁之间的槽宽相匹配。

进一步地，传动装置包括链传动机构，链传动机构包括：主动链轮，主动链轮与提升动力装置传动连接；链条，链条与主动链轮传动连接，链条的两端分别连接于提升机构上；导向链轮，导向链轮位于主动链轮的上方，链条绕经导向链轮，并且链条的位于主动链轮和导向链轮之间的部分沿竖直方向延伸。

进一步地，链传动机构包括第一链传动组件和第二链传动组件，第一链传动组件包括：第一主动链轮，第一主动链轮设置于起重架的第一端的下方，第一导向链轮，第一导向链轮设置于起重架的第一端的上方并位于第一主动链轮的正上方，第一链条，第一链条与第一主动链轮传动连接，第一链条的第一端连接于提升部的靠近主动链轮的第一端的下方，第一链条向下延伸绕过第一主动链轮后并向上延伸，绕过第一导向链轮并向下延伸后，第一链条的第二端连接于提升部的靠近主动链轮的第一端的上方；第二链传动组件包括：第二主动链轮，第二主动链轮设置于起重架的第一端的下方并与第一主动链轮同轴的设置，第二导向链轮，第二导向链轮设置于起重架的第一端的上方并位于第二主动链轮的正上方，第三导向链轮，第三导向链轮设置于起重架的第二端的上方并与第二导向链轮位于同一高度，第二链条，第二链条与第二主动链轮传动连接，第二链条的第一端连接于提升部的第一端的下方，第二链条向下延伸绕过第二主动链轮后，向上延伸并绕过第二导向链轮后向提升部的第二端延伸，绕过第三导向链轮并向下延伸后，第二链条的第二端连接于提升部第二端的上方。

进一步地，传动装置包括偶数个链传动机构，偶数个链传动机构相对于提升部的平行于第一端向第二端的延伸方向的竖直中分面对称地设置。

进一步地，搬运机构包括：旋转机构，旋转机构包括驱动部和旋转部，旋转部与提升部可连接,旋转部相对于提升部可旋转地设置；输送机构，输送机构包括用于承载待转送物的承载部，输送机构与旋转部连接并随旋转部旋转而旋转。

进一步地，旋转部包括旋转框架，旋转框架与输送机构连接。

进一步地，驱动部包括：旋转轴承，旋转轴承的内圈与提升部固定连接，旋转轴承的外圈与旋转部固定连接；第一驱动机构，第一驱动机构与提升部固定连接并与旋转轴承的外圈传动连接。

进一步地，输送机构还包括侧倾机构，侧倾机构与旋转部连接，且相对于旋转部围绕水平方向的旋转中心线可转动地设置，承载部与侧倾机构连接并随侧倾机构转动而转动。

进一步地，侧倾机构包括：侧倾框架，侧倾框架与输送机构的承载部连接；侧倾驱动部，侧倾驱动部与旋转部固定连接并与侧倾框架传动连接。

进一步地，更换系统还包括旋转轴，旋转轴的两端分别通过与旋转轴配合设置的轴承与侧倾框架连接，旋转机构连接于旋转轴的中部。

进一步地，侧倾驱动部包括：第二驱动机构，与旋转部固定连接；传动机构，传动机构与第二驱动机构传动连接，传动机构包括动力输出齿轮；齿条，齿条与动力输出齿轮配合设置并且与侧倾框架固定连接。

进一步地，齿条为弧形齿条。

进一步地，侧倾机构还包括设置在侧倾框架上的用于防止提升部与侧倾框架碰撞的保护垫。

进一步地，侧倾机构还包括用于阻止侧倾机构相对于旋转部转动的止转部。

进一步地，止转部包括：第三驱动机构，第三驱动机构与旋转部固定连接；挡杆部，挡杆部与第三驱动机构传动连接；挡杆套，挡杆套与侧倾框架固定连接，挡杆套与挡杆部配合以阻止侧倾机构转动。

进一步地，输送机构包括多个承载部，多个承载部分多层设置。

进一步地，承载部包括：载物框架；抓取机构，抓取机构相对于载物框架可移动地设置，以将电动汽车电池搬进或搬出载物框架。

进一步地，承载部还包括载物架，载物架可移动地设置在载物框架上，抓取机构可移动地设置在载物架上。

进一步地，相对于载物框架，载物架和抓取机构沿相同的方向往复运动。

进一步地，承载部还包括用于驱动载物架的第四驱动机构。

应用本发明的技术方案，更换系统包括起重架、提升机构和搬运机构，提升机构包括相对于起重架在竖直方向可移动地设置的提升部和用于驱动提升部上下移动的提升驱动部，搬运机构与提升机构连接并随提升机构移动而移动，搬运机构用于将待转运物搬进更换系统和搬出更换系统。本发明的更换系统实现了纯电动商用车的电池的快速更换，节约了更换电池的时间。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明实施例的纯电动商用车的电池的更换系统的主视结构示意图；

图2示出了图1中A处的局部放大图；

图3示出了本发明实施例的纯电动商用车的电池的更换系统的侧视结构示意图；

图4示出了本发明实施例的纯电动商用车的电池的更换系统的提升机构和搬运机构的结构示意图；

图5示出了本发明实施例的纯电动商用车的电池的更换系统的提升机构和输送机构的结构示意图。

附图标记：

1、起重架；2、提升机构；3、搬运机构；4、行走机构；41、行走轮；42、导向机构；21、提升框架；22、提升驱动部；221、提升动力装置；222、传动装置；223、导轨；224、导向轮组件；2241、滑动轮；2242、限位轮；2221、主动链轮；2222、链条；2223、导向链轮；32、旋转机构；33、输送机构；340、旋转轴；321、旋转框架；322、旋转轴承；323、第一驱动机构；330、侧倾机构；331、侧倾框架；332、侧倾驱动部；333、保护垫；334、止转部；335、承载部；3321、第二驱动机构；3322、传动机构；3323、齿条；3341、第三驱动机构；3342、挡杆部；3343、挡杆套；3351、载物框架；3352、抓取机构；3353、载物架。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

在以下实施例中，仅以纯电动商用车的电池的更换系统说明本发明，但本发明可以应用于现场转运其它设备。

如图1至5所示，本发明实施例的更换系统包括起重架1、提升机构2和搬运机构3。提升机构2包括相对于起重架1在竖直方向可移动地设置的提升部和用于驱动提升部上下移动的提升驱动部22。搬运机构3与提升机构2连接并随提升机构2移动而移动，搬运机构3用于将待转运物搬进更换系统和搬出更换系统。

本实施例中，起重架1可移动地设置，提升机构2和搬运机构3随起重架1的移动而移动。提升部在提升驱动部的驱动下在起重架1内上下可移动地设置。搬运机构3用于将待更换的电动汽车电池搬进或搬出搬运机构3。该实施例中，电动汽车电池的更换系统实现了电池在电动汽车与充电站之间的快速运输及更换，节约了更换电池的时间。进一步地，搬运机构3随提升机构2在竖直方向上下移动，有效地提高了更换系统的适用性。

为了实现起重架1的移动，更换系统还包括用于驱动更换系统移动的行走机构4，行走机构4包括轨道和与轨道相配合地设置的行走轮41。轨道有效地提高了起重架1在移动过程中的稳定性，相应地提高了稳定运行的速度，并且轨道为起重架的移动提供了运行轨迹。

优选地，行走机构4还包括设置于起重架1上方的天轨和与天轨相配合地设置的导向机构42。天轨和与其配合设置的导向机构42进一步地提高了起重架1在移动过程中的稳定性，提高了稳定运行的速度。

本实施例中，提升部包括提升框架21。提升驱动部22包括提升动力装置221、传动装置222、导轨223和导向轮组件224。传动装置222与提升框架21传动连接，传动装置222用于将提升动力装置221的动力转化为提升机构2竖直方向的运动。导轨223竖直地设置并用于提供提升部竖直方向移动的路径。导向轮组件224与提升框架21连接，导向轮组件224与导轨223相配合地设置。

优选地，提升动力装置221为抱闸电机。抱闸电机包括制动装置，制动装置在没有电信号的情况下使抱闸电机处于锁紧状态而无法转动。控制系统需要抱闸电机驱动提升部在竖直方向移动前，必须要向抱闸电机的制动装置发送电信号以解除抱闸电机的锁紧状态。提升部竖直方向的移动完成后，控制系统将抱闸电机的制动装置恢复为锁紧状态，电机无法转动。因此，抱闸电机可以将提升部固定于移动路径上的任何位置，提升部不会在重力的作用下下落。

本实施例中，导轨223包括U型槽，导向轮组件224包括U型槽的底部配合设置的用于减小提升机构2在竖直方向运动的摩擦力的滑动轮2241和与U型槽的两个侧壁配合设置的用于防止提升机构2晃动的限位轮2242。

优选地，限位轮2242位于U型槽的两个侧壁之间，并与该两个侧壁之间的槽宽相匹配。限位轮2242可以起到防止提升部在竖直方向移动时偏离轨道的作用，同时也有效地缓解了提升部在垂直于导轨的方向内晃动，增加了更换系统在移动过程中的稳定性。进一步地，减小了电动汽车电车发生磕碰的几率。

还可以优选地，导向轮组件224包括偶数个限位轮2242。偶数个限位轮2242均分地设置在滑动轮2241的两侧并与U型槽两个侧壁的外侧相配合地设置。

优选地，提升驱动部22包括四个竖直设置的导轨223和四个与导轨223配合设置的导向轮组件224。导轨223和导向轮组件224均分地设置提升部的两端。

多个导向轮组件224与竖直设置的多个导轨223配合用于提供提升部竖直方向的移动路径，同时防止提升部在移动的过程中产生晃动。

本实施例中，传动装置222包括链传动机构，链传动包括主动链轮2221、链条2222和导向链轮2223。主动链轮2221与提升动力装置221传动连接。链条2222与主动链轮2221传动连接，链条2222的两端分别连接于提升机构2上。导向链轮2223位于所述主动链轮的上方，所述链条2222绕经所述导向链轮2223，并且所述链条2222的位于主动链轮2221和导向链轮2223之间的部分沿竖直方向延伸。

链传动的平均传动比精确，因此提升驱动部22可以较精确的将提升部定位到一定的高度，提高了提升机构2的精确度。链传动的过载能力强，有效地提高了提升机构2的稳定性和适应性。链传动可以适应恶劣的环境，进一步地提高了更换系统的适应性和稳定性。

本实施例中，链传动机构包括第一链传动组件和第二链传动组件。

第一链传动组件包括第一主动链轮、第一导向链轮和第一链条。

第一主动链轮设置于起重架1的第一端（图1的左端）的下方。

第一导向链轮设置于起重架1的第一端的上方并位于第一主动链轮的正上方。

第一链条与第一主动链轮传动连接，第一链条的第一端连接于提升部的靠近主动链轮2221的第一端的下方，第一链条向下延伸绕过第一主动链轮后并向上延伸，绕过第一导向链轮并向下延伸后，第一链条的第二端连接于提升部的靠近主动链轮2221的第一端的上方。

第二链传动组件包括第二主动链轮、第二导向链轮、第三导向链轮和第二链条。

第二主动链轮设置于起重架1的第一端的下方并与第一主动链轮同轴的设置。

第二导向链轮设置于起重架1的第一端的上方并位于第二主动链轮的正上方。第三导向链轮设置于起重架1的第二端（图1的右端）的上方并与第二导向链轮位于同一高度。

第二链条与第二主动链轮传动连接，第二链条的第一端连接于提升部的第一端的下方，第二链条向下延伸绕过第二主动链轮后，向上延伸并绕过第二导向轮后向提升部的第二端延伸，绕过第三导向链轮并向下延伸后，第二链条的第二端连接于提升部第二端的上方。

由以上描述可以看出，本实施例中，第一链传动组件的第一链条的第二端和第二链传动组件的第二链条第二端分别与提升部的第一端和第二端相连接。因此，保证了提升部的第一端和第二端在竖直方向移动的同步性，提高了提升机构2的稳定性。进一步地，避免了因两端不同步移动而造成的一端严重磨损的现象，因而提高了提升机构2的使用寿命。

优选地，第一主动链轮和第一导向链轮的包角均为180°。优选地，第二主动链轮的包角为180°。较大的包角可以有效地减少出现跳齿现象的几率，保证了精确的传动比，进而保证了提升机构2的精确度。进一步地，有效地减缓了链轮和链条的磨损，延长了链传动机构的使用寿命。

优选地，第一导向链轮和第二导向链轮同轴地设置。

本实施例中，传动装置222包括偶数个链传动机构，偶数个链传动机构相对于提升部的平行于第一端向第二端的延伸方向的竖直中分面对称地设置。具体来说，偶数个链传动机构的第一链传动组件相对于提升部的平行于第一端向第二端的延伸方向的竖直中分面对称地设置，偶数个链传动机构的第二链传动组件相对于提升部的平行于第一端向第二端的延伸方向的竖直中分面对称地设置。对称地设置可以抵消链传动组件对提升部产生的转矩，防止提升部绕平行于第一端向第二端的延伸方向的竖直面产生转动，提高了提升部的稳定性。

如图4所示，本实施例中，搬运机构3包括旋转机构32和输送机构33。旋转机构32包括驱动部和旋转部，旋转部与提升部连接,旋转部相对于提升部可旋转地设置。输送机构33包括用于承载待转送物的承载部335，输送机构33与旋转部连接并随旋转部旋转而旋转。

本实施例中，提升框架21在竖直方向可以移动地设置，旋转机构32和输送机构33均随提升框架21的移动而移动。提升框架21在竖直方向移动，用于将电动汽车电池提升或下降。旋转机构32实现了对电动汽车电池的180度的旋转，使得电动汽车电池的电接触端与电动汽车的电输入端的位置或充电箱的电输出端的位置相适配。输送机构33将旋转后的电动汽车电池移出。应用该技术方案，提高了设备的灵活性，简化了将待充电的电动汽车电池从电动汽车转送到充电箱或将充电完成的电动汽车电池从充电箱转送到电动汽车的过程。进一步地，节约了更换电动汽车电池的时间。

本实施例中，旋转部包括旋转框架321，旋转框架321与输送机构33连接并带动输送机构33旋转。旋转框架321与提升框架21可旋转地设置。

本实施例中，驱动部包括旋转轴承322和第一驱动机构323。旋转轴承322的内圈与提升框架21固定连接，旋转轴承322的外圈与旋转部固定连接。第一驱动机构323与提升框架21固定连接并与旋转轴承322的外圈传动连接。

旋转轴承322的外圈设置有啮合齿，第一驱动机构323包括第一电机和随第一电机的旋转而旋转的第一齿轮。第一驱动机构323通过第一齿轮驱动旋转轴承322的外圈旋转的同时，与旋转轴承322的外圈固定连接的旋转部也相对于提升框架21旋转。旋转轴承322的内圈与外圈之间设置有滚动体，因此降低了摩擦力，提高了更换系统的动力传递效率，降低了能量消耗。旋转轴承322的内圈与外圈结构紧凑，减少了占用空间，提高了更换系统的灵活性。

本实施例中，输送机构33还包括侧倾机构330，侧倾机构330与旋转部连接，且相对于旋转部围绕水平方向的旋转中心线可转动地设置，承载部335与侧倾机构330连接并随侧倾机构330转动而转动。

侧倾机构330与旋转部的旋转框架321连接。侧倾机构330随旋转部的旋转而旋转且相对于旋转部围绕水平方向的旋转中心线可转动地设置。侧倾机构330根据更换电池的电动汽车的前后高度差而旋转，用于保证承载部335与电动汽车的电池箱处于同一平面。侧倾机构330提高了更换系统的适应性。进一步地，减小了电动汽车电池在转运过程中发生磕碰的几率。

如图2所示，侧倾机构330包括侧倾框架331和侧倾驱动部332。侧倾框架331与输送机构33的承载部335连接。侧倾驱动部332与旋转部固定连接并与侧倾框架331传动连接。

搬运机构3还包括旋转轴340，旋转轴340的两端分别通过与旋转轴340配合设置的轴承与侧倾框架331连接，旋转部的旋转框架321连接于旋转轴340的中部。

侧倾驱动部332包括第二驱动机构3321、传动机构3322和齿条3323。第二驱动机构3321与旋转部固定连接。传动机构3322与第二驱动机构3321传动连接，传动机构3322包括动力输出齿轮。齿条3323与动力输出齿轮配合设置并且与侧倾框架331固定连接。齿条3323为弧形齿条。

优选地，侧倾框架331设置在提升框架21的下方且侧倾框架331的宽度与提升框架21的宽度相同。旋转部的旋转框架321的宽度小于侧倾框架331的宽度，旋转框架321位于侧倾框架331内。旋转框架321与旋转轴340固定连接于旋转轴340的中部。旋转轴340的两端分别通过轴承与侧倾框架331连接。旋转轴承322的外圈通过螺栓与旋转部的旋转框架321固定连接。旋转轴承322的内圈通过连接架与提升框架21连接。

第二驱动机构3321为第二电机，第二电机固定设置于旋转框架321上。传动机构3322包括随第二电机旋转的第二齿轮、与第二齿轮传动连接的传动组件。

传动组件包括传动轴、与传动轴固定连接于传动轴中部的第三齿轮和设置于第三齿轮两侧的与传动轴固定连接的两个动力输出齿轮。第二齿轮与第三齿轮相啮合地设置。第三齿轮与动力输出齿轮同轴地设置。

传动组件还包括用于支撑传动组件的支撑部。支撑部包括两个相互平行的支撑板。两个支撑板的第一端与旋转框架321固定连接并向远离旋转框架321的方向延伸。两个支撑板的第二端分别通过轴承与传动组件的传动轴的两端连接。

弧形齿条固定设置于侧倾框架331上的相应地位置。弧形齿条所形成的平面垂直于旋转轴340。弧形齿条与动力输出齿轮相啮合地设置。

第二电机转动时，随第二电机旋转的第二齿轮驱动与之啮合的第三齿轮转动。同时，与第三齿轮同轴设置的动力输出齿轮转动。因为动力输出齿轮与弧形齿条啮合，所以弧形齿条带动侧倾框架331绕旋转轴340转动。

本实施例中，侧倾机构330还包括设置在侧倾框架331上的用于防止提升框架21与侧倾框架331直接碰撞的保护垫333。

优选地，侧倾框架331设置在提升框架21的下方且侧倾框架331的宽度与提升框架21的宽度相同。为了防止侧倾框架331在转动的过程中与提升框架21直接碰撞而造成损坏，在侧倾框架331的四角分别设置有保护垫333。

本实施例中，侧倾机构330还包括用于阻止侧倾机构330相对于旋转部转动的止转部334。止转部334有效地缓解了更换系统整体移动时而造成的电动汽车电池的晃动问题，减少了电动汽车电池因晃动而造成的损坏。

优选地，止转部334包括第三驱动机构3341、挡杆部3342和挡杆套3343。第三驱动机构3341与旋转部固定连接。挡杆部3342与第三驱动机构3341传动连接。挡杆套3343与侧倾框架331固定连接。挡杆套3343与挡杆部3342配合用于阻止侧倾机构330转动。

第三驱动机构3341设置在旋转框架321远离旋转轴340的一侧。挡杆部3342的延伸方向平行于旋转轴340的延伸方向。第三驱动机构3341驱动挡杆部3342在其延伸方向内移动。挡杆套3343包括固定连接在侧倾框架331上的金属环。挡杆部3342具有插入金属环的阻挡位置和退出金属环的放行位置。挡杆部3342位于阻挡位置时，侧倾框架331和与其连接的承载部335无法绕旋转轴340转动。挡杆部3342位于放行位置时，侧倾框架331和与其连接的承载部335可根据需要绕旋转轴340转动。

如图1所示，本实施例中，输送机构33的承载部335包括多个承载单元，多个承载单元分多层规则地设置，每层包括的承载单元的个数相同。

优选地，每层设置的承载单元的个数与需要更换电池的电动汽车的电池箱的个数相适配且承载单元的位置和尺寸也与电动汽车的电池箱相适配。在完成一次定位后，可以更换多块电动汽车电池。本实施例的输送机构33减少了在更换电动汽车电池时的定位次数，节约了更换电动汽车电池的时间。

本实施例中，承载部335包括载物框架3351和抓取机构3352。抓取机构3352相对于载物框架3351可移动地设置，抓取机构3352用于将待转送物搬进或搬出载物框架3351。每个承载单元包括载物架3353和与该载物架3353对应设置的抓取机构3352，载物架3353与载物框架3351可移动地连接，抓取机构3352与载物架3353可移动地连接。相对于载物框架3351，载物架3353和抓取机构3352沿同一方向往复移动。每个承载单元还包括用于驱动载物架3353的第四驱动机构。

优选地，每个承载单元均包括一个矩形的用于容纳待转运的电动汽车电池的容纳空间。容纳空间的延伸方向平行于旋转轴340的延伸方向。承载单元还包括与载物架3353配合设置的第一滑轨。第一滑轨的延伸方向与容纳空间的延伸方向一致。载物架3353相对于第一滑轨可移动地设置。载物架3353上设置有与载物架3353的移动方向一致的与抓取机构3352配合设置的第二滑轨。抓取机构3352与第二滑轨可移动地设置。

更优选地，载物架3353包括用于减小电动汽车电池与载物架3353之间摩擦的沿抓取机构3352的移动路径设置的滑道。滑道有效地减小了电动汽车电池因磨蹭而造成的损坏，延长了电动汽车电池的使用寿命。

在更换系统为电动汽车更换电池时，更换系统携带着充电完成的电动汽车电池移动至电动汽车与旋转轴340垂直的位置。完成更换系统的定位后，抓取机构3352移动至载物架靠近电动汽车的一端。承载部335可以根据更换系统与电动汽车之间的距离，确定载物架3353相对于第一滑轨移动的距离。然后将待充电的电动汽车电池移到载物架3353上，载物架3353回到矩形容纳空间内。提升框架21带动旋转机构32和输送机构33在竖直方向移动后，载物架3353移动到与电动汽车相配合的位置，抓取机构3352将充电完成的电动汽车电池搬进电动汽车。然后，载物架3353移动至矩形容纳空间内。

利用更换系统同样可以根据与以上相似的步骤将待充电的电动汽车电池移进充电箱，在此不再赘述。

根据本发明的另一实施例，提升驱动部22包括提升动力装置和与提升动力装置传动连接的传动螺杆，传动螺杆将所提升动力装置221的动力转化为提升机构2竖直方向的运动并用于提供提升部竖直方向移动的路径。

优选地，提升驱动部22包括多个滚珠丝杠副，滚珠丝杠副包括螺杆和与螺杆配合设置螺母。螺杆转动时，可以驱动螺母沿螺杆的延伸方向移动。

本实施例中，螺母与提升部固定连接。提升动力装置为电机。螺杆竖直地设置。螺杆与电机传动连接，电机转动可以驱动提升部在竖直方向移动。

本实施例中，传动杆将电机的转动转换为提升部竖直方向的移动，并提供了提升部在竖直方向移动的路径，同时避免了提升部在竖直方向内移动的过程中产生晃荡的问题。

从以上描述可以看出本发明的实施例实现了以下技术效果：提高了设备的灵活性，简化了将待充电的电动汽车电池从电动汽车转送到充电箱或将充电完成的电动汽车电池从充电箱转送到电动汽车的过程。进一步地，节约了更换电动汽车电池的时间。进一步地，行走机构包括与预先铺设在地上的轨道配合设置的行走轮，提高了更换系统的速度，节约了时间。进一步地，更换系统设置有与天轨配合的导向机构，提高的运行精度，相应地也可以提高运行速度。进一步地，旋转机构与提升框架可旋转的设置，提高了设备的灵活性。进一步地，载物架具有位于载物框架内的第一位置，节约了空间。进一步地，侧倾机构与旋转机构可转动地连接，提高了从电动汽车上取电池时的定位精度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (26)

1.一种纯电动商用车的电池的更换系统，其特征在于，所述更换系统包括：

起重架（1）；

提升机构（2），所述提升机构（2）包括相对于所述起重架（1）在竖直方向可移动地设置的提升部和用于驱动所述提升部上下移动的提升驱动部（22）；

搬运机构（3），所述搬运机构与所述提升机构（2）连接并随所述提升机构（2）移动而移动，所述搬运机构（3）用于将待转运物搬进所述更换系统和搬出所述更换系统。

2.根据权利要求1所述的更换系统，其特征在于，所述更换系统还包括行走机构（4），所述行走机构（4）包括轨道和与所述轨道相配合地设置的行走轮（41）。

3.根据权利要求2所述的更换系统，其特征在于，所述行走机构（4）还包括设置于所述起重架（1）上方的天轨和与所述天轨相配合地设置的导向机构（42）。

4.根据权利要求1所述的更换系统，其特征在于，所述提升驱动部（22）包括提升动力装置和与所述提升动力装置传动连接的传动螺杆。

5.根据权利要求1所述的更换系统，其特征在于，所述提升部包括提升框架（21），所述提升驱动部（22）包括：

提升动力装置（221）；

传动装置（222），所述传动装置（222）与所述提升框架（21）传动连接，所述传动装置（222）用于将所述提升动力装置（221）的动力转化为所述提升部竖直方向运动的动力；

导轨（223），所述导轨（223）竖直地设置并用于提供所述提升部竖直方向移动的路径；

导向轮组件（224），所述导向轮组件（224）与所述提升框架（21）连接，所述导向轮组件（224）与所述导轨（223）相配合地设置。

6.根据权利要求5所述的更换系统，其特征在于，所述导轨（223）包括U型槽，所述导向轮组件（224）包括与所述U型槽的底部配合设置的滑动轮（2241）和与所述U型槽的两个侧壁配合设置的用于防止所述提升机构（2）晃动的限位轮（2242）。

7.根据权利要求6所述的更换系统，其特征在于，所述限位轮（2242）位于所述U型槽的两个侧壁之间并与该两个侧壁之间的槽宽相匹配。

8.根据权利要求5所述的更换系统，其特征在于，所述传动装置（222）包括链传动机构，所述链传动机构包括：

主动链轮（2221），所述主动链轮（2221）与所述提升动力装置（221）传动连接；

链条（2222），所述链条（2222）与所述主动链轮（2221）传动连接，所述链条（2222）的两端分别连接于所述提升机构（2）上；

导向链轮（2223），所述导向链轮（2223）位于所述主动链轮的上方，所述链条（2222）绕经所述导向链轮（2223），并且所述链条（2222）的位于所述主动链轮（2221）和导向链轮（2223）之间的部分沿竖直方向延伸。

9.根据权利要求5所述的更换系统，其特征在于，所述链传动机构包括第一链传动组件和第二链传动组件，

所述第一链传动组件包括：

第一主动链轮，所述第一主动链轮设置于所述起重架（1）的第一端的下方，

第一导向链轮，所述第一导向链轮设置于所述起重架（1）的第一端的上方并位于所述第一主动链轮的正上方，

第一链条，所述第一链条与所述第一主动链轮传动连接，所述第一链条的第一端连接于所述提升部的靠近所述主动链轮（2221）的第一端的下方，所述第一链条向下延伸绕过所述第一主动链轮后并向上延伸，绕过第一导向链轮并向下延伸后，所述第一链条的第二端连接于所述提升部的靠近所述主动链轮（2221）的第一端的上方；

所述第二链传动组件包括：

第二主动链轮，所述第二主动链轮设置于所述起重架（1）的第一端的下方并与所述第一主动链轮同轴的设置，

第二导向链轮，所述第二导向链轮设置于所述起重架（1）的第一端的上方并位于所述第二主动链轮的正上方，

第三导向链轮，所述第三导向链轮设置于所述起重架（1）的第二端的上方并与所述第二导向链轮位于同一高度，

第二链条，所述第二链条与所述第二主动链轮传动连接，所述第二链条的第一端连接于所述提升部的第一端的下方，所述第二链条向下延伸绕过所述第二主动链轮后，向上延伸并绕过所述第二导向链轮后向所述提升部的第二端延伸，绕过所述第三导向链轮并向下延伸后，所述第二链条的第二端连接于所述提升部第二端的上方。

10.根据权利要求9所述的更换系统，其特征在于，所述传动装置（222）包括偶数个链传动机构，所述偶数个链传动机构相对于所述提升部的平行于第一端向第二端的延伸方向的竖直中分面对称地设置。

11.根据权利要求1所述的更换系统，其特征在于，所述搬运机构（3）包括：

旋转机构（32），所述旋转机构（32）包括驱动部和旋转部，所述旋转部与所述提升部连接,所述旋转部相对于所述提升部可旋转地设置；

输送机构（33），所述输送机构（33）包括用于承载待转送物的承载部（335），所述输送机构（33）与所述旋转部连接并随所述旋转部旋转而旋转。

12.根据权利要求11所述的更换系统，其特征在于，所述旋转部包括旋转框架（321），所述旋转框架（321）与所述输送机构（33）连接。

13.根据权利要求11所述的更换系统，其特征在于，所述驱动部包括：

旋转轴承（322），所述旋转轴承（322）的内圈与所述提升部固定连接，所述旋转轴承（322）的外圈与所述旋转部固定连接；

第一驱动机构（323），所述第一驱动机构（323）与所述提升部固定连接并与所述旋转轴承（322）的所述外圈传动连接。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的更换系统，其特征在于，所述输送机构（33）还包括侧倾机构（330），所述侧倾机构（330）与所述旋转部连接，且相对于所述旋转部围绕水平方向的旋转中心线可转动地设置，所述承载部（335）与所述侧倾机构（330）连接并随所述侧倾机构（330）转动而转动。

15.根据权利要求14所述的更换系统，其特征在于，所述侧倾机构（330）包括：

侧倾框架（331），所述侧倾框架（331）与所述输送机构（33）的所述承载部（335）连接；

侧倾驱动部（332），所述侧倾驱动部（332）与所述旋转部固定连接并与所述侧倾框架（331）传动连接。

16.根据权利要求15所述的更换系统，其特征在于，所述更换系统还包括旋转轴（340），所述旋转轴（340）的两端分别通过与所述旋转轴（340）配合设置的轴承与所述侧倾框架（331）连接，所述旋转机构（32）连接于所述旋转轴（340）的中部。

17.根据权利要求15所述的更换系统，其特征在于，所述侧倾驱动部（332）包括：

第二驱动机构（3321），所述与所述旋转部固定连接；

传动机构（3322），所述传动机构（3322）与所述第二驱动机构（3321）传动连接，所述传动机构（3322）包括动力输出齿轮；

齿条（3323），所述齿条（3323）与所述动力输出齿轮（33221）配合设置并且与所述侧倾框架（331）固定连接。

18.根据权利要求17所述的更换系统，其特征在于，所述齿条（3323）为弧形齿条。

19.根据权利要求15所述的更换系统，其特征在于，所述侧倾机构（330）还包括设置在所述侧倾框架（331）上的用于防止所述提升部与所述侧倾框架（331）碰撞的保护垫（333）。

20.根据权利要求19所述的更换系统，其特征在于，所述侧倾机构（330）还包括用于阻止所述侧倾机构（330）相对于所述旋转部转动的止转部（334）。

21.根据权利要求20所述的更换系统，其特征在于，所述止转部（334）包括：

第三驱动机构（3341），所述第三驱动机构（3341）与所述旋转部固定连接；

挡杆部（3342），所述挡杆部（3342）与所述第三驱动机构（3341）传动连接；

挡杆套（3343），所述挡杆套（3343）与所述侧倾框架（331）固定连接，所述挡杆套（3343）与所述挡杆部（3342）配合以阻止所述侧倾机构（330）转动。

22.根据权利要求11所述的更换系统，其特征在于，所述输送机构（33）包括多个所述承载部（335），所述多个承载部（335）分多层设置。

23.根据权利要求22所述的更换系统，其特征在于，所述承载部（335）包括：

载物框架（3351）；

抓取机构（3352），所述抓取机构（3352）相对于所述载物框架（3351）可移动地设置，以将所述电动汽车电池搬进或搬出所述载物框架（3351）。

24.根据权利要求23所述的更换系统，其特征在于，所述承载部还包括载物架（3353），所述载物架（3353）可移动地设置在所述载物框架（3351）上，所述抓取机构（3352）可移动地设置在所述载物架（3353）上。

25.根据权利要求24所述的更换系统，其特征在于，相对于所述载物框架（3351），所述载物架（3353）和所述抓取机构（3352）沿相同的方向往复运动。

26.根据权利要求24所述的更换系统，其特征在于，所述承载部还包括用于驱动所述载物架（353）的第四驱动机构。