CN107618485A - 电动汽车充换电站自动取放电池的机器人及其方法 - Google Patents

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李头根
陈海荣
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Abstract

本发明提供一种电动汽车充换电站自动取放电池的机器人及其方法,电动汽车充换电站自动取放电池的机器人包括:框架;行走机构,设置在框架的底部,做横向运动;升降机构,设置在框架的中间,做纵向运动;吸取电池机构,设置在升降机构上,吸取电池,其中,吸取电池机构具有伸缩气缸和位于伸缩气缸前端的吸盘。本发明的电动汽车充换电站自动取放电池的机器人,由于采用升降机构和行走机构对电池仓进行定位,并且使用吸取电池机构对汽车动力电池进行吸取和放置,因此能够自动对沉重的汽车电池进行自动取放的操作,节省了人力。

Description

电动汽车充换电站自动取放电池的机器人及其方法
技术领域
本发明涉及一种电动汽车充换电站自动取放电池的机器人以及使用此机器人进行电池取放的方法,属于机器人领域。
背景技术
电动汽车是我国大力提倡并优先发展的新能源项目,目前国内新能源电动汽车电能补充模式主要有二种:一种是利用固定充电桩实现充电的电能补充模式,这种模式主要适用于私家车及少量的单位用车;另一种是换电模式,这种模式主要适用于物流车、出租车、公交车等成规模的有统一管理的服务用车。
由于换电模式目前仅在我国少数几个较发达的城市在试行,且各厂家在车型的设计、动力电池的配备方面存在差异,因此换电的方式和效率方面都存在很大的不同。所以现行国内换电时主要采用人工加简易工具还实现电池的更换。
现行换电站采用液压堆高车作为电池更换的主要载运工具,配合人工吸盘将电池从货架上取出。由于是人工操作,货架的高度受到限制(取放高度适合在500mm-1200mm之间),以每层高度设定为200mm计,则单一货架仅适合制作3-4层。假设需要建设一个能储放100块电池的货架时,需要约25个以上货架。每个货架宽约为900mm,深约为1300mm-1400mm,则货架所占空间约为23mX1.4m。土地使用率较低,此其一;其二是人工作业时由于人的差异性导致每一次电池插入的位置及力度等不一致,致使电池充电插口的损害很大,这将直接影响到电池的品质及使用寿命;其三,现有作业方式员工的劳动强度极大;其四,单块电池的重量达到90kg以上,采用现有方式作业时对员工的劳动安全存在极大隐忧。
发明内容
本发明的目的在于提提供一种稳定可靠的自动化设备替代目前的依托辅助工具来完成的人工换电模式。为规模化建设电动汽车充换电站提供稳定可靠的自动化设备。
本发明采用了如下技术方案:
一种电动汽车充换电站自动取放电池的机器人,其特征在于,包括:框架;行走机构,设置在框架的底部,做横向运动;升降机构,设置在框架的中间,做纵向运动;吸取电池机构,设置在升降机构上,吸取电池,其中,吸取电池机构具有伸缩气缸和位于伸缩气缸前端的吸盘。
进一步,本发明的电动汽车充换电站自动取放电池的机器人,还可以具有这样的特征:吸取电池机构还具有真空阀,为吸盘提供吸力。
进一步,本发明的电动汽车充换电站自动取放电池的机器人,还可以具有这样的特征:吸取电池机构还具有承载架,设置在升降机构上,承载电池。
进一步,本发明的电动汽车充换电站自动取放电池的机器人,还可以具有这样的特征:其中,承载架上还具有动力滚筒和滚筒电机,滚筒电机带动动力滚筒转动,向内或者向外推动电池。
进一步,本发明的电动汽车充换电站自动取放电池的机器人,还可以具有这样的特征:其中,升降机构包括设置在框架上的升降动力电机,升降传动链条和升降板。
进一步,本发明的电动汽车充换电站自动取放电池的机器人,还可以具有这样的特征:侧顶气缸,设置在承载架的侧面,从侧面顶在电池上。
进一步,本发明的电动汽车充换电站自动取放电池的机器人,还可以具有这样的特征:,还具有:顶升气缸,设置在吸取电池机构的下面,将吸取电池机构顶起或放下。
进一步,本发明还提供一种取放汽车动力电池的方法,利用如权利要求1-6中任意一项的电动汽车充换电站自动取放电池的机器人进行,其特征在于,包括如下步骤:
当需要取出电池时,进行如下步骤:
步骤一:通过行走机构的横移和升降机构的纵移将吸取机构定位于预定的电池仓位;
步骤二:伸缩气缸向电池方向伸出,将吸盘压在电池的侧边;
步骤三:真空阀产生真空,使吸盘吸住电池;
步骤四:伸缩气缸回收,拖动电池到承载架的滚筒上;
步骤五:顶升气缸将吸取机构向上顶升;
步骤六:滚筒转动,将电池进一步向承载架内运送;
步骤七:侧顶气缸顶住电池的侧面,固定电池。
当需要将电池放回电池仓位时,进行如下步骤:
步骤八:通过行走机构的横移和升降机构的纵移将吸取机构定位于预定的电池仓位;
步骤九:松开侧顶气缸;
步骤十:滚筒转动,将电池向电池仓位方向移动;
步骤十一:顶升气缸将吸取机构向下拉回;
步骤十二:伸缩气缸向前推动电池,将电池推入电池仓位中;
步骤十三:伸缩气缸收回。
发明的有益效果
本发明的电动汽车充换电站自动取放电池的机器人,由于采用升降机构和行走机构对电池仓进行定位,并且使用吸取电池机构对汽车动力电池进行吸取和放置,因此能够自动对沉重的汽车电池进行自动取放的操作,节省了人力。
进一步,由于在承载架上还具有动力滚筒,当汽车动力电池压在滚筒上时,顶升气缸将吸取电池机构顶起,动力滚筒将汽车动力电池进一步移动到承载架上,完成电池的吸取动作,这样的设置使得吸取电池机器人的结构更加紧凑,减少了占地面积。
附图说明
图1是电动汽车充换电站自动取放电池的机器人的框架结构示意图;
图2是行走机构在轨道上的示意图;
图3是吸取电池机构和承载架的结构示意图;
图4是吸取电池机构将汽车动力电池吸取到承载架上的结构示意图;
图5是吸取电池机构被顶起后汽车动力电池被移动到位的状态图;
图6是承载架上的动力滚筒的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图来说明本发明的具体实施方式。
电动汽车充换电站自动取放电池的机器人包括:框架11,行走机构12,升降机构,吸取电池机构14。
图1是电动汽车充换电站自动取放电池的机器人的框架结构示意图,图2是吸取电池机构和承载架的结构示意图,如图1和图2所示,框架11,用于支撑电动汽车充换电站自动取放电池的机器人的各组件。
如图2所示,行走机构12,设置在框架11的底部,做横向运动。行走机构12具有行走动力马达121和行走轮122,行走轮122在轨道30上行走,带动框架在存储汽车动力电池的一系列电池仓的前面运动。轨道30上还设置有限位防撞装置31。
如图1所示,升降机构设置在框架11的中间,做纵向运动;升降机构具有升降动力电机131,升降传动链条132,导向轮133,和升降板134。升降板134的两端设置有导向轮133,升降传动链条132套在导向轮133上,升降动力电机131带动升降传动链条132运动,进而带动升降板134做上下的纵向运动。
如图3所示,吸取电池机构14,设置在升降板134上,吸取汽车动力电池20,其中,吸取电池机构14具有伸缩气缸141和位于伸缩气缸141前端的吸盘142。
吸取电池机构还具有真空阀(图中未显示),为吸盘142提供吸力。
如图6所示,吸取电池机构14还具有承载架143,用于承载汽车动力电池20。
承载架143上具有动力滚筒144和滚筒电机145,滚筒电机145带动动力滚筒144转动,向内或者向外移动汽车动力电池。
侧顶气缸146,设置在承载架143的侧面,从侧面顶在汽车动力电池上。
顶升气缸147,设置在吸取电池机构14的下面,将吸取电池机构14顶起或放下。
吸取电池机构还具有导向单元148,导向单元148的前端具有斜面,在将电池拉回的时候,对电池起到导向作用,防止电池卡住。
电动汽车充换电站自动取放电池的机器人的电池取出和放回的过程如下:
图3、图4和图5,依次呈现了吸取电池的开始、中间和吸取完毕后的吸取电池机构14的状态。
当需要取出电池时,进行如下步骤:
步骤一:通过行走机构12的横移和升降机构的纵移将吸取电池机构14定位于预定的电池仓位;
步骤二:伸缩气缸141向电池方向伸出,将前端的吸盘142压在汽车动力电池20的侧边;
步骤三:真空阀产生真空,使吸盘142吸住电池;
步骤四:如图4所示,伸缩气缸141回收,拖动汽车动力电池20到承载架的动力滚筒144上;
步骤五:顶升气缸147将吸取机构14向上顶升;
步骤六:动力滚筒144转动,将汽车动力电池20进一步向承载架内运送;
步骤七:如图5所示,当汽车动力电池被移动到位后,侧顶气缸146顶住汽车动力电池20的侧面,固定汽车动力电池20。
当需要将电池放回电池仓位时,进行如下步骤:
步骤八:通过行走机构12的横移和升降机构的纵移将吸取电池机构14定位于预定的电池仓位;
步骤九:松开侧顶气缸146;
步骤十:动力滚筒144转动,将电池向电池仓位方向移动;
步骤十一:顶升气缸147将吸取电池机构14向下拉回;
步骤十二:伸缩气缸141向前推动电池,将电池推入电池仓位中;
步骤十三:伸缩气缸141收回。

Claims (8)

1.一种电动汽车充换电站自动取放电池的机器人,其特征在于,包括:
框架,
行走机构,设置在所述框架的底部,做横向运动;
升降机构,设置在所述框架的中间,做纵向运动;
吸取电池机构,设置在所述升降机构上,吸取电池,
其中,所述吸取电池机构具有伸缩气缸和位于所述伸缩气缸前端的吸盘。
2.如权利要求1所述的电动汽车充换电站自动取放电池的机器人,其特征在于:
所述吸取电池机构还具有真空阀,为吸盘提供吸力。
3.如权利要求1所述的电动汽车充换电站自动取放电池的机器人,其特征在于:
所述吸取电池机构还具有承载架,设置在所述升降机构上,承载电池。
4.如权利要求3所述的电动汽车充换电站自动取放电池的机器人,其特征在于:
其中,所述承载架上还具有动力滚筒和滚筒电机,所述滚筒电机带动动力滚筒转动,向内或者向外推动电池。
5.如权利要求1所述的电动汽车充换电站自动取放电池的机器人,其特征在于:
其中,所述升降机构包括设置在所述框架上的升降动力电机,升降传动链条和升降板。
6.如权利要求2所述的电动汽车充换电站自动取放电池的机器人,其特征在于,还包括:
侧顶气缸,设置在所述承载架的侧面,从侧面顶在电池上。
7.如权利要求1所述的电动汽车充换电站自动取放电池的机器人,其特征在于,还具有:
顶升气缸,设置在所述吸取电池机构的下面,将所述吸取电池机构顶起或放下。
8.一种取放汽车动力电池的方法,利用如权利要求1-6中任意一项所述的电动汽车充换电站自动取放电池的机器人进行,其特征在于:
当需要取出电池时,包括如下步骤:
步骤一:通过行走机构的横移和升降机构的纵移将吸取机构定位于预定的电池仓位;
步骤二:伸缩气缸向电池方向伸出,将吸盘压在电池的侧边;
步骤三:真空阀产生真空,使吸盘吸住电池;
步骤四:伸缩气缸回收,拖动电池到承载架的滚筒上;
步骤五:顶升气缸将吸取机构向上顶升;
步骤六:滚筒转动,将电池进一步向承载架内运送;
步骤七:侧顶气缸顶住电池的侧面,固定电池。
当需要将电池放回电池仓位时,包括如下步骤:
步骤八:通过行走机构的横移和升降机构的纵移将吸取机构定位于预定的电池仓位;
步骤九:松开侧顶气缸;
步骤十:滚筒转动,将电池向电池仓位方向移动;
步骤十一:顶升气缸将吸取机构向下拉回;
步骤十二:伸缩气缸向前推动电池,将电池推入电池仓位中;
步骤十三:伸缩气缸收回。
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