CN108215910A - 一种自动更换车辆电池的电池站及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动更换车辆电池的电池站及方法，包括车辆限位装置、箱体、设置在所述箱体内侧的充电盘和机械手、以及设置在所述箱体外侧的智能控制终端；所述箱体底部与所述车辆限位装置相匹配设置有电动门，所述机械手上设置有第一摄像头；所述智能控制终端包括处理器、存储器和输入按键。此电池站用户仅需根据车辆限位装置将车辆停放在预设位置，并通过输入按键提交更换电池请求，电池站即可自动实现车辆电池的更换；且电池站统一对电池进行充电，利于保证充电质量；用户车辆电池电量不足时，仅需通过电池站实现电池的更换即可，无需长时间等待电池充电，有效保证了车辆的即时可使用性。

Description

一种自动更换车辆电池的电池站及方法

技术领域

本发明涉及电动车技术领域,特别涉及一种自动更换车辆电池的电池站及方法。

背景技术

目前电动车用户通常自己解决充电问题，由于充电器质量良莠不齐，无法有效保证电池的充电质量，导致安全事故时有发生；且多数用户仅只有一个电池，在电池充电过程中，车辆无法使用，无法保证车辆的即时可使用性。

发明内容

本发明目的是提供一种自动更换车辆电池的电池站及方法，解决现有技术中存在的上述问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种自动更换车辆电池的电池站，包括车辆限位装置、箱体、设置在所述箱体内侧的充电盘和机械手、以及设置在所述箱体外侧的智能控制终端；所述箱体底部与所述车辆限位装置相匹配设置有电动门，所述机械手上设置有第一摄像头；所述智能控制终端包括处理器、存储器和输入按键；

所述车辆限位装置，其用于限制车辆的停放位置，使车辆停放到预设位置，以使所述车辆的电池安装位位于所述电动门的正下方；

所述存储器，其用于存储所述箱体内已充满电电池的型号；

所述输入按键，其用于采集更换电池请求；

所述处理器，其用于接收输入按键采集的更换电池请求，根据所述更换电池请求，打开所述电动门，驱动所述机械手穿过所述电动门下移至所述车辆的电池安装位，并驱动所述第一摄像头采集所述电池的型号；其还用接收所述第一摄像头采集的所述电池的型号，并将所述电池的型号与所述存储器中所述箱体内已充满电电池的型号相匹配；如果匹配成功，则发送开锁信号至所述车辆的电池锁，以打开所述电池锁；并驱动所述机械手将所述电池放置在所述充电盘进行充电，将匹配电池放置于所述电池安装位，驱动所述第一摄像头采集所述匹配电池的安装图像；其还用于接收所述第一摄像头采集的所述安装图像，根据所述安装图像分析所述匹配电池是否安装成功，是，则发送关锁信号至所述电池锁，以关闭所述电池锁，并将所述机械手移动至所述箱体内部，关闭所述电动门；

所述充电盘，其用于对放置在其上的电池进行充电；

所述机械手，其用于拾取电池；

所述第一摄像头，其用于采集所述电池的型号，及所述匹配电池的安装图像。

本发明的有益效果是：此电池站用户仅需根据车辆限位装置将车辆停放在预设位置，并通过输入按键提交更换电池请求，电池站即可自动实现车辆电池的更换；且电池站统一对电池进行充电，利于保证充电质量；用户车辆电池电量不足时，仅需通过电池站实现电池的更换即可，无需长时间等待电池充电，有效保证了车辆的即时可使用性。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述控制终端还包括显示屏，所述显示屏为触摸屏，所述输入按键为设置在所述显示屏上的虚拟按键。

进一步，所述充电盘上分区域设置有不同型号的充电座；所述箱体内侧位于所述充电盘上方设置有第二摄像头；

所述存储器，其还用于存储所述充电盘上不同位置对应的充电电池型号的对应表；

所述处理器，其还用于间隔预设时间驱动第二摄像头采集所述充电盘上充电电池的分布及充电状态图像；其还用于接收所述第二摄像头采集的所述分布及充电状态图像，并将所述分布及充电状态图像与所述对应表进行对比，获得所述箱体内已充满电电池的型号，并将所述箱体内已充满电电池的型号存储于所述存储器中；

所述第二摄像头，其用于采集所述充电盘上充电电池的分布及充电状态图像。

本发明的另一技术方案如下：

一种自动更换车辆电池的方法，所述电池站包括车辆限位装置、箱体、设置在所述箱体内侧的充电盘和机械手、以及设置在所述箱体外侧的智能控制终端；所述箱体底部与所述车辆限位装置相匹配设置有电动门，所述机械手上设置有第一摄像头；更换车辆电池前，将车辆根据所述车辆限位装置停放在预设位置，以使所述车辆的电池安装位位于所述电动门的正下方；所述方法包括如下步骤：

步骤1，智能控制终端存储所述箱体内已充满电电池的型号；

步骤2，智能控制终端接收更换电池请求，根据所述更换电池请求，打开所述电动门，驱动所述机械手穿过所述电动门下移至所述车辆的电池安装位，并驱动所述第一摄像头采集所述电池的型号；

步骤3，智能控制终端接收所述第一摄像头采集的所述电池的型号，并将所述电池的型号与所述箱体内已充满电电池的型号相匹配；如果匹配成功，则发送开锁信号至所述车辆的电池锁，以打开所述电池锁；并驱动所述机械手将所述电池放置在所述充电盘进行充电，将匹配电池放置于所述电池安装位，驱动所述第一摄像头采集所述匹配电池的安装图像；

步骤4，智能控制终端接收所述第一摄像头采集的所述安装图像，根据所述安装图像分析所述匹配电池是否安装成功，是，则发送关锁信号至所述电池锁，以关闭所述电池锁，并将所述机械手移动至所述箱体内部，关闭所述电动门。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述充电盘上分区域设置有不同型号的充电座；所述箱体内侧位于所述充电盘上方设置有第二摄像头；所述步骤1的具体实施为：

智能控制终端存储所述充电盘上不同位置对应的充电电池型号的对应表；间隔预设时间驱动第二摄像头采集所述充电盘上充电电池的分布及充电状态图像；接收所述第二摄像头采集的所述分布及充电状态图像，并将所述分布及充电状态图像与所述对应表进行对比，获得所述箱体内已充满电电池的型号，并将所述箱体内已充满电电池的型号存储于所述存储器中。

附图说明

图1为本发明一种自动更换车辆电池的电池站的电路原理框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，本发明实施例1一种自动更换车辆电池的电池站，包括车辆限位装置、箱体、设置在箱体内侧的充电盘和机械手、以及设置在箱体外侧的智能控制终端；箱体底部与车辆限位装置相匹配设置有电动门，机械手上设置有第一摄像头；智能控制终端包括处理器、存储器和输入按键；

车辆限位装置，其用于限制车辆的停放位置，使车辆停放到预设位置，以使车辆的电池安装位位于电动门的正下方；

存储器，其用于存储箱体内已充满电电池的型号；

输入按键，其用于采集更换电池请求；

处理器，其用于接收输入按键采集的更换电池请求，根据更换电池请求，打开电动门，驱动机械手穿过电动门下移至车辆的电池安装位，并驱动第一摄像头采集电池的型号；其还用接收第一摄像头采集的电池的型号，并将电池的型号与存储器中箱体内已充满电电池的型号相匹配；如果匹配成功，则发送开锁信号至车辆的电池锁，以打开电池锁；并驱动机械手将电池放置在充电盘进行充电，将匹配电池放置于电池安装位，驱动第一摄像头采集匹配电池的安装图像；其还用于接收第一摄像头采集的安装图像，根据安装图像分析匹配电池是否安装成功，是，则发送关锁信号至电池锁，以关闭电池锁，并将机械手移动至箱体内部，关闭电动门；

充电盘，其用于对放置在其上的电池进行充电；

机械手，其用于拾取电池；

第一摄像头，其用于采集电池的型号，及匹配电池的安装图像。

将电动车的电池通过电池锁固定在车体上，根据车辆的电池安装位，设计车辆限位装置，以使车辆根据车辆限位装置停放在预设位置时，车辆的电池安装位位于电动门的正下方；具体实施中车辆限位装置可以为贴设在地面的停车线，不同停车线对应不同的车辆型号，用户根据其车辆型号，将其车辆停放在相应的停车线上。将箱体内已充满电电池的型号存储于存储器；处理器接收输入按键采集的更换电池请求，根据更换电池请求，打开电动门，驱动机械手穿过电动门下移至车辆的电池安装位，并驱动第一摄像头采集电池的型号；处理器接收第一摄像头采集的电池的型号，并将电池的型号与存储器中箱体内已充满电电池的型号相匹配；如果匹配成功，则发送开锁信号至车辆的电池锁，以打开电池锁，即电池锁不在对电池进行固定；并驱动机械手将电池放置在充电盘进行充电，将匹配电池放置于电池安装位，驱动第一摄像头采集匹配电池的安装图像；处理器接收第一摄像头采集的安装图像，根据安装图像分析匹配电池是否安装成功，即是否放置在相应的位置，是，则发送关锁信号至电池锁，以关闭电池锁，即电池锁将匹配电池固定在车体上，并将机械手移动至箱体内部，关闭电动门。此电池站用户仅需根据车辆限位装置将车辆停放在预设位置，并通过输入按键提交更换电池请求，电池站即可自动实现车辆电池的更换；且电池站统一对电池进行充电，利于保证充电质量；用户车辆电池电量不足时，仅需通过电池站实现电池的更换即可，无需长时间等待电池充电，有效保证了车辆的即时可使用性。

本发明实施例2一种自动更换车辆电池的电池站，在实施例1的基础上，控制终端还包括显示屏，显示屏为触摸屏，输入按键为设置在显示屏上的虚拟按键。

本发明实施例3一种自动更换车辆电池的电池站，在实施例1或2的基础上，充电盘上分区域设置有不同型号的充电座；箱体内侧位于充电盘上方设置有第二摄像头；

存储器，其还用于存储充电盘上不同位置对应的充电电池型号的对应表；

处理器，其还用于间隔预设时间驱动第二摄像头采集充电盘上充电电池的分布及充电状态图像；其还用于接收第二摄像头采集的分布及充电状态图像，并将分布及充电状态图像与对应表进行对比，获得箱体内已充满电电池的型号，并将箱体内已充满电电池的型号存储于存储器中；

第二摄像头，其用于采集充电盘上充电电池的分布及充电状态图像。

事先划分好充电盘每个区域充电电池的型号，将充电盘上不同位置对应的充电电池型号的对应表存储在存储器中；处理器将第二摄像头采集的分布及充电状态图像与对应表进行对比，即可获知各个型号电池的充电状态，进而获知箱体内已充满电电池的型号。且合理设置第二摄像头采集分布及充电状态图像的间隔，能够有效实现存储器中存储的箱体内已充满电电池的型号的即时更新。具体实施中，电池的充电状态可以在电池上设置信号灯，如，当电池处于充电过程中时，信号灯为红色，当电池已充满电时，信号灯为绿色。

本发明实施例4一种自动更换车辆电池的方法，电池站包括车辆限位装置、箱体、设置在箱体内侧的充电盘和机械手、以及设置在箱体外侧的智能控制终端；箱体底部与车辆限位装置相匹配设置有电动门，机械手上设置有第一摄像头；更换车辆电池前，将车辆根据车辆限位装置停放在预设位置，以使车辆的电池安装位位于电动门的正下方；方法包括如下步骤：

步骤1，智能控制终端存储箱体内已充满电电池的型号；

步骤2，智能控制终端接收更换电池请求，根据更换电池请求，打开电动门，驱动机械手穿过电动门下移至车辆的电池安装位，并驱动第一摄像头采集电池的型号；

步骤3，智能控制终端接收第一摄像头采集的电池的型号，并将电池的型号与箱体内已充满电电池的型号相匹配；如果匹配成功，则发送开锁信号至车辆的电池锁，以打开电池锁；并驱动机械手将电池放置在充电盘进行充电，将匹配电池放置于电池安装位，驱动第一摄像头采集匹配电池的安装图像；

步骤4，智能控制终端接收第一摄像头采集的安装图像，根据安装图像分析匹配电池是否安装成功，是，则发送关锁信号至电池锁，以关闭电池锁，并将机械手移动至箱体内部，关闭电动门。

本发明实施例5一种自动更换车辆电池的方法，在实施例4的基础上，充电盘上分区域设置有不同型号的充电座；箱体内侧位于充电盘上方设置有第二摄像头；步骤1的具体实施为：

充电盘上分区域设置有不同型号的充电座；箱体内侧位于充电盘上方设置有第二摄像头；步骤1的具体实施为：

智能控制终端存储充电盘上不同位置对应的充电电池型号的对应表；间隔预设时间驱动第二摄像头采集充电盘上充电电池的分布及充电状态图像；接收第二摄像头采集的分布及充电状态图像，并将分布及充电状态图像与对应表进行对比，获得箱体内已充满电电池的型号，并将箱体内已充满电电池的型号存储于存储器中。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (5)

1.一种自动更换车辆电池的电池站，其特征在于，包括车辆限位装置、箱体、设置在所述箱体内侧的充电盘和机械手、以及设置在所述箱体外侧的智能控制终端；所述箱体底部与所述车辆限位装置相匹配设置有电动门，所述机械手上设置有第一摄像头；所述智能控制终端包括处理器、存储器和输入按键；

所述车辆限位装置，其用于限制车辆的停放位置，使车辆停放到预设位置，以使所述车辆的电池安装位位于所述电动门的正下方；

所述存储器，其用于存储所述箱体内已充满电电池的型号；

所述输入按键，其用于采集更换电池请求；

所述处理器，其用于接收输入按键采集的更换电池请求，根据所述更换电池请求，打开所述电动门，驱动所述机械手穿过所述电动门下移至所述车辆的电池安装位，并驱动所述第一摄像头采集所述电池的型号；其还用接收所述第一摄像头采集的所述电池的型号，并将所述电池的型号与所述存储器中所述箱体内已充满电电池的型号相匹配；如果匹配成功，则发送开锁信号至所述车辆的电池锁，以打开所述电池锁；并驱动所述机械手将所述电池放置在所述充电盘进行充电，将匹配电池放置于所述电池安装位，驱动所述第一摄像头采集所述匹配电池的安装图像；其还用于接收所述第一摄像头采集的所述安装图像，根据所述安装图像分析所述匹配电池是否安装成功，是，则发送关锁信号至所述电池锁，以关闭所述电池锁，并将所述机械手移动至所述箱体内部，关闭所述电动门；

所述充电盘，其用于对放置在其上的电池进行充电；

所述机械手，其用于拾取电池；

所述第一摄像头，其用于采集所述电池的型号，及所述匹配电池的安装图像。

2.根据权利要求1所述一种自动更换车辆电池的电池站，其特征在于，所述控制终端还包括显示屏，所述显示屏为触摸屏，所述输入按键为设置在所述显示屏上的虚拟按键。

3.根据权利要求1所述一种自动更换车辆电池的电池站，其特征在于，所述充电盘上分区域设置有不同型号的充电座；所述箱体内侧位于所述充电盘上方设置有第二摄像头；

所述存储器，其还用于存储所述充电盘上不同位置对应的充电电池型号的对应表；

所述处理器，其还用于间隔预设时间驱动第二摄像头采集所述充电盘上充电电池的分布及充电状态图像；其还用于接收所述第二摄像头采集的所述分布及充电状态图像，并将所述分布及充电状态图像与所述对应表进行对比，获得所述箱体内已充满电电池的型号，并将所述箱体内已充满电电池的型号存储于所述存储器中；

所述第二摄像头，其用于采集所述充电盘上充电电池的分布及充电状态图像。

4.一种自动更换车辆电池的方法，其特征在于，所述电池站包括车辆限位装置、箱体、设置在所述箱体内侧的充电盘和机械手、以及设置在所述箱体外侧的智能控制终端；所述箱体底部与所述车辆限位装置相匹配设置有电动门，所述机械手上设置有第一摄像头；更换车辆电池前，将车辆根据所述车辆限位装置停放在预设位置，以使所述车辆的电池安装位位于所述电动门的正下方；所述方法包括如下步骤：

步骤1，智能控制终端存储所述箱体内已充满电电池的型号；

步骤2，智能控制终端接收更换电池请求，根据所述更换电池请求，打开所述电动门，驱动所述机械手穿过所述电动门下移至所述车辆的电池安装位，并驱动所述第一摄像头采集所述电池的型号；

步骤3，智能控制终端接收所述第一摄像头采集的所述电池的型号，并将所述电池的型号与所述箱体内已充满电电池的型号相匹配；如果匹配成功，则发送开锁信号至所述车辆的电池锁，以打开所述电池锁；并驱动所述机械手将所述电池放置在所述充电盘进行充电，将匹配电池放置于所述电池安装位，驱动所述第一摄像头采集所述匹配电池的安装图像；

步骤4，智能控制终端接收所述第一摄像头采集的所述安装图像，根据所述安装图像分析所述匹配电池是否安装成功，是，则发送关锁信号至所述电池锁，以关闭所述电池锁，并将所述机械手移动至所述箱体内部，关闭所述电动门。

5.根据权利要求4所述一种自动更换车辆电池的方法，其特征在于，所述充电盘上分区域设置有不同型号的充电座；所述箱体内侧位于所述充电盘上方设置有第二摄像头；所述步骤1的具体实施为：

智能控制终端存储所述充电盘上不同位置对应的充电电池型号的对应表；间隔预设时间驱动第二摄像头采集所述充电盘上充电电池的分布及充电状态图像；接收所述第二摄像头采集的所述分布及充电状态图像，并将所述分布及充电状态图像与所述对应表进行对比，获得所述箱体内已充满电电池的型号，并将所述箱体内已充满电电池的型号存储于所述存储器中。