CN108356787A - 电动汽车换电机械臂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电动汽车换电机械臂，包括立柱，其特征在于，在立柱的一侧设有连接块，在连接块与立柱之间设有控制连接块在竖直方向上平动的连接块竖向平动控制机构；在连接块水平方向上的一侧设有呈水平的旋转臂，旋转臂的一端可转动的连接在连接块上并形成旋转中心，且使得旋转臂能够以所述旋转中心进行水平旋转；在旋转臂上背离连接块一端的下方设有电池取放机构，所述电池取放机构包括多个吸口朝下设置吸盘。本发明具有操作使用更加方便，使用时更加安全，能够提高换电效率，降低换电劳动强度的优点。

Description

电动汽车换电机械臂

技术领域

本发明属于电动汽车技术领域，特别的涉及电动汽车换电机械臂。

背景技术

电动汽车以电力作为能源，是绿色交通工具。具体地，电动汽车装上电池，该电池为电动汽车提供动力能源。由于电动汽车电池内存储的电能是一定的，因此，在不充电的情况下电动汽车可行驶的路程是有限。为了使电动汽车可以行驶更长的距离，目前也有一些设置在公路边专门为电动汽车提供充电的充电站。该充电站类似于普通汽车的加油站，当电动汽车的电池消耗完或即将消耗完时，电动汽车可以在充电站内对电池进行充电；当电池充满电后，电动汽车可以继续行驶。而电动汽车在充电站内对电池进行充电时，需要长时间停车等待，少则一二小时，多则七八小时。

因此，本申请人采用更换电池的模式为电动汽车补充能源，在完成对电动汽车换电的过程中，需要将插接安装于电动汽车上的欠电电池从汽车上的电池安装位置取下，并转运至充电工位或盛放工位；再将满电电池从充电工位转运至电动汽车上的电池安装位置并插接安装。完成换电操作。

这其中，在对欠电电池和满电电池进行转运的过程中，通常是采用纯人力进行转运的，采用纯人力去完成这两次转运步骤存在自动化程度低、转运效率低和劳动强度大的缺点。

并且，电动汽车的电池通常是安装于汽车前罩板下方位置和汽车车厢内的后地板下方位置，采用人力去完成将电池取出电动汽车车体的步骤，会存在取出电池费力，取出不方便的缺点。

因此，怎样才能够提供一种操作使用更加方便，使用时更加安全，能够提高换电效率，降低换电劳动强度的电动汽车换电机械臂，成为本领域技术人员有待解决的技术问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：怎样提供一种操作使用更加方便，使用时更加安全，能够提高换电效率，降低换电劳动强度的电动汽车换电机械臂。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

电动汽车换电机械臂，包括立柱，其特征在于，在立柱的一侧设有连接块，在连接块与立柱之间设有控制连接块在竖直方向上平动的连接块竖向平动控制机构；在连接块水平方向上的一侧设有呈水平的旋转臂，旋转臂的一端可转动的连接在连接块上并形成旋转中心，且使得旋转臂能够以所述旋转中心进行水平旋转；在旋转臂上背离连接块一端的下方设有电池取放机构，所述电池取放机构包括多个吸口朝下设置的电池吸盘。

本技术方案中，在使用上述电动汽车换电机械臂进行换电时，通过设置的连接块竖向平动控制机构去控制连接块的竖向高度以达到调整旋转臂的水平高度并去控制吸盘竖向位置；再通过对旋转臂进行水平旋转，以达到对吸盘水平位置的调整。以使得吸盘能够对电池进行吸附连接。当吸盘对电池完成吸附连接后，连接块竖向平动控制机构控制连接块的竖向向上移动，以使得电池从电动车车体安装工位拔出，再通过旋转臂在水平方向上的旋转并带动吸盘水平移动以使得电池能够被放置于指定位置，完成取电池的步骤。采用上述结构的电动汽车换电机械臂，在电动汽车换电过程中能够只需一个工人就能够进行全部操作，并且能够降低换电过程中的劳动强度，对电池转运效率高，使用时方便。

作为优化，所述电池取放机构为前罩板电池取放机构，所述前罩板电池取放机构包括呈竖向设置的操作臂，在操作臂的下端连接有安装架，所述吸盘安装在所述安装架上。

这样，使得整个机械臂结构呈倒立的“U”形结构，旋转臂的下方形成操作工位，工人能够站在旋转臂下方完成对电动汽车的换电操作，在节约空间的同时，还能够方便工人操作，能够减少工人操作时所走的路程，达到方便操作和降低劳动强度的目的。通过竖向设置的操作臂，能够更好的将吸盘移动至电池上方且与电池的上表面相邻。更加方便吸盘将电池取出电动车车体。在对电动汽车前罩板下方的电池进行换电操作时，前罩板打开后与车体形成的夹角为锐角，将操作臂竖直段移动至与前罩板的前沿相邻时，吸盘能够取放电动汽车车体内的电池，此时需要保持操作臂与前罩板前沿的间距，避免两者产生碰撞刮擦。

作为优化，所述操作臂包括操作臂竖直段，且操作臂竖直段的上端可沿自身轴线转动的连接于旋转臂，在操作臂竖直段的下端还连接有呈水平的操作臂水平段以使得整个操作臂整体呈“L”形结构；且所述安装架连接在操作臂水平段外端的下表面上。

这样，可以将操作臂竖直段与前罩板前沿保持一个相对不会产生刮擦碰撞的安全距离，在通过旋转操作臂竖直段以使得操作臂水平段伸入到电动车车体与前罩板之间，并且能够很好的将吸盘正对于电池上方并完成对电池的取放。从而在使用时，工人不用刻意的施加额外的力去保持操作臂竖直段与前罩板前沿的间距。达到了方便操作，更加省力的目的。

作为优化，所述操作臂竖直段的上端与旋转臂之间通过旋转轴承可转动的连接。

这样，操作臂竖直段的上端与旋转臂之间的可旋转连接更加的可靠，能够更加方便操作臂竖直段沿自身轴线进行旋转。

作为优化，所述安装架为矩形框架，所述吸盘安装在安装架上的与所述操作臂水平段平行的两安装杆上。

这样，能够降低安装架整体的质量，使用时更加轻便省力。

所述安装杆为中空结构的矩形杆。

这样，安装杆的质量更小，能够降低整体质量。使用时更加轻便省力。

作为优化，在操作臂竖直段上的背离操作臂水平段的一侧设有操作杆，操作杆整体呈“U”形结构且操作杆的中部位置可沿自身轴线转动的连接于操作臂竖直段，并且操作杆的两端均形成操作握持端。

这样，操作者的双手能够握住操作握持端对整个机械臂进行调整，在换电过程中更加的省力，并且操作杆呈“U”形结构，在使用时，能够对操作者的身体形成半包围结构，能够方便操作者利用身体对机械臂进行调整。

作为优化，所述操作杆的外端倾斜向下设置。

这样，能够更加方便操作者握持操作杆的量握持端。

作为另一种优化，所述电池取放机构为后地板电池取放机构，所述后地板电池取放机构包括呈竖向设置的执行臂，在执行臂的下方设有呈水平的横臂，并且在横臂与执行臂之间设有控制横臂沿其自身长度方向平移的横臂平移控制机构；在横臂的下表面上连接有安装架，所述吸盘安装在所述安装架上。

这样，上述结构在应用于取放电动汽车后地板下方的电池时，先将电动汽车上对应的后门打开，再将电池取放机构上相应的部位伸入到车体内部，在之后的操作中因后门门框会阻碍执行臂的水平转动，此时，只能够依靠横臂平移控制机构去调整横臂在水平方向上的位置，使得横臂沿其自身长度方向移动，以达到位于安装架下方吸盘的水平位置，并去使得吸盘去取放相应位置的电池，当吸盘吸取相应位置的电池后，在水平移动横臂，使得被取放的电池正对的位于执行臂下端的下方，从而达到减小力臂的长度，在之后的操作步骤中更加的省力，提高换电效率。

作为优化，在横臂上表面上且沿横臂长度方向呈对称的设置有两个操作台，在操作台的上表面上成对的设有操作把手；所述安装架连接在横臂上的与其中一个操作台对应的下表面上。

这样，在横臂长度方向的两端各自设置操作台，这样设计，当去取放电动汽车后地板下方远侧的电池时，工作人员能够方便在汽车上远离执行臂的一侧进行操作，具有方便操作的优点。

作为优化，操作台的上表面为外侧倾斜向下的斜面。

这样，将安装操作把手设置为斜面，并且斜面是朝向操作人员一侧倾斜向下的，能够方便操作人员操作。

作为优化，横臂平移控制机构包括设置在横臂上的且沿其自身长度方向设置的滑槽，所述执行臂的下端可滑动配合的连接在所述滑槽内。

这样，结构更加简单，并且方便操作和使用。

作为优化，所述执行臂包括呈竖向设置的执行臂上段，执行臂上段的上端可沿自身轴线转动的连接于旋转臂，在执行臂上段的下端连接有倾斜向下设置的执行臂倾斜段，且在执行臂倾斜段的下端还连接有竖直向下设置的执行臂下段；所述执行臂下段的下端设有与所述滑槽相匹配的且可滑动的连接于所述滑槽内的滑块结构。

这样，在对电动汽车后地板下方的电池进行换电操作时，包括以下步骤，a将电动汽车行驶至指定的电动汽车换电工位后，使得电动汽车后门与后地板电池取放机构正对，并打开电动汽车的后门；b将后地板电池取放机构以抛物线的运动轨迹向靠近电动汽车的方向向前下平动，以使得后地板电池取放机构伸入到电动汽车车体内部并位于后地板上方；c再沿电动汽车车体的宽度方向水平移动后地板电池取放机构中的用于取放电池的吸盘，并使得吸盘正对暴露出的需要被取下的电池，并对电池进行吸附连接；d将电池提升并使其脱离安装工位，再将吸附连接有电池的后地板电池取放机构以抛物线的运动轨迹向背离电动汽车的方向向后上平动，以使的电池被取出电动汽车车体，完成对电池的取出。在上述步骤中还包括，步骤a中包括先将后地板电池取放机构以抛物线的运动轨迹向背离电动汽车换电工位的方向向后上平动一定距离；这样操作后，使得后地板电池取放机构离电动汽车换电工位的间距更大，能够方便工作者将需要换电的电动汽车行驶至电动汽车换电工位，且降低因操作带来的两者的碰撞和刮擦。步骤d中还包括将吸附连接有电池的吸盘朝向远离电动汽车车体的方向移动至极限位置。这样能够使得整个后地板电池取放机构在电动汽车内部占用的面积更小，方便将电池取出，另一方面能够使得将吸附连接有电池的后地板电池取放机构移动出车体时所需的力更小，方便操作，提高电池转运效率。步骤d中还包括将电池取出电动汽车车体后，再水平旋转后地板电池取放机构使其朝远离车门的方向运动至安全距离。这样能够使得后地板电池取放机构离车门有一个安全距离，能够方便后续操作。在上述操作步骤中，因执行臂上具有一个倾斜向下设置的执行臂倾斜段，使得c步骤和e步骤中倾斜向下设置的执行臂倾斜段在整个抛物线运动轨迹中能够对门框上沿形成避让，减少了在水平面上的旋转操作，使得整个操作步骤更加简单，提高电池转运效率。

作为优化，在执行臂下段与横臂之间还设有呈竖向设置的转轴，转轴的上端可转动的连接于执行臂下段的下端，转轴的下端为与所述滑槽相匹配的且可滑动的连接于所述滑槽内的滑块结构。

这样，在使用时，能够通过水平旋转横臂，使得横臂下方的吸盘所能够取放电池的横向跨度范围更大。即在使用时，将横臂向外滑动至最大位置时，将吸盘正对于该处电池正上方，吸盘吸附连接该处电池后，横向移动横臂，使得被取出的电池靠近执行臂，能够使得执行臂所受到的力矩更小；在方便取放电动汽车后地板下方远侧的电池的同时方便操作，有效的保护执行臂。当取放电动汽车后地板下方近侧的电池时，将横臂旋转180度，并横向移动横臂使得吸盘正对于该处电池上方，这样在取放近侧的电池时，执行臂所受到的力矩更小。采用这样的设计使得横臂的长度更小的同时，满足了取放后地板下方近侧和远侧的电池。并且横臂更短也能够方便其在车体内部进行旋转，方便操作。

作为优化，在所述执行臂下段与转轴之间设置有控制转轴转动的转轴刹车机构；所述转轴刹车机构包括固定套设在所述执行臂下段上的第一刹车盘，在转轴上固定连接有竖直向上设置的第一气缸，所述第一气缸的活塞杆端能够抵接支撑于第一刹车盘的下表面上。

这样，能够通过设置的转轴刹车机构去控制转轴的转动；在使用时更加的安全。

作为优化，在第一气缸活塞杆端的端面上设有橡胶材质制得的刹车摩擦片；刹车摩擦片的上边面能够抵接支撑于第一刹车盘的下表面上。

这样，转轴刹车机构具有结构简单，安全可靠的优点。

作为优化，所述连接块竖向平动控制机构包括固定连接在立柱上端的连接座，在连接座上铰接连接有第一控制杆，第一控制杆上背离连接座的一端与连接块铰接相连；在第一控制杆的下方还设有第二控制杆，且第二控制杆的两端各自铰接连接于连接座和连接块，且第一控制杆、第二控制杆、连接座和连接块四者各自的铰接中心形成平行四边的四个顶点；还包括连接块平动驱动结构，所述连接块平动驱动结构与第一控制杆相连并带动第一控制杆以其与连接座相铰接的位置为圆心竖向转动。

这样，整个连接块竖向平动控制机构结构更加简单，并且方便控制连接块在竖向的平动运动；在连接块平动驱动结构驱动第一控制杆转动的过程中，第一控制杆、第二控制杆、连接座和连接块四者之间围成的形状始终保持为矩形，但是在这个过程中平行四边形的两个竖向的边始终保持呈竖直状态，即连接块是做平动运动，能够使得整个机械臂在使用过程中更加的平稳，有利于降低安全隐患，提高工作效率。

作为优化，第一控制杆上的与连接座铰接相连的一端向外延伸形成驱动端；所述连接块平动驱动结构为竖向设置的伸缩机构，伸缩机构的两端各自铰接连接于所述驱动端和立柱。

这样，通过杠杆原理，采用伸缩机构去驱动四连杆机构的一根杆，整个平动运动更加简单。

作为优化，所述伸缩机构为竖向设置的助力气缸，助力气缸的活塞杆端铰接连接于所述驱动端，助力气缸的缸体端铰接连接于立柱。

这样，伸缩机构结构简单，并且方便安装，采用气缸与液压缸相比具有方便获取动力源的优点。

作为优化，所述立柱包括立柱上段和立柱下段，在立柱上段与立柱下段之间设有竖向的连接轴，所述连接轴的下端固定连接于立柱上段的上端，连接轴的上端可转动的连接于立柱上段的下端。

这样，立柱上段和立柱下段之间能够进行转动，使得整个机械臂在使用时更加的方便，自由度更高。

作为优化，在连接轴与立柱上段之间设置有控制立柱上段转动的立柱刹车机构；所述立柱刹车机构包括固定套设在所述立柱上段的第二刹车盘，在连接轴上固定连接有竖直向上设置的第二气缸，第二气缸的活塞杆端能够抵接支撑于第二刹车盘的下表面上。

这样，能够通过设置的立柱刹车机构去控制立柱上段的转动；在使用时更加的安全。

作为优化，在连接轴上固定连接有呈水平设置的安装板，在安装板上固定有竖直向上设置的安装轴，在安装轴上固定套设有呈水平设置的第一弹簧板，所述第二气缸固定安装在所述第一弹簧板上，且第二气缸的活塞杆端穿过第一弹簧板上设有的让位孔并能够与第二刹车盘的下表面抵接支撑。

这样，将第二气缸安装于第一弹簧板上，当第二气缸的活塞杆端向上抵接支撑第二刹车盘时，第一弹簧板能够变形进行缓冲，能够降低立柱上段变形的风险，以及第二刹车盘变形的风险。起到保护第二刹车盘的作用。

作为优化，在安装轴上的第一弹簧板的上方还套设有第二弹簧板，且第二弹簧板的下表面与第二刹车盘的上表面相邻设置。

这样，第二气缸作用于第二刹车盘上的力为竖向的推力，第二刹车盘受力后其上表面能够与第二弹簧板的下表面相贴支撑，此时第二气缸的活塞杆端和第二弹簧板之间能够将第二刹车盘夹住，使得刹车效果更好。

作为优化，第一弹簧板和第二弹簧板通过竖向设置的第三弹簧板相连以使得第一弹簧板、第二弹簧板和第三弹簧板整体呈“U”形结构。

这样，第二弹簧板受力后能够通过第三弹簧板将力传递到第一弹簧板，当第二弹簧板受力过大时，自身能够发生变形卸掉一部分力，同时，第一弹簧也能够发生形变卸掉一部分力，但是在此泄力的过程中，“U”形结构的开口增大，即能够提供给第二刹车盘的加持力也增大，即保护了第二刹车盘，同时不影响刹车效果。

作为优化，所述第一弹簧板、第二弹簧板和第三弹簧板为一体成型得到。

这样，第一弹簧板、第二弹簧板和第三弹簧板的整体性更好，并且相互之间力的传递更加可靠。

作为优化，并且在第二气缸活塞杆端的端面设有橡胶材质制得的刹车摩擦片；刹车摩擦片的上边面能够抵接支撑于第二刹车盘的下表面上。

这样，刹车效果更好，使用时更加安全。

作为优化，在立柱上段上还固定连接有储气包，所述储气包与助力气缸之间通过输气管道相连。

这样，储气包作为一个备用气源，能够为助力气缸供气，使用时能够更加的安全。

作为优化，在立柱上段上还连接有气控箱，且所述气控箱位于储气包的上方。

这样，整个结构更加紧凑，布局更加合理。

作为优化，在立柱下段的下端连接设置有水平的安装座板，安装座板上设有用于与安装面上竖向设置的螺栓相连的螺纹孔。

这样，方便立柱的安装。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中具有前罩板电池取放机构的电动汽车换电机械臂的主视图。

图2为图1的俯视图。

图3为图1的左视图。

图4为图1中的局部放大图。

图5为本发明具体实施方式中具有后地板电池取放机构的电动汽车换电机械臂的主视图。

图6为图5的俯视图。

图7为图6的左视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

具体实施时：如图1至图7所示，电动汽车换电机械臂，包括立柱1，其特征在于，在立柱的一侧设有连接块2，在连接块与立柱之间设有控制连接块在竖直方向上平动的连接块竖向平动控制机构；在连接块水平方向上的一侧设有呈水平的旋转臂3，旋转臂的一端可转动的连接在连接块上并形成旋转中心，且使得旋转臂能够以所述旋转中心进行水平旋转；在旋转臂上背离连接块一端的下方设有电池取放机构，所述电池取放机构包括多个吸口朝下设置的电池吸盘。

本技术方案中，在使用上述电动汽车换电机械臂进行换电时，通过设置的连接块竖向平动控制机构去控制连接块的竖向高度以达到调整旋转臂的水平高度并去控制吸盘竖向位置；再通过对旋转臂进行水平旋转，以达到对吸盘水平位置的调整。以使得吸盘能够对电池进行吸附连接。当吸盘对电池完成吸附连接后，连接块竖向平动控制机构控制连接块的竖向向上移动，以使得电池从电动车车体安装工位拔出，再通过旋转臂在水平方向上的旋转并带动吸盘水平移动以使得电池能够被放置于指定位置，完成取电池的步骤。采用上述结构的电动汽车换电机械臂，在电动汽车换电过程中能够只需一个工人就能够进行全部操作，并且能够降低换电过程中的劳动强度，对电池转运效率高，使用时方便。

本具体实施方式中，所述电池取放机构为前罩板电池取放机构，所述前罩板电池取放机构包括呈竖向设置的操作臂5，在操作臂5的下端连接有安装架6，所述吸盘4安装在所述安装架上。

这样，使得整个机械臂结构呈倒立的“U”形结构，旋转臂的下方形成操作工位，工人能够站在旋转臂下方完成对电动汽车的换电操作，在节约空间的同时，还能够方便工人操作，能够减少工人操作时所走的路程，达到方便操作和降低劳动强度的目的。通过竖向设置的操作臂，能够更好的将吸盘移动至电池上方且与电池的上表面相邻。更加方便吸盘将电池取出电动车车体。在对电动汽车前罩板下方的电池进行换电操作时，前罩板打开后与车体形成的夹角为锐角，将操作臂竖直段移动至与前罩板的前沿相邻时，吸盘能够取放电动汽车车体内的电池，此时需要保持操作臂与前罩板前沿的间距，避免两者产生碰撞刮擦。

本具体实施方式中，所述操作臂包括操作臂竖直段7，且操作臂竖直段的上端可沿自身轴线转动的连接于旋转臂，在操作臂竖直段的下端还连接有呈水平的操作臂水平段8以使得整个操作臂整体呈“L”形结构；且所述安装架连接在操作臂水平段外端的下表面上。

这样，可以将操作臂竖直段与前罩板前沿保持一个相对不会产生刮擦碰撞的安全距离，在通过旋转操作臂竖直段以使得操作臂水平段伸入到电动车车体与前罩板之间，并且能够很好的将吸盘正对于电池上方并完成对电池的取放。从而在使用时，工人不用刻意的施加额外的力去保持操作臂竖直段与前罩板前沿的间距。达到了方便操作，更加省力的目的。

本具体实施方式中，所述操作臂竖直段的上端与旋转臂之间通过旋转轴承可转动的连接。

这样，操作臂竖直段的上端与旋转臂之间的可旋转连接更加的可靠，能够更加方便操作臂竖直段沿自身轴线进行旋转。

本具体实施方式中，所述安装架为矩形框架，所述吸盘安装在安装架上的与所述操作臂水平段8平行的两安装杆上。

这样，能够降低安装架整体的质量，使用时更加轻便省力。

所述安装杆为中空结构的矩形杆。

这样，安装杆的质量更小，能够降低整体质量。使用时更加轻便省力。

本具体实施方式中，在操作臂竖直段上的背离操作臂水平段的一侧设有操作杆9，操作杆整体呈“U”形结构且操作杆的中部位置可沿自身轴线转动的连接于操作臂竖直段，并且操作杆的两端均形成操作握持端。

这样，操作者的双手能够握住操作握持端对整个机械臂进行调整，在换电过程中更加的省力，并且操作杆呈“U”形结构，在使用时，能够对操作者的身体形成半包围结构，能够方便操作者利用身体对机械臂进行调整。

本具体实施方式中，所述操作杆的外端倾斜向下设置。

这样，能够更加方便操作者握持操作杆的量握持端。

作为另一种优化，所述电池取放机构为后地板电池取放机构，所述后地板电池取放机构包括呈竖向设置的执行臂，在执行臂的下方设有呈水平的横臂10，并且在横臂与执行臂之间设有控制横臂沿其自身长度方向平移的横臂平移控制机构；在横臂的下表面上连接有安装架，所述吸盘安装在所述安装架上。

这样，上述结构在应用于取放电动汽车后地板下方的电池时，先将电动汽车上对应的后门打开，再将电池取放机构上相应的部位伸入到车体内部，在之后的操作中因后门门框会阻碍执行臂的水平转动，此时，只能够依靠横臂平移控制机构去调整横臂在水平方向上的位置，使得横臂沿其自身长度方向移动，以达到位于安装架下方吸盘的水平位置，并去使得吸盘去取放相应位置的电池，当吸盘吸取相应位置的电池后，在水平移动横臂，使得被取放的电池正对的位于执行臂下端的下方，从而达到减小力臂的长度，在之后的操作步骤中更加的省力，提高换电效率。

本具体实施方式中，在横臂上表面上且沿横臂长度方向呈对称的设置有两个操作台11，在操作台的上表面上成对的设有操作把手12；所述安装架连接在横臂上的与其中一个操作台对应的下表面上。

这样，在横臂长度方向的两端各自设置操作台，这样设计，当去取放电动汽车后地板下方远侧的电池时，工作人员能够方便在汽车上远离执行臂的一侧进行操作，具有方便操作的优点。

本具体实施方式中，操作台的上表面为外侧倾斜向下的斜面。

这样，将安装操作把手设置为斜面，并且斜面是朝向操作人员一侧倾斜向下的，能够方便操作人员操作。

本具体实施方式中，横臂平移控制机构包括设置在横臂上的且沿其自身长度方向设置的滑槽，所述执行臂的下端可滑动配合的连接在所述滑槽内。

这样，结构更加简单，并且方便操作和使用。

本具体实施方式中，所述执行臂包括呈竖向设置的执行臂上段14，执行臂上段的上端可沿自身轴线转动的连接于旋转臂，在执行臂上段的下端连接有倾斜向下设置的执行臂倾斜段15，且在执行臂倾斜段的下端还连接有竖直向下设置的执行臂下段16；所述执行臂下段的下端设有与所述滑槽相匹配的且可滑动的连接于所述滑槽内的滑块结构。

这样，在对电动汽车后地板下方的电池进行换电操作时，包括以下步骤，a将电动汽车行驶至指定的电动汽车换电工位后，使得电动汽车后门与后地板电池取放机构正对，并打开电动汽车的后门；b将后地板电池取放机构以抛物线的运动轨迹向靠近电动汽车的方向向前下平动，以使得后地板电池取放机构伸入到电动汽车车体内部并位于后地板上方；c再沿电动汽车车体的宽度方向水平移动后地板电池取放机构中的用于取放电池的吸盘，并使得吸盘正对暴露出的需要被取下的电池，并对电池进行吸附连接；d将电池提升并使其脱离安装工位，再将吸附连接有电池的后地板电池取放机构以抛物线的运动轨迹向背离电动汽车的方向向后上平动，以使的电池被取出电动汽车车体，完成对电池的取出。在上述步骤中还包括，步骤a中包括先将后地板电池取放机构以抛物线的运动轨迹向背离电动汽车换电工位的方向向后上平动一定距离；这样操作后，使得后地板电池取放机构离电动汽车换电工位的间距更大，能够方便工作者将需要换电的电动汽车行驶至电动汽车换电工位，且降低因操作带来的两者的碰撞和刮擦。步骤d中还包括将吸附连接有电池的吸盘朝向远离电动汽车车体的方向移动至极限位置。这样能够使得整个后地板电池取放机构在电动汽车内部占用的面积更小，方便将电池取出，另一方面能够使得将吸附连接有电池的后地板电池取放机构移动出车体时所需的力更小，方便操作，提高电池转运效率。步骤d中还包括将电池取出电动汽车车体后，再水平旋转后地板电池取放机构使其朝远离车门的方向运动至安全距离。这样能够使得后地板电池取放机构离车门有一个安全距离，能够方便后续操作。在上述操作步骤中，因执行臂上具有一个倾斜向下设置的执行臂倾斜段，使得c步骤和e步骤中倾斜向下设置的执行臂倾斜段在整个抛物线运动轨迹中能够对门框上沿形成避让，减少了在水平面上的旋转操作，使得整个操作步骤更加简单，提高电池转运效率。

本具体实施方式中，在执行臂下段与横臂之间还设有呈竖向设置的转轴13，转轴的上端可转动的连接于执行臂下段的下端，转轴的下端为与所述滑槽相匹配的且可滑动的连接于所述滑槽内的滑块结构。

这样，在使用时，能够通过水平旋转横臂，使得横臂下方的吸盘所能够取放电池的横向跨度范围更大。即在使用时，将横臂向外滑动至最大位置时，将吸盘正对于该处电池正上方，吸盘吸附连接该处电池后，横向移动横臂，使得被取出的电池靠近执行臂，能够使得执行臂所受到的力矩更小；在方便取放电动汽车后地板下方远侧的电池的同时方便操作，有效的保护执行臂。当取放电动汽车后地板下方近侧的电池时，将横臂旋转180度，并横向移动横臂使得吸盘正对于该处电池上方，这样在取放近侧的电池时，执行臂所受到的力矩更小。采用这样的设计使得横臂的长度更小的同时，满足了取放后地板下方近侧和远侧的电池。并且横臂更短也能够方便其在车体内部进行旋转，方便操作。

本具体实施方式中，在所述执行臂下段与转轴之间设置有控制转轴转动的转轴刹车机构；所述转轴刹车机构包括固定套设在所述执行臂下段上的第一刹车盘17，在转轴上固定连接有竖直向上设置的第一气缸18，所述第一气缸的活塞杆端能够抵接支撑于第一刹车盘的下表面上。

这样，能够通过设置的转轴刹车机构去控制转轴的转动；在使用时更加的安全。

本具体实施方式中，并且在第一气缸活塞杆端的端面上设有橡胶材质制得的刹车摩擦片；刹车摩擦片的上边面能够抵接支撑于第一刹车盘的下表面上。

这样，转轴刹车机构具有结构简单，安全可靠的优点。

本具体实施方式中，所述连接块竖向平动控制机构包括固定连接在立柱上端的连接座19，在连接座上铰接连接有第一控制杆20，第一控制杆上背离连接座的一端与连接块铰接相连；在第一控制杆的下方还设有第二控制杆21，且第二控制杆的两端各自铰接连接于连接座和连接块，且第一控制杆20、第二控制杆21、连接座19和连接块2四者各自的铰接中心形成平行四边的四个顶点；还包括连接块平动驱动结构，所述连接块平动驱动结构与第一控制杆相连并带动第一控制杆以其与连接座相铰接的位置为圆心竖向转动。

这样，整个连接块竖向平动控制机构结构更加简单，并且方便控制连接块在竖向的平动运动；在连接块平动驱动结构驱动第一控制杆转动的过程中，第一控制杆、第二控制杆、连接座和连接块四者之间围成的形状始终保持为矩形，但是在这个过程中平行四边形的两个竖向的边始终保持呈竖直状态，即连接块是做平动运动，能够使得整个机械臂在使用过程中更加的平稳，有利于降低安全隐患，提高工作效率。

本具体实施方式中，第一控制杆上的与连接座铰接相连的一端向外延伸形成驱动端；所述连接块平动驱动结构为竖向设置的伸缩机构，伸缩机构的两端各自铰接连接于所述驱动端和立柱。

这样，通过杠杆原理，采用伸缩机构去驱动四连杆机构的一根杆，整个平动运动更加简单。

本具体实施方式中，所述伸缩机构为竖向设置的助力气缸22，助力气缸的活塞杆端铰接连接于所述驱动端，助力气缸的缸体端铰接连接于立柱。

这样，伸缩机构结构简单，并且方便安装，采用气缸与液压缸相比具有方便获取动力源的优点。

本具体实施方式中，所述立柱包括立柱上段23和立柱下段24，在立柱上段与立柱下段之间设有竖向的连接轴25，所述连接轴的下端固定连接于立柱上段的上端，连接轴的上端可转动的连接于立柱上段的下端。

这样，立柱上段和立柱下段之间能够进行转动，使得整个机械臂在使用时更加的方便，自由度更高。

本具体实施方式中，在连接轴与立柱上段之间设置有控制立柱上段转动的立柱刹车机构；所述立柱刹车机构包括固定套设在所述立柱上段的第二刹车盘26，在连接轴上固定连接有竖直向上设置的第二气缸27，第二气缸的活塞杆端能够抵接支撑于第二刹车盘的下表面上。

这样，能够通过设置的立柱刹车机构去控制立柱上段的转动；在使用时更加的安全。

本具体实施方式中，在连接轴上固定连接有呈水平设置的安装板31，在安装板上固定有竖直向上设置的安装轴32，在安装轴上固定套设有呈水平设置的第一弹簧板33，所述第二气缸27固定安装在所述第一弹簧板上，且第二气缸的活塞杆端穿过第一弹簧板上设有的让位孔并能够与第二刹车盘的下表面抵接支撑。

这样，将第二气缸安装于第一弹簧板上，当第二气缸的活塞杆端向上抵接支撑第二刹车盘时，第一弹簧板能够变形进行缓冲，能够降低立柱上段变形的风险，以及第二刹车盘变形的风险。起到保护第二刹车盘的作用。

本具体实施方式中，在安装轴上的第一弹簧板的上方还套设有第二弹簧板34，且第二弹簧板的下表面与第二刹车盘的上表面相邻设置。

这样，第二气缸作用于第二刹车盘上的力为竖向的推力，第二刹车盘受力后其上表面能够与第二弹簧板的下表面相贴支撑，此时第二气缸的活塞杆端和第二弹簧板之间能够将第二刹车盘夹住，使得刹车效果更好。

本具体实施方式中，第一弹簧板和第二弹簧板通过竖向设置的第三弹簧板35相连以使得第一弹簧板、第二弹簧板和第三弹簧板整体呈“U”形结构。

这样，第二弹簧板受力后能够通过第三弹簧板将力传递到第一弹簧板，当第二弹簧板受力过大时，自身能够发生变形卸掉一部分力，同时，第一弹簧也能够发生形变卸掉一部分力，但是在此泄力的过程中，“U”形结构的开口增大，即能够提供给第二刹车盘的加持力也增大，即保护了第二刹车盘，同时不影响刹车效果。

本具体实施方式中，所述第一弹簧板、第二弹簧板和第三弹簧板为一体成型得到。

这样，第一弹簧板、第二弹簧板和第三弹簧板的整体性更好，并且相互之间力的传递更加可靠。

本具体实施方式中，并且在第二气缸活塞杆端的端面设有橡胶材质制得的刹车摩擦片；刹车摩擦片的上边面能够抵接支撑于第二刹车盘的下表面上。

这样，刹车效果更好，使用时更加安全。

本具体实施方式中，在立柱上段上还固定连接有储气包28，所述储气包与助力气缸之间通过输气管道相连。

这样，储气包作为一个备用气源，能够为助力气缸供气，使用时能够更加的安全。

本具体实施方式中，在立柱上段上还连接有气控箱29，且所述气控箱位于储气包的上方。

这样，整个结构更加紧凑，布局更加合理。

本具体实施方式中，在立柱下段的下端连接设置有水平的安装座板30，安装座板上设有用于与安装面上竖向设置的螺栓相连的螺纹孔。

这样，方便立柱的安装。

本具体实施方式中，立柱的截面呈圆形、正方形或正六边形。

这样，立柱的截面呈圆形、正方形或正六边形能够方便制造立柱，并且采用正方形或正六边形能够方便在立柱的竖向外表面安装气控箱、储气包等设备，使得安装后更加稳定。

Claims (10)

1.电动汽车换电机械臂，包括立柱（1），其特征在于，在立柱的一侧设有连接块（2），在连接块与立柱之间设有控制连接块在竖直方向上平动的连接块竖向平动控制机构；在连接块水平方向上的一侧设有呈水平的旋转臂（3），旋转臂的一端可转动的连接在连接块上并形成旋转中心，且使得旋转臂能够以所述旋转中心进行水平旋转；在旋转臂上背离连接块一端的下方设有电池取放机构，所述电池取放机构包括多个吸口朝下设置的电池吸盘。

2.如权利要求1所述的电动汽车换电机械臂，其特征在于，所述电池取放机构为前罩板电池取放机构，所述前罩板电池取放机构包括呈竖向设置的操作臂（5），在操作臂（5）的下端连接有安装架（6），所述吸盘（4）安装在所述安装架上。

3.如权利要求2所述的电动汽车换电机械臂，其特征在于，所述操作臂包括操作臂竖直段（7），且操作臂竖直段的上端可沿自身轴线转动的连接于旋转臂，在操作臂竖直段的下端还连接有呈水平的操作臂水平段（8）以使得整个操作臂整体呈“L”形结构；且所述安装架连接在操作臂水平段外端的下表面上；

所述操作臂竖直段的上端与旋转臂之间通过旋转轴承可转动的连接；

所述安装架为矩形框架，所述吸盘安装在安装架上的与所述操作臂水平段（8）平行的两安装杆上；

所述安装杆为中空结构的矩形杆。

4.如权利要求3所述的电动汽车换电机械臂，其特征在于，在操作臂竖直段上的背离操作臂水平段的一侧设有操作杆（9），操作杆整体呈“U”形结构且操作杆的中部位置可沿自身轴线转动的连接于操作臂竖直段，并且操作杆的两端均形成操作握持端；

所述操作杆的外端倾斜向下设置。

5.如权利要求2所述的电动汽车换电机械臂，其特征在于，所述电池取放机构为后地板电池取放机构，所述后地板电池取放机构包括呈竖向设置的执行臂，在执行臂的下方设有呈水平的横臂（10），并且在横臂与执行臂之间设有控制横臂沿其自身长度方向平移的横臂平移控制机构；在横臂的下表面上连接有安装架，所述吸盘安装在所述安装架上；

在横臂上表面上且沿横臂长度方向呈对称的设置有两个操作台（11），在操作台的上表面上成对的设有操作把手（12）；所述安装架连接在横臂上的与其中一个操作台对应的下表面上；

操作台的上表面为外侧倾斜向下的斜面。

6.如权利要求5所述的电动汽车换电机械臂，其特征在于，横臂平移控制机构包括设置在横臂上的且沿其自身长度方向设置的滑槽，所述执行臂的下端可滑动配合的连接在所述滑槽内。

7.如权利要求6所述的电动汽车换电机械臂，其特征在于，所述执行臂包括呈竖向设置的执行臂上段（14），执行臂上段的上端可沿自身轴线转动的连接于旋转臂，在执行臂上段的下端连接有倾斜向下设置的执行臂倾斜段（15），且在执行臂倾斜段的下端还连接有竖直向下设置的执行臂下段（16）；所述执行臂下段的下端设有与所述滑槽相匹配的且可滑动的连接于所述滑槽内的滑块结构。

8.如权利要求7所述的电动汽车换电机械臂，其特征在于，在执行臂下段与横臂之间还设有呈竖向设置的转轴（13），转轴的上端可转动的连接于执行臂下段的下端，转轴的下端为与所述滑槽相匹配的且可滑动的连接于所述滑槽内的滑块结构。

9.如权利要求6所述的电动汽车换电机械臂，其特征在于，在所述执行臂下段与转轴之间设置有控制转轴转动的转轴刹车机构；所述转轴刹车机构包括固定套设在所述执行臂下段上的第一刹车盘（17），在转轴上固定连接有竖直向上设置的第一气缸（18），所述第一气缸的活塞杆端能够抵接支撑于第一刹车盘的下表面上；

并且在第一气缸活塞杆端的端面上设有橡胶材质制得的刹车摩擦片；刹车摩擦片的上边面能够抵接支撑于第一刹车盘的下表面上。

10.如权利要求1所述的电动汽车换电机械臂，其特征在于，所述连接块竖向平动控制机构包括固定连接在立柱上端的连接座（19），在连接座上铰接连接有第一控制杆（20），第一控制杆上背离连接座的一端与连接块铰接相连；在第一控制杆的下方还设有第二控制杆（21），且第二控制杆的两端各自铰接连接于连接座和连接块，且第一控制杆（20）、第二控制杆（21）、连接座（19）和连接块（2）四者各自的铰接中心形成平行四边的四个顶点；还包括连接块平动驱动结构，所述连接块平动驱动结构与第一控制杆相连并带动第一控制杆以其与连接座相铰接的位置为圆心竖向转动；

第一控制杆上的与连接座铰接相连的一端向外延伸形成驱动端；所述连接块平动驱动结构为竖向设置的伸缩机构，伸缩机构的两端各自铰接连接于所述驱动端和立柱；

所述伸缩机构为竖向设置的助力气缸（22），助力气缸的活塞杆端铰接连接于所述驱动端，助力气缸的缸体端铰接连接于立柱；

所述立柱包括立柱上段（23）和立柱下段（24），在立柱上段与立柱下段之间设有竖向的连接轴（25），所述连接轴的下端固定连接于立柱上段的上端，连接轴的上端可转动的连接于立柱上段的下端；

在连接轴与立柱上段之间设置有控制立柱上段转动的立柱刹车机构；所述立柱刹车机构包括固定套设在所述立柱上段的第二刹车盘（26），在连接轴上固定连接有竖直向上设置的第二气缸（27），第二气缸的活塞杆端能够抵接支撑于第二刹车盘的下表面上；

在连接轴上固定连接有呈水平设置的安装板（31），在安装板上固定有竖直向上设置的安装轴（32），在安装轴上固定套设有呈水平设置的第一弹簧板（33），所述第二气缸（27）固定安装在所述第一弹簧板上，且第二气缸的活塞杆端穿过第一弹簧板上设有的让位孔并能够与第二刹车盘的下表面抵接支撑；

在安装轴上的第一弹簧板的上方还套设有第二弹簧板（34），且第二弹簧板的下表面与第二刹车盘的上表面相邻设置；

第一弹簧板和第二弹簧板通过竖向设置的第三弹簧板（35）相连以使得第一弹簧板、第二弹簧板和第三弹簧板整体呈“U”形结构；

所述第一弹簧板、第二弹簧板和第三弹簧板为一体成型得到；

并且在第二气缸活塞杆端的端面设有橡胶材质制得的刹车摩擦片；刹车摩擦片的上边面能够抵接支撑于第二刹车盘的下表面上；

在立柱上段上还固定连接有储气包（28），所述储气包与助力气缸之间通过输气管道相连；

在立柱上段上还连接有气控箱（29），且所述气控箱位于储气包的上方；

在立柱下段的下端连接设置有水平的安装座板（30），安装座板上设有用于与安装面上竖向设置的螺栓相连的螺纹孔。