CN108454588A - 电动车电池更换设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车电池更换设备，包括有基座、搬运机构和抓取机构；所述基座包括有旋转装置、相互垂直的第一底座和第二底座；所述搬运机构包括有摆角底座、摆角伸降装置和搬运底架，所述抓取机构包括有可供输送电池的输送装置、驱动装置、抓取块、连接杆和解锁气缸；本发明的目的是提供一种结构简单合理、能够水平方向更换电池的电动车电池更换设备。

Description

电动车电池更换设备

技术领域

本发明属于电动汽车电池更换领域，具体涉及电动车电池更换设备。

背景技术

电动汽车是以车载电源为动力，用电机来驱动车轮行驶的。由于没有尾气排放，电动汽车对环境的污染较传统车要小的多，因此其前景被广泛看好。目前对电池更换的技术中只有一种对汽车底部垂直方向自动更换的方法，且现有的对电动车电池更换的技术有一定的局限性，例如只能更换小型汽车，同时汽车需要利用机械设备精确定位，若设备发生故障时汽车又不能移动，没有办法手动继续作业，同时现有的技术中设备结构复杂，制造成本以及维护成本高

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单合理、能够水平方向更换电池的电动车电池更换设备。

本发明所提供的技术方案是：一种电动汽车电池更换设备，包括有基座；所述基座包括有旋转装置、相互垂直的第一底座和第二底座，所述第一底座和所述第二底座上分别设置有导轨，所述第二底座通过所述第一底座的导轨与所述第一底座滑动连接，所述旋转装置的底座通过所述第二底座的导轨与所述第二底座滑动连接；所述第一底座和所述第二底座上还分别设置有驱动装置，所述驱动装置分别驱动所述第二底座在所述第一底座的导轨上滑动和驱动所述旋转装置在所述第二底座的导轨上滑动；还包括搬运机构；所述搬运机构包括有摆角底座、摆角伸降装置、搬运底架和伸降组件，所述摆角底座的中心设于所述旋转装置的转盘上，所述搬运底架的上端由至少一个的凹槽形结构构成，所述搬运底架设于所述摆角底座的上方，所述搬运底架底部的一端铰接所述摆角底座，所述搬运底架底部的另一端通过所述摆角伸降装置连接所述摆角底座；还包括抓取机构；所述抓取机构包括有可供输送电池的输送装置、驱动装置、抓取块、连接杆和解锁气缸，所述输送装置在取料的一端设置所述抓取块，所述输送装置的底部设有所述驱动装置，所述驱动装置连接所述抓取块，所述驱动装置能够驱动所述抓取块在所述输送装置的输送方向上运动，所述搬运底架位于所述取料的一端固定有两个的所述连接杆，所述连接杆分别设于所述抓取块的左右两侧，所述连接杆的末端固定所述解锁气缸；。

作为本发明的一种改进，所述摆角伸降装置包括有伺服电机、减速器、联轴器、丝杆螺母、螺纹丝杆、丝杆螺母座和固定轴，所述伺服电机固定于所述搬运底架的下端，所述伺服电机通过减速器和联轴器连接所述螺纹丝杆，所述螺纹丝杆上通过螺纹连接所述丝杆螺母，所述丝杆螺母通过所述丝杆螺母座滑动连接在所述搬运底架的下端；所述丝杆螺母座的下端固定所述固定轴，所述摆角底座上端位于所述螺纹丝杆的两侧分别固定有斜块，所述斜块支撑所述固定轴。

作为本发明的一种改进，所述伸降组件包括有驱动装置和升降托板，所述升降托板滑动设置于所述搬运底架的凹槽内，所述升降托板上固定所述输送装置，所述驱动装置连接所述升降托板。

作为本发明的一种改进，所述摆角底座的下端设置有若干的万向轮，所述万向轮绕所述摆角底座的中心均匀设置。

作为本发明的一种改进，所述抓取块包括有抓取支架、电磁铁和抓取气缸，所述抓取支架底部连接所述驱动装置，所述抓取支架取料的一端固定有可供吸取电池的所述电磁铁和两个的所述抓取气缸，所述抓取气缸设于所述电磁铁的两侧。

作为本发明的一种改进，还包括有测距机构，所述测距机构设于所述搬运底架上。

作为本发明的一种改进，所述测距机构包括有长条形的测距支架和两个的距离传感器，所述测距支架固定于所述搬运底架上端，所述测距支架与所述抓取块的运动方向垂直设置，所述测距支架的两端分别固定所述距离传感器。

作为本发明的一种改进，所述搬运底架的上端由两个平行的U型槽结构构成，两个的所述U型槽结构内分别设置有所述抓取机构。

作为本发明的一种改进，还包括有CCD成像系统，所述CCD成像系统固定于所述输送装置的一侧，所述CCD成像系统电性连接所述驱动装置。

有益效果：

本发明可以对多种车型进行更换电池，更换车型可以是任意符合从侧面底部换装电池的车型，汽车电池仓层数可以是单层或者多层，电池数量可以单个或多个，应用范围广，适合小型车、紧凑型车，中大形车、商务车、卡车、大巴、货车、大型牵引车等多个车型。

本发明通过摆角伸降装置来调节搬运底架的倾角，从而调节抓取机构的倾角，以适应汽车停放时因支撑面不一定为水平而造成的角度误差。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的基座的结构示意图；

图3为本发明的搬运机构的结构示意图；

图4为本发明的抓取机构的结构示意图；

图5为本发明的驱动装置的结构示意图；

图6为本发明的爆炸图；

图7为本发明的摆角伸降装置的结构示意图；

图8为本发明在进行更换电池工作时的结构示意图。

图中：1-第一底座，2-第二底座，3-旋转装置，4-驱动装置，401-驱动电机，402-第二减速器，403-第二联轴器，404-滚珠丝杆，405-滚珠螺母，406-第二丝杆螺母座，5-摆角底座，6-摆角伸降装置，601-伺服电机，602-减速器，603-联轴器，604-丝杆螺母，605-螺纹丝杆，606-丝杆螺母座，607-固定轴，7-搬运底架，8-输送装置，9-抓取块，901-抓取支架，902-电磁铁，903-抓取气缸，10-连接杆，11-解锁气缸，12-斜块，13-万向轮，14-测距机构，141-测距支架，142-距离传感器，15-CCD成像系统。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的实施例。

如图1至图8所示，本实施例中的电动汽车电池更换设备，包括有基座；

所述基座包括有现有的旋转装置3、相互垂直的第一底座1和第二底座2，所述第一底座1和所述第二底座2上分别设置有导轨，所述第二底座2通过所述第一底座1的导轨与所述第一底座1滑动连接，所述旋转装置3的底座通过所述第二底座2的导轨与所述第二底座2滑动连接；所述第一底座1和所述第二底座2上还分别设置有两个的驱动装置4，两个的所述驱动装置4分别驱动所述第二底座2在所述第一底座1的导轨上滑动、和驱动所述旋转装置3在所述第二底座2的导轨上滑动；

还包括搬运机构；

所述搬运机构包括有摆角底座5、摆角伸降装置6和搬运底架7，所述摆角底座5的中心设于所述旋转装置3的转盘上，所述旋转装置3通过转盘的转动能够驱动所述摆角底座5转动；所述搬运底架7的上端由两个的凹槽形结构构成，所述搬运底架7设于所述摆角底座5的上方，所述搬运底架7底部的一端铰接所述摆角底座5，所述搬运底架7底部的另一端通过所述摆角伸降装置6连接所述摆角底座5，通过所述摆角伸降装置6使得所述搬运底架7的一侧高度能够调整，另一侧则绕铰接部分旋转，从而达到调整搬运底座倾角的目的；

还包括抓取机构；

所述抓取机构包括有可供输送电池的现有的输送装置8、驱动装置4、抓取块9、连接杆10和解锁气缸11，所述输送装置8在取料的一端设置所述抓取块9，所述输送装置8的底部设有所述驱动装置4，所述驱动装置4连接所述抓取块9，所述驱动装置4能够驱动所述抓取块9在所述输送装置8的输送方向上运动；所述搬运底架7位于所述取料的一端固定有两个的所述连接杆10，所述连接杆10分别设于所述抓取块9的左右两侧，所述连接杆10的末端固定所述解锁气缸11，在进行去电池操作时，解锁气缸伸入电动车的电池仓内，通过解锁气缸的活塞伸长来触发解锁电池。

本实施例中，所述摆角伸降装置6包括有伺服电机601、减速器602、联轴器603、丝杆螺母604、螺纹丝杆605、丝杆螺母座606和固定轴607，所述伺服电机601固定于所述搬运底架7的下端，所述伺服电机601通过减速器602和联轴器603连接所述螺纹丝杆605，所述螺纹丝杆605上通过螺纹连接所述丝杆螺母604，所述丝杆螺母604通过所述丝杆螺母座606滑动连接在所述搬运底架7的下端；所述丝杆螺母座606的下端固定所述固定轴607，所述摆角底座5上端位于所述螺纹丝杆605的两侧分别固定有斜块12，所述斜块12支撑所述固定轴607，通过伺服电机601可以驱动螺纹丝杆605转动，使得通过螺纹连接在螺纹丝杆605上的丝杆螺母604带动丝杆螺母座606在螺纹丝杆605上直线运动，从而丝杆螺母座606上固定的固定轴607也随之之间运动，由于固定轴607是由斜块12支撑，当固定轴607在斜块12上运动时，固定轴607随着斜块12的坡度，使得支撑的搬运底架7的一端的高度发生变化，另一端则绕铰接部分旋转，从而可以调节设于搬运底架7上的抓取机构的角度，从而匹配电动车停放时电池仓的水平角度误差。

所述输送装置8的竖直侧面上还连接有驱动装置4，所述驱动装置4竖直固定在所述搬运底架8上，通过驱动装置4的驱动，输送装置8能够在搬运底架内进行竖直运动。

所述摆角底座5的下端设置有若干的万向轮13，万向轮13的数量可由操作人员根据实际情况自行确定，所述万向轮13绕所述摆角底座5的中心均匀设置；通过这些万向轮能够减少旋转装置3的受力，同时能够保证摆角底座5旋转平稳。

所述抓取块9包括有抓取支架901、电磁铁902和抓取气缸903，所述抓取支架901底部连接所述驱动装置4，所述抓取支架901取料的一端固定有可供吸取电池的所述电磁铁902和两个的所述抓取气缸903，所述抓取气缸903设于所述电磁铁902的两侧；在抓取电池时，将电磁铁902通电，使得电磁铁902吸住要更换的电池，同时抓取气缸903的活塞伸长，并抵住电池，使得电池在运输过程中保持平稳。

本实施例中还包括有测距机构14，所述测距机构14包括有长条形的测距支架141和两个的距离传感器142，所述测距支架141固定于所述搬运底架7上端，所述测距支架141与所述抓取块9的运动方向垂直设置，所述测距支架141的两端分别固定所述距离传感器142。

还包括有CCD成像系统15，所述CCD成像系统15固定于所述输送装置8的一侧，所述CCD成像系统15电性连接所述驱动装置4。

本实施例中的驱动装置4包括有驱动电机401、第二减速器402、第二联轴器403、滚珠丝杆404、滚珠螺母405和第二丝杆螺母座406，所述伺服电机401通过第二减速器402和第二联轴器403连接滚珠丝杆404，在滚珠丝杆404上通过滚珠螺母405连接有第二丝杆螺母座406；在第一底座1上，驱动装置的伺服电机401固定在第一底座1上，第二丝杆螺母座406固定在第二底座的下侧，通过伺服电机401的驱动，丝杆螺母座406通过滚珠螺母405在滚珠丝杆404上做直线运动，从而驱动第二底座做直线运动；同理：第二底座上的驱动装置4通过伺服电机401驱动连接在丝杆螺母座406上的旋转装置3做直线运动；输送装置8底部的驱动装置4通过伺服电机401驱动连接在第二丝杆螺母座406上的抓取支架901做直线运动；搬运底架8侧面竖直固定的驱动装置4通过伺服电机401驱动连接在第二丝杆螺母座406上的输送装置8做竖直方向上的直线运动。

本发明在使用时，将要更换电池的电动车停放在本设备旁，通过基座的第一底座1上的驱动装置4控制本设备进行与电动车平行方向上的移动，将上端的抓取机构对准电池仓的竖直位置，通过连接输送装置8的驱动装置4将输送装置8在竖直方向上进行调整，使得抓取机构对准电池仓的水平位置，通过第二底座2上的驱动装置4将旋转装置3及以上端部分向电池仓方向送去，输送装置8上的连接杆10首先插入电池仓中，接触电池仓的锁定部分，随后输送装置8底部设置的驱动装置4将抓取块9伸入电池仓，抓取块9的电磁铁902通电吸附电池，且抓取气缸903的活塞伸长来抵住电池，通过解锁气缸11的活塞伸长来触发解锁，使得电池能够被取出；然后输送装置8底部设置的驱动装置4将抓取块9移除电池仓，从而将电池取出，取出的电池通过抓取块9移动到输送装置8上，通过断开电磁铁902的电以解除抓取，同时通过搬运底架7侧面竖直固定的驱动装置4将输送装置8提升，再启动输送装置8将电池输送出去；要更换的电池输送出去后，将新电池通过输送装置8送入，再通过搬运底架7侧面竖直固定的驱动装置4将输送装置8降下，同时通过抓取块9的电磁铁902通电吸附新电池，并通过输送装置8底部设置的驱动装置4将抓取块9带动新电池插入电池仓中，同时解锁气缸11的活塞缩回原位，让电池再次锁定，从而完成新电池的更换。

为表述方便，本文所称的“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等代表方向的描述与附图本身的左右方向一致，但并不对本发明的结构起限定作用；此外，本发明并不局限于上述具体实施方式，本领域技术人员还可据此做出多种变化，但任何与本发明等同或者类似的变化都应涵盖在本发明权利要求的范围内。

Claims (9)

1.一种电动汽车电池更换设备，其特征在于：

包括有基座；

所述基座包括有旋转装置(3)、相互垂直的第一底座(1)和第二底座(2)，所述第一底座(1)和所述第二底座(2)上分别设置有导轨，所述第二底座(2)通过所述第一底座(1)的导轨与所述第一底座(1)滑动连接，所述旋转装置(3)的底座通过所述第二底座(2)的导轨与所述第二底座(2)滑动连接；所述第一底座(1)和所述第二底座(2)上还分别设置有两个的驱动装置(4)，两个的所述驱动装置(4)分别驱动所述第二底座(2)在所述第一底座(1)的导轨上滑动、和驱动所述旋转装置(3)在所述第二底座(2)的导轨上滑动；

还包括搬运机构；

所述搬运机构包括有摆角底座(5)、摆角伸降装置(6)和搬运底架(7)，所述摆角底座(5)的中心设于所述旋转装置(3)的转盘上，所述搬运底架(7)的上端由至少一个的凹槽形结构构成，所述搬运底架(7)设于所述摆角底座(5)的上方，所述搬运底架(7)底部的一端铰接所述摆角底座(5)，所述搬运底架(7)底部的另一端通过所述摆角伸降装置(6)连接所述摆角底座(5)；

还包括抓取机构；

所述抓取机构包括有可供输送电池的输送装置(8)、驱动装置(4)、抓取块(9)、连接杆(10)和解锁气缸(11)，所述输送装置(8)在取料的一端设置所述抓取块(9)，所述输送装置(8)的底部设有所述驱动装置(4)，所述驱动装置(4)连接所述抓取块(9)，所述驱动装置(4)能够驱动所述抓取块(9)在所述输送装置(8)的输送方向上运动，所述搬运底架(7)位于所述取料的一端固定有两个的所述连接杆(10)，所述连接杆(10)分别设于所述抓取块(9)的左右两侧，所述连接杆(10)的末端固定所述解锁气缸(11)。

2.根据权利要求1所述的电动汽车电池更换设备，其特征在于，所述摆角伸降装置(6)包括有伺服电机(601)、减速器(602)、联轴器(603)、丝杆螺母(604)、螺纹丝杆(605)、丝杆螺母座(606)和固定轴(607)，所述伺服电机(601)固定于所述搬运底架(7)的下端，所述伺服电机(601)通过减速器(602)和联轴器(603)连接所述螺纹丝杆(605)，所述螺纹丝杆(605)上通过螺纹连接所述丝杆螺母(604)，所述丝杆螺母(604)通过所述丝杆螺母座(606)滑动连接在所述搬运底架(7)的下端；所述丝杆螺母座(606)的下端固定所述固定轴(607)，所述摆角底座(5)上端位于所述螺纹丝杆(605)的两侧分别固定有斜块(12)，所述斜块(12)支撑所述固定轴(607)。

3.根据权利要求1所述的电动汽车电池更换设备，其特征在于，所述输送装置(8)的竖直侧面上还连接有驱动装置(4)，所述驱动装置(4)竖直固定在所述搬运底架(8)上。

4.根据权利要求1所述的电动汽车电池更换设备，其特征在于，所述摆角底座(5)的下端设置有若干的万向轮(13)，所述万向轮(13)绕所述摆角底座(5)的中心均匀设置。

5.根据权利要求1所述的电动汽车电池更换设备，其特征在于，所述抓取块(9)包括有抓取支架(901)、电磁铁(902)和抓取气缸(903)，所述抓取支架(901)底部连接所述驱动装置(4)，所述抓取支架(901)取料的一端固定有可供吸取电池的所述电磁铁(902)和两个的所述抓取气缸(903)，所述抓取气缸(903)设于所述电磁铁(902)的两侧。

6.根据权利要求1所述的电动汽车电池更换设备，其特征在于，还包括有测距机构(14)，所述测距机构(14)设于所述搬运底架(7)上。

7.根据权利要求6所述的电动汽车电池更换设备，其特征在于，所述测距机构(14)包括有长条形的测距支架(141)和两个的距离传感器(142)，所述测距支架(141)固定于所述搬运底架(7)上端，所述测距支架(141)与所述抓取块(9)的运动方向垂直设置，所述测距支架(141)的两端分别固定所述距离传感器(142)。

8.根据权利要求1所述的电动汽车电池更换设备，其特征在于，所述搬运底架(7)的上端由两个平行的U型槽结构构成，两个的所述U型槽结构内分别设置有所述抓取机构。

9.根据权利要求1所述的电动汽车电池更换设备，其特征在于，还包括有CCD成像系统(15)，所述CCD成像系统(15)固定于所述输送装置(8)的一侧，所述CCD成像系统(15)电性连接所述驱动装置(4)。