CN108860091A - 一种后备箱式新能源汽车电池更换装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种后备箱式新能源汽车电池更换装置，它包括左右位移机构、旋转机构、悬臂机构、所述悬臂机构可升降调节和前后位移机构；所述前后位移机构包括有第二直线滑轨和若干第二滑块，所述第二滑块固定在所述横臂的底面，所述第二直线滑轨连接有滑动板，所述滑动板的一侧连接有齿条，还包括第二电机，所述第二电机固定在所述横臂的另一端的侧面上，所述第二电机上设有齿轮，所述齿轮与所述齿条啮合，还包括电池抓取机构，述电池抓取机构包括传送带框架、两个动力带轮和第一传送带，所述第一传送带上设有若干电磁吸料头，还包括车辆位置检测机构和电池送料机构；本发明具有效率高，节省人力，且自动化程度高的特点。

Description

一种后备箱式新能源汽车电池更换装置

技术领域

本发明涉及一种后备箱式新能源汽车电池更换装置。

背景技术

汽车是人们日常生活中必不可少的交通工具，城市里的汽车保有量持续增长，除了交通拥堵给人们带来的不便外，汽车排放尾气造成的环境污染也严重影响着人们的身心健康。随着石油资源的日益枯竭和人们对环境保护的日益重视，如图1所述，新能源汽车越来越受到人们的欢迎。电动汽车作为以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，绿色环保的交通工具得到了大量开发和实际运用。电动汽车以电动机代替燃油机，通过蓄电池供电，由电机驱动而无需变速箱，具有节能环保、操纵和维修方便、运行可靠、噪音低等优点。电池作为电动汽车上不可或缺的重要部件，为电动汽车提供动能；目前市场长的电动汽车电池普遍存在容量小，充电慢等缺点。

由于受到电池技术的制约，目前能够行之有效的方式是快速更换电池，广泛建立电池更换站，使得更换电池如果加油一样方便，就能够彻底解决电动汽车行程受限、充电等待时间长等问题，但是现有技术中大多采用人工搬运和更换电池，效率低，耗费人力的缺点，而且目前市场上还没有设计出针对汽车后备箱电池更换的设备。

发明内容

本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种高效率、节省人力的汽车电池更换装置。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

一种后备箱式新能源汽车电池更换装置，包括左右位移机构，所述左右位移机构包括有第一底板、两条第一直线滑轨和第一动力装置，所述第一底板连接有第一滑块，所述第一滑块位于所述第一直线滑轨上滑动连接，所述第一动力装置与所述第一底板连接，所述第一动力装置用于驱动所述第一底板左右滑动；

还包括旋转机构，所述旋转机构位于所述第一底板上，所述旋转机构包括圆环状的支撑底座、齿圈和圆盘状的旋转底座，所述支撑底座固定在所述第一底板上，所述支撑底座的上表面同心设有圆环凸台，所述旋转底座与所述支撑底座活动连接，所述旋转底座的下表面同心设有柱形凸台，所述柱形凸台一部分嵌入所述圆环凸台内，所述齿圈与所述旋转底座固定连接，所述旋转底座在所述齿圈的转动下旋转；

还包括悬臂机构，所述悬臂机构位于所述旋转机构上，所述悬臂机构可随所述旋转底座转动，所述悬臂机构包括支撑臂和横臂，所述支撑臂的一端与所述旋转底座活动连接，所述支撑臂连接有两个第一油缸，两个所述第一油缸分别位于所述支撑臂的两侧，所述第一油缸的另一端与所述旋转底座活动连接，所述支撑臂的另一端通过销轴与所述横臂连接，所述横臂的一端连接第二油缸，所述第二油缸位于所述支撑臂的上表面，所述第二油缸的另一端连接在所述支撑臂上，所述悬臂机构可升降调节；

还包括前后位移机构，所述前后位移机构固定在所述悬臂机构上，所述前后位移机构包括有第二直线滑轨和若干第二滑块，所述第二滑块固定在所述横臂的底面，所述第二直线滑轨与所述第二滑块活动连接，所述第二直线滑轨连接有滑动板，所述滑动板的一侧连接有齿条；还包括第二电机，所述第二电机固定在所述横臂的另一端的侧面上，所述第二电机上设有齿轮，所述齿轮与所述齿条啮合；

还包括电池抓取机构，所述电池抓取机构包括传送带框架、两个动力带轮和第一传送带，所述传动带框架通过销轴与所述滑动板连接，所述动力带轮固定在所述传送带框架的两端，所述第一传送带盘绕在所述动力带轮上，所述第一传送带可在所述传送带框架内循环转动，所述第一传送带上设有若干电磁吸料头；

还包括车辆位置检测机构，所述车辆位置检测机构包括三块测距板，所述测距板上设有雷达测距头；

还包括电池送料机构，所述电池送料机构包括两条第二传送带，两条所述第二传送带分别用于放置新电池与旧电池。

本发明进一步设置为，还包括有第二底板，所述第一直线滑轨固定在所述第二底板上；所述第一动力装置固定在所述第二底板上。

本发明进一步设置为，所述第一动力装置包括有第一电机、丝杆、螺母和轴承座，所述第一电机设于所述第二底板上，所述丝杆的一端连接所述第一电机，所述丝杆的另一端穿过所述螺母与所述轴承座活动连接，所述螺母固定在所述第一底板上，所述轴承座设于所述第二底板上。

本发明进一步设置为，所述旋转底座设有第一凸耳和两组第二凸耳，所述第一凸耳位于所述旋转底座的中心，两组所述第二凸耳与两个所述第一油缸位置对应，所述第二凸耳位于所述旋转底座的圆周上，所述第一凸耳通过销轴与所述支撑臂的一端连接，所述第二凸耳通过销轴与所述第一油缸的另一端连接，所述第一油缸的一端通过销轴与所述支撑臂连接。

本发明进一步设置为，所述悬臂机构还包括一组第三凸耳，所述第三凸耳固定在所述支撑臂的上表面，所述第三凸耳通过销轴与所述第二油缸的另一端连接，所述第二油缸的一端通过销轴与所述横臂的一端连接。

本发明进一步设置为，所述前后位移机构还包括电机支架和一组第四凸耳，所述电机支架固定在所述横臂的侧面，所述第二电机固定在所述电机支架上，所述第四凸耳位于所述滑动板的一端的底面，所述传送带框架设有第五凸耳，所述第五凸耳固定在所述传送带框架的上表面，所述第五凸耳与所述第四凸耳通过销轴连接。

本发明的有益效果为：与现有技术相比，本发明具有效率高，节省人力，且自动化程度高的特点。

附图说明

图1是新能源汽车的结构示意图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是本发明另一视角的结构示意图；

图4是图2中I处的放大示意图；

图5是本发明的前后位移机构与电池抓取机构配合的结构示意图；

图6是本实用新的电池抓取机构的结构示意图；

图7是本发明的电磁吸料头的结构示意图；

附图标记说明：11-第一底板；12-第一直线滑轨；13-第一滑块；141-第一电机；142-丝杆；143-螺母；144-轴承座；21-支撑底座；22-齿圈；23-旋转底座；231-第一凸耳；232-第二凸耳；31-支撑臂；32-横臂；33-第一油缸；34-第二油缸；35-第三凸耳；41-第二直线滑轨；42-第二滑块；43-滑动板；44-齿条；45-第二电机；46-齿轮；47-电机支架；48-第四凸耳；51-传送带框架；52-第一传送带；53-电磁吸料头；54-动力带轮；55-第五凸耳；61-测距板；62-雷达测距头；71-第二传送带；72-新电池；73-旧电池；8-第二底板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。

需要理解的是，术语 “前后”、“左右”指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的零件必须具有特定的方位或者位置关系，因此不能理解为对本发明的限制。

如图2至图7所示，本实施例所述的一种后备箱式新能源汽车电池更换装置，包括左右位移机构，所述左右位移机构包括有第一底板11、两条第一直线滑轨12和第一动力装置，所述第一底板11连接有第一滑块13，所述第一滑块13位于所述第一直线滑轨12上滑动连接，所述第一动力装置与所述第一底板11连接，所述第一动力装置用于驱动所述第一底板11左右滑动，所述第一直线滑轨12与所述第一滑块13配合用于为所述第一底板11导向；

还包括旋转机构，所述旋转机构位于所述第一底板11上，所述旋转机构包括圆环状的支撑底座21、齿圈22和圆盘状的旋转底座23，所述支撑底座21固定在所述第一底板11上，所述支撑底座21的上表面同心设有圆环凸台，所述旋转底座23与所述支撑底座21活动连接，所述旋转底座23的下表面同心设有柱形凸台，所述柱形凸台一部分嵌入所述圆环凸台内，所述齿圈22与所述旋转底座23固定连接，所述旋转底座23在所述齿圈22的转动下旋转；

还包括悬臂机构，所述悬臂机构位于所述旋转机构上，所述悬臂机构可随所述旋转底座23转动，所述悬臂机构包括支撑臂31和横臂32，所述支撑臂31的一端与所述旋转底座23活动连接，所述支撑臂31连接有两个第一油缸33，所述第一油缸33用于支撑和调整所述支撑臂31，所述两个所述第一油缸33分别位于所述支撑臂31的两侧，所述第一油缸33的另一端与所述旋转底座23活动连接，所述支撑臂31的另一端通过销轴与所述横臂32连接，所述横臂32的一端连接第二油缸34，所述第二油缸34用于调整所述横臂32，所述第二油缸34位于所述支撑臂31的上表面，所述第二油缸34的另一端连接在所述支撑臂31上，所述悬臂机构可升降调节；

还包括前后位移机构，所述前后位移机构固定在所述悬臂机构上，所述前后位移机构包括有三个第二滑块42和一条第二直线滑轨41，所述第二滑块42固定在所述横臂32的底面，所述第二直线滑轨41与所述第二滑块42滑动连接，所述第二直线滑轨41连接有滑动板43，所述滑动板43的一侧连接有齿条44；还包括第二电机45，所述第二电机45固定在所述横臂32的另一端的侧面上，所述第二电机45上设有齿轮46，所述齿轮46与所述齿条44啮合；

还包括电池抓取机构，所述电池抓取机构包括传送带框架51、两个动力带轮54和第一传送带52，所述传动带框架通过销轴与所述滑动板43连接，所述动力带轮54固定在所述传送带框架51的两端，所述第一传送带52盘绕在所述动力带轮54上，所述第一传送带52可在所述传送带框架51内循环转动，所述第一传送带52上设有若干电磁吸料头53；

还包括车辆位置检测机构，所述车辆位置检测机构包括三块测距板61，所述测距板61上设有雷达测距头62，所述车辆位置检车机构用于识别车辆型号以及车身位置等信息；

还包括电池送料机构，所述电池送料机构包括两条第二传送带71，两条所述第二传送带71分别用于放置新电池72与旧电池73。

本实施例的工作方式为：车辆停靠在车辆位置识别机构后，通过三块测距板61中的雷达测距头62，准确识别车辆型号以及车身位置等信息，为电池安装提供基础数据，控制系统根据车辆位置识别系统传回的车辆实时数据，控制旋转机构旋转，旋转机构带动悬臂机构转动，电池抓取机构经旋转机构和悬臂机构在油缸作用下移动至放置新电池72的第二传送带71上方，在第一油缸33和第二油缸34的作用下，控制支撑臂31和横臂32升降调整，使电池抓取机构下探，电池抓取机构中的电磁吸料头53与新电池72顶端接触后，吸住新电池72，电池抓取机构在悬臂机构带动下上升完成新电池72抓取工作，电池抓取机构中动力带轮54带动第一传送带52转动，将新电池72转动至第一传送带52的上方存储，然后悬臂机构和前后位移机构共同作用下将电池抓取机构送至待更换的旧电池73上方，以抓取新电池72的方式把旧电池73取出，然后动力带轮54转动将新电池72和旧电池73交换位置，电池抓取机构下探至汽车电池仓后放下新电池72，完成汽车电池更换，然后悬臂机构带动电池抓取机构移动至用于放置旧电池73的第二传送带71上方，并下探至第二传送带71平面后放下取出的旧电池73，从而完成电池更换的整个过程。

本实施例的有益效果为：与现有技术相比，本实施例具有效率高，节省人力，且自动化程度高的特点。

基于上述实施例的基础上，进一步设置为，还包括有第二底板8，所述第一直线滑轨12固定在所述第二底板8上；所述第一动力装置固定在所述第二底板8上，使结构更紧凑牢固。

基于上述实施例的基础上，进一步设置为，所述第一动力装置包括有第一电机141、丝杆142、螺母143和轴承座144，所述第一电机141设于所述第二底板8上，所述丝杆142的一端连接所述第一电机141，所述丝杆142的另一端穿过所述螺母143与所述轴承座144活动连接，所述螺母143固定在所述第一底板11上，所述轴承座144设于所述第二底板8上，所述第一电机141驱动所述丝杆142转动，从而带动所述螺母143与所述第一底板11滑动，所述第一电机141驱动所述丝杆142转动，所述丝杆142带动所述第一底板11移动，当所述第一电机141反转时，所述第一底板11反方向移动，所述轴承座144用于限位，防止所述第一底板11滑出所述第一直线滑轨12，灵活便捷，易于控制。

基于上述实施例的基础上，进一步设置为，所述旋转底座23设有第一凸耳231和两组第二凸耳232，所述第一凸耳231位于所述旋转底座23的中心，两组所述第二凸耳232与两个所述第一油缸33位置对应，所述第二凸耳232位于所述旋转底座23的圆周上，所述第一凸耳231通过销轴与所述支撑臂31的一端连接，所述第二凸耳232通过销轴与所述第一油缸33的另一端连接，所述第一油缸33的一端通过销轴与所述支撑臂31连接，结构更加灵活，便于调节所述支撑臂31的升降。

基于上述实施例的基础上，进一步设置为，所述悬臂机构还包括一组第三凸耳35，所述第三凸耳35固定在所述支撑臂31的上表面，所述第三凸耳35通过销轴与所述第二油缸34的另一端连接，所述第二油缸34的一端通过销轴与所述横臂32的一端连接，结构更加灵活，便于调节所述横臂32的升降。

基于上述实施例的基础上，进一步设置为，所述前后位移机构还包括电机支架47和一组第四凸耳48，所述电机支架47固定在所述横臂32的侧面，所述第二电机45固定在所述电机支架47上，便于所述第二电机45驱动所述齿条44移动，所述第四凸耳48位于所述滑动板43的一端的底面，所述传送带框架51设有第五凸耳55，所述第五凸耳55固定在所述传送带框架51的上表面，所述第五凸耳55与所述第四凸耳48通过销轴连接，结构灵活、简单。

以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。

Claims (7)

1.一种后备箱式新能源汽车电池更换装置，其特征在于：其特征在于：包括左右位移机构，所述左右位移机构包括有第一底板（11）、两条第一直线滑轨（12）和第一动力装置，所述第一底板（11）连接有第一滑块（13），所述第一滑块（13）位于所述第一直线滑轨（12）上滑动连接，所述第一动力装置与所述第一底板（11）连接，所述第一动力装置用于驱动所述第一底板（11）左右滑动；

还包括旋转机构，所述旋转机构位于所述第一底板（11）上，所述旋转机构包括圆环状的支撑底座（21）、齿圈（22）和圆盘状的旋转底座（23），所述支撑底座（21）固定在所述第一底板（11）上，所述支撑底座（21）的上表面同心设有圆环凸台，所述旋转底座（23）与所述支撑底座（21）活动连接，所述旋转底座（23）的下表面同心设有柱形凸台，所述柱形凸台一部分嵌入所述圆环凸台内，所述齿圈（22）与所述旋转底座（23）固定连接，所述旋转底座（23）在所述齿圈（22）的转动下旋转；

还包括悬臂机构，所述悬臂机构位于所述旋转机构上，所述悬臂机构可随所述旋转底座（23）转动，所述悬臂机构包括支撑臂（31）和横臂（32），所述支撑臂（31）的一端与所述旋转底座（23）活动连接，所述支撑臂（31）连接有两个第一油缸（33），两个所述第一油缸（33）分别位于所述支撑臂（31）的两侧，所述第一油缸（33）的另一端与所述旋转底座（23）活动连接，所述支撑臂（31）的另一端通过销轴与所述横臂（32）连接，所述横臂（32）的一端连接第二油缸（34），所述第二油缸（34）位于所述支撑臂（31）的上表面，所述第二油缸（34）的另一端连接在所述支撑臂（31）上，所述悬臂机构可升降调节；

还包括前后位移机构，所述前后位移机构固定在所述悬臂机构上，所述前后位移机构包括有第二直线滑轨（41）和若干第二滑块（42），所述第二滑块（42）固定在所述横臂（32）的底面，所述第二直线滑轨（41）与所述第二滑块（42）滑动连接，所述第二直线滑轨（41）连接有滑动板（43），所述滑动板（43）的一侧连接有齿条（44）；还包括第二电机（45），所述第二电机（45）固定在所述横臂（32）的另一端的侧面上，所述第二电机（45）上设有齿轮（46），所述齿轮（46）与所述齿条（44）啮合；

还包括电池抓取机构，所述电池抓取机构包括传送带框架（51）、两个动力带轮（54）和第一传送带（52），所述传动带框架通过销轴与所述滑动板（43）连接，所述动力带轮（54）固定在所述传送带框架（51）的两端，所述第一传送带（52）盘绕在所述动力带轮（54）上，所述第一传送带（52）可在所述传送带框架（51）内循环转动，所述第一传送带（52）上设有若干电磁吸料头（53）；

还包括车辆位置检测机构，所述车辆位置检测机构包括三块测距板（61），所述测距板（61）上设有雷达测距头（62）；

还包括电池送料机构，所述电池送料机构包括两条第二传送带（71），两条所述第二传送带（71）分别用于放置新电池（72）与旧电池（73）。

2.根据权利要求2所述的一种后备箱式新能源汽车电池更换装置,其特征在于：还包括有第二底板（8），所述第一直线滑轨（12）固定在所述第二底板（8）上；所述第一动力装置固定在所述第二底板（8）上。

3.根据权利要求3所述的一种后备箱式新能源汽车电池更换装置,其特征在于：所述第一动力装置包括有第一电机（141）、丝杆（142）、螺母（143）和轴承座（144），所述第一电机（141）设于所述第二底板（8）上，所述丝杆（142）的一端连接所述第一电机（141），所述丝杆（142）的另一端穿过所述螺母（143）与所述轴承座（144）活动连接，所述螺母（143）固定在所述第一底板（11）上，所述轴承座（144）设于所述第二底板（8）上。

4.根据权利要求1所述的一种后备箱式新能源汽车电池更换装置,其特征在于：所述旋转底座（23）设有第一凸耳（231）和两组第二凸耳（232），所述第一凸耳（231）位于所述旋转底座（23）的中心，两组所述第二凸耳（232）与两个所述第一油缸（33）位置对应，所述第二凸耳（232）位于所述旋转底座（23）的圆周上，所述第一凸耳（231）通过销轴与所述支撑臂（31）的一端连接，所述第二凸耳（232）通过销轴与所述第一油缸（33）的另一端连接，所述第一油缸（33）的一端通过销轴与所述支撑臂（31）连接。

5.根据权利要求1所述的一种后备箱式新能源汽车电池更换装置,其特征在于：所述悬臂机构还包括一组第三凸耳（35），所述第三凸耳（35）固定在所述支撑臂（31）的上表面，所述第三凸耳（35）通过销轴与所述第二油缸（34）的另一端连接，所述第二油缸（34）的一端通过销轴与所述横臂（32）的一端连接。

6.根据权利要求1所述的一种后备箱式新能源汽车电池更换装置,其特征在于：所述前后位移机构还包括电机支架（47）和一组第四凸耳（48），所述电机支架（47）固定在所述横臂（32）的侧面，所述第二电机（45）固定在所述电机支架（47）上，所述第四凸耳（48）位于所述滑动板（43）的一端的底面，所述传送带框架（51）设有第五凸耳（55），所述第五凸耳（55）固定在所述传送带框架（51）的上表面，所述第五凸耳（55）与所述第四凸耳（48）通过销轴连接。

7.根据权利要求1所述的一种后备箱式新能源汽车电池更换装置,其特征在于：所述前后位移机构还包括电机支架（47）和一组第四凸耳（48），所述电机支架（47）固定在所述横臂（32）的侧面，所述第二电机（45）固定在所述电机支架（47）上，所述第四凸耳（48）位于所述滑动板（43）的一端的底面，所述传送带框架（51）设有第五凸耳（55），所述第五凸耳（55）固定在所述传送带框架（51）的上表面，所述第五凸耳（55）与所述第四凸耳（48）通过销轴连接。