CN109987070B - 电池箱更换托盘机构及包含其的电池转运装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电池箱更换托盘机构及包含其的电池转运装置，该电池箱更换托盘机构，包括上动盘、托盘、第一驱动部，所述上动盘内设有第一导轨，所述托盘安装于所述第一导轨上，所述第一驱动部驱动所述托盘在所述第一导轨上滑动，所述托盘设有能伸出至所述上动盘的外部的伸出端。该电池箱更换托盘机构及包含其的电池转运装置，使用水平移动的托盘，可以从电动汽车的侧面进行换电，完成从侧面更换电池箱的工作；该电池箱更换托盘机构特别适用于具有沿侧面排成一列的多个电池的电动巴士。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池箱更换托盘机构及包含其的电池转运装置。
背景技术
电动汽车以电代油，能够实现零排放与低噪声，是解决能源和环境问题的重要手段。随着石油资源的紧张和电池技术的发展，电动汽车在性能和经济性方面已经接近甚至优于传统燃油汽车，并开始在世界范围内逐渐推广应用。以电动汽车为代表的新一代节能与环保汽车是汽车工业发展的必然趋势。作为电动汽车大规模推广应用的重要前提和基础，电动汽车充换电技术的发展和电动汽车充换电设施建设引起了各方广泛关注。在现有的换电设施中，尚未有可以从汽车的侧面进行换电的电池箱更换设备。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术中的缺少可以从汽车的侧面进行换电的电池箱更换设备的缺陷，而提供一种电池箱更换托盘机构及包含其的电池转运装置。
本发明通过以下技术方案解决上述技术问题：
本发明提供了一种电池箱更换托盘机构，包括上动盘、托盘、第一驱动部，所述上动盘内设有第一导轨，所述托盘安装于所述第一导轨上，所述第一驱动部驱动所述托盘在所述第一导轨上滑动，所述托盘设有能伸出至所述上动盘的外部的伸出端。托盘可以在上动盘内水平移动，通过托盘的水平移动，将电池箱拖至托盘上，或者将电池箱送入电池仓位中。
较佳地，所述电池箱更换托盘机构包括回转支撑组件，所述回转支撑组件位于所述上动盘的下方，所述回转支撑组件带动所述上动盘旋转。通过使用回转支撑组件，带动上动盘、托盘一起转动，使托盘的伸出端可选择面向电动汽车的电池仓位或充电仓的电池仓位。
较佳地，所述回转支撑组件包括转动盘、固定盘和回转驱动部，所述转动盘与所述上动盘固定连接，所述转动盘套在所述固定盘上，所述回转驱动部驱动所述转动盘绕所述固定盘转动。
较佳地，所述回转驱动部包括回转电机、蜗杆，所述回转电机的转动轴与所述蜗杆同轴连接，所述转动盘为蜗轮，所述蜗杆与所述蜗轮相啮合。通过回转电机的转动轴带动蜗杆转动，通过带动转动盘绕固定盘转动，从而实现与转动盘固定的上动盘的转动。
较佳地，所述伸出端设置有第一检测部，所述第一检测部检测所述伸出端与电池箱之间的角度，并发送第一检测数据给所述回转支撑组件。第一检测部用于在该电池箱更换托盘机构的动作过程中检测托盘的位置，并传输数据给相对应的驱动机构。
较佳地，所述托盘包括导轨安装板，所述导轨安装板设有第一导轨槽，所述第一导轨安装于所述第一导轨槽内并能沿所述第一导轨槽的延伸方向滑动。
较佳地，所述第一驱动部包括第一电机、齿轮、齿条，所述第一电机固定在所述托盘上，所述齿条固定在所述上动盘上，所述齿条与所述第一导轨相平行，所述第一电机的转动轴带动所述齿轮转动，所述齿轮与所述齿条相啮合。当第一电机的转动轴转动时，使齿轮在齿条上移动，从而使与第一电机固定的托盘在第一导轨上移动。
较佳地，所述电池箱更换托盘机构还包括推盘盒、第二驱动部，所述托盘上设有第二导轨，所述推盘盒安装在所述第二导轨上，所述第二驱动部驱动所述推盘盒沿所述第二导轨移动。推盘盒在托盘上移动，将电池箱拖至托盘上，或者将电池箱送入电池仓位中。
较佳地，所述第二导轨与所述第一导轨相平行。这样，使托盘、推盘盒的移动方向一致，便于电池箱更换的程序设计。
较佳地，所述托盘面向所述推盘盒的表面设置有多个辅助滚轮，所述辅助滚轮的轴线垂直于所述第二导轨，所述辅助滚轮的外周面能与所述推盘盒的表面相接触。推盘盒在托盘的表面上移动时，辅助滚轮也会一起绕自身轴线转动，减小了推盘盒、托盘之间的摩擦力，使推盘盒更易在托盘的表面上移动。
较佳地，所述第二驱动部包括第二电机、同步带、多个辊轮，多个所述辊轮将所述同步带张紧，所述同步带的传送方向与所述第二导轨相平行，所述同步带与所述推盘盒固定连接，所述第二电机的转动轴带动其中一个所述辊轮转动。当第二电机的转动轴转动时，带动辊轮转动，从而使同步带沿传送方向传送，从而使与同步带固定的推盘盒在第二导轨上移动。
较佳地，所述推盘盒面向所述伸出端的表面为端表面，所述推盘盒的端表面设有能与电池箱锁定的锁定盘。当推盘盒需要与电池箱固定连接时，锁定盘与电池箱锁紧；当推盘盒需要与电池箱脱离时，锁定盘与电池箱相分离。
较佳地，所述锁定盘上设有解锁顶杆；所述锁定盘与所述电池箱锁定时，所述解锁顶杆按下所述电池箱上的解锁按钮，将所述电池箱从电动车上解锁。
较佳地，所述推盘盒上还设有第二检测部，所述第二检测部检测所述推盘盒是否吸附所述电池箱并生成第二检测数据，所述第二检测部发送所述第二检测数据给所述第二驱动部。第二检测部检测并判断推盘盒是否完成对电池箱的吸附，并将检测到的第二检测数据发送给第二驱动部。若推盘盒已完成对电池箱的吸附，第二驱动部进行下一步动作；若推盘盒未完成对电池箱的吸附，第二驱动部停止进行下一步动作。
较佳地，所述伸出端的端面上设有第三检测部，所述第三检测部测量所述伸出端与所述电池箱之间的距离并生成第三检测数据，所述第三检测部发送所述第三检测数据给所述第一驱动部。第三检测部，测量并将第三检测数据发送给第一驱动部；若伸出端与电池箱之间的距离已达到预定值，第一驱动部停止动作，使托盘停留在预定位置。
较佳地，所述上动盘面向所述伸出端的端面设有电池到位保护装置，所述电池到位保护装置检测所述电池箱是否安装到位；在所述电池箱安装不到位的情况下，所述电池到位保护装置发出报警信号。
本发明还提供了一种电池转运装置，所述电池转运装置包括行走机构、升降机构及上述电池箱更换托盘机构；所述电池箱更换托盘机构位于所述升降机构上，所述升降机构安装于所述行走机构上，所述升降机构连同所述电池箱更换托盘机构一起升降，所述行走机构连同所述升降机构、电池箱更换托盘机构一起水平移动。通过行走机构、升降机构、电池箱更换托盘机构的相互配合，使电池箱更换托盘机构可移动至预设位置，并对预设位置的电池箱进行更换。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于：
该电池箱更换托盘机构及包含其的电池转运装置，使用水平移动的托盘，可以从电动汽车的侧面进行换电，完成从侧面更换电池箱的工作；该电池箱更换托盘机构特别适用于具有沿侧面排成一列的多个电池的电动巴士。
附图说明
图1为本发明电池箱更换托盘机构的结构示意图。
图2为图1所示的电池箱更换托盘机构的结构示意图。
图3为图1所示的电池箱更换托盘机构的侧视图。
图4为图3所示的电池箱更换托盘机构的局部放大图。
图5为图3所示的电池箱更换托盘机构的A-A向剖视图。
图6为图1所示的电池箱更换托盘机构的上动盘及相关部件的结构示意图。
图7为图1所示的电池箱更换托盘机构的托盘、推盘盒及相关部件的结构示意图。
图8为图1所示的电池箱更换托盘机构的推盘盒及相关部件的结构示意图。
图9为图1所示的电池箱更换托盘机构的托盘及相关部件的爆炸图。
图10为图1所示的电池箱更换托盘机构的回转支撑组件的结构示意图。
图11为图10所示的电池箱更换托盘机构的回转支撑组件的剖视图。
图12为本发明电池转运装置的结构示意图。
附图标记说明
电池箱更换托盘机构100
上动盘1
第一导轨11
托盘2
伸出端21
辅助滚轮22
导轨安装板23
第一导轨槽24
第二导轨25
底板26
滚轮容纳槽27
侧部连接板28
导轨连接板29
第一驱动部3
第一电机31
齿轮32
齿条33
第一减速器34
回转支撑组件4
转动盘41
固定盘42
回转驱动部43
回转电机431
蜗杆432
回转减速器433推盘盒5
端表面51
锁定盘52
解锁顶杆53
连接底板54
滑动卡块55
第二驱动部6
第二电机61
同步带62
辊轮63
第二减速器64
辊轮安装箱65
第一检测部7
第二检测部8
第三检测部9
电池到位保护装置10行走机构200
升降机构300
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
如图1至图3所示，本发明电池箱更换托盘机构100，包括上动盘1、托盘2和第一驱动部3，上动盘1内设有第一导轨11，托盘2安装于第一导轨11上，第一驱动部3驱动托盘2在第一导轨11上滑动，托盘2设有能伸出至上动盘1的外部的伸出端21。托盘2可以在上动盘1内水平移动，通过托盘2的水平移动，将电池箱拖至托盘2上，或者将电池箱送入电池仓位中。
如图2、图3和图5所示，该电池箱更换托盘机构100还包括回转支撑组件4，回转支撑组件4位于上动盘1的下方，回转支撑组件4带动上动盘1旋转。通过使用回转支撑组件4，带动上动盘1、托盘2一起转动，使托盘2的伸出端21可选择面向电动汽车的电池仓位或充电仓的电池仓位。
如图1至图3、图5所示，该电池箱更换托盘机构100还包括推盘盒5、第二驱动部6，托盘2上设有第二导轨25，推盘盒5安装在第二导轨25上，第二驱动部6驱动推盘盒5沿第二导轨25移动。推盘盒5在托盘2上移动，将电池箱拖至托盘2上，或者将电池箱送入电池仓位中。其中，第二导轨25最好与第一导轨11相平行。这样，使托盘2、推盘盒5的移动方向一致，便于电池箱更换的程序设计。
将电池箱从电池仓位中取出时，回转支撑组件4带动上动盘1、托盘2一起转动，使托盘2的伸出端21面向电池仓位；第一驱动部3驱动托盘2水平移动，使托盘2的伸出端21向电池仓位的方向伸出；第二驱动部6驱动推盘盒5在托盘2上水平向电池仓位的方向移动，直至推盘盒5与电池箱靠近并固定连接。第二驱动部6再驱动推盘盒5缩回，使电池箱与推盘盒5一起移动至托盘2上，托盘2也缩回至上动盘1内。回转支撑组件4带动上动盘1、托盘2旋转至下一个设定位置。
将电池箱装入电池仓位中时，回转支撑组件4带动上动盘1、托盘2一起转动，使托盘2的伸出端21面向电池仓位；第一驱动部3驱动托盘2水平移动，使托盘2的伸出端21向电池仓位的方向伸出；第二驱动部6驱动推盘盒5以及与推盘盒5固定连接的电池箱一起向电池仓位移动，直至电池箱被推入电池仓位中。当电池箱确定到位后，推盘盒5与电池箱脱离，推盘盒5、托盘2缩回。
如图4所示，第一驱动部3包括第一电机31、齿轮32、齿条33，第一电机31固定在托盘2上(如图7、图9所示)，齿条33固定在上动盘1上(如图6所示)，齿条33与第一导轨11相平行，第一电机31的转动轴带动齿轮32转动，齿轮32与齿条33相啮合。其中，第一电机31的转动轴与齿轮32之间设有第一减速器34，第一电机31的转动轴与第一减速器34的输入轴同轴连接，第一减速器34的输出轴与齿轮32同轴连接。第一减速器34起到降低第一电机31的转动轴的转速的作用。
当第一电机31的转动轴转动时，使齿轮32在齿条33上移动，从而使与第一电机31固定的托盘2在第一导轨11上移动。
如图4和图6所示，托盘2包括导轨安装板23，导轨安装板23设有第一导轨槽24，第一导轨11安装于第一导轨槽24内并能沿第一导轨槽24的延伸方向滑动。如图9所示，托盘2包括底板26，底板26的两侧设有侧部连接板28，侧部连接板28将底板26与导轨安装板23相连接。
如图5和图7所示，托盘2面向推盘盒5的表面设置有多个辅助滚轮22，辅助滚轮22的轴线垂直于第二导轨25，辅助滚轮22的外周面能与推盘盒5的表面相接触。推盘盒5在托盘2的表面上移动时，辅助滚轮2也会一起绕自身轴线转动，减小了推盘盒5、托盘2之间的摩擦力，使推盘盒5更易在托盘2的表面上移动。如图9所示，底板26上具有两个滚轮容纳槽27，多个辅助滚轮22位于安装于这两个滚轮容纳槽27内。
如图5所示，第二驱动部6包括第二电机61、同步带62、多个辊轮63，多个辊轮63将同步带62张紧，同步带62的传送方向与第二导轨25相平行，同步带62与推盘盒5固定连接，第二电机61的转动轴带动其中一个辊轮63转动。其中，第二电机61的转动轴与辊轮63之间设有第二减速器64，第二电机61的转动轴与第二减速器64的输入轴同轴连接，第二减速器64的输出轴与辊轮63同轴连接。第二减速器64起到降低第二电机61的转动轴的转速的作用。
当第二电机61的转动轴转动时，带动辊轮63转动，从而使同步带62沿传送方向传送，从而使与同步带62固定的推盘盒5在第二导轨25上移动。
如图9所示，推盘盒5设有连接底板54，连接底板54的底面设有滑动卡块55，滑动卡块55安装于第二导轨25上。通过滑动卡块55在第二导轨25上的移动，实现推盘盒5在第二导轨25上的移动。另，托盘2还包括导轨连接板29，导轨连接板29放置于底板26内，第二导轨25安装于导轨连接板29内。
第二驱动部6整体容纳于推盘盒5内。第二驱动部6还包括辊轮安装箱65，多个辊轮63安装于辊轮安装箱65内，辊轮安装箱65固定在推盘盒5的连接底板54上。
如图8所示，推盘盒5面向伸出端21的表面为端表面51，推盘盒5的端表面51设有能与电池箱锁定的锁定盘52。锁定盘52具有可调整的磁力，当推盘盒5需要与电池箱固定连接时，锁定盘52具有磁力，与电池箱的磁力件吸在一起；当推盘盒5需要与电池箱脱离时，锁定盘52的磁力消失，与电池箱相分离。另外，锁定盘52上设有解锁顶杆53；锁定盘52与电池箱锁定时，解锁顶杆53按下电池箱上的解锁按钮，将电池箱从电动车上解锁。
如图10至图11所示，该回转支撑组件4包括转动盘41、固定盘42和回转驱动部43，转动盘41与上动盘1固定连接，转动盘41套在固定盘42上，回转驱动部43驱动转动盘41绕固定盘42转动。其中，回转驱动部43包括回转电机431、蜗杆432，回转电机431的转动轴带动蜗杆432转动，转动盘41为蜗轮，蜗杆432与蜗轮相啮合。回转电机431的转动轴与回转减速器433的输入轴同轴连接，回转减速器433的输出轴与蜗杆432同轴连接。回转减速器433起到降低回转电机431的转动轴的转速的作用。
通过回转电机431的转动轴带动蜗杆432转动，通过带动转动盘41绕固定盘42转动，从而实现与转动盘41固定的上动盘1的转动。
该电池箱更换托盘机构100上还设置有多个检测部，用于在该电池箱更换托盘机构100的动作过程中检测托盘2、推盘盒5的位置，并传输数据给相对应的驱动机构。
如图1和图7所示，托盘2的伸出端21设置有第一检测部7，第一检测部7检测伸出端21与电池箱之间的角度，并发送第一检测数据给回转支撑组件4。其中，第一检测部7可以为两个第一接近开关，两个第一接近开关分别位于伸出端21的两侧。当两个第一接近开关至电池仓位的距离相等时，表明托盘2的伸出端21已正对电池仓位。此时，第一检测部7发送停止指令给回转支撑组件4，回转支撑组件4停止驱动上动盘1、托盘2的旋转。
如图1、图7、图8所示，推盘盒5上还设有第二检测部8，第二检测部8检测推盘盒5是否吸附电池箱并生成第二检测数据，第二检测部8发送第二检测数据给第二驱动部6。其中，第二检测部8安装于推盘盒5的端表面51上，可以为两个第二接近开关。两个第二接近开关检测自身与电池箱之间的距离，并通过测得的距离判断推盘盒5是否完成对电池箱的吸附，并将检测到的第二检测数据发送给第二驱动部6。若推盘盒5已完成对电池箱的吸附，第二驱动部6进行下一步动作；若推盘盒5未完成对电池箱的吸附，第二驱动部6停止进行下一步动作。
如图1、图7所示，托盘2的伸出端21的端面上设有第三检测部9，第三检测部9测量伸出端21与电池箱之间的距离并生成第三检测数据，第三检测部9发送第三检测数据给第一驱动部3。第三检测部9可以为第三接近开关，第三接近开关测量伸出端21与电池箱之间的距离，并将第三检测数据发送给第一驱动部3。若伸出端21与电池箱之间的距离已达到预定值，第一驱动部3停止动作，使托盘2停留在预定位置。
如图1、图6所示，上动盘1面向伸出端21的端面设有电池到位保护装置10，电池到位保护装置10检测电池箱是否安装到位；在电池箱安装不到位的情况下，电池到位保护装置10发出报警信号。
如图12所示，本发明还提供一种电池转运装置，该电池转运装置包括行走机构200、升降机构300及上述电池箱更换托盘机构100；电池箱更换托盘机构100位于升降机构300上，升降机构300安装于行走机构200上，升降机构300连同电池箱更换托盘机构100一起升降，行走机构200连同升降机构300、电池箱更换托盘机构100一起水平移动。
通过行走机构200、升降机构300、电池箱更换托盘机构100的相互配合，使电池箱更换托盘机构100可移动至预设位置，并对预设位置的电池箱进行更换。
本发明不局限于上述实施方式，不论在其形状或结构上作任何变化，均落在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的，本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种电池箱更换托盘机构，其特征在于，包括：
上动盘、托盘、第一驱动部，所述上动盘内设有第一导轨，所述托盘安装于所述第一导轨上，所述第一驱动部驱动所述托盘在所述第一导轨上滑动，所述托盘设有能伸出至所述上动盘的外部的伸出端；
所述电池箱更换托盘机构包括回转支撑组件，所述回转支撑组件位于所述上动盘的下方，所述回转支撑组件带动所述上动盘旋转；
所述伸出端设置有第一检测部，所述第一检测部检测所述伸出端与电池箱之间的角度，并发送第一检测数据给所述回转支撑组件；
所述伸出端的端面上设有第三检测部，所述第三检测部测量所述伸出端与电池箱之间的距离并生成第三检测数据，所述第三检测部发送所述第三检测数据给所述第一驱动部；
所述电池箱更换托盘机构还包括推盘盒、第二驱动部，所述托盘上设有第二导轨，所述推盘盒安装在所述第二导轨上，所述第二驱动部驱动所述推盘盒沿所述第二导轨移动；所述推盘盒上还设有第二检测部，所述第二检测部检测所述推盘盒是否吸附电池箱并生成第二检测数据，所述第二检测部发送所述第二检测数据给所述第二驱动部。
2.如权利要求1所述的电池箱更换托盘机构，其特征在于：所述回转支撑组件包括转动盘、固定盘和回转驱动部，所述转动盘与所述上动盘固定连接，所述转动盘套在所述固定盘上，所述回转驱动部驱动所述转动盘绕所述固定盘转动。
3.如权利要求2所述的电池箱更换托盘机构，其特征在于：所述回转驱动部包括回转电机、蜗杆，所述回转电机的转动轴与所述蜗杆同轴连接，所述转动盘为蜗轮，所述蜗杆与所述蜗轮相啮合。
4.如权利要求1所述的电池箱更换托盘机构，其特征在于：所述托盘包括导轨安装板，所述导轨安装板设有第一导轨槽，所述第一导轨安装于所述第一导轨槽内并能沿所述第一导轨槽的延伸方向滑动。
5.如权利要求1所述的电池箱更换托盘机构，其特征在于：所述第一驱动部包括第一电机、齿轮、齿条，所述第一电机固定在所述托盘上，所述齿条固定在所述上动盘上，所述齿条与所述第一导轨相平行，所述第一电机的转动轴带动所述齿轮转动，所述齿轮与所述齿条相啮合。
6.如权利要求1所述的电池箱更换托盘机构，其特征在于：所述第二导轨与所述第一导轨相平行。
7.如权利要求1所述的电池箱更换托盘机构，其特征在于：所述托盘面向所述推盘盒的表面设置有多个辅助滚轮，所述辅助滚轮的轴线垂直于所述第二导轨，所述辅助滚轮的外周面能与所述推盘盒的表面相接触。
8.如权利要求1所述的电池箱更换托盘机构，其特征在于：所述第二驱动部包括第二电机、同步带、多个辊轮，多个所述辊轮将所述同步带张紧，所述同步带的传送方向与所述第二导轨相平行，所述同步带与所述推盘盒固定连接，所述第二电机的转动轴带动其中一个所述辊轮转动。
9.如权利要求1所述的电池箱更换托盘机构，其特征在于：所述推盘盒面向所述伸出端的表面为端表面，所述推盘盒的端表面设有能与电池箱锁定的锁定盘。
10.如权利要求9所述的电池箱更换托盘机构，其特征在于：所述锁定盘上设有解锁顶杆；所述锁定盘与所述电池箱锁定时，所述解锁顶杆按下所述电池箱上的解锁按钮，将所述电池箱从电动车上解锁。
11.如权利要求1所述的电池箱更换托盘机构，其特征在于：所述上动盘面向所述伸出端的端面设有电池到位保护装置，所述电池到位保护装置检测所述电池箱是否安装到位；在所述电池箱安装不到位的情况下，所述电池到位保护装置发出报警信号。
12.一种电池转运装置，其特征在于：所述电池转运装置包括行走机构、升降机构及如权利要求1～11任一项所述的电池箱更换托盘机构；所述电池箱更换托盘机构位于所述升降机构上，所述升降机构安装于所述行走机构上，所述升降机构连同所述电池箱更换托盘机构一起升降，所述行走机构连同所述升降机构、电池箱更换托盘机构一起水平移动。
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