CN110386569A

CN110386569A - 一种用于换电站堆垛机的夹持伸缩式交换主机

Info

Publication number: CN110386569A
Application number: CN201910724890.3A
Authority: CN
Inventors: 关仁舟
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-08-07
Filing date: 2019-08-07
Publication date: 2019-10-29

Abstract

本发明为一种用于换电站堆垛机的夹持伸缩式交换主机，堆垛机升降承载平台分别平行且固定设置无动力辊托组件、直线导轨、齿条，在伸缩结构件分别设置伸缩电机、夹持电机，夹持电机分别驱动蜗杆蜗轮、驱动轴、夹持块，以无动力辊托承载、采用四点对称夹持单元对动力电池高精度夹持定位再通过齿轮齿条快速伸缩驱动、滑轨高精度导向组合成一体，它结构简单，定位精度高、交换速度快、运行稳定，安装、维修方便，可以更好地解决用于自动换电站堆垛机的交换主机对动力电池进行交换所采用动力辊组摩擦式交换速度慢且交换到位后需再次修正定位造成整体机构复杂、高成本、高维护要求的问题，满足新能源换电站实现高性价比、低维护率的发展趋势。

Description

一种用于换电站堆垛机的夹持伸缩式交换主机

技术领域

本发明涉及换电领域，具体是一种用于换电站堆垛机的夹持伸缩式交换主机。

背景技术

公知当前用于自动换电站堆垛机的交换主机一般采用摩擦式的动力辊组对动力电池进行交换，动力辊组摩擦式交换速度慢，由于动力辊组的物理传动公差、制动误差对动力电池交换到位后需再次修正定位造成整体机构复杂，造成材料成本增加、维护要求高；随着当今中国新能源汽车的快速推广应用对高性价比、低维护率换电站的需求越来越大，解决用于自动换电站堆垛机的交换主机对动力电池进行交换所采用动力辊组摩擦式交换速度慢且交换到位后需再次修正定位造成整体机构复杂、高成本、高维护要求的问题已成当务之急；现阶段用于自动换电站堆垛机的交换主机对动力电池所采用的交换实施方法，其实施具有以下特点：①对动力电池采用动力辊组摩擦式交换速度慢；②动力辊组的物理传动公差、制动误差对动力电池交换到位后需再次修正定位造成整体机构复杂，造成材料成本增加、维护要求高；以现在用于自动换电站堆垛机的交换主机对动力电池交换所具备的功能，尚待解决用于自动换电站堆垛机的交换主机对动力电池进行交换所采用动力辊组摩擦式交换速度慢且交换到位后需再次修正定位造成整体机构复杂、高成本、高维护要求的问题。

发明内容

为了克服现有用于自动换电站堆垛机的交换主机对动力电池进行交换所采用动力辊组摩擦式交换速度慢且交换到位后需再次修正定位造成整体机构复杂、高成本、高维护要求的问题，本发明的目的是提供一种以无动力辊托承载、采用四点对称夹持单元对动力电池高精度夹持定位再通过齿轮齿条快速伸缩驱动、滑轨高精度导向组合成一体的一种用于换电站堆垛机的夹持伸缩式交换主机，更好的解决用于自动换电站堆垛机的交换主机对动力电池进行交换所采用动力辊组摩擦式交换速度慢且交换到位后需再次修正定位造成整体机构复杂、高成本、高维护要求问题的一种用于换电站堆垛机的夹持伸缩式交换主机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：堆垛机升降承载平台上侧的相应位置分别平行且固定设置无动力辊托组件、直线导轨、齿条，滑块与直线导轨滑动配合，滑块的上侧与伸缩结构件下侧靠后端的相应位置固定连接，在伸缩结构件靠后端的相应位置分别固定设置伸缩电机、夹持电机，伸缩电机的出轴驱动齿轮与齿条啮合，夹持电机的出轴与传动轴的一端同轴心固定连接，传动轴的靠前端位置与靠后端位置分别固定设置蜗杆，靠前端位置的蜗杆与靠后端位置的蜗杆旋向相反，与蜗杆对应分别设置蜗轮，穿过伸缩结构件的左侧和右侧分别活动设置驱动轴，蜗轮与驱动轴的相应位置同轴心固定连接，在驱动轴的两端分别固定设置夹持块，与传动轴、驱动轴对应在伸缩结构件的相应位置分别固定设置主轴承座和辅轴承座，在夹持块内分别嵌入设置夹到位传感器、松到位传感器，与松到位传感器对应在伸缩结构件两侧的相应位置分别固定设置接触片，在伸缩结构件下侧靠后端的相应位置固定设置感应片，与感应片对应在堆垛机升降承载平台上侧的相应位置分别固定设置前到位传感器、后到位传感器；拖链的一端分别与伸缩结构件后端的相应位置固定连接，拖链的另一端分别与堆垛机升降承载平台上侧的相应位置固定连接；相应连接线缆的一端分别与夹到位传感器、松到位传感器、伸缩电机、夹持电机的各接线端子电连接，相应连接线缆的另一端沿伸缩结构件敷设再穿过拖链引出并与堆垛机控制主机的相应端子电连接；相应连接线缆的一端分别与前到位传感器、后到位传感器的各接线端子电连接，相应连接线缆的另一端沿伸缩结构件敷设再引出并与堆垛机控制主机的相应端子电连接。相应连接线缆的一端分别与夹到位传感器、松到位传感器、伸缩电机、夹持电机、前到位传感器、后到位传感器的各接线端子电连接，相应连接线缆的另一端与堆垛机控制主机的相应端子电连接；当夹持伸缩式交换主机处于待机状态时，堆垛机控制主机通过相应的连接线缆控制伸缩电机在齿条的作用下驱动伸缩结构件停在堆垛机升降承载平台靠后端的预定位置，即感应片靠在后到位传感器上；堆垛机控制主机通过相应的连接线缆控制夹持电机驱动传动轴、蜗杆、蜗轮、驱动轴带动夹持块、夹到位传感器、松到位传感器旋转展开到位，即松到位传感器分别靠在接触片上，此时夹持块呈水平状态；夹持伸缩式交换主机对已存储在无动力托辊式立体仓位的动力电池进行取出交换动作流程：首先，堆垛机控制主机控制堆垛机其它相应机电组件将夹持伸缩式交换主机驱动并平层停在需取出交换已存储动力电池的无动力托辊式立体仓位前侧，堆垛机控制主机通过相应的连接线缆控制伸缩电机在齿条的作用下驱动滑块、伸缩结构件、夹持电机、传动轴、蜗杆、蜗轮、驱动轴、夹持块、夹到位传感器、松到位传感器、接触片、感应片、主轴承座和辅轴承座朝前向伸出动作直至到达预定位置，即到达需取出交换的无动力托辊式立体仓位所存储动力电池的下部预定位置，此时感应片靠在前到位传感器上，前到位传感器通过相应的连接线缆给堆垛机控制主机信号，堆垛机控制主机再通过相应的连接线缆控制夹持电机驱动传动轴、蜗杆、蜗轮、驱动轴、夹持块、夹到位传感器、松到位传感器对应旋转到预定位置，靠前侧的夹持块、夹到位传感器、松到位传感器和靠后侧的夹持块、夹到位传感器、松到位传感器分别从水平状态旋转至垂直状态，即靠前侧的夹持块和靠后侧的夹持块对该动力电池形成夹持并夹紧状态，此时夹到位传感器通过相应的连接线缆给堆垛机控制主机信号，堆垛机控制主机再通过相应的连接线缆控制伸缩电机在齿条的作用下驱动滑块、伸缩结构件、夹持电机、传动轴、蜗杆、蜗轮、驱动轴、夹持块、夹到位传感器、松到位传感器、接触片、感应片、主轴承座、辅轴承座和需取出动力电池一起朝后向拖入动作直至到达预定位置，在执行该拖入动作过程中由无动力辊托组件承载动力电池的重量，即感应片靠在后到位传感器上，后到位传感器通过相应的连接线缆给堆垛机控制主机信号，夹持伸缩式交换主机对已存储在无动力托辊式立体仓位的动力电池进行取出交换动作流程完成；在靠前侧的夹持块和靠后侧的夹持块对该动力电池形成夹持夹紧并保持的状态下，堆垛机控制主机控制堆垛机其它相应机电组件完成其它相应动作流程；夹持伸缩式交换主机对已取出转存在堆垛机的动力电池向另一无动力托辊式立体仓位进行存入交换动作流程：首先，堆垛机控制主机控制堆垛机其它相应机电组件将夹持伸缩式交换主机和转存动力电池驱动并平层停在需存入交换的另一无动力托辊式立体仓位前侧，堆垛机控制主机通过相应的连接线缆控制伸缩电机在齿条的作用下驱动滑块、伸缩结构件、夹持电机、传动轴、蜗杆、蜗轮、驱动轴、夹持块、夹到位传感器、松到位传感器、接触片、感应片、主轴承座、辅轴承座和转存在堆垛机的动力电池朝前向伸出动作直至到达预定位置，即动力电池到达需存入的另一无动力托辊式立体仓位预定位置，此时感应片靠在前到位传感器上，前到位传感器通过相应的连接线缆给堆垛机控制主机信号，堆垛机控制主机再通过相应的连接线缆控制夹持电机驱动传动轴、蜗杆、蜗轮、驱动轴、夹持块、夹到位传感器、松到位传感器对应旋转到预定位置，靠前侧的夹持块、夹到位传感器、松到位传感器和靠后侧的夹持块、夹到位传感器、松到位传感器分别从垂直状态旋转至水平状态，此时松到位传感器靠在接触片上，即靠前侧的夹持块和靠后侧的夹持块对该动力电池形成松开脱离状态，此时松到位传感器通过相应的连接线缆给堆垛机控制主机信号，堆垛机控制主机再通过相应的连接线缆控制伸缩电机在齿条的作用下驱动滑块、伸缩结构件、夹持电机、传动轴、蜗杆、蜗轮、驱动轴、夹持块、夹到位传感器、松到位传感器、接触片、感应片、主轴承座和辅轴承座一起朝后向缩入动作直至到达预定位置，即感应片靠在后到位传感器上，后到位传感器通过相应的连接线缆给堆垛机控制主机信号，夹持伸缩式交换主机对已取出转存在堆垛机的动力电池向另一无动力托辊式立体仓位进行存入交换动作流程完成。

本发明的有益效果是，以无动力辊托承载、采用四点对称夹持单元对动力电池高精度夹持定位再通过齿轮齿条快速伸缩驱动、滑轨高精度导向组合成一体的一种用于换电站堆垛机的夹持伸缩式交换主机，它结构简单，定位精度高、交换速度快、运行稳定，安装、维修方便，可以更好地解决用于自动换电站堆垛机的交换主机对动力电池进行交换所采用动力辊组摩擦式交换速度慢且交换到位后需再次修正定位造成整体机构复杂、高成本、高维护要求的问题，同时更节省材料、降低制造成本，满足新能源换电站实现高性价比、低维护率的发展趋势。

附图说明

图1是本发明的待机状态俯视整体结构示意图。

图2是本发明的待机状态左视整体结构示意图。

图3是本发明的待机状态A局部放大图。

图4是本发明的待机状态B局部放大图。

图5是本发明的电控原理方框图。

图中：1.堆垛机升降承载平台，2.无动力辊托组件，3.伸缩结构件，4.连接线缆，5.拖链，6.直线导轨，7.滑块，8.齿条，9.伸缩电机，10.夹持电机，11.主轴承座，12.传动轴，13.蜗杆，14.辅轴承座，15.驱动轴，16.蜗轮，17.夹持块，18.夹到位传感器，19.松到位传感器，20.接触片，21.前到位传感器，22.后到位传感器，23.感应片,24.堆垛机控制主机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

参阅附图1、附图2、附图3和附图4，箭头方向为前向，俯视和左视看，堆垛机升降承载平台1上侧的相应位置分别平行且固定设置无动力辊托组件2、直线导轨6、齿条8，滑块7与直线导轨6滑动配合，滑块7的上侧与伸缩结构件3下侧靠后端的相应位置固定连接，在伸缩结构件3靠后端的相应位置分别固定设置伸缩电机9、夹持电机10，伸缩电机9的出轴驱动齿轮与齿条8啮合，夹持电机10的出轴与传动轴12的一端同轴心固定连接，传动轴12的靠前端位置与靠后端位置分别固定设置蜗杆13，靠前端位置的蜗杆13与靠后端位置的蜗杆13旋向相反，与蜗杆13对应分别设置蜗轮16，穿过伸缩结构件3的左侧和右侧分别活动设置驱动轴15，蜗轮16与驱动轴15的相应位置同轴心固定连接，在驱动轴15的两端分别固定设置夹持块17，与传动轴12、驱动轴15对应在伸缩结构件3的相应位置分别固定设置主轴承座11和辅轴承座14，在夹持块17内分别嵌入设置夹到位传感器18、松到位传感器19，与松到位传感器19对应在伸缩结构件3两侧的相应位置分别固定设置接触片20，在伸缩结构件3下侧靠后端的相应位置固定设置感应片23，与感应片23对应在堆垛机升降承载平台1上侧的相应位置分别固定设置前到位传感器21、后到位传感器22；拖链5的一端分别与伸缩结构件3后端的相应位置固定连接，拖链5的另一端分别与堆垛机升降承载平台1上侧的相应位置固定连接；相应连接线缆4的一端分别与夹到位传感器18、松到位传感器19、伸缩电机9、夹持电机10的各接线端子电连接，相应连接线缆4的另一端沿伸缩结构件3敷设再穿过拖链5引出并与堆垛机控制主机24的相应端子电连接；相应连接线缆4的一端分别与前到位传感器21、后到位传感器22的各接线端子电连接，相应连接线缆4的另一端沿伸缩结构件3敷设再引出并与堆垛机控制主机24的相应端子电连接。

参阅附图5，相应连接线缆4的一端分别与夹到位传感器18、松到位传感器19、伸缩电机9、夹持电机10、前到位传感器21、后到位传感器22的各接线端子电连接，相应连接线缆4的另一端与堆垛机控制主机24的相应端子电连接；当夹持伸缩式交换主机处于待机状态时，堆垛机控制主机24通过相应的连接线缆4控制伸缩电机9在齿条8的作用下驱动伸缩结构件3停在堆垛机升降承载平台1靠后端的预定位置，即感应片23靠在后到位传感器22上；堆垛机控制主机24通过相应的连接线缆4控制夹持电机10驱动传动轴12、蜗杆13、蜗轮14、驱动轴15带动夹持块17、夹到位传感器18、松到位传感器19旋转展开到位，即松到位传感器19分别靠在接触片20上，此时夹持块17呈水平状态；夹持伸缩式交换主机对已存储在无动力托辊式立体仓位的动力电池进行取出交换动作流程：首先，堆垛机控制主机24控制堆垛机其它相应机电组件将夹持伸缩式交换主机驱动并平层停在需取出交换已存储动力电池的无动力托辊式立体仓位前侧，堆垛机控制主机24通过相应的连接线缆4控制伸缩电机9在齿条8的作用下驱动滑块7、伸缩结构件3、夹持电机10、传动轴12、蜗杆13、蜗轮14、驱动轴15、夹持块17、夹到位传感器18、松到位传感器19、接触片20、感应片23、主轴承座11和辅轴承座14朝前向伸出动作直至到达预定位置，即到达需取出交换的无动力托辊式立体仓位所存储动力电池的下部预定位置，此时感应片23靠在前到位传感器21上，前到位传感器21通过相应的连接线缆4给堆垛机控制主机24信号，堆垛机控制主机24再通过相应的连接线缆4控制夹持电机10驱动传动轴12、蜗杆13、蜗轮14、驱动轴15、夹持块17、夹到位传感器18、松到位传感器19对应旋转到预定位置，靠前侧的夹持块17、夹到位传感器18、松到位传感器19和靠后侧的夹持块17、夹到位传感器18、松到位传感器19分别从水平状态旋转至垂直状态，即靠前侧的夹持块17和靠后侧的夹持块17对该动力电池形成夹持并夹紧状态，此时夹到位传感器18通过相应的连接线缆4给堆垛机控制主机24信号，堆垛机控制主机24再通过相应的连接线缆4控制伸缩电机9在齿条8的作用下驱动滑块7、伸缩结构件3、夹持电机10、传动轴12、蜗杆13、蜗轮14、驱动轴15、夹持块17、夹到位传感器18、松到位传感器19、接触片20、感应片23、主轴承座11、辅轴承座14和需取出动力电池一起朝后向拖入动作直至到达预定位置，在执行该拖入动作过程中由无动力辊托组件2承载动力电池的重量，即感应片23靠在后到位传感器22上，后到位传感器22通过相应的连接线缆4给堆垛机控制主机24信号，夹持伸缩式交换主机对已存储在无动力托辊式立体仓位的动力电池进行取出交换动作流程完成；在靠前侧的夹持块17和靠后侧的夹持块17对该动力电池形成夹持夹紧并保持的状态下，堆垛机控制主机24控制堆垛机其它相应机电组件完成其它相应动作流程；夹持伸缩式交换主机对已取出转存在堆垛机的动力电池向另一无动力托辊式立体仓位进行存入交换动作流程：首先，堆垛机控制主机24控制堆垛机其它相应机电组件将夹持伸缩式交换主机和转存动力电池驱动并平层停在需存入交换的另一无动力托辊式立体仓位前侧，堆垛机控制主机24通过相应的连接线缆4控制伸缩电机9在齿条8的作用下驱动滑块7、伸缩结构件3、夹持电机10、传动轴12、蜗杆13、蜗轮14、驱动轴15、夹持块17、夹到位传感器18、松到位传感器19、接触片20、感应片23、主轴承座11、辅轴承座14和转存在堆垛机的动力电池朝前向伸出动作直至到达预定位置，即动力电池到达需存入的另一无动力托辊式立体仓位预定位置，此时感应片23靠在前到位传感器21上，前到位传感器21通过相应的连接线缆4给堆垛机控制主机24信号，堆垛机控制主机24再通过相应的连接线缆4控制夹持电机10驱动传动轴12、蜗杆13、蜗轮14、驱动轴15、夹持块17、夹到位传感器18、松到位传感器19对应旋转到预定位置，靠前侧的夹持块17、夹到位传感器18、松到位传感器19和靠后侧的夹持块17、夹到位传感器18、松到位传感器19分别从垂直状态旋转至水平状态，此时松到位传感器19靠在接触片20上，即靠前侧的夹持块17和靠后侧的夹持块17对该动力电池形成松开脱离状态，此时松到位传感器19通过相应的连接线缆4给堆垛机控制主机24信号，堆垛机控制主机24再通过相应的连接线缆4控制伸缩电机9在齿条8的作用下驱动滑块7、伸缩结构件3、夹持电机10、传动轴12、蜗杆13、蜗轮14、驱动轴15、夹持块17、夹到位传感器18、松到位传感器19、接触片20、感应片23、主轴承座11和辅轴承座14一起朝后向缩入动作直至到达预定位置，即感应片23靠在后到位传感器22上，后到位传感器22通过相应的连接线缆4给堆垛机控制主机24信号，夹持伸缩式交换主机对已取出转存在堆垛机的动力电池向另一无动力托辊式立体仓位进行存入交换动作流程完成。

Claims

1.一种用于换电站堆垛机的夹持伸缩式交换主机，其特征是：堆垛机升降承载平台（1）上侧的相应位置分别平行且固定设置无动力辊托组件（2）、直线导轨（6）、齿条（8），滑块（7）与直线导轨（6）滑动配合，滑块（7）的上侧与伸缩结构件（3）下侧靠后端的相应位置固定连接，在伸缩结构件（3）靠后端的相应位置分别固定设置伸缩电机（9）、夹持电机（10），伸缩电机（9）的出轴驱动齿轮与齿条（8）啮合，夹持电机（10）的出轴与传动轴（12）的一端同轴心固定连接，传动轴（12）的靠前端位置与靠后端位置分别固定设置蜗杆（13），与蜗杆（13）对应分别设置蜗轮（16），穿过伸缩结构件（3）的左侧和右侧分别活动设置驱动轴（15），蜗轮（16）与驱动轴（15）的相应位置同轴心固定连接，在驱动轴（15）的两端分别固定设置夹持块（17），与传动轴（12）、驱动轴（15）对应在伸缩结构件（3）的相应位置分别固定设置主轴承座（11）和辅轴承座（14），在夹持块（17）内分别嵌入设置夹到位传感器（18）、松到位传感器（19），与松到位传感器（19）对应在伸缩结构件（3）两侧的相应位置分别固定设置接触片（20），在伸缩结构件（3）下侧靠后端的相应位置固定设置感应片（23），与感应片（23）对应在堆垛机升降承载平台（1）上侧的相应位置分别固定设置前到位传感器（21）、后到位传感器（22）。

2.根据权利要求1所述的一种用于换电站堆垛机的夹持伸缩式交换主机，其特征是：靠前端位置的蜗杆（13）与靠后端位置的蜗杆（13）旋向相反；在靠前侧的夹持块（17）和靠后侧的夹持块（17）对该动力电池形成夹持夹紧并保持的状态下，堆垛机控制主机（24）控制堆垛机其它相应机电组件完成其它相应动作流程。