CN111452663B - 一种地下式新能源汽车电池更换机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地下式新能源汽车电池更换机器人，包括箱体，所述箱体的内壁上方间隙配合有钢板，所述钢板的底部与箱体的内壁凸台相贴合，所述钢板的顶部开设有开口。该地下式新能源汽车电池更换机器人，可以调整水平位置，方便对蓄电池进行更换，对车辆的驻车位置要求较低，通过横板、螺纹杆、螺纹管和支杆之间的配合，使得该地下式新能源汽车电池更换机器人可以将新能源汽车蓄电池直接插入新能源汽车的底部，进而便于作业人员对蓄电池进行固定，不需要作业人员手持操作，降低作业难度，该地下式新能源汽车电池更换机器人结构简单，因此成本低廉，并且作业过程中单人可以进行操作，便于推广使用，尤其适合大量批量安装，经济投入低。

Description

一种地下式新能源汽车电池更换机器人

技术领域

本发明涉及新能源汽车换电设施技术领域，具体为一种地下式新能源汽车电池更换机器人。

背景技术

新能源汽车包括纯电动汽车纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车混合动力汽车、燃料电池电动汽车燃料电池电动汽车、氢发动机汽车等，其中纯电的新能源汽车使用时，电池的充电和更换是一重要问题。

现有技术中的新能源汽车换电设施在使用的过程中，对车辆的驻车位置要求较高，因此更换难度大，并且电池进入车体内部时需要作业人员手持插入，电池重量较大，给作业人员带来不便，换电设施整体结构复杂，造价高，技术难度大，大批量安装经济投入高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地下式新能源汽车电池更换机器人，以解决上述背景技术中提出现有技术中的新能源汽车换电设施在使用的过程中，对车辆的驻车位置要求较高，因此更换难度大的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种地下式新能源汽车电池更换机器人，包括箱体，所述箱体的内壁上方间隙配合有钢板，所述钢板的底部与箱体的内壁凸台相贴合，所述钢板的顶部开设有开口，所述箱体的背面上方固定连接有梯子，所述箱体的内壁右侧上方固定连接有鹅颈管，所述鹅颈管的左端固定连接有照明灯，所述箱体的内壁底部设有支撑装置；

所述支撑装置包括第一滑轨、滚轮、第一滑块、竖杆、第二滑轨、第二滑块、基座、挂钩、钢丝、支座、第一槽轮、第二槽轮、蜗轮、蜗杆和伺服电机；

所述第一滑轨的底部四角均设有滚轮，所述滚轮通过销轴与第一滑轨转动相连，所述第一滑轨的外壁上方滑动卡接有第一滑块，所述第一滑块的顶部固定连接有竖杆，所述竖杆的右侧固定连接有第二滑轨，所述第二滑轨的外壁右侧滑动卡接有第二滑块，所述第二滑块的右侧固定连接有基座，所述基座的顶部左侧固定连接有挂钩，所述挂钩的上方固定连接有钢丝，所述竖杆的顶部固定连接有支座，所述支座的左右两侧通过销轴均转动连接有第一槽轮，所述第一槽轮的外壁与钢丝相贴合，所述钢丝的左侧末端固定连接有第二槽轮，所述第二槽轮通过轴承与竖杆的左侧转动相连，所述第二槽轮的左侧固定连接有蜗轮，所述蜗轮的正面啮合连接有蜗杆，所述蜗杆的下方设有伺服电机，所述伺服电机的输出端与蜗杆的底部固定连接在一起，所述伺服电机的外壁与竖杆的左侧固定连接在一起。

优选的，所述钢丝的右侧与竖杆相互平行。

优选的，所述钢板与箱体之间夹合有橡胶圈。

优选的，所述基座的上方设有调整装置；

所述调整装置包括横板、橡胶板、螺纹杆、手轮、螺纹管和支杆；

所述横板的外壁下方与基座的顶部内表面间隙配合，所述横板的顶部固定连接有橡胶板，所述横板的底部通过轴承转动连接有螺纹杆，所述螺纹杆的外壁贯穿横板，且螺纹杆与横板活动相连，所述螺纹杆的外壁螺纹连接有螺纹管，所述螺纹管的外壁左右两侧均固定连接有支杆，所述支杆的顶部与横板的底部固定连接在一起，所述螺纹杆的底部固定连接有手轮。

优选的，所述橡胶板的顶部与横板的顶部相平齐。

优选的，所述手轮的外壁加工有磨纹。

优选的，所述钢板的左右两侧均设有固定装置；

所述固定装置包括插销、横槽、弹簧、把手、凸块和凹槽；

所述插销的外壁通过横槽与钢板间隙配合，所述插销的左端固定连接有弹簧，所述弹簧的左端与横槽的内壁左端固定连接在一起，所述插销的右端间隙配合有凸块，所述凸块的底部与箱体固定在一起，所述凸块的外壁通过凹槽与钢板的底部间隙配合，所述插销的顶部固定连接有把手，所述把手与钢板活动相连。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该地下式新能源汽车电池更换机器人，整体结构简单，具有良好的作业效果，可以更好的满足人们的使用需要，其具体有益效果如下：

1、该地下式新能源汽车电池更换机器人，通过箱体、钢板、第一滑轨、滚轮、第二滑轨、第一滑块、第二滑块、竖杆、第一槽轮、第二槽轮、蜗轮、蜗杆和基座之间的配合，使得该地下式新能源汽车电池更换机器人，可以调整水平位置，方便对蓄电池进行更换，对车辆的驻车位置要求较低，方便作业人员进行操作。

2、该地下式新能源汽车电池更换机器人，通过蜗轮和蜗杆之间的配合，实现自锁功能，保证基座的稳定，提高该地下式新能源汽车电池更换机器人的使用安全性。

3、该地下式新能源汽车电池更换机器人，通过横板、螺纹杆、螺纹管和支杆之间的配合，使得该地下式新能源汽车电池更换机器人可以将新能源汽车蓄电池直接插入新能源汽车的底部，进而便于作业人员对蓄电池进行固定，不需要作业人员手持操作，降低作业难度。

4、该地下式新能源汽车电池更换机器人结构简单，因此成本低廉，并且作业过程中单人可以进行操作，便于推广使用，尤其适合大量批量安装，经济投入低。

5、该地下式新能源汽车电池更换机器人，通过伺服电机带动蜗杆转动，蜗杆通过与蜗轮之间的配合带动第二槽轮转动，第二槽轮通过带动钢丝拉动基座向上运动，基座带动第二滑块沿着第二滑轨的外壁向上滑动，当基座运动至箱体的上方之后，作业人员将新的新能源汽车电池放置在基座的顶部，此时作业人员通过梯子进入箱体的内部，控制伺服电机反向转动，使得基座带动新的新能源汽车电池向下运动，之后作业人员将基座顶部的新能源汽车电池取下，实现取下功能。

6、该地下式新能源汽车电池更换机器人，通过将基座运动至箱体的顶部，此时将汽车行驶至钢板的顶部，待位置合适之后，推动第一滑轨，使得第一滑轨沿着箱体的底部向前或向后运动，使得基座的前后位置合适，之后推动第一滑块，使得第一滑块沿着第一滑轨的外壁左右运动，使得基座的左右位置合适，随后作业人员将新能源汽车底部的电池取下，放置在基座的顶部，随后控制伺服电机转动，使得基座向下运动，随后将基座顶部的电池取下，将新的新能源汽车蓄电池放置在基座的顶部，控制基座向上运动，使得基座顶部的电池与钢板顶部的汽车对准，转动螺纹杆，螺纹杆通过与螺纹管的配合向上运动，进而带动横板向上运动，此时横板推动基座顶部的电池向上运动，使得电池进入新能源汽车的内部，作业人员对电池进行固定之后，反向转动螺纹杆，使得横板再次进入基座的顶部内表面，此时完成新能源汽车电池的更换。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为图1中竖杆、支座和伺服电机的连接关系结构示意图；

图3为图1中滚轮、第一滑块和基座的连接关系结构示意图；

图4为图3中横板、螺纹杆和支杆的连接关系结构示意图；

图5为图1中箱体、鹅颈管和照明灯的连接关系结构示意图；

图6为图5中插销、弹簧和凸块的连接关系结构示意图。

图中：1、支撑装置，101、第一滑轨，102、滚轮，103、第一滑块，104、竖杆，105、伺服电机，106、第二滑块，107、基座，108、挂钩，109、钢丝，110、支座，111、第一槽轮，112、第二槽轮，113、蜗轮，114、蜗杆，115、伺服电机，2、调整装置，201、横板，202、橡胶板，203、螺纹杆，204、手轮，205、螺纹管，206、支杆，3、固定装置，301、插销，302、横槽，303、弹簧，304、把手，305、凸块，306、凹槽，4、箱体，5、钢板，6、开口，7、梯子，8、鹅颈管，9、照明灯，10、橡胶圈。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种地下式新能源汽车电池更换机器人，包括箱体4，箱体4由不锈钢制成，在使用时，箱体4预埋在地下，箱体4的内壁上方间隙配合有钢板5，钢板5对箱体4上方的车辆起到支撑的作用，钢板5的底部与箱体4的内壁凸台相贴合，钢板5的顶部开设有开口6，开口6方便作业人员对车体底部的电池进行更换，箱体4的背面上方固定连接有梯子7，通过梯子7便于作业人员进入箱体4的内部，箱体4的内壁右侧上方固定连接有鹅颈管8，鹅颈管8的左端固定连接有照明灯9，照明灯9在鹅颈管8的作用下可以改变角度，方便作业人员调整角度，箱体4的内壁底部设有支撑装置1，支撑装置1包括第一滑轨101、滚轮102、第一滑块103、竖杆104、第二滑轨105、第二滑块106、基座107、挂钩108、钢丝109、支座110、第一槽轮111、第二槽轮112、蜗轮113、蜗杆114和伺服电机115，第一滑轨101的底部四角均设有滚轮102，滚轮102对第一滑轨101起到支撑的作用，滚轮102通过箱体4底部的槽与箱体4滚动相连，使得第一滑轨101可以在箱体4的内部向前或向后运动，实现调整基座107的位置，滚轮102通过销轴与第一滑轨101转动相连，第一滑轨101的外壁上方滑动卡接有第一滑块103，第一滑轨101和第一滑块103配合使得竖杆104可以在箱体4的内部左右运动，第一滑块103的顶部固定连接有竖杆104，竖杆104的右侧固定连接有第二滑轨105，第二滑轨105和第二滑块106配合对基座107起到限位的作用，第二滑轨105的外壁右侧滑动卡接有第二滑块106，第二滑块106的右侧固定连接有基座107，基座107的顶部用于放置新能源汽车蓄电池，基座107的顶部左侧固定连接有挂钩108，挂钩108的上方固定连接有钢丝109，竖杆104的顶部固定连接有支座110，支座110的左右两侧通过销轴均转动连接有第一槽轮111，第一槽轮111对钢丝109起到导向的作用，第一槽轮111的外壁与钢丝109相贴合，钢丝109的左侧末端固定连接有第二槽轮102，第二槽轮102转动，可以将钢丝109缠绕在第二槽轮102的外壁，进而通过挂钩108拉动基座107向上运动，第二槽轮102通过轴承与竖杆104的左侧转动相连，第二槽轮102的左侧固定连接有蜗轮113，通过蜗轮113和蜗杆114之间的配合，使得伺服电机115可以带动第二槽轮102转动，并且具有自锁的功能，蜗轮113的正面啮合连接有蜗杆114，蜗杆114的下方设有伺服电机115，伺服电机115的输出端与蜗杆114的底部固定连接在一起，伺服电机115的外壁与竖杆104的左侧固定连接在一起，伺服电机105的型号为SM80-D601930，钢丝109的右侧与竖杆104相互平行，钢板5与箱体4之间夹合有橡胶圈10。

基座107的上方设有调整装置2，调整装置2包括横板201、橡胶板202、螺纹杆203、手轮204、螺纹管205和支杆206，横板201的外壁下方与基座107的顶部内表面间隙配合，横板201的顶部固定连接有橡胶板202，橡胶板202增大横板201顶部的柔软度，横板201的底部通过轴承转动连接有螺纹杆203，螺纹杆203的外壁贯穿横板201，且螺纹杆203与横板201活动相连，螺纹杆203的外壁螺纹连接有螺纹管205，通过螺纹杆203与螺纹管205之间的配合，转动螺纹杆203可以带动横板201向上运动，进而将基座107顶部的蓄电池顶起，基座107顶部的蓄电池可以进入车体的底部，螺纹管205的外壁左右两侧均固定连接有支杆206，支杆206的顶部与横板201的底部固定连接在一起，螺纹杆203的底部固定连接有手轮204，通过手轮204便于使用者转动螺纹杆203，橡胶板202的顶部与横板201的顶部相平齐，手轮204的外壁加工有磨纹。

钢板5的左右两侧均设有固定装置3，固定装置3包括插销301、横槽302、弹簧303、把手304、凸块305和凹槽306，插销301的外壁通过横槽302与钢板5间隙配合，插销301的左端固定连接有弹簧303，弹簧303给予插销301靠近凸块305的力，弹簧303的左端与横槽302的内壁左端固定连接在一起，插销301的右端间隙配合有凸块305，凸块305在插销301的作用下，实现对钢板5和箱体4的固定，凸块305的底部与箱体4固定在一起，凸块305的外壁通过凹槽306与钢板5的底部间隙配合，插销301的顶部固定连接有把手304，通过把手304便于使用者拉动插销301，把手304与钢板5活动相连。

在使用该地下式新能源汽车电池更换机器人时，应预先在指定位置将箱体4埋在地下，接通伺服电机115的外接电源，伺服电机115带动蜗杆114转动，蜗杆114通过与蜗轮113之间的配合带动第二槽轮112转动，第二槽轮112通过带动钢丝109拉动基座107向上运动，基座107带动第二滑块106沿着第二滑轨105的外壁向上滑动，当基座107运动至箱体4的上方之后，作业人员将新的新能源汽车电池放置在基座107的顶部，此时作业人员通过梯子7进入箱体4的内部，控制伺服电机115反向转动，使得基座107带动新的新能源汽车电池向下运动，之后作业人员将基座107顶部的新能源汽车电池取下，再次控制伺服电机115转动，将基座107运动至箱体4的顶部，此时将汽车行驶至钢板5的顶部，待位置合适之后，推动第一滑轨101，使得第一滑轨101沿着箱体4的底部向前或向后运动，使得基座107的前后位置合适，之后推动第一滑块103，使得第一滑块103沿着第一滑轨101的外壁左右运动，使得基座107的左右位置合适，随后作业人员将新能源汽车底部的电池取下，放置在基座107的顶部，随后控制伺服电机115转动，使得基座107向下运动，随后将基座107顶部的电池取下，将新的新能源汽车蓄电池放置在基座107的顶部，控制基座107向上运动，使得基座107顶部的电池与钢板5顶部的汽车对准，转动螺纹杆203，螺纹杆203通过与螺纹管205的配合向上运动，进而带动横板201向上运动，此时横板201推动基座107顶部的电池向上运动，使得电池进入新能源汽车的内部，作业人员对电池进行固定之后，反向转动螺纹杆203，使得横板201再次进入基座107的顶部内表面，此时完成新能源汽车电池的更换。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端” 、 “顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中， 除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、 “连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种地下式新能源汽车电池更换机器人，包括箱体（4），其特征在于：所述箱体（4）的内壁上方间隙配合有钢板（5），所述钢板（5）的底部与箱体（4）的内壁凸台相贴合，所述钢板（5）的顶部开设有开口（6），所述箱体（4）的背面上方固定连接有梯子（7），所述箱体（4）的内壁右侧上方固定连接有鹅颈管（8），所述鹅颈管（8）的左端固定连接有照明灯（9），所述箱体（4）的内壁底部设有支撑装置（1）；

所述支撑装置（1）包括第一滑轨（101）、滚轮（102）、第一滑块（103）、竖杆（104）、第二滑轨（105）、第二滑块（106）、基座（107）、挂钩（108）、钢丝（109）、支座（110）、第一槽轮（111）、第二槽轮（112）、蜗轮（113）、蜗杆（114）和伺服电机（115）；

所述第一滑轨（101）的底部四角均设有滚轮（102），所述滚轮（102）通过销轴与第一滑轨（101）转动相连，所述第一滑轨（101）的外壁上方滑动卡接有第一滑块（103），所述第一滑块（103）的顶部固定连接有竖杆（104），所述竖杆（104）的右侧固定连接有第二滑轨（105），所述第二滑轨（105）的外壁右侧滑动卡接有第二滑块（106），所述第二滑块（106）的右侧固定连接有基座（107），所述基座（107）的顶部左侧固定连接有挂钩（108），所述挂钩（108）的上方固定连接有钢丝（109），所述竖杆（104）的顶部固定连接有支座（110），所述支座（110）的左右两侧通过销轴均转动连接有第一槽轮（111），所述第一槽轮（111）的外壁与钢丝（109）相贴合，所述钢丝（109）的左侧末端固定连接有第二槽轮（112 ），所述第二槽轮（112）通过轴承与竖杆（104）的左侧转动相连，所述第二槽轮（112 ）的左侧固定连接有蜗轮（113），所述蜗轮（113）的正面啮合连接有蜗杆（114），所述蜗杆（114）的下方设有伺服电机（115），所述伺服电机（115）的输出端与蜗杆（114）的底部固定连接在一起，所述伺服电机（115）的外壁与竖杆（104）的左侧固定连接在一起。

2.根据权利要求1所述的一种地下式新能源汽车电池更换机器人，其特征在于：所述钢丝（109）的右侧与竖杆（104）相互平行。

3.根据权利要求1所述的一种地下式新能源汽车电池更换机器人，其特征在于：所述钢板（5）与箱体（4）之间夹合有橡胶圈（10）。

4.根据权利要求1所述的一种地下式新能源汽车电池更换机器人，其特征在于：所述基座（107）的上方设有调整装置（2）；

所述调整装置（2）包括横板（201）、橡胶板（202）、螺纹杆（203）、手轮（204）、螺纹管（205）和支杆（206）；

所述横板（201）的外壁下方与基座（107）的顶部内表面间隙配合，所述横板（201）的顶部固定连接有橡胶板（202），所述横板（201）的底部通过轴承转动连接有螺纹杆（203），所述螺纹杆（203）的外壁贯穿横板（201），且螺纹杆（203）与横板（201）活动相连，所述螺纹杆（203）的外壁螺纹连接有螺纹管（205），所述螺纹管（205）的外壁左右两侧均固定连接有支杆（206），所述支杆（206）的顶部与横板（201）的底部固定连接在一起，所述螺纹杆（203）的底部固定连接有手轮（204）。

5.根据权利要求4所述的一种地下式新能源汽车电池更换机器人，其特征在于：所述橡胶板（202）的顶部与横板（201）的顶部相平齐。

6.根据权利要求4所述的一种地下式新能源汽车电池更换机器人，其特征在于：所述手轮（204）的外壁加工有磨纹。

7.根据权利要求4所述的一种地下式新能源汽车电池更换机器人，其特征在于：所述钢板（5）的左右两侧均设有固定装置（3）；

所述固定装置（3）包括插销（301）、横槽（302）、弹簧（303）、把手（304）、凸块（305）和凹槽（306）；

所述插销（301）的外壁通过横槽（302）与钢板（5）间隙配合，所述插销（301）的左端固定连接有弹簧（303），所述弹簧（303）的左端与横槽（302）的内壁左端固定连接在一起，所述插销（301）的右端间隙配合有凸块（305），所述凸块（305）的底部与箱体（4）固定在一起，所述凸块（305）的外壁通过凹槽（306）与钢板（5）的底部间隙配合，所述插销（301）的顶部固定连接有把手（304），所述把手（304）与钢板（5）活动相连。

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