CN112172596A - 一种电动车自助换电池站点 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及新型动力电池技术领域，尤其是一种电动车自助换电池站点，包括机身，所述机身内设置有充电腔，所述机身上端壁左右对称固定设置有换电柱，所述机身和所述换电柱下半部分埋藏于地下，所述充电腔位于所述换电柱内向上接通设置有开口向上的升降腔，所述机身内位于两所述升降腔下方设置有升降皮带腔，本发明提供的一种电动车自助换电池站点，本设备在进行动力电池拿取时可以最大程度地降低人工操作，甚至采用无人工操作的全自动更换方式，以减小人工操作带来的安全隐患，大部分机身埋藏于地下使得充电站整洁、美观；通过即放即取的方式，大大缩短了车辆的换电时间，提高了更换电池的效率。

Description

一种电动车自助换电池站点
技术领域
本发明涉及新型动力电池技术领域，尤其是一种电动车自助换电池站点 。
背景技术
新能源汽车的领域中，纯电动车辆通常采用两种方式为电量不足的车辆补充电能，一种是车辆中动力电池的快速更换，另一种是利用外部充电设备对车辆进行车载充电。由于动力电池的快速更换具有快捷、方便和安全的优点，因此这种方式目前广泛地被业内所认可。
目前，电动汽车普遍存在里程忧虑，常见的解决办法包括：(1)快速充电；(2)更换电池。其中，快速充电存在诸多问题，电池损耗大，电池寿命大打折扣；充电硬件设施要求高、硬件损耗大；能够快速充电的地点不多，必须连接在车上，占地面积大，土地利用率低。若通过能源站(即电池更换固定站)集中正常速度充电，电动车到达能源站更换电池(即换电)原则上不存在以上问题，因此有必要设置一种电动车自助换电池站点改善上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动车自助换电池站点，能够克服现有技术的上述缺陷，从而提高设备的实用性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明的一种电动车自助换电池站点，包括机身，所述机身内设置有充电腔，所述机身上端壁左右对称固定设置有换电柱，所述机身和所述换电柱下半部分埋藏于地下，所述充电腔位于所述换电柱内向上接通设置有开口向上的升降腔，所述机身内位于两所述升降腔下方设置有升降皮带腔，所述机身下端壁位于左侧所述升降腔下方固定设置有升降电机，所述升降电机向上动力设置有延伸至所述升降腔上端壁的螺杆轴，所述螺杆轴转动可带动位于所述升降腔内的升降装置运动带动蓄电池升降，所述机身内位于所述充电腔前方设置有传送锥齿腔，所述机身内位于所述传送锥齿腔上方设置有移动锥齿腔，所述机身内位于所述移动锥齿腔前方设置有抓取锥齿腔，所述传送锥齿腔前端壁固定设置有传送电机，所述传送电机向后动力连接有贯穿所述传送锥齿腔延伸至所述充电腔内的主传送轴，所述主传送轴向后传动可带动位于所述充电腔内的传送装置运行带动所述蓄电池向左移动，所述主传送轴位于所述传送锥齿腔内固定设置有传送锥齿轮，所述传送锥齿轮通过移动装置向上传动可带动位于所述充电腔内的抓取体与所述传送装置同步左右移动，所述抓取锥齿腔上端壁固定设置有抓取电机，所述抓取电机向下动力设置有抓取电机轴，所述下端固定设置有抓取电机锥齿轮，所述抓取锥齿腔与所述充电腔间转动设置有左右延伸的抓取螺杆轴，所述抓取螺杆轴右端固定设置有与所述抓取电机锥齿轮啮合的抓取锥齿轮，所述抓取螺杆轴位于所述充电腔内啮合铰接设置有左右滑动的赚钱连杆，所述抓取体下端壁固定设置有连杆销，所述赚钱连杆转动设置于所述连杆销上，所述赚钱连杆与所述抓取体左右移动非同步时通过伸缩开合机构可带动所述抓取体前后移动和机械爪的开合，所述充电腔后端壁左右对称接通设置有四个充电仓，所述充电仓后端壁固定设置有光电门。
进一步地，所述升降装置包括所述螺杆轴位于所述升降皮带腔内固定设置的左皮带轮，两所述左皮带轮间使用螺杆皮带连接，所述螺杆轴位于所述升降腔内啮合设置有上下滑动的升降板，所述换电柱内设置有挡板腔，所述挡板腔与所述升降腔间上下滑动设置有挡板推杆，所述挡板推杆上固定设置有可与所述挡板腔下端壁抵接的推杆挡块，所述挡板推杆上端固定设置有动滑轮，所述升降腔向左接通设置有配重腔，所述配重腔内上下滑动设置有可与所述升降板抵接的配重块，所述配重腔前后端壁间上方转动设置有定滑轮，所述挡板腔与所述升降腔间设置有挡板滑槽所述挡板滑槽内滑动设置有挡板，所述挡板远离对称中心端固定连接有配重牵引绳，所述配重牵引绳另一端绕过所述定滑轮后固定连接在所述配重块上，所述挡板腔下端壁固定连接有开门牵引绳，所述开门牵引绳另一端绕过所述动滑轮后固定连接在所述挡板靠近对称中心端。
进一步地，所述传送装置包括所述主传送轴位于所述充电腔内固定设置的主传送轮，所述充电腔前后端壁间位于所述主传送轴左侧转动设置有前后延伸的副传送轴，所述副传送轴上固定设置有副传送轮，所述副传送轮与所述主传送轮间设置有传送带。
进一步地，所述移动装置包括所述移动锥齿腔与所述传送锥齿腔间转动设置的上下延伸的中间轴，所述中间轴下端固定设置有与所述传送锥齿轮啮合的中间前锥齿轮，所述中间轴上端固定设置有中间后锥齿轮，所述移动锥齿腔与所述充电腔间转动设置有左右延伸的移动螺杆轴，所述移动螺杆轴右端固定设置有与所述中间后锥齿轮啮合的移动锥齿轮，所述移动螺杆轴位于所述充电腔内啮合设置有左右滑动的伸缩杆，所述伸缩杆后端固定设置有所述抓取体。
进一步地，所述伸缩开合机构包括所述抓取体内设置的开口向后的棘轮腔，所述棘轮腔上下端壁间转动设置有上下延伸的棘轮环，所述棘轮环外端壁圆周阵列固定设置有八个楔形块，所述棘轮环内端壁圆周阵列固定设置有八个棘齿，所述棘轮腔向下接通设置有开口向下的滑块滑槽，所述滑块滑槽内滑动使设置有可与所述赚钱连杆抵接的棘轮滑块，所述棘轮滑块左端壁与所述滑块滑槽左端壁间使用滑块弹簧连接，所述棘轮滑块上端壁转动设置有与所述棘齿抵接的棘爪，所述棘爪右端壁与所述棘轮滑块间使用棘爪弹簧连接，所述棘轮腔下端壁设置有开口向下的松开腔，所述松开腔内上下滑动设置有与所述棘齿抵接的松开楔形块，所述棘轮腔内前后滑动设置有与所述楔形块抵接的齿条推杆，所述齿条推杆左右端壁对称设置有齿条，所述棘轮腔上下端壁间左右对称固定设置有抓取齿轮轴，所述抓取齿轮轴上转动设置有与所述齿条啮合的抓取齿轮，所述抓取齿轮后端固定设置有向后延伸的抓取连杆，所述抓取连杆靠近对称中心端面固定设置有与所述蓄电池抵接的抓取块。
本发明的有益效果：本发明提供的一种电动车自助换电池站点，本设备在进行动力电池拿取时可以最大程度地降低人工操作，甚至采用无人工操作的全自动更换方式，以减小人工操作带来的安全隐患，大部分机身埋藏于地下使得充电站整洁、美观；通过即放即取的方式，大大缩短了车辆的换电时间，提高了更换电池的效率。
附图说明
为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的一种电动车自助换电池站点整体结构示意图。
图2是图1中A-A的结构示意图。
图3是图2中B-B的结构示意图。
图4是图3中C的放大结构示意图。
具体实施方式
下面结合图1-4对本发明进行详细说明，其中，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。
结合附图 1-4所述的一种电动车自助换电池站点，包括机身10，所述机身10内设置有充电腔11，所述机身10上端壁左右对称固定设置有换电柱74，所述机身10和所述换电柱74下半部分埋藏于地下，所述充电腔11位于所述换电柱74内向上接通设置有开口向上的升降腔18，所述机身10内位于两所述升降腔18下方设置有升降皮带腔75，所述机身10下端壁位于左侧所述升降腔18下方固定设置有升降电机73，所述升降电机73向上动力设置有延伸至所述升降腔18上端壁的螺杆轴30，所述螺杆轴30转动可带动位于所述升降腔18内的升降装置100运动带动蓄电池20升降，所述机身10内位于所述充电腔11前方设置有传送锥齿腔42，所述机身10内位于所述传送锥齿腔42上方设置有移动锥齿腔55，所述机身10内位于所述移动锥齿腔55前方设置有抓取锥齿腔45，所述传送锥齿腔42前端壁固定设置有传送电机44，所述传送电机44向后动力连接有贯穿所述传送锥齿腔42延伸至所述充电腔11内的主传送轴39，所述主传送轴39向后传动可带动位于所述充电腔11内的传送装置200运行带动所述蓄电池20向左移动，所述主传送轴39位于所述传送锥齿腔42内固定设置有传送锥齿轮41，所述传送锥齿轮41通过移动装置300向上传动可带动位于所述充电腔11内的抓取体38与所述传送装置200同步左右移动，所述抓取锥齿腔45上端壁固定设置有抓取电机50，所述抓取电机50向下动力设置有抓取电机轴49，所述59下端固定设置有抓取电机锥齿轮48，所述抓取锥齿腔45与所述充电腔11间转动设置有左右延伸的抓取螺杆轴47，所述抓取螺杆轴47右端固定设置有与所述抓取电机锥齿轮48啮合的抓取锥齿轮46，所述抓取螺杆轴47位于所述充电腔11内啮合铰接设置有左右滑动的赚钱连杆57，所述抓取体38下端壁固定设置有连杆销58，所述赚钱连杆57转动设置于所述连杆销58上，所述赚钱连杆57与所述抓取体38左右移动非同步时通过伸缩开合机构400可带动所述抓取体38前后移动和机械爪的开合，所述充电腔11后端壁左右对称接通设置有四个充电仓13，所述充电仓13后端壁固定设置有光电门14。
有益地，所述升降装置100包括所述螺杆轴30位于所述升降皮带腔75内固定设置的左皮带轮60，两所述左皮带轮60间使用螺杆皮带65连接，所述螺杆轴30位于所述升降腔18内啮合设置有上下滑动的升降板31，所述换电柱74内设置有挡板腔32，所述挡板腔32与所述升降腔18间上下滑动设置有挡板推杆28，所述挡板推杆28上固定设置有可与所述挡板腔32下端壁抵接的推杆挡块29，所述挡板推杆28上端固定设置有动滑轮27，所述升降腔18向左接通设置有配重腔19，所述配重腔19内上下滑动设置有可与所述升降板31抵接的配重块21，所述配重腔19前后端壁间上方转动设置有定滑轮23，所述挡板腔32与所述升降腔18间设置有挡板滑槽26所述挡板滑槽26内滑动设置有挡板24，所述挡板24远离对称中心端固定连接有配重牵引绳22，所述配重牵引绳22另一端绕过所述定滑轮23后固定连接在所述配重块21上，所述挡板腔32下端壁固定连接有开门牵引绳25，所述开门牵引绳25另一端绕过所述动滑轮27后固定连接在所述挡板24靠近对称中心端。
有益地，所述传送装置200包括所述主传送轴39位于所述充电腔11内固定设置的主传送轮40，所述充电腔11前后端壁间位于所述主传送轴39左侧转动设置有前后延伸的副传送轴16，所述副传送轴16上固定设置有副传送轮15，所述副传送轮15与所述主传送轮40间设置有传送带12。
有益地，所述移动装置300包括所述移动锥齿腔55与所述传送锥齿腔42间转动设置的上下延伸的中间轴51，所述中间轴51下端固定设置有与所述传送锥齿轮41啮合的中间前锥齿轮43，所述中间轴51上端固定设置有中间后锥齿轮54，所述移动锥齿腔55与所述充电腔11间转动设置有左右延伸的移动螺杆轴53，所述移动螺杆轴53右端固定设置有与所述中间后锥齿轮54啮合的移动锥齿轮52，所述移动螺杆轴53位于所述充电腔11内啮合设置有左右滑动的伸缩杆56，所述伸缩杆56后端固定设置有所述抓取体38。
有益地，所述伸缩开合机构400包括所述抓取体38内设置的开口向后的棘轮腔63，所述棘轮腔63上下端壁间转动设置有上下延伸的棘轮环62，所述棘轮环62外端壁圆周阵列固定设置有八个楔形块61，所述棘轮环62内端壁圆周阵列固定设置有八个棘齿64，所述棘轮腔63向下接通设置有开口向下的滑块滑槽35，所述滑块滑槽35内滑动使设置有可与所述赚钱连杆57抵接的棘轮滑块33，所述棘轮滑块33左端壁与所述滑块滑槽35左端壁间使用滑块弹簧34连接，所述棘轮滑块33上端壁转动设置有与所述棘齿64抵接的棘爪36，所述棘爪36右端壁与所述棘轮滑块33间使用棘爪弹簧37连接，所述棘轮腔63下端壁设置有开口向下的松开腔77，所述松开腔77内上下滑动设置有与所述棘齿64抵接的松开楔形块76，所述棘轮腔63内前后滑动设置有与所述楔形块61抵接的齿条推杆66，所述齿条推杆66左右端壁对称设置有齿条67，所述棘轮腔63上下端壁间左右对称固定设置有抓取齿轮轴69，所述抓取齿轮轴69上转动设置有与所述齿条67啮合的抓取齿轮68，所述抓取齿轮68后端固定设置有向后延伸的抓取连杆70，所述抓取连杆70靠近对称中心端面固定设置有与所述蓄电池20抵接的抓取块71。
本实施例所述固定连接方法包括但不限于螺栓固定、焊接等方法。
如图1-4所示，本发明的设备处于初始状态时，左侧所述升降板31处于最下端且放置有已充好电的所述蓄电池20，右侧所述升降板31处于最上端且右侧所述挡板24处于打开状态，所述抓取体38位于最右端，所述齿条弹簧72处于压缩状态。
整个装置的机械动作的顺序 ：将没有电的所述蓄电池20放置在右侧所述升降板31上，按下启动开关，启动所述升降电机73转动，从而带动所述螺杆轴30转动，从而带动所述左皮带轮60转动，从而带动右侧所述升降板31带着没有电的所述蓄电池20向下移动、左侧所述升降板31带着充满电的所述蓄电池20向上移动，右侧所述挡板24在所述配重块21的作用下关闭，左侧所述升降板31向上推动所述挡板推杆28带动所述动滑轮27向上移动，从而带动所述挡板24沿着所述挡板滑槽26向右上方运动打开，待左侧所述升降板31运动到最上端时所述升降电机73自动停止，取下充满电的所述蓄电池20后启动所述升降电机73反转带动所述升降装置100复位，等待下次更换，当所述升降电机73停止转动后启动所述抓取电机50带动所述抓取电机轴49转动，从而带动所述抓取锥齿轮46转动，从而带动所述抓取螺杆轴47转动，从而带动所述赚钱连杆57沿着所述抓取螺杆轴47向左移动，从而带动所述抓取体38向后移动，后带动所述棘轮滑块33向右移动，从而带动所述棘齿64顺时针转动，从而带动所述齿条67向后移动，从而带动所述抓取连杆70打开，当所述抓取块71运动到所述蓄电池20中部时所述齿条67刚好越过所述楔形块61后在所述齿条弹簧72作用下复位，从而夹紧所述蓄电池20，夹紧后启动所述抓取电机50反转带动所述抓取体38复位，当所述抓取体38带着所述蓄电池20向前移动到所述主传送轮40上方时所述赚钱连杆57拨动所述松开楔形块76带动所述松开楔形块76向上移动，从而带动所述棘齿64转动，从而带动所述抓取块71松开所述蓄电池20，将所述蓄电池20放置在所述主传送轮40上，所述赚钱连杆57复位后停转所述抓取电机50，启动所述传送电机44带动所述传送电机44和所述抓取电机50同步运动，从而带动所述主传送轴39转动，从而带动所述传送带12转动，从而带动所述主传送轮40转动间所述蓄电池20向左移动，所述主传送轴39转动同时可带动所述传送锥齿轮41转动，从而带动所述中间前锥齿轮43转动，从而带动所述中间后锥齿轮54转动，从而带动所述移动锥齿轮52转动，从而带动所述移动螺杆轴53转动，从而带动所述伸缩杆56带着所述抓取体38和所述蓄电池20同步向左移动，当所述蓄电池20运动到阻挡所述光电门14时，所述传送电机44停止转动，而所述抓取电机50继续转动带动所述抓取体38向后移动将所述蓄电池20向后推入所述充电仓13内进行充电，所述抓取体38运行到所述主传送轮40上方时无法全部打开而无法夹取所述蓄电池20进而只能向后推动，上述动作即为充电过程，冲完电后所述抓取电机50反转带动所述抓取体38复位，然后启动所述传送电机44转动带动所述抓取体38运动到充满电的所述蓄电池20前方，启动所述抓取电机50正转将所述蓄电池20夹取到所述主传送轮40上，启动所述传送电机44和所述抓取电机50同步转动到所述蓄电池20运动到左侧所述升降板31前方后停止所述传送电机44，带动所述抓取体38向后运动将所述蓄电池20推到左侧所述升降板31上后反转所述抓取电机50和所述传送电机44进行复位，重复上述动作即可完成电动车自助换电池过程。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种电动车自助换电池站点，包括机身，其特征在于：所述机身内设置有充电腔，所述机身上端壁左右对称固定设置有换电柱，所述机身和所述换电柱下半部分埋藏于地下，所述充电腔位于所述换电柱内向上接通设置有开口向上的升降腔，所述机身内位于两所述升降腔下方设置有升降皮带腔，所述机身下端壁位于左侧所述升降腔下方固定设置有升降电机，所述升降电机向上动力设置有延伸至所述升降腔上端壁的螺杆轴，所述螺杆轴转动可带动位于所述升降腔内的升降装置运动带动蓄电池升降，所述机身内位于所述充电腔前方设置有传送锥齿腔，所述机身内位于所述传送锥齿腔上方设置有移动锥齿腔，所述机身内位于所述移动锥齿腔前方设置有抓取锥齿腔，所述传送锥齿腔前端壁固定设置有传送电机，所述传送电机向后动力连接有贯穿所述传送锥齿腔延伸至所述充电腔内的主传送轴，所述主传送轴向后传动可带动位于所述充电腔内的传送装置运行带动所述蓄电池向左移动，所述主传送轴位于所述传送锥齿腔内固定设置有传送锥齿轮，所述传送锥齿轮通过移动装置向上传动可带动位于所述充电腔内的抓取体与所述传送装置同步左右移动，所述抓取锥齿腔上端壁固定设置有抓取电机，所述抓取电机向下动力设置有抓取电机轴，所述下端固定设置有抓取电机锥齿轮，所述抓取锥齿腔与所述充电腔间转动设置有左右延伸的抓取螺杆轴，所述抓取螺杆轴右端固定设置有与所述抓取电机锥齿轮啮合的抓取锥齿轮，所述抓取螺杆轴位于所述充电腔内啮合铰接设置有左右滑动的赚钱连杆，所述抓取体下端壁固定设置有连杆销，所述赚钱连杆转动设置于所述连杆销上，所述赚钱连杆与所述抓取体左右移动非同步时通过伸缩开合机构可带动所述抓取体前后移动和机械爪的开合，所述充电腔后端壁左右对称接通设置有四个充电仓，所述充电仓后端壁固定设置有光电门。
2.如权利要求1所述一种电动车自助换电池站点，其特征在于：所述升降装置包括所述螺杆轴位于所述升降皮带腔内固定设置的左皮带轮，两所述左皮带轮间使用螺杆皮带连接，所述螺杆轴位于所述升降腔内啮合设置有上下滑动的升降板，所述换电柱内设置有挡板腔，所述挡板腔与所述升降腔间上下滑动设置有挡板推杆，所述挡板推杆上固定设置有可与所述挡板腔下端壁抵接的推杆挡块，所述挡板推杆上端固定设置有动滑轮，所述升降腔向左接通设置有配重腔，所述配重腔内上下滑动设置有可与所述升降板抵接的配重块，所述配重腔前后端壁间上方转动设置有定滑轮，所述挡板腔与所述升降腔间设置有挡板滑槽所述挡板滑槽内滑动设置有挡板，所述挡板远离对称中心端固定连接有配重牵引绳，所述配重牵引绳另一端绕过所述定滑轮后固定连接在所述配重块上，所述挡板腔下端壁固定连接有开门牵引绳，所述开门牵引绳另一端绕过所述动滑轮后固定连接在所述挡板靠近对称中心端。
3.如权利要求1所述一种电动车自助换电池站点，其特征在于：所述传送装置包括所述主传送轴位于所述充电腔内固定设置的主传送轮，所述充电腔前后端壁间位于所述主传送轴左侧转动设置有前后延伸的副传送轴，所述副传送轴上固定设置有副传送轮，所述副传送轮与所述主传送轮间设置有传送带。
4.如权利要求1所述一种电动车自助换电池站点，其特征在于：所述移动装置包括所述移动锥齿腔与所述传送锥齿腔间转动设置的上下延伸的中间轴，所述中间轴下端固定设置有与所述传送锥齿轮啮合的中间前锥齿轮，所述中间轴上端固定设置有中间后锥齿轮，所述移动锥齿腔与所述充电腔间转动设置有左右延伸的移动螺杆轴，所述移动螺杆轴右端固定设置有与所述中间后锥齿轮啮合的移动锥齿轮，所述移动螺杆轴位于所述充电腔内啮合设置有左右滑动的伸缩杆，所述伸缩杆后端固定设置有所述抓取体。
5.如权利要求1所述一种电动车自助换电池站点，其特征在于：所述伸缩开合机构包括所述抓取体内设置的开口向后的棘轮腔，所述棘轮腔上下端壁间转动设置有上下延伸的棘轮环，所述棘轮环外端壁圆周阵列固定设置有八个楔形块，所述棘轮环内端壁圆周阵列固定设置有八个棘齿，所述棘轮腔向下接通设置有开口向下的滑块滑槽，所述滑块滑槽内滑动使设置有可与所述赚钱连杆抵接的棘轮滑块，所述棘轮滑块左端壁与所述滑块滑槽左端壁间使用滑块弹簧连接，所述棘轮滑块上端壁转动设置有与所述棘齿抵接的棘爪，所述棘爪右端壁与所述棘轮滑块间使用棘爪弹簧连接，所述棘轮腔下端壁设置有开口向下的松开腔，所述松开腔内上下滑动设置有与所述棘齿抵接的松开楔形块，所述棘轮腔内前后滑动设置有与所述楔形块抵接的齿条推杆，所述齿条推杆左右端壁对称设置有齿条，所述棘轮腔上下端壁间左右对称固定设置有抓取齿轮轴，所述抓取齿轮轴上转动设置有与所述齿条啮合的抓取齿轮，所述抓取齿轮后端固定设置有向后延伸的抓取连杆，所述抓取连杆靠近对称中心端面固定设置有与所述蓄电池抵接的抓取块。
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