CN112455278B - 一种换电移载小车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种换电移载小车，包括移载小车、对位直线移动机构、升降平台、电池平衡结构和拆锁模组，对位直线移动机构设置于移载小车上，升降平台设置在对位直线移动机构上，并在对位直线移动机构的驱使下沿与移载小车移动方向相垂直的方向运动，电池平衡结构设置在升降平台上，拆锁模组设置在电池平衡结构上。本发明的有益效果是：采用机械设备来更换电池，不仅可以提高效率，而且确保操作工人的安全，是现代工业广泛采用的一种方式，也是提升新能源运用水准和科技含量的重要标向。

Description

一种换电移载小车

技术领域

本发明涉及电动汽车领域，尤其涉及一种换电移载小车。

背景技术

随着人们对环境保护的意识越来越强，环境污染和资源的问题受到人们的极大关注。汽车行业节能减排形势的日益严峻，发展节能环保型汽车成为汽车产业发展的必然选择。目前，以电能为代表的新能源的节能环保型汽车作为动力与储能电池产业终端应用产品，已成为国家鼓励发展的新兴战略性产业。

目前，电动汽车的续航能力是电动汽车行业需要解决的一个重要问题，国家电网公司提出了“换电为主、插充为辅、集中充电、统一配送，通过智能电网、物联网和交通网的‘三网’技术融合，实施信息化、自动化和网络化的‘三化’管理，实现对电动汽车用户跨区域全覆盖的同网、同质和同价的‘三同’服务”的建设方针。电动汽车蓄电电池的充电和换电环节关系到整个电动汽车产业的普及和推广。

目前充电电池的更换主要依靠人工来完成，每个电池组重约80公斤，采用人工劳动强度相当大，而且存在很大的安全隐患，不适合现代化的生产程式。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种换电移载小车，以克服上述现有技术中的不足。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种换电移载小车，包括移载小车、对位直线移动机构、升降平台、电池平衡结构和拆锁模组，对位直线移动机构设置于移载小车上，升降平台设置在对位直线移动机构上，并在对位直线移动机构的驱使下沿与移载小车移动方向相垂直的方向运动，电池平衡结构设置在升降平台上，拆锁模组设置在电池平衡结构上。

本发明的有益效果是：采用机械设备来更换电池，不仅可以提高效率，而且确保操作工人的安全，是现代工业广泛采用的一种方式，也是提升新能源运用水准和科技含量的重要标向。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，电池平衡结构包括底板和四个平衡组件，底板设置在升降平台上，拆锁模组通过四个平衡组件固定于底板上，四个平衡组件呈矩形分布，每个平衡组件包括直线导轨a、直线导轨b、弹性平衡组件a、弹性平衡组件b、感应器a和感应器b，直线导轨a的轨道a与底板相固定，直线导轨b的轨道b与拆锁模组相固定，直线导轨a与直线导轨b呈十字分布，且直线导轨a的滑块a与直线导轨b的滑块b相固定；弹性平衡组件a分别与滑块a和底板相固定；弹性平衡组件b分别与滑块b和拆锁模组相固定；感应器a和感应器b分别用于感应弹性平衡组件a和弹性平衡组件b的变形量。

进一步，弹性平衡组件a包括导杆a、固定块a和弹簧a，导杆a和固定块a依次沿滑块a的移动方向布置，固定块a与底板相固定，导杆a的一端与滑块a相固定，导杆a的另一端贯穿固定块a，导杆a与固定块a采用键配合；弹簧a布置在滑块a与固定块a之间，且套在导杆a上；感应器a用于感应导杆a的移动量。

进一步，感应器a包括感应片a和光电开关a，感应片a固定在导杆a远离滑块a的一端，光电开关a设置在底板上，感应片a在随导杆a移动时以将光电开关a的光路阻断或让光电开关a的光路恢复导通。

进一步，弹性平衡组件b的结构与弹性平衡组件a的结构相同，感应器b的结构与感应器a的结构相同。

采用上述进四步的有益效果为：当电池装载于拆锁模组上后，通过观察各个平衡组件中感应器a和感应器b的感应结果以判断电池是否处于平衡位，若不处于，以便及时对电池进行调整，方便后续更换电池。

进一步，拆锁模组包括基板、型材、下箱体总成、解锁组件、转接支架、解锁块、定位销和固定板，基板与轨道b相固定，下箱体总成通过型材架设在基板上预设高度处，于下箱体总成沿移载小车移动方向的两侧各设置一个转接支架，每个转接支架的下方在预设位置均布置有解锁组件，转接支架的上方在对应每个解锁组件处均设有一个与该解锁组件活动配合的解锁块；转接支架的下方布设有固定板，转接支架上在预设位置开设有销孔，定位销处在销孔内，且下端与固定板相连。

进一步，解锁组件包括旋转机构、减震器和转接头，转接头通过减震器与旋转机构相连，解锁块与转接头活动配合。

进一步，减震器包括底座、套筒、弹簧c、插销a和旋转轴a，套筒为内部中空、上端开口的柱状结构，套筒的下端沿轴向窄缩成一旋转轴b；旋转轴b的中部与底座转动配合，旋转轴b的下端与旋转机构相连；套筒的筒壁上沿轴向设有两个与其内腔连通的滑槽，两个滑槽之间的夹角为180°；旋转轴a的上端与转接头相连，旋转轴a的下端经套筒上端端口伸入至套筒内；插销a穿插在旋转轴a的下端上，插销a的两端分别伸入至两个滑槽内；弹簧c以压缩的状态处在旋转轴a的下端与套筒内腔的腔底之间。

进一步，减震器还包括外轴套和轴承，外轴套可拆地设置在底座的上端，外轴套环绕着套筒、旋转轴b和旋转轴a，旋转轴b与外轴套之间和旋转轴a与外轴套之间均设有轴承。

进一步，旋转机构包括齿轮、齿条和直线驱动机构，齿轮与旋转轴b的下端相连，齿条与齿轮相啮合；齿条与直线驱动机构相连，并通过直线驱动机构进行直线移动。

采用上述进四步的有益效果为：通过在旋转机构与转接头之间加设减震器，可以将刚性碰撞转换为弹性碰撞，减少部件损坏。

附图说明

图1为本发明所述换电移载小车装载电池包的结构示意图；

图2为图1的前视图；

图3为本发明所述换电移载小车的结构示意图；

图4为图3的局部结构图；

图5为图3中A处放大图；

图6为本发明所述电池平衡结构的结构示意图；

图7为本发明所述平衡组件的结构示意图；

图8为本发明所述解锁组件的结构示意图；

图9为本发明所述解锁组件拆除外轴套后的结构示意图；

图10为图9拆除底座及部分轴承后的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、移载小车，110、车架，120、脚轮，2、对位直线移动机构，210、安装板，220、对位丝杆模组，230、直线导轨c，240、连接板，250、卡板，260、感应片c，270、电感传感器，3、升降平台，4、电池平衡结构，410、底板，420、平衡组件，421、直线导轨a，4211、滑块a，4212、轨道a，422、直线导轨b，4221、滑块b，4222、轨道b，423、弹性平衡组件a，4231、导杆a，4232、固定块a，4233、弹簧a，4234、安装板a，424、弹性平衡组件b，4241、导杆b，4242、固定块b，4243、弹簧b，4244、安装板b，425、感应器a，4251、感应片a，4252、光电开关a，4253、连接板a，426、感应器b，4261、感应片b，4262、光电开关b，4263、连接板b，430、支撑组件，5、拆锁模组，510、基板，520、型材，530、下箱体总成，540、解锁组件，541、旋转机构，5411、齿轮，5412、齿条，5413、直线驱动机构，5414、固定块c，5415、缓冲器，542、减震器，5421、底座，5422、套筒，54221、旋转轴b，54222、滑槽，5423、弹簧c，5424、插销a，5425、旋转轴a，5426、外轴套，5427、轴承，543、转接头，550、转接支架，551、销孔，560、解锁块，570、定位销，580、固定板，590、防护罩。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

如图1～图3所示，一种换电移载小车，包括移载小车1、对位直线移动机构2、升降平台3、电池平衡结构4和拆锁模组5，对位直线移动机构2设置于移载小车1上；升降平台3设置在对位直线移动机构2上，并在对位直线移动机构2的驱使下沿与移载小车1移动方向相垂直的方向运动，电池平衡结构4设置在升降平台3上，拆锁模组5设置在电池平衡结构4上。

实施例2

本实施例为在实施例1的基础上所进行的进一步优化，其具体方案如下：

如图1～图3，图6，图7所示，电池平衡结构4包括底板410和四个平衡组件420，底板410设置在升降平台3上，拆锁模组5通过四个平衡组件420固定于底板410上，四个平衡组件420呈矩形分布，每个平衡组件420包括直线导轨a421、直线导轨b422、弹性平衡组件a423、弹性平衡组件b424、感应器a425和感应器b426，直线导轨a421的轨道a4212与底板410相固定，直线导轨b422的轨道b4222与拆锁模组5相固定，固定方式可以为螺栓连接，直线导轨a421与直线导轨b422呈十字分布，且直线导轨a421的滑块a4211与直线导轨b422的滑块b4221相固定，构成十字形直线导轨；

弹性平衡组件a423分别与滑块a4211和底板410相固定；

弹性平衡组件b424分别与滑块b4221和拆锁模组5相固定；

感应器a425和感应器b426分别用于感应弹性平衡组件a423和弹性平衡组件b424的变形量。

实施例3

本实施例为在实施例2的基础上所进行的进一步优化，其具体方案如下：

如图1～图3，图6，图7所示，弹性平衡组件a423包括导杆a4231、固定块a4232和弹簧a4233，导杆a4231和固定块a4232依次沿滑块a4211的移动方向布置，固定块a4232与底板410相固定，导杆a4231的一端与滑块a4211相固定，导杆a4231的另一端贯穿固定块a4232，导杆a4231与固定块a4232采用键配合；弹簧a4233布置在滑块a4211与固定块a4232之间，且套在导杆a4231上；感应器a425用于感应导杆a4231的移动量。

另外，弹性平衡组件a423还包括安装板a4234，导杆a4231与滑块a4211通过安装板a4234相固定。

实施例4

本实施例为在实施例3的基础上所进行的进一步优化，其具体方案如下：

如图1～图3，图6，图7所示，感应器a425包括感应片a4251和光电开关a4252，感应片a4251固定在导杆a4231远离滑块a4211的一端，光电开关a4252设置在底板410上，感应片a4251在随导杆a4231移动时以将光电开关a4252的光路阻断或让光电开关a4252的光路恢复导通。

通常情况下，光电开关a4252采用U型光电开关，而感应片a4251处在U型光电开关的U型槽口中。

感应器a425还包括连接板a4253，光电开关a4252通过连接板a4253与固定块a4232相固定。

实施例5

本实施例为在实施例4的基础上所进行的进一步优化，其具体方案如下：

如图1～图3，图6，图7所示，弹性平衡组件b424的结构与弹性平衡组件a423的结构相同；

具体为：

弹性平衡组件b424包括导杆b4241、固定块b4242和弹簧b4243，导杆b4241和固定块b4242依次沿滑块b4221的移动方向布置，固定块b4242与拆锁模组120相固定，导杆b4241的一端与滑块b4221相固定，导杆b4241的另一端贯穿固定块b4242，导杆b4241与固定块b4242采用键配合；弹簧b4243布置在滑块b4221与固定块b4242之间，且套在导杆b4241上；感应器b426用于感应导杆b4241的移动量；

弹性平衡组件b424还包括安装板b4244，导杆b4241与滑块b4221通过安装板b4244相固定；

感应器b426的结构与感应器a425的结构相同；

具体为：

感应器b426包括感应片b4261和光电开关b4262，感应片b4261固定在导杆b1341远离滑块b1322的一端，光电开关b4262设置在拆锁模组120上，感应片b4261在随导杆b4241移动时以将光电开关b4262的光路阻断或让光电开关b4262的光路恢复导通。

通常情况下，光电开关b4262采用U型光电开关，而感应片b4261处在U型光电开关的U型槽口中。

感应器b136还包括连接板b4263，光电开关b4262通过连接板b4263与固定块b4242相固定。

对于实施例2～5任一实施例而言，电池平衡结构4还包括支撑组件430，支撑组件430设置在底板410与拆锁模组5之间，且支撑组件430与底板410相固定，支撑组件430与拆锁模组5之间采用球面接触。

实施例6

本实施例为在实施例2～5任一实施例的基础上所进行的进一步优化，其具体方案如下：

如图1～图3，图6～图10所示，拆锁模组5包括基板510、型材520、下箱体总成530、解锁组件540、转接支架550、解锁块560、定位销570和固定板580，基板510与轨道b4222相固定，下箱体总成530通过型材520架设在基板510上预设高度处，于下箱体总成530沿移载小车1移动方向的两侧各设置一个转接支架550，每个转接支架550的下方在预设位置均布置有解锁组件540，转接支架550的上方在对应每个解锁组件540处均设有一个与该解锁组件540活动配合的解锁块560；转接支架550的下方布设有固定板580，转接支架550上在预设位置开设有销孔551，定位销570处在销孔551内，且下端与固定板580相连，解锁组件540的设置位置以及定位销570的设置位置需根据具体车况决定。

实施例7

本实施例为在实施例6的基础上所进行的进一步优化，其具体方案如下：

如图1～图3，图6～图10所示，解锁组件540包括旋转机构541、减震器542和转接头543，旋转机构541设置在基板510上，而转接头543通过减震器542与旋转机构541相连，解锁块560与转接头543活动配合。

实施例8

本实施例为在实施例7的基础上所进行的进一步优化，其具体方案如下：

如图1～图3，图6～图10所示，减震器542包括底座5421、套筒5422、弹簧c5423、插销a5424和旋转轴a5425，套筒5422为内部中空、上端开口的柱状结构，套筒5422的下端沿轴向窄缩成一旋转轴b54221；旋转轴b54221的中部与底座5421转动配合，底座5421优选呈门型结构，旋转轴b54221的下端与旋转机构541相连；套筒5422的筒壁上沿轴向设有两个与其内腔连通的滑槽54222，两个滑槽54222之间的夹角为180°；旋转轴a5425的上端与转接头543相连，旋转轴a5425的下端经套筒5422上端端口伸入至套筒5422内；插销a5424穿插在旋转轴a5425的下端上，插销a5424的两端分别伸入至两个滑槽54222内；弹簧c5423以压缩的状态处在旋转轴a5425的下端与套筒5422内腔的腔底之间。

实施例9

本实施例为在实施例7的基础上所进行的进一步优化，其具体方案如下：

如图1～图3，图6～图10所示，减震器542还包括外轴套5426和轴承5427，外轴套5426可拆地设置在底座5421的上端，通常情况下，外轴套5426与底座5421之间采用螺栓相连，外轴套5426环绕着套筒5422、旋转轴b54221和旋转轴a5425，旋转轴b54221与外轴套5426之间和旋转轴a5425与外轴套5426之间均设有轴承5427。

实施例10

本实施例为在实施例8或9的基础上所进行的进一步优化，其具体方案如下：

如图1～图3，图6～图10所示，旋转机构541包括齿轮5411、齿条5412和直线驱动机构5413，齿轮5411与旋转轴b54221的下端相连，齿条5412与齿轮5411相啮合；齿条5412与直线驱动机构5413相连，并通过直线驱动机构5413进行直线移动，直线驱动机构213驱动齿条212进行直线移动后，从而促使齿轮5411进行旋转，在齿轮5411旋转后，将会促使旋转轴b54221、套筒5422转动，由于套筒5422与旋转轴a5425之间通过插销a5424相连，因此在套筒5422转动后，将会使得旋转轴a5425转动，最终带动转接头543转动。

通常情况下，直线驱动机构5413优选为气缸，当然也可以是电缸、电推杆等。

旋转机构541还包括固定块c5414和两个缓冲器5415，齿条5412通过固定块c5414与直线驱动机构5413相连，两个缓冲器5415沿齿条5412的移动方向按预设间距布置，固定块c5414处于两个缓冲器5415之间。

实施例11

本实施例为在实施例1～10任一实施例的基础上所进行的进一步优化，其具体方案如下：

如图1～图10所示，移载小车1包括车架110、位于车架100各拐角处的脚轮120以及直线移动机构，直线移动机构与车架100相连，直线移动机构用于驱动车架100进行移动。

而对位直线移动机构2包括安装板210、对位丝杆模组220、直线导轨c230、连接板240、卡板250、感应片c260和电感传感器270，升降平台3通过多个直线导轨c230与车架100相固定，其中，安装板210固定在车架100的一侧，而对位丝杆模组220固定设置在安装板210上，卡板250设置在对位丝杆模组220的螺母上，而连接板240的两端分别与升降平台3和卡板250相固定，当对位丝杆模组220中的马达启动后，将促使丝杆旋转，进而使得丝杆上的螺母沿丝杆进行移动，间接的通过卡板250、连接板240使得升降平台3移动，而直线导轨c230则起到导向以及稳定运动的作用，感应片c260设置在对位丝杆模组220中的螺母上，而安装板210上对应位置设有三个电感传感器270，以感测感应片c260的位置，三个电感传感器270沿螺母的移动方向布置。

直线移动机构驱动车架100进行移动的方向与对位丝杆模组220驱动升降平台3进行移动的方向相垂直。

拆锁模组5还包括防护罩590，防护罩590罩着解锁组件540的部分结构。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种换电移载小车，其特征在于，包括移载小车(1)、对位直线移动机构(2)、升降平台(3)、电池平衡结构(4)和拆锁模组(5)，所述对位直线移动机构(2)设置于所述移载小车(1)上，所述升降平台(3)设置在所述对位直线移动机构(2)上，并在对位直线移动机构(2)的驱使下沿与移载小车(1)移动方向相垂直的方向运动，所述电池平衡结构(4)设置在所述升降平台(3)上，所述拆锁模组(5)设置在所述电池平衡结构(4)上；

所述电池平衡结构(4)包括底板(410)、支撑组件(430)和四个平衡组件(420)，所述底板(410)设置在所述升降平台(3)上，所述拆锁模组(5)通过四个平衡组件(420)固定于所述底板(410)上，四个所述平衡组件(420)呈矩形分布，每个所述平衡组件(420)包括直线导轨a(421)、直线导轨b(422)、弹性平衡组件a(423)、弹性平衡组件b(424)、感应器a(425)和感应器b(426)，所述直线导轨a(421)的轨道a(4212)与所述底板(410)相固定，所述直线导轨b(422)的轨道b(4222)与所述拆锁模组(5)相固定，所述直线导轨a(421)与所述直线导轨b(422)呈十字分布，且所述直线导轨a(421)的滑块a(4211)与所述直线导轨b(422)的滑块b(4221)相固定；所述弹性平衡组件a(423)分别与所述滑块a(4211)和所述底板(410)相固定；所述弹性平衡组件b(424)分别与所述滑块b(4221)和所述拆锁模组(5)相固定；所述感应器a(425)和所述感应器b(426)分别用于感应所述弹性平衡组件a(423)和所述弹性平衡组件b(424)的变形量；

所述支撑组件(430)设置在底板(410)与拆锁模组(5)之间，且所述支撑组件(430)与底板(410)相固定，所述支撑组件(430)与拆锁模组(5)之间采用球面接触。

2.根据权利要求1所述的一种换电移载小车，其特征在于，所述弹性平衡组件a(423)包括导杆a(4231)、固定块a(4232)和弹簧a(4233)，所述导杆a(4231)和所述固定块a(4232)依次沿滑块a(4211)的移动方向布置，所述固定块a(4232)与所述底板(410)相固定，所述导杆a(4231)的一端与所述滑块a(4211)相固定，所述导杆a(4231)的另一端贯穿所述固定块a(4232)，所述导杆a(4231)与所述固定块a(4232)采用键配合；所述弹簧a(4233)布置在所述滑块a(4211)与所述固定块a(4232)之间，且套在所述导杆a(4231)上；所述感应器a(425)用于感应所述导杆a(4231)的移动量。

3.根据权利要求2所述的一种换电移载小车，其特征在于，所述感应器a(425)包括感应片a(4251)和光电开关a(4252)，所述感应片a(4251)固定在所述导杆a(4231)远离滑块a(4211)的一端，所述光电开关a(4252)设置在所述底板(410)上，所述感应片a(4251)在随导杆a(4231)移动时以将所述光电开关a(4252)的光路阻断或让所述光电开关a(4252)的光路恢复导通。

4.根据权利要求3所述的一种换电移载小车，其特征在于，所述弹性平衡组件b(424)的结构与所述弹性平衡组件a(423)的结构相同，所述感应器b(426)的结构与所述感应器a(425)的结构相同。

5.根据权利要求1所述的一种换电移载小车，其特征在于，所述拆锁模组(5)包括基板(510)、型材(520)、下箱体总成(530)、解锁组件(540)、转接支架(550)、解锁块(560)、定位销(570)和固定板(580)，所述基板(510)与所述轨道b(4222)相固定，所述下箱体总成(530)通过型材(520)架设在基板(510)上预设高度处，于所述下箱体总成(530)沿移载小车(1)移动方向的两侧各设置一个所述转接支架(550)，每个所述转接支架(550)的下方在预设位置均布置有所述解锁组件(540)，所述转接支架(550)的上方在对应每个解锁组件(540)处均设有一个与该解锁组件(540)活动配合的解锁块(560)；所述转接支架(550)的下方布设有所述固定板(580)，所述转接支架(550)上在预设位置开设有销孔(551)，所述定位销(570)处在所述销孔(551)内，且下端与所述固定板(580)相连。

6.根据权利要求5所述的一种换电移载小车，其特征在于，所述解锁组件(540)包括旋转机构(541)、减震器(542)和转接头(543)，所述转接头(543)通过减震器(542)与所述旋转机构(541)相连，所述解锁块(560)与所述转接头(543)活动配合。

7.根据权利要求6所述的一种换电移载小车，其特征在于，所述减震器(542)包括底座(5421)、套筒(5422)、弹簧c(5423)、插销a(5424)和旋转轴a(5425)，所述套筒(5422)为内部中空、上端开口的柱状结构，所述套筒(5422)的下端沿轴向窄缩成一旋转轴b(54221)；所述旋转轴b(54221)的中部与所述底座(5421)转动配合，所述旋转轴b(54221)的下端与所述旋转机构(541)相连；所述套筒(5422)的筒壁上沿轴向设有两个与其内腔连通的滑槽(54222)，两个所述滑槽(54222)之间的夹角为180°；所述旋转轴a(5425)的上端与所述转接头(543)相连，所述旋转轴a(5425)的下端经套筒(5422)上端端口伸入至所述套筒(5422)内；所述插销a(5424)穿插在所述旋转轴a(5425)的下端上，所述插销a(5424)的两端分别伸入至两个所述滑槽(54222)内；所述弹簧c(5423)以压缩的状态处在所述旋转轴a(5425)的下端与所述套筒(5422)内腔的腔底之间。

8.根据权利要求7所述的一种换电移载小车，其特征在于，所述减震器(542)还包括外轴套(5426)和轴承(5427)，所述外轴套(5426)可拆地设置在所述底座(5421)的上端，所述外轴套(5426)环绕着所述套筒(5422)、所述旋转轴b(54221)和所述旋转轴a(5425)，所述旋转轴b(54221)与所述外轴套(5426)之间和所述旋转轴a(5425)与所述外轴套(5426)之间均设有轴承(5427)。

9.根据权利要求7所述的一种换电移载小车，其特征在于，所述旋转机构(541)包括齿轮(5411)、齿条(5412)和直线驱动机构(5413)，所述齿轮(5411)与所述旋转轴b(54221)的下端相连，所述齿条(5412)与所述齿轮(5411)相啮合；所述齿条(5412)与所述直线驱动机构(5413)相连，并通过直线驱动机构(5413)进行直线移动。

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