CN112829629A - 一种电动卡车换电装置及其换电方法 - Google Patents

一种电动卡车换电装置及其换电方法 Download PDF

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CN112829629A CN202110200099.XA CN202110200099A CN112829629A CN 112829629 A CN112829629 A CN 112829629A CN 202110200099 A CN202110200099 A CN 202110200099A CN 112829629 A CN112829629 A CN 112829629A
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Abstract

本发明公开了本发明提供了一种电动重卡换电系统及其换电方法,通过两套机器人的配合,进行对位、移动、取放等动作功能,机器人直接将电动卡车上的电池包拆卸至充电机座上,或从充电机座上移动至电动汽车上,实现无人值守换电;充分利用了空间,实现了占地空间小、重量轻、对位可靠的有益效果,可实现公路运输、活动建站;具有良好的经济性。

Description

一种电动卡车换电装置及其换电方法
技术领域
本发明公开了一种换电池设备,具体为一种新型卡车换电装置。
背景技术
电动汽车属于新能源汽车,在资源紧缺以及环境污染严重的当今社会,各国均重视新能源汽车的发展,而电动汽车技术属于较早提出的技术。但受制于当时社会的科学技术水平,电动汽车的使用成本较高,无法普及,经过了多年的发展。随着技术的成熟,电动汽车的多个难题被克服,电动汽车将逐渐替代原来的燃油动力汽车,成为发展的重点。而电动汽车的核心部件为动力电池,动力电池的容量是限制电动汽车发展的重要因素,由于充电速度慢,充电效果不佳等原因一直抑制动力电池技术的发展。基于充电技术的缺陷,提出了电动汽车的换电技术,采用直接更换电池的方式进行电力的补充,以实现快速更换达到长时间续航的能力。电动卡车属于电动汽车的一种,目前各主流商家如国外的特斯拉、国内一汽解放、重汽、陕汽等均在发展电动卡车车型。由于卡车载重大,行驶里程长,导致耗能比乘用车更大,而充电技术的缺陷导致目前电动卡车的普及性要远低于乘用车。换电技术是解决这一问题的一个途径之一,对一些通常运行在局部区域的车辆如矿卡、城市内运输卡车、物流园区卡车等来说尤为如此。
目前卡车的换电蓬勃发展,目前已有不少专利技术授权或申请中,但这些技术都采用顶部吊装并且在每个工位上设置移动装置(如CN 110862008A),存在的主要问题有:
(1)顶部吊装受力通过立柱和横梁传递到地面,造成结构复杂,设备体积庞大,尤其占用高度空间,设备难以整体运输(容易超过高速公路桥涵的限高,通常4.5m)。
(2)由于卡车停止的位置精度比较低,需要换电装置进行自动找正并进行姿态调整,这就需要具备多自由度的调整,顶部吊装装置会变得非常复杂并占用更多空间。目前多通过链条、钢丝绳起升系统具备的柔性进行误差补偿,这会加大对位失误,降低了可靠性。
(3)顶部吊装不能满足部分卡车的换电需求,部分卡车如矿卡顶部部分结构会遮挡住电池包,从而无法从顶部吊装。
(4)每个工位需要设置移动装置,增加了系统复杂度和成本。
为了适应部分卡车无法从顶部吊装,目前已有新的技术出现,比如:从侧面抓取,然后整体旋转后移动将电池包放置到工位;再如采用堆垛机(CN111717062A)抓取电池包然后配合顶部吊装放置到工位。这些装置存在的普遍缺点是:机构复杂、占用空间大、对位可靠性低。
本发明专利,旨在发明一种能够实现空间紧凑、便于整体公路运输(包括房屋装置)、重量轻、可靠性高的新型换电装置。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种电动卡车换电装置及其换电方法,以解决现有技术的上述技术问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
一种电动卡车换电装置,在虚拟的三维坐标系下;包括电源、控制电路、各传感器和电池包;还包括:
一容纳各装置并可放置在平板车上的容置空间,容置空间包含一安装各设备的安装底座;若干设置于安装底座上用于放置电池包的充电机座;所述的容置空间沿X轴方向上的至少一侧设置有上下电池包的工作口;所述的充电机座整体排列有两排,分列于容置空间沿X轴向的两侧;两排充电机座之间设置有沿X轴方向上的水平轨道;水平轨道上安装有沿轨道行走的第一机器人;第一机器人与工作口之间设置有第二机器人;
所述的第一机器人具有一对可在Y轴方向上伸展的第一货叉;和在Z轴方向上移动的第一升降机构;所述的第一货叉之间的宽度大于电池包的长度;
所述的第二机器人安装于一支撑板上,支撑板下方设置有若干沿Y轴方向设置的Y轴向行走导向滑块,在支撑板与安装底座之间设置有Y轴向行走机构,Y轴向行走机构使支撑板沿Y轴方向上行走;支撑板与第二机器人之间通过Z轴旋转机构连接;
所述第二机器人还具有一对可伸缩的第二货叉和在Z轴方向上移动的第二升降机构;第二货叉之间的宽度大于电池包的宽度;且第二货叉所对应的第二支撑耳的高度,高于第一货叉所对应的第一支撑耳的高度;
所述的第一机器人、第二机器人、传感器均与控制电路电性连接。
所述的Z轴旋转机构包括一回转支撑和一使回转支撑绕Z轴旋转的回转驱动组件;所述的回转支撑为回转轴承,回转驱动组件为液压顶杆或电动顶杆。所述的绕Z轴旋转机构的旋转角度为±5度之间。
所述第一升降机构和第二升降机构包括若干组连杆机构、驱动组件和导向滑道,所述的驱动组件为电动丝杆或液压气缸。
更进一步地,所述的连杆机构为剪刀伸缩臂,剪刀伸缩臂中至少包括一第一叉臂,第一叉臂的一端为固定端,与第一货叉的底部转轴连接;另一端为活动端,与导向滑道匹配连接并在叉臂导向滑道中滑动;所述的驱动组件驱动活动端沿叉臂导向滑道方向滑行,从而升降支撑板。
第一叉臂的中间设置支撑轴,支撑轴上转动连接第二叉臂的一端,所述的第二叉臂的另一端与支撑板转动连接。
作为一种实施方式,所述的电动丝杆包括减速电机和丝杆装置,所述的丝杆连接一对丝杆螺母,螺母与第一叉臂的活动端连接,丝杆转动时第一叉臂的活动端沿叉臂导向滑道移动,从而实现升降机上面板的上下运动。
所述的第一机器人与水平导轨之间通过若干导向滚轮配合,水平导轨限制导向滚轮在Y轴方向上移动。第一机器人通过X轴向行走机构驱动第一机器人沿水平导轨行走;X轴向行走机构包括X轴向行走驱动、传动组件;所述的X轴向行走驱动包括驱动电机和减速机;所述的传动组件选自齿轮和齿条传动组件、链轮和链条传动组件、滑轮和钢丝绳传动组件。
更进一步地,所述传动组件为齿轮和齿条时,所述齿条水平固定,减速电机的输出轴上安装有与齿条相匹配的齿轮,通过减速电机的正反旋转,控制第一机器人的X轴上的移动。
所述的第一货叉和第二货叉包括有下叉组件、中叉组件和上叉组件,三者之间通过货叉减速电机、齿轮组和链轮驱动依次打开。
更进一步地,所述的上叉组件的上侧设置有导向定位柱,与所述电池包上对应的支撑耳下侧设置的定位孔匹配,共同限制电池包在货叉上的位置,以便于将电池包从第二机器人运转至第一机器人,进而准确放置于充电机座上。优选的是:所述上叉组件上设有两个导向定位柱,导向定位柱的头部为锥形,在±20mm的误差范围内可以自动将电池包导入孔内并且定位。为了补偿孔或轴之间的误差,防止过定位,所述定位孔其中一个为圆形定位孔,另一个为长腰形定位孔。
所述的传感器为激光距离传感器,通过传感器测量电池包的相对位置,通过控制电路(PLC)计算偏离角度和距离,然后控制电路控制X轴向、Y轴向和Z轴向和Z轴旋转向的调整,准确将电池包叉入第二货叉的指定位置。然后第二机器人复位;第二机器人在Y轴向上抬升,直至电池包的底部高于第一货叉上沿高度后,第二货叉在X轴向上反向伸出。直至电池包到达第一货叉的上方指定位置后放下。电池包由第一机器人承载,由于第一支撑耳的高度低于第二支撑耳的高度,因此,当第一货叉叉取第一支撑耳时,第二支撑耳的高度高于停留在机座上电池包的第二支撑耳。接着,第一机器人在X方向上行走至空闲充电机座处,第一机器人在Z轴向上降低,直至电池包停放至充电机座上后收回货叉。
所述的容置空间优选为长方体箱体。
本发明所述的电动卡车换电装置的X轴向最大工作距离为:15m;Y轴向最大工作距离为3.2m:Z轴向最大工作距离为:3.5m;因此,可以通过平板挂车实现快速移动,快速建立电池更换站。尤其适用于矿山开采工地、港口码头、物流园区、中短途相对定点运输的重型卡车使用。
为了描述清楚,所建立的虚拟三维坐标系,可设沿换容置空间的长边方向为X轴,以水平面上垂直X轴的方向为Y轴;以垂直于XY平面的升降方向为Z轴。
本发明技术方案具有以下有益效果:
(1)通过两套机器人的配合,进行对位、移动、取放等动作功能,机器人直接将电动卡车上的电池包拆卸至充电机座上,或从充电机座上移动至电动汽车上,实现无人值守换电;
(2)充分利用了空间,实现了占地空间小、重量轻、对位可靠的有益效果,可实现整体公路运输、活动建站;具有良好的经济性。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图;
图2为图1的俯视结构示意图;
图3为本发明的第二机器人的结构示意图;
图4为第二机器人的Y轴方向平移机构示意图;
图5为第二机器人的Z方向旋转机构示意图;
图6为第二货叉伸出状态的结构示意图;
图7为第二货叉的结构示意图;
图8为电池包结构示意图;
图9为本发明第一机器人的结构示意图;
图10为第一机器人的升降机构示意图;
图11为图9的A部放大图。
图中,1、容置空间;2、电池包;21、第一支撑耳;22、第二支撑耳;23、长腰形定位孔、24、圆形定位孔;3、充电机座;4、第一机器人;41、X轴向行走机构;411、X轴向行走驱动;412、齿轮;413-齿条;414、导向滚轮;43、第一货叉;44、第一升降机构;5、第二机器人;51、Y轴向行走机构;511、Y轴向行走驱动512、Y轴向行走导向滑块;52、Z轴旋转机构;53、第二货叉;531、下叉组件;532、中叉组件;533、上叉组件;534、导向定位柱;535、货叉减速电机、54、第二升降机构;541、第一叉臂;542、第二叉臂;543、叉臂导向滑道;55、回转驱动组件。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式进一步阐述本发明的技术特点。
实施例以容置空间为长方体箱体为例。为了描述清楚,所建立的虚拟三维坐标系,可设沿换容置空间的长边方向为X轴,以水平面上垂直X轴的方向为Y轴;以垂直于XY平面的升降方向为Z轴。
如图1-11所示,一种电动卡车换电装置,在虚拟的三维坐标系下;包括电源、控制电路、各传感器和电池包;还包括:一容纳各装置并可放置在平板车上的容置空间,容置空间包含一安装各设备的安装底座;若干设置于安装底座上用于放置电池包的充电机座;所述的容置空间沿X轴方向上的至少一侧设置有上下电池包的工作口;所述的充电机座整体排列有两排,分列于容置空间沿X轴向的两侧;两排充电机座之间设置有沿X轴方向上的水平轨道;水平轨道上安装有沿轨道行走的第一机器人;第一机器人与工作口之间设置有第二机器人;所述的第一机器人具有一对可在Y轴方向上伸展的第一货叉;和在Z轴方向上移动的第一升降机构;所述的第一货叉之间的宽度大于电池包的长度;所述的第二机器人安装于一支撑板上,支撑板下方设置有若干沿Y轴方向设置的Y轴向行走导向滑块,在支撑板与安装底座之间设置有Y轴向行走机构,Y轴向行走机构使支撑板沿Y轴方向上行走;支撑板与第二机器人之间通过Z轴旋转机构连接;所述第二机器人还具有一对可伸缩的第二货叉和在Z轴方向上移动的第二升降机构;第二货叉之间的宽度大于电池包的宽度;且第二货叉所对应的第二支撑耳的高度,高于第一货叉所对应的第一支撑耳的高度;所述的第一机器人、第二机器人、传感器均与控制电路电性连接。
如图5所示,所述的Z轴旋转机构包括一回转支撑和一使回转支撑绕Z轴旋转的回转驱动组件;所述的回转支撑为回转轴承,回转驱动组件为液压顶杆或电动顶杆。所述的绕Z轴旋转机构的旋转角度为±5度之间。
如图3所示,所述第一升降机构和第二升降机构包括若干组连杆机构、驱动组件和导向滑道,所述的驱动组件为电动丝杆或液压气缸。
如图9和图10所示,所述的连杆机构为剪刀伸缩臂,剪刀伸缩臂中至少包括一第一叉臂,第一叉臂的一端为固定端,与第一货叉的底部转轴连接;另一端为活动端,与导向滑道匹配连接并在叉臂导向滑道中滑动;所述的驱动组件驱动活动端沿叉臂导向滑道方向滑行,从而升降支撑板。
为了增加稳定性和减少驱动力,可自第一叉臂的中间设置支撑轴,支撑轴上转动连接第二叉臂的一端,所述的第二叉臂的另一端与支撑板转动连接。
作为一种实施方式,所述的电动丝杆包括减速电机和丝杆装置,所述的丝杆连接一对丝杆螺母,螺母与第一叉臂的活动端连接,丝杆转动时第一叉臂的活动端沿叉臂导向滑道移动,从而实现升降机上面板的上下运动。
如图11所示,所述的第一机器人与水平导轨之间通过若干导向滚轮配合,水平导轨限制导向滚轮在Y轴方向上移动。第一机器人通过X轴向行走机构驱动第一机器人沿水平导轨行走;X轴向行走机构包括X轴向行走驱动、传动组件;所述的X轴向行走驱动包括驱动电机和减速机;所述的传动组件选自齿轮和齿条传动组件、链轮和链条传动组件、滑轮和钢丝绳传动组件。
更进一步地,所述传动组件为齿轮和齿条时,所述齿条水平固定,减速电机的输出轴上安装有与齿条相匹配的齿轮,通过减速电机的正反旋转,控制第一机器人的X轴上的移动。
如图7所示,所述的第二货叉包括有下叉组件、中叉组件和上叉组件,三者之间通过货叉减速电机、齿轮组和链轮驱动依次打开。所述的上叉组件的上侧设置有导向定位柱,与所述电池包上对应的支撑耳下侧设置的定位孔匹配,共同限制电池包在货叉上的位置,以便于将电池包从第二机器人运转至第一机器人,进而准确放置于充电机座上。优选的是:所述上叉组件上设有两个导向定位柱,导向定位柱的头部为锥形,在±20mm的误差范围内可以自动将电池包导入孔内并且定位。为了补偿孔或轴之间的误差,防止过定位,所述定位孔其中一个为圆形定位孔,另一个为长腰形定位孔。本发明中的第一货叉和第二货叉具有相同的构件和传动结构。
所述的传感器为激光距离传感器,通过传感器测量电池包的相对位置,通过控制电路(PLC)计算偏离角度和距离,然后控制电路控制X轴向、Y轴向和Z轴向和Z轴旋转向的调整,准确将电池包叉入第二货叉的指定位置。然后第二机器人复位;第二机器人在Y轴向上抬升,直至电池包的底部高于第一货叉上沿高度后,第二货叉在X轴向上反向伸出。直至电池包到达第一货叉的上方指定位置后放下。电池包由第一机器人承载,由于第一支撑耳的高度低于第二支撑耳的高度,因此,当第一货叉叉取第一支撑耳时,第二支撑耳的高度高于停留在机座上电池包的第二支撑耳。接着,第一机器人在X方向上行走至空闲充电机座处,第一机器人在Z轴向上降低,直至电池包停放至充电机座上后收回货叉。
本发明所述的电动卡车换电装置的X轴向最大工作距离为:15m;Y轴向最大工作距离为3.2m:Z轴向最大工作距离为:0.6m;因此,可以通过平板挂车实现快速移动,快速建立电池更换站。尤其适用于矿山开采工地、港口码头、物流园区、中短途相对定点运输的重型卡车使用。
取放电池包时,卡车按要求停止到指定位置;按“启动”按钮;卡车顶部Z方向测距激光传感器测量电池包高度方向尺寸;第二机器人升降机构根据测得的电池包高度,升降机构调整高度,使得机器人上的光电穿管器高度与电池包上的反射板中心高度一致(此时机器人货叉高度方向已低于电池包,高度方向具备伸出条件);第二机器人沿Y方向左右移动,当光电传感器检测到电池包上的反光板后停止,此时机器人Y方向已对准电池包;第二机器人上的两侧两个激光测距传感器测量与电池包的距离,由此得到电池包与理论位置的偏转角度。
根据测得的偏角,第二机器人Z轴旋转机构旋转同时Y方向平移机构微动,直到两个测距传感器测得的距离相等并且光电传感器对准电池包反射板。此时第二机器人与电池包在Z方向、Y方向对准,X方向与电池包平行,并已经测得与电池包X方向的距离。
第二机器人的第二货叉向卡车方向伸出,到达所需值(根据以上测距传感器测得的距离确定)停止;第二机器人的第二货叉上升,到达设定值停止;第二机器人的第二货叉收回到中位位置停止,此时需存储第二机器人Y方向、Z方向、Z轴转动方向位置状态。
第二机器人的Z轴旋转机构与Y轴向行走机构同时动作,回归原点位置,第二机器人的第二货叉向第一货叉伸出,使得电池包到达第一货叉正上方,第二机器人的第二升降机构下降,直到电池包落到第一货叉上,并且第二货叉完全脱离电池包,第二机器人的第二货叉缩回到中位。
第一机器人根据管理系统指令确定目标电池包工位,沿X方向行驶到相应位置;第一机器人的第一货叉向指定工位伸出,到达设定位置停下;第一机器人的第一货叉下降,直到货叉完全脱离电池包;第一机器人的第一货叉缩回到中位。
装载电池包至电动汽车上时,第一机器人根据管理系统的指令确定目标充电池包工位(已经充满电),然后沿着X方向移动到相应位置;第一机器人的第一货叉向指定工位伸缩,到达电池包下方;
第一机器人的第一货叉上升,上升到设定高度时停止;第一机器人的第一货叉缩回到中位;第一机器人带着电池包,向第二机器人方向移动,直到终点位置;第二机器人的第二货叉向第一货叉方向伸出。
第二机器人的升降机构上升,直到电池包完全脱离第一货叉;第二机器人的第二货叉缩回到中位;第二机器人Y方向平移、Z方向升降、Z轴方向转动同时动作,恢复存储的记忆姿态;第二货叉向卡车方向伸出。
第二机器人的升降机构下降直到电池包就位,第二货叉完全脱离电池包;第二货叉回到中位位置;第二机器人Y方向平移、Z轴旋转、Z方向升降同时动作归零位。

Claims (15)

1.一种电动卡车换电装置,其特征在于:在虚拟的三维坐标系下;包括电源、控制电路、各传感器和电池包;还包括:
一容纳各装置并可放置在平板车上的容置空间,容置空间包含一安装各设备的安装底座;若干设置于安装底座上用于放置电池包的充电机座;所述的容置空间沿X轴方向上的至少一侧设置有上下电池包的工作口;所述的充电机座整体排列有两排,分列于容置空间沿X轴向的两侧;两排充电机座之间设置有沿X轴方向上的水平轨道;水平轨道上安装有沿轨道行走的第一机器人;第一机器人与工作口之间设置有第二机器人;
所述的第一机器人具有一对可在Y轴方向上伸展的第一货叉;和在Z轴方向上移动的第一升降机构;所述的第一货叉之间的宽度大于电池包的长度;
所述的第二机器人安装于一支撑板上,支撑板下方设置有若干沿Y轴方向设置的Y轴向行走导向滑块,在支撑板与安装底座之间设置有Y轴向行走机构,Y轴向行走机构使支撑板沿Y轴方向上行走;支撑板与第二机器人之间通过Z轴旋转机构连接;
所述第二机器人还具有一对可伸缩的第二货叉和在Z轴方向上移动的第二升降机构;第二货叉之间的宽度大于电池包的宽度;且第二货叉所对应的第二支撑耳的高度,高于第一货叉所对应的第一支撑耳的高度;
所述的第一机器人、第二机器人、传感器均与控制电路电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种电动卡车换电装置,其特征在于:所述的Z轴旋转机构包括一回转支撑和一使回转支撑绕Z轴旋转的回转驱动组件;所述的回转支撑为回转轴承,回转驱动组件为液压顶杆或电动顶杆。
3.根据权利要求2所述的一种电动卡车换电装置,其特征在于:所述的绕Z轴旋转机构的旋转角度为±5度之间。
4.根据权利要求1所述的一种电动卡车换电装置,其特征在于:所述的第一升降机构和第二升降机构包括若干组连杆机构、驱动组件和导向滑道,所述的驱动组件为电动丝杆或液压油缸。
5.根据权利要求4所述的一种电动卡车换电装置,其特征在于:所述的连杆机构为剪刀伸缩臂,剪刀伸缩臂中至少包括一第一叉臂,第一叉臂的一端为固定端,与第一货叉的底部转轴连接;另一端为活动端,与导向滑道匹配连接并在叉臂导向滑道中滑动;所述的驱动组件驱动活动端沿叉臂导向滑道方向滑行,从而升降支撑板。
6.根据权利要求5所述的一种电动卡车换电装置,其特征在于:可自第一叉臂的中间设置支撑轴,支撑轴上转动连接第二叉臂的一端,所述的第二叉臂的另一端与支撑板转动连接。
7.根据权利要求4所述的一种电动卡车换电装置,其特征在于:所述的电动丝杆包括减速电机和丝杆装置,所述的丝杆连接一对丝杆螺母,螺母与第一叉臂的活动端连接,丝杆转动时第一叉臂的活动端沿叉臂导向滑道移动,从而实现升降机上面板的上下运动。
8.根据权利要求1所述的一种电动卡车换电装置,其特征在于:所述的第一机器人与水平导轨之间通过若干导向滚轮配合,水平导轨限制导向滚轮在Y轴方向上移动。第一机器人通过X轴向行走机构驱动第一机器人沿水平导轨行走;X轴向行走机构包括X轴向行走驱动、传动组件;所述的X轴向行走驱动包括驱动电机和减速机;所述的传动组件选自齿轮和齿条传动组件、链轮和链条传动组件、滑轮和钢丝绳传动组件。
9.根据权利要求8所述的一种电动卡车换电装置,其特征在于:所述传动组件为齿轮和齿条时,所述齿条水平固定,减速电机的输出轴上安装有与齿条相匹配的齿轮,通过减速电机的正反旋转,控制第一机器人的X轴上的移动。
10.根据权利要求1所述的一种电动卡车换电装置,其特征在于:所述的第一货叉和第二货叉包括有下叉组件、中叉组件和上叉组件,三者之间通过减速电机、齿轮组和链轮驱动依次打开。
11.根据权利要求10所述的一种电动卡车换电装置,其特征在于:所述的上叉组件的上侧设置有导向定位柱,与所述电池包上对应的支撑耳下侧设置的定位孔匹配,共同限制电池包在货叉上的位置,以便于将电池包从第二机器人运转至第一机器人,进而准确放置于充电机座上。
12.根据权利要求11所述的一种电动卡车换电装置,其特征在于:所述上叉组件上设有两个导向定位柱,导向定位柱的头部为锥形,在±20mm的误差范围内可以自动将电池包导入孔内并且定位;所述定位孔其中一个为圆形定位孔,另一个为长腰形定位孔。
13.根据权利要求1所述的一种电动卡车换电装置,其特征在于:所述的电动卡车换电装置的X轴向最大工作距离为:15m;Y轴向最大工作距离为3.2m:Z轴向最大工作距离为:3.5m;
14.根据权利要求1-13任意之一所述的一种电动卡车换电装置,其特征在于:所述的容置空间为长方体箱体;适合通过公路平板挂车实现快速移动,以快速建立卡车电池更换站,尤其适合矿山开采、集装箱码头、中短途路线相对固定运输等场景下的重型电动卡车池更换。
15.根据权利要求1-13任意之一所述电动卡车换电装置的换电方法,其特征在于:其步骤为:
(1)通过传感器测量电池包的相对位置,通过控制电路计算偏离角度和距离,然后控制电路控制X轴向、Y轴向和Z轴向和Z轴旋转向的调整,第二机器人准确将电池包叉入第二货叉的指定位置;
(2)第二机器人复位;第二机器人在Z轴向上抬升,直至电池包的底部高于第一货叉上沿高度后,第二货叉在X轴向上反向伸出;直至电池包到达第一货叉的上方指定位置后放下;
(3)电池包由第一机器人承载,由于第一支撑耳的高度低于第二支撑耳的高度,因此,当第一货叉叉取第一支撑耳时,第二支撑耳的高度高于停留在机座上电池包的第二支撑耳;
(4)第一机器人在X方向上行走至空闲充电机座处,第一机器人在Z轴向上降低,直至电池包停放至充电机座上后收回货叉;
(5)安装电池包的工序相反。
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CN113532356A (zh) * 2021-06-10 2021-10-22 苏州瀚川智能科技股份有限公司 一种换电站车辆自动化测高调平机构
CN113682193A (zh) * 2021-09-18 2021-11-23 南京普斯迪尔电子科技有限公司 新能源重卡快换电池包工作站
CN113895300A (zh) * 2021-09-30 2022-01-07 钽铂科技(上海)有限公司 一种移动式卡车换电装置
WO2023174302A1 (zh) * 2022-03-18 2023-09-21 宁德时代新能源科技股份有限公司 换电站

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113532356A (zh) * 2021-06-10 2021-10-22 苏州瀚川智能科技股份有限公司 一种换电站车辆自动化测高调平机构
CN113682193A (zh) * 2021-09-18 2021-11-23 南京普斯迪尔电子科技有限公司 新能源重卡快换电池包工作站
CN113895300A (zh) * 2021-09-30 2022-01-07 钽铂科技(上海)有限公司 一种移动式卡车换电装置
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