CN112838632A - 智慧型充电间充电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了智慧型充电间充电系统，包括电瓶承载单元矩阵和搬运装置，所述电瓶承载单元矩阵包括电瓶承载单元、基座、充电准备架和充电完成架，所述基座呈长方形，所述基座四角设有支撑柱，所述电瓶承载单元、充电准备架和充电完成架均设于基座上，所述电瓶承载单元呈矩阵式分布。本发明涉及充电技术领域，实现电瓶自动搬运，减少了人工的成本支出，提供了矩阵式分布的电瓶承载单元，容纳多组电瓶同时进行充电作业，电瓶在充电工序完成后，由搬运装置自动把电瓶搬运到充电完成区，整个充电过程无需人工干预，提高了生产效率，是一种高效的智慧型充电间充电系统。

Description

智慧型充电间充电系统

技术领域

本发明涉及充电技术领域，具体为智慧型充电间充电系统。

背景技术

在专业电瓶生产均设有充电间，在充电间内，电瓶将进行充电操作，根据我国通用用电设备配电设计规范，充电整流设备不宜同电瓶如普通铅酸蓄电池设置在同一房间，在充电间内，按电瓶规格进行多路同时充电，充电电压采用三相有源PFC技术，可以有效地降低谐波和无功损耗对电网的影响，电能利用率高，是绿色环保的电源。输入谐波电流THD≤±1％，整机效率高达94％。该电源模块具有输出电压、电流调节范围宽、体积小，重量轻，效率，这种规模化的充电方法，提高啦能量利用率，设备利用率。

在生产状态下，在电瓶的充电过程中会产生可燃气体，威胁到操作工人的身体健康，在电瓶上均有电器接线，生产环境比较危险，操作工人需要手动进行接线操作，生产效率不高。

发明内容

针对上述情况，为克服当前的技术缺陷，本发明提供了智慧型充电间充电系统，本发明是实现电瓶自动搬运，减少了人工的成本支出，提供了矩阵式分布的电瓶承载单元，容纳多组电瓶同时进行充电作业，电瓶在充电工序完成后，由搬运装置自动把电瓶搬运到充电完成区，整个充电过程无需人工干预，提高了生产效率。

本发明的技术方案如下：智慧型充电间充电系统，包括电瓶承载单元矩阵和搬运装置，

所述电瓶承载单元矩阵包括电瓶承载单元、基座、充电准备架和充电完成架，所述基座呈长方形，所述基座四角设有支撑柱，所述电瓶承载单元、充电准备架和充电完成架均设于基座上，所述电瓶承载单元呈矩阵式分布，所述电瓶承载单元设于基座上中心位置，所述充电准备架设于基座上前端位置，所述充电完成架设于基座上后端位置，所述电瓶承载单元包括电瓶导向支架、接触器壳体、接触器电机、复位电磁铁、充电电磁铁、复位限位开关、充电限位开关、充电杆和接触头，所述电瓶导向支架设于基座上，所述电瓶导向支架设有导向柱，所述导向柱呈L型，所述导向柱设有四组，所述接触器壳体设于一组导向柱上，所述复位电磁铁设于接触器壳体底壁上，所述充电电磁铁设于接触器壳体顶壁上，所述复位限位开关设于复位电磁铁上，所述充电限位开关设于接触器壳体顶壁上，所述接触器电机设于接触器壳体内壁上，所述接触器电机在复位电磁铁上方设置，所述充电杆中部设于接触器电机输出轴上，所述接触头设于充电杆的一端，所述搬运装置包括平移机构和升降夹紧机构，所述升降夹紧机构设于平移机构下方，所述平移机构包括横向平移机构和纵向平移机构，所述纵向平移机构设于横向平移机构上，所述横向平移机构包括横向滑轨、横向齿条、横向滑箱、横向伺服电机、横向主动齿轮和横向中间齿轮组，所述横向滑轨设有两组，所述横向滑轨设于同一侧支撑柱上，所述横向齿条设于横向滑轨上，所述横向滑箱滑动设于横向滑轨上，所述横向伺服电机设于横向滑箱内壁上，所述横向中间齿轮组转动设于横向滑箱内壁上，所述横向主动齿轮设于横向伺服电机输出轴上，所述横向中间齿轮组上设有横向中间转动齿轮和横向中间滑动齿轮，所述横向中间转动齿轮转动设于横向滑箱内壁上，所述横向中间滑动齿轮转动设于横向滑箱内壁上，所述横向主动齿轮和横向中间转动齿轮啮合，所述横向齿条和横向中间滑动齿轮啮合。

进一步地，所述纵向平移机构包括纵向滑轨、纵向齿条、纵向滑箱、纵向伺服电机、纵向主动齿轮和纵向中间齿轮组，所述纵向滑轨两端分别设于两组横向滑箱上，所述纵向滑轨和横向滑轨呈垂直设置，所述纵向齿条设于纵向滑轨上，所述纵向滑箱滑动设于纵向滑轨上，所述纵向伺服电机设于纵向滑箱内壁上，所述纵向中间齿轮组转动设于纵向滑箱内壁上，所述纵向主动齿轮设于纵向伺服电机输出轴上，所述纵向中间齿轮组上设有纵向中间转动齿轮和纵向中间滑动齿轮，所述纵向中间转动齿轮转动设于纵向滑箱内壁上，所述纵向中间滑动齿轮转动设于纵向滑箱内壁上，所述纵向主动齿轮和纵向中间转动齿轮啮合，所述纵向齿条和纵向中间滑动齿轮啮合。

进一步地，所述升降夹紧机构包括螺杆电机壳体、螺杆电机、螺杆、垂直导向柱、夹紧电机箱、内螺纹件、夹紧伺服电机、内导向筒、十字件、柱塞套筒和夹紧杆，所述螺杆电机壳体设于纵向滑箱外底壁上，所述螺杆电机壳体底部设有输出轴圆孔，所述螺杆电机设于螺杆电机壳体内，所述螺杆电机输出轴从输出轴圆孔延伸至螺杆电机壳体外，所述垂直导向柱设于螺杆电机壳体外底壁上，所述内导向筒设于夹紧电机箱顶壁上，所述夹紧电机箱滑动设于垂直导向柱上，所述垂直导向柱滑动设于内导向筒上，所述内螺纹件设于夹紧电机箱上方，所述内螺纹件螺纹连接设于螺杆上，所述夹紧伺服电机设于夹紧电机箱内顶壁上，所述十字件设于夹紧伺服电机输出轴上，所述柱塞套筒一端铰接设于十字件上，所述夹紧杆呈L型，所述夹紧杆转动设于夹紧电机箱底壁上，所述夹紧杆上端设于柱塞套筒的另一端。

进一步地，所述螺杆电机壳体下部设有限位杆，所述内螺纹件上部设有低位限位开关，当夹紧电机箱运行至最低限位时，低位限位开关即时停止螺杆电机运行。

进一步地，所述夹紧电机箱内壁一侧设有高位限位开关，当夹紧电机箱运行至最高限位时，高位限位开关即时停止螺杆电机运行。

本发明取得的有益效果如下：本发明是实现电瓶自动搬运，减少了人工的成本支出，提供了矩阵式分布的电瓶承载单元，容纳多组电瓶同时进行充电作业，电瓶在充电工序完成后，由搬运装置自动把电瓶搬运到充电完成区，整个充电过程无需人工干预，提高了生产效率。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：

图1为本发明智慧型充电间充电系统的电瓶承载单元矩阵主视图；

图2为本发明智慧型充电间充电系统的电瓶承载单元矩阵俯视图；

图3为本发明智慧型充电间充电系统的搬运装置俯视图；

图4为本发明智慧型充电间充电系统的横向滑箱结构示意图；

图5为本发明智慧型充电间充电系统的纵向滑箱结构示意图；

图6为本发明智慧型充电间充电系统的升降夹紧机构结构示意图；

图7为本发明智慧型充电间充电系统的升降夹紧机构仰视图；

图8本发明智慧型充电间充电系统的升降夹紧机构中十字件和柱塞套筒连接结构示意图；

图9本发明智慧型充电间充电系统的电瓶承载单元中剖面示意图；

图10本发明智慧型充电间充电系统的接触器壳体内部结构示意图。

其中，1、基座，2、充电准备架，3、充电完成架，4、支撑柱，5、电瓶导向支架，6、接触器壳体，7、接触器电机，8、复位电磁铁，9、充电电磁铁，10、复位限位开关，11、充电限位开关，12、充电杆，13、接触头，14、导向柱，15、横向滑轨，16、横向齿条，17、横向滑箱，18、横向伺服电机，19、横向主动齿轮，20、横向中间转动齿轮，21、横向中间滑动齿轮，22、纵向滑轨，23、纵向齿条，24、纵向滑箱，25、纵向伺服电机，26、纵向主动齿轮，27、纵向中间转动齿轮，28、纵向中间滑动齿轮，29、螺杆电机壳体，30、螺杆电机，31、螺杆，32、垂直导向柱，33、夹紧电机箱，34、内螺纹件，35、夹紧伺服电机，36、内导向筒，37、十字件，38、柱塞套筒，39、夹紧杆，40、低位限位开关，41、高位限位开关，42、限位杆。

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。

需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1～10所示，本发明采取的技术方案如下：智慧型充电间充电系统，包括电瓶承载单元矩阵和搬运装置，所述电瓶承载单元矩阵包括电瓶承载单元、基座1、充电准备架2和充电完成架3，所述基座1呈长方形，所述基座1四角设有支撑柱4，所述电瓶承载单元、充电准备架2和充电完成架3均设于基座1上，所述电瓶承载单元呈矩阵式分布，所述电瓶承载单元设于基座1上中心位置，所述充电准备架2设于基座1上前端位置，所述充电完成架3设于基座1上后端位置，所述电瓶承载单元包括电瓶导向支架5、接触器壳体6、接触器电机7、复位电磁铁8、充电电磁铁9、复位限位开关10、充电限位开关11、充电杆12和接触头13，所述电瓶导向支架5设于基座1上，所述电瓶导向支架5设有导向柱14，所述导向柱14呈L型，所述导向柱14设有四组，所述接触器壳体6设于一组导向柱14上，所述复位电磁铁8设于接触器壳体6底壁上，所述充电电磁铁9设于接触器壳体6顶壁上，所述复位限位开关10设于复位电磁铁8上，所述充电限位开关11设于接触器壳体6顶壁上，所述接触器电机7设于接触器壳体6内壁上，所述接触器电机7在复位电磁铁8上方设置，所述充电杆12中部设于接触器电机7输出轴上，所述接触头13设于充电杆的一端，所述搬运装置包括平移机构和升降夹紧机构，所述升降夹紧机构设于平移机构下方，所述平移机构包括横向平移机构和纵向平移机构，所述纵向平移机构设于横向平移机构上，所述横向平移机构包括横向滑轨15、横向齿条16、横向滑箱17、横向伺服电机18、横向主动齿轮19和横向中间齿轮组，所述横向滑轨15设有两组，所述横向滑轨15设于同一侧支撑柱4上，所述横向齿条16设于横向滑轨15上，所述横向滑箱17滑动设于横向滑轨15上，所述横向伺服电机18设于横向滑箱17内壁上，所述横向中间齿轮组转动设于横向滑箱17内壁上，所述横向主动齿轮19设于横向伺服电机18输出轴上，所述横向中间齿轮组上设有横向中间转动齿轮20和横向中间滑动齿轮21，所述横向中间转动齿轮20转动设于横向滑箱17内壁上，所述横向中间滑动齿轮21转动设于横向滑箱17内壁上，所述横向主动齿轮19和横向中间转动齿轮20啮合，所述横向齿条16和横向中间滑动齿轮21啮合，所述纵向平移机构包括纵向滑轨22、纵向齿条23、纵向滑箱24、纵向伺服电机25、纵向主动齿轮26和纵向中间齿轮组，所述纵向滑轨22两端分别设于两组横向滑箱17上，所述纵向滑轨22和横向滑轨15呈垂直设置，所述纵向齿条23设于纵向滑轨22上，所述纵向滑箱24滑动设于纵向滑轨22上，所述纵向伺服电机25设于纵向滑箱24内壁上，所述纵向中间齿轮组转动设于纵向滑箱24内壁上，所述纵向主动齿轮26设于纵向伺服电机25输出轴上，所述纵向中间齿轮组上设有纵向中间转动齿轮27和纵向中间滑动齿轮28，所述纵向中间转动齿轮27转动设于纵向滑箱24内壁上，所述纵向中间滑动齿轮28转动设于纵向滑箱24内壁上，所述纵向主动齿轮26和纵向中间转动齿轮27啮合，所述纵向齿条23和纵向中间滑动齿轮28啮合。

所述升降夹紧机构包括螺杆电机壳体29、螺杆电机30、螺杆31、垂直导向柱32、夹紧电机箱33、内螺纹件34、夹紧伺服电机35、内导向筒36、十字件37、柱塞套筒38和夹紧杆39，所述螺杆电机壳体29设于纵向滑箱24外底壁上，所述螺杆电机壳体29底部设有输出轴圆孔，所述螺杆电机30设于螺杆电机壳体29内，所述螺杆电机30输出轴从输出轴圆孔延伸至螺杆电机壳体29外，所述垂直导向柱32设于螺杆电机壳体29外底壁上，所述内导向筒36设于夹紧电机箱33顶壁上，所述夹紧电机箱33滑动设于垂直导向柱32上，所述垂直导向柱32滑动设于内导向筒36上。

所述内螺纹件34设于夹紧电机箱33上方，所述内螺纹件34螺纹连接设于螺杆31上，所述夹紧伺服电机35设于夹紧电机箱33内顶壁上，所述十字件37设于夹紧伺服电机35输出轴上，所述柱塞套筒38一端铰接设于十字件37上，所述夹紧杆39呈L型，所述夹紧杆39转动设于夹紧电机箱33底壁上，所述夹紧杆39上端设于柱塞套筒38的另一端。

所述螺杆电机壳体下部设有限位杆42，所述内螺纹件34上部设有低位限位开关40，当夹紧电机箱33运行至最低限位时，低位限位开关40即时停止螺杆电机30运行。

所述夹紧电机箱33内壁一侧设有高位限位开关41，当夹紧电机箱33运行至最高限位时，高位限位开关41即时停止螺杆电机30运行。

具体使用时，需要人工将带充电电瓶置于充电准备架2上，通过横向伺服电机18工作，带动横向主动齿轮19转动，横向中间转动齿轮20转动，横向中间滑动齿轮21转动，横向中间滑动齿轮21和横向齿条16发生相对位移，横向滑箱17发生横向移动，通过纵向伺服电机25工作，带动纵向主动齿轮26转动，纵向中间转动齿轮27转动，纵向中间滑动齿轮28转动，纵向中间滑动齿轮28与纵向齿条23发生相对位移，纵向滑箱24发生纵向移动，横向伺服电机18和纵向伺服电机25均由控制器控制，控制器内部存储了各个电瓶承载单元的矩阵位置分布，当夹紧电机箱33运行至带充电电瓶上方时，螺杆电机30工作，带动螺杆31转动，与带动螺杆31螺纹连接的内螺纹件34发生垂直方向的移动，夹紧电机箱33一起跟随运动，低位限位开关40在最低极限位置触发，螺杆电机30停止工作并进入自锁状态，此时，夹紧杆39已经位于电瓶导向支架内，夹紧伺服电机35工作，带动十字件37转动一定角度，柱塞套筒38一端跟随转动，夹紧杆39一起转动一定角度，夹紧杆39底部进入电瓶下部，继续通过控制夹紧伺服电机35、螺杆电机30、横向伺服电机18和纵向伺服电机25将电瓶放入电瓶承载单元内，搬运装置与电瓶脱离后，接触器电机7开始工作，带动充电杆12转动，接触头13与电瓶正负极接触，充电电磁铁9开始供电，充电杆12被紧紧吸附在充电电磁铁9上，接触头13与电瓶正负极可靠接触，当电瓶按照既定充电程序完成充电后，通过控制触器电机7，使充电杆12复位，充电电磁铁9停止供电，复位电磁铁8开始供电，使充电杆12紧紧被复位电磁铁8吸引，使充电杆12保持复位状态，搬运装置开始工作，将已经完成充电的电瓶放入充电完成架3内，至此单次充电过程完结，控制器将以矩阵形式存储电瓶充电的位置和状态信息，由充电电路向控制器提供电瓶的位置信息和充电状态信息，控制器控制电瓶的充电过程。

要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序，而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物料或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物料或者设备所固有的要素。

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 (5)

1.智慧型充电间充电系统，其特征在于：包括电瓶承载单元矩阵和搬运装置，所述电瓶承载单元矩阵包括电瓶承载单元、基座、充电准备架和充电完成架，所述基座呈长方形，所述基座四角设有支撑柱，所述电瓶承载单元、充电准备架和充电完成架均设于基座上，所述电瓶承载单元呈矩阵式分布，所述电瓶承载单元设于基座上中心位置，所述充电准备架设于基座上前端位置，所述充电完成架设于基座上后端位置，所述电瓶承载单元包括电瓶导向支架、接触器壳体、接触器电机、复位电磁铁、充电电磁铁、复位限位开关、充电限位开关、充电杆和接触头，所述电瓶导向支架设于基座上，所述电瓶导向支架设有导向柱，所述导向柱呈L型，所述导向柱设有四组，所述接触器壳体设于一组导向柱上，所述复位电磁铁设于接触器壳体底壁上，所述充电电磁铁设于接触器壳体顶壁上，所述复位限位开关设于复位电磁铁上，所述充电限位开关设于接触器壳体顶壁上，所述接触器电机设于接触器壳体内壁上，所述接触器电机在复位电磁铁上方设置，所述充电杆中部设于接触器电机输出轴上，所述接触头设于充电杆的一端，所述搬运装置包括平移机构和升降夹紧机构，所述升降夹紧机构设于平移机构下方，所述平移机构包括横向平移机构和纵向平移机构，所述纵向平移机构设于横向平移机构上，所述横向平移机构包括横向滑轨、横向齿条、横向滑箱、横向伺服电机、横向主动齿轮和横向中间齿轮组，所述横向滑轨设有两组，所述横向滑轨设于同一侧支撑柱上，所述横向齿条设于横向滑轨上，所述横向滑箱滑动设于横向滑轨上，所述横向伺服电机设于横向滑箱内壁上，所述横向中间齿轮组转动设于横向滑箱内壁上，所述横向主动齿轮设于横向伺服电机输出轴上，所述横向中间齿轮组上设有横向中间转动齿轮和横向中间滑动齿轮，所述横向中间转动齿轮转动设于横向滑箱内壁上，所述横向中间滑动齿轮转动设于横向滑箱内壁上，所述横向主动齿轮和横向中间转动齿轮啮合，所述横向齿条和横向中间滑动齿轮啮合。

2.根据权利要求1所述的智慧型充电间充电系统，其特征在于：所述纵向平移机构包括纵向滑轨、纵向齿条、纵向滑箱、纵向伺服电机、纵向主动齿轮和纵向中间齿轮组，所述纵向滑轨两端分别设于两组横向滑箱上，所述纵向滑轨和横向滑轨呈垂直设置，所述纵向齿条设于纵向滑轨上，所述纵向滑箱滑动设于纵向滑轨上，所述纵向伺服电机设于纵向滑箱内壁上，所述纵向中间齿轮组转动设于纵向滑箱内壁上，所述纵向主动齿轮设于纵向伺服电机输出轴上，所述纵向中间齿轮组上设有纵向中间转动齿轮和纵向中间滑动齿轮，所述纵向中间转动齿轮转动设于纵向滑箱内壁上，所述纵向中间滑动齿轮转动设于纵向滑箱内壁上，所述纵向主动齿轮和纵向中间转动齿轮啮合，所述纵向齿条和纵向中间滑动齿轮啮合。

3.根据权利要求1所述的智慧型充电间充电系统，其特征在于：所述升降夹紧机构包括螺杆电机壳体、螺杆电机、螺杆、垂直导向柱、夹紧电机箱、内螺纹件、夹紧伺服电机、内导向筒、十字件、柱塞套筒和夹紧杆，所述螺杆电机壳体设于纵向滑箱外底壁上，所述螺杆电机壳体底部设有输出轴圆孔，所述螺杆电机设于螺杆电机壳体内，所述螺杆电机输出轴从输出轴圆孔延伸至螺杆电机壳体外，所述垂直导向柱设于螺杆电机壳体外底壁上，所述内导向筒设于夹紧电机箱顶壁上，所述夹紧电机箱滑动设于垂直导向柱上，所述垂直导向柱滑动设于内导向筒上，所述内螺纹件设于夹紧电机箱上方，所述内螺纹件螺纹连接设于螺杆上，所述夹紧伺服电机设于夹紧电机箱内顶壁上，所述十字件设于夹紧伺服电机输出轴上，所述柱塞套筒一端铰接设于十字件上，所述夹紧杆呈L型，所述夹紧杆转动设于夹紧电机箱底壁上，所述夹紧杆上端设于柱塞套筒的另一端。

4.根据权利要求3所述的智慧型充电间充电系统，其特征在于：所述螺杆电机壳体下部设有限位杆，所述内螺纹件上部设有低位限位开关。

5.根据权利要求4所述的智慧型充电间充电系统，其特征在于：所述夹紧电机箱内壁一侧设有高位限位开关。

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