CN112959920B - 一种用于新能源汽车的电池快速更换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于新能源汽车的电池快速更换装置，其技术方案是：包括基架，所述基架顶部一侧壁开设有滑槽，所述基架前侧开设有多个第二开口，本发明的有益效果是：通过电子眼监测到车辆运动至合适位置后，主机启动第一电机，电子门打开，新电池被弹出第二开口，电机、丝杆和轴承座相互配合下完成抓取机构对新电池的抓取，抓取后对新电池的位置进行微调，助力机械臂将车子内的旧电池取出并放置在横板上，第三电机、杆体、齿轮和齿条相互配合下，转板前侧下倾，新电池沿着转板滑落至安装电池的位置，助力机械臂对新电池进行按压，由此完成新电池的安装，智能化程度高，脱离了人工操作，提高了安装效率，降低了人工成本。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车领域，具体涉及一种用于新能源汽车的电池快速更换装置。
背景技术
电动汽车电池分两大类，蓄电池和燃料电池。蓄电池适用于纯电动汽车，包括铅酸蓄电池、镍氢电池、钠硫电池、二次锂电池、空气电池、三元锂电池。燃料电池专用于燃料电池电动汽车，包括碱性燃料电池(AFC)、磷酸燃料电池 (PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、质子交换膜燃料电池(PEMFC)、直接甲醇燃料电池(DMFC)。随着电动汽车的种类不同而略有差异。在仅装备蓄电池的纯电动汽车中，蓄电池的作用是汽车驱动系统的唯一动力源。而在装备传统发动机(或燃料电池)与蓄电池的混合动力汽车中，蓄电池既可扮演汽车驱动系统主要动力源的角色，也可充当辅助动力源的角色。可见在低速和启动时，蓄电池扮演的是汽车驱动系统主要动力源的角色；在全负荷加速时，充当的是辅助动力源的角色；在正常行驶或减速、制动时充当的是储存能量的角色。
现有技术存在以下不足：现有的电池快速更换装置在使用时，无法做到足够智能，需要人工在旁边辅助更换电池，不仅降低了电池更换效率，另外还增加了更换成本。
因此，本发明提供一种用于新能源汽车的电池快速更换装置。
发明内容
为此，本发明提供一种用于新能源汽车的电池快速更换装置，通过电子眼监测到车辆运动至合适位置后，主机启动第一电机，电子门打开，新电池被弹出第二开口，接着电机、丝杆和轴承座相互配合下完成抓取机构对新电池的抓取，抓取后对新电池的位置进行微调，然后助力机械臂将车子内的旧电池取出并放置在横板上，然后第三电机、杆体、齿轮和齿条相互配合下，转板前侧下倾，新电池沿着转板滑落至安装电池的位置，助力机械臂对新电池进行按压，由此完成新电池的安装，智能化程度高，脱离了人工操作，提高了安装效率，降低了人工成本，以解决无法做到足够智能，需要人工在旁边辅助更换电池，不仅降低了电池更换效率，另外还增加了更换成本的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于新能源汽车的电池快速更换装置，包括基架，所述基架顶部一侧壁开设有滑槽，所述基架前侧开设有多个第二开口，所述滑槽内部固定设有抓取机构，所述抓取机构穿过滑槽并且延伸至滑槽底部，所述基架内部固定设有盛放机构，所述盛放机构位于滑槽底部；
所述抓取机构包括第一电机，所述第一电机嵌设在滑槽内部一侧壁，所述电机输出轴连接有丝杆，所述丝杆通过轴承与滑槽内部另一侧壁活动连接，所述丝杆外侧活动套设有轴承座，所述轴承座顶部与滑槽内腔顶部相接触，所述轴承座底部固定设有电动推杆，所述电动推杆活动端固定设有板体，所述板体设在滑槽底部，所述板体顶部固定设有助力机械臂，所述助力机械臂位于电动推杆前侧，所述助力机械臂底部开设有第一开口，所述板体一侧固定设有第二电机，所述第二电机输出轴连接有螺纹杆，所述螺纹杆通过轴承与第一开口内壁活动连接，所述螺纹杆外侧套设有两个夹板，两个所述夹板底部均穿过第一开口并且延伸至第一开口底部，两个所述夹板均与螺纹杆螺纹连接且旋向相反，所述夹板关于板体垂直中心线对称，所述基架一侧壁设有探测组件。
优选的，所述盛放机构包括弹簧，所述弹簧固定嵌设在第二开口内，所述弹簧前端固定设有推板，所述推板活动设在第二开口内部，所述推板前侧设有横板，所述横板两侧均固定设有竖板，所述竖板外壁与第二开口内壁相接触，所述横板底部设有转板，所述转板后侧通过转轴与两个竖板活动连接，靠近第二开口左侧的竖板内部嵌设有第三电机，所述第三电机输出轴连接有杆体，所述杆体通过轴承与靠近第二开口右侧的竖板活动连接，所述杆体外侧固定套设有两个齿轮，两个所述齿轮后侧均啮合有齿条，所述竖板内侧开设有梯形滑槽，所述齿条一侧延伸至梯形滑槽内部，所述齿条与梯形滑槽构成滑动结构。
优选的，所述第二开口内部设有电子门，所述电子门后侧与两个竖板前侧相接触，所述电子门通过合页与基架活动连接。
优选的，所述电动推杆外侧固定套设有加固板，所述加固板设在滑槽底部，所述加固板和轴承座之间固定设有多个连杆，多个所述连杆均设在电动推杆外侧，所述板体顶部固定设有两个T形杆，两个所述T形杆分别位于电动推杆两侧，所述T形杆活动贯穿加固板。
优选的，两个所述竖板之间设有凸板，所述凸板位于横板底部并且与转板顶部固定连接，所述凸板后侧设有两个电源接口，两个所述电源接口均设在推板底部。
优选的，所述横板底部固定设有封板，所述封板位于转板顶部，所述封板后侧设置为斜面。
优选的，所述基架内侧一侧壁固定设有主机，所述主机与第一电机、电动推杆、第二电机、第三电机和电子门电性连接。
优选的，所述探测组件包括电子眼，所述电子眼与基架内侧一侧壁固定连接。
本发明的有益效果是：
1、本发明通过电子眼监测到车辆运动至合适位置后，主机启动第一电机，电子门打开，新电池被弹出第二开口，接着电机、丝杆和轴承座相互配合下完成抓取机构对新电池的抓取，抓取后对新电池的位置进行微调，然后助力机械臂将车子内的旧电池取出并放置在横板上，然后第三电机、杆体、齿轮和齿条相互配合下，转板前侧下倾，新电池沿着转板滑落至安装电池的位置，助力机械臂对新电池进行按压，由此完成新电池的安装，智能化程度高，脱离了人工操作，提高了安装效率，降低了人工成本；
2、本发明通过将新电池安置于横板上，然后新电池的高度高于夹持它的两个竖板，故在夹板运动至新电池上方时，只需要将夹板底部与竖板顶部接触，然后转动螺纹杆即可完成对新电池的抓取，既可以将新电池夹紧又可以规避其他部件带来的夹取阻碍。
附图说明
图1为本发明提供的整体结构立体图；
图2为本发明提供的整体结构正剖视图；
图3为本发明提供的整体结构左剖视图；
图4为本发明提供的图2中的A处放大图；
图5为本发明提供的图2中的B处放大图；
图6为本发明提供的图3中的C处放大图；
图7为本发明提供的图5中的D处放大图；
图中：1、基架；2、滑槽；3、第一电机；4、丝杆；5、轴承座；6、电动推杆；7、板体；8、助力机械臂；9、第一开口；10、第二电机；11、螺纹杆；12、夹板；13、第二开口；14、弹簧；15、推板；16、横板；17、竖板；18、转板；19、第三电机；20、齿轮；21、齿条；22、梯形滑槽；23、电子门；24、加固板；25、连杆；26、T形杆；27、凸板；28、电源接口；29、电子眼；30、轻触开关；31、封板；32、杆体；33、主机。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
参照附图1-7，本发明提供的一种用于新能源汽车的电池快速更换装置，包括基架1，所述基架1顶部一侧壁开设有滑槽2，所述基架1前侧开设有多个第二开口13，所述滑槽2内部固定设有抓取机构，所述抓取机构穿过滑槽2并且延伸至滑槽2底部，所述基架1内部固定设有盛放机构，所述盛放机构位于滑槽2底部；
所述抓取机构包括第一电机3，所述第一电机3嵌设在滑槽2内部一侧壁，所述第一电机3输出轴连接有丝杆4，所述丝杆4通过轴承与滑槽2内部另一侧壁活动连接，所述丝杆4外侧活动套设有轴承座5，所述轴承座5顶部与滑槽2 内腔顶部相接触，所述轴承座5底部固定设有电动推杆6，所述电动推杆6活动端固定设有板体7，所述板体7设在滑槽2底部，所述板体7顶部固定设有助力机械臂8，所述助力机械臂8位于电动推杆6前侧，所述助力机械臂8底部开设有第一开口9，所述板体7一侧固定设有第二电机10，所述第二电机10输出轴连接有螺纹杆11，所述螺纹杆11通过轴承与第一开口9内壁活动连接，所述螺纹杆11外侧套设有两个夹板12，两个所述夹板12底部均穿过第一开口9并且延伸至第一开口9底部，两个所述夹板12均与螺纹杆11螺纹连接且旋向相反，所述夹板12关于板体7垂直中心线对称，所述基架1一侧壁设有探测组件。
进一步地，所述盛放机构包括弹簧14，所述弹簧14固定嵌设在第二开口13内，所述弹簧14前端固定设有推板15，所述推板15活动设在第二开口13 内部，所述推板15前侧设有横板16，所述横板16两侧均固定设有竖板17，所述竖板17外壁与第二开口13内壁相接触，所述横板16底部设有转板18，所述转板18后侧通过转轴与两个竖板17活动连接，靠近第二开口13左侧的竖板17 内部嵌设有第三电机19，所述第三电机19输出轴连接有杆体32，所述杆体32 通过轴承与靠近第二开口13右侧的竖板17活动连接，所述杆体32外侧固定套设有两个齿轮20，两个所述齿轮20后侧均啮合有齿条21，所述竖板17内侧开设有梯形滑槽22，所述齿条21一侧延伸至梯形滑槽22内部，所述齿条21与梯形滑槽22构成滑动结构，通过盛放机构既可以对新电池进行保护，又可以在更换新旧电池的时候提供方便；
进一步地所述第二开口13内部设有电子门23，所述电子门23后侧与两个竖板17前侧相接触，所述电子门23通过合页与基架1活动连接，设置电子门 23可以将整个盛放机构锁在第二开口13内，由此确保新电池与电源接口28连接，确保型电池的电容量时刻保持在最佳状态；
进一步地，所述电动推杆6外侧固定套设有加固板24，所述加固板24设在滑槽2底部，所述加固板24和轴承座5之间固定设有多个连杆25，多个所述连杆25均设在电动推杆6外侧，所述板体7顶部固定设有两个T形杆26，两个所述T形杆26分别位于电动推杆6两侧，所述T形杆26活动贯穿加固板24，连杆25和加固板24相互配合下可以提高电动推杆6的牢固性，另外设置T形杆 26可以确保板体7运动更加平稳；
进一步地，两个所述竖板17之间设有凸板27，所述凸板27位于横板16底部并且与转板18顶部固定连接，所述凸板27后侧设有两个电源接口28，两个所述电源接口28均设在推板15底部，设置凸板27可以将放置在转板18上的新电池，确保新电池与电源接口28对接；
进一步地，所述横板16底部固定设有封板31，所述封板31位于转板18顶部，所述封板31后侧设置为斜面，设置封板31，可以在转板18与地面平行时，对新电池进行限位，避免新电池与电源接口28脱离相接；
进一步地，所述基架1内侧一侧壁固定设有主机33，所述主机33与第一电机3、电动推杆6、第二电机10、第三电机19和电子门23电性连接，主机33 将各电器元件相连提高了本发明的智能性，使电池更换更加方便；
进一步地，探测组件包括电子眼29，所述电子眼29与基架1内侧一侧壁固定连接，所述电子眼29与主机33电性连接，电子眼29对待更换电池的车辆进行监控，在车辆运动至合适位置时，主机33控制各电器元件工作，由此完成电池的更换。
本发明的使用过程如下：初始状态下，新电池放置在转板18上，新电池与电源接口28连接，在使用本发明时，电子眼29实时对基架1外侧进行监测，在待更换电池的车辆运动至合适位置后，驾驶员打开引擎盖，另外电子眼29将监测的信息传递给主机33，接着主机33打开第一电机3和电子门23，之后弹簧14的弹力通过推板15将盛放机构顶出第二开口13，与此同时第一电机3带动丝杆4转动，然后轴承座5做左右平移运动，期间整个抓取机构跟随轴承座5 运动，抓取机构在运动至弹出的新电池上方后，主机33控制电动推杆6打开，电动推杆6活动端带动板体7下移，直至两个夹板12分别位于两个竖板17一侧，第二电机10在主机33的控制下带动螺纹杆11转动，两个夹板12相互靠近，由此完成对新电池的夹取，期间由于新电池平放至横板16上，故其高度高于位于其两侧的竖板17，然后在夹板12夹取新电池时可以成功规避竖板17带来的阻碍，在完成该步骤后，关闭第二电机10，然后第一电机3和丝杆4相互配合对抓取机构的位置进行微调，使抓有新电池的抓取机构运动至旧电池上方，然后助力机械臂8工作(助力机械臂8的型号为JAKA6轴机械臂)，助力机械臂8的吸盘与旧电池顶部吸附固定，之后将旧电池从车子内抓出然后放置在横板16上，之后主机33启动第三电机19，第三电机19通过杆体32带动两个齿轮20转动，然后啮合关系下，齿轮20促使齿条21下移，转板18前侧在失去齿条21的支撑后，转板18前侧下倾，新电池沿着转板18向下滑落，直至新电池滑动至车内安装电池的位置后，助力机械臂8对新电池进行按压，由此完成新电池的安装，智能化程度高，脱离了人工操作，提高了安装效率，降低了人工成本。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案对本发明加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。
Claims (5)
1.一种用于新能源汽车的电池快速更换装置，包括基架（1），其特征在于：所述基架（1）顶部一侧壁开设有滑槽（2），所述基架（1）前侧开设有多个第二开口（13），所述滑槽（2）内部固定设有抓取机构，所述抓取机构穿过滑槽（2）并且延伸至滑槽（2）底部，所述基架（1）内部固定设有盛放机构，所述盛放机构位于滑槽（2）底部；
所述抓取机构包括第一电机（3），所述第一电机（3）嵌设在滑槽（2）内部一侧壁，所述第一电机（3）输出轴连接有丝杆（4），所述丝杆（4）通过轴承与滑槽（2）内部另一侧壁活动连接，所述丝杆（4）外侧活动套设有轴承座（5），所述轴承座（5）顶部与滑槽（2）内腔顶部相接触，所述轴承座（5）底部固定设有电动推杆（6），所述电动推杆（6）活动端固定设有板体（7），所述板体（7）设在滑槽（2）底部，所述板体（7）顶部固定设有助力机械臂（8），所述助力机械臂（8）位于电动推杆（6）前侧，所述助力机械臂（8）底部开设有第一开口（9），所述板体（7）一侧固定设有第二电机（10），所述第二电机（10）输出轴连接有螺纹杆（11），所述螺纹杆（11）通过轴承与第一开口（9）内壁活动连接，所述螺纹杆（11）外侧套设有两个夹板（12），两个所述夹板（12）底部均穿过第一开口（9）并且延伸至第一开口（9）底部，两个所述夹板（12）均与螺纹杆（11）螺纹连接且旋向相反，所述夹板（12）关于板体（7）垂直中心线对称，所述基架（1）一侧壁设有探测组件；
所述盛放机构包括弹簧（14），所述弹簧（14）固定嵌设在第二开口（13）内，所述弹簧（14）前端固定设有推板（15），所述推板（15）活动设在第二开口（13）内部，所述推板（15）前侧设有横板（16），所述横板（16）两侧均固定设有竖板（17），所述竖板（17）外壁与第二开口（13）内壁相接触，所述横板（16）底部设有转板（18），所述转板（18）后侧通过转轴与两个竖板（17）活动连接，靠近第二开口（13）左侧的竖板（17）内部嵌设有第三电机（19），所述第三电机（19）输出轴连接有杆体（32），所述杆体（32）通过轴承与靠近第二开口（13）右侧的竖板（17）活动连接，所述杆体（32）外侧固定套设有两个齿轮（20），两个所述齿轮（20）后侧均啮合有齿条（21），所述竖板（17）内侧开设有梯形滑槽（22），所述齿条（21）一侧延伸至梯形滑槽（22）内部，所述齿条（21）与梯形滑槽（22）构成滑动结构；
所述基架（1）内侧一侧壁固定设有主机（33），所述主机（33）与第一电机（3）、电动推杆（6）、第二电机（10）、第三电机（19）和电子门（23）电性连接；
所述探测组件包括电子眼（29），所述电子眼（29）与基架（1）内侧一侧壁固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于新能源汽车的电池快速更换装置，其特征在于：所述第二开口（13）内部设有电子门（23），所述电子门（23）后侧与两个竖板（17）前侧相接触，所述电子门（23）通过合页与基架（1）活动连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于新能源汽车的电池快速更换装置，其特征在于：所述电动推杆（6）外侧固定套设有加固板（24），所述加固板（24）设在滑槽（2）底部，所述加固板（24）和轴承座（5）之间固定设有多个连杆（25），多个所述连杆（25）均设在电动推杆（6）外侧，所述板体（7）顶部固定设有两个T形杆（26），两个所述T形杆（26）分别位于电动推杆（6）两侧，所述T形杆（26）活动贯穿加固板（24）。
4.根据权利要求1所述的一种用于新能源汽车的电池快速更换装置，其特征在于：两个所述竖板（17）之间设有凸板（27），所述凸板（27）位于横板（16）底部并且与转板（18）顶部固定连接，所述凸板（27）后侧设有两个电源接口（28），两个所述电源接口（28）均设在推板（15）底部。
5.根据权利要求1所述的一种用于新能源汽车的电池快速更换装置，其特征在于：所述横板（16）底部固定设有封板（31），所述封板（31）位于转板（18）顶部，所述封板（31）后侧设置为斜面。
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