CN113246788B - 一种新能源汽车的电池自动式更换装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新能源汽车的电池自动式更换装置，属于汽车电池更换技术领域，包括底座，所述底座靠近四个角的位置均固连有支撑柱，位于前侧的两个支撑柱之间以及位于后侧的两个之撑柱之间均固连有第一滑杆，两个所述第一滑杆的顶部滑动连接有同一滑板，所述滑板顶部靠近四个角的位置均固连有液压杆。本发明通过设有伸缩杆，拆下旧电池后，支撑板向下运动，当T形杆压动压板向下运动时，套管和伸缩杆在压板的带动下一起向下运动，当三角板从收纳槽内弹出时，套管被锁定在当前位置，而伸缩杆则与限位块卡接在一起，此时立柱和第一滑块被锁定在当前位置，从而对电池仓的位置起到定位作用，进而提高了电池的更换效率。

Description

一种新能源汽车的电池自动式更换装置

技术领域

本发明属于汽车电池更换技术领域，特别涉及一种新能源汽车的电池自动式更换装置。

背景技术

新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置)，形成具有先进的技术原理、新技术以及新结构的汽车；新能源汽车主要分为四大类：型混合动力电动汽车(HEV)、纯电动汽车(BEV，包括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车(FCEV)、其他新能源(如超级电容器、飞轮等高效储能器)汽车等。

现有的新能源汽车由于其动力部分或者全部来自电池，而电池的使用寿命会随着使用年限的增加而逐渐缩短，当电池的容量低于一定值后就需要对电池进行更换，在更换电池时，一般先需要将汽车开到指定地点，然后借助抬升设备使其升高，当其底部的电池仓暴露出来后，将电池更换装置沿着轨道移动到电池仓底部并调整到合适高度，使电池能够被电池更换装置托住，接着人工将固定电池用的螺丝取下，此时旧的电池便落在了电池更换装置的顶部，接着使电池更换装置降低，从而使旧电池在电池更换装置的托动下从电池仓内取出并沿着轨道被移开，当新电池被放到电池更换装置的顶部后，电池更换装置还需要托着新电池回到原先位置，但是由于现有的电池更换装置并没有定位，在取出旧电池时，其自身所在轨道的位置，因此当电池更换装置沿轨道将新电池运送到电池仓底部时，还需要花费一定时间使新电池能够与汽车的电池仓对准，从而降低了电池的更换速度。

因此，提供一种新能源汽车的电池自动式更换装置来解决上述问题很有必要，使其能够在拆下旧电池的同时定位电池仓的位置，当旧电池被取下而新电池被放到电池更换装置的顶部后，新电池能够被快速运送到电池仓被定位后的位置，从而提高更换电池的速度。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种新能源汽车的电池自动式更换装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新能源汽车的电池自动式更换装置，包括底座，所述底座靠近四个角的位置均固连有支撑柱，位于前侧的两个支撑柱之间以及位于后侧的两个之撑柱之间均固连有第一滑杆，两个所述第一滑杆的顶部滑动连接有同一滑板，所述滑板顶部靠近四个角的位置均固连有液压杆，四个液压杆的顶部固连有同一支撑板；

所述底座的顶部开设有凹槽，且凹槽两侧的槽壁之间固连有两个第二滑杆，两个所述第二滑杆上滑动套接有同一个第一滑块，第一滑块底部对应的所述凹槽底部固连有多个限位块，所述第一滑块的顶部固连有锁定装置，所述锁定装置的顶部设有压杆和T形杆，所述压杆和T形杆均滑动贯穿插接在滑板的底部，且压杆的顶部与支撑板固连，所述T形杆位于滑板顶部的部分套接有第一弹簧。

进一步的，所述锁定装置包括立柱，所述立柱上滑动套接有套管，所述套管的两侧均固连有伸缩杆，且伸缩杆的底部滑动贯穿插接在第一滑块的顶部，所述立柱位于套管底部的部分套接有第二弹簧，所述套管和T形杆相对的一侧均固连有磁块，且套管的该侧固连有压板，所述立柱的顶部滑动套接有套筒，所述套筒内设有第三弹簧，所述立柱位于套管内的部分，其两侧对称开设有收纳槽，且收纳槽内通过扭力弹簧铰接有三角板。

进一步的，所述支撑板的顶部开设有四个条形槽，四个所述条形槽分别与支撑板的四条边相垂直，且四个条形槽靠近支撑板中心的一侧相连通，所述条形槽相对的两个槽壁均开设有滑槽，且滑槽内设有第二滑块，所述第二滑块与滑槽间连接有第四弹簧，两个第二滑块之间固连有同一第三滑杆，所述第三滑杆上滑动套接有第三滑块和两个第五弹簧，且第三滑块位于两个第五弹簧之间，四个条形槽交界位置的中心处设有活动球，且活动球与四个第三滑块均接触，所述活动球的顶部设有活动板，所述活动板的底部环形安装有多个滚珠。

进一步的，所述活动板的四周均固连有U形板，所述U形板的自由端位于支撑板的底部，所述U形板靠近其自由端的顶部安装有万向轮，且万向轮与支撑板底部贴合。

进一步的，所述套筒的底部一部分位于套管内，且套筒的最大位移等于三角板的长度。

进一步的，两个所述磁块之间存在引力，且该引力大于第一滑块与第二滑杆之间的摩擦力。

进一步的，所述伸缩杆的底部宽度与相邻两个限位块间的距离相匹配，且伸缩杆能够与限位块接触。

进一步的，所述压板在自然状态下其顶部与T形杆底部相靠近，且此时压杆的底部到套筒顶部的距离等于收纳槽的长度。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明通过设有伸缩杆，当旧电池被拆卸下后，使支撑板向下运动，当支撑板通过T形杆压动压板向下运动时，套管和伸缩杆在压板的带动下一起向下运动，当三角板从收纳槽内弹出时，套管被锁定在当前位置，而伸缩杆则与限位块卡接在一起，此时立柱和第一滑块被锁定在当前位置，从而对电池仓的位置起到定位作用，进而提高了电池的更换效率；

2、本发明通过设有活动板，当需要将新的电池放到汽车底部的电池仓内时，由于新电池放置的位置与汽车的电池仓存在偏差，当新电池的边缘部分与电池仓的边缘接触时，电池仓的边缘会对电池沿水平方向产生推力，而该推力使得电池沿着支撑板的表面向对应方向进行平移，从而使得新电池能够更快速度的进入电池仓内，进而提高更换电池的速度；

3、本发明通过设有套筒，当电池更换完毕后，使液压杆持续收缩，当压杆压动套筒并使其底部与收纳槽的底部齐平时，三角板完全进入收纳槽内，此时套管不再受到限制，并且套管在第一弹簧的作用下有向上运动的趋势，接着使液压杆伸长，套管在第一弹簧的作用下逐渐恢复原位，而伸缩杆则在套管的带动下逐渐与限位块分离，当使滑板沿着第一滑杆恢复到初始位置时，第一滑块能够在两个磁块的拉力下被带回到初始位置，从而方便对下一个车辆进行更换电池。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书和附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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。

图1是本发明的立体示意图；

图2是本发明的剖视图；

图3是本发明中图2的A部放大图；

图4是本发明中图2的B部放大图；

图5是本发明中支撑板的俯视图；

图6是本发明中图5的C部放大图。

图中：1、底座；2、第一滑杆；3、滑板；4、液压杆；5、支撑板；6、凹槽；7、第二滑杆；8、第一滑块；9、限位块；10、锁定装置；101、立柱；102、套管；103、伸缩杆；104、第二弹簧；105、磁块；106、压板；107、套筒；108、第三弹簧；109、三角板；11、压杆；12、T形杆；13、第一弹簧；14、条形槽；15、第二滑块；16、第四弹簧；17、第三滑杆；18、第三滑块；19、第五弹簧；20、活动球；21、活动板；22、滚珠；23、U形板；24、万向轮。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例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。

本发明提供了如图1-6所示的一种新能源汽车的电池自动式更换装置，包括底座1，所述底座1靠近四个角的位置均固连有支撑柱，位于前侧的两个支撑柱之间以及位于后侧的两个之撑柱之间均固连有第一滑杆2，两个所述第一滑杆2的顶部滑动连接有同一滑板3，所述滑板3顶部靠近四个角的位置均固连有液压杆4，四个液压杆4的顶部固连有同一支撑板5；

所述底座1的顶部开设有凹槽6，且凹槽6两侧的槽壁之间固连有两个第二滑杆7，两个所述第二滑杆7上滑动套接有同一个第一滑块8，第一滑块8底部对应的所述凹槽6底部固连有多个限位块9，所述第一滑块8的顶部固连有锁定装置10，所述锁定装置10的顶部设有压杆11和T形杆12，所述压杆11和T形杆12均滑动贯穿插接在滑板3的底部，且压杆11的顶部与支撑板5固连，所述T形杆12位于滑板3顶部的部分套接有第一弹簧13。

如图4所示，所述锁定装置10包括立柱101，所述立柱101上滑动套接有套管102，所述套管102的两侧均固连有伸缩杆103，且伸缩杆103的底部滑动贯穿插接在第一滑块8的顶部，所述立柱101位于套管102底部的部分套接有第二弹簧104，所述套管102和T形杆12相对的一侧均固连有磁块105，且套管102的该侧固连有压板106，所述立柱101的顶部滑动套接有套筒107，所述套筒107内设有第三弹簧108，所述立柱101位于套管102内的部分，其两侧对称开设有收纳槽，且收纳槽内通过扭力弹簧铰接有三角板109。

如图5和图6所示，所述支撑板5的顶部开设有四个条形槽14，四个所述条形槽14分别与支撑板5的四条边相垂直，且四个条形槽14靠近支撑板5中心的一侧相连通，所述条形槽14相对的两个槽壁均开设有滑槽，且滑槽内设有第二滑块15，所述第二滑块15与滑槽间连接有第四弹簧16，两个第二滑块15之间固连有同一第三滑杆17，所述第三滑杆17上滑动套接有第三滑块18和两个第五弹簧19，且第三滑块18位于两个第五弹簧19之间，四个条形槽14交界位置的中心处设有活动球20，且活动球20与四个第三滑块18均接触，所述活动球20的顶部设有活动板21，所述活动板21的底部环形安装有多个滚珠22；当需要将新的电池放到汽车底部的电池仓内时，由于新电池放置的位置与汽车的电池仓存在偏差，当新电池在支撑板5的抬升作用下，其边缘部分与电池仓的边缘接触时，电池仓的边缘会对电池沿水平方向产生推力，而该推力使得电池与活动板21组成的整体在活动球20和滚珠22的共同作用下，沿着支撑板5的表面向对应方向进行平移，在此过程中，与该运动方向相同的第三滑块18会对对应滑槽内的第四弹簧16产生挤压，同时当该力存在沿第三滑杆17方向的分力时，第三滑杆17上的第五弹簧19也会对应发生收缩，从而使得新电池能够更快速度的进入电池仓内，进而提高更换电池的速度。

如图1和图2所示，所述活动板21的四周均固连有U形板23，所述U形板23的自由端位于支撑板5的底部，所述U形板23靠近其自由端的顶部安装有万向轮24，且万向轮24与支撑板5底部贴合；当活动板21在支撑板5的顶部发生移动时，万向轮24能够随着活动板21的移动而改变其自身的运动方向，从而在保证活动板21平稳运动的同时，还能配合U形板23使得活动板21不会从支撑板5顶部脱离。

如图4所示，所述套筒107的底部一部分位于套管102内，且套筒107的最大位移等于三角板109的长度；当套筒107受到压力向下运动时，套筒107的筒壁能够对三角板109产生压力，并使其向收纳槽内偏转，当套筒107运动到最大位移处时，三角板109能够完全进入收纳槽内。

如图2和图4所示，两个所述磁块105之间存在引力，且该引力大于第一滑块8与第二滑杆7之间的摩擦力；当滑板3沿着第一滑杆2恢复原位时，第一滑块8能够在引力的作用下沿着第二滑杆7滑动并恢复原位。

如图4所示，所述伸缩杆103的底部宽度与相邻两个限位块9间的距离相匹配，且伸缩杆103能够与限位块9接触；当伸缩杆103在套管102的带动下与限位块9接触时，伸缩杆103的底部能够卡接在相邻的两个限位块9之间，从而将第一滑块8进行锁定。

如图2所示，所述压板106在自然状态下其顶部与T形杆12底部相靠近，且此时压杆11的底部到套筒107顶部的距离等于收纳槽的长度；当T形杆12受到压力开始向下运动时，套管102能够先在压板106的作用下向下运动，与此同时，收纳槽由于相对运动逐渐从套管102内移出，当收纳槽完全位于套管102的顶部位置时，三角板109从收纳槽内弹出并将套管102锁定，而此时压杆11的底部恰好与套筒107接触，从而避免套筒107因压力与三角板109接触，进而使其解除三角板109对套管102的锁定。

工作原理：由于现有的电池更换装置由于缺乏定位功能，当旧电池被取下并沿着轨道移开，而新电池被放到电池更换装置的顶部后，电池更换装置还需要托着新电池回到原先位置，但是由于电池更换装置并没有定位在取出旧电池时，其自身所在轨道的位置，因此当电池更换装置沿轨道将新电池运送到电池仓底部时，还需要花费一定时间使新电池能够与汽车的电池仓对准，从而降低了电池的更换速度，因此本发明主要解决的是如何在拆下旧电池的同时定位电池仓的位置，当旧电池被取下而新电池被放到电池更换装置的顶部后，新电池能够被快速运送到电池仓被定位后的位置，从而提高更换电池的速度，具体采取的措施及使用过程如下：

当更换电池时，先使汽车开到指定地点并借助抬升设备将汽车抬高，然后调整好底座，使支撑板5与电池底部的电池仓位于同一运动轨迹上，接着使滑板3带动支撑板5沿着第一滑杆2滑动，当支撑板5位于汽车电池仓的底部位置后，调整其位置使其能够与电池仓正对，接着使液压杆4伸长，从而推动支撑板5向电池仓靠近，当汽车底部的旧电池与活动板21接触时，停止伸长液压杆4，此时即可人工对固定旧电池的螺丝进行拆卸，当旧电池被拆卸下后，使液压杆4收缩，此时旧电池在重力的作用下从电池仓内移出并在活动板21的托动下，随液压杆4逐渐下降；

在此过程中，当支撑板5与T形杆12接触时，T形杆12由于压力开始压缩第一弹簧13，与此同时，T形杆12的底部对压板106产生挤压，从而使得套管102在压板106的带动下沿着立柱101向下运动并对第二弹簧104产生挤压，而伸缩杆103则随着套管102一起向下运动，并逐渐与限位块9接触，当套管102的顶部位于收纳槽的底部时，三角板109由于扭力弹簧的作用从收纳槽内弹出，从而将套管102锁定在当前位置，与此同时，伸缩杆103的底部与限位块9卡接在一起，接着使滑板3沿着第一滑杆2回到起始位置，在此过程中，由于伸缩杆103和限位块9卡接在一起，因此当滑板3拉动T形杆12一起运动时，两个磁块105在拉力的作用下被分开，而立柱101和第一滑块8则留在当前位置，从而对电池仓的位置起到定位作用，当将旧电池从活动板21的顶部取下并将新的电池放到活动板21上时，再次使滑板3沿着第一滑杆2滑行，当T形杆12与套管102接触时，滑板3停止运动并伸长液压杆4，从而使得新电池在活动板21的托动下准确进入电池仓内，进而提高了电池的更换效率；

当电池更换完毕后，使液压杆4持续收缩，当压杆11与套筒107接触时，套筒107在压力的作用下开始向下运动并对三角板109产生挤压，从而使得三角板109向收纳槽内偏转，随着套筒107的继续向下运动，当套筒107的底部与收纳槽的底部齐平时，三角板109完全进入收纳槽内，此时套管102不再受到限制，并且套管102在第一弹簧13的作用下有向上运动的趋势，接着使液压杆4伸长，套管102在第一弹簧13的作用下逐渐恢复原位，而伸缩杆103则在套管102的带动下逐渐与限位块9分离，当套管102恢复初始状态后，使滑板3沿着第一滑杆2恢复到初始位置，而第一滑块8则在两个磁块105的拉力下被带回到初始位置，从而方便对下一个车辆进行更换电池。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种新能源汽车的电池自动式更换装置，包括底座（1），其特征在于：所述底座（1）靠近四个角的位置均固连有支撑柱，位于前侧的两个支撑柱之间以及位于后侧的两个之撑柱之间均固连有第一滑杆（2），两个所述第一滑杆（2）的顶部滑动连接有同一滑板（3），所述滑板（3）顶部靠近四个角的位置均固连有液压杆（4），四个液压杆（4）的顶部固连有同一支撑板（5）；

所述底座（1）的顶部开设有凹槽（6），且凹槽（6）两侧的槽壁之间固连有两个第二滑杆（7），两个所述第二滑杆（7）上滑动套接有同一个第一滑块（8），第一滑块（8）底部对应的所述凹槽（6）底部固连有多个限位块（9），所述第一滑块（8）的顶部固连有锁定装置（10），所述锁定装置（10）的顶部设有压杆（11）和T形杆（12），所述压杆（11）和T形杆（12）均滑动贯穿插接在滑板（3）的底部，且压杆（11）的顶部与支撑板（5）固连，所述T形杆（12）位于滑板（3）顶部的部分套接有第一弹簧（13）；

所述锁定装置（10）包括立柱（101），所述立柱（101）上滑动套接有套管（102），所述套管（102）的两侧均固连有伸缩杆（103），且伸缩杆（103）的底部滑动贯穿插接在第一滑块（8）的顶部，所述立柱（101）位于套管（102）底部的部分套接有第二弹簧（104），所述套管（102）和T形杆（12）相对的一侧均固连有磁块（105），且套管（102）的该侧固连有压板（106），所述立柱（101）的顶部滑动套接有套筒（107），所述套筒（107）内设有第三弹簧（108），所述立柱（101）位于套管（102）内的部分，其两侧对称开设有收纳槽，且收纳槽内通过扭力弹簧铰接有三角板（109）；

所述套筒（107）的底部一部分位于套管（102）内，且套筒（107）的最大位移等于三角板（109）的长度；

所述伸缩杆（103）的底部宽度与相邻两个限位块（9）间的距离相匹配，且伸缩杆（103）能够与限位块（9）接触；

所述支撑板（5）的顶部开设有四个条形槽（14），四个所述条形槽（14）分别与支撑板（5）的四条边相垂直，且四个条形槽（14）靠近支撑板（5）中心的一侧相连通，所述条形槽（14）相对的两个槽壁均开设有滑槽，且滑槽内设有第二滑块（15），所述第二滑块（15）与滑槽间连接有第四弹簧（16），两个第二滑块（15）之间固连有同一第三滑杆（17），所述第三滑杆（17）上滑动套接有第三滑块（18）和两个第五弹簧（19），且第三滑块（18）位于两个第五弹簧（19）之间，四个条形槽（14）交界位置的中心处设有活动球（20），且活动球（20）与四个第三滑块（18）均接触，所述活动球（20）的顶部设有活动板（21），所述活动板（21）的底部环形安装有多个滚珠（22）；

所述活动板（21）的四周均固连有U形板（23），所述U形板（23）的自由端位于支撑板（5）的底部，所述U形板（23）靠近其自由端的顶部安装有万向轮（24），且万向轮（24）与支撑板（5）底部贴合。

2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车的电池自动式更换装置，其特征在于：两个所述磁块（105）之间存在引力，且该引力大于第一滑块（8）与第二滑杆（7）之间的摩擦力。

3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车的电池自动式更换装置，其特征在于：所述压板（106）在自然状态下其顶部与T形杆（12）底部相靠近，且此时压杆（11）的底部到套筒（107）顶部的距离等于收纳槽的长度。

Images