CN114314306A - 浮动吊具及换电设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池吊具技术领域，提供一种浮动吊具及换电设备。上述的浮动吊具包括：上工装设置有多个调节机构，每个调节机构连接有钢丝绳，调节机构用于调节钢丝绳的长度；每根钢丝绳分别与下工装连接，下工装设置有抓取机构；角度检测装置设置在下工装，角度检测装置用于检测下工装的水平度，以及待抓取电池放置的水平度；控制系统用于根据角度检测装置检测的水平度数据，控制调节机构同步或独立调节每根钢丝绳的长度，从而调整下工装及电池的倾斜方向和水平度。本发明提供的浮动吊具，可调整浮动吊具及电池的倾斜方向和水平度，从而满足被换电设备停放不水平时的换电要求，解决了电池放置水平度差时，换电不顺利甚至无法完成换电的问题。

Description

浮动吊具及换电设备

技术领域

本发明涉及电池吊具技术领域，尤其涉及一种浮动吊具及换电设备。

背景技术

换电设备在更换电池的过程中，需要将亏电电池从被换电设备的底座中取出，再将满电电池放入被换电设备的底座中。在抓取放置电池的过程中，由于电池与底座整体水平度差以及两者之间的位置误差，容易导致换电过程受阻，甚至造成电池不能抓取或放置。

发明内容

本发明提供一种浮动吊具及换电设备，用以解决现有技术中电池底座与水平面倾斜时电池抓取或放置困难的问题。

本发明提供一种浮动吊具，包括：上工装，所述上工装设置有多个调节机构，每个所述调节机构连接有钢丝绳，所述调节机构用于调节所述钢丝绳的长度；下工装，每根所述钢丝绳分别与所述下工装连接，所述下工装设置有抓取机构，所述抓取机构用于抓取电池；角度检测装置，所述角度检测装置设置在所述下工装，所述角度检测装置用于检测所述下工装的水平度，以及待抓取电池放置的水平度；控制系统，所述控制系统用于根据所述角度检测装置检测的水平度数据控制所述调节机构同步或独立调节每根所述钢丝绳的长度，从而实现所述下工装及电池的倾斜方向和水平度的调整。

根据本发明提供的一种浮动吊具，所述上工装包括第一安装平台，所述第一安装平台的顶面设置有所述调节机构，每根所述钢丝绳穿过所述第一安装平台与所述下工装连接。

根据本发明提供的一种浮动吊具，所述上工装还包括多个定位件，所述定位件用于对所述下工装进行定位。

根据本发明提供的一种浮动吊具，所述下工装包括第二安装平台，所述第二安装平台的顶面与所述钢丝绳连接，所述第二安装上设有多个定位孔，所述定位孔与所述定位件相适配。

根据本发明提供的一种浮动吊具，所述下工装还包括多个导向件，所述导向件能够伸入电池内部以起到导向作用。

根据本发明提供的一种浮动吊具，所述调节机构为卷扬、电缸、液压油缸或气缸。

根据本发明提供的一种浮动吊具，所述调节机构的数量为4个。

本发明还提供一种换电设备，包括如上所述的浮动吊具。

本发明提供的浮动吊具，通过设置调节机构，可调整吊具抓取面的倾斜方向和水平度，在通过换电装置的组合动作转运下，从而可满足被换电设备停放不水平时的换电要求，解决了电池放置水平度差时，换电不顺利甚至无法完成换电的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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是本发明提供的浮动吊具的结构示意图；

图2是本发明提供的浮动吊具起吊电池的示意图之一；

图3是本发明提供的浮动吊具起吊电池的示意图之二；

图4是本发明提供的换电设备的结构示意图；

附图标记：

10：第一安装平台；11：调节机构；12：钢丝绳；13：定位件；20：第二安装平台；21：定位孔；22：导向件；23：抓取机构；30：电池；31：电池底座；40：换电设备。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，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作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。

本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

下面结合图1-图4描述本发明的浮动吊具及换电设备。

如图1所示，在本发明的一个实施例中，浮动吊具包括：上工装、下工装、角度检测装置和控制系统。上工装的顶面设置有多个调节机构11，每个调节机构11连接有钢丝绳12，调节机构11用于调节钢丝绳12的长度。每个钢丝绳12分别与下工装连接，下工装设置有抓取机构23，抓取机构23用于抓取电池30。角度检测装置设置在下工装，角度检测装置用于检测下工装的水平度，以及待抓取电池放置的水平度。控制系统用于根据角度检测装置检测的水平度数据控制调节机构11调节每根钢丝绳12的长度，从而实现下工装及电池的倾斜方向和水平度的调整。

具体来说，上工装与下工装相对设置，上工装与下工装通过多根钢丝绳12连接，每根钢丝绳12的第一端与调节机构11连接，每根钢丝绳12的第二端与下工装连接，控制系统可控制多个调节机构11同步动作或单独动作，也可控制每个调节机构11以不同的速度动作，进而实现多根钢丝绳12同时放绳或收绳，或某根钢丝绳12单独收放绳，或每根钢丝绳12收放绳的速度相同或不同。控制调节机构11动作可以使每根钢丝绳12的长度变长或变短，以使下工装与上工装平行或下工装与上工装之间形成一定的角度。

具体地，如图2所示，在对车辆的电池30进行更换时，当电池30与水平面垂直放置时，将浮动吊具移动至电池30的正上方并与电池30对正，此时，下工装与上工装平行，下工装与电池30的顶面平行，每个钢丝绳12的长度相同，控制系统控制多个调节机构11同步动作，使每根钢丝绳12按照相同的速度伸长，以带动下工装向下运动，在此过程中，由于每根钢丝绳12伸长的速度相等，因此，每根钢丝绳12的长度相等，下工装与电池30顶面始终保持平行，当下工装的抓取机构23进入电池30内部时，抓取机构23可与电池30相卡接，以将电池30抓取，从而将亏电电池搬运走，在搬运过程中，控制系统可控制多个调节机构11同步动作，使每根钢丝绳12按照相等的速度收绳，从而使下工装与上工装靠近并通过定位件定位，以避免电池30搬运过程中，由于钢丝绳12存在柔性，产生的水平晃动。相应地，将浮动吊具移动至满电电池的正上方并与满电电池对正，由于满电电池与水平面垂直设置，此时，满电电池的顶面与下工装平行，可采用上述搬运亏电电池的方法将满电电池搬运至车辆上。

如图3所示，当电池30与水平面倾斜放置时，先将浮动吊具移动至亏电电池的正上方并与亏电电池对正，控制系统控制多个调节机构11同步动作，使下工装下降一定的高度。然后，控制系统控制部分调节机构11动作，使下工装与水平面倾斜，在此过程中，角度检测装置将检测到的下工装与水平面的角度发送至控制系统，当角度检测装置检测到的角度数据等于电池底座31与水平面的倾斜角度时，控制系统控制多个调节机构11同步动作，并结合换电装置的组合动作，使下工装整体沿电池轴线向下运动，以使抓取机构23与亏电电池相卡接。控制系统控制多个调节机构11同步动作，多个调节机构11同步收绳，将亏电电池沿电池轴线提升一定的距离。然后，控制系统控制部分调节机构11动作，以调节部分钢丝绳12的长度，从而调节下工装与水平面之间的角度，当下工装与水平面平行时，控制系统控制多个调节机构11同步动作，多个调节机构11同步收绳，使下工装与上工装靠近并通过定位件定位，然后，移动亏电电池至空电池仓位，由于此时亏电电池与下工装平行，可按照图2所示实施例的方法将亏电电池放置，并将满电电池抓取、搬运至被换电设备上待安装电池的位置。

将满电电池搬运至电池底座31的正上方并与电池底座31对正。控制系统控制多个调节机构11同步动作，使下工装和满电电池下降一定的高度。然后，控制系统控制部分调节机构11动作，使下工装与水平面倾斜，进而使满电电池与水平面倾斜。在此过程中，控制系统将控制调整下工装及电池的倾斜角度与上一步抓取电池时倾斜的角度一致。当角度检测装置检测到的角度数据等于电池底座31与水平面的倾斜角度时，控制系统控制多个调节机构11同步动作，结合换电装置的组合动作，使下工装和满电电池整体沿电池轴线向下运动，从而将满电电池放置在被换电设备上待安装电池的电池底座31上。

进一步地，在本发明的一个实施例中，调节机构11的数量至少为三个。可选地，在本发明的一个实施例中，调节机构11的数量为四个。四个调节机构11可沿上工装的四个边均匀设置，每个钢丝绳12分别与下工装的一个角连接，在调节钢丝绳12的长度时，即可对下工装的倾斜方向和角度进行调节。四个调节机构11在下工装的抓取机构23抓取电池30时，有利于吊装整体稳定。

进一步，在本发明的一个实施例中，调节机构11可以为卷扬，钢丝绳12的一端缠绕在卷扬上，控制系统控制卷扬正转或反正，以实现钢丝绳放绳或收绳，同时，控制系统也可控制卷扬的转速，以控制钢丝绳收放绳时的速度。可选地，调节机构11也可以为电缸、油缸或气缸等，电缸、油缸或气缸的活动件与钢丝绳12连接，活动件运动时带动钢丝绳12长度变长或缩短，实现钢丝绳12长度的调节。

进一步地，在本发明的一个实施例中，角度检测装置可以为角度传感器、激光雷达、视觉相机或其它检测装置。

本发明提供的浮动吊具，通过设置调节机构，可调整浮动吊具抓取面的倾斜方向和水平度，在通过换电装置的组合动作转运下，从而可满足被换电设备停放不水平时的换电要求，解决了电池放置水平度差时，换电不顺利甚至无法完成换电的问题。

如图1所示，在本发明的一个实施例中，上工装包括第一安装平台10，第一安装平台10的顶面设置有调节机构11，每个钢丝绳12穿过第一安装平台10与下工装连接。

进一步地，上工装还包括多个定位件13，每个定位件13分别设置在第一安装平台10的底面，定位件13用于对下工装进行定位。

具体来说，在电池搬运过程中，控制系统控制多个调节机构11同步动作，将钢丝绳12收绳，以使下工装与上工装靠近，当下工装与上工装靠近时，定位件13用于对下工装的位置进行锁定，以避免电池搬运过程中钢丝绳12产生晃动。

可以理解的是：定位件13也可以安装在第一安装平台10的侧面，或其他位置。

如图1所示，在本发明的一个实施例中，下工装包括第二安装平台20，第二安装平台20的顶面与钢丝绳12连接，第二安装板20上设有多个定位孔21，定位孔21与定位件13相适配。

具体来说，在电池搬运过程中，控制系统控制多个调节机构11同步动作，将钢丝绳12收绳，钢丝绳12带动第二安装平台20向上运动与第一安装平台10靠近，此时，定位件13插设在定位孔21内，以将第二安装平台20与第一安装平台10锁定，防止电池搬运过程中第二安装平台20发生水平方向的晃动。

进一步地，在本发明的一个实施例中，下工装还包括多个导向件22，可选地，在本发明的一个实施例中，导向件22设置在第二安装板20的底面，导向件22能够伸入电池30内部以起到导向作用。

具体来说，导向件22的数量可以为两个，也可以为多个。当第二安装板20向下运动时，导向件22可伸入电池30内部，实现导向作用。

抓取机构23的数量可以为两个，也可以为多个。当第二安装平台20向下运动时，导向件22进入电池30内部起到导向作用，抓取机构23用于将电池30抓取。

当抓取机构23进入电池30内部时，由于钢丝绳12具有一定的柔性，第二安装平台20可相对于第一安装平台10在水平面发生前后左右的浮动，进而使下工装顺利导入电池中。

以下具体阐述本发明提供的浮动吊具的工作过程。

如图2所示，在更换电池30时，车辆停放的水平度满足浮动吊具水平换电的需求时，移动浮动吊具至亏电电池的正上方并与亏电电池对正。此时，第一安装平台10、第二安装平台20与水平面平行，并通过定位件13锁定。

然后，控制系统控制多个调节机构11同步动作，使第二安装平台20向下运动，此时，每个调节机构11的速度相同，从而使每个钢丝绳12的长度相等，以保证第二安装平台20与水平面平行。导向件22和抓取机构23进入亏电电池内，抓取机构23将亏电电池抓取。控制系统控制多个调节机构11同步动作，带动第二安装平台20向上运动，第二安装平台20与第一安装平台10靠近，定位件13插入定位孔21内，以对第二安装平台20进行锁定。移动浮动吊具，将亏电电池搬运至电池放置处。控制系统控制多个调节机构11同步动作，使第二安装平台20向下运动，从而将亏电电池放置在空电池位。然后，控制系统再次控制多个调节机构11同步动作，再次使第二安装平台20与第一安装平台10靠近，定位件13将第二安装平台20锁定。移动浮动吊具至满电电池的正上方，再采用上述抓取、搬运、下放亏电电池的方法将满电电池搬运至被换电设备待安装电池处，并下放至电池底座31上。

可以理解的是：在以上所述的实施例中，起吊、放置电池时，调节机构11收绳或放绳，在电池搬运过程中，第二安装平台20与第一安装平台10靠近并利用定位件13锁定，以防止电池搬运过程中发生晃动。

如图3所示，在更换电池时车辆停放的水平度不满足浮动吊具水平换电的需求时，移动浮动吊具至亏电电池的正上方并与其对正，此时，第一安装平台10、第二安装平台20与水平面平行，第一安装平台10与第二安装平台20靠近，并通过定位件13锁定。

然后，控制系统控制多个调节机构11同步动作，将钢丝绳12放绳，第二安装平台20向下运动。当第二安装平台20运动至合适位置时，控制系统控制部分调节机构11动作，调节部分钢丝绳12的长度，使第二安装平台20与亏电电池的顶面平行，当角度检测装置检测到第二安装平台20与水平面的角度与电池底座31与水平面的角度相等时，控制系统控制多个调节机构11同步动作，第二安装平台20继续下降，导向件22和抓取机构23沿电池轴线进入亏电电池内部，以将亏电电池抓取。然后，控制系统控制多个调节机构11同步动作，使亏电电池沿其轴线提升一定的高度。然后，控制系统控制钢丝绳12较长的调节机构11动作，将钢丝绳12收至与其他钢丝绳12相等的长度，使第二安装平台20、亏电电池顶面与第一安装平台10平行。然后，控制系统控制多个调节机构11同步动作，进行收绳，使第二安装平台20与第一安装平台10靠近，并由定位件13锁定，移动浮动吊具至空电池位，由于此时亏电电池与水平面平行，可采用与图2所示实施例相同的方法将亏电电池放下。

将亏电电池放下后，第二安装平台20重新与第一安装平台10靠近，并锁定。移动浮动吊具至满电电池的正上方，并使第二安装平台20与满电电池的顶面对正。控制系统控制多个调节机构11同步动作，使第二安装平台20下降，导向件22和抓取机构23进入满电电池的内部，抓取机构23与满电电池卡接，以将满电电池抓取。控制系统控制多个调节机构11同步动作，将钢丝绳收回，第二安装平台20与第一安装平台10靠近，并通过定位件13锁定。

移动浮动吊具至满电电池待安装的位置，使满电电池位于电池底座31的正上方，并与电池底座31对正。控制系统控制多个调节机构11同步动作，使第二安装平台20和满电电池下降一定的距离。控制系统控制部分调节机构11动作，使部分钢丝绳12的长度变长或短，从而使第二安装平台20与水平面倾斜，当角度检测装置检测到第二安装平台20与水平面的角度等于电池底座31与水平面的角度时，控制系统控制多个调节机构11同步动作，第二安装平台20向下运动，将满电电池放至电池底座31上。然后，再按照本实施例中起吊亏电电池的方法将第二安装平台20与第一安装平台10靠近，并进行锁定。

本发明实施例提供的浮动吊具，通过设置多个调节机构，可调整浮动吊具的倾斜方向和水平度，在换电装置野外作业时，降低了对被换电设备停放水平度的要求，不论电池与水平面平行与否，均可将电池抓取，保证了换电的可行性，提高了换电效率。同时，本发明实施例提供的浮动吊具，利用调节机构调节钢丝绳的长度，从而将电池起吊或下放；在电池抓取过程中，利用钢丝绳的柔性，可使第二安装平台在水平方向浮动，进而便于电池抓取；在电池搬运过程中，利用定位件锁定，避免了搬运过程中电池发生晃动，提高了搬运过程中的稳定性。

如图4所示，本发明实施例还提供了一种换电设备40，包括浮动吊具。

具体来说，换电设备40与浮动吊具连接，换电设备40能够带动浮动吊具移动变换空间位置。具体地，换电设备40可以为换电站里的固定设备，在换电时，被换电设备停放在换电设备附近进行换电；换电设备40也可以为可移动设备，在换电时，换电设备40可以行驶至被换电设备的附近进行换电。

本发明实施例提供的换电设备，通过设置浮动吊具，在被换电设备停放时，不论电池与水平面是否有倾斜，换电设备均能将电池顺利抓取和放置，提高了换电可靠性和效率。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；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 (8)

1.一种浮动吊具，其特征在于，包括：

上工装，所述上工装设置有多个调节机构，每个所述调节机构连接有钢丝绳，所述调节机构用于调节所述钢丝绳的长度；

下工装，每根所述钢丝绳分别与所述下工装连接，所述下工装设置有抓取机构，所述抓取机构用于抓取电池；

角度检测装置，所述角度检测装置设置在所述下工装，所述角度检测装置用于检测所述下工装的水平度，以及待抓取电池放置的水平度；

控制系统，所述控制系统用于根据所述角度检测装置检测的水平度数据，控制所述调节机构同步或独立调节每根所述钢丝绳的长度，从而实现所述下工装及电池的倾斜方向和水平度的调整。

2.根据权利要求1所述的浮动吊具，其特征在于，所述上工装包括第一安装平台，所述第一安装平台的顶面设置有所述调节机构，每根所述钢丝绳穿过所述第一安装平台与所述下工装连接。

3.根据权利要求2所述的浮动吊具，其特征在于，所述上工装还包括多个定位件，所述定位件用于对所述下工装进行定位。

4.根据权利要求3所述的浮动吊具，其特征在于，所述下工装包括第二安装平台，所述第二安装平台与所述钢丝绳连接，所述第二安装板上设有多个定位孔，所述定位孔与所述定位件相适配。

5.根据权利要求4所述的浮动吊具，其特征在于，所述下工装还包括多个导向件，多个所述导向件分别设置在所述第二安装平台的底面，所述导向件能够伸入电池内部以起到导向作用。

6.根据权利要求1所述的浮动吊具，其特征在于，所述调节机构为卷扬、电缸、液压油缸或气缸。

7.根据权利要求1所述的浮动吊具，其特征在于，所述调节机构的数量4个。

8.一种换电设备，其特征在于，包括权利要求1-7中任一项所述的浮动吊具。

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