CN114590162B - 一种换电站用电池旋转装置及换电站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换电站用电池旋转装置及换电站，包括承载机构、第一架体、旋转机构以及第二架体，承载机构上的亏电电池在旋转机构的带动下旋转至第一设定姿态，承载机构上的满电电池在旋转机构的带动下旋转至第二设定姿态，亏电电池为第一设定姿态时，亏电电池的长度方向与对其进行转运的码垛机的货叉伸缩方向一致，满电电池为第二设定姿态时，满电电池的宽度方向与对其进行转运的换电机器人的移动方向一致。通过设置电池旋转装置，电池旋转装置将亏电电池旋转至第一设定姿态，将满电电池旋转至第二设定姿态，从而使得多个储架可以沿储架宽度方向依次排列，电池仓的长宽比更加合理，便于运输，布局也更加合理，且电池存储量增大。

Description

一种换电站用电池旋转装置及换电站

技术领域

本发明属于换电技术领域，具体涉及一种换电站用电池旋转装置及换电站。

背景技术

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

纯电动汽车发展越来越迅速，阻碍纯电动汽车发展的瓶颈之一是动力电池的充电难题；传统的方式是采用充电桩快速充电，但此方式具有诸多缺点：效率仍然远不及加油快速、降低电池使用寿命、电池维护的成本高。为了解决效率问题，现有解决方式是采用换电方式，直接更换电动车上的电池，采用从换电站更换满电电池，并把亏电电池换下后在换电站充电，这提高了电动汽车的续航效率。

授权公告号为CN111469705B的中国发明专利公开了一种换电站及电池更换方法，该换电站包括：电池仓，包括用于存储电池的储架；定位装置，被配置为将其上停放的车辆定位至预设位置后将车辆举升；以及换电机器人，能往返于电池仓及定位装置，并能与电池仓交换电池，以为被定位装置举升的车辆更换电池；其中，电池仓包括与换电机器人交换电池的缓存装置，缓存装置被配置为在接收换电机器人自车辆取出的亏电电池后将该亏电电池缓存，并向换电机器人提供满电电池。所述电池仓还包括码垛机，所述码垛机被配置为在所述储架及所述缓存装置之间交换电池。所述储架包括多个沿高度方向呈阵列布置的储存位，所述码垛机被配置为将所述缓存装置缓存的亏电电池移入空的所述储存位、将位于所述储存位内的满电电池移入所述缓存装置。现有技术中，电池通常整体为长方体形状，包括靠近其长度方向一端的第一电池部和靠近其长度方向另一端的第二电池部，上述第一电池部相对上述第二电池部向上凸起，第一电池部通常称为电池的厚端，第二电池部称为薄端，上述第二电池部设有电连接器，换电机器人从汽车上拆下电池后带动电池沿电池宽度方向向电池仓移动，上述换电站中，为了电池转运的方便，位于储架上的电池的放置方向与换电机器人上的电池的放置方向是一致的，即储架上的电池沿长度方向依次排列，导致每一个电池存储区的长宽比不合适，布局不合理，相同电池存储区没有达到电池存储量的更大化。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于如何提供一种能够使得换电站的电池仓布局更加合理且增加电池仓的存储量的换电站用电池旋转装置。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种换电站用电池旋转装置，包括用于支撑定位电池的承载机构、用于安装所述承载机构的第一架体、用于带动所述第一架体绕竖直方向旋转的旋转机构以及用于安装所述旋转机构的第二架体，所述承载机构上的亏电电池在所述旋转机构的带动下旋转至第一设定姿态，所述承载机构上的满电电池在所述旋转机构的带动下旋转至第二设定姿态，所述亏电电池为第一设定姿态时，所述亏电电池的长度方向与对其进行转运的码垛机的货叉伸缩方向一致且所述亏电电池的厚端与其将进入的电池架的进出口朝向同一侧，所述满电电池为第二设定姿态时，所述满电电池的宽度方向与对其进行转运的换电机器人的移动方向一致。

本发明的一个实施例中，所述旋转机构包括第一电机、第一齿轮以及齿圈，所述第一电机安装于所述第二架体上，所述第一齿轮连接于所述第一电机的动力输出轴上，所述齿圈可转动的连接于所述第一架体上且所述齿圈与所述第一齿轮啮合传动，所述第二架体连接于所述齿圈上。

本发明的一个实施例中，所述电池旋转装置还包括用于带动所述第二架体沿水平方向移动的平移机构以及用于安装所述平移机构的底板，所述承载机构和所述旋转机构在所述平移机构的带动下沿水平方向移动至中转工位和离开中转工位。

本发明的一个实施例中，所述第二架体为倒置L形板结构，其包括竖立板和平板，所述平板向所述中转工位的一侧凸伸。

本发明的一个实施例中，所述平移机构包括第二电机、第二齿轮以及齿条，所述第二电机安装于所述第二架体上，所述第二齿轮连接于所述第二电机的动力输出轴上，所述齿条安装于所述底板上，所述第二齿轮滚动啮合于所述齿条上。

本发明的一个实施例中，所述电池旋转装置与换电机器人集成在一起或各自单独设置。

本发明的一个实施例中，所述电池旋转装置允许码垛机的货叉叉取其上的电池。

本发明还提供另外一个技术方案：一种换电站，包括用于存储电池并为电池充电的电池架、用于停放汽车并对汽车进行举升的停车平台、用于缓存亏电电池和满电电池的电池缓存装置、用于在所述电池架与所述电池缓存装置之间转移电池的码垛机、用于在所述停车平台与所述电池缓存装置之间转移电池并对汽车进行电池拆装的换电机器人以及用于对电池进行旋转的所述的电池旋转装置，所述电池架具有多个电池储存位，每个所述电池储存位用于储存一块电池并为所述电池充电，所述电池储存位的宽度方向与所述码垛机的移动方向一致，所述电池储存位的长度方向与所述码垛机的货叉伸缩方向一致，所述电池旋转装置将亏电电池旋转至所述第一设定姿态或将满电电池旋转至所述第二设定姿态。

本发明的一个实施例中，位于所述码垛机移动轨迹两侧的电池架的储存位层高相同。

本发明的一个实施例中，所述电池旋转装置设于所述电池架的最下层空间。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1)本发明公开的换电站用电池旋转装置及换电站，通过设置电池旋转装置，电池旋转装置将亏电电池旋转至第一设定姿态，将满电电池旋转至第二设定姿态，从而使得多个电池可以沿储架宽度方向依次排列，电池仓的长宽比更加合理，便于运输，布局也更加合理，且电池存储量增大，当电池仓位于码垛机移动方向的两侧时，通过设置电池旋转装置，可以带动电池旋转，使得码垛机移动轨迹两侧的两个电池仓，都是电池较薄的一端先进入电池仓内，储存位的充电装置只要不阻碍电池较薄的部分进入储存位即可，可以降低储存位的层高，进一步提高电池仓的电池存储量；

2)本发明公开的换电站用电池旋转装置及换电站，通过设置垫块和定位销，可以对电池进行稳固良好的支撑，同时保证电池不会滑动，而且垫块使得电池与第一架体之间形成间隙，可以允许码垛机的货叉伸入取放电池；

3)本发明公开的换电站用电池旋转装置及换电站，旋转机构采用齿圈，不但提高了第一架体的旋转稳固性，而且可以实现电池旋转的减速；

4)本发明公开的换电站用电池旋转装置及换电站，通过设置平移机构，可以实现电池旋转装置的移动，从而根据实际需要进行生产避让和转运；

5)本发明公开的换电站用电池旋转装置及换电站，第二架体为倒置L形，当承载机构向中转工位处移动时，可以起到一定的避让作用，防止相互干涉；

6)本发明公开的换电站用电池旋转装置及换电站，通过采用齿条，电池旋转装置的行程不再受限制；

7)本发明公开的换电站用电池旋转装置及换电站，可以通过码垛机对电池旋转装置上的电池进行取放，便于电池周转。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明公开的换电站的示意图；

图2为本发明公开的电池缓存装置的立体图；

图3为本发明公开的电池缓存装置的主视图；

图4为本发明公开的电池缓存装置的俯视图；

图5为本发明公开的电池旋转装置的立体图；

图6为本发明公开的码垛机的结构示意图。

其中，1、电池缓存装置；11、支撑机构；111、第一支撑臂；112、第二支撑臂；113、支撑块；114、缓冲块；12、升降机构；121、升降组件；1211、销齿传动装置；1212、电机；13、伸缩组件；131、第一连接件；132、连接杆；133、第二连接件；134、第一限位部；135、第二限位部；141、高位传感器；142、低位传感器；2、电池架；3、码垛机；31、竖向支架；32、升降支架；33、提升组件；34、货叉组件；4、换电机器人；5、水平导轨；6、竖向导轨；9、电池旋转装置；91、承载机构；911、垫块；912、定位销；92、第一架体；93、旋转机构；931、第一电机；933、齿圈；934、旋转极限传感器；94、第二架体；95、平移机构；951、第二电机；953、齿条；954、导轨组件；96、底板；10、电池；101、第一电池部；102、第二电池部；103、电连接器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供作为进一步改进说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、部件和/或它们的组合。在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接,也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。

以下为用于说明本发明的一较佳实施例，但不用来限制本发明的范围。

实施例一

参见图1至图6，如其中的图例所示，一种换电站，包括用于缓存亏电电池和满电电池的电池缓存装置1、用于存储电池并为电池充电的电池架2、用于在上述电池架2与上述电池缓存装置1之间转移电池的码垛机3、用于在停车平台(图中未示出)与上述电池缓存装置1之间转移电池并对汽车进行电池拆装的换电机器人4以及用于带动电池旋转的电池旋转装置。

上述换电站用电池缓存装置1包括用于分别支撑亏电电池和满电电池的两个支撑机构11和用于带动上述两个支撑机构在各自的最低工作位和最高工作位之间升降的升降机构12，上述两个支撑机构11沿竖直Z轴方向层叠布置，每个上述支撑机构11包括沿水平Y轴方向平铺布置的两条支撑臂。

第一种工作状态下，上述两个支撑机构11各自位于其低工作位处并可分别顶升换电机器人上的亏电电池和顶升码垛机上的满电电池；

第二种工作状态下，上述两个支撑机构11各自位于其高工作位处并可分别对上述亏电电池和上述满电电池进行缓存；

第三种工作状态下，上述两个支撑机构11各自位于其低工作位处并可分别将上述亏电电池和上述满电电池落在上述码垛机和上述换电机器人上。

具体的，用于支撑亏电电池的支撑机构为第一支撑机构，其包括两条第一支撑臂111，用于支撑满电电池的支撑机构为第二支撑机构，其包括两条第二支撑臂112，上述第一支撑臂111布置在第二支撑臂112的上方。上述换电机器人用于接纳亏电电池和满电电池，并能够在换电工位和中转工位之间移动，在换电工位时，换电机器人对电动汽车进行电池拆装，在中转工位时，换电机器人送出亏电电池并接收满电电池，上述堆垛机能够从电池仓获取满电电池并移动至中转工位，在中转工位时，堆垛机送出满电电池并接收亏电电池，上述电池仓可以存储电池并对电池进行充电。上述第一支撑机构的两条第一支撑臂之间的距离小于电池的宽度并大于换电机器人和码垛机的宽度，上述第二支撑机构的两条第二支撑臂之间的距离小于电池的宽度并大于换电机器人和码垛机的宽度，因此，当换电机器人带着亏电电池到达两条第一支撑臂之间时，亏电电池的部分位于两条第一支撑臂上侧，两条第一支撑臂将亏电电池向上顶起，当码垛机带着满电电池到达两条第二支撑臂之间时，满电电池的部分位于两条第二支撑臂上侧，两条第二支撑臂将满电电池向上顶起，当换电机器人空载到达两条第二支撑臂之间时，正好位于满电电池的下方，满电电池落在换电机器人上，两条第二支撑臂继续下落脱离满电电池，当码垛机空载到达两条第一支撑臂之间时，正好位于亏电电池的下方，亏电电池落在码垛机上，两条第一支撑臂继续下落脱离亏电电池。上述第一支撑机构和第二支撑机构最少可以用一个动力设备带动其升降，最好是用两个动力设备，结构简单，占用空间小，降低成本。

本实施例中优选的实施方式，上述两个支撑机构11沿竖向可伸缩连接，当需要对换电机器人上的亏电电池和码垛机上的满电电池进行缓存时，上述升降机构12先带动上侧的上述支撑机构11独自上升第一设定距离后再带动两个上述支撑机构11同步上升第二设定距离；当需要将第二支撑机构上的满电电池转移到换电机器人上和将第一支撑机构上的亏电电池转移到码垛机上时，上述升降机构12先带动两个上述支撑机构11同步下降第二设定距离后再带动上侧的上述支撑机构11独自下降第一设定距离，上述两个支撑机构11呈回缩状态时二者之间的距离小于电池的厚度，且上侧的所述支撑机构最高点低于电池输送时的最高点，以使电池输送至上侧的支撑机构上，上述两个支撑机构11呈伸展状态时二者之间的距离大于电池的厚度，且上侧的所述支撑机构最低点高于电池输送时的最高点，且下侧的所述支撑机构最高点低于电池输送时的最低点，以使电池输送至下侧的支撑机构上。两个支撑机构上下布置，即其中一个支撑机构位于上层，另一个支撑机构位于下层，上层的两条支撑臂分别位于下层的两条支撑臂的正上方，电池缓存装置结构紧凑，沿水平X轴方向和水平Y轴方向所占用空间尺寸都较小，两个伸缩机构沿竖向可伸缩，使得上侧的缓存机构的最低工作位尽可能低，进而使得换电机器人的高度也尽可能降低，进而使得停车平台的高度也尽可能降低。

本实施例中优选的实施方式，位于同一侧且上下布置的两条上述支撑臂通过伸缩组件13连接在一起，上述伸缩组件13包括第一连接件131、一根连接杆132以及第二连接件133，上述第一连接件131和第二连接件133分别与上述两个支撑臂相对固定，上述连接杆132不脱离的连接上述第一连接件131和第二连接件133，上述第一连接件131和第二连接件133中的至少一者滑动连接上述连接杆132，上述升降机构12与位于上侧的上述支撑机构11连接。具体的，第一连接件131连接第一支撑臂111，第二连接件133连接第二支撑臂112，上述第一连接件131和第二连接件133均为L形，包括相互垂直的两块板部，上述第一连接件131的其中一个板部垂直连接上述连接杆132，上述第一连接件131的另一个板部连接第一支撑臂，上述第二连接件133的其中一个板部垂直连接上述连接杆132，上述第二连接件133的另一个板部连接第二支撑臂，上述连接杆132的两端分别设有用于保证不会脱离第一连接件131的第一限位部134和用于保证不会脱离第二连接件133的第二限位部135，当第一连接件131与第一限位部134抵靠，且第二连接件133与第二限位部135抵靠时，此时第一连接件131与第二连接件133之间的距离最大，该最大距离即为第一预设距离，两个支撑机构呈完全伸展状态，当第一连接件131与第二连接件133相互抵靠时，此时第一连接件131与第二连接件133之间的距离最小，两个支撑机构呈完全回缩状态。通过采用上述技术方案，通过同一个升降机构，既可以调节两个支撑机构之间的距离，又可以带动两个支撑机构顶升电池，结构简单，节省动力设备。

本实施例中优选的实施方式，上述电池缓存装置1还包括用于对到达最高工作位置的上侧上述支撑机构11进行位置检测的高位传感器141和用于对到达最低工作位置的上侧上述支撑机构11进行位置检测的低位传感器142。具体的，上述高位传感器141和低位传感器142均为红外线传感器。当上侧的支撑臂上升到最高工位位置时，高位传感器检测到上侧支撑臂，升降机构将会停止驱动两个支撑机构继续上升，当上侧的支撑臂下降到最低工作位置时，低位传感器检测到下侧的支撑臂，升降机构将会停止驱动两个支撑机构继续下降，通过采用上述技术方案，实现支撑机构升降的自动控制。

本实施例中优选的实施方式，上述升降机构12包括两个升降组件121，其中一个上述升降组件121带动位于同一侧的两条上述支撑臂升降，另一个上述升降组件121带动位于另一侧的两天上述支撑臂升降。升降机构包括两个升降组件，每个升降组件配置一个动力设备，不需要设置复杂的传动机构，电池缓存装置结构更简单，在其他实施例中，也可以整个电池缓存装置只用一个动力设备，此时，电池缓存装置的结构会稍微复杂一些，具体的，每个上述升降组件121包括销齿传动装置1211和电机1212。

本实施例中优选的实施方式，上述支撑臂为角钢型材制成。支撑臂可以用现成的角钢型材直接制作，成本低，且角钢型材的两个外角面均可以进行安装固定。

本实施例中优选的实施方式，每条上述支撑臂的上表面设有与电池接触的支撑块113。具体的，第一支撑臂111和第二支撑臂112均设有支撑块，支撑块更容易形成支撑平面，可以对电池进行稳定可靠的支撑，具体的，上述支撑块可以为尼龙等弹性防震材料。

本实施例中优选的实施方式，与地面接触的上述支撑臂的下表面设有缓冲块114。具体的，第二支撑臂112的底部设有缓冲块，缓冲块可以缓冲下侧的支撑臂下降时的受力，具体的，上述缓冲块可以为尼龙等弹性防震材料。

上述电池架、码垛机、停车平台以及换电机器人均可以采用现有技术中的结构，不是本专利的重点，因此不再赘述。

本实施例中优选的实施方式，上述码垛机3沿水平Y轴方向移动，码垛机的货叉沿水平X轴方向伸缩，上述换电机器人4沿水平X轴方向移动并且导向连接于水平导轨5上，上述码垛机3的货叉沿水平X轴方向进出电池的底部，上述电池缓存装置1设于上述水平导轨5的两侧，上述电池架2设于上述电池缓存装置1的两侧，上述电池缓存装置1通过竖向导轨6连接于上述电池架上。此处需要描述一下码垛机3的结构，上述码垛机包括竖向支架31、可升降的连接于所述竖向支架31上的升降支架32、安装于所述竖向支架31上并用于提升所述升降支架32的提升组件33以及安装于所述升降支架32上的货叉组件34，电池可自货叉组件34伸缩方向的一侧送到货叉组件34上或送出货叉组件34。

现有技术中，亏电电池或满电电池10的外观是相同的，各自包括靠近其长度方向一端的第一电池部101和靠近其长度方向另一端的第二电池部102，上述第一电池部101相对上述第二电池部102向上凸起，第一电池部101通常称为电池的厚端，第二电池部102称为薄端，上述第二电池部102设有电连接器103。基于上述电池结构，上述电池旋转装置9包括用于支撑定位电池的承载机构91、用于安装上述承载机构91的第一架体92、用于带动上述第一架体92绕竖直方向旋转的旋转机构93以及用于安装上述旋转机构93的第二架体94，上述承载机构91上的亏电电池在上述旋转机构93的带动下旋转至第一设定姿态，上述承载机构91上的满电电池在上述旋转机构93的带动下旋转至第二设定姿态，上述亏电电池为第一设定姿态时，上述亏电电池的长度方向与对其进行转运的码垛机3的货叉伸缩方向一致，且上述亏电电池的厚端与其将进入的电池架2的进出口朝向同一侧，上述满电电池为第二设定姿态时，上述满电电池的宽度方向与对其进行转运的换电机器人4的移动方向一致。

亏电电池在进入其储存位前，如果亏电电池的长度方向与对其进行转运的码垛机3的货叉伸缩方向不一致，则码垛机将亏电电池转移到电池仓之前，先转移到电池旋转装置上，电池旋转装置带动电池旋转至第一设定姿态，电池以第一设定姿态转移到码垛机上，码垛机带动电池沿电池长度方向移动至储架中。在一些可选的实施例中，承载机构91上的亏电电池在上述旋转机构93的带动下旋转90°至第一设定姿态，承载机构91上的满电电池在上述旋转机构93的带动下旋转90°至第二设定姿态。

满电电池从储存位中移出，如果满电电池的宽度方向与对其进行转运的换电机器人的移动方向不一致时，码垛机将满电电池转移到缓存装置之前，先转移到电池旋转装置上，电池旋转装置带动电池旋转至第二设定姿态，换电机器人带动电池沿电池宽度方向移动至电动汽车的底部。

通过设置上述电池旋转装置，将电池进行适应性旋转后再送入储架中，则多个储架可以沿储架宽度方向依次排列，每个存储区域的长宽比更加合理，便于运输，假设原先可以摆放两个储架的区域，此时可以摆放三个储架，电池存储量也更大。

本实施例中优选的实施方式，上述亏电电池或上述满电电池10各自包括靠近其长度方向一端的第一电池部101和靠近其长度方向另一端的第二电池部102，上述第一电池部101相对上述第二电池部102向上凸起，第一电池部101通常称为电池的厚端，上述第二电池部102设有电连接器103。上述亏电电池为第一设定姿态时，上述亏电电池的第二电池部102先进入电池仓内。由于油改电车型的电池包，设置电连接器的第二电池部102会稍微薄一些，第一电池部101会厚一些，当码垛机移动方向的两侧均设有储架时，电池在进入其中一侧的储架时，电池较薄的一端先进入，此时，储存位的充电装置只要不阻碍电池较薄的部分进入即可，储存位层高不必特别高，电池在进入另一侧的储架时，电池的较厚的一端先进入，此时，储存位的充电装置必须不阻碍电池较厚的部分进入，导致储存位层高必须较高，电池仓的存储量大大降低。本实施例中的电池旋转装置可以带动电池旋转，使得码垛机移动轨迹两侧的两个储架，都是电池较薄的部分(第二电池部)先进入储存位，储存位的充电装置只要不阻碍电池较薄的部分进入储存位即可，可以降低储存位的层高，提高电池仓的电池存储量。在其他实施例中，第一设定姿态时，对其其中一侧的储架，上述亏电电池的第一电池部先进入电池仓内也可以，此种布局情况下，其中一侧的储架的储存位层高较高。

本实施例中优选的实施方式，上述旋转机构93包括第一电机931、第一齿轮(图中未示出)以及齿圈933，上述第一电机931安装于上述第二架体94上，上述第一齿轮(图中未示出)连接上述第一电机931的动力输出轴上，上述齿圈933可转动的连接于上述第一架体92上且上述齿圈933与上述第一齿轮(图中未示出)啮合传动，上述第二架体94连接于上述齿圈933上。具体的，通过两个旋转极限传感器(图中未示出)检测电池是否已经旋转到预设的第一设定姿态和第二设定姿态。上述齿圈的外径大于上述齿轮的外径，上述齿轮与齿圈可以实现电池旋转减速的目的。旋转机构采用齿圈，实现电池旋转的减速，且齿圈能够对第一架体进行更稳固的支撑。在其他实施例中，上述旋转机构中的第一齿轮和齿圈还可以通过皮带和皮带轮来进行代替。

本实施例中优选的实施方式，上述电池旋转装置还包括用于带动上述第二架体94沿水平方向移动的平移机构95以及用于安装上述平移机构95的底板96，上述承载机构91和上述旋转机构93在上述平移机构95的带动下沿水平方向移动至中转工位和离开中转工位。具体的，换电机器人4的移动方向垂直于码垛机3的移动方向，码垛机的货叉伸缩方向垂直于码垛机的移动方向。

本实施例中优选的实施方式，上述第二架体94为倒置L形板结构，其包括竖立板和平板，上述平板向上述中转工位的一侧凸伸。

本实施例中优选的实施方式，上述平移机构95包括第二电机951、第二齿轮(图中未示出)以及齿条953，上述第二电机951安装于上述第二架体94上，上述第二齿轮(图中未示出)连接于上述第二电机951的动力输出轴上，上述齿条953安装于上述底板96上，上述第二齿轮(图中未示出)滚动啮合于上述齿条953上。具体的，第二架体通过导轨组件954连接在底板96上，通过采用齿条，电池旋转装置的行程不再受限制。在其他实施例中，上述平移机构还可以采用气缸模组或直线电机等方式。

本实施例中优选的实施方式，上述电池旋转装置与换电机器人各自独立设置。电池旋转装置结构简单，制作容易，可以直接对现有的换电站进行改造，设置在储架的最下层。在其他实施例中，电池旋转装置与换电机器人或码垛机或缓存装置集成为一体。

本实施例中优选的实施方式，上述电池旋转装置允许码垛机的货叉叉取其上的电池。通过码垛机将满电电池和亏电电池在储架和电池旋转装置之间转运，通过码垛机将满电电池和亏电电池在电池旋转装置和缓存装置之间转运，码垛机对电池旋转装置上的电池进行取放，便于电池周转。在其他实施例中，电池旋转装置设置伸缩移动装置，可以将电池直接转移到码垛机上，而不需要码垛机伸缩货叉进行取货。

下面介绍上述换电站的电池流转方法，包括依次进行的如下步骤：

S1.1、换电机器人4对停车平台上电动汽车的亏电电池进行拆解，同时码垛机3从电池架2上取出满电电池；

S1.2、判断S1.1后的上述满电电池的摆放方向与第一工序中的亏电电池的摆放方向是否一致，如是，则进入S1.3，如否，则承载机构91移动至上述第一支撑臂111的上方，码垛机3的货叉带动上述满电电池沿水平X轴负方向移动至上述承载机构91的上方，上述码垛机3的货叉下降，上述码垛机3的货叉沿水平X轴正方向抽离上述满电电池，上述承载机构91带动上述满电电池旋转至第二设姿态，上述码垛机3的货叉沿水平X轴负方向插入上述满电电池的下方，上述码垛机3的货叉上升后带动上述满电电池沿水平X轴正向移动，进入S1.3；

S1.3、上述换电机器人4带动上述亏电电池沿水平X轴正向移动至上述两条第一支撑臂111之上，上述两条第一支撑臂111带动上述亏电电池上升脱离上述换电机器人4,上述换电机器人4沿水平X轴负方向移动；

S1.4、上述码垛机3的货叉组件带动上述满电电池沿水平X轴负方向移动至上述两条第二支撑臂112之上，上述两条第二支撑臂112带动上述满电电池上升脱离上述码垛机3的货叉组件，上述码垛机3的货叉组件沿水平X轴正向移动；

S1.5、上述换电机器人4沿水平X轴正向移动至上述满电电池的下方，上述两条第二支撑臂112带动满电电池下降到上述换电机器人4上，上述换电机器人4带动上述满电电池沿水平X轴负方向移动；

S1.6、上述码垛机3的货叉组件沿水平X轴负方向移动至上述亏电电池的下方，上述两条第一支撑臂111带动上述亏电电池下降到上述码垛机3上，上述码垛机3的货叉组件带动上述亏电电池沿水平X轴正向移动；

S1.7、判断S1.6后上述亏电电池是否电池长度方向与上述码垛机3的货叉伸缩方向一致且电池厚端与其将进入的电池架2的出入口朝向同一侧，如是，则转至S1.8，如否，则承载机构91移动至上述第一支撑臂111的上方，码垛机3的货叉带动上述亏电电池沿水平X轴负方向移动至上述承载机构91的上方，上述码垛机3的货叉下降，上述码垛机3的货叉沿水平X轴正方向抽离上述亏电电池，上述承载机构91带动上述亏电电池旋转至第一设姿态，上述码垛机3的货叉沿水平X轴负方向插入上述亏电电池的下方，上述码垛机3的货叉上升后带动上述亏电电池沿水平X轴正向移动，转至S1.8；

S1.8、上述换电机器人4将满电电池装配到电动汽车上，同时上述码垛机3将亏电电池送到电池架上。

上述换电机器人与上述码垛机每次移动的节拍可根据实际生产进行设定只要不相互干涉移动即可。上述亏电电池沿电池宽度方向平铺摆放在电池架中，由于充分利用了空间，同样的空间内增大了电池储存量。

实施例二

其余与实施例一相同，不同之处在于，上述第二支撑臂布置在上述第一支撑臂的上方，上述换电站的电池流转方法，包括依次进行的如下步骤：

S2.1、换电机器人对停车平台上电动汽车的亏电电池进行拆解，同时码垛机从电池架上取出满电电池；

S2.2、判断S2.1后的上述满电电池的摆放方向与第一工序中的亏电电池的摆放方向是否一致，如是，则进入S2.3，如否，则承载机构移动至上述支撑机构的上方，码垛机的货叉带动上述满电电池沿水平X轴负方向移动至上述承载机构的上方，上述码垛机的货叉下降，上述码垛机的货叉沿水平X轴正方向抽离上述满电电池，上述承载机构带动上述满电电池旋转至第二设姿态，上述码垛机的货叉沿水平X轴负方向插入上述满电电池的下方，上述码垛机的货叉上升后带动上述满电电池沿水平X轴正向移动，进入S2.3；

S2.3、上述码垛机的货叉组件带动上述满电电池沿水平X轴负方向移动至上述两条第二支撑臂之上，上述两条第二支撑臂带动位于上述满电电池上升脱离上述码垛机的货叉组件，上述码垛机的货叉组件沿水平X轴正向移动；

S2.4、上述换电机器人带动上述亏电电池沿水平X轴正向移动至上述两条第一支撑臂之上，上述两条第一支撑臂带动位于上述亏电电池上升脱离上述换电机器人,上述换电机器人沿水平X轴负方向移动；

S2.5、上述码垛机的货叉组件沿水平X轴负方向移动至上述亏电电池的下方，上述两条第一支撑臂带动上述亏电电池下降到上述码垛机上，上述码垛机的货叉组件带动上述亏电电池沿水平X轴正向移动；

S2.6、上述换电机器人沿水平X轴正向移动至上述满电电池的下方，上述两条第二支撑臂带动满电电池下降到上述换电机器人上，上述换电机器人带动上述满电电池沿水平X轴负方向移动；

S2.7、判断S2.6后上述亏电电池是否电池长度方向与上述码垛机的货叉伸缩方向一致且电池厚端与其将进入的电池架的出入口朝向同一侧，如是，则转至S2.8，如否，则承载机构移动至上述支撑机构的上方，码垛机的货叉带动上述亏电电池沿水平X轴负方向移动至上述承载机构的上方，上述码垛机的货叉下降，上述码垛机的货叉沿水平X轴正方向抽离上述亏电电池，上述承载机构带动上述亏电电池旋转至第一设姿态，上述码垛机的货叉沿水平X轴负方向插入上述亏电电池的下方，上述码垛机的货叉上升后带动上述亏电电池沿水平X轴正向移动，转至S2.8；

S2.8、上述换电机器人将上述满电电池装配到电动汽车上，同时上述码垛机将上述亏电电池送到电池架上。

实施例三

其余与实施例一相同，不同之处在于，上述第一支撑臂与上述第二支撑臂沿水平X轴正方向依次布置，上述换电站的电池流转方法包括依次进行的如下步骤：

S3.1、换电机器人对停车平台上电动汽车的亏电电池进行拆解，同时码垛机从电池架上取出满电电池；

S3.2、判断S3.1后的上述满电电池的摆放方向与第一工序中的亏电电池的摆放方向是否一致，如是，则进入S3.3，如否，则承载机构移动至上述支撑机构的上方，码垛机的货叉带动上述满电电池沿水平X轴负方向移动至上述承载机构的上方，上述码垛机的货叉下降，上述码垛机的货叉沿水平X轴正方向抽离上述满电电池，上述承载机构带动上述满电电池旋转至第二设姿态，上述码垛机的货叉沿水平X轴负方向插入上述满电电池的下方，上述码垛机的货叉上升后带动上述满电电池沿水平X轴正向移动，进入S3.3；

S3.3、上述换电机器人带动上述亏电电池沿水平X轴正向移动至上述两条第一支撑臂之上，上述两条第一支撑臂带动上述亏电电池上升脱离上述换电机器人,上述换电机器人沿水平X轴负方向移动，同时上述码垛机的货叉组件带动上述满电电池沿水平X轴负方向移动至上述两条第二支撑臂之上，上述两条第二支撑臂带动上述满电电池上升脱离上述码垛机的货叉组件，上述码垛机的货叉组件沿水平X轴正向移动；

S3.4、上述换电机器人沿水平X轴正向移动至上述满电电池的下方，上述两条第二支撑臂带动满电电池下降到上述换电机器人上，上述换电机器人带动上述满电电池沿水平X轴负方向移动；

S3.5、上述码垛机的货叉组件沿水平X轴负方向移动至上述亏电电池的下方，上述两条第一支撑臂带动上述亏电电池下降到上述码垛机上，上述码垛机的货叉组件带动上述亏电电池沿水平X轴正向移动；

S3.6、判断S3.5后上述亏电电池是否电池长度方向与上述码垛机的货叉伸缩方向一致且电池厚端与其将进入的电池架的出入口朝向同一侧，如是，则转至S3.7，如否，则承载机构移动至上述支撑机构的上方，码垛机的货叉带动上述亏电电池沿水平X轴负方向移动至上述承载机构的上方，上述码垛机的货叉下降，上述码垛机的货叉沿水平X轴正方向抽离上述亏电电池，上述承载机构带动上述亏电电池旋转至第一设姿态，上述码垛机的货叉沿水平X轴负方向插入上述亏电电池的下方，上述码垛机的货叉上升后带动上述亏电电池沿水平X轴正向移动，转至S3.7；

S3.7、上述换电机器人将满电电池装配到电动汽车上，同时上述码垛机将亏电电池送到电池架上。

实施例四

其余与实施例三相同，不同之处在于，上述换电站的电池流转方法包括依次进行的如下步骤：

S4.1、换电机器人对停车平台上电动汽车的亏电电池进行拆解，同时码垛机从电池架上取出满电电池；

S4.2、判断S4.1后的上述满电电池的摆放方向与第一工序中的亏电电池的摆放方向是否一致，如是，则进入S4.3，如否，则承载机构移动至上述支撑机构的上方，码垛机的货叉带动上述满电电池沿水平X轴负方向移动至上述承载机构的上方，上述码垛机的货叉下降，上述码垛机的货叉沿水平X轴正方向抽离上述满电电池，上述承载机构带动上述满电电池旋转至第二设姿态，上述码垛机的货叉沿水平X轴负方向插入上述满电电池的下方，上述码垛机的货叉上升后带动上述满电电池沿水平X轴正向移动，进入S4.3；

S4.3、上述换电机器人带动上述亏电电池沿水平X轴正向移动至上述两条第一支撑臂之上，上述两条第一支撑臂带动上述亏电电池上升脱离上述换电机器人,上述换电机器人沿水平X轴负方向移动，同时上述码垛机的货叉组件带动上述满电电池沿水平X轴负方向移动至上述两条第二支撑臂之上，上述两条第二支撑臂带动上述满电电池上升脱离上述码垛机的货叉组件，上述码垛机的货叉组件沿水平X轴正向移动；

S4.4、上述码垛机的货叉组件沿水平X轴负方向移动至上述亏电电池的下方，上述两条第一支撑臂带动上述亏电电池下降到上述码垛机上，上述码垛机的货叉组件带动上述亏电电池沿水平X轴正向移动；

S4.5、上述换电机器人沿水平X轴正向移动至上述满电电池的下方，上述两条第二支撑臂带动满电电池下降到上述换电机器人上，上述换电机器人带动上述满电电池沿水平X轴负方向移动；

S4.6、判断S4.5后上述亏电电池是否电池长度方向与上述码垛机的货叉伸缩方向一致且电池厚端与其将进入的电池架的出入口朝向同一侧，如是，则转至S4.7，如否，则承载机构移动至上述支撑机构的上方，码垛机的货叉带动上述亏电电池沿水平X轴负方向移动至上述承载机构的上方，上述码垛机的货叉下降，上述码垛机的货叉沿水平X轴正方向抽离上述亏电电池，上述承载机构带动上述亏电电池旋转至第一设姿态，上述码垛机的货叉沿水平X轴负方向插入上述亏电电池的下方，上述码垛机的货叉上升后带动上述亏电电池沿水平X轴正向移动，转至S4.7；

S4.7、上述换电机器人将满电电池装配到电动汽车上，同时上述码垛机将亏电电池送到电池架上。

实施例五

其余与实施例三相同，不同之处在于，上述第一支撑臂与上述第二支撑臂沿水平X轴负方向依次布置，上述换电站的电池流转方法包括依次进行的如下步骤：

S5.1、换电机器人对停车平台上电动汽车的亏电电池进行拆解，同时码垛机从电池架上取出满电电池；

S5.2、判断S5.1后的上述满电电池的摆放方向与第一工序中的亏电电池的摆放方向是否一致，如是，则进入S5.3，如否，则承载机构移动至上述支撑机构的上方，码垛机的货叉带动上述满电电池沿水平X轴负方向移动至上述承载机构的上方，上述码垛机的货叉下降，上述码垛机的货叉沿水平X轴正方向抽离上述满电电池，上述承载机构带动上述满电电池旋转至第二设姿态，上述码垛机的货叉沿水平X轴负方向插入上述满电电池的下方，上述码垛机的货叉上升后带动上述满电电池沿水平X轴正向移动，进入S5.3；

S5.3、上述换电机器人带动上述亏电电池沿水平X轴正向移动至上述两条第一支撑臂之上，上述两条第一支撑臂带动上述亏电电池上升脱离上述换电机器人,上述换电机器人沿水平X轴负方向移动；

S5.4、上述码垛机的货叉组件带动上述满电电池沿水平X轴负方向移动至上述两条第二支撑臂之上，上述两条第二支撑臂带动上述满电电池上升脱离上述码垛机的货叉组件，上述码垛机的货叉组件沿水平X轴正向移动；

S5.5、上述换电机器人沿水平X轴正向移动至上述满电电池的下方，上述两条第二支撑臂带动满电电池下降到上述换电机器人上，上述换电机器人带动上述满电电池沿水平X轴负方向移动，同时上述码垛机的货叉组件沿水平X轴负方向移动至上述亏电电池的下方，上述两条第一支撑臂带动上述亏电电池下降到上述码垛机上，上述码垛机的货叉组件带动上述亏电电池沿水平X轴正向移动；

S5.6、判断S5.5后的上述亏电电池是否电池长度方向与上述码垛机的货叉伸缩方向一致且电池厚端与其将进入的电池架的出入口朝向同一侧，如是，则转至S5.7，如否，则承载机构移动至上述支撑机构的上方，码垛机的货叉带动上述亏电电池沿水平X轴负方向移动至上述承载机构的上方，上述码垛机的货叉下降，上述码垛机的货叉沿水平X轴正方向抽离上述亏电电池，上述承载机构带动上述亏电电池旋转至第一设姿态，上述码垛机的货叉沿水平X轴负方向插入上述亏电电池的下方，上述码垛机的货叉上升后带动上述亏电电池沿水平X轴正向移动，转至S5.7；

S5.7、上述换电机器人将满电电池装配到电动汽车上，同时上述码垛机将亏电电池送到电池架上。

实施例六

其余与实施例五相同，不同之处在于，上述换电站的电池流转方法包括依次进行的如下步骤：

S6.1、换电机器人对停车平台上电动汽车的亏电电池进行拆解，同时码垛机从电池架上取出满电电池；

S6.2、判断S6.1后的上述满电电池的摆放方向与第一工序中的亏电电池的摆放方向是否一致，如是，则进入S6.3，如否，则承载机构移动至上述支撑机构的上方，码垛机的货叉带动上述满电电池沿水平X轴负方向移动至上述承载机构的上方，上述码垛机的货叉下降，上述码垛机的货叉沿水平X轴正方向抽离上述满电电池，上述承载机构带动上述满电电池旋转至第二设姿态，上述码垛机的货叉沿水平X轴负方向插入上述满电电池的下方，上述码垛机的货叉上升后带动上述满电电池沿水平X轴正向移动，进入S6.3；

S6.3、上述码垛机的货叉组件带动上述满电电池沿水平X轴负方向移动至上述两条第二支撑臂之上，上述两条第二支撑臂带动上述满电电池上升脱离上述码垛机的货叉组件，上述码垛机的货叉组件沿水平X轴正向移动；

S6.4、上述换电机器人带动上述亏电电池沿水平X轴正向移动至上述两条第一支撑臂之上，上述两条第一支撑臂带动上述亏电电池上升脱离上述换电机器人,上述换电机器人沿水平X轴负方向移动；

S6.5、上述换电机器人沿水平X轴正向移动至上述满电电池的下方，上述两条第二支撑臂带动满电电池下降到上述换电机器人上，上述换电机器人带动上述满电电池沿水平X轴负方向移动，同时上述码垛机的货叉组件沿水平X轴负方向移动至上述亏电电池的下方，上述两条第一支撑臂带动上述亏电电池下降到上述码垛机上，上述码垛机的货叉组件带动上述亏电电池沿水平X轴正向移动；

S6.6、判断S6.5后上述亏电电池是否电池长度方向与上述码垛机的货叉伸缩方向一致且电池厚端与其将进入的电池架的出入口朝向同一侧，如是，则转至S6.7，如否，则承载机构移动至上述支撑机构的上方，码垛机3的货叉带动上述亏电电池沿水平X轴负方向移动至上述承载机构的上方，上述码垛机的货叉下降，上述码垛机的货叉沿水平X轴正方向抽离上述亏电电池，上述承载机构带动上述亏电电池旋转至第一设姿态，上述码垛机的货叉沿水平X轴负方向插入上述亏电电池的下方，上述码垛机的货叉上升后带动上述亏电电池沿水平X轴正向移动，转至S6.7；

S6.7、上述换电机器人将满电电池装配到电动汽车上，同时上述码垛机将亏电电池送到电池架上。

上述实施例一、实施例三以及实施例五中，电池缓存装置1能够将其接收的亏电电池暂时缓存后，先行接收满电电池，并将该满电电池交与换电机器人以利于快速完成换电作业，缩短顾客等待时间，提高用户体验。在换电机器人向车辆安装满电电池的过程中，电池缓存装置1可同时将亏电电池交与电池仓存储，不单独占用顾客等待时间。

以上为对本发明实施例的描述，通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种换电站用电池旋转装置，其特征在于，包括用于支撑定位电池的承载机构、用于安装所述承载机构的第一架体、用于带动所述第一架体绕竖直方向旋转的旋转机构以及用于安装所述旋转机构的第二架体，所述承载机构上为亏电电池时，亏电电池在所述旋转机构的带动下旋转至第一设定姿态，所述承载机构上为满电电池时，满电电池在所述旋转机构的带动下旋转至第二设定姿态，所述亏电电池为第一设定姿态时，所述亏电电池的长度方向与对其进行转运的码垛机的货叉伸缩方向一致且所述亏电电池的较厚的一端与其将进入的电池架的进出口朝向同一侧，所述满电电池为第二设定姿态时，所述满电电池的宽度方向与对其进行转运的换电机器人的移动方向一致。

2.根据权利要求1所述的换电站用电池旋转装置，其特征在于，所述旋转机构包括第一电机、第一齿轮以及齿圈，所述第一电机安装于所述第二架体上，所述第一齿轮连接于所述第一电机的动力输出轴上，所述齿圈可转动的连接于所述第一架体上且所述齿圈与所述第一齿轮啮合传动，所述第二架体连接于所述齿圈上。

3.根据权利要求1所述的换电站用电池旋转装置，其特征在于，所述电池旋转装置还包括用于带动所述第二架体沿水平方向移动的平移机构以及用于安装所述平移机构的底板，所述承载机构和所述旋转机构在所述平移机构的带动下沿水平方向移动至中转工位和离开中转工位。

4.根据权利要求3所述的换电站用电池旋转装置，其特征在于，所述第二架体为倒置L形板结构，其包括竖立板和平板，所述平板向所述中转工位的一侧凸伸。

5.根据权利要求3所述的换电站用电池旋转装置，其特征在于，所述平移机构包括第二电机、第二齿轮以及齿条，所述第二电机安装于所述第二架体上，所述第二齿轮连接于所述第二电机的动力输出轴上，所述齿条安装于所述底板上，所述第二齿轮滚动啮合于所述齿条上。

6.根据权利要求1所述的换电站用电池旋转装置，其特征在于，所述电池旋转装置与换电机器人集成在一起或各自单独设置。

7.根据权利要求1所述的换电站用电池旋转装置，其特征在于，所述电池旋转装置允许码垛机的货叉叉取其上的电池。

8.一种换电站，包括用于存储电池并为电池充电的电池架、用于停放汽车并对汽车进行举升的停车平台、用于缓存亏电电池和满电电池的电池缓存装置、用于在所述电池架与所述电池缓存装置之间转移电池的码垛机、用于在所述停车平台与所述电池缓存装置之间转移电池并对汽车进行电池拆装的换电机器人以及用于对电池进行旋转的如权利要求1至6任一所述的电池旋转装置，所述电池架具有多个电池储存位，每个所述电池储存位用于储存一块电池并为所述电池充电，所述电池储存位的宽度方向与所述码垛机的移动方向一致，所述电池储存位的长度方向与所述码垛机的货叉伸缩方向一致，所述电池旋转装置将亏电电池旋转至所述第一设定姿态或将满电电池旋转至所述第二设定姿态。

9.根据权利要求8所述的换电站，其特征在于，位于所述码垛机移动轨迹两侧的电池架的储存位层高相同。

10.根据权利要求8所述的换电站，其特征在于，所述电池旋转装置设于所述电池架的最下层空间。