CN114670737A - 移动换电车及换电方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种移动换电车及换电方法，其中，移动换电车包括底盘(1)；起重臂(2)，设在底盘(1)上，且绕起重臂(2)的第一端与底盘(1)的连接点可转动；伸缩臂(3)，伸缩臂(3)的第一端与起重臂(2)的第二端铰接，以实现伸缩臂(3)在竖直平面内转动，伸缩臂(3)被配置为实现伸出与缩回；回转机构(4)，与伸缩臂(3)的第二端连接，被配置为通过动力输出部输出旋转运动；第一驱动部件(5)，设在伸缩臂(3)的第二端，被配置为驱动回转机构(4)相对于伸缩臂(3)在竖直平面内进行俯仰运动；和换电机构(6)，设置于动力输出部，被配置为实现与电池箱(7)的连接与分离。

Description

移动换电车及换电方法

技术领域

本公开涉及电动工程机械换电领域，尤其涉及一种移动换电车及换电方法。

背景技术

在国家“碳达峰、碳中和”目标推动下，以电能等清洁能源介质驱动的工程机械研发与应用成为推动新能源技术变革的重要途径。

目前，在隧道内进行作业的电动工程机械设备(以下简称设备)比如电动挖掘机和电动装载机等，由于受电池能量密度的限制，设备一次充电后使用时间有限，当电量耗尽后有两种选择，一是直接充电，二是更换电池。在长深隧道环境下，随着作业面不断推进，将不具备往返于洞外进行电能补给的可行性。而在隧道洞内设置固定充电设备，需配套制定相关的安全标准和操作规程，实施难度大、周期长。

发明内容

本公开的实施例提供了一种移动换电车及换电方法，能够将电池箱送到需要更换电池箱的用电装置处，提高换电效率。

根据本公开的一方面，提出一种移动换电车，包括：

底盘；

起重臂，设在底盘上，且绕起重臂的第一端与底盘的连接点可转动；

伸缩臂，伸缩臂的第一端与起重臂的第二端铰接，以实现伸缩臂在竖直平面内转动，伸缩臂被配置为实现伸出与缩回；

回转机构，与伸缩臂的第二端连接，被配置为通过动力输出部输出旋转运动；

第一驱动部件，设在伸缩臂的第二端，被配置为驱动回转机构相对于伸缩臂在竖直平面内进行俯仰运动；和

换电机构，设置于动力输出部，被配置为实现与电池箱的连接与分离。

在一些实施例中，移动换电车还包括：

驾驶室；

其中，连接点位于靠近驾驶室的位置，底盘上设有第一区域和第二区域，第一区域用于放置从用电装置上拆下的电池箱，第二区域用于放置待安装于用电装置的电池箱，第一区域和第二区域均位于连接点的远离驾驶室的一侧。

在一些实施例中，第一区域与第二区域沿移动换电车的长度方向并排设置。

在一些实施例中，第一区域和第二区域均设有锁紧装置，锁紧装置用于锁紧电池箱。

在一些实施例中，回转机构包括：

第一安装件，相对于伸缩臂的第二端在竖直平面内可转动地连接；

第二驱动部件，设在第一安装件上；

第一齿轮，与第二驱动部件的输出端连接；

第二齿轮，可转动地连接于第一安装件并与第一齿轮啮合，第二齿轮作为动力输出部；和

第二安装件，与第二齿轮远离第一安装件的端面固定连接；

其中，换电机构通过第二安装件安装于第二齿轮。

在一些实施例中，移动换电车还包括：

第三安装件，固定连接于伸缩臂的第二端，且第三安装件与第一安装件通过销轴可转动地连接；

其中，第一驱动部件为直线驱动部件，第一驱动部件的第一端与伸缩臂的第二端铰接，第一驱动部件的第二端与第一安装件铰接，以驱动第一安装件绕销轴在竖直平面内俯仰运动。

在一些实施例中，换电机构包括：基体和至少一组夹持机构，夹持机构包括：

两个曲轴，各自的第一端均可转动地安装于基体；

连杆，其两端分别与两个曲轴各自的第二端可转动地连接，连杆与两个曲轴形成曲柄连杆机构；

两个卡合部，分别连接于两个曲轴各自的第一端；和

第三驱动部件，被配置为驱动连杆沿其长度方向移动带动两个卡合部转动，以实现卡合部与电池箱的卡合与脱离。

在一些实施例中，换电机构包括两组夹持机构；

其中，两组夹持机构沿第一方向间隔设置，夹持机构的两个曲轴沿第二方向间隔设置，第二方向垂直于第一方向。

在一些实施例中，换电机构还包括：

导向块，具有楔形截面，被配置为实现和电池箱上的导向槽的配合。

在一些实施例中，起重臂被配置为实现在水平面内绕起重臂的第一端与底盘的连接点转动。

在一些实施例中，移动换电车还包括：

两个液压支腿，设在底盘上的左右两侧，被配置为在移动换电车执行换电作业时左右伸出以提供支撑。

根据本公开的另一方面，提出一种基于上述实施例的换电方法，包括：

将移动换电车开至用电装置附近；

通过移动换电车将从用电装置上拆下的电池箱吊装至底盘上的第一区域；

通过移动换电车将底盘上的第二区域中待安装于用电装置的电池箱吊装至用电装置上的电池箱安装位。

在一些实施例中，将移动换电车开至用电装置附近还包括：

将移动换电车开至用电装置的侧面，并使第一区域与用电装置的电池箱安装位在底盘的长度方向上对正。

在一些实施例中，在通过移动换电车将底盘上的第二区域中待安装于用电装置的电池箱吊装至用电装置上的电池箱安装位之前，换电方法还包括：

将移动换电车向前或向后移动，使第二区域与用电装置的电池箱安装位在底盘的长度方向上对正。

在一些实施例中，换电方法还包括：

在电池箱位于第一区域或第二区域的情况下，利用底盘上的锁紧装置锁紧电池箱。

基于上述技术方案，本公开实施例的移动换电车，结构简单可靠，能够将电池箱送到需要更换电池箱的用电装置处，换电机构在回转机构和第一驱动部件的配合下能够实现圆周转动和俯仰摆动，可快速灵活地实现与电池箱的对中，从而实现与电池箱的快速连接与分离，提高换电效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本申请的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：

图1为本公开移动换电车的一些实施例的结构示意图。

图2为本公开移动换电车的一些实施例执行换电作业的示意图。

图3为本公开移动换电车的一些实施例中局部结构的第一视角的放大图。

图4为本公开移动换电车的一些实施例中局部结构的第二视角的放大图。

附图标记说明

1、底盘；2、起重臂；3、伸缩臂；4、回转机构；5、第一驱动部件；6、换电机构；7、电池箱；8、用电装置；9、驾驶室；10、液压支腿；

401、第一安装件；402、第二安装件；403、第三安装件；404、销轴；405、第二驱动部件；406、第一齿轮；407、第二齿轮；

601、曲轴；602、连杆；603、卡合部；604、导向块；605、第三驱动部件；606、基体。

具体实施方式

以下详细说明本公开。在以下段落中，更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合，除非明确指出不可组合。尤其是，被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征组合。

本公开中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。

在本公开的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”和“右”等指示的方位或位置关系为基于底盘、移动换电车或电池箱等为基准进行定义，仅是为了便于描述本公开，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开保护范围的限制。

在一些示意性的实施例中，如图1和图2所示，移动换电车包括：

底盘1；

起重臂2，设在底盘1上，且绕起重臂2的第一端与底盘1的连接点可转动；

伸缩臂3，伸缩臂3的第一端与起重臂2的第二端铰接，以实现伸缩臂3在竖直平面内转动，伸缩臂3被配置为实现伸出与缩回；

回转机构4，与伸缩臂3的第二端连接，被配置为通过动力输出部输出旋转运动；

第一驱动部件5，设在伸缩臂3的第二端，被配置为驱动回转机构4相对于伸缩臂3在竖直平面内进行俯仰运动；和

换电机构6，设置于动力输出部，被配置为实现与电池箱7的连接与分离。

具体地，底盘1上可以有一个或多个放置从用电装置8上拆下的电池箱7的区域和放置待安装于用电装置8的电池箱7的区域，以便于电池箱7的放置与更换。

可选地，用电装置8可以是适合顶吊式换电原理进行换电的任意电动工程机械设备，尤其是在隧道内进行作业的电动工程机械设备。例如，电动挖掘机或电动装载机等，从其结构形式来说，此类电动工程机械设备适合顶吊式换电，电池箱7需从上方垂直放置到设备的底座上。

可选地，起重臂2和伸缩臂3可以由任意驱动装置进行驱动，以实现起重臂2的旋转运动和伸缩臂3的旋转运动与伸缩运动，如电机驱动或液压驱动等。

例如，起重臂2与伸缩臂3上可通过分别设置油缸铰点进行驱动，起重臂2可在油缸作用下绕起重臂2的第一端与底盘1的连接点转动，伸缩臂3可在油缸作用下在竖直平面内俯仰运动以实现竖直方向的吊装作业。

例如，伸缩臂3为一级或多级伸缩臂，可在伸缩油缸作用下实现伸出与缩回，以满足对任意距离的用电装置8上的电池箱7的吊装，增大吊装作业的覆盖范围，例如，满足对远距离的用电装置8上的电池箱7的吊装或满足对近距离的底盘1上靠近驾驶室9的电池箱7的吊装。

可选地，回转机构4的动力输出部可以是齿轮、电机输出轴等任意进行动力传递和输出的部件。第一驱动部件5可以是直线驱动部件，例如液压油缸或电动推杆等驱动部件。

可选地，换电机构6与电池箱7的连接与分离可以以任意方式实现，以完成吊装作业。例如，可以是电磁吸附的方式，可以是换电机构6上的夹持机构与电池箱7的配合部件相配合的方式，还可以是销接等其他连接方式。

具体地，回转机构4输出的旋转运动能够实现换电机构6的回转动作，以保证换电机构6在吊装作业时与任意方向的电池箱7实现对中，进而实现换电机构6与电池箱7的连接与分离。在一些具体的实施例中，可以是保证换电机构6在吊装作业时与任意方向的电池箱7上的吊装孔或吊装横梁等配合部件实现对中。

具体地，第一驱动部件5驱动回转机构4相对于伸缩臂3在竖直平面内进行俯仰运动，动力输出部上设置换电机构6，即第一驱动部件5能带动换电机构6实现在竖直平面进行俯仰运动，又叫做俯仰摆动。在用电装置8所处位置偏离水平面的情况下，用电装置8上的待更换的电池箱7的吊装端面也将偏离水平面，此时换电机构6的俯仰摆动能够进一步保证在吊装作业时与任意平面内的电池箱7的吊装端面实现对中，提高换电效率。在一些具体的实施例中，可以是保证换电机构6在吊装作业时与任意平面内的电池箱7的吊装端面上的吊装孔或吊装横梁等配合部件实现对中。

该实施例的起重臂2可绕底盘1实现大角度转动，以增大吊装作业范围，实现移动换电车左右两侧的换电；通过伸缩臂3的伸缩，实现更远距离的换电或移动换电车后侧的换电；通过回转机构4和第一驱动部件5的配合，换电机构6能够实现圆周转动和俯仰摆动，有利于快速实现与任意角度、任意位置的用电装置8上待更换的电池箱7进行对中配合。该实施例的移动换电车能够降低对用电装置8停放位置和停放角度的要求，提高移动换电车对用电装置8停放区域的适配性，实现与电池箱的快速连接与分离，提高换电效率。

该实施例的移动换电车结构简单，操作方便，稳定性高，换电过程不需要使用任何辅助工具，能够快速实现与电池箱的对中，提高电池箱7的换电效率，进而提高用电装置8的作业效率。

在一些实施例中，如图1和图2所示，移动换电车还包括：

驾驶室9；

其中，连接点位于靠近驾驶室9的位置，底盘1上设有第一区域和第二区域，第一区域用于放置从用电装置8上拆下的电池箱7，第二区域用于放置待安装于用电装置8的电池箱7，第一区域和第二区域均位于连接点的远离驾驶室9的一侧。

具体地，该实施例中从用电装置8上拆下的电池箱7可以是已耗尽电量的电池箱7或工作故障的电池箱7，待安装于用电装置8的电池箱7可以是充满电的电池箱7或工作正常的电池箱7。

可选地，第一区域和第二区域可以有多个，可以连续设置也可以间隔设置，可以沿移动换电车的长度方向并排设置也可以沿移动换电车的宽度方向并排设置。

该实施例通过将连接点设在靠近驾驶室9的位置，将第一区域和第二区域均设在位于连接点的远离驾驶室9的一侧，能够将起重臂2在平面范围内的摆动范围从360度限制到180度，减小起重臂2的摆动范围，进而减小移动换电车的作业范围，既可以避免大范围的回转运动可能带来的应力磨损，还可以使移动换电车适用于长深隧道等狭窄空间，延长移动换电车的使用寿命和提高移动换电车的环境适配性。

在一些实施例中，第一区域与第二区域沿移动换电车的长度方向并排设置。

该实施例中通过将第一区域和第二区域沿移动换电车的长度方向并排设置，进一步减小移动换电车的宽度，使其适用于长深隧道等狭窄空间，提高移动换电车移动的灵活性和环境适配性。同时移动换电车宽度的减小能够使用电装置更加靠近底盘1的侧面，从而减少伸缩臂3的使用频次，降低伸缩臂3损坏的频率，延长移动换电车的使用寿命。

在一些具体的实施例中，第一区域和第二区域都只能容纳一个电池箱7，即底盘1为两桥底盘，有两个电池箱7存放位置，可一次实现一个电池箱7的更换，以进一步减小移动换电车的长度，提高移动换电车移动的灵活性和环境适配性。同时移动换电车长度的减小能够使用电装置更加靠近底盘1的后面，从而减少伸缩臂3的使用频次，降低伸缩臂3损坏的频率，延长移动换电车的使用寿命。

在一些实施例中，第一区域和第二区域均设有锁紧装置，锁紧装置用于锁紧电池箱7。

可选地，移动换电车在将用电装置8上的电池箱7转移到第一区域后，就先将第一区域的电池箱7锁紧，然后再将第二区域的电池箱7安装于用电装置8。或者，第一区域的电池箱7也可在第二区域的电池箱7安装于用电装置8之后被锁紧。

可选地，锁紧装置可以是卡扣式锁紧装置、弹片式锁紧装置、导轨式锁紧装置等任意具有锁紧功能的锁紧装置，锁紧装置可以是自动锁紧与解锁的，例如利用电池箱7的自重进行锁紧，也可以是手动锁紧与解锁的。

该实施例的锁紧装置，能够保证底盘1在颠簸路段等运输电池箱7的稳定性和安全性，使电池箱7不会从底盘1发生意外松脱；而且还能保证在不平坦的地面换电时的可靠性。

在一些实施例中，如图3和图4所示，回转机构4包括：

第一安装件401，相对于伸缩臂3的第二端在竖直平面内可转动地连接；

第二驱动部件405，设在第一安装件401上；

第一齿轮406，与第二驱动部件405的输出端连接；

第二齿轮407，可转动地连接于第一安装件401并与第一齿轮406啮合，第二齿轮407作为动力输出部；和

第二安装件402，与第二齿轮407远离第一安装件401的端面固定连接；

其中，换电机构6通过第二安装件402安装于第二齿轮407。

具体地，由该实施例中的连接关系可知，回转机构4和换电机构6相对于伸缩臂3的第二端在竖直平面内可转动地连接，由于第二驱动部件405输出的旋转运动，第一齿轮406、第二齿轮407、第二安装件402和换电机构6相对于伸缩臂3的第二端在水平面内可做回转运动。例如，第二驱动部件405可以为电机或马达等。

可选地，第一齿轮406和第二齿轮407可以依空间和动力输出部的具体形式设置成不同大小。为了提高换电机构6在换电过程中回转角度调节的精度，第一齿轮406的直径小于第二齿轮407，以实现减速传动。

该实施例的回转机构4，能带动换电机构6做回转运动，以保证换电机构6在吊装作业时与任意方向的电池箱7实现对中，进而实现换电机构6与电池箱7的连接与分离。

在一些实施例中，如图3和图4所示，移动换电车还包括：

第三安装件403，固定连接于伸缩臂3的第二端，且第三安装件403与第一安装件401通过销轴404可转动地连接；

其中，第一驱动部件5为直线驱动部件，第一驱动部件5的第一端与伸缩臂3的第二端铰接，第一驱动部件5的第二端与第一安装件401铰接，以驱动第一安装件401绕销轴404在竖直平面内俯仰运动。

可选地，第一驱动部件5可以是液压油缸或电动推杆等。

若电池箱7在用电装置8上安装于预设深度的定位槽内，由于伸缩臂3在进行俯仰运动时其端部的运动轨迹为圆弧形，在从定位槽内取出或放入电池箱7时会与定位槽的侧壁干涉，因此，在换电过程中，需要通过第一驱动部件5驱动伸缩臂3俯仰运动以及伸缩臂3的伸缩实现换电。具体地，在从用电装置8上取出电池箱7时，需要使伸缩臂3抬起并配合伸缩臂3伸出，在将电池箱7放置于用电装置8上时，需要使伸缩臂3降落并配合伸缩臂3缩回。

该实施例的第一驱动部件5能带动第三安装件403进而带动换电机构6相对于伸缩臂3的第二端在竖直平面进行俯仰动作，又叫做俯仰摆动。在用电装置8所处位置偏离水平面的情况下，用电装置8上的待更换的电池箱7的吊装端面也将偏离水平面，此时换电机构6的俯仰摆动能够进一步保证在吊装作业时与任意平面内的电池箱7的吊装端面实现对中，提高换电效率。

在一些实施例中，如图3和图4所示，换电机构6包括：基体606和至少一组夹持机构，夹持机构包括：

两个曲轴601，各自的第一端均可转动地安装于基体606；

连杆602，其两端分别与两个曲轴601各自的第二端可转动地连接，连杆602与两个曲轴601形成曲柄连杆机构；

两个卡合部603，分别连接于两个曲轴601各自的第一端；和

第三驱动部件605，被配置为驱动连杆602沿其长度方向移动带动两个卡合部603转动，以实现卡合部603与电池箱7的卡合与脱离。

可选地，曲轴601可以是圆形结构，也可以是卵圆形结构。可选地，电池箱7上可设置吊装孔或吊装横梁等配合部件与换电机构6的卡合部603配合，以实现夹持机构与电池箱7的吊装连接。可选地，第三驱动部件605为液压缸、气缸或电动推杆等，由控制机构(图中未示出)进行控制。

例如，在第三驱动部件605的驱动下，连杆602沿其长度方向(y方向)做往复移动，同步带动两个曲轴601绕转轴转动，转轴方向与第二齿轮407的轴线方向一致，从而带动卡合部603向外转动以实现卡合部603与电池箱7的卡合，向内转动复位以实现卡合部603与电池箱7的脱离。

可选地，夹持机构的连杆602相对于基体606可以设在中间位置，也可以相对基体606设在对角线上，夹持机构可以为一组，也可以为多组，以实现夹持机构对电池箱7的稳定夹持为准。可选地，基体606可以是提供支撑空间的框架结构。

该实施例的换电机构6，能够在第三驱动部件605的驱动下，利用曲柄连杆机构的运动原理，快速实现换电机构6与电池箱7的扭锁式连接与分离，操作简单快捷。同时在换电过程中该换电机构锁紧牢固，能够避免电池箱7晃动，相对于吊绳钩锁等连接方式稳定性更高。

在一些实施例中，如图3和图4所示，换电机构6包括两组夹持机构；

其中，两组夹持机构沿第一方向x间隔设置，夹持机构的两个曲轴601沿第二方向y间隔设置，第二方向y垂直于第一方向x。

该实施例通过设置两组夹持机构，能够在电池箱7的四角同时实现对电池箱7的夹持，能够提高换电作业的稳定性和安全性。

在一些实施例中，如图3和图4所示，换电机构6还包括：

导向块604，具有楔形截面，被配置为实现和电池箱7上的导向槽的配合。

具体地，在实现卡合部603与电池箱7的卡合前，先由导向块604和电池箱7上的导向槽配合以实现导向对中。

可选地，导向块604的数量可与卡合部603的数量一致，例如，都设置四个，导向块604可设在基体606上相对于卡合部603的外端，以提高导向块604的导向精度。

该实施例的换电机构6在导向块604与导向槽的配合下，能够实现换电机构6与电池箱7的快速定位，辅助提高与电池箱7的对中准确性，提高换电效率。

在一些实施例中，起重臂2被配置为实现在水平面内绕起重臂2的第一端与底盘1的连接点转动。

该实施例通过将起重臂2的转动限制在水平面内，能够减小起重臂2的动作幅度，在满足吊装功能的同时，能够使移动换电车适用于长深隧道等狭窄空间，提高移动换电车的环境适配性。

在一些实施例中，如图1和图2所示，移动换电车还包括：

两个液压支腿10，设在底盘1上的左右两侧，被配置为在移动换电车执行换电作业时左右伸出以提供支撑。

该实施例的可左右伸出的液压支腿10用以在更换电池箱7时增加底盘1的抗倾覆能力；同时通过设置液压支腿10，能够最大程度保持底盘1位于水平面内，即最大程度保持电池箱7的吊装端面位于水平面内，方便换电机构6与电池箱7的对中，提高换电效率。

其次，本公开提供了一种基于上述实施例的移动换电车的换电方法，包括：

将移动换电车开至用电装置8附近；

通过移动换电车将从用电装置8上拆下的电池箱7吊装至底盘1上的第一区域；

通过移动换电车将底盘1上的第二区域中待安装于用电装置8的电池箱7吊装至用电装置8上的电池箱安装位。

具体地，执行吊装作业时通过移动换电车的换电机构6实现与电池箱7的连接。

该实施例的换电方法操作方便，稳定性高，换电过程不需要使用任何辅助工具，能够快速实现与电池箱7的更换，进而提高用电装置8的使用效率和生产效率。

在一些实施例中，将移动换电车开至用电装置8附近还包括：

将移动换电车开至用电装置8的侧面，并使第一区域与用电装置8的电池箱安装位在底盘1的长度方向上对正。

在用电装置8的侧面进行换电，能够减小对伸缩臂3伸缩极限行程的要求，抗倾翻能力更好。同时在长深隧道等狭窄空间，在作业平面附近，电动工程机械等用电装置8多在一条直线上作业，从侧面进行换电有更大的操作空间，无需用电装置8挪动位置。

该实施例通过使底盘1的第一区域与用电装置8的电池箱安装位在底盘1的长度方向上对正，能够缩短吊装距离，既能节省能源，提高换电效率，又能减少伸缩臂3的使用频次，降低伸缩臂3损坏的频率，延长移动换电车的使用寿命。

在一些实施例中，在通过移动换电车将底盘1上的第二区域中待安装于用电装置8的电池箱7吊装至用电装置8上的电池箱安装位之前，换电方法还包括：

将移动换电车向前或向后移动，使第二区域与用电装置8的电池箱安装位在底盘1的长度方向上对正。

该实施例通过将移动换电车向前或向后移动，使底盘1的第二区域与用电装置8的电池箱安装位在底盘1的长度方向上对正，能够缩短吊装距离，既能节省能源，提高换电效率，又能减少伸缩臂3的使用频次，降低伸缩臂3损坏的频率，延长移动换电车的使用寿命。

在一些实施例中，换电方法还包括：

在电池箱7位于第一区域或第二区域的情况下，利用底盘1上的锁紧装置锁紧电池箱7。

该实施例的换电方法通过锁紧装置锁紧电池箱7，能够保证底盘1在颠簸路段等运输电池箱7的稳定性和安全性，使电池箱7不会从底盘1发生意外松脱。

下面将结合图1至图4，对本公开的换电方法进行具体说明。在一些实施例中，换电方法包括：

将移动换电车开至用电装置8的侧面，移动换电车和用电装置8在长度方向上可一致，并使第一区域与用电装置8的电池箱安装位在底盘1的长度方向上对正；

使两个液压支腿10左右伸出以提供支撑；

通过起重臂2和伸缩臂3驱动换电机构6移动到用电装置8上的待更换的电池箱7的吊装端面处，通过回转机构4和第一驱动部件5驱动换电机构6进行圆周转动和俯仰摆动以实现换电机构6的换电端面和电池箱7的吊装端面两个端面间隔对中；

通过导向块604辅助对中，通过起重臂2和伸缩臂3驱动换电机构6与电池箱7对中，通过第三驱动部件605驱动连杆602沿其长度方向移动带动两个卡合部603转动，以实现卡合部603与电池箱7的卡合；

切断用电装置8上与电池箱7相连的电气接插件，松开用电装置8上锁固电池箱7的锁紧装置(图中未示出)；

通过移动换电车将从用电装置8上拆下的电池箱7吊装至底盘1上的第一区域；

锁紧底盘1上的位于第一区域的锁紧电池箱7的锁紧装置；

将移动换电车向前或向后移动，使第二区域与用电装置8的电池箱安装位在底盘1的长度方向上对正；

松开底盘1上的位于第二区域的锁紧电池箱7的锁紧装置；

通过移动换电车将底盘1上的第二区域中待安装于用电装置8的电池箱7吊装至用电装置8上的电池箱安装位；

通过第三驱动部件605驱动连杆602沿其长度方向移动带动两个卡合部603转动，以实现卡合部603与电池箱7的分离；

锁紧用电装置8上锁固电池箱7的锁紧装置；

使两个液压支腿10左右缩回以收起液压支腿10；

将移动换电车开出隧道洞外待充电位置处，并将第二区域的电池箱7吊装至充电位置进行充电。

至此，完成了整套换电流程，实现了电池的往复循环利用。

在一些实施例中，通过在移动换电车上设置定位传感器和中央处理器组件，可以通过编程实现对上述实施例的换电方法的自动化。

以上对本公开所提供的一种移动换电车及换电方法进行了详细介绍。本文中应用了具体的实施例对本公开的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本公开的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开原理的前提下，还可以对本公开进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本公开权利要求的保护范围内。

Claims (15)

1.一种移动换电车，其特征在于，包括：

底盘(1)；

起重臂(2)，设在所述底盘(1)上，且绕所述起重臂(2)的第一端与所述底盘(1)的连接点可转动；

伸缩臂(3)，所述伸缩臂(3)的第一端与所述起重臂(2)的第二端铰接，以实现伸缩臂(3)在竖直平面内转动，所述伸缩臂(3)被配置为实现伸出与缩回；

回转机构(4)，与所述伸缩臂(3)的第二端连接，被配置为通过动力输出部输出旋转运动；

第一驱动部件(5)，设在所述伸缩臂(3)的第二端，被配置为驱动所述回转机构(4)相对于所述伸缩臂(3)在竖直平面内进行俯仰运动；和

换电机构(6)，设置于所述动力输出部，被配置为实现与电池箱(7)的连接与分离。

2.根据权利要求1所述的移动换电车，其特征在于，还包括：

驾驶室(9)；

其中，所述连接点位于靠近所述驾驶室(9)的位置，所述底盘(1)上设有第一区域和第二区域，所述第一区域用于放置从用电装置(8)上拆下的电池箱(7)，所述第二区域用于放置待安装于所述用电装置(8)的电池箱(7)，所述第一区域和所述第二区域均位于所述连接点的远离所述驾驶室(9)的一侧。

3.根据权利要求2所述的移动换电车，其特征在于，所述第一区域与所述第二区域沿所述移动换电车的长度方向并排设置。

4.根据权利要求2所述的移动换电车，其特征在于，所述第一区域和所述第二区域均设有锁紧装置，所述锁紧装置用于锁紧所述电池箱(7)。

5.根据权利要求1所述的移动换电车，其特征在于，所述回转机构(4)包括：

第一安装件(401)，相对于所述伸缩臂(3)的第二端在竖直平面内可转动地连接；

第二驱动部件(405)，设在所述第一安装件(401)上；

第一齿轮(406)，与所述第二驱动部件(405)的输出端连接；

第二齿轮(407)，可转动地连接于所述第一安装件(401)并与所述第一齿轮(406)啮合，所述第二齿轮(407)作为所述动力输出部；和

第二安装件(402)，与所述第二齿轮(407)远离所述第一安装件(401)的端面固定连接；

其中，所述换电机构(6)通过所述第二安装件(402)安装于所述第二齿轮(407)。

6.根据权利要求5所述的移动换电车，其特征在于，还包括：

第三安装件(403)，固定连接于所述伸缩臂(3)的第二端，且所述第三安装件(403)与所述第一安装件(401)通过销轴(404)可转动地连接；

其中，所述第一驱动部件(5)为直线驱动部件，所述第一驱动部件(5)的第一端与所述伸缩臂(3)的第二端铰接，所述第一驱动部件(5)的第二端与所述第一安装件(401)铰接，以驱动所述第一安装件(401)绕所述销轴(404)在竖直平面内俯仰运动。

7.根据权利要求1所述的移动换电车，其特征在于，所述换电机构(6)包括：基体(606)和至少一组夹持机构，所述夹持机构包括：

两个曲轴(601)，各自的第一端均可转动地安装于所述基体(606)；

连杆(602)，其两端分别与两个所述曲轴(601)各自的第二端可转动地连接，所述连杆(602)与两个所述曲轴(601)形成曲柄连杆机构；

两个卡合部(603)，分别连接于两个所述曲轴(601)各自的第一端；和

第三驱动部件(605)，被配置为驱动所述连杆(602)沿其长度方向移动带动两个所述卡合部(603)转动，以实现所述卡合部(603)与所述电池箱(7)的卡合与脱离。

8.根据权利要求7所述的移动换电车，其特征在于，所述换电机构(6)包括两组所述夹持机构；

其中，两组所述夹持机构沿第一方向(x)间隔设置，所述夹持机构的两个所述曲轴(601)沿第二方向(y)间隔设置，所述第二方向(y)垂直于所述第一方向(x)。

9.根据权利要求7所述的移动换电车，其特征在于，所述换电机构(6)还包括：

导向块(604)，具有楔形截面，被配置为实现和电池箱(7)上的导向槽的配合。

10.根据权利要求1～9任一项所述的移动换电车，其特征在于，所述起重臂(2)被配置为实现在水平面内绕所述起重臂(2)的第一端与所述底盘(1)的连接点转动。

11.根据权利要求1～9任一项所述的移动换电车，其特征在于，还包括：

两个液压支腿(10)，设在所述底盘(1)上的左右两侧，被配置为在所述移动换电车执行换电作业时左右伸出以提供支撑。

12.一种基于权利要求1～11任一项所述的移动换电车的换电方法，其特征在于，包括：

将所述移动换电车开至用电装置(8)附近；

通过所述移动换电车将从所述用电装置(8)上拆下的电池箱(7)吊装至所述底盘(1)上的第一区域；

通过所述移动换电车将所述底盘(1)上的第二区域中待安装于所述用电装置(8)的电池箱(7)吊装至所述用电装置(8)上的电池箱安装位。

13.根据权利要求12所述的换电方法，其特征在于，将所述移动换电车开至用电装置(8)附近还包括：

将所述移动换电车开至所述用电装置(8)的侧面，并使所述第一区域与所述用电装置(8)的电池箱安装位在所述底盘(1)的长度方向上对正。

14.根据权利要求12所述的换电方法，其特征在于，在通过所述移动换电车将所述底盘(1)上的第二区域中待安装于所述用电装置(8)的电池箱(7)吊装至所述用电装置(8)上的电池箱安装位之前，所述换电方法还包括：

将所述移动换电车向前或向后移动，使所述第二区域与所述用电装置(8)的电池箱安装位在所述底盘(1)的长度方向上对正。

15.根据权利要求12～14任一项所述的换电方法，其特征在于，还包括：

在电池箱(7)位于所述第一区域或所述第二区域的情况下，利用所述底盘(1)上的锁紧装置锁紧所述电池箱(7)。

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