CN115284962A - 换电机器人及换电站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换电机器人和换电站。换电机器人包括机架、地面行走机构、吊取机构和偏转机构，地面行走机构设置于机架的底部，并用于驱动机架在地面上移动；吊取机构设置于机架上，并用于与电动汽车的电池箱上的吊装部相配合以吊取电池箱；偏转机构与吊取机构连接并驱动吊取机构偏转，以使吊取机构对齐吊装部。地面行走机构能够提高换电机器人工作场地的范围，提高换电机器人的灵活性，便于配合电动汽车完成换电工作。在偏转机构的作用下，设于机架上的吊取机构能够发生偏转，从而即使电动汽车停放位置有误差，吊取机构依然能够对准电池箱的吊装部，实现对电池箱的更换，降低了换电机器人对电动汽车停放位置精度的要求。

Description

换电机器人及换电站

技术领域

本发明涉及电动汽车领域，特别涉及一种换电机器人及换电站。

背景技术

现有电动汽车的电池箱设置方式一般分为固定式和可换式，其中，固定式电池一般是固定在车辆上，在充电时直接以车辆作为充电对象。而可换式的电池箱一般通过活动安装的方式被固定在车辆的托架上。电池箱可以被取下，以单独对电池箱进行更换或充电操作。更换下的电池箱充电完毕后，再重新安装在车辆上。

对于电动卡车而言，特别是电动重卡，电动卡车的电池箱通常采用可换式。换电站内的换电设备可以完成电池箱的更换。

在换电过程中，电动卡车的停放位置要求严格，通常需要电动卡车停放在预设区域内，如有偏差，换电设备将难以对准电池箱，从而导致电动卡车无法顺利完成换电。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中换电设备对电动汽车停放位置要求高的上述缺陷，提供一种换电机器人及换电站。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种换电机器人，用于对电动汽车换电，所述换电机器人包括：机架、地面行走机构、吊取机构和偏转机构，地面行走机构设置于所述机架的底部，并用于驱动所述换电机器人在地面上移动；吊取机构设置于所述机架上，并用于与电动汽车的电池箱上的吊装部相配合以吊取所述电池箱；所述偏转机构与所述吊取机构连接并驱动所述吊取机构偏转，以使所述吊取机构对齐所述吊装部。

在本方案中，通过设置地面行走机构，换电机器人可在地面上行走，能够提高换电机器人工作场地的范围，提高换电机器人的灵活性，便于配合电动汽车完成换电工作，相较于空中行走的换电机器人，本方案中的换电机器人便于安装，能够减少外部框架尺寸及强度，结构更加紧凑。在偏转机构的作用下，设于机架上的吊取机构能够发生偏转，从而即使电动汽车停放位置有误差，也可以通过偏转机构调节吊取机构的角度，以使吊取机构对准电池箱的吊装部，实现对电池箱的更换，降低了换电机器人对电动汽车停放位置精度的要求，能够提高电动汽车换电的效率。

较佳地，所述机架上设有偏转架，所述吊取机构设于所述偏转架上，所述偏转机构驱动所述偏转架偏转并带动所述吊取机构偏转。

在本方案中，通过采用以上结构，偏转机构驱动偏转架偏转并带动吊取机构偏转，便于实现对吊取机构的控制。

较佳地，所述偏转架通过枢转轴设于所述机架，所述偏转机构连接于所述偏转架，并驱动所述偏转架绕所述枢转轴转动。

在本方案中，通过绕枢转轴转动，实现吊取机构的调整，调整过程稳定。

较佳地，所述吊取机构穿设所述枢转轴，并通过所述枢转轴枢设于所述机架。

在本方案中，吊取机构通过所述枢转轴枢机架，便于吊取机构的起吊动作与偏转机构的偏转动作的协调，能够简化机构设置。

较佳地，所述枢转轴包括固定轴承座和轴承，所述固定轴承座套设所述轴承，所述轴承座设于所述偏转架上，所述轴承设于所述机架上。

在本方案中，枢转轴设置为包括固定轴承座和轴承，能够降低枢转过程的阻力。

较佳地，所述偏转机构包括驱动部和第一传动部，所述驱动部设于所述偏转架上，所述偏转架通过所述第一传动部与所述机架传动连接，所述驱动部驱动所述偏转架相对于所述机架偏转。

在本方案中，偏转机构设置为包括驱动部和第一传动部，驱动部通过第一传动部驱动偏转架相对于机架偏转，结构简单，动力传递效率高。

较佳地，所述驱动部包括偏转电机组件，传动部包括第一齿轮组件与第一齿条组件，所述偏转电机组件与所述第一齿轮组件设于所述偏转架，所述第一齿条组件设于所述机架，所述偏转电机组件用于驱动所述第一齿轮组件转动，以使所述偏转架相对于所述第一齿条组件移动。

在本方案中，偏转机构结构简单，偏转电机组件驱动第一齿轮组件相对于第一齿条组件转动，从而使偏转架相对于机架偏转，转动过程平稳、可靠，并且调整角度的精度更高，以保证吊取机构能够对准电池箱的吊装部。

较佳地，所述换电机器人还包括滚动支撑件，所述滚动支撑件设于所述偏转架，所述吊取机构通过所述滚动支撑件与所述机架滚动连接。

在本方案中，降低吊取机构相对于机架部转动的阻力，提高调整过程中的稳定性。

较佳地，所述换电机器人还包括连接件，所述滚动支撑件通过所述连接件设于所述偏转架。

在本方案中，连接件可以提高滚动支撑件设置位置的灵活性。

较佳地，所述滚动支撑件设于所述偏转架的远离所述枢转轴的一端。

在本方案中，滚动支撑件远离枢转轴，从而滚动支撑件移动的单位距离对应更小的转动角度，进而能够更加精准地控制吊取机构偏转。

较佳地，所述吊取机构包括第一驱动组件及吊钩组件，所述第一驱动组件驱动连接于所述吊钩组件，所述第一驱动组件用于驱使所述吊钩组件沿竖直方向移动。

在本方案中，吊取机构设置为包括第一驱动组件及吊钩组件，第一驱动组件驱使吊钩组件沿竖直方向移动，结构简单、可靠。

较佳地，所述第一驱动组件与所述吊钩组件一一对应设置。

在本方案中，第一驱动组件与吊钩组件一一对应设置，更加利于将电池箱保持在水平状态，使得电池箱的吊取更加平稳。

较佳地，所述第一驱动组件为电缸组件或电动葫芦组件。

在本方案中，电缸组件或电动葫芦组件驱动吊钩组件吊起或放下电池箱。

较佳地，所述吊取机构的数量为两套，所述偏转机构设于两套所述吊取机构之间。

在本方案中，两套吊取机构同时吊取电池箱，吊取过程更加稳定、可靠，偏转机构设于两套吊取机构之间，便于调节吊装机构的角度。

较佳地，所述机架上还设有导向架，所述导向架的一端与所述机架相连接，所述导向架的另一端具有导向孔；所述吊钩组件具有插入轴，所述导向孔用于插设所述插入轴以固定所述吊钩组件。

在本方案中，吊钩组件的吊点与吊装部对准后，第一驱动组件驱动吊钩组件上升，吊钩组件上的插入轴插设于导向架上的导向孔中，能够提高吊取机构转移电池箱的稳定性及可控性。

较佳地，所述机架包括机架本体，所述地面行走机构设于所述机架本体的底部。

在本方案中，地面行走机构设于所述机架本体的底部，便于换电机器人地面行走，结构简单、可靠。

较佳地，所述地面行走机构包括传动连接的第二驱动组件、第二齿轮组件和第二齿条组件，所述第二驱动组件及所述第二齿轮组件设于所述机架本体，所述第二齿条组件设于地面，所述第二驱动组件用于驱动所述第二齿轮组件转动，以使所述机架相对于所述第二齿条组件移动。

在本方案中，地面行走机构设置为包括传动连接的第二驱动组件、第二齿轮组件和第二齿条组件，行走过程稳定且行走距离可控。

较佳地，所述地面行走机构还包括若干行走轮，若干所述行走轮设于所述机架本体，并且沿着地面上的轨道移动。

在本方案中，行走轮沿轨道移动，移动过程平稳，方向可控。

较佳地，所述换电机器人还包括防倾组件，所述防倾组件的一端连接于所述机架本体，所述防倾组件的另一端向远离所述机架本体的方向延伸至所述吊取机构的下方，所述防倾组件用于防止所述换电机器人倾倒。

在本方案中，防倾组件能够避免换电机器人意外倾倒，提高了换电机器人的平稳性。

较佳地，所述防倾组件包括延伸杆及支撑轮，所述延伸杆的一端与所述机架本体相连接，所述延伸杆的另一端延伸至所述吊取机构的下方，所述支撑轮至少设于所述延伸杆的另一端的底部。

在本方案中，防倾组件设置为包括延伸杆及支撑轮，延伸杆延伸至吊取机构的下方，能够更好地平衡电池箱重力产生的扭矩，避免换电机器人倾倒。

较佳地，所述换电机器人还包括空中行走机构，所述空中行走机构用于驱动所述吊取机构以及所述偏转机构相对于所述机架移动。

在本方案中，空中行走机构能够进一步提高换电机器人的灵活性，提高换电机器人的移动范围。

较佳地，所述吊取机构相对于所述机架的移动方向与所述机架相对于所述地面移动的方向不共线；

和/或，所述吊取机构相对于所述机架的移动方向与所述机架相对于所述地面移动的方向垂直。

较佳地，所述机架还包括上框，所述吊取机构及所述偏转机构均设于所述上框，所述空中行走机构用于驱动所述上框相对于所述机架本体移动。

在本方案中，吊取机构相对于机架的移动方向与机架相对于所述地面移动的方向不共线，能够提高吊取机构的工作覆盖面积。

吊取机构相对于机架的移动方向与机架相对于所述地面移动的方向垂直，便于直接提起电池箱，避免意外碰触。

机架设置为包括上框，上框为吊取机构及偏转机构提供安装平台，便于灵活设置吊取机构及偏转机构。

较佳地，所述机架还包括中框，所述中框设于所述机架本体上，所述上框搭设于所述中框，所述空中行走机构设于所述中框与所述上框之间，所述空中行走机构用于驱动所述上框相对于所述中框移动。

在本方案中，机架设置为包括中框，中框为空中行走机构提供安装平台，能够提高空中行走机构移动过程的稳定性。

较佳地，所述空中行走机构包括动力件及导向件，所述上框通过所述导向件连接于所述中框，所述动力件驱动上框相对于所述中框移动。

在本方案中，空中行走机构设置为包括动力件及导向件，动力件提供动力，导向件控制上框移动方向，结构简单、可靠。

较佳地，所述空中行走机构还包括传动件，所述传动件包括第三齿轮组件和第三齿条组件，所述动力件包括电机组件，所述电机组件及所述第三齿轮组件设于所述上框，所述第三齿条组件设于所述中框，所述电机组件用于驱动所述第三齿轮组件转动，以使所述上框相对于所述第三齿条组件移动。

在本方案中，空中行走机构设置为包括传动件，便于提高动力件设置位置的灵活性，传动件为齿轮与齿条的组合，可以提高换电机器人的吊取机构沿水平方向移动的精度，提高换电的效率。

较佳地，所述导向件包括槽钢及导向轮，所述槽钢设于所述中框的侧面，所述导向轮设于所述上框，所述导向轮卡设于所述槽钢的凹槽内并沿所述凹槽移动。

在本方案中，导向件设置为包括槽钢及导向轮，导向轮在槽钢的凹槽内移动，槽钢及导向轮的配合确保了换电机器人的吊取机构在水平方向上的运动，结构简单、可靠。

较佳地，所述机架本体包括底框、立柱及平台，所述立柱自所述底框向上延伸，所述平台设于所述立柱的上端，所述中框设于所述平台的上表面。

在本方案中，机架本体设置为包括底框、立柱及平台，保证了机架本体结构的稳定性，并且提供了中框的安装平台，结构简单，便于制造。

一种换电站，所述换电站包括如上所述的换电机器人。

在本方案中，换电站便于配合电动汽车完成换电工作。即使电动汽车停放位置有误差，换电机器人依然能够对准电池箱的吊装部，实现对电池箱的更换，降低了换电站对电动汽车停放位置精度的要求，能够提高电动汽车换电的效率。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明通过设置地面行走机构，换电机器人可在地面上行走，能够提高换电机器人工作场地的范围，提高换电机器人的灵活性，便于配合电动汽车完成换电工作，相较于空中行走的换电机器人，本发明中的换电机器人便于安装，能够减少外部框架尺寸及强度，结构更加紧凑。在偏转机构的作用下，设于机架上的吊取机构能够发生偏转，从而即使电动汽车停放位置有误差，通过偏转机构调节吊取机构的角度，可以使得吊取机构对准电池箱的吊装部，实现对电池箱的更换，降低了换电机器人对电动汽车停放位置精度的要求，能够提高电动汽车换电的效率。

附图说明

图1为本发明实施例1的换电机器人的立体结构示意图。

图2为本发明实施例1的换电机器人吊起电池箱的结构示意图。

图3为本发明实施例1中电池箱的结构示意图。

图4为本发明实施例1的吊取机构及偏转机构的结构示意图。

图5为本发明实施例1的吊取机构及偏转机构剖视的结构示意图。

图6为本发明实施例1的上框的结构示意图。

图7为本发明实施例1的换电机器人局部的结构示意图。

图8为本发明实施例1的换电机器人局部另一视角的结构示意图。

图9为本发明实施例2的换电站的结构示意图。

图10为本发明实施例2的换电站剖视的结构示意图。

附图标记说明：

换电机器人 100

电缆拖链 11

控制柜 12

空中行走机构 14

动力件 141

导向件 142

传动件 143

第三齿轮组件 144

第三齿条组件 145

槽钢 146

导向轮 147

机架 20

机架本体 21

立柱 211

平台 212

底框 213

上框 22

第一穿孔 221

第一横梁 222

第二横梁 223

第二穿孔 224

第三横梁 225

中框 23

法兰座 24

地面行走机构 30

第二驱动组件 31

第二齿轮组件 32

第二齿条组件 33

轨道 34

行走轮 35

吊取机构 40

第一驱动组件 41

吊钩组件 42

导向架 43

导向孔 44

插入轴 45

偏转机构 50

偏转架 51

枢转轴 52

固定轴承座 53

轴承 54

驱动部 55

第一传动部 56

第一齿轮组件 561

第一齿条组件 562

滚动支撑件 57

安装件 58

防倾组件 60

延伸杆 61

支撑轮 62

换电站 80

房体 81

充电机组件 82

电池箱 83

吊装部 84

吊装孔 85

电动汽车 90

具体实施方式

下面通过实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本发明，但并不因此将本发明限制在实施例的范围之中。

实施例1

如图1至图8所示，本实施例为一种换电机器人100，用于对电动汽车90更换电池箱，电动汽车为重卡、轻卡等商用车，换电机器人100包括：机架20、地面行走机构30、吊取机构40和偏转机构50，地面行走机构30设置于机架20的底部，并用于驱动机架20在地面上移动；吊取机构40设置于机架20上，并用于与电动汽车的电池箱83上的吊装部84相配合以吊取电池箱83；偏转机构50与吊取机构40连接并驱动吊取机构40偏转，以使吊取机构40对齐吊装部84。通过设置地面行走机构30，换电机器人100可在地面上行走，能够提高换电机器人100工作场地的范围，提高换电机器人100的灵活性，便于配合电动汽车90完成换电工作，并且换电机器人100便于安装，能够减少外部框架尺寸及强度，结构更加紧凑。在偏转机构50的作用下，设于机架20上的吊取机构40能够发生偏转，从而即使电动汽车90停放位置有误差，通过偏转机构50调整吊取机构40的角度，可以使得吊取机构40依然能够对准电池箱83的吊装部84，实现对电池箱83的更换，降低了换电机器人100对电动汽车停放位置精度的要求，能够提高电动汽车换电的效率。

如图4-图5所示，机架20上设有偏转架51，吊取机构40设于偏转架51上，偏转机构50驱动偏转架51偏转并带动吊取机构40偏转，便于实现对吊取机构40的控制，调节吊取机构40的角度。在本实施例中，偏转架51整体为长方管状。在其他实施例中，偏转架51也可以为其他结构。

偏转架51通过枢转轴52设于机架20，偏转机构50连接于偏转架51，并驱动偏转架51绕枢转轴52转动，实现吊取机构40的角度调整，调整过程稳定。

吊取机构40穿设枢转轴52，并通过枢转轴52枢设于机架20，便于吊取机构40的起吊动作与偏转机构50的偏转动作的协调，能够简化取机构40的设置。

如图4及图5所示，枢转轴52包括固定轴承座53和轴承54，轴承座53套设轴承54，固定轴承座53设于偏转架51上，轴承54设于机架20上。枢转轴52设置为包括固定轴承座53和轴承54，能够降低枢转过程的阻力。在本实施例中，固定轴承座53设置在偏转架51的下表面，并且位于偏转架51与机架20之间。

在图4-图5中，偏转机构50包括驱动部55和第一传动部56，驱动部55设于偏转架51上，偏转架51通过第一传动部56与机架20传动连接，驱动部55驱动偏转架51相对于机架20偏转。驱动部55通过第一传动部56驱动偏转架51相对于机架20偏转，结构简单，动力传递效率高。

驱动部55包括偏转电机组件，传动部包括第一齿轮组件561与第一齿条组件562，偏转电机组件与第一齿轮组件561设于偏转架51，第一齿条组件562设于机架20，偏转电机组件用于驱动第一齿轮组件561转动，以使偏转架51相对于第一齿条组件562移动。

偏转电机组件驱动第一齿轮组件561相对于第一齿条组件562转动，从而使偏转架51相对于机架20偏转，转动过程平稳、可靠，并且偏转精度高，可以提高吊取机构40角度调节的精度。

在本实施例中，偏转电机组件设置在偏转架51上，第一齿轮组件561位于偏转架51的下表面。第一齿条组件562中的齿条为圆弧齿条，圆弧齿条的圆心落在枢转轴52的轴线上。偏转电机组件带动第一齿轮组件561转动，从而第一齿轮组件561相对于第一齿条组件562转动，进而带动偏转架51相对于枢转轴52转动，吊取机构40跟随偏转架51转动，实现吊钩组件42的偏转。

换电机器人100还包括滚动支撑件57，滚动支撑件57设于偏转架51的一端，吊取机构40通过滚动支撑件57与机架20滚动连接。降低吊取机构40相对于机架20部转动的阻力，提高调整过程中的稳定性。

换电机器人100还包括安装件58，滚动支撑件57通过安装件58安装于偏转架51。安装件58可以提高滚动支撑件57设置位置的灵活性。

滚动支撑件57设于偏转架51的远离枢转轴52的一端。滚动支撑件57远离枢转轴52，从而滚动支撑件57移动的单位距离对应更小的转动角度，进而能够更加精准地控制吊取机构40偏转。

在本实施例中，滚动支撑件57可以包括滚轮，安装件58可以包括具有凹槽的型材，滚动支撑件57具体可以为万向轮，万向轮卡设在型材的凹槽内，安装件58设置在偏转架51上。当偏转架51转动时，滚轮在机架20上滚动。如图4-图5所示，安装件58设置在偏转架51远离枢转轴52的一端。安装件58整体呈倒扣的U型状，U形状的安装件58倒扣在偏转架51上，并向远离枢转轴52的方向延伸。型材设置在安装件58内，滚轮露出于型材的凹槽。

在本实施例中，如图2-3所示，电池箱83上具有两个吊装部84和两个吊装孔85，相应的，吊取机构40的数量为两套，两套吊取机构40分别与两个吊装部84对应设置。两套吊取机构40包括第一吊取机构40和第二吊取机构40，其中第一吊取机构40穿设枢转轴52并通过枢转轴52枢设于机架20，第二吊取机构40与滚动支撑件57邻近设置，两套吊取机构40同时吊取电池箱83，吊取过程更加稳定、可靠。

偏转机构50设于第一吊取机构40和第二吊取机构40之间，在偏转机构50的作用下，偏转架51以第一吊取机构40作为支点绕枢转轴52旋转，以带动第二吊取机构40偏转，进而调节第二吊取机构40的角度以使其对准电池箱83上的吊装部84。

吊取机构40包括第一驱动组件41及吊钩组件42，第一驱动组件41设置在偏转架51上，第一驱动组件41驱动连接于吊钩组件42，第一驱动组件41用于驱使吊钩组件42沿竖直方向移动，吊钩组件42带动电池箱83进行升降运动。

优选地，第一驱动组件41与吊钩组件42一一对应设置。在本实施例中，第一驱动组件41与吊钩组件42分别为两套并且对应设置，两套第一驱动组件41分别驱动对应的吊钩组件42，更加利于调节两个吊装部84之间的位置偏差，可以将电池箱83保持在水平状态，使得电池箱83的吊取更加平稳。

在本实施例中，第一驱动组件41为电缸组件。在其他实施例中，第一驱动组件41也可以为电动葫芦组件，电缸组件或电动葫芦组件驱动吊钩组件42上升或下降，以吊起或放下电池箱83。

机架20上还设有导向架43，导向架43的一端与机架20相连接，导向架43的另一端具有导向孔44；吊钩组件42具有插入轴45，导向孔44用于插设插入轴45以固定吊钩组件42。吊钩组件42的吊点与吊装部84上的吊孔85对准并插入吊孔85后，第一驱动组件41驱动吊钩组件42上升，吊钩组件42上的插入轴45插设于导向架43上的导向孔44中并固定之后，吊钩组件42的提升结束，换电机器人100将电池箱83转移至换电站中的充电位置处，能够提高转移电池箱83的稳定性及可控性。

如图7和图8所示，机架20包括机架本体21，机架本体21包括底框213、立柱211及平台212，立柱211自底框213向上延伸，平台212架设于立柱211的顶端，地面行走机构30设于底框213的底部。机架本体21还包括若干加强梁，底框213和立柱211之间以及立柱211和平台212之间均通过加强梁连接，可以提高机架20的整体强度以及稳定性。在本实施例中，机架20整体呈框架结构，机架20可以采用型材制作，比如方管、槽钢等。

地面行走机构30包括传动连接的第二驱动组件31、第二齿轮组件32和第二齿条组件33，第二驱动组件31及第二齿轮组件32设于底框213的底部，第二齿条组件33设于地面，第二驱动组件31用于驱动第二齿轮组件32转动，以使机架20相对于第二齿条组件33移动。地面行走机构30还包括若干行走轮35，若干行走轮35设于底框213的底部，地面设有相应的轨道34，若干个行走轮35沿轨道34移动，机架20通过行走轮35沿轨道34移动，移动过程平稳，方向可控。第二驱动组件31带动第二齿轮组件32，第二齿轮组件32相对于第二齿条组件33转动，在第二齿条组件33提供的反作用力的推动下，换电机器人100相对于第二齿条组件33移动，并通过行走轮35沿轨道34行走，换电机器人100的行走过程稳定且行走距离可控。优选地，地面上设有两个平行的轨道34，第二齿条组件33中的齿条为直线齿条，并且第二齿条组件33设置在两个轨道34之间。

如图7所示，控制柜12设置在底框213上并位于两个立柱211之间，控制柜12可以用于控制换电机器人100的动力及信号。地面上还铺设有电缆拖链11，电缆拖链11为换电机器人100提供电力。

换电机器人100还包括防倾组件60，防倾组件60的一端连接于机架本体21，防倾组件60的另一端向远离机架本体21的方向延伸至吊取机构40的下方，防倾组件60用于防止换电机器人100倾倒。防倾组件60能够避免换电机器人100意外倾倒，提高了换电机器人100的平稳性。

在本实施例中，防倾组件60包括延伸杆61及支撑轮62，延伸杆61的一端与机架本体21相连接，延伸杆61的另一端向远离机架本体21的方向延伸至吊取机构40的下方，支撑轮62至少设于延伸杆61的另一端的底部。防倾组件60设置为包括延伸杆61及支撑轮62，延伸杆61延伸至吊取机构40的下方，能够更好地平衡电池箱83重力产生的扭矩，避免换电机器人100倾倒。

在本实施例中，延伸杆61位于两个轨道34之间并延伸至吊取机构40的下方，延伸杆61两端的底部均设有支撑轮62。当吊钩组件42吊起电池箱83时，支撑轮62位于电池箱83的下方。

换电机器人100还包括空中行走机构14，空中行走机构14用于驱动吊取机构40以及偏转机构50相对于机架20移动。空中行走机构14能够进一步提高换电机器人100的灵活性，提高换电机器人100的移动范围。

吊取机构40相对于机架20的移动方向与机架20相对于地面移动的方向不共线，能够提高吊取机构40的工作覆盖面积。优选的，吊取机构40相对于机架20的移动方向与机架20相对于地面移动的方向垂直，便于直接提起电池箱83，避免意外碰触。

如图2、6和7所示，机架20还包括上框22，偏转架51设置在上框22上，吊取机构40及偏转机构50均通过偏转架51与上框22连接，空中行走机构14用于驱动上框22相对于机架本体21移动。机架20设置为包括上框22，上框22为吊取机构40及偏转机构50提供安装平台，便于灵活设置吊取机构40及偏转机构50。上框22整体为矩形框架，并且框架内还设有第一横梁222、第二横梁223与第三横梁225。

空中行走机构14的动力件141穿设于上框22的第一穿孔221，滚动支撑件57压在上框22的第一横梁222上。偏转机构50的第一齿条组件562设置在上框22的第二横梁223上，偏转机构50的第一齿轮组件561设置在偏转架51上，第一齿轮组件561与第一齿条组件562传动连接。上框22的第三横梁225上设有第二穿孔224，第一吊取机构40穿设偏转架51以及第二穿孔224，枢转轴52位于偏转架51与第三横梁225之间，枢转轴52的轴承54设置在上框22的第三横梁225上，枢转轴52的固定轴承座53设置在偏转架51上，固定轴承座53套设于轴承54。优选的，枢转轴52与第二穿孔224同心设置。第二吊取机构40穿设于第一横梁222上与第二横梁223之间。

机架20还包括中框23，中框23设于机架本体21平台212上，上框22搭设于中框23，空中行走机构14设于中框23与上框22之间，空中行走机构14用于驱动上框22相对于中框23移动。机架20设置为包括中框23，中框23为空中行走机构14提供安装平台，能够提高空中行走机构14移动过程的稳定性。中框23整体可以为矩形框架。平台212上还铺设有电缆拖链，用于为换电机器人100提供电力。

空中行走机构14包括动力件141及导向件142，上框22通过导向件142连接于中框23，动力件141驱动上框22沿导向件142相对于中框23移动，导向件142控制上框22移动方向。

空中行走机构14还包括传动件143，传动件143位于上框22和中框23之间，动力件141驱动传动件143运动并带动上框22相对于中框23移动。空中行走机构14设置为包括传动件143，便于提高动力件141设置位置的灵活性。

在本实施例中，如图7所示，传动件143包括第三齿轮组件144和第三齿条组件145，动力件141及第三齿轮组件144设于上框22，第三齿条组件145设于中框23，动力件141用于驱动第三齿轮组件144转动，以使上框22相对于第三齿条组件145移动。传动件143为齿轮与齿条的组合，可以提高换电机器人100的吊取机构40沿水平方向移动的精度，提高换电的效率。动力件141包括电机组件，第三齿条组件145的齿条可以为直线齿条。

导向件142包括槽钢146及导向轮147，槽钢146设于中框23的相背离的两个侧面，导向轮147设于上框22，导向轮147卡设于槽钢146的凹槽内并沿凹槽移动。槽钢146及导向轮147的配合确保了吊取机构40在水平方向上的运动，结构简单、可靠。

上框22压设在法兰座24上，法兰座24设于中框23的相背离的两个侧面，导向轮147与法兰座24固定连接，上框22通过法兰座24与导向轮147连接，并且上框22通过导向轮147与槽钢146滑动连接。动力件141带动第三齿轮组件144转动，第三齿轮组件144在第三齿条组件145反作用力的推动下移动，从而带动导向轮147沿着槽钢146移动，实现上框22相对于中框23移动。在本实施例中，每个法兰座24上固定连接有三个导向轮147，可以提高吊取机构40沿着槽钢146移动的稳定性。导向轮147朝向槽钢146的表面上设置有弧形的凸起结构，弧形的凸起结构用于引导导向轮147沿着槽钢146进行直线运动，确保吊取机构40在水平方向上的直线运动。

上框22的移动方向可以与机架本体21的移动方向垂直，可以提高吊取机构40的覆盖范围。

实施例2

如图9-图10所示，本实施例为一种换电站80，换电站80包括如实施例1中的换电机器人100。换电站80便于配合电动汽车90完成换电工作。即使电动汽车停放位置有误差，换电机器人100依然能够对准电池箱83的吊装部84，实现对电池箱83的更换，降低了换电站80对电动汽车停放位置精度的要求，能够提高电动汽车换电的效率。

换电站80具体可以包括房体81，房体81内设有换电机器人100、充电机组件82及电池箱83等，充电机组件82为电池箱83充电。电动汽车90移动至房体81的屋檐下，地面行走机构30启动，换电机器人100移动至电动汽车90的侧面。随后空中行走机构14启动，带动上框22移动，从而上框22带动吊取机构40及偏转机构50至电池箱83的上方。吊取机构40的第一驱动组件41驱动吊钩组件42向下移动至电池箱83吊装部84的下方。在图10中，右侧的第一吊取机构40的吊钩组件42首先对准电池箱83的吊装孔85，随后偏转机构50的前端部带动偏转架51相对于枢转轴52转动，从而左侧的第二吊取机构40的吊钩组件42跟随偏转架51相对于枢转轴52转动，当第二吊取机构40的吊钩组件42对准电池箱83上的吊装孔85时，偏转机构50停止，随后吊钩组件42吊起电池箱83，吊钩组件42上的插入轴45插设于导向架43上的导向孔44中并固定之后，吊钩组件42的提升结束，换电机器人100将电池箱83转移至充电机组件82，实现电池箱83的更换。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (29)

1.一种换电机器人，用于对电动汽车换电，其特征在于，所述换电机器人包括：

机架；

地面行走机构，设置于所述机架的底部，并用于驱动所述换电机器人在地面上移动；

吊取机构，设置于所述机架上，并用于与电动汽车的电池箱上的吊装部相配合以吊取所述电池箱；

偏转机构，所述偏转机构与所述吊取机构连接并驱动所述吊取机构偏转，以使所述吊取机构对齐所述吊装部。

2.如权利要求1所述的换电机器人，其特征在于，所述机架上设有偏转架，所述吊取机构设于所述偏转架上，所述偏转机构驱动所述偏转架偏转并带动所述吊取机构偏转。

3.如权利要求2所述的换电机器人，其特征在于，所述偏转架通过枢转轴设于所述机架，所述偏转机构连接于所述偏转架，并驱动所述偏转架绕所述枢转轴转动。

4.如权利要求3所述的换电机器人，其特征在于，所述枢转轴包括固定轴承座和轴承，所述固定轴承座套设所述轴承，所述轴承座设于所述偏转架上，所述轴承设于所述机架上。

5.如权利要求3所述的换电机器人，其特征在于，所述吊取机构穿设所述枢转轴，并通过所述枢转轴枢设于所述机架。

6.如权利要求2所述的换电机器人，其特征在于，所述偏转机构包括驱动部和第一传动部，所述驱动部设于所述偏转架上，所述偏转架通过所述第一传动部与所述机架传动连接，所述驱动部驱动所述偏转架相对于所述机架偏转。

7.如权利要求6所述的换电机器人，其特征在于，所述驱动部包括偏转电机组件，第一传动部包括第一齿轮组件与第一齿条组件，所述偏转电机组件与所述第一齿轮组件设于所述偏转架，所述第一齿条组件设于所述机架，所述偏转电机组件用于驱动所述第一齿轮组件转动，以使所述偏转架相对于所述第一齿条组件移动。

8.如权利要求3所述的换电机器人，其特征在于，所述换电机器人还包括滚动支撑件，所述滚动支撑件设于所述偏转架，所述吊取机构通过所述滚动支撑件与所述机架滚动连接。

9.如权利要求8所述的换电机器人，其特征在于，所述换电机器人还包括安装件，所述滚动支撑件通过所述安装件安装于所述偏转架。

10.如权利要求8所述的换电机器人，其特征在于，所述滚动支撑件设于所述偏转架的远离所述枢转轴的一端。

11.如权利要求1-10中任意一项所述的换电机器人，其特征在于，所述吊取机构包括第一驱动组件及吊钩组件，所述第一驱动组件驱动连接于所述吊钩组件，所述第一驱动组件用于驱使所述吊钩组件沿竖直方向移动。

12.如权利要求11所述的换电机器人，其特征在于，所述第一驱动组件与所述吊钩组件一一对应设置。

13.如权利要求11所述的换电机器人，其特征在于，所述第一驱动组件为电缸组件或电动葫芦组件。

14.如权利要求11所述的换电机器人，其特征在于，所述吊取机构的数量为两套，所述偏转机构设于两套所述吊取机构之间。

15.如权利要求11所述的换电机器人，其特征在于，所述机架上还设有导向架，所述导向架的一端与所述机架相连接，所述导向架的另一端具有导向孔；所述吊钩组件具有插入轴，所述导向孔用于插设所述插入轴以固定所述吊钩组件。

16.如权利要求1所述的换电机器人，其特征在于，所述机架包括机架本体，所述地面行走机构设于所述机架本体的底部。

17.如权利要求16所述的换电机器人，其特征在于，所述地面行走机构包括传动连接的第二驱动组件、第二齿轮组件和第二齿条组件，所述第二驱动组件及所述第二齿轮组件设于所述机架本体，所述第二齿条组件设于地面，所述第二驱动组件用于驱动所述第二齿轮组件转动，以使所述机架相对于所述第二齿条组件移动。

18.如权利要求17所述的换电机器人，其特征在于，所述地面行走机构还包括若干行走轮，若干所述行走轮设于所述机架本体，并且沿着地面上的轨道移动。

19.如权利要求16所述的换电机器人，其特征在于，所述换电机器人还包括防倾组件，所述防倾组件的一端连接于所述机架本体，所述防倾组件的另一端向远离所述机架本体的方向延伸至所述吊取机构的下方，所述防倾组件用于防止所述换电机器人倾倒。

20.如权利要求19所述的换电机器人，其特征在于，所述防倾组件包括延伸杆及支撑轮，所述延伸杆的一端与所述机架本体相连接，所述延伸杆的另一端延伸至所述吊取机构的下方，所述支撑轮至少设于所述延伸杆的另一端的底部。

21.如权利要求16所述的换电机器人，其特征在于，所述换电机器人还包括空中行走机构，所述空中行走机构用于驱动所述吊取机构以及所述偏转机构相对于所述机架移动。

22.如权利要求21所述的换电机器人，其特征在于，所述吊取机构相对于所述机架的移动方向与所述机架相对于所述地面移动的方向不共线；

和/或，所述吊取机构相对于所述机架的移动方向与所述机架相对于所述地面移动的方向垂直。

23.如权利要求21所述的换电机器人，其特征在于，所述机架还包括上框，所述吊取机构及所述偏转机构均设于所述上框，所述空中行走机构用于驱动所述上框相对于所述机架本体移动。

24.如权利要求23所述的换电机器人，其特征在于，所述机架还包括中框，所述中框设于所述机架本体上，所述上框搭设于所述中框，所述空中行走机构设于所述中框与所述上框之间，所述空中行走机构用于驱动所述上框相对于所述中框移动。

25.如权利要求24所述的换电机器人，其特征在于，所述空中行走机构包括动力件及导向件，所述上框通过所述导向件连接于所述中框，所述动力件驱动上框相对于所述中框移动。

26.如权利要求25所述的换电机器人，其特征在于，所述空中行走机构还包括传动件，所述传动件包括第三齿轮组件和第三齿条组件，所述动力件包括电机组件，所述电机组件及所述第三齿轮组件设于所述上框，所述第三齿条组件设于所述中框，所述电机组件用于驱动所述第三齿轮组件转动，以使所述上框相对于所述第三齿条组件移动。

27.如权利要求25所述的换电机器人，其特征在于，所述导向件包括槽钢及导向轮，所述槽钢设于所述中框的侧面，所述导向轮设于所述上框，所述导向轮卡设于所述槽钢的凹槽内并沿所述凹槽移动。

28.如权利要求24所述的换电机器人，其特征在于，所述机架本体包括底框、立柱及平台，所述立柱自所述底框向上延伸，所述平台设于所述立柱的上端，所述中框设于所述平台的上表面。

29.一种换电站，其特征在于，所述换电站包括如权利要求1-28中任意一项所述的换电机器人。

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