CN117922502A - 一种电池箱吊装方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆充电技术领域，具体而言，涉及一种电池箱吊装方法及装置。方法包括基于换电车辆停在换电区，获取第一测量数据、第二测量数据。当第一测距器的测距值突变次数和第二测距器的测距值突变次数分别小于等于二，驱动第一测距器、第二测距器移动至第一测距器、第二测距器的测距值分别发生第四次突变后停止，获取第一测量数据、第二测量数据以得到电池箱倾斜状态。当倾斜状态包括前后倾斜状态的第一倾斜状态，获取电池箱的顶面中心点，随后抓取机器人水平移动至抓取机器人中心点的垂直投影与电池箱的中心点朝车头方向水平偏移第一移动值的位置重合后下降至提升座与电池抵接后抓取吊装部。这样就解决了如何抓取倾斜的电池箱的问题。

Description

一种电池箱吊装方法及装置

技术领域

本发明涉及车辆充电技术领域，具体而言，涉及一种电池箱吊装方法及装置。

背景技术

随着科技的快速发展，新能源汽车依靠其环保、动力相应快、噪音小、振动轻的特点，正在逐渐取代传统燃油汽车。用户在考虑是否购买新能源汽车时，主要顾虑通常包括动力电池的循环寿命、补能时间过长性，而换电的补能方式可以有效解决这两点。

目前新能源车辆换电的方式通常是将车辆行驶至换电站，在换电站内会有换电机器人将电池从车辆的顶部取出。车辆在行驶过程中产生振动使得电池发生倾斜，或者车辆载货重量的分布不均匀导致电池发生倾斜，会导致换电机器人无法稳固地抓取电池。

发明内容

为解决如何抓取倾斜的电池箱的问题，本发明提供了一种电池箱吊装方法及装置。

第一方面，本发明提供了一种电池箱吊装方法，包括：

步骤S11，基于换电车辆进入并停在换电区，获取第一测距器的第一测量数据、第二测距器的第二测量数据；其中，所述第一测量数据包括所述第一测距器的测距值发生突变次数N1；所述第二测量数据包括所述第二测距器的测距值发生突变次数N2；所述突变包括所述测距值在第一设定时间内发生大于第一设定范围的变化；

步骤S12，基于所述N1和所述N2分别小于等于二，驱动所述第一测距器、所述第二测距器朝所述换电车辆的车身方向移动至所述第一测距器、所述第二测距器的测距值分别发生第四次突变后停止，获取所述第一测量数据、所述第二测量数据；其中，所述第二测距器在测量过程中的测量位置高于所述第一测距器在测量过程中的测量位置；

步骤S13，基于所述第一测量数据和所述第二测量数据，获得电池箱的倾斜状态；

步骤S14，基于所述倾斜状态包括前后倾斜状态的第一倾斜状态，获取所述电池箱的顶面中心点；其中，所述第一倾斜状态包括第一测距器的测距值先于所述第二测距器的测距值发生第三次突变；所述第一测距器的测距值发生第三次突变至所述第二测距器的测距值发生第三次突变的时间内所述第一测距器移动的距离在第二设定范围内；

步骤S15，基于获得所述电池箱的顶面中心点，抓取机器人水平移动至所述抓取机器人中心点的垂直投影与所述电池箱的中心点朝车头方向水平偏移第一移动值的位置重合，所述抓取机器人下降；

步骤S16，基于所述抓取机器人下降至所述抓取机器人的提升座底面与所述电池的吊装部顶面抵接，所述抓取机器人抓取所述吊装部。

在一些实施例中，所述步骤S13包括：步骤S131，基于所述第一测量数据和所述第二测量数据，获得所述电池箱的前后倾斜状态；其中，所述前后倾斜状态包括所述第一倾斜状态；步骤S132，基于所述第一测量数据、所述第二测量数据、所述前后倾斜状态，获得所述电池箱的左右倾斜状态；步骤S133，基于所述第一测量数据、所述第二测量数据、所述前后倾斜状态、所述左右倾斜状态，获得所述电池箱的轴向倾斜状态。

在一些实施例中，所述电池箱吊装方法还包括：步骤S1411，基于所述前后倾斜状态包括第二倾斜，获取所述电池箱的顶面中心点；其中，所述第二倾斜包括第二测距器的测距值先于所述第一测距器的测距值发生第三次突变；所述第二测距器的测距值发生第三次突变至所述第一测距器的测距值发生第三次突变的时间内所述第一测距器移动的距离在第二设定范围内；步骤S1412，基于获得所述电池箱的顶面中心点，所述抓取机器人水平移动至所述抓取机器人中心点的垂直投影与所述电池箱的中心点朝车身方向水平偏移第二移动值的位置重合，所述抓取机器人下降。

在一些实施例中，所述电池箱吊装方法还包括：步骤S1421，基于所述左右倾斜状态包括第三倾斜，获取所述电池箱的顶面中心点；其中，所述第三倾斜包括第一测距器的测距值比所述第二测距器的测距值大第三设定范围；步骤S1422，基于获得所述电池箱的顶面中心点，所述抓取机器人水平移动至所述抓取机器人中心点的垂直投影与所述电池箱的中心点朝靠近测距部件方向水平偏移第三移动值的位置重合，所述抓取机器人下降。

在一些实施例中，所述电池箱吊装方法还包括：步骤S1431，基于所述左右倾斜状态包括第四倾斜，获取所述电池箱的顶面中心点；其中，所述第四倾斜包括第二测距器的测距值比所述第一测距器的测距值大第三设定范围；步骤S1432，基于获得所述电池箱的顶面中心点，所述抓取机器人水平移动至所述抓取机器人中心点的垂直投影与所述电池箱的中心点朝远离测距部件方向水平偏移第四移动值的位置重合，所述抓取机器人下降。

在一些实施例中，所述电池箱吊装方法还包括：步骤S1441，基于所述轴向倾斜状态包括第五倾斜或第六倾斜，获取所述电池箱的顶面中心点；其中，所述第五倾斜包括第一测距器的测距值在第三次突变与第四次突变之间呈变大的趋势；所述第六倾斜包括第一测距器的测距值在第三次突变与第四次突变之间呈变小的趋势；所述第一测距器的测距值在第三次突变与第四次突变之间呈变大或变小的趋势在第四设定范围内；步骤S1442，基于获得所述电池箱的顶面中心点，所述抓取机器人下降。

在一些实施例中，所述第一测距器、所述第二测距器之间的夹角包括第五设定范围。

在一些实施例中，所述步骤S15包括：步骤S151，基于获得所述电池箱的顶面中心点，所述抓取机器人水平移动；步骤S152，基于所述抓取机器人水平移动至所述抓取机器人中心点的垂直投影与所述电池箱的中心点朝车头方向水平偏移第一移动值的位置重合，所述抓取机器人以第一速度下降；步骤S153，基于所述抓取机器人以第一速度下降至导向部与所述吊装部抵接，所述抓取机器人以第二速度下降；其中，所述第二速度小于所述第一速度。

在一些实施例中，步骤S11包括：步骤S111，基于所述换电车辆进入所述换电区且所述第一测距器的测距值第一次突变，驾驶员踩下所述换电车辆的制动踏板；步骤S112，基于所述换电车辆停止，获取所述第一测距器的测距值发生突变的次数；步骤S113，基于所述第一测距器的测距值发生突变的次数N1大于2，所述第一测距器朝车头方向水平移动至所述第一测距器的测距值发生N1-2次突变。

第二方面，本发明提供了一种电池箱吊装装置，包括:

换电车辆，所述换电车辆包括车头、车身、电池箱；所述车头与所述车身可拆卸连接；所述电池箱与所述车头可拆卸连接；所述电池箱包括电池体、吊装部、电芯；所述吊装部与所述电池体的顶部固定连接；所述电芯与所述电池体可拆卸连接；

测距部件，所述测距部件包括基座、第一测距器、第二测距器、第一驱动部；所述第一测距器与所述基座活动连接；所述第二测距器与所述基座活动连接；所述第一驱动部与所述第一测距器驱动连接；所述第一驱动部驱动所述第一测距器沿水平方向移动；所述第一驱动部与所述第二测距器驱动连接；所述第一驱动部驱动所述第二测距器沿水平方向移动；

抓取机器人，所述抓取机器人包括吊座、移动单元、提升单元；所述吊座与所述移动单元活动连接；所述提升单元与所述移动单元活动连接；所述移动单元包括第二驱动部、移动座；所述移动座与所述吊座活动连接；所述第二驱动部与所述移动座驱动连接，所述第二驱动部驱动所述移动座水平移动；所述提升单元包括第三驱动部、滑轮、缆绳、抓取部、导向部、提升座、第四驱动部；所述提升座与所述滑轮可拆卸连接；所述第三驱动部与所述滑轮驱动连接；所述缆绳一端与所述滑轮可拆卸连接，另一端与所述移动座可拆卸连接；所述第三驱动部驱动所述滑轮收紧或放出所述缆绳，实现提升座的上升或下降；所述导向部与所述提升座可拆卸连接；所述抓取部与所述提升座活动连接；所述第四驱动部与所述抓取部驱动连接，所述第四驱动部驱动所述抓取部实现抓取功能；

控制单元，所述控制单元与所述抓取机器人电连接；所述控制单元与所述测距部件电连接。

为解决如何抓取倾斜的电池箱的问题，本发明有以下优点：

换电车辆的电池箱因为行驶过程中的震动、换电车辆的载货重量不均匀、换电站地面不平整可能会导致发生倾斜。当换电车辆进入并停止在换电区后，第一测量数据、第二测量数据可以判断出换电车辆的位置。第一测距器的测距值突变次数N1的测距值突变次数N1和第二测距器的测距值突变次数N2分别小于等于二，可以让控制单元判断出第一测距器和第二测距器的测量位置在电池箱靠近车头的位置，并未检测到电池箱，可以便于第一测距器和第二测距器对电池箱进行扫描，从而获得电池箱准确的倾斜状态。当电池箱为前后倾斜状态的第一倾斜状态时，抓取机器人可以先水平移动至电池箱的中心点朝车头方向水平偏移第一移动值后再下降至提升座与吊装部抵接。以此方式，即使电池箱倾斜，抓取机器人也可以实现准确且稳定的抓取，完成电池箱吊装；还可以减少抓取机器人在水平移动过程中的摆动，提高抓取机器人的稳定性。

附图说明

图1示出了一种实施例的电池箱吊装方法示意图；

图2示出了一种实施例的电池箱吊装装置示意图；

图3示出了另一种实施例的电池箱吊装装置示意图；

图4示出了一种实施例的换电车辆示意图。

附图标记：10换电车辆；11车头；12车身；13电池箱；131电池体；132吊装部；133电芯；20测距部件；21基座；22第一测距器；23第二测距器；24第一驱动部；30抓取机器人；31吊座；32移动单元；321第二驱动部；322移动座；33提升单元；331第三驱动部；332滑轮；333缆绳；334抓取部；335导向部；336提升座；40控制单元。

具体实施方式

现在将参照若干示例性实施例来论述本公开的内容。应当理解，论述了这些实施例仅是为了使得本领域普通技术人员能够更好地理解且因此实现本公开的内容，而不是暗示对本公开的范围的任何限制。

如本文中所使用的，术语“包括”及其变体要被解读为意味着“包括但不限于”的开放式术语。术语“基于”要被解读为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“一种实施例”要被解读为“至少一个实施例”。术语“另一个实施例”要被解读为“至少一个其他实施例”。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分（具体的种类和构造可能相同也可能不同），并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

本实施例公开了一种电池箱吊装方法，如图1所示，可以包括：

步骤S11，基于换电车辆10进入并停在换电区，获取第一测距器22的第一测量数据、第二测距器23的第二测量数据；其中，第一测量数据包括第一测距器22的测距值发生突变次数N1；第二测量数据包括第二测距器23的测距值发生突变次数N2；突变包括测距值在第一设定时间内发生大于第一设定范围的变化；

步骤S12，基于N1和N2分别小于等于二，驱动第一测距器22、第二测距器23朝换电车辆10的车身12方向移动至第一测距器22、第二测距器23的测距值分别发生第四次突变后停止，获取第一测量数据、第二测量数据；其中，第二测距器23在测量过程中的测量位置高于第一测距器22在测量过程中的测量位置；

步骤S13，基于第一测量数据和第二测量数据，获得电池箱13的倾斜状态；

步骤S14，基于倾斜状态包括前后倾斜状态的第一倾斜状态，获取电池箱13的顶面中心点；其中，第一倾斜状态包括第一测距器22的测距值先于第二测距器23的测距值发生第三次突变；第一测距器22的测距值发生第三次突变至第二测距器23的测距值发生第三次突变的时间内第一测距器22移动的距离在第二设定范围内；

步骤S15，基于获得电池箱13的顶面中心点，抓取机器人30水平移动至抓取机器人30中心点的垂直投影与电池箱13的中心点朝车头11方向水平偏移第一移动值的位置重合，抓取机器人30下降；

步骤S16，基于抓取机器人30下降至抓取机器人30的提升座336底面与电池的吊装部132顶面抵接，抓取机器人30抓取吊装部132。

在本实施例中，换电车辆10的换电方式通常可以包括吊装换电和侧向换电两种。侧向换电的方式更换大重量的电池箱13时对换电设备的要求较高，且控制逻辑较为复杂；吊装换电的方式相较于侧向换电的方式结构更为简单，并且控制逻辑简单，因此吊装换电的应用更为广泛。如图2所示，电池箱13吊装装置可以包括测距部件20、抓取机器人30、控制单元40。控制单元40可以分别与测距部件20、抓取机器人30电连接，让测距部件20、抓取机器人30可以按照预定程序工作，顺利完成电池箱13的吊装。测距部件20可以包括基座21、第一测距器22、第二测距器23、第一驱动部24。第一测距器22可以与基座21活动连接。第一驱动部24可以驱动第一测距器22在基座21上沿水平方向移动。第二测距器23可以与基座21活动连接。第一驱动部24可以驱动第二测距器23在基座21上沿水平方向移动。抓取机器人30可以包括吊座31、移动单元32、提升单元33。移动单元32可以与吊座31活动连接，可以根据控制单元40的指令进行水平移动。移动单元32可以与提升单元33活动连接，可以根据控制单元40的指令进行升降。换电车辆10在行驶过程中产生的振动，以及换电车辆10上所装载货物的重量分布不均匀可能会造成换电车辆10的电池箱13倾斜。为了实现电池箱13倾斜的情况下抓取机器人30仍可以稳固抓取电池箱13，提出了一种电池箱13吊装方法。

如图1所示，电池箱13吊装方法可以包括步骤S11至步骤S16，下文可以对各步骤进行详细说明。

步骤S11中，当驾驶员操作换电车辆10以车头11优先于车身12的方向进入并停止在换电区后，控制单元40可以开始获取第一测距器22的测距值发生突变的次数（即第一测距器22的第一测量数据）、第二测量数据包括第二测距器23的测距值发生突变次数（即第二测距器23的第二测量数据），让控制单元40可以根据第一测量数据和第二测量数据对下一指令作出正确判断。第一测距器22测距值的突变可以包括第一测距器22测距值在第一设定时间（第一设定时间可以是0.3~0.5秒）内发生第一设定范围变化（第一设定范围可以是大于1米），从而判断出换电车辆10的位置，可以为电池箱13的吊装提供分析数据。

步骤S12中，当第一测距器22的测距值突变次数N1和第二测距器23的测距值突变次数N2分别小于等于二，此时控制单元40可以判断出第一测距器22和第二测距器23的测量位置在电池箱13靠近车头11的位置，并未检测到电池箱13。随后控制单元40可以控制第一驱动部24驱动第一测距器22、第二测距器23朝换电车辆10的车身12方向移动，直至第一测距器22、第二测距器23的测距值分别发生第四次突变后，控制单元40可以让第一测距器22、第二测距器23停止移动。在第一测距器22、第二测距器23的移动过程中，控制单元40可以持续获取第一测量数据、第二测量数据，可以为下一步骤的进行提供参考。为了可以对电池箱13的倾斜状态有一个精确的判断结果，可以让第二测距器23在测量过程中的测量位置高于第一测距器22在测量过程中的测量位置，这种方式还可以避免电池箱13部分表面异常导致第一测量数据、第二测量数据不准确，从而保证控制单元40对电池箱13的倾斜状态做出准确的判断。

步骤S13中，控制单元40可以根据第一测量数据和第二测量数据，得到电池箱13的倾斜状态，从而针对抓取机器人30的运动轨迹进行准确控制，可以保证电池箱13吊装过程中不发生多余摆动，从而避免电池箱13损坏。

步骤S14中，当第一测距器22的测距值先于第二测距器23的测距值发生第三次突变，并且第一测距器22的测距值发生第三次突变至第二测距器23的测距值发生第三次突变的时间内，第一测距器22移动的距离在第二设定范围内（第二设定范围可以是0.05~0.2米），控制单元40可以判断出当前电池箱13的倾斜状态为前后倾斜状态的第一倾斜状态。随后可以获取电池箱13的顶面中心点，为抓取机器人30的移动方向及距离的分析提供参考点。此时电池箱13靠近车头11侧距离地面近的一角相较于电池箱13靠近车头11侧距离地面远的一角更靠近车身12方向。在另一些实施例中，当第一测距器22的测距值先于第二测距器23的测距值发生第三次突变，并且第一测距器22的测距值发生第三次突变至第二测距器23的测距值发生第三次突变的时间内，第一测距器22移动的距离小于0.05米，控制单元40可以认为电池箱13未发生倾斜；当第一测距器22的测距值先于第二测距器23的测距值发生第三次突变，并且第一测距器22的测距值发生第三次突变至第二测距器23的测距值发生第三次突变的时间内第一测距器22移动的距离大于0.2米，控制单元40可以认为电池箱13倾斜角度过大，发出预警信号以请求人工介入，可以防止电池箱13吊装过程中发生意外。

步骤S15中，当控制单元40获得电池箱13的顶面中心点后，可以将电池箱13的顶面中心点作为抓取机器人30的参考区域，可以控制抓取机器人30水平移动至抓取机器人30中心点的垂直投影与电池箱13的中心点朝车头11方向水平偏移第一移动值（第一移动值可以是0.05~0.2米）的位置重合后，控制抓取机器人30的提升单元33下降。以此方式，当提升单元33下降至与电池箱13的吊装部132抵接后继续下降，提升单元33的导向部335可以在吊装部132的顶端表面向靠近车身12的方向滑移，在滑移过程中，导向部335可以逐渐进入吊装部132，让提升单元33的抓取部334可以稳固的抓取吊装部132，避免电池箱13吊装过程中产生晃动导致电池箱13损坏。

步骤S16中，当控制组件控制抓取机器人30下降至抓取机器人30的提升座336底面与电池的吊装部132顶面抵接后，控制组件可以认为抓取机器人30已经移动至可以稳固抓取的位置，抓取机器人30可以抓取吊装部132，让电池箱13与提升座336可以相对固定，从而保证吊装过程中的稳定性。

在一些实施例中，步骤S13包括：步骤S131，基于第一测量数据和第二测量数据，获得电池箱13的前后倾斜状态；其中，前后倾斜状态包括第一倾斜状态；步骤S132，基于第一测量数据、第二测量数据、前后倾斜状态，获得电池箱13的左右倾斜状态；步骤S133，基于第一测量数据、第二测量数据、前后倾斜状态、左右倾斜状态，获得电池箱13的轴向倾斜状态。

在本实施例中，步骤S13可以包括步骤S131至步骤S133，下文可以对各步骤进行详细说明。

步骤S131中，当控制单元40获得第一测距器22的第一测量数据和第二测距器23的第二测量数据后，可以分析出电池箱13当前的前后倾斜状态为第一倾斜状态，为后续抓取机器人30的控制策略提供参考，从而保证电池箱13在倾斜状态下抓取机器人30也可以稳定地完成吊装工作。

步骤S132中，当控制单元40获得第一测量数据、第二测量数据、前后倾斜状态后，可以获取当前电池箱13的左右倾斜状态，可以为抓取机器人30的移动方向提供参考数据，保证电池箱13在倾斜状态下也可以顺利完成吊装。

步骤S133中，当控制单元40获得第一测量数据、第二测量数据、前后倾斜状态、左右倾斜状态后，可以获取当前电池箱13的轴向倾斜状态，可以在第一测距器22、第二测距器23的单次移动过程中依次获取前后倾斜状态后、左右倾斜状态、轴向倾斜状态，可以在保证电池箱13吊装过程顺畅的同时，提高换电的效率。

在一些实施例中，电池箱13吊装方法还包括：步骤S1411，基于前后倾斜状态包括第二倾斜，获取电池箱13的顶面中心点；其中，第二倾斜包括第二测距器23的测距值先于第一测距器22的测距值发生第三次突变；第二测距器23的测距值发生第三次突变至第一测距器22的测距值发生第三次突变的时间内第一测距器22移动的距离在第二设定范围内；步骤S1412，基于获得电池箱13的顶面中心点，抓取机器人30水平移动至抓取机器人30中心点的垂直投影与电池箱13的中心点朝车身12方向水平偏移第二移动值的位置重合，抓取机器人30下降。

在本实施例中，电池箱13吊装方法还可以包括步骤S1411、步骤S1412，下文可以对各步骤进行详细说明。

步骤S1411中，当第二倾斜包括第二测距器23的测距值先于第一测距器22的测距值发生第三次突变，且第二测距器23的测距值发生第三次突变至第一测距器22的测距值发生第三次突变的时间内第一测距器22移动的距离在第二设定范围内（第二设定范围可以是0.05~0.2米），控制单元40可以获取电池箱13的顶面中心点，为抓取机器人30的移动方向及距离的分析提供参考点。此时电池箱13靠近车头11侧距离地面远的一角相较于电池箱13靠近车头11侧距离地面近的一角更靠近车身12方向。在另一些实施例中，当第二测距器23的测距值先于第一测距器22的测距值发生第三次突变，并且第二测距器23的测距值发生第三次突变至第一测距器22的测距值发生第三次突变的时间内第一测距器22移动的距离小于0.05米，控制单元40可以认为电池箱13未发生倾斜；当第二测距器23的测距值先于第一测距器22的测距值发生第三次突变，并且第二测距器23的测距值发生第三次突变至第一测距器22的测距值发生第三次突变的时间内第一测距器22移动的距离大于0.2米，控制单元40可以认为电池箱13倾斜角度过大，发出预警信号以请求人工介入，可以防止电池箱13吊装过程中发生意外。

步骤S1412中，当控制组件获取电池箱13的顶面中心点后，可以将电池箱13的顶面中心点作为抓取机器人30的参考区域，可以控制抓取机器人30水平移动至抓取机器人30中心点的垂直投影与电池箱13的中心点朝车身12方向水平偏移第二移动值（第二移动值可以是0.05~0.2米）的位置重合后，控制抓取机器人30的提升单元33下降。以此方式，当提升单元33下降至与电池箱13的吊装部132抵接后继续下降，提升单元33的导向部335可以在吊装部132的顶端表面向靠近车头11的方向滑移，在滑移过程中，导向部335可以逐渐进入吊装部132，让提升单元33的抓取部334可以稳固的抓取吊装部132，从而实现对倾斜的电池箱13进行吊装。

在一些实施例中，电池箱13吊装方法还包括：步骤S1421，基于左右倾斜状态包括第三倾斜，获取电池箱13的顶面中心点；其中，第三倾斜包括第一测距器22的测距值比第二测距器23的测距值大第三设定范围；步骤S1422，基于获得电池箱13的顶面中心点，抓取机器人30水平移动至抓取机器人30中心点的垂直投影与电池箱13的中心点朝靠近测距部件20方向水平偏移第三移动值的位置重合，抓取机器人30下降。

在本实施例中，电池箱13吊装方法还可以包括步骤S1421、步骤S1422，下文可以对各步骤进行详细说明。

步骤S1421中，当第一测距器22的测距值为第二测距器23的测距值加第三设定范围（第三设定范围可以是0.05~0.15米），控制单元40可以判断出当前电池箱13的左右倾斜状态可以包括第三倾斜，随后可以获取电池箱13的顶面中心点，为抓取机器人30的移动方向及距离的分析提供参考点。此时电池箱13距离地面远的一侧相较于电池箱13距离地面近的一侧更靠近测距部件20。在另一些实施例中，当第一测距器22的测距值大于第二测距器23的测距值加0.15米，控制单元40可以认为电池箱13倾斜角度过大，发出预警信号以请求人工介入，可以防止电池箱13吊装过程中发生意外。当第一测距器22的测距值小于第二测距器23的测距值加0.05米，控制单元40可以认为电池箱13未发生倾斜。

步骤S1422中，当控制组件获取电池箱13的顶面中心点后，可以将电池箱13的顶面中心点作为抓取机器人30的参考区域，可以控制抓取机器人30水平移动至抓取机器人30中心点的垂直投影与电池箱13的中心点朝靠近测距部件20方向水平偏移第三移动值（第三移动值可以是0.05~0.15米）的位置重合后，控制抓取机器人30的提升单元33下降。以此方式，当提升单元33下降至与电池箱13的吊装部132抵接后继续下降，提升单元33的导向部335可以在吊装部132的顶端表面向靠近测距部件20的方向滑移，在滑移过程中，导向部335可以逐渐进入吊装部132，让提升单元33的抓取部334可以稳固的抓取吊装部132，从而实现对倾斜电池箱13的吊装。

在一些实施例中，电池箱13吊装方法还包括：步骤S1431，基于左右倾斜状态包括第四倾斜，获取电池箱13的顶面中心点；其中，第四倾斜包括第二测距器23的测距值比第一测距器22的测距值大第三设定范围；步骤S1432，基于获得电池箱13的顶面中心点，抓取机器人30水平移动至抓取机器人30中心点的垂直投影与电池箱13的中心点朝远离测距部件20方向水平偏移第四移动值的位置重合，抓取机器人30下降。

在本实施例中，电池箱13吊装方法还可以包括步骤S1431、步骤S1432，下文可以对各步骤进行详细说明。

步骤S1431中，当第二测距器23的测距值为第一测距器22的测距值加第三设定范围（第三设定范围可以是0.05~0.15米），控制单元40可以判断出当前电池箱13的左右倾斜状态可以包括第四倾斜，随后可以获取电池箱13的顶面中心点，为抓取机器人30的移动方向及距离的分析提供参考点。此时电池箱13距离地面近的一侧相较于电箱箱距离地面远的一侧更靠近测距部件20。在另一些实施例中，当第二测距器23的测距值大于第一测距器22的测距值加0.15米，控制单元40可以认为电池箱13倾斜角度过大，发出预警信号以请求人工介入，可以防止电池箱13吊装过程中发生意外。当第二测距器23的测距值小于第一测距器22的测距值加0.05米，控制单元40可以认为电池箱13未发生倾斜。

步骤S1432，当控制组件获取电池箱13的顶面中心点后，可以将电池箱13的顶面中心点作为抓取机器人30的参考区域，可以控制抓取机器人30水平移动至抓取机器人30中心点的垂直投影与电池箱13的中心点朝远离测距部件20方向水平偏移第四移动值（第四移动值可以是0.05~0.15米）的位置重合后，控制抓取机器人30的提升单元33下降。以此方式，当提升单元33下降至与电池箱13的吊装部132抵接后继续下降，提升单元33的导向部335可以在吊装部132的顶端表面向远离测距部件20的方向滑移，在滑移过程中，导向部335可以逐渐进入吊装部132，让提升单元33的抓取部334可以稳固的抓取吊装部132，从而实现对倾斜电池箱13的吊装。

在一些实施例中，电池箱13吊装方法还包括：步骤S1441，基于轴向倾斜状态包括第五倾斜或第六倾斜，获取电池箱13的顶面中心点；其中，第五倾斜包括第一测距器22的测距值在第三次突变与第四次突变之间呈变大的趋势；第六倾斜包括第一测距器22的测距值在第三次突变与第四次突变之间呈变小的趋势；第一测距器22的测距值在第三次突变与第四次突变之间呈变大或变小的趋势在第四设定范围内；步骤S1442，基于获得电池箱13的顶面中心点，抓取机器人30下降。

在本实施例中，电池箱13吊装方法还可以包括步骤S1441、步骤S1442。

步骤S1441中，当第一测距器22的测距值在第三次突变与第四次突变之间呈变大的趋势，且第一测距器22的测距值在第三次突变与第四次突变之间呈变大的趋势在第四设定范围内（第四设定范围可以是0.05~0.25米），控制单元40可以判断出电池箱13的轴向倾斜状态包括第五倾斜，此时电池箱13靠近车头11一端相较于电池箱13靠近车身12一端更靠近测距部件20；当第一测距器22的测距值在第三次突变与第四次突变之间呈变小的趋势，且第一测距器22的测距值在第三次突变与第四次突变之间呈变小的趋势在第四设定范围，控制单元40可以判断出电池箱13的轴向倾斜状态包括第六倾斜，此时电池箱13靠近车身12一端相较于电池箱13靠近车头11一端更靠近测距部件20。当轴向倾斜状态包括第五倾斜或第六倾斜，控制单元40可以获取电池箱13的顶面中心点，为抓取机器人30的移动方向及距离的分析提供参考点。在另一些实施例中，第一测距器22的测距值在第三次突变与第四次突变之间呈变大或变小的趋势大于0.25米，控制单元40可以认为电池箱13倾斜角度过大，发出预警信号以请求人工介入，可以防止电池箱13吊装过程中发生意外。

步骤S1442，由于电池箱13的顶面没有发生相对于水平面的倾斜，因此当控制单元40获得电池箱13的顶面中心点后，抓取机器人30可以直接下降，下降过程中导向部335的圆弧部分可以起到导向的作用，让导向部335可以逐渐进入吊装部132，使得提升单元33的抓取部334可以稳固的抓取吊装部132，避免电池箱13在吊装过程中产生晃动导致电池箱13损坏。

在一些实施例中，第一测距器22、第二测距器23之间的夹角包括第五设定范围。

在本实施例中，换电车辆10在行驶过程中，电池箱13可能会附着异物，或表面收到撞击造成电池箱13表面异常，从而导致第一测量数据、第二测量数据受到影响。为了避免第一测量数据、第二测量数据同时受到影响，第一测距器22、第二测距器23之间的夹角可以包括第五设定范围（第五设定范围可以是40°~70°），使得控制单元40可以对电池箱13的倾斜状态做出正确的判断，避免吊装过程中电池箱13发生损坏。

在一些实施例中，步骤S15包括：步骤S151，基于获得电池箱13的顶面中心点，抓取机器人30水平移动；步骤S152，基于抓取机器人30水平移动至抓取机器人30中心点的垂直投影与电池箱13的中心点朝车头11方向水平偏移第一移动值的位置重合，抓取机器人30以第一速度下降；步骤S153，基于抓取机器人30以第一速度下降至导向部335与吊装部132抵接，抓取机器人30以第二速度下降；其中，第二速度小于第一速度。

在本实施例中，步骤S15可以包括步骤S151至步骤S153，下文可以对各步骤进行详细说明。

步骤S151中，当控制单元40获取到电池箱13的顶面中心点后，电池箱13的顶面中心点可以为抓取机器人30的移动方向、移动距离提供分析的数据，然后控制单元40可以根据分析结果控制抓取机器人30水平移动，等待控制单元40发出下降指令。

步骤S152中，当抓取机器人30水平移动至抓取机器人30中心点的垂直投影与电池箱13的中心点朝车头11方向水平偏移第一移动值的位置重合后，控制单元40可以认为抓取机器人30的水平位置准确，然后可以控制抓取机器人30的提升单元33以第一速度下降。以此方式可以减少抓取机器人30在移动过程中的晃动，从而提高抓取机器人30抓取电池箱13的准确性。

步骤S153中，当提升单元33以第一速度下降至导向部335与吊装部132抵接后，控制单元40可以将提升单元33的速度减缓至第二速度（第二速度可以小于第一速度）下降。第一速度可以提高吊装电池箱13的效率，第二速度可以提高吊装电池箱13的稳定性，从而在单位时间内稳定地完成更多换电车辆10的吊装工作。

在一些实施例中，步骤S11包括：步骤S111，基于换电车辆10进入换电区且第一测距器22的测距值第一次突变，驾驶员踩下换电车辆10的制动踏板；步骤S112，基于换电车辆10停止，获取第一测距器22的测距值发生突变的次数；步骤S113，基于第一测距器22的测距值发生突变的次数N1大于2，第一测距器22朝车头11方向水平移动至第一测距器22的测距值发生N1-2次突变。

在本实施例中，步骤S11可以包括步骤S111至步骤S113，下文可以对各步骤进行详细说明。

步骤S111中，当换电车辆10以车头11先进入换电区的方式行驶至换电车辆10的车头11远离车身12一端接触到第一测距器22的测量位置，第一测距器22的测距值可以发生第一次突变，此时控制单元40可以提示驾驶员开始制动，驾驶员收到提示后可以踩下制动踏板，让换电车辆10以较短刹车距离完成换电车辆10的驻车，可以便于测距部件20对电池箱13的倾斜状态进行分析以及抓取机器人30对电池箱13的抓取。

步骤S112中，当驾驶员操作换电车辆10停止并驻车制动后，控制单元40可以获取第一测距器22的测距值发生突变的次数，从而判断出第一测距器22照射的位置是否可以完成对电池箱13倾斜状态的分析。

步骤S113中，当第一测距器22的测距值发生突变的次数N1大于2，控制单元40可以判定第一测距器22的测量位置在电池箱13表面或电池箱13靠近车身12的一侧，无法完成对电池箱13靠近测距部件20一侧的扫描以获取电池箱13的准确倾斜状态。此时可以控制第一测距器22朝车头11方向水平移动至第一测距器22的测距值发生N1-2次突变，让第一测距器22的测量位置在电池箱13与车头11之间，从而便于完成对电池箱13靠近测距部件20一侧的扫描，促进控制单元40对电池箱13倾斜状态的判断。

在本实施例中，提供了一种侧向换电装置，

换电车辆10，换电车辆10包括车头11、车身12、电池箱13；车头11与车身12可拆卸连接；电池箱13与车头11可拆卸连接；电池箱13包括电池体131、吊装部132、电芯133；吊装部132与电池体131的顶部固定连接；电芯133与电池体131可拆卸连接；

测距部件20，测距部件20包括基座21、第一测距器22、第二测距器23、第一驱动部24；第一测距器22与基座21活动连接；第二测距器23与基座21活动连接；第一驱动部24与第一测距器22驱动连接；第一驱动部24驱动第一测距器22沿水平方向移动；第一驱动部24与第二测距器23驱动连接；第一驱动部24驱动第二测距器23沿水平方向移动；

抓取机器人30，抓取机器人30包括吊座31、移动单元32、提升单元33；吊座31与移动单元32活动连接；提升单元33与移动单元32活动连接；移动单元32包括第二驱动部321、移动座322；移动座322与吊座31活动连接；第二驱动部321与移动座322驱动连接，第二驱动部321驱动移动座322水平移动；提升单元33包括第三驱动部331、滑轮332、缆绳333、抓取部334、导向部335、提升座336、第四驱动部；提升座336与滑轮332可拆卸连接；第三驱动部331与滑轮332驱动连接；缆绳333一端与滑轮332可拆卸连接，另一端与移动座322可拆卸连接；第三驱动部331驱动滑轮332收紧或放出缆绳333，实现提升座336的上升或下降；导向部335与提升座336可拆卸连接；抓取部334与提升座336活动连接；第四驱动部与抓取部334驱动连接，第四驱动部驱动抓取部334实现抓取功能；

控制单元40，控制单元40与抓取机器人30电连接；控制单元40与测距部件20电连接。

在本实施例中，电池箱13吊装装置可以包括换电车辆10、测距部件20、抓取机器人30、控制单元40。控制单元40可以与抓取机器人30电连接，让抓取机器人30可以根据控制单元40中的预设程序实现对电池箱13稳定且高效率地吊装工作。控制单元40可以与测距部件20电连接，可以让测距部件20根据制单元中的预设程序实现对电池箱13倾斜状态的精准判断，从而保证抓取机器人30可以准确抓取电池箱13。

如图4所示，换电车辆10可以包括车头11、车身12、电池箱13。车头11可以用于提供动力，车身12可以用于承载电池箱13和货物。车头11可以与车体可拆卸连接，让车头11可以与不同型号的车体进行组合。电池箱13可以包括电池体131、吊装部132、电芯133。电池体131可以与电芯133可拆卸连接，电芯133可以容纳在电池体131的内部腔体，让电池体131保护电芯133，还可以对损坏的电芯133进行快速更换。吊装部132可以固定连接在电池体131的顶端，固定连接为一体的方式可以提高电池箱13整体的强度，提高吊装电池过程中的安全性。

如图2、图3所示，测距部件20包括基座21、第一测距器22、第二测距器23、第一驱动部24。第一测距器22可以与基座21活动连接，可以让第一测距器22可以根据控制单元40的指令进行移动，从而采集准确的电池箱13倾斜状态。第二测距器23可以与基座21活动连接，可以让第二测距器23可以根据控制单元40的指令进行移动，从而采集准确的电池箱13倾斜状态。第一驱动部24与第一测距器22驱动连接，驱动第一测距器22沿水平方向移动，可以在控制单元40的指令下为第一测距器22提供动力，实现第一测距器22在水平方向的移动。第一驱动部24与第二测距器23驱动连接，驱动第二测距器23沿水平方向移动，可以在控制单元40的指令下为第二测距器23提供动力，实现第二测距器23在水平方向的移动。

抓取机器人30包括吊座31、移动单元32、提升单元33。移动单元32可以与吊座31活动连接，移动单元32可以在吊座31上做水平移动。提升单元33可以与移动单元32活动连接，让提升单元33可以实现竖直方向的移动。移动单元32可以包括第二驱动部321、移动座322。第二驱动部321可以与移动座322驱动连接，让第二驱动部321可以为移动座322在吊座31上水平移动提供驱动力，使得移动座322可以根据控制单元40的指令进行水平移动。提升单元33可以包括第三驱动部331、滑轮332、缆绳333、抓取部334、导向部335、提升座336、第四驱动部。由于滑轮332相较于提升座336在吊装过程中磨损量更大，因此提升座336可以与滑轮332可拆卸连接，便于对滑轮332进行保养。缆绳333一端可以与滑轮332可拆卸连接，另一端可以与移动座322可拆卸连接。第三驱动部331可以与滑轮332驱动连接，可以为滑轮332提供旋转驱动力，第三驱动部331可以驱动滑轮332顺时针旋转，将缆绳333卷在滑轮332的外周面，可以实现提升座336的上升；第三驱动部331可以驱动滑轮332顺时针旋转，第三驱动部331还可以驱动滑轮332逆时针旋转，将卷在滑轮332外周面的缆绳333释放出来，可以实现提升座336的下降。由于导向部335在电池箱13吊装过程中经常需要与吊装部132抵接，磨损量较大，因此导向部335可以与提升座336可拆卸连接，便于对导向部335进行更换。抓取部334可以与提升座336活动连接。第四驱动部可以与抓取部334驱动连接。当提升座336与吊装部132抵接后，控制单元40可以让第四驱动部驱动抓取部334实现对吊装部132的抓取。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本公开的具体案例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本公开的范围。

Claims (10)

1.一种电池箱吊装方法，其特征在于，所述电池箱吊装方法包括：

步骤S11，基于换电车辆进入并停在换电区，获取第一测距器的第一测量数据、第二测距器的第二测量数据；其中，所述第一测量数据包括所述第一测距器的测距值发生突变次数N1；所述第二测量数据包括所述第二测距器的测距值发生突变次数N2；所述突变包括所述测距值在第一设定时间内发生大于第一设定范围的变化；

步骤S12，基于所述N1和所述N2分别小于等于二，驱动所述第一测距器、所述第二测距器朝所述换电车辆的车身方向移动至所述第一测距器、所述第二测距器的测距值分别发生第四次突变后停止，获取所述第一测量数据、所述第二测量数据；其中，所述第二测距器在测量过程中的测量位置高于所述第一测距器在测量过程中的测量位置；

步骤S13，基于所述第一测量数据和所述第二测量数据，获得电池箱的倾斜状态；

步骤S14，基于所述倾斜状态包括前后倾斜状态的第一倾斜状态，获取所述电池箱的顶面中心点；其中，所述第一倾斜状态包括第一测距器的测距值先于所述第二测距器的测距值发生第三次突变；所述第一测距器的测距值发生第三次突变至所述第二测距器的测距值发生第三次突变的时间内所述第一测距器移动的距离在第二设定范围内；

步骤S15，基于获得所述电池箱的顶面中心点，抓取机器人水平移动至所述抓取机器人中心点的垂直投影与所述电池箱的中心点朝车头方向水平偏移第一移动值的位置重合，所述抓取机器人下降；

步骤S16，基于所述抓取机器人下降至所述抓取机器人的提升座底面与所述电池的吊装部顶面抵接，所述抓取机器人抓取所述吊装部。

2.根据权利要求1所述的一种电池箱吊装方法，其特征在于，

所述步骤S13中的所述倾斜状态包括前后倾斜状态、左右倾斜状态、轴向倾斜状态；所述步骤S13包括：

步骤S131，基于所述第一测量数据和所述第二测量数据，获得所述电池箱的所述前后倾斜状态；其中，所述前后倾斜状态包括所述第一倾斜状态；

步骤S132，基于所述第一测量数据、所述第二测量数据、所述前后倾斜状态，获得所述电池箱的所述左右倾斜状态；

步骤S133，基于所述第一测量数据、所述第二测量数据、所述前后倾斜状态、所述左右倾斜状态，获得所述电池箱的所述轴向倾斜状态。

3.根据权利要求2所述的一种电池箱吊装方法，其特征在于，

所述电池箱吊装方法还包括：

步骤S1411，基于所述前后倾斜状态包括第二倾斜，获取所述电池箱的顶面中心点；其中，所述第二倾斜包括第二测距器的测距值先于所述第一测距器的测距值发生第三次突变；所述第二测距器的测距值发生第三次突变至所述第一测距器的测距值发生第三次突变的时间内所述第一测距器移动的距离在第二设定范围内；

步骤S1412，基于获得所述电池箱的顶面中心点，所述抓取机器人水平移动至所述抓取机器人中心点的垂直投影与所述电池箱的中心点朝车身方向水平偏移第二移动值的位置重合，所述抓取机器人下降。

4.根据权利要求2所述的一种电池箱吊装方法，其特征在于，

所述电池箱吊装方法还包括：

步骤S1421，基于所述左右倾斜状态包括第三倾斜，获取所述电池箱的顶面中心点；其中，所述第三倾斜包括第一测距器的测距值比所述第二测距器的测距值大第三设定范围；

步骤S1422，基于获得所述电池箱的顶面中心点，所述抓取机器人水平移动至所述抓取机器人中心点的垂直投影与所述电池箱的中心点朝靠近测距部件方向水平偏移第三移动值的位置重合，所述抓取机器人下降。

5.根据权利要求2所述的一种电池箱吊装方法，其特征在于，

所述电池箱吊装方法还包括：

步骤S1431，基于所述左右倾斜状态包括第四倾斜，获取所述电池箱的顶面中心点；其中，所述第四倾斜包括第二测距器的测距值比所述第一测距器的测距值大第三设定范围；

步骤S1432，基于获得所述电池箱的顶面中心点，所述抓取机器人水平移动至所述抓取机器人中心点的垂直投影与所述电池箱的中心点朝远离测距部件方向水平偏移第四移动值的位置重合，所述抓取机器人下降。

6.根据权利要求2所述的一种电池箱吊装方法，其特征在于，

所述电池箱吊装方法还包括：

步骤S1441，基于所述轴向倾斜状态包括第五倾斜或第六倾斜，获取所述电池箱的顶面中心点；其中，所述第五倾斜包括第一测距器的测距值在第三次突变与第四次突变之间呈变大的趋势；所述第六倾斜包括第一测距器的测距值在第三次突变与第四次突变之间呈变小的趋势；所述第一测距器的测距值在第三次突变与第四次突变之间呈变大或变小的趋势在第四设定范围内；

步骤S1442，基于获得所述电池箱的顶面中心点，所述抓取机器人下降。

7.根据权利要求2~5中任一所述的一种电池箱吊装方法，其特征在于，

所述第一测距器、所述第二测距器之间的夹角包括第五设定范围。

8.根据权利要求1所述的一种电池箱吊装方法，其特征在于，

所述步骤S15包括：

步骤S151，基于获得所述电池箱的顶面中心点，所述抓取机器人水平移动；

步骤S152，基于所述抓取机器人水平移动至所述抓取机器人中心点的垂直投影与所述电池箱的中心点朝车头方向水平偏移第一移动值的位置重合，所述抓取机器人以第一速度下降；

步骤S153，基于所述抓取机器人以第一速度下降至导向部与所述吊装部抵接，所述抓取机器人以第二速度下降；其中，所述第二速度小于所述第一速度。

9.根据权利要求1所述的一种电池箱吊装方法，其特征在于，

步骤S11包括：

步骤S111，基于所述换电车辆进入所述换电区且所述第一测距器的测距值第一次突变，驾驶员踩下所述换电车辆的制动踏板；

步骤S112，基于所述换电车辆停止，获取所述第一测距器的测距值发生突变的次数；

步骤S113，基于所述第一测距器的测距值发生突变的次数N1大于2，所述第一测距器朝车头方向水平移动至所述第一测距器的测距值发生N1-2次突变。

10.一种电池箱吊装装置，其特征在于，所述电池箱吊装装置应用于权利要求1-9中任一所述的一种电池箱吊装方法，所述电池箱吊装装置包括：

换电车辆，所述换电车辆包括车头、车身、电池箱；所述车头与所述车身可拆卸连接；所述电池箱与所述车头可拆卸连接；所述电池箱包括电池体、吊装部、电芯；所述吊装部与所述电池体的顶部固定连接；所述电芯与所述电池体可拆卸连接；

测距部件，所述测距部件包括基座、第一测距器、第二测距器、第一驱动部；所述第一测距器与所述基座活动连接；所述第二测距器与所述基座活动连接；所述第一驱动部与所述第一测距器驱动连接；所述第一驱动部驱动所述第一测距器沿水平方向移动；所述第一驱动部与所述第二测距器驱动连接；所述第一驱动部驱动所述第二测距器沿水平方向移动；

抓取机器人，所述抓取机器人包括吊座、移动单元、提升单元；所述吊座与所述移动单元活动连接；所述提升单元与所述移动单元活动连接；所述移动单元包括第二驱动部、移动座；所述移动座与所述吊座活动连接；所述第二驱动部与所述移动座驱动连接，所述第二驱动部驱动所述移动座水平移动；所述提升单元包括第三驱动部、滑轮、缆绳、抓取部、导向部、提升座、第四驱动部；所述提升座与所述滑轮可拆卸连接；所述第三驱动部与所述滑轮驱动连接；所述缆绳一端与所述滑轮可拆卸连接，另一端与所述移动座可拆卸连接；所述第三驱动部驱动所述滑轮收紧或放出所述缆绳，实现提升座的上升或下降；所述导向部与所述提升座可拆卸连接；所述抓取部与所述提升座活动连接；所述第四驱动部与所述抓取部驱动连接，所述第四驱动部驱动所述抓取部实现抓取功能；

控制单元，所述控制单元与所述抓取机器人电连接；所述控制单元与所述测距部件电连接。