CN206307626U - 无线穿梭式换电小车 - Google Patents

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赖建文
赵金程
黄建中
韩晓辉
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Abstract

本实用新型属于电动汽车换电领域,具体提供一种无线穿梭式换电小车。本实用新型旨在解决现有电动汽车换电站的换电小车功能单一且因受线缆限制,在有多个方向动力电池转运需求时灵活性较差的问题。本实用新型的无线穿梭式换电小车包括:车主体、电池定位平台和设置在两者之间的升降装置,升降装置用于使电池定位平台和放置在其上的动力电池上升和下降;其中,车主体包括动力装置、驱动其行走的电机以及给电机提供电能的电池。本实用新型采用无线穿梭式小车对动力电池进行转运,去除了换电小车与电源之间的线缆,大大地提高了换电小车的灵活性,并且本实用新型的无线穿梭式换电小车不仅结构紧凑而且功能更多样。

Description

无线穿梭式换电小车
技术领域
本实用新型属于电动汽车换电领域,具体提供一种无线穿梭式换电小车。
背景技术
随着电动汽车的用户越来越多,电动汽车换电站的建设规模和数量也越来越大。为了实现电动汽车与换电站之间能够快速更换动力电池,换电站一般配置有辅助换电的换电小车和推垛机。通常推垛机和换电小车都设置有用于连接电源的线缆,对于只在一个方向有动力电池转运需求的换电小车而言,线缆的设置不会对其灵活性造成影响,但是对于有多个方向动力电池转运需求的换电小车而言,较长线缆的布置会限制其灵活性。尤其是对于不需要推垛机的换电站,换电小车的灵活性显得尤为重要。并且,现有的换电小车一般只具有动力电池转运功能,功能较为单一。
相应地,本领域需要一种新的换电小车来解决上述问题。
实用新型内容
为了解决现有技术中的上述问题,即为了解决现有电动汽车换电站的换电小车功能单一且因受线缆限制,在有多个方向动力电池转运需求时灵活性较差的问题,本实用新型提供了一种无线穿梭式换电小车,用于将动力电池运载至目标位置,该无线穿梭式换电小车包括车主体和电池定位平台,所述车主体上设置有升降装置,用于运载动力电池的所述电池定位平台通过所述升降装置与所述车主体相连接,并且所述升降装置能够使所述电池定位平台相对于所述车主体上升和下降;所述无线穿梭式换电小车是用于电动汽车换电站的无线穿梭式换电小车,所述导轨设置于所述换电站,所述无线穿梭式换电小车能够通过在该导轨上行走而将动力电池运载至所述目标位置。
在上述无线穿梭式换电小车的优选技术方案中,所述升降装置包括至少一个剪式举升机。
在上述无线穿梭式换电小车的优选技术方案中,所述电池定位平台设置有导向定位销,所述电池定位平台上的动力电池能够通过所述导向定位销与目标位置的电动汽车或动力电池储存单元对接。
在上述无线穿梭式换电小车的优选技术方案中,所述电池定位平台还设置有浮动装置,在所述导向定位销与目标位置的电动汽车或动力电池储存单元对接的过程中,该浮动装置允许所述电池定位平台在设定的范围内浮动。
在上述无线穿梭式换电小车的优选技术方案中,所述无线穿梭式换电小车配置有加解锁装置,该加解锁装置能够将所述目标位置的电动汽车或动力电池储存单元的动力电池解锁取下并固定到所述电池定位平台上,并且能够将所述电池定位平台上的动力电池安装至所述目标位置的电动汽车或动力电池储存单元。
在上述无线穿梭式换电小车的优选技术方案中,所述加解锁装置是由伺服电机驱动的扭矩扳手。
在上述无线穿梭式换电小车的优选技术方案中,所述无线穿梭式换电小车还包括动力装置和行走定位装置,在所述动力装置带动所述车主体行走的过程中,所述行走定位装置能够使所述车主体静止于所述行走的过程中到达的任意位置。
在上述无线穿梭式换电小车的优选技术方案中,所述无线穿梭式换电小车还包括所述行走定位装置能够识别的定位结构,所述行走定位装置通过所述定位机构能够识别出所述无线穿梭式换电小车的当前位置。
在上述无线穿梭式换电小车的优选技术方案中,所定位结构为贴敷于导轨内侧的定位条码,所述行走定位装置通过扫描该定位条码确定所述当前位置。
本领域技术人员能够理解的是,在本实用新型的优选技术方案中,通过无线穿梭小车对动力电池进行转运,使得换电小车不再受线缆的限制,活动更加灵活。通过将动力电池放置到电池定位平台上,并通过升降装置对动力电池和电池定位平台进行举升或下将,完成电动汽车和动力电池储存单元之间的动力电池更换。具体地,由电机驱动的无线穿梭式换电小车沿设置在电动汽车换电站上的导轨行走,并通过设置在其上的行走定位装置粗定位至与电动汽车和/或动力电池储存单元相对应的换电位置,然后通过电池定位平台上的导向定位销将电池定位平台精确定位至与电动汽车和/或动力电池储存单元相对应的换电位置,最后由电池定位平台上的扭矩扳手将其上的动力电池安装并锁定到电动汽车上或动力电池储存单元内,或者将电动汽车上或所述动力电池储存单元内的动力电池解锁取下并固定到所述电池定位平台上。
因此,本实用新型的无线穿梭式换电小车不仅动作灵活、结构紧凑,而且仅仅只需一台无线穿梭式换电小车就可完成电动汽车与电动汽车换电站之间的换电任务。
附图说明
图1是本实用新型的无线穿梭式换电小车的等轴侧视图;
图2是本实用新型的无线穿梭式换电小车的侧视图。
附图标记列表
1、车主体;11、动力装置;111、主动轮;112、从动轮;113、第一电机;12、行走定位装置;2、电池定位平台;21、加解锁装置;211、伺服电机;212、扭矩扳手;22、导向定位销;23、电气控制箱;3、剪式举升机;31、第一剪叉机构;32、第二剪叉机构;33、第二电机;4、动力电池;41、螺栓;5、导轨。
具体实施方式
下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理,并非旨在限制本实用新型的保护范围。例如,虽然附图中的各部件之间是按一定比例关系绘制的,但是这种比例关系非一成不变,本领域技术人员可以根据需要对其作出调整,以便适应具体的应用场合。
需要说明的是,在本实用新型的描述中,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述装置或元件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实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外,还需要说明的是,在本实用新型的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图1和图2所示,本实用新型的无线穿梭式换电小车主要包括:车主体1、电池定位平台2和剪式举升机3。其中,电池定位平台2主要用于承载动力电池4,剪式举升机3的底端与车主体1连接,剪式举升机3的顶端与电池定位平台2连接。车主体1主要包括:动力装置11、行走定位装置12和电池(图中未示出)。其中,动力装置11包括:四个主动轮111、四个从动轮112和第一电机113,垂直于车主体1行驶方向上相对应的两个主动轮111之间设置有与主动轮111刚性连接的传动轴(图中未示出),传动轴与第一电机113的输出轴通过第一传动链(图中未标示)相连接,使得第一电机113能够通过第一传动链驱动传动轴和与其相连接的两个主动轮111转动。进一步,沿车主体1行驶方向上相邻的两个主动轮111之间通过第二传动链(图中未标示)相连接,使得当第一电机113驱动位于传动轴两端的两个主动轮111转动时,其余两个主动轮111也会随之转动。本领域技术人员能够理解的是,设置四个主动轮111相对于设置两个主动轮111而言,在无线穿梭式换电小车带载启动时能够有效避免主动轮111打滑现象的出现。
进一步,在本实用新型的优选实施方案中,电动汽车换电站内设置有导轨5,使得车主体1的主动轮111和从动轮112能够行驶在导轨5上。车主体1通过行走定位装置12在导轨5上进行粗定位,具体地,在导轨5上设置与行走定位装置12相对应的定位机构,例如贴敷于导轨5内侧的定位条码,通过行走定位装置12扫描该定位条码能够获得无线穿梭式换电小车的当前位置,当无线穿梭式换电小车将动力电池4转运到目标位置(能够进行换电作业的位置)时,该定位条码还能够对无线穿梭式换电小车进行定位,也就是说,当无线穿梭式换电小车行走到达的当前位置即目标位置时,无线穿梭式换电小车即停止行走。本领域技术人员能够理解的是,定位机构还可以是与行走定位装置12相对应的任何装置,例如,凸出的铁块。
本领域技术人员容易理解的是,为了满足无线穿梭式换电小车转向的需求,可以在导轨5相互交叉的位置处设置旋转装置,当无线穿梭式换电小车行驶至导轨5相互交叉的位置处时,通过该旋转装置进行转向。除此之外,还可以将车主体1设置成多向无线穿梭小车(详见专利CN103171851A),或者设置成AGV小车并将导轨5改成与AGV小车相对应的无轨引导装置。进一步,本领域的技术人员还可以采用其他任何形式的且能够实现的换向、转向装置来辅助无线穿梭式换电小车完成换向动作。
如图1所示,电池定位平台2上设置有:加解锁装置21、导向定位销22、电气控制箱23和浮动装置(图中未示出)。其中,加解锁装置21主要包括伺服电机211和由伺服电机211驱动的扭矩扳手212,通过扭矩扳手212拧动动力电池4上的螺栓41能够将电动汽车或设置在电动汽车换电站上的动力电池储存单元(图中未示出)上的动力电池4解锁取下并放置到电池定位平台2上,将电池定位平台2上的动力电池4安装锁定到电动汽车或动力电池储存单元上。从图1中不难看出,扭矩扳手212将动力电池4解锁并放置到电池定位平台2上后,螺栓41的螺母依旧留在扭矩扳手212的孔内,并因此将动力电池4在水平方向上进行固定。
需要说明的是,在本实用新型的优选实施方案中,动力电池储存单元与电动汽车上用于安装锁定动力电池4的装置相同,两者都是将动力电池4进行悬挂固定。
进一步,导向定位销22竖直设置在电池定位平台2上,在电池定位平台2与电动汽车之间或电池定位平台2与动力电池储存单元之间进行动力电池4转移时,导向定位销22能够插入设置在电动汽车或动力电池储存单元上的导向孔内,并因此使电池定位平台2在浮动装置的辅助下精确定位至与电动汽车或动力电池储存单元相对应的目标位置(进行换电作业的位置)。本领域技术人员能够理解的是,导向定位销22的数量不仅限于图中所示的两个,其数量可以根据需要进行适当调整。
更进一步,电气控制箱23内设置有电气控制系统(图中未示出),该电气控制系统主要用于控制无线穿梭式换电小车完成电动汽车与动力电池储存单元之间的动力电池4更换动作。此外,在没有换电任务时,该电气控制系统还可以用于控制无线穿梭式换电小车移动至充电埠,对无线穿梭式换电小车自身的电池进行充电。浮动装置主要用于在无线穿梭式换电小车通过行走定位装置12粗定位完成后,在通过导向定位销22对电池定位平台2进行精确定位时,允许电池定位平台2在水平面内产生一定的浮动量,防止扭矩扳手212解锁或锁定动力电池4时其与螺栓41之间存在水平方向的剪切力,对动力电池4和无线穿梭式换电小车造成损伤。
如图1和图2所示,剪式举升机3主要包括:第一剪叉机构31、第二剪叉机构32、第二电机33、丝杠(图中未示出)、第一推板(图中未示出)和第二推板(图中未示出)。第一剪叉机构31与第一推板相连接,第二剪叉机构32与第二推板相连接,第二电机33的输出轴与丝杠相连接,丝杠分别与第一推板和第二推板通过螺纹副相连接,并且当丝杠正转时第一推板和第二推板相互靠近,当丝杠反转时第一推板和第二推板相互远离。进一步,当第一推板和第二推板相互靠近时,第一剪叉机构31和第二剪叉机构32带动电池定位平台2下降;当第一推板和第二推板相互远离时,第一剪叉机构31和第二剪叉机构32带动电池定位平台2上升。并且,第二电机33仍是由无线穿梭式换电小车自身的电池提供电能。本领域技术人员能够理解的是,剪式举升机3不仅限于图中所示的一种形式和一个,本领域技术人员可以根据需要作出适当调整,除此之外,本领域技术人员也可以采用其他任何形式的且可以实施的升降装置举升电池定位平台2,例如,四柱举升机。
本实用新型的无线穿梭式换电小车的换电步骤如下:
首先,第一电机113驱动无线穿梭式换电小车行驶至换电平台内停置于当前服务的电动汽车附近,并通过行走定位装置12将其粗定位至目标位置,即能够对电动汽车进行换电作业的换电位置。第二电机33驱动剪式举升机3使电池定位平台2上升,当导向定位销22插入电动汽车的定位孔时,电池定位平台2通过设置在其上的浮动装置在水平面内进行精确定位。当扭矩扳手212与乏电的动力电池4上的螺栓41实现配合后,伺服电机211驱动扭矩扳手212拧动螺栓41,直至螺栓41的螺纹完全脱离电动汽车,乏电的动力电池4被放置到电池定位平台2上。
然后,第一电机113驱动无线穿梭式换电小车行驶至换电站内的空的动力电池储存单元处,并通过行走定位装置12将其粗定位至目标位置,即能够将动力电池4放置于动力电池储存单元的换电位置。第二电机33驱动剪式举升机3使电池定位平台2上升,当导向定位销22插入动力电池储存单元的定位孔时,电池定位平台2通过设置在其上的浮动装置在水平方向上进行精确定位。当扭矩扳手212与乏电的动力电池4上的螺栓41完成配合后,伺服电机211驱动扭矩扳手212拧动螺栓41,使乏电的动力电池4安装到动力电池储存单元上,直至扭矩扳手212达到预先设定的扭矩时乏电的动力电池4被安装锁定到动力电池储存单元上。电池定位平台2下降复位。一次换电结束。
在本次换电结束之后,第一电机113可以进一步驱动无线穿梭式换电小车行驶至电动汽车换电站内装有满电的动力电池4的动力电池储存单元处,取走满电的动力电池4,并将其运送至其他待换电的电动汽车处进行相应的换电作业。当然,本领域技术人员能够理解的是,为了提高换电效率,可以在电动汽车换电站内同时设置多台无线穿梭式换电小车,以便当一台无线穿梭式换电小车取走电动汽车上乏电的动力电池4后,载有满电的动力电池4的另一台无线穿梭式换电小车可以马上将满电的动力电池4安装锁定到电动汽车上。
进一步,可以将加解锁装置21和导向定位销22设置成可调整的结构,以便本实用新型的无线穿梭式换电小车能够满足不同型号的动力电池4的转载需求。
更进一步,换电站内的控制系统通过无线信号对无线穿梭式换电小车进行控制,例如,WIFI。
综上所述,本实用新型的穿梭式换电小车不仅结构紧凑、动作灵活,而且能够在没有推垛机辅助的情况下独立完成电动汽车的换电作业。
至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种无线穿梭式换电小车,用于将动力电池运载至目标位置,其特征在于,所述无线穿梭式换电小车包括车主体和电池定位平台,
所述车主体上设置有升降装置,用于运载动力电池的所述电池定位平台通过所述升降装置与所述车主体相连接,并且所述升降装置能够使所述电池定位平台相对于所述车主体上升和下降;
所述无线穿梭式换电小车是用于电动汽车换电站的无线穿梭式换电小车,所述电动汽车换电站设置有导轨,所述无线穿梭式换电小车能够通过在该导轨上行走而将动力电池运载至所述目标位置。
2.根据权利要求1所述的无线穿梭式换电小车,其特征在于,所述升降装置包括至少一个剪式举升机。
3.根据权利要求2所述的无线穿梭式换电小车,其特征在于,所述电池定位平台设置有导向定位销,所述电池定位平台上的动力电池能够通过所述导向定位销与目标位置的电动汽车或动力电池储存单元对接。
4.根据权利要求3所述的无线穿梭式换电小车,其特征在于,所述电池定位平台还设置有浮动装置,在所述导向定位销与目标位置的电动汽车或动力电池储存单元对接的过程中,该浮动装置允许所述电池定位平台在设定的范围内浮动。
5.根据权利要求1所述的无线穿梭式换电小车,其特征在于,所述无线穿梭式换电小车配置有加解锁装置,该加解锁装置能够将所述目标位置的电动汽车或动力电池储存单元的动力电池解锁取下并固定到所述电池定位平台上,并且能够将所述电池定位平台上的动力电池安装至所述目标位置的电动汽车或动力电池储存单元。
6.根据权利要求5所述的无线穿梭式换电小车,其特征在于,所述加解锁装置是由伺服电机驱动的扭矩扳手。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的无线穿梭式换电小车,其特征在于,所述无线穿梭式换电小车还包括动力装置和行走定位装置,
在所述动力装置带动所述车主体行走的过程中,所述行走定位装置能够使所述车主体静止于所述行走的过程中到达的任意位置。
8.根据权利要求7所述的无线穿梭式换电小车,其特征在于,所述无线穿梭式换电小车还包括所述行走定位装置能够识别的定位结构,所述行走定位装置通过所述定位机构能够识别出所述无线穿梭式换电小车的当前位置。
9.根据权利要求8所述的无线穿梭式换电小车,其特征在于,所述定位结构为贴敷于导轨内侧的定位条码,所述行走定位装置通过扫描该定位条码确定所述当前位置。
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