CN208231812U - 一种自适应换电机械手装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自适应换电机械手装置，配合配套的电池箱锁止机构实现电池箱与车辆的可靠锁定及解锁，其包括：箱体模块、旋转锁止及解锁模块和浮动模块。所述旋转锁止及解锁模块设置于所述浮动模块上，其包括解锁组件和驱动组件，用于电池箱锁止机构的解锁或锁止；所述浮动模块置设于所述箱体模块上，其包括滑块平面浮动组件和弹性组件，用于解锁头进入或退出电池箱锁止结构时，自适应电池箱锁止机构锁盘的位置误差，实现解锁组件自适应导入或退出锁盘。本实用新型专利结构简单可靠，运用灵活，可有效降低目前电池箱换电存取的故障率，提高换电效率。

Description

一种自适应换电机械手装置

技术领域：

本实用新型公开了一种自适应换电机械手装置，涉及一种新能源汽车电池智能装卸技术领域。尤其涉及一种自平衡定位功能的换电装置。

背景技术：

在当今能源枯竭及燃油污染严峻形势下，新能源汽车得以迅猛发展，其相对应的新能源汽车基础设备也竞相发展，但是电池续航能力和充电时间过长等问题，一直是干扰这种方案推广的主要问题。汽车快速换电装置的出现，让当前问题的到有效解决，使新能源汽车行业得到蓬勃发展。

目前，汽车电池更换过程中，多数推拉对接或脱离装置，在执行换电过程中，没有有效精准的定位装置和柔性对正装置，往往会出现卡止或错位，导致设备损坏或停止运行的情况。究其本因，在于推拉对接时，因设备定位精度问题，推拉装置与电池锁中心难以实现精准对正，造成故障率居高不下，耗费大量存取电池的时间，降低了换电效率。

实用新型内容：

基于此，本实用新型的目的是提供一种提高对正精准度和效率的换电装置。

一种自适应换电机械手装置，该装置安装于换电机器人内，可将电池锁定在电池仓内，以及将锁定在电池仓内的电池解锁并取出，其特征在于，该装置包括箱体模块、旋转锁止及解锁模块和浮动模块；其中旋转锁止及解锁模块，由解锁组件和转动组件构成。所述解锁组件包括导向解锁销、限位销、弹性元件和检测元件，安装于转动组件中所述的驱动轴中，所述导向解锁销内设置有通孔导槽，与所述限位销配合滑动，限定导向解锁销运动范围。

所述转动组件包括驱动轴、轴承座和电机，所述驱动轴设置有挂钩、通孔、垂直于通孔的紧钉孔、垂直于通孔的检测元件走线长圆孔和电机轴孔，分别用于挂接电池锁接头、安放所述导向解锁销、安放所述限位销、安放所述弹性元件、安放所述检测元件和所述电机主轴；所述解锁组件中导向解锁销受压向后移动，接近检测元件时，实现锁止机构二次锁解锁检测，同时驱动组件开始动作，带动驱动轴正转或反转，实现电池箱锁止机构一次锁动作，完成电池箱存取的解锁或锁止。

所述转动组件还包括触发元件和转动限位支架。

所述浮动模块的所述滑动组件和所述浮动组件，基于原有技术基础上进行结构改进，原每平行的一组滑块在其安装板上布置一套弹性元件，实现同一方向进行自适应配合，这样的结构布置弹性元件复杂，部分销钉悬臂长，容易断裂；改进之后的方案为所述滑动组件呈井字形安装在所述安装板-1、所述安装板-2和所述箱体上，由四组所述直线导向机构呈井字形做自适应滑动，实现平面自适应滑动；在所述安装板-1上呈星形布置弹性元件分别固定在所述箱体组件和所述安装板-1上，使得整个解锁组件处于一个合适的初始位置。

本实用新型工作过程和原理是：

取电池时，由电机驱动自适应换电机械手装置向电池箱平移，当驱动轴(15)接近电池箱锁盘时，自适应换电机械手装置平移速度开始放缓，驱动轴(15)慢速电池箱锁盘，通过其前端锥面自适应进入锁盘，使浮动模块(3) 自动调整进入的合适位置，平衡弹性元件(19)自动平衡转动模块(2)；当驱动轴(15)进入电池锁接头后，导向解锁销(10)被推力完全反推入驱动轴(15) 内，导向解锁销(10)在锁盘中受挤压，致导向解锁销(10)后移压缩弹性元件(12)，导向解锁销(10)开始接近检测元件(13)，直至打开锁盘二次锁，机械手停止平移动作；然后电机(18)驱动驱动轴(15)开始转动，实现电池箱一次锁定或解锁，并且挂接电池锁盘或脱离挂接；这过程中转动到转动限位支架(14)上检测元件设定角度时，驱动轴(15)停止转动，电池解锁，自适应换电机械手装置开始后退，把电池从充电仓内拉出，存入汽车电池仓内；驱动轴(15)反向旋转，进行电池锁止，自适应换电机械手装置回归初始位置，二次锁锁定。

存电池时，由电机驱动自适应换电机械手装置平移，检测元件进行一次位置保证；当驱动轴(15)靠近电池锁接头时，自适应换电机械手装置移动速度开始放缓，驱动轴(15)慢速接近电池锁接头；初始接触，由导向解锁销 (10)接触电池锁锁盘，使浮动模块(3)自动调整进入的合适位置，弹性元件 (19)自动平衡转动模块(2)；导向解锁销(10)压缩弹性元件(12)，开始一级柔性导向，当弹性元件(12)挤压到一定程度以后，开始二级刚性导向，当驱动轴(15)完全进入电池锁盘后，导向解锁销(10)被推力完全推入驱动轴 (15)内，导向解锁销(10)开始接近检测元件(13)，自适应换电机械手装置停止移动；然后电机(18)驱动驱动轴(15)开始转动，并且挂接电池锁接头，当转动到转动限位支架(14)上检测元件设定角度时，驱动轴(15)停止转动，电池解锁，自适应换电机械手装置开始后退移动，把电池从汽车电池仓内拉出。

此实用新型，具有自平衡定位功能，在自适应换电机械手装置与电池锁接头对接过程中，浮动组件能相对于安装板在二维平面自适应滑动，进而带动驱动轴顺利进入电池锁接头内，再旋转电池锁接头，完成自适应换电机械手装置驱动轴与电池锁接头的连接，解决了其他换电高故障率的问题，提高了换电效率。

附图说明：

图1为自适应换电机械手装置结构示意图；

图2为箱体模块结构示意图；

图3为旋转锁止及解锁模块结构示意图；

图4为浮动模块结构示意图；

图5为解锁组件结构示意图；

图6为转动组件结构示意图；

图7为浮动组件结构示意图；

图8为滑动组件结构示意图；

图9为机械手应用示意图；

具体实施方式：

为了便于理解本实用新型专利，下面将参照相关附图对本实用新型专利进行详细描述。

如图-4浮动模块设于箱体模块上，包括：浮动组件(8)和滑动组件(9)构成。通过驱动轴(15)和电池锁接头的导向配合，横向滑块组(23)和竖向滑块组(24)带动安装板(21)以及中转板(22)在二维平面进行自适应滑动，浮动组件(8)中的平衡弹性元件(19)进行自适应平衡，使驱动轴(15) 顺利进入电池锁接头内。

如图-5解锁组件设于旋转锁止及解锁模块上，包括：导向解锁销(10)、限位销(11)、弹性元件(12)和检测元件(13)构成。如图-6转动组件设于旋转锁止及解锁模块上，包括：转动限位支架(14)、驱动轴(15)、轴承座(16)、触发组件(17)和电机(18)构成。通过电机(18)驱动驱动轴(15) 转动，当转动到限定角度后，安装在转动限位支架(14)上的检测元件，检测到安装在电机(18)主轴上的触发元件(17)的信号，对转动角度进行检测，实现电池解锁；当电机(18)驱动驱动轴(15)反转，回转到初始位置时，安装在转动限位支架(14)上的另一个检测元件，检测到安装在电机(18)主轴上的触发元件(17)信号，实现电池锁止。

以上是对本实用新型专利部分具体描述，本领域的技术人员在不违背本实用新型专利精神的前提下，还可以做出种种同等的变形或替换，这些同等的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (4)

1.一种自适应换电机械手装置，该装置安装于换电机器人上，可将电池锁定在车辆电池仓内，以及将锁定在电池仓内的电池解锁并取出，其特征在于，该装置包括箱体模块、旋转锁止及解锁模块和浮动模块；其中旋转锁止及解锁模块由解锁组件和转动组件构成；

所述解锁组件包括导向解锁销、限位销、弹性元件和检测元件，安装于转动组件中的驱动轴中，所述导向解锁销内设置有通孔导槽，与所述限位销配合滑动，限定导向解锁销运动范围；

所述转动组件包括驱动轴、轴承座和电机，所述驱动轴上设置有多齿挂钩、通孔、垂直于通孔的紧钉螺钉丝孔、垂直于通孔的检测元件走线长圆孔和电机轴孔，分别用于挂接电池锁接头、安放所述导向解锁销、所述限位销、所述弹性元件、所述检测元件和电机主轴；所述解锁组件中导向解锁销受压向后移动，接近检测元件时，实现锁止机构二次锁解锁检测，同时驱动组件开始动作，带动驱动轴正转或反转，实现电池箱锁止机构一次锁动作，完成电池箱存取的解锁或锁止；

所述转动组件还包括触发元件和转动检测元件支架。

2.根据权利要求1所述的自适应换电机械手装置，其特征在于，所述解锁组件的所述导向解锁销内设置放有所述限位销，与所述导向解锁销相互垂直，用于限制导向解锁销移动距离，使所述导向解锁销移动设定的距离，接近所述检测元件，实现二次锁定机构解锁信号确认。

3.根据权利要求1所述的自适应换电机械手装置，其特征在于，所述的转动组件的所述驱动轴内设置有挂钩、通孔、垂直于通孔的紧固定孔、垂直于通孔的检测元件走线长圆孔和电机轴孔，分别用于挂接电池锁接头、安放所述导向解锁销、所述限位销、所述弹性元件、所述检测元件和所述电机主轴，通过电机主轴使驱动轴转动，实现转动组件的正反转动。

4.根据权利要求1所述的自适应换电机械手装置，其特征在于，所述转动组件的所述转动检测元件支架内设置放有电气元件的圆弧孔，通过固定在所述电机主轴上触发元件的转动，给检测元件提供信号，实现转动角度的限制。