CN208915145U - 电池更换设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电池更换设备，包括：一底座总成；一定位装置，其包括两个竖向定位机构、两个横向定位机构与两个纵向定位机构，两个竖向定位机构用于对汽车的高度方向定位，横向定位机构用于对汽车的宽度方向定位，纵向定位机构于对汽车的长度方向定位；一电池更换装置，其用于完成电池的输送，电池更换装置包括第一电池输送装置与第二电池输送装置，第一电池输送装置设于底座总成的一侧，第二电池输送装置位于第一电池输送装置下方；一控制器，定位装置及电池更换装置与控制器电性连接。本实用新型中的电池更换设备实现汽车的电动电池更换自动化，简单快捷，工作效率高。

Description

电池更换设备

技术领域

本实用新型涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种电池更换设备。

背景技术

随着经济的发展，全球居民的汽车拥有量越来越多，导致传统能源越来越接近枯竭，同时汽车尾气排放给地球造成了严重的污染，给未来的人类生存带来了极大的威胁，因此开发新能源汽车势在必行。随着科技的发展，电动汽车的开发与重点推广使用是重要的发展趋势。

电动汽车主要是通过在汽车底盘上装一个驱动电池，可以给驱动电池不限次充电以保证驱动电池的电量，以供应汽车行走的能量。但是当电池的电量耗尽时，充电站充满一辆汽车的驱动电池的电量需要几个小时，耗费时间长，影响汽车的持续运行。

现有技术当中，通过给汽车更换驱动电池的方式来快速给汽车增加续航能力。但是现有技术中还未建有自动化的电池更换设备，半自动化加通过人工的方式进行更换，费时长，更换效率低。

实用新型内容

基于此，本实用新型的目的是提供一种电池更换设备，以解决现有技术当中汽车的电池更换效率低的问题。

一种电池更换设备，包括：

一底座总成；

一定位装置，其包括两个竖向定位机构、两个横向定位机构及两个纵向定位机构，所述两个竖向定位机构用于对所述汽车的高度方向定位，所述两个竖向定位机构设于所述底座总成相对的两侧，所述横向定位机构用于对所述汽车的宽度方向定位，其设于所述底座总成上，且所述两个横向定位机构设于所述底座总成相对的两端，所述两个纵向定位机构用于对汽车的长度方向定位，其设于所述底座总成的一端的两侧，且设于所述横向定位机构的外侧；

一电池更换装置，其用于完成电池的输送，所述电池更换装置包括第一电池输送装置与第二电池输送装置，所述第一电池输送装置设于所述底座总成的一侧，所述第二电池输送装置位于所述第一电池输送装置下方；

一控制器，所述定位装置及所述电池更换装置与所述控制器电性连接。

进一步地，所述电池更换设备还包括一传感器，所述传感器用于检测所述汽车的位置信息并将所述位置信息传输给所述控制器。

进一步地，所述底座总成包括支撑座、设于所述支撑座上的两根长摆杆、两个前滚轮支架、两个后滚轮支架、两个第一滑动组件及两个第二滑动组件，所述两根长摆杆平行设置，一根所述长摆杆远离另一根所述长摆杆的一侧的两端各设有一个所述前滚轮支架与一个后滚轮支架，所述两根长摆杆的一端各设有一个所述第一滑动组件，所述第一滑动组件包括一第一滑槽及一收容于所述第一滑槽内的第一滑轮，所述第一滑槽垂直设于所述长摆杆的下方，一个所述后滚轮支架底部各设有一个所述第二滑动组件，所述第二滑动组件包括两个平行设置的第二滑槽及两对第二滑轮，所述两对第二滑轮与所述后滚轮支架连接，一对所述第二滑轮对应收容于一个所述第二滑槽内。

进一步地，每个所述前滚轮支架的顶部均设有一限位杆，且设于所述前滚轮支架上远离所述后滚轮支架的一端。

进一步地，所述竖向定位机构包括支撑柱及与所述支撑柱滑动连接的第一升降组件，所述第一升降组件由第一伸缩电机驱动升降，所述两根长摆杆的一端各设有一个横向定位机构，一个所述横向定位机构驱动一根所述长摆杆移动；

所述底座总成的两端各设有一个所述横向定位机构，所述横向定位机构包括第一驱动电机、设于所述第一驱动电机输出轴上的主动齿轮、与所述主动齿轮啮合的传动组件及与所述传动组件啮合的从动齿轮，所述传动组件连接于所述主动齿轮与所述从动齿轮之间，每个所述滑轮上通过传动轴连接一个所述从动齿轮，所述传动组件包括两根第一传动链条及两根第一伸缩杆，所述第一伸缩杆的两端均与两根所述第一传动链条的一端进行连接，所述定位装置还包括两个第二伸缩电机，每个所述后滚轮支架由一个所述第二伸缩电机驱动移动；

每个所述后滚轮支架下方各设有一个所述纵向定位机构，所述纵向定位机构包括第二驱动电机、设于所述第二驱动电机输出轴上的第一齿轮、与所述第一齿轮啮合的第二传动链条、及与所述第二传动链条传动连接的从动组件，所述从动组件包括螺杆、套装在所述螺杆外的第二齿轮，所述第二齿轮与所述第二传动链条传动连接，所述螺杆与所述后滚轮支架连接。

进一步地，所述第一升降组件包括两个举升臂，所述两个举升臂相交构成一个V型，所述两个举升臂的交点相对于所述支撑柱滑接，每个所述举升臂的自由端均设有一举升垫，所述举升垫呈圆形。

进一步地，所述第一电池输送装置靠近所述前滚轮支架设置，其包括若干平行设置的龙门架及与每个龙门架连接的第一行走轨道、及设于所述第一行走轨道上的送料机构，所述送料机构包括一电动葫芦及设于所述电动葫芦的吊钩上的电池抓取组件。

进一步地，所述电池抓取组件包括一第一伸缩架及设于所述第一伸缩架底部的摆臂组件，所述第一伸缩架与所述电动葫芦的吊钩连接，所述摆臂组件包括设于所述第一伸缩架底部两端的两个摆臂，所述摆臂呈方形，两个所述摆臂用于夹取电池，所述摆臂相对所述伸缩架滑接，每个所述摆臂对应由一个第二伸缩杆驱动移动。

进一步地，所述第二电池输送装置包括一运输车、设于所述运输车底部的第二行走轨道、设于所述运输车顶部的第二升降组件，所述第二行走轨道一端位于所述第一电池输送装置的下方，所述第二行走轨道的另一端穿过所述底座总成并设于所述底座总成顶部，所述第二行走轨道平行设于所述两根长摆杆之间。

进一步地，所述第二升降组件包括第二伸缩架、设于第二伸缩架顶部的支撑台、及驱动第二伸缩架伸缩的第三伸缩杆。

上述电池更换设备，通过设置传感器检测汽车的位置，控制器控制定位装置对汽车的长度、宽度、高度方向进行定位，第二电池输送装置对拆下下来的待充电电池运输给第一电池输送装置，第一电池输送装置对电池进行运输，取走待充电电池后将满电电池运输给第二电池输送装置，第二电池输送装置将满电电池运输到汽车底部进行安装，实现电池拆卸与安装的自动化，简单方便快捷，提高更换效率。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例中的电池更换设备的机构示意图；

图2为图1中的底座总成的结构示意图；

图3为图1中的竖向定位机构的结构示意图；

图4为图1中的第一电池输送装置的结构示意图；

图5为图4中的送料机构的结构示意图；

图6为图1中的第二升降组件的结构示意图。

主要元件符号说明：

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的若干实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1至图6，为本实用新型第一实施例中的汽车电池更换设备的结构示意图，包括一传感器10、一控制器20、一底座总成30、一定位装置40及一电池更换装置。电池更换装置具体包括第一电池输送装置50与第二电池输送装置60。定位装置40、电池更换装置与控制器20电性连接，传感器10为位置传感器。

其中，传感器10用于检测汽车的位置信息，并将检测到的位置信息传输给控制器20，控制器20发出动作信号给定位装置40，进行对汽车校准定位，完成汽车的校准定位后，控制器20发出动作信号给第二电池输送装置60，第二电池输送装置60中的运输车61移动到汽车底盘下方，第二电池输送装置60上的电机带动电池包上的解锁器向解锁的方向旋转，对待充电电池包进行解锁，待充电电池被运输车61接住，第二电池输送装置60将待充电电池运输到第一电池输送装置50下方，后控制器20控制第一电池输送装置50取走待充电电池并送来满电电池给第二电池输送装置60，第二电池输送装置60将满电电池运输到汽车底部，开启其上的电机，并带动电池包上的解锁器向锁紧的方向旋转，将满电电池安装到汽车底盘上。

具体地，底座总成30包括一个支撑座31，支撑座31呈通过横杆、纵杆互相架设连接而成，形成一个方形，长度、宽度均大于汽车的长宽度。支撑座31 上有两根平行设置的长摆杆32、两个前滚轮支架33及两个后滚轮支架34、两个第一滑动组件35、及两个第二滑动组件36。所述两根长摆杆32平行设置，一根所述长摆杆32远离另一根所述长摆杆32的一侧的两端各设有一个所述前滚轮支架33与一个后滚轮支架34。每个所述前滚轮支架33的顶部均设有一限位杆331，且设于所述前滚轮支架33上远离所述后滚轮支架34的一端。限位杆 331用于限制汽车在底座总成30上的前端的位置。所述两根长摆杆32的一端各设有一个所述第一滑动组件35，所述第一滑动组件35包括一第一滑槽351及一收容于所述滑槽内的第一滑轮352，所述第一滑槽351垂直设于所述两根长摆杆 32的下方。每根长摆杆32底部均设有两个固定块，每个固定块底部均连接一个第一滑轮332，每个固定块顶部设有一凹槽，长摆杆32架设于凹槽内，固定块上还设有一防滑块，防滑块与长摆杆32相抵靠，用于防止长摆杆32滑动。

一个所述后滚轮支架34底部各设有一个所述第二滑动组件36，所述第二滑动组件36包括两个平行设置的第二滑槽361及两对第二滑轮362，所述两对第二滑轮362与所述后滚轮支架34连接，一对所述第二滑轮362对应收容于一个所述第二滑槽361内。

其中，所述定位装置40包括两个竖向定位机构41、两个横向定位机构42 与两个纵向定位机构43。

所述竖向定位机构41用于对所述汽车的高度方向定位。所述竖向定位机构41 包括支撑柱411及与所述支撑柱411滑动连接的第一升降组件412，为保证稳定性，在两根支撑柱411的顶端之间再架设一根横梁。所述第一升降组件412由第一伸缩电机413驱动升降。所述第一升降组件412包括两个举升臂4121，所述两个举升臂4121相交构成一个V型，所述两个举升臂4121的交点相对于所述支撑柱411滑接，每个所述举升臂4121的自由端均设有一举升垫4122，所述举升垫呈圆形。举升垫4122用于支撑汽车时防止汽车滑动。具体使用时，通过第一伸缩电机413驱动第一升降组件412上下移动，从而带动汽车的上下移动。

所述两个横向定位机构42用于对所述汽车的宽度方向定位，所述两根长摆杆32的一端各设有一个横向定位机构42。一个所述横向定位机构42驱动一根所述长摆杆32移动，所述横向定位机构42包括第一驱动电机421、设于所述第一驱动电机421输出轴上的主动齿轮422、与所述主动齿轮422啮合的传动组件 423及与所述传动组件423啮合的从动齿轮424，所述传动组件423连接于所述主动齿轮422与所述从动齿轮424之间，每个所述滑轮332上通过传动轴连接一个所述从动齿轮424。所述传动组件423包括两根第一传动链条4231及两根第一伸缩杆4232，所述第一伸缩杆4232的两端均与两根所述第一传动链条4231 的一端进行连接。

每个所述后滚轮支架34下方各设有一个所述纵向定位机构43，所述两个纵向定位机构43用于对汽车的长度方向定位，其设于所述底座总成30的一端的两侧，且设于所述横向定位机构42的外侧。所述纵向定位机构43包括第二驱动电机431、设于所述第二驱动电机431输出轴上的第一齿轮432、与所述第一齿轮432啮合的第二传动链条433、及与所述第二传动链条433传动连接的从动组件434，所述从动组件434包括螺杆4341、套装在所述螺杆4341外的第二齿轮4342，所述第二齿轮4342与所述第二传动链条433传动连接，所述螺杆4341 与所述后滚轮支架34连接。通过开启第二驱动电机431，带动第一齿轮432转动，第二传动链条433带动第二齿轮4342转动。因为第二齿轮4342内设有螺纹，第二齿轮4342与螺杆4341通过螺纹连接，第二齿轮4342转动带动螺杆4341 作直线移动。因后滚轮支架34下方设有滑轮与滑槽，螺杆4341的移动同时带动后滚轮支架34前后移动。第二驱动电机431的正转或反转就能使后滚轮支架 34前移或后移。

具体定位过程如下:汽车驶入底座总成30上之后被前滚轮支架33上的限位杆331止住。传感器10检测汽车的位置信息，将位置信息发给控制器20，控制器20控制横向定位机构42运动，使两根长摆杆32由车轮内侧同时向外自动张开，迫使汽车在底座总成30上在汽车横向位置上摆动。当前后轮的左、右轮都被摆杆张紧，汽车横向位置经传感器10发送信息给控制器20，位置合格后，这时两根长摆杆32回位，汽车横向方向定位完成。

传感器10光束打在汽车侧面，监测出汽车纵向的位置，通过纵向定位机构43 控制后滚轮支架34前后运动。当车身上长度方向标定点与传感器光束光点重合时，即汽车长度方向的定位完成。

当汽车在平面上的位置确定以后，控制器20控制竖向定位机构41的第一伸缩电机413控制第一升降组件412托住汽车下方的托举点将汽车托起升起至标定的高度，即高度方向定位完成。这时汽车达到了预设的拆卸位置。

第一电池输送装置50设于靠近前滚轮支架33的底座总成30的一侧。包括若干平行设立的龙门架51，与每个龙门架51连接的第一行走轨道52及设于所述第一行走轨道52上的送料机构53，第一行走轨道52与每个龙门架51的横杆的底部连接。为进一步保证龙门架51的稳定性，在龙门架51之间还连接两根加强杆，两根加强杆平行设于第一行走轨道52的外侧。

送料机构53包括一电动葫芦531及与所述电动葫芦531的吊钩532连接的电池抓取组件533。

所述电池抓取组件533包括一第一伸缩架5331及设于所述第一伸缩架5331 底部的摆臂组件5332，所述第一伸缩架5331与所述电动葫531的吊钩532连接。所述摆臂组件5332包括设于所述第一伸缩架5331底部两端的两个摆臂53321，所述摆臂53321呈方形，两个所述摆臂5331用于夹取电池，所述摆臂53321相对所述第一伸缩架5331滑接，每个所述摆臂53321上对应由一个第二伸缩杆 5334驱动移动。

第一电池输送装置50在控制器20的控制下，用于取走待充电电池及送来满电电池。

第二电池输送装置60包括一运输车61、设于运输车61底部的第二行车轨道62、设于运输车61顶部的第二升降组件63。第二行走轨道62一端位于第一电池输送装置50下方，另一端穿过底座总成30且一部分位于底座总成30顶部，且第二行车轨道62平行设于两根长摆杆32的中间，用于供运输车61行走。第二升降组件63包括一第二伸缩架631、设于第二伸缩架631顶部的支撑台632，及驱动第二伸缩架631伸缩的若干个第三伸缩杆633。在本实施例中，设有两个第三伸缩杆633。

以上电池更换装置的流程为：当汽车停在底座总成30上时，被设在前滚轮支架33前端的两个限位杆331挡住，传感器10将检测到的汽车的位置信息传输给控制器20，控制器20控制横向定位机构42对两根长摆杆32往外移动至车轮内侧，将汽车夹紧，并移动到预设的位置，完成汽车宽度方向的定位，纵向定位机构43驱动后滚轮支架34进行前后移动，即可实现汽车的前后移动，完成汽车的长度方向的定位，即完成汽车在平面X、Y方向上的定位。控制器20 控制竖向定位机构41的第一伸缩电机413驱动第一升降组件412使汽车抬升，当到达预设位置时停止，即完成汽车高度方向的定位。此时，运输车61在控制器20的控制下在第二行走轨道62上行走，并在汽车标定位置停住，第二升降组件63在第三伸缩杆633的驱动下升高到于汽车底盘向接触的位置，第二电池输送装置60上的电机带动电池包上的解锁器进行解锁运行，待充电电池解锁被第二升降组件63的支撑台632接住。第三伸缩杆633收缩，支撑台632下降，运输车61在第二行走轨道62上往回走，并在第一电池输送装置50下方停住，此时送料结构53中的电动葫芦531的吊钩532往下下降，即实现电池抓取组件 533的下降，摆臂组件5332中的两个摆臂53321在第二伸缩杆5334的驱动下往外张开，夹住待充电电池后，第二伸缩杆5334收缩，将待充电电池夹紧，送料结构53往回走，将待充电电池放置在对应位置后，再夹取满电电池到运输车61 上，运输车61重复上述动作走到汽车正下方，第二升降组件63再次升起将电池举高到汽车底盘底部，第二电池输送装置60上的电机带动电池包的解锁器进行锁紧运行，满电电池安装到汽车上。

上述电池更换设备，通过设置传感器检测汽车的位置，控制器控制定位装置对汽车的长度、宽度、高度方向进行定位，第二电池输送装置对拆下下来的待充电电池运输给第一电池输送装置，第一电池输送装置对电池进行运输，取走待充电电池后将满电电池运输给第二电池输送装置，第二电池输送装置将满电电池运输到汽车进行安装，实现电池拆卸与安装的自动化，简单方便快捷，提高更换效率。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电池更换设备，其特征在于，包括：

一底座总成；

一定位装置，其包括两个竖向定位机构、两个横向定位机构及两个纵向定位机构，所述两个竖向定位机构用于对所述汽车的高度方向定位，所述两个竖向定位机构设于所述底座总成相对的两侧，所述横向定位机构用于对所述汽车的宽度方向定位，其设于所述底座总成上，且所述两个横向定位机构设于所述底座总成相对的两端，所述两个纵向定位机构用于对汽车的长度方向定位，其设于所述底座总成的一端的两侧，且设于所述横向定位机构的外侧；

一电池更换装置，其用于完成电池的输送，所述电池更换装置包括第一电池输送装置与第二电池输送装置，所述第一电池输送装置设于所述底座总成的一侧，所述第二电池输送装置位于所述第一电池输送装置下方；

一控制器，所述定位装置及所述电池更换装置与所述控制器电性连接。

2.根据权利要求1所述的电池更换设备，其特征在于，所述电池更换设备还包括一传感器，所述传感器用于检测所述汽车的位置信息并将所述位置信息传输给所述控制器。

3.根据权利要求1所述的电池更换设备，其特征在于，所述底座总成包括支撑座、设于所述支撑座上的两根长摆杆、两个前滚轮支架、两个后滚轮支架、两个第一滑动组件及两个第二滑动组件，所述两根长摆杆平行设置，一根所述长摆杆远离另一根所述长摆杆的一侧的两端各设有一个所述前滚轮支架与一个后滚轮支架，所述两根长摆杆的一端各设有一个所述第一滑动组件，所述第一滑动组件包括一第一滑槽及一收容于所述第一滑槽内的第一滑轮，所述第一滑槽垂直设于所述长摆杆的下方，一个所述后滚轮支架底部各设有一个所述第二滑动组件，所述第二滑动组件包括两个平行设置的第二滑槽及两对第二滑轮，所述两对第二滑轮与所述后滚轮支架连接，一对所述第二滑轮对应收容于一个所述第二滑槽内。

4.根据权利要求3所述的电池更换设备，其特征在于，每个所述前滚轮支架的顶部均设有一限位杆，且设于所述前滚轮支架上远离所述后滚轮支架的一端。

5.根据权利要求3所述的电池更换设备，其特征在于，

所述竖向定位机构包括支撑柱及与所述支撑柱滑动连接的第一升降组件，所述第一升降组件由第一伸缩电机驱动升降，所述两根长摆杆的一端各设有一个横向定位机构，一个所述横向定位机构驱动一根所述长摆杆移动；

所述底座总成的两端各设有一个所述横向定位机构，所述横向定位机构包括第一驱动电机、设于所述第一驱动电机输出轴上的主动齿轮、与所述主动齿轮啮合的传动组件及与所述传动组件啮合的从动齿轮，所述传动组件连接于所述主动齿轮与所述从动齿轮之间，每个所述滑轮上通过传动轴连接一个所述从动齿轮，所述传动组件包括两根第一传动链条及两根第一伸缩杆，所述第一伸缩杆的两端均与两根所述第一传动链条的一端进行连接，所述定位装置还包括两个第二伸缩电机，每个所述后滚轮支架由一个所述第二伸缩电机驱动移动；

每个所述后滚轮支架下方各设有一个所述纵向定位机构，所述纵向定位机构包括第二驱动电机、设于所述第二驱动电机输出轴上的第一齿轮、与所述第一齿轮啮合的第二传动链条、及与所述第二传动链条传动连接的从动组件，所述从动组件包括螺杆、套装在所述螺杆外的第二齿轮，所述第二齿轮与所述第二传动链条传动连接，所述螺杆与所述后滚轮支架连接。

6.根据权利要求5所述的电池更换设备，其特征在于，所述第一升降组件包括两个举升臂，所述两个举升臂相交构成一个V型，所述两个举升臂的交点相对于所述支撑柱滑接，每个所述举升臂的自由端均设有一举升垫，所述举升垫呈圆形。

7.根据权利要求1所述的电池更换设备，其特征在于，所述第一电池输送装置靠近所述前滚轮支架设置，其包括若干平行设置的龙门架及与每个龙门架连接的第一行走轨道、及设于所述第一行走轨道上的送料机构，所述送料机构包括一电动葫芦及设于所述电动葫芦的吊钩上的电池抓取组件。

8.根据权利要求7所述的电池更换设备，其特征在于，所述电池抓取组件包括一第一伸缩架及设于所述第一伸缩架底部的摆臂组件，所述第一伸缩架与所述电动葫芦的吊钩连接，所述摆臂组件包括设于所述第一伸缩架底部两端的两个摆臂，所述摆臂呈方形，两个所述摆臂用于夹取电池，所述摆臂相对所述伸缩架滑接，每个所述摆臂对应由一个第二伸缩杆驱动移动。

9.根据权利要求1所述的电池更换设备，其特征在于，所述第二电池输送装置包括一运输车、设于所述运输车底部的第二行走轨道、设于所述运输车顶部的第二升降组件，所述第二行走轨道一端位于所述第一电池输送装置的下方，所述第二行走轨道的另一端穿过所述底座总成并设于所述底座总成顶部，所述第二行走轨道平行设于所述两根长摆杆之间。

10.根据权利要求9所述的电池更换设备，其特征在于，所述第二升降组件包括第二伸缩架、设于第二伸缩架顶部的支撑台、及驱动第二伸缩架伸缩的第三伸缩杆。