CN209395772U - 一种电动汽车快换系统设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动汽车快换系统设备，包括四柱举升定位平台、换电机器人和电池货架；所述的四柱举升定位平台的前方设有操作台，所述的操作台通过控制柜与四柱举升定位平台相连；四柱举升定位平台与电池货架之间设有电池预存架；所述的电池预存架与四柱举升定位平台之间设有滑轨，所述的换电机器人可在所述的滑轨中自由活动，该设备结构巧妙，将可自动化完成电动汽车的换电全过程。

Description

一种电动汽车快换系统设备

技术领域

本实用新型涉及电动汽车快换系统设备领域。

背景技术

随着地球石油资源日趋减少和大气污染日趋严重，人们对于新能源汽车尤其是电动车关注逐渐增强。通常所述的电动车以电池作为动力能量来源。

目前电动车动力电量补充包括直充式和快换式两种形式，直充式是直接利用充电桩对电动车进行充电，安全有效，但效率较低、耗时较长；快换式是对动力电量不足的电动车直接更换已充好电的动力电池，便利快捷，但换电技术尚未成熟。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决以上现有技术的不足，提供一种逻辑清楚，结构巧妙，功能齐全，容错能力强的快速自动换电设备。

一种电动汽车快换系统设备，包括滑轨和换电机器人，所述的滑轨前端两侧对称设置有电池预存架，滑轨后段架上设有四柱举升定位平台，所述的换电机器人可在所述的滑轨中自由活动。

所述的换电机器人包括底架；所述底架的下方设有四个可在滑轨内滑动的前进轮，底架的上方装有举升机构，所述的举升机构为对称设置在底架上的两个铰链板组，所述的铰链板组包括四个相互铰接为上下X形的铰链板，从上至下依次为第一、第二、第三、第四铰链板；其中第二铰链板和第三铰链板之间还通过一液压提升缸相连；第四铰链板固定铰接在底架上，第三铰链板通过滑轮活动铰接在底架上，第一铰链板的上端与定位微调机构相固定铰接，第二铰链板的上端与定位微调机构通过一滑槽相活动铰接，所述的定位微调机构上设有电池解锁机构。

为了更好的实现四柱举升功能，所述的四柱举升定位平台包括主体框架；所述的主体框架包括四根立柱、活动连接在立柱上的水平升降台和安装在立柱上的立式液压机；所述立式液压机的推杆通过连接支架与水平升降台相连；所述的立式液压机上安装有用于泄压的电磁泄压装置。

优选的，所述的水平升降台上设置有用于调整间距的间距调整装置，所述的间距调整装置包括X向调节装置和Y向调节装置；

X向调节装置包括第一X向调节机构和第二X向调节机构；所述的第一、第二X向调节机构均包括套筒、与套筒前端相连的X向丝杠、旋转连接于X向丝杆两端的X向固定座和套设于X向丝杠上的X向丝杠座；所述的第一、第二 X向调节机构的X向丝杠座的上表面均设有活动V形槽；第一X向调节机构中的X向固定座的下端通过一固定桥板上与水平升降台的上表面相连；

Y向调节装置包括设置于第二X向调节机构中X向固定座的下端的活动桥板，所述的活动桥板通过若干组Y向调节机构与水平升降台相连，所述的Y向调节机构包括Y向驱动电机、与Y向驱动电机输出轴相连的Y向丝杠、套设在 Y向丝杠上的Y向丝杠座和与Y向丝杠一端相连的Y向固定座；每组Y向调节机构的Y向丝杠座的上端与活动桥板相连；所述的Y向固定座的下端与水平升降台相连；

水平升降台上装有X向驱动电机，所述的X向驱动电机的输出轴通过一连接件与花键轴的一端相连，所述的花键轴的另一端通过传动花键套接在花键套内，花键轴上套有第一主动锥齿轮，所述的第一主动锥齿轮与套设于第一X向调节机构套筒后端上的第一从动锥齿轮相垂直啮合；所述花键套的末端设有第二主动锥齿轮，所述的第二主动锥齿轮与套设于第二X向调节机构套筒后端的第二从动锥齿轮相垂直啮合。

优选的，所述的定位微调机构包括底板和依次安装在底板上方的旋转装置、X向移动装置与Y向移动装置；

所述的底板与第一铰链板的上端相固定铰接，底板通过一滑槽与第二铰链板的上端相活动铰接；

旋转装置包括八角旋转架和旋转电动推缸；所述的旋转电动推缸的缸体通过转轴与底板相铰接，旋转电动推缸的推杆通过一旋转支架与八角旋转架的棱边相铰接；所述的八角旋转架中部通过一轴承与底板相连，八角旋转架的各个棱边上均设有与对应棱边相平行的滑动滚轮，所述的滑动滚轮紧贴在底板的上表面；

X向移动装置包括X向移动架和X向电动推缸；所述的X向电动推缸的缸体固定在八角旋转架上，X向电动推缸的推杆与X向移动架竖梁的侧壁相连；所述的X向移动架上的四角处均设有X向滑槽板；所述的X向滑槽板的下表面与X向主滚轮的外圈相接触，所述的X向主滚轮安装在X向主滚轮支架上；所述的X向主滚轮支架固定于八角旋转架的上表面；

Y向移动装置包括Y向移动架和Y向电动推缸；所述的Y向电动推缸的缸体固定在X向移动架上，Y向电动推缸的推杆与Y向移动架横梁的侧壁相连；所述的Y向移动架上的四角处均设有Y向移动架垫板，所述的Y向移动架垫板上设有Y向主滚轮支架，所述的Y向主滚轮支架上安装有Y向主滚轮；所述的 Y向主滚轮紧贴在Y向滑槽板的上表面；所述的Y向滑槽板固定于X向移动架的上表面。

优选的，所述的电池预存架由对称设置的两组Z形骨架拼接而成。

为了提供更稳定的导轨结构，所述的滑轨由两根对称设置的工形钢组成。

为了提升整体装置的自动化程度，所述的电池货架与电池预存架之间还设有一电池调度系统，所述的电池调度系统为机器手。

为了更方便的对电池进行充电，所述的电池货架上还设有电池充电装置。

为了更准确的得知各电池的充电情况，已便于选用充电完全的电池，所述的电池充电装置通过信号传感器与电池调度系统相连。

多车型指的是适用于一定范围内不同轮距、轴距的车辆，多型号电池指的是使用不同长、宽、高的电池和容量。具体参数如下：

多车型适用范围：(车辆轮参数)

轮距范围：800mm-1500mm

轴距范围：1800mm-2950mm

多型号适用范围：(电池尺寸范围参数)

长度范围：910mm-2000mm

宽度范围：816mm-1090mm

高度范围：≤272mm

有益效果：

本设备针对多车型多型号电池的电动车的换电操作，各部分分布有序，换电逻辑清楚。主要包括四柱举升定位平台、换电机器人、电池货架、电池预存架、控制柜、操作台等，各分总成间协同运作完成整个换电流程，高效智能、快捷流畅，为多车型电动汽车自动换电提供了一种有效可行的解决方法。

既满足了换电速度快的要求，又实现了多车型自由调整的功能。其实用性、使用范围、自动化程度均远优于现有的自动换电设备。

附图说明

图1是一种电动汽车快换系统设备的示意图；

图2是四柱举升定位平台的结构示意图；

图3是换电机器人工作时的示意图；

图4是换电机器人的机构示意图；

图5是换电机器人中举升机构未工作时的示意图；

图6是换电机器人中举升机构工作时的示意图；

图7是换电机器人中定位微调机构的侧面视图；

图8是换电机器人中定位微调机构的总体示意图；

图9是电池调度系统取送电池示意图；

图10是四柱举升定位平台中间距调整装置的结构示意图；

图11是间距调整装置中X向调整装置的结构示意图；

图12是间距调整装置中Y向调整装置的结构示意图；

1.四柱举升定位平台 10.间距调整装置 11.水平升降台 12.花键轴 13.花键套14.X向驱动电机 15.X向丝杆 16.X向丝杠座 17.Y向丝杠座 18.Y向丝杠 19.Y向驱动电机2.换电机器人 21.底架 22.前进轮 23. 举升机构 24.定位微调机构 240底板 241.旋转装置 242.X向移动装置 243.Y向移动装置 25.电池解锁机构 26.电池 3.电池货架 4.操作台 5. 控制柜 6.电池预存架 7.滑轨 8.电池调度系统。

具体实施方式

为了加深对本实用新型的理解，下面将结合实施例和附图对本实用新型作进一步详述，该实施例仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型保护范围的限定。

如图1所示，一种电动汽车快换系统设备，包括四柱举升定位平台1、换电机器人2和电池货架3；所述的四柱举升定位平台的前方设有操作台4，所述的操作台4通过控制柜5与四柱举升定位平台1相连；四柱举升定位平台1 与电池货架3之间设有电池预存架6；所述的电池预存架6与四柱举升定位平台1之间设有滑轨7，所述的换电机器人2可在所述的滑轨7中自由活动。

如图2所示，所述的四柱举升定位平台1包括主体框架；所述的主体框架包括四根立柱、活动连接在立柱上的水平升降台和安装在立柱上的立式液压机；所述立式液压机的推杆通过连接支架与水平升降台相连；所述的立式液压机上安装有用于泄压的电磁泄压装置，所述的水平升降台上设置有用于调整间距的间距调整装置10。

所述的间距调整装置10包括X向调节装置和Y向调节装置。

如图11所示，X向调节装置包括第一X向调节机构和第二X向调节机构；所述的第一、第二X向调节机构均包括套筒、与套筒前端相连的X向丝杠15、旋转连接于X向丝杆两端的X向固定座和套设于X向丝杠上的X向丝杠座16；所述的第一、第二X向调节机构的X向丝杠座的上表面均设有活动V形槽；第一X向调节机构中的X向固定座的下端通过一固定桥板上与水平升降台的上表面相连。

如图12所示，Y向调节装置包括设置于第二X向调节机构中X向固定座的下端的活动桥板，所述的活动桥板通过若干组Y向调节机构与水平升降台相连，所述的Y向调节机构包括Y向驱动电机、与Y向驱动电机输出轴相连的Y向丝杠18、套设在Y向丝杠上的Y向丝杠座17和与Y向丝杠一端相连的Y向固定座；每组Y向调节机构的Y向丝杠座的上端与活动桥板相连；所述的Y向固定座的下端与水平升降台11相连。

如图10所示，水平升降台11上装有X向驱动电机14，所述的X向驱动电机14的输出轴通过一连接件与花键轴12的一端相连，所述的花键轴的另一端通过传动花键套接在花键套13内，花键轴上套有第一主动锥齿轮，所述的第一主动锥齿轮与套设于第一X向调节机构套筒后端上的第一从动锥齿轮相垂直啮合；所述花键套的末端设有第二主动锥齿轮，所述的第二主动锥齿轮与套设于第二X向调节机构套筒后端的第二从动锥齿轮相垂直啮合。

如图3-8所示，所述的换电机器人2包括底架21；所述底架21的下方设有四个可在滑轨内滑动的前进轮22，底架的上方装有举升机构23，所述的举升机构23为对称设置在底架上的两个铰链板组，所述的铰链板组包括四个相互铰接为上下X形的铰链板，从上至下依次为第一、第二、第三、第四铰链板；其中第二铰链板和第三铰链板之间还通过一液压提升缸相连；第四铰链板固定铰接在底架上，第三铰链板通过滑轮活动铰接在底架上，第一铰链板的上端与定位微调机构24相固定铰接，第二铰链板的上端与定位微调机构通过一滑槽相活动铰接，所述的定位微调机构24上设有电池解锁机构25。

如图7所示，所述的定位微调机构24包括底板240和依次安装在底板上方的旋转装置241、X向移动装置242与Y向移动装置243。

所述的底板240与第一铰链板的上端相固定铰接，底板通过一滑槽与第二铰链板的上端相活动铰接。

如图8所示，旋转装置241包括八角旋转架和旋转电动推缸；所述的旋转电动推缸的缸体通过转轴与底板相铰接，旋转电动推缸的推杆通过一旋转支架与八角旋转架的棱边相铰接；所述的八角旋转架中部通过一轴承与底板相连，八角旋转架的各个棱边上均设有与对应棱边相平行的滑动滚轮，所述的滑动滚轮紧贴在底板的上表面。

X向移动装置242包括X向移动架和X向电动推缸；所述的X向电动推缸的缸体固定在八角旋转架上，X向电动推缸的推杆与X向移动架竖梁的侧壁相连；所述的X向移动架上的四角处均设有X向滑槽板；所述的X向滑槽板的下表面与X向主滚轮的外圈相接触，所述的X向主滚轮安装在X向主滚轮支架上；所述的X向主滚轮支架固定于八角旋转架的上表面。

Y向移动装置243包括Y向移动架和Y向电动推缸；所述的Y向电动推缸的缸体固定在X向移动架上，Y向电动推缸的推杆与Y向移动架横梁的侧壁相连；所述的Y向移动架上的四角处均设有Y向移动架垫板，所述的Y向移动架垫板上设有Y向主滚轮支架，所述的Y向主滚轮支架上安装有Y向主滚轮；所述的Y向主滚轮紧贴在Y向滑槽板的上表面；所述的Y向滑槽板固定于X向移动架的上表面。

所述的电池预存架由对称设置的两组Z形骨架拼接而成。

所述的滑轨由两根对称设置的工形钢组成。

所述的电池货架3与电池预存架6之间还设有一电池调度系统8，所述的电池调度系统8为机器手。

所述的电池货架3上还设有电池充电装置。

所述的电池充电装置通过信号传感器与电池调度系统8相连。

各部分简单功能介绍：

1)四柱举升定位平台1，用于对电动汽车的定位和升降其高度，可根据不同车型信息调节其定位结构X向和Y向的位置；

2)换电机器人2，对电动汽车拆卸馈电电池和装入满电电池，同时能输送电池，是电动汽车换电动作的主要执行系统；

3)电池调度系统8，联系电池预存架和电池货架，在电池预存架和电池货架间来回调度电池；(常用的调度系统即可，其实施方式较多，本篇不做赘述，可参考常见的货架分拣装置)如图9所示。

4)电池预存架6，临时存放电池的中转台；

5)电池货架3，存储电池并对电池进行充电；

具体实施步骤：

1)电动汽车驶近EV多车型自动换电设备，其识别设备通过识别车牌采集车型和电池电量等信息；

2)四柱举升定位平台1根据车型的轴距和轮距参数通过间距调整机构10 调节其定位V型槽的X向(汽车的行驶方向)和Y向(汽车的宽度方向)位置；

3)电动汽车驶入四柱举升定位平台，驶入过程中定位平台上的左右挡杆和矫正装置不断调整Y向的位置，当电动汽车驶入定位V型槽，则X向和Y向位置都调整到位，电动汽车处于可换电姿势；

4)电动汽车熄火后处于可换电状态，四柱举升定位平台1将电动汽车举升到设定的换电高度；

5)换电机器人2驶入到电动汽车下，升起一定高度后其自带的摄像头将自身拨叉组和电池锁骨架上的特征件的相对位置反映到操作台屏幕上，操作人员点击屏幕调节拨叉组的X向、Y向和绕Z轴角度的位置，当位置吻合后再次举升解锁装置进入电池锁固架，拨叉组解开电池锁钩并拆卸下馈电电池26，然后恢复到原位再将电池26输送到电池预存架6；

6)电池调度系统8根据后台指令将馈电电池26从电池预存架6转送到指定的货架空位，然后由货架3的充电装置对馈电电池进行充电；

7)电池调度系统8再从货架上取下其他同型号的满电电池并输送回电池预存架6；

8)换电机器人2从电池预存架6输送满电电池26到电动汽车下面，按照拆电池的反顺序动作装入电动汽车并锁紧电池锁扣，此时电动汽车完成换电动作；

9)四柱举升定位平台1下降到初始高度，电动汽车重新启动，经确认无误后驶离换电设备，即单个换电流程结束。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电动汽车快换系统设备，其特征在于，包括滑轨和换电机器人，所述的滑轨前端两侧对称设置有电池预存架，滑轨后段架上设有四柱举升定位平台，所述的换电机器人可在所述的滑轨中自由活动；所述的换电机器人包括底架；所述底架的下方设有四个可在滑轨内滑动的前进轮，底架的上方装有举升机构，所述的举升机构为对称设置在底架上的两个铰链板组，所述的铰链板组包括四个相互铰接为上下X形的铰链板，从上至下依次为第一、第二、第三、第四铰链板；其中第二铰链板和第三铰链板之间还通过一液压提升缸相连；第四铰链板固定铰接在底架上，第三铰链板通过滑轮活动铰接在底架上，第一铰链板的上端与定位微调机构相固定铰接，第二铰链板的上端与定位微调机构通过一滑槽相活动铰接，所述的定位微调机构上设有电池解锁机构。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车快换系统设备，其特征在于，所述的四柱举升定位平台上设有水平升降台，所述的水平升降台上设置有用于调整间距的间距调整装置，所述的间距调整装置包括X向调节装置和Y向调节装置；

X向调节装置包括第一X向调节机构和第二X向调节机构；所述的第一、第二X向调节机构均包括套筒、与套筒前端相连的X向丝杠、旋转连接于X向丝杆两端的X向固定座和套设于X向丝杠上的X向丝杠座；所述的第一、第二X向调节机构的X向丝杠座的上表面均设有活动V形槽；第一X向调节机构中的X向固定座的下端通过一固定桥板上与水平升降台的上表面相连；

Y向调节装置包括设置于第二X向调节机构中X向固定座的下端的活动桥板，所述的活动桥板通过若干组Y向调节机构与水平升降台相连，所述的Y向调节机构包括Y向驱动电机、与Y向驱动电机输出轴相连的Y向丝杠、套设在Y向丝杠上的Y向丝杠座和与Y向丝杠一端相连的Y向固定座；每组Y向调节机构的Y向丝杠座的上端与活动桥板相连；所述的Y向固定座的下端与水平升降台相连；

水平升降台上装有X向驱动电机，所述的X向驱动电机的输出轴通过一连接件与花键轴的一端相连，所述的花键轴的另一端通过传动花键套接在花键套内，花键轴上套有第一主动锥齿轮，所述的第一主动锥齿轮与套设于第一X向调节机构套筒后端上的第一从动锥齿轮相垂直啮合；所述花键套的末端设有第二主动锥齿轮，所述的第二主动锥齿轮与套设于第二X向调节机构套筒后端的第二从动锥齿轮相垂直啮合。

3.根据权利要求1所述的一种电动汽车快换系统设备，其特征在于，所述的定位微调机构包括底板和依次安装在底板上方的旋转装置、X向移动装置与Y向移动装置；

所述的底板与第一铰链板的上端相固定铰接，底板通过一滑槽与第二铰链板的上端相活动铰接；

旋转装置包括八角旋转架和旋转电动推缸；所述的旋转电动推缸的缸体通过转轴与底板相铰接，旋转电动推缸的推杆通过一旋转支架与八角旋转架的棱边相铰接；所述的八角旋转架中部通过一轴承与底板相连，八角旋转架的各个棱边上均设有与对应棱边相平行的滑动滚轮，所述的滑动滚轮紧贴在底板的上表面；

X向移动装置包括X向移动架和X向电动推缸；所述的X向电动推缸的缸体固定在八角旋转架上，X向电动推缸的推杆与X向移动架竖梁的侧壁相连；所述的X向移动架上的四角处均设有X向滑槽板；所述的X向滑槽板的下表面与X向主滚轮的外圈相接触，所述的X向主滚轮安装在X向主滚轮支架上；所述的X向主滚轮支架固定于八角旋转架的上表面；

Y向移动装置包括Y向移动架和Y向电动推缸；所述的Y向电动推缸的缸体固定在X向移动架上，Y向电动推缸的推杆与Y向移动架横梁的侧壁相连；所述的Y向移动架上的四角处均设有Y向移动架垫板，所述的Y向移动架垫板上设有Y向主滚轮支架，所述的Y向主滚轮支架上安装有Y向主滚轮；所述的Y向主滚轮紧贴在Y向滑槽板的上表面；所述的Y向滑槽板固定于X向移动架的上表面。

4.根据权利要求1所述的一种电动汽车快换系统设备，其特征在于，所述的电池预存架由Z形骨架拼接而成。

5.根据权利要求1所述的一种电动汽车快换系统设备，其特征在于，所述的滑轨由两根对称设置的工形钢组成。

6.根据权利要求1所述的一种电动汽车快换系统设备，其特征在于，所述的电池预存架与电池货架之间还设有一电池调度系统，所述的电池调度系统为机器手。

7.根据权利要求6所述的一种电动汽车快换系统设备，其特征在于，所述的电池货架上还设有电池充电装置。

8.根据权利要求7所述的一种电动汽车快换系统设备，其特征在于，所述的电池充电装置通过信号传感器与电池调度系统相连。