CN210554708U - 电池交换智能充电站 - Google Patents

Abstract

本实用新型目的提供了电池交换智能充电站，包括用于传送电池的传送装置、用于抓取电池的机械手、用于提供电源以及容纳控制系统电气设备的电气控制柜、用于为多个电池充电的电池充电站以及多个电池；所述传送装置上设置有电池定位装置；所述机械手位于传送装置上方；所述电池充电站位于传送装置的侧边。本装置达到快速为电池使用端更换电池，电池使用端及总装车更换电池后可以继续投入使用，无需停留等待充电；采用多个电池作为备用电池，缓解了电池充电速度的需求，电池可以采用正常慢充可供电池使用端使用，避免电池快充对电池损伤过大，增加成本；通过传送装置以及机械手等全程自动化的控制为电池使用端供电池，从而减少人力成本。

Description

电池交换智能充电站

技术领域

本实用新型属于自动控制电源管理领域，具体涉及电池交换智能充电站。

背景技术

为了提高装配效率，部分生产车间会选择在车间中设置传送带，并在传送带两侧设置相应的工位以对零配件进行组装，由此通过一边组装一边传输来提高装配效率。但这样一来，就对整条组装线的生产节拍一致性要求较高，并且一旦某道工序出现故障，极易导致停线，影响了产品的生产效率和交付时间。

因此，现在车间构想采用智能总装车进行全程流水线生产，将智能总装车输送方式替换传统以工装板输送方式；总装车以锂电池供电方式驱动，当电池电量耗尽将无法使用，与之相辅助增加电池充电及电池交换的自动化设备。锂电池如果以快充的方式充电将减短电池寿命，如以慢充的方式，充电时间比较久。因此需要一种电源管理系统，为智能总装车进行充电管理，以适应为总装车提供稳定的电源。

实用新型内容

本实用新型提供了电池交换智能充电站，解决了智能总装车的电源管理问题。

本实用新型所采用的技术方案为：

电池交换智能充电站，包括用于传送电池的传送装置、用于抓取电池的机械手、用于提供电源以及容纳控制系统电气设备的电气控制柜、用于为多个电池充电的电池充电站以及多个电池；所述传送装置上设置有电池定位装置；所述机械手位于传送装置上方；所述电池充电站位于传送装置的侧边。一般的，使用时，电池使用端给予控制系统更换电池的信号，控制系统开启传送装置；所述传送装置接收电池使用端的待充电电池并将待充电电池传送至第一限定位置；所述机械手从第一限定位置将待充电电池抓取至电池充电站进行充电；待充电电池抓取走后，所述传送装置再从第二限定位置将备用电池传送给电池使用端；电池使用端将备用电池取走后，所述机械手从电池充电站抓取完成充电状态的电池作为备用电池至传送装置上；传送装置将新的备用电池传送至第二限定位置做好准备，由此重复，达到为电池使用端快速更换电池，电池使用端及总装车更换电池后可以继续投入使用，无需停留等待充电；采用多个电池作为备用电池，缓解了电池充电速度的需求，电池可以采用正常慢充可供电池使用端使用，避免电池快充对电池损伤过大，增加成本；通过传送装置以及机械手等全程自动化的控制为电池使用端供电，减少人力成本。

进一步的，传送装置包括第一传送带、第二传送带、驱动装置以及传送槽，所述第一传送带和第二传送带对称设置在传送槽内，所述驱动装置驱动第一传送带和第二传送带同步转动。采用两个对称的传送带同步运动，方便在传送带的中部间隙设置其他设置，增加设备的功能性。

进一步的，定位装置包括挡板、升降气缸以及回转气缸；所述挡板位于传送装置远离电池入口的端部；所述升降气缸以及回转气缸位于所述第一传送带和第二传送带之间的间隙处；所述升降气缸位于回转气缸与挡板之间；所述升降气缸与回转气缸之间形成第一限定位置；所述挡板与升降气缸之间形成第二限定位置；所述第一限定位置与第二限定位置的大小与电池匹配。当备用电池被传送至第二限定位置后，通过挡板挡住电池，此时升降气缸升起，备用电池被限定在第二限定位置，做好更换电池的准备；当传送带接收到待充电电池时，此时升降气缸处于升起状态，待充电电池被升降气缸挡住，然后回转气缸旋转钩住待充电电池，将待充电电池限定在第一限定位置，方便机械手进行定位抓取。

进一步的，升降气缸靠回转气缸的一侧设置有位置传感器，所述位置传感器位于传送槽的两侧边上，所述位置传感器为红外对管。通过位置传感器，进行位置感知，控制系统进入下一步操作步骤。

进一步的，传送装置的传送槽的两侧边上设置若干电池导向装置，所述电池导向装置为辊筒，所述辊筒的顶部是锥形；所述辊筒为橡胶材质的。通过设置辊筒式的电池导向装置，避免电池在传送时发生位置偏移，辊筒的顶部为锥形，方便机械手将备用电池抓取过来时对电池进行导向，顺利将电池抓取至传送带上，增加装置的实用性。

进一步的，机械手包括三轴机械臂，三轴机械臂的活动端设置有抓手气缸，所述抓手气缸的抓手端部相对设置有抓钩；所述电池的首端设置有接电座，所述电池的尾部两侧设置有与抓钩匹配的抓钩孔。

进一步的，抓手气缸的下端固定设置有用于抵紧电池的抵紧气缸，所述抵紧气缸位于抓手气缸抓手之间；所述电池尾端端部为平面设置。通过设置有抵紧，当抓取电池后，抵紧气缸将电池端部抵紧，使得电池不会晃动，方便电池顺利插入充电站进行充电。

进一步的，传送装置的两侧都设置有电池充电站，所述电池充电站包括变电箱以及电池充电床，所述电池充电床上排列设置有多个充电槽，所述充电槽的底部设置有电源插，所述电源插固定在电池充电床上。

进一步的，多个所述充电槽之间设置有充电槽导向装置，所述充电槽导向装置为隔板，所述隔板的顶部横切面为楔形。充电槽导向装置的顶部为楔形，可以很好的对电池进行导向，增加装置的实用性。

进一步的，传送装置与电池充电站位于同一机架上，所述机架上设置有匹配传送装置的第一安装位，以及匹配电池充电站的第二安装位；所述机架的四周设置有支撑柱，所述机械手的机械臂固定设置在支撑柱上；所述机架的两侧支撑柱之间设置有门体。由于全程控制对于位置定位的要求较高，对个模块需要进行定位安装，通过采用同一机架，方便传送装置与电池充电站以及机械臂的定位安装。

本实用新型具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型工作时，电池使用端给予控制系统更换电池的信号，控制系统开启传送装置；所述传送装置接收电池使用端的待充电电池并将收待充电电池传送至第一限定位置；所述机械手从第一限定位置将待充电电池抓取至电池充电站进行充电；待充电电池抓取走后，所述传送装置再从第二限定位置将备用电池传送给电池使用端；电池使用端将备用电池取走后，所述机械手从电池充电站抓取完成充电状态的电池作为备用电池至传送装置上；传送装置将新的备用电池传送至第二限定位置做好准备，由此重复，达到快速为电池使用端更换电池，电池使用端及总装车更换电池后可以继续投入使用，无需停留等待充电；采用多个电池作为备用电池，缓解了电池充电速度的需求，电池可以采用正常慢充也可供电池使用端使用，避免电池快充对电池损伤过大，增加成本；通过传送装置以及机械手等全程自动化的控制为电池使用端供电，减少人力成本；

2、本实用新型当备用电池被传送至第二限定位置后，通过挡板挡住电池，此时升降气缸升起，备用电池被限定在第二限定位置，做好更换电池的准备；当传送带接收到待充电电池时，此时升降气缸处于升起状态，待充电电池被升降气缸挡住，然后回转气缸旋转钩住待充电电池，将待充电电池限定在第一限定位置，方便机械手进行定位抓取；通过设置有抵紧，当抓取电池后，抵紧气缸将电池端部抵紧，使得电池不会晃动，方便电池顺利插入充电站进行充电；

3、本实用新型通过设置辊筒式的电池导向装置，避免电池在传送时发生位置偏移，辊筒的顶部为锥形，方便机械手将备用电池抓取过来时对电池进行导向，顺利将电池抓取至传送带上，增加装置的实用性；由于全程控制对于位置定位的要求较高，对个模块需要进行定位安装，通过采用同一机架，方便传送装置与电池充电站以及机械臂的定位安装。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1是本实用新型的立体结构示意图。

图2是本实用新型的正面结构示意图。

图3是本实用新型的右视结构示意图。

图4是本实用新型的传送装置结构示意图。

图5是本实用新型的电池充电站结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-传送装置；2-机械手；3-电气控制柜；4-电池充电站；5-挡板；6-升降气缸；7-回转气缸，8-电池，9-位置传感器，10-电池导向装置，11-机架，12-支撑柱，101-第一传送带，102-第二传送带，201-三轴机械臂，202-抓手气缸，203-抓钩，204-抵紧气缸，401-变电箱，402-电池充电床，403-充电槽，404-充电槽导向装置，405-电源插，801-接电座，802-抓钩孔。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

应当理解，术语第一、第二等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。尽管本文可以使用术语第一、第二等等来描述各种单元，这些单元不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个单元和另一个单元。例如可以将第一单元称作第二单元,并且类似地可以将第二单元称作第一单元，同时不脱离本实用新型的示例实施例的范围。

应当理解，在本实用新型的描述中，术语“上”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系，是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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。

应当理解，当将单元称作与另一个单元“连接”、“相连”或“耦合”时，它可以与另一个单元直相连接或耦合，或中间单元可以存在。相対地，当将单元称作与另一个单元“直接相连”或“直接耦合”时，不存在中间单元。应当以类似方式来解释用于描述单元之间的关系的其他单词(例如，“在……之间”对“直接在……之间”,“相邻”对“直接相邻”等等)。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本文使用的术语仅用于描述特定实施例，并且不意在限制本实用新型的示例实施例。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”意在包括复数形式，除非上下文明确指示相反意思。还应当理解术语“包括”、“包括了”、“包含”、和/或“包含了”当在本文中使用时,指定所声明的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在性,并且不排除一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、单元、组件和/或他们的组合存在性或增加。

实施例1：

如图1、图2所示，本实施例提供了电池交换智能充电站，包括用于传送电池的传送装置1、用于抓取电池的机械手2、用于提供电源以及容纳控制系统电气设备的电气控制柜3、用于为多个电池充电的电池充电站4以及多个电池8；所述传送装置1上设置有电池定位装置；所述机械手2位于传送装置1上方；所述电池充电站4位于传送装置1的侧边。使用时，电池使用端给予控制系统更换电池的信号，控制系统开启传送装置1；所述传送装置1接收电池使用端的待充电电池并将收待充电电池传送至第一限定位置；所述机械手2从第一限定位置将待充电电池抓取至电池充电站4进行充电；待充电电池抓取走后，所述传送装置1再从第二限定位置将备用电池传送给电池使用端；电池使用端将备用电池取走后，所述机械手2从电池充电站4抓取完成充电状态的电池作为备用电池至传送装置1上；传送装置1将新的备用电池传送至第二限定位置。

优选的，如图4所示，传送装置1包括第一传送带101、第二传送带102、驱动装置以及传送槽，所述第一传送带101和第二传送带102对称设置在传送槽内，所述驱动装置驱动第一传送带101和第二传送带102同步转动。所述定位装置包括挡板5、升降气缸6以及回转气缸7；所述挡板5位于传送装置1远离电池入口的端部；所述升降气缸6以及回转气缸7位于所述第一传送带101和第二传送带102之间的间隙处；所述升降气缸6位于回转气缸7与挡板5之间；所述升降气缸6与回转气缸7之间形成第一限定位置；所述挡板5与升降气缸6之间形成第二限定位置；所述第一限定位置与第二限定位置的大小与电池8匹配。具体实施时，当备用电池被传送至第二限定位置后，通过挡板挡住电池，此时升降气缸升起，备用电池被限定在第二限定位置，做好更换电池的准备；当传送带接收到待充电电池时，此时升降气缸处于升起状态，待充电电池被升降气缸挡住，然后回转气缸旋转钩住待充电电池，将待充电电池限定在第一限定位置，方便机械手进行定位抓取。

具体实施时，第一限定位置与第二限定位置的传送带分为两段独立控制，分别采用2台独立的电机进行控制。

优选的，如图4所示，升降气缸6靠回转气缸7的一侧设置有位置传感器9，所述位置传感器9位于传送槽的两侧边上，所述位置传感器9为红外对管。具体实施时，可在第二限定位置也设置位置传感器，在没有位置传感器的控制下，可以采用时序动作进行控制。

优选的，传送装置1的传送槽的两侧边上设置若干电池导向装置10，所述电池导向装置10为辊筒，所述辊筒的顶部是锥形；所述辊筒为橡胶材质的。

优选的，如图3、图4所示，机械手2包括三轴机械臂201，三轴机械臂201的活动端设置有抓手气缸202，所述抓手气缸202的抓手端部相对设置有抓钩203；所述电池8的首端设置有接电座801，所述电池8的尾部两侧设置有与抓钩203匹配的抓钩孔802。

优选的，抓手气缸202的下端固定设置有用于抵紧电池的抵紧气缸204，所述抵紧气缸204位于抓手气缸202抓手之间；所述电池8尾端端部为平面设置。

优选的，如图5所示，传送装置1的两侧都设置有电池充电站4，所述电池充电站4包括变电箱401以及电池充电床402，所述电池充电床402上排列设置有多个充电槽403，所述充电槽403的底部设置有电源插405，所述电源插固定在电池充电床402上。具体实施时，如图2所示，变电箱401位于电池充电床402的前端；电源插405与变电箱内部充电器适配器电连接；连接的电气连接线路从电池充电床的底部走线。

优选的，如图5所示，多个所述充电槽403之间设置有充电槽导向装置404，所述充电槽导向装置404为隔板，所述隔板的顶部横切面为楔形。

优选的，传送装置1与电池充电站4位于同一机架11上，所述机架11上设置有匹配传送装置1的第一安装位，以及匹配电池充电站4的第二安装位；所述机架的四周设置有支撑柱12，所述机械手2的机械臂固定设置在支撑柱12上；所述机架11的两侧支撑柱12之间设置有门体。

综上所述，为电池使用端更换电池，电池使用端及总装车更换电池后可以继续投入使用，无需停留等待充电；采用多个电池作为备用电池，缓解了电池充电速度的需求，电池可以采用正常慢充也可供电池使用端使用，避免电池快充对电池损伤过大，增加成本；通过传送装置以及机械手等全程自动化的控制为电池使用端供电，减少人力成本。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、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 (10)

1.电池交换智能充电站，其特征在于：包括用于传送电池的传送装置(1)、用于抓取电池的机械手(2)、用于提供电源以及容纳控制系统电气设备的电气控制柜(3)、用于为多个电池充电的电池充电站(4)以及多个电池(8)；所述传送装置(1)上设置有电池定位装置；所述机械手(2)位于传送装置(1)上方；所述电池充电站(4)位于传送装置(1)的侧边。

2.根据权利要求1所述的电池交换智能充电站，其特征在于：所述传送装置(1)包括第一传送带(101)、第二传送带(102)、驱动装置以及传送槽，所述第一传送带(101)和第二传送带(102)对称设置在传送槽内，所述驱动装置驱动第一传送带(101)和第二传送带(102)同步转动。

3.根据权利要求2所述的电池交换智能充电站，其特征在于：所述定位装置包括挡板(5)、升降气缸(6)以及回转气缸(7)；所述挡板(5)位于传送装置(1)远离电池入口的端部；所述升降气缸(6)以及回转气缸(7)位于所述第一传送带(101)和第二传送带(102)之间的间隙处；所述升降气缸(6)位于回转气缸(7)与挡板(5)之间；所述升降气缸(6)与回转气缸(7)之间形成第一限定位置；所述挡板(5)与升降气缸(6)之间形成第二限定位置；所述第一限定位置与第二限定位置的大小与电池匹配。

4.根据权利要求3所述的电池交换智能充电站，其特征在于：所述升降气缸(6)靠回转气缸(7)的一侧设置有位置传感器(9)，所述位置传感器(9)位于传送槽的两侧边上，所述位置传感器(9)为红外对管。

5.根据权利要求2所述的电池交换智能充电站，其特征在于：所述传送装置(1)的传送槽的两侧边上设置若干电池导向装置(10)，所述电池导向装置(10)为辊筒，所述辊筒的顶部是锥形；所述辊筒为橡胶材质的。

6.根据权利要求1所述的电池交换智能充电站，其特征在于：所述机械手(2)包括三轴机械臂(201)，三轴机械臂(201)的活动端设置有抓手气缸(202)，所述抓手气缸(202)的抓手端部相对设置有抓钩(203)；所述电池(8)的首端设置有接电座(801)，所述电池(8)的尾部两侧设置有与抓钩(203)匹配的抓钩孔(802)。

7.根据权利要求6所述的电池交换智能充电站，其特征在于：所述抓手气缸(202)的下端固定设置有用于抵紧电池的抵紧气缸(204)，所述抵紧气缸(204)位于抓手气缸(202)抓手之间；所述电池(8)尾端端部为平面设置。

8.根据权利要求1所述的电池交换智能充电站，其特征在于：所述传送装置(1)的两侧都设置有电池充电站(4)，所述电池充电站(4)包括变电箱(401)以及电池充电床(402)，所述电池充电床(402)上排列设置有多个充电槽(403)，所述充电槽(403)的底部设置有电源插(405)，所述电源插固定在电池充电床(402)上。

9.根据权利要求8所述的电池交换智能充电站，其特征在于：多个所述充电槽(403)之间设置有充电槽导向装置(404)，所述充电槽导向装置(404)为隔板，所述隔板的顶部横切面为楔形。

10.根据权利要求1所述的电池交换智能充电站，其特征在于：所述传送装置(1)与电池充电站(4)位于同一机架(11)上，所述机架(11)上设置有匹配传送装置(1)的第一安装位，以及匹配电池充电站(4)的第二安装位；所述机架的四周设置有支撑柱(12)，所述机械手(2)的机械臂固定设置在支撑柱(12)上；所述机架(11)的两侧支撑柱(12)之间设置有门体。

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