CN216184626U - 电池抓取装置及换电站 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及车辆换电技术领域，提供了电池抓取装置及换电站。电池抓取装置包括：抓取平台，内部设置有卷扬装置；吊臂，设置在抓取平台的顶部并由抓取平台悬臂伸出；吊具，位于吊臂的下方；牵引件，第一端与卷扬装置连接，第二端依次穿过抓取平台和吊臂并由吊臂的底部伸出连接所述吊具；卷扬装置可执行正反转操作，以经由牵引件带动吊具进行升降。与现有技术中采用行车换电结构和RGV换电结构相比，采用牵引件与卷扬装置组合对电池进行升降的方案，可实现电池柔性起吊以避免刚性碰撞，使得提升效率更高，能适应不同高度的电池抓取，灵活性更强。卷扬装置内置于抓取平台中而无需设置桁架轨道，可以提高空间利用率、能实现快速布置安装。

Description

电池抓取装置及换电站

技术领域

本实用新型涉及车辆换电技术领域，尤其涉及电池抓取装置及换电站。

背景技术

目前换电行业中电池抓取装置与方法主要有两种：

1)采用行车的换电设备，抓取方式为电葫芦带动钢丝绳或链条从上方吊取。由于这种抓取方式需架设行车，会导致安装要求高、周期长，同时行车轨道是固定的导致抓取的灵活性较低。

2)采用RGV的换电设备，通过升降机构从电池侧面抓取或叉取电池。这种升降机构采用液压升降、电缸升降、涡轮蜗杆升降、其它机械升降结构等直接升降方式，这些升降方式都需克服换电装置平台和电池等自重做功，能量损耗很大，成本高、升降速度与寿命低。

实用新型内容

本实用新型提供了电池抓取装置及换电站，用以解决现有技术中电池抓取装置抓取提升效率和灵活性较低、安装成本及要求较高并且空间利用率较差的缺陷。

本实用新型第一方面提供了一种电池抓取装置，包括：抓取平台，内部设置有卷扬装置；吊臂，设置在所述抓取平台的顶部并由所述抓取平台悬臂伸出；吊具，位于所述吊臂的下方；牵引件，第一端与所述卷扬装置连接，第二端依次穿过所述抓取平台和所述吊臂并由所述吊臂的底部伸出连接所述吊具；其中，所述卷扬装置可执行正反转操作，以经由所述牵引件带动所述吊具进行升降。

根据本实用新型提供的电池抓取装置，还包括：滑动平台，所述滑动平台上设置有导轨；滑块，所述滑块可滑动地设置在所述导轨上，其中，所述抓取平台设置在所述滑块上；驱动电机，所述驱动电机设置在所述抓取平台的内部，并用于驱动所述滑块沿所述导轨滑动。

根据本实用新型提供的电池抓取装置，所述卷扬装置具有同轴四卷筒结构，其中，所述同轴四卷筒结构上连接有四个所述牵引件，并且四个所述牵引件的第二端分别连接所述吊具顶部的四个对应吊点。

根据本实用新型提供的电池抓取装置，所述吊具上设置有彼此间隔开的多个激光定位设备，其中，多个所述激光定位设备用于对电池框进行识别和定位。

根据本实用新型提供的电池抓取装置，所述吊臂的底部设置有一对吊具导向锁紧销，其中，一对所述吊具导向锁紧销彼此间隔开且由所述吊臂的底部向下突出，所述吊具上设置有与一对所述吊具导向锁紧销匹配的一对锁紧座。

根据本实用新型提供的电池抓取装置，所述吊具的底部设置有至少一个电池导向柱，其中，所述电池导向柱由所述吊具的底部向下突出，并用于与电池框的框架相匹配。

根据本实用新型提供的电池抓取装置，所述吊具的底部设置有四个所述电池导向柱，并且四个所述电池导向柱设置在所述吊具的外周边的四个拐角处。

根据本实用新型提供的电池抓取装置，所述吊具的底部设置有电池锁紧销，其中，所述电池锁紧销可在电缸的驱动下伸出并承托电池框。

根据本实用新型提供的电池抓取装置，所述牵引件为钢丝绳，并且所述驱动电机为伺服电机。

本实用新型第二方面提供了一种换电站，包括电池存放仓和如上所述的电池抓取装置，其中，所述电池抓取装置可在所述电池存放仓和停放在换电车辆停放区中的换电车辆之间进行移位，以对换电电池进行转运。

本实用新型提供的电池抓取装置中，通过卷扬装置执行正反转操作，可以驱使牵引件带动吊具进行升降，从而对电池进行转运。因此，与现有技术中采用的行车换电结构和RGV换电结构相比，本实用新型采用牵引件与卷扬装置组合对电池进行升降的方案，可以实现电池的柔性起吊以避免刚性碰撞，从而使得提升效率更高，并且能适应不同高度的电池抓取，灵活性更强。此外，卷扬装置内置于抓取平台中而无需设置桁架轨道，从而可以提高空间利用率、能实现快速布置安装。

进一步地，在本实用新型提供的换电站中，由于具备如上所述的电池抓取装置，因此同样具备如上所述的优势。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的电池抓取装置的立体图；

图2是本实用新型提供的电池抓取装置的立体图，其中示出了卷扬装置和驱动电机；

图3是图1中A处的局部放大图；

图4是本实用新型提供的电池抓取装置侧视截面图；

附图标记：

100：电池抓取装置； 102：抓取平台； 104：卷扬装置；

106：吊臂； 108：吊具； 110：牵引件；

112：滑动平台； 114：导轨； 116：滑块；

118：驱动电机； 120：激光定位设备； 122：吊具导向锁紧销；

124：锁紧座； 126：电池导向柱； 128：电池锁紧销。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，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实施例的限制。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。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。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实施例中的具体含义。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

现参见图1至图4，对本实用新型的实施例进行描述。应当理解的是，以下所述仅是本实用新型的示意性实施方式，并不对本实用新型构成任何限定。

如图1至图4所示，本实用新型实施例提供了一种电池抓取装置100。该电池抓取装置100总的来说包括抓取平台102、卷扬装置104、吊臂106、吊具108和牵引件110。

具体来说，卷扬装置104可以设置在抓取平台102的内部。吊臂106可以设置在抓取平台102的顶部，并且吊臂106可以由抓取平台102悬臂伸出。吊具108可以位于吊臂106的下方并由牵引件110进行牵引。具体地，牵引件110可以包括彼此相对的第一端和第二端，其中，牵引件110的第一端可以与卷扬装置104连接，而牵引件110的第二端可以依次穿过抓取平台102和吊臂106，并由吊臂106的底部向下伸出从而连接吊具108。

在电池抓取装置100实际应用期间，卷扬装置104可以执行正反转操作。进一步地，卷扬装置104的正反转操作可以将力传递到牵引件110上，进而经由牵引件110牵拉并带动吊具108进行升降操作，从而由吊具108带动电池框及位于电池框中的换电电池进行升降和转运。

由以上所述的实施例可知，在本实用新型实施例提供的电池抓取装置100中，与现有技术中采用的行车换电结构和RGV换电结构相比，本实用新型采用牵引件110与卷扬装置104组合对电池进行升降的方案，可以实现电池的柔性起吊，由此来避免刚性碰撞，从而使得电池抓取装置100的提升效率更高，并且能适应不同高度的电池抓取，灵活性更强。此外，卷扬装置104内置于抓取平台102中而无需设置桁架轨道，从而使得本实用新型的电池抓取装置100可以提高空间利用率、能实现快速布置安装。

在本实用新型一个可选的实施例中，如上所述的牵引件110可以为钢丝绳结构，从而实现柔性起吊。当然应当理解的是，除钢丝绳之外的其他柔性件也可以用作牵引件110。换句话说，牵引件110的具体形式并不对本实用新型构成任何限定。

进一步参见图1至图4，在本实用新型的实施例中，电池抓取装置100还可以包括滑动平台112、导轨114、滑块116以及驱动电机118。

具体来说，滑动平台112作为电池抓取装置100的底座，位于整个电池抓取装置100的最底部，其中导轨114可以设置在滑动平台112上。进一步地，滑块116可以滑动地设置在导轨114上，并且抓取平台102整体可以设置在滑块116上。另外，驱动电机118可以设置在抓取平台102的内部，并且驱动电机118可以用来驱动滑块116沿着导轨114进行滑动。

在实际应用期间，当需要对吊具108的位置进行调整时，可以通过驱动电机118来驱动滑块116沿着导轨114进行滑动，从而移动至适当的位置。在这期间，抓取平台102会随着滑块116的移动而进行位移，同时带动设置在抓取平台102上的吊臂106连同吊具108进行移动，由此使得吊具108移动至适当的位置从而进行换电电池的抓取和转运。

在具体操作时，如上所述的各部件相组合可以称为水平行走机构，其可以包括驱动电机118、减速机(未示出)、滑块116、齿轮齿条结构(未示出)。通过驱动电机118驱动齿轮齿条结构可以使滑块116在导轨114上沿电池长度方向移动。

在可选的实施例中，滑块116与导轨114相配合的结构也可以由滚轮机构进行替代；在其他可选的实施例中，齿轮齿条结构也可以由滚珠丝杠结构进行替代。换句话说，以上所述仅是本实用新型的示意性实施方式，并不对本实用新型构成任何限定。

此处需要指出的是，如上所述的驱动电机118可以采用伺服电机的形式，从而来执行驱动滑块116进行移动的操作。但是应当理解的是，除以上所述的伺服电机之外，驱动电机118也可以采用其他适当形式的结构，而不脱离本实用新型的范围。换句话说，驱动电机118的具体形式并不对本实用新型构成任何限定，并且本实用新型不局限于此。

继续参见图1至图4，在本实用新型的可选实施例中，如上所述的卷扬装置104可以具有同轴四卷筒结构。具体来说，在该实施例中，同轴四卷筒结构上可以连接有四个如上所述的牵引件110，并且这四个牵引件110的第二端可以分别连接至吊具108顶部的四个对应的吊点。由此，使得整个吊具108在进行升降和抓取转运的过程中能够保持始终稳定。此处应当理解的是，卷扬装置104的具体形式以及牵引件110的数量均是可以根据具体情况来进行设定的。换句话说，卷扬装置104和牵引件110的数量并不对本实用新型构成任何限定，本实用新型不局限于此。

在实际操作期间，如上所述的各部件相组合可以称为垂直提升机构，其可以包括电机、减速机、卷扬装置104、滑轮、牵引件110(例如，钢丝绳)以及调绳装置。四个卷扬卷筒结构可以安装于同一轴上由电机驱动同步旋转带动4个钢丝绳同步伸缩，实现同步升降。

进一步可选地，在本实用新型的实施例中，为了更好地对待转运的换电电池的电池框进行定位，可以在吊具108上设置彼此间隔开的多个激光定位设备120。在实际应用期间，激光定位设备120可以对电池框的边缘位置进行识别和定位，从而将吊具108移动并保持在电池框的正上方以进行吊运。在可选的实施例中，激光定位设备120可以是诸如激光探头等适当的结构，本实用新型不局限于某种或某些特定的实施方式。

继续参见图1至图4，在本实用新型可选的实施例中，在吊臂106的底部还可以设置有一对吊具导向锁紧销122；与其相对应地，在吊具108上可以设置有一对锁紧座124。具体来说，如图所示，在该实施例中，一对吊具导向锁紧销122可以彼此间隔开，并且由吊臂106的底部向下突出；而一对锁紧座124的位置可以设置成与一对吊具导向锁紧销122相匹配。吊具导向锁紧销122和锁紧座124的配合及使用方式将在以下结合具体实施例进行详细描述。

此外，在本实用新型的实施例中，对于吊具108来说，吊具108的底部还可以设置有至少一个电池导向柱126以及电池锁紧销128。

具体来说，对于电池导向柱126而言，电池导向柱126可以由吊具108的底部向下突出设置，并且在实际使用期间可以用于与电池框的框架相匹配。实际操作时，当吊具108下降与电池框进行组配时，电池导向柱126可以与电池框的内边缘相贴合，从而对吊具108与电池框进行定位和对准。

在如图所示的可选实施例中，吊具108的底部可以设置有四个如上所述的电池导向柱126。这四个电池导向柱126可以设置在吊具108的外周边的四个拐角处，从而对吊具108进行准确的定位和对准。但是应当理解的是，电池导向柱126的数量仅是示意性的，其他适当数量的电池导向柱126也可以应用在本实用新型当中，而不构成限定。换句话说，本实用新型并不局限于如上所述的实施方式。

进一步地，对于电池锁紧销128而言，其可以设置在吊具108的底部并用于与电池框相配合。具体来说，在实际应用期间，当吊具108下降到电池框上方适当的位置时，电池锁紧销128可在电缸的驱动下伸出，从而承托在电池框中顶部的横梁的下侧，由此能够通过吊具108将电池框连同电池框内部的电池吊起并进行转运。

根据本实用新型的实施例，在对换电电池进行实际抓取时，首先卷扬装置104旋转，经由牵引件110带动吊具108向上运动，直到锁紧座124插入吊具导向锁紧销122中进行定位锁紧。

然后，在驱动电机118(例如，伺服电机)的驱动下，带动滑块116以及和滑块116连接的抓取平台102沿着导轨114往前移动，直到到达电池框上方。

接下来，安装在吊具108上的激光定位设备120(例如，至少安装3个)对电池边框进行位置测量，从而对电池进行精准定位。

然后，卷扬装置104旋转，经由牵引件110带动吊具108往下移动，并通过电池导向柱126导向进入电池框内侧，直到吊具108完全落入电池上方。

最后，电池锁紧销128在电缸驱动下插入电池框中将电池锁紧。卷扬装置104旋转带动电池与吊具108往上移动，完成电池抓取。

综上所述，在本实用新型实施例所提供的电池抓取装置100中，采用钢丝绳与卷扬装置升降的方案，可以实现柔性起吊避免刚性碰撞，提升效率高，能适应不同高度的电池抓取。同时取消桁架轨道，将卷扬装置内置于抓取平台中，可以提高空间利用、能实现快速布置安装。

其次，采用伺服电机与直线导轨可以实现沿电池长度方向运动，达到取放电池时精准定位。

进一步地，卷扬装置中采用同轴四卷筒结构，可以带动吊具上四个吊点同步升降，从而实现电池同步且平稳升降。

另外，吊具上装有多个激光定位设备可以对电池边框进行定位，定位精度高、速度快。

另一方面，本实用新型实施例还提供了一种换电站。该换电站可以包括电池存放仓和如上所述的电池抓取装置100。具体来说，电池抓取装置100可在电池存放仓和停放在换电车辆停放区中的换电车辆之间进行移位，从而对换电电池进行转运。

在本实用新型提供的换电站中，由于具备如上所述的电池抓取装置100，因此同样具备如上所述的全部优势。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电池抓取装置，其特征在于，包括：

抓取平台，内部设置有卷扬装置；

吊臂，设置在所述抓取平台的顶部并由所述抓取平台悬臂伸出；

吊具，位于所述吊臂的下方；

牵引件，第一端与所述卷扬装置连接，第二端依次穿过所述抓取平台和所述吊臂并由所述吊臂的底部伸出连接所述吊具；

其中，所述卷扬装置可执行正反转操作，以经由所述牵引件带动所述吊具进行升降。

2.根据权利要求1所述的电池抓取装置，其特征在于，还包括：

滑动平台，所述滑动平台上设置有导轨；

滑块，所述滑块可滑动地设置在所述导轨上，其中，所述抓取平台设置在所述滑块上；

驱动电机，所述驱动电机设置在所述抓取平台的内部，并用于驱动所述滑块沿所述导轨滑动。

3.根据权利要求1所述的电池抓取装置，其特征在于，所述卷扬装置具有同轴四卷筒结构，

其中，所述同轴四卷筒结构上连接有四个所述牵引件，并且四个所述牵引件的第二端分别连接所述吊具顶部的四个对应吊点。

4.根据权利要求1所述的电池抓取装置，其特征在于，所述吊具上设置有彼此间隔开的多个激光定位设备，

其中，多个所述激光定位设备用于对电池框进行识别和定位。

5.根据权利要求1所述的电池抓取装置，其特征在于，所述吊臂的底部设置有一对吊具导向锁紧销，

其中，一对所述吊具导向锁紧销彼此间隔开且由所述吊臂的底部向下突出，所述吊具上设置有与一对所述吊具导向锁紧销匹配的一对锁紧座。

6.根据权利要求1所述的电池抓取装置，其特征在于，所述吊具的底部设置有至少一个电池导向柱，

其中，所述电池导向柱由所述吊具的底部向下突出，并用于与电池框的框架相匹配。

7.根据权利要求6所述的电池抓取装置，其特征在于，所述吊具的底部设置有四个所述电池导向柱，并且四个所述电池导向柱设置在所述吊具的外周边的四个拐角处。

8.根据权利要求1所述的电池抓取装置，其特征在于，所述吊具的底部设置有电池锁紧销，

其中，所述电池锁紧销可在电缸的驱动下伸出并承托电池框。

9.根据权利要求2所述的电池抓取装置，其特征在于，所述牵引件为钢丝绳，并且所述驱动电机为伺服电机。

10.一种换电站，其特征在于，包括电池存放仓和权利要求1至9中任一项所述的电池抓取装置，

其中，所述电池抓取装置可在所述电池存放仓和停放在换电车辆停放区中的换电车辆之间进行移位，以对换电电池进行转运。

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