CN216190317U - 一种吊具及换电站 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电动车换电技术领域，公开了一种吊具及换电站。该吊具包括移载装置和吊具工装，移载装置的活动端能够形成沿呈正交的三个方向的位移，吊具工装包括：工装本体，固定连接于移载装置的活动端；抓取机构，包括设置于工装本体底部的多个抓取部，多个所述抓取部能够一并置入或承托所述电池包；及相机，固定连接于工装本体，相机与移载装置电性连接，以引导移载装置的活动端移动。吊具工装与移载装置固定连接，使得移载装置移动时，吊具工装不会与移载装置发生偏摆、浮动，借助相机引导移载装置，对正吊具工装和电池包，可免除人工参与换电作业，降低成本的同时，提升了换电作业效率。

Description

一种吊具及换电站

技术领域

本实用新型涉及电动车换电技术领域，尤其涉及一种吊具及换电站。

背景技术

重型卡车以及矿卡等电动牵引车辆上设置的电池包亏电后需要进行充电，为避免驻车充电而无法连续使用车辆，目前电动牵引车辆的电池包被设置为可更换构造，即电池包能够在换电站进行快速更换，而无需整车长时驻车充电，满足车辆的连续、正常运行。

电动牵引车辆的电池包一般设置于驾驶舱后侧，当电动牵引车辆驶入换电站后，一般由吊机抓取电动牵引车辆上的亏电的电池，并将换电站内的满电的电池安装在电动牵引车辆上，即完成换电作业。

通常，用于电动牵引车辆的换电站大体包括电池仓、换电通道和行车，电池仓内用存储电池包并为亏电的电池包充电。换电通道供电动牵引车辆驶入、驶出及停放于换电站。行车用于在电池仓和换电通道之间移载一吊具，该吊具用于吊装电池。换电时，需要吊具与电池仓或电动牵引车辆上的电池包准确正对，以方便吊具上的锁舌准确置入电池包的框架中，从而固定电池包。

常见于轿车或越野车型的换电站的换电通道均配备有换电平台，该换电平台在于承载换电车辆并能够平移调整换电车辆的姿态，以使车辆姿态适于换电。然而，由于电动牵引车辆自重大，难以通过底部承载其的活动平台调整其位置，因此，现有的用于电动牵引车辆换电的吊具大多通过铁链等非刚性的连接件与行车的活动端连接，以方便作业人员扶持调整吊具的姿态，使吊具与电池包对正，这使得电动牵引车辆的换电作业必须有人工参与，换电站运维成本高、换电效率低，且客户体验差。

因此，上述问题亟待解决。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种吊具及换电站，该吊具能够适于自行匹配换电车辆的停放姿态，无需人工辅助。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种吊具，用于搬运电池包，包括移载装置和吊具工装，所述移载装置的活动端能够形成沿呈正交的第一方向、第二方向及第三方向的位移，所述吊具工装包括：

工装本体，固定连接于所述移载装置的活动端；

抓取机构，包括设置于所述工装本体底部的多个抓取部，所述抓取部具有能伸出所述工装本体侧方的插锁片，所述插锁片能够置入或承托所述电池包；及

相机，固定连接于所述工装本体，所述相机与所述移载装置电性连接，以引导所述移载装置的活动端移动。

作为优选，所述吊具还包括光源，所述光源固定连接于所述工装本体，所述光源能够照射所述相机的取景区域。

作为优选，所述抓取部包括：

插舌，滑动连接于所述工装本体的底部；及

伸缩驱动件，固定端固定连接于所述工装本体，活动端与所述插舌连接，以能驱动所述插舌伸出或缩纳于所述工装本体的侧缘。

作为优选，所述抓取部还包括第一检测件和第二检测件，所述第一检测件和所述第二检测件分别设置于所述插舌的伸缩行程的两端；当所述插舌分别处于其行程的两端时，所述第一检测件和所述第二检测件分别能够被所述插舌触发。

作为优选，所述吊具还包括：

防尘盒，罩设所述相机，所述防尘盒包括底板，所述底板具有与所述相机的镜头正对的透明部位。

作为优选，所述防尘盒底部设置有一插槽，所述底板能够插入并锁定于所述插槽，以使所述防尘盒密封。

作为优选，所述吊具工装还包括：

多个导引部，所述多个导引部离散设置于所述工装本体的周缘底侧，所述导引部自上向下形成向所述导引部内侧倾斜的导引坡面。

作为优选，所述吊具还包括：

防护罩，所述防护罩罩设所述吊具工装的用电部件，所述防护罩内设置有能够加热用电部件的加热元件。

作为优选，所述吊具还包括：

检测元件，固定设置于所述抓取机构，所述检测元件被配置为检测所述抓取机构与所述电池包的间距。

本实用新型还采用以下技术方案：

一种换电站，其包括如上所述的吊具。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的吊具，吊具工装与移载装置固定连接，使得移载装置移动时，吊具工装不会与移载装置发生偏摆、浮动，其位移可由移载装置的活动端确定，同时，借助相机引导移载装置，对正吊具工装和电池包，可免除人工参与换电作业，降低成本的同时，提升了换电作业效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例中换电站的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中吊具工装的结构示意图；

图3是本实用新型实施例中吊具工装另一视角的结构示意图。

图中：

100、电动牵引车辆；101、承载支架；200、电池包；

10、换电通道；20、电池仓；30、桁架；40、吊具；50、充电支架；60、充电机；70、电力分配控制器；

1、移载装置；

2、吊具工装；21、工装本体；211、销棒；22、抓取机构；221、抓取部；2211、插舌；2212、伸缩驱动件；2213、第一检测件；2214、第二检测件；222、导引部；2221、导引坡面；23、相机；24、防尘盒；241、底板；242、钢化玻璃；243、插槽；25、防护罩；26、光源。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本实施例提供了一种换电站，该换电站可以为装载的电池包能够自车体上方抓取的诸如重型卡车以及矿卡等电动牵引车辆进行换电作业。

请首先参阅图1，该换电站呈一建筑构造，其具有能够允许车辆驶入、驶出及停放的换电通道10。该换电站内还设置有电池仓20、桁架30和吊具40等。其中，电池仓20可以是借由换电站内的栅栏、墙壁等划分形成的一用于固定摆放充电支架50的区域，该区域内还设置有为充电支架50提供电力的充电机60、电力分配控制器70等，以能够为充电支架50上储放的亏电的电池包200充电。

桁架30可以固定连接在换电站建筑钢构件上，也可以独立设置在换电站建筑的内部，其延伸于换电平台及电池仓20之间。吊具40安装在桁架30上，其包括一移载装置1和一吊具工装2，移载装置1可以为行车，该行车可以沿桁架30的长度方向(图1中的第一方向)滑移，同时行车上滑动安装有一吊装小车，该吊装小车能够沿行车的延伸方向也即桁架30宽度方向(图1中的第二方向)滑移，吊装小车上具有一能沿竖直方向(图1中的第三方向)升降的活动端(如电动/液压升降台等)，该活动端固定设置有吊具工装2，从而通过行车和吊装小车的移动，使吊具工装2形成沿呈正交的第一方向、第二方向及第三方向的位移，以能够允许吊具工装2在一立体工件内移动，从而可正确对位并抓取电动牵引车辆100上或电池仓20内的电池包200，使电动牵引车辆100上的亏电电池包200得以搬入电池仓20充电，充电电池仓20内的满电电池则可装载至电动牵引车辆100上，以为电动牵引车辆100提供电能。上述的移载装置1可以选用本领域的常规装置，其并非本实用新型对现有技术的改进构造，在此不做限定。

具体地，如图1所示，本实施例中，电池包200包括一大体呈立方体装的框架。框架内形成用于载放电池模块的容腔，框架顶部则大体成一方形的构架。当然，在其他实施例中，也可在电池包200顶部设置上凸的提耳或镂空的孔洞等构造，方便吊具工装2插置、抓取或承托。

如图2所示，本实施例中，吊具工装2包括工装本体21和抓取机构22。工装本体21可以是由钢板、方钢等焊接形成的刚性构件，其主要用于安装抓取机构22及电控元件等，同时，工装本体21固定连接于移载装置1的活动端，以适于抓取机构22被移载装置1搬运转移。示例性地，工装本体21上可栓接设置四个销棒211，四个销棒211与吊装小车的升降端栓接固定。

抓取机构22包括设置于工装本体21底部的多个抓取部221，多个抓取部221能够一并置入或承托所述电池包，以在抓取机构22置入电池包200顶部的框架内时，各个插锁片能够介入电池包200顶部的构架上的提耳、孔洞等构造，或承托于构架的底面，以便移载装置1搬运电池包200。

请继续参阅图2，为便于移载装置1及吊具工装2准确判断车辆上的电池包200、电池包200的承载支架101，以及电池仓20内的电池包200、充电支架50的空间位置，进而调整吊具工装2空间位置，使抓取机构22能够准确抓取电池包200，或将电池包200释放至准确位置，该吊具工装2还包括一相机23(未图示，置于下文提及的防尘盒24中)，该相机23固定连接于工装本体21，相机23与移载装置1电性连接，以引导移载装置1的活动端移动。

具体地，相机23可以通过拍摄电池包200顶部设置的标定件的图像，或者通过拍摄承载支架101、充电支架50上的标定件的图像，借助一控制器基于标定板上设置的标记特征，计算电池包200的位置偏差，以控制移载装置1补偿该位置偏差，进而校正抓取机构22的空间位置。上述控制器可以是独立搭载于吊具工装2内的控制器，也可以是用于控制该换电站整站作业的控制器，基于图像识别特征标记进而驱动移载装置1和吊具工装2进行动作补偿为现有技术，在此不做赘述。

可以理解的是，为便于相机23能够在抓取电池包200时拍摄承载支架101、充电支架50上的标定件的图像，相机23应设置于工装本体21的侧部，也即使其取景区域不被电池包200遮挡。较佳地，如图3所示，可以在吊具工装2底部和/或侧部固定增设能够向下方照射的光源26，使其照亮相机23的取景区域，方便相机23拍摄清晰的影像。

借由上述构造，本实施例提供的吊具40，吊具工装2与移载装置1固定连接，使得移载装置1移动时，吊具工装2不会与移载装置1发生偏摆、浮动，其位移可由移载装置1的活动端确定，同时，借助相机23引导移载装置1，对正吊具工装2和电池包200，可免除人工参与换电作业，降低成本的同时，提升了换电作业效率。

为进一步确保吊具工装2与电池包200准确对位，抓取机构22还包括多个导引部222，多个导引部222离散设置于工装本体21的周缘底侧，导引部222自上向下形成向导引部222内侧倾斜的导引坡面2221。如图2、图3所示，工装本体21底部的各边至少设置有一个导引部222，在工装本体21下降的过程中，基于重力作用，导引部222上形成的导引坡面2221能够与电池包200顶部的框架内边缘贴合、滑动，导引吊具工装2与电池包200准确对位。

在电动牵引车辆100驶入及驶出该换电站时，必然会由轮胎等车体部件携带外部灰尘，若灰尘沉积于相机23的镜头，将影响相机23拍摄图像的准确性，降低换电作业效率。

为此，本实施例中，吊具工装2还包括防尘盒24，该防尘盒24罩设于相机23外部，以形成内置相机23的密闭环境，避免外部灰尘进入，同时，防尘盒24还包括与相机23的镜头正对的底板241，底板241能够滑移至镜头的取景区域以外，以允许相机23在需要工作时得以拍摄获取车载电池包200的图像。该底板241可由常见的电动、气动伸缩机构等驱动滑移，在此不做限定。当然，在其他可选的实施方式中，也可采用可收折、翻转等底板241等执行上述开放或封闭防尘盒24的目的。

作为优选，底板241具有与相机23的镜头正对的透明部位，例如可在底板241中部开孔，并采用透光良好的钢化玻璃242封闭该孔，以允许相机23直接拍摄外部图像。可由人工定期擦拭钢化玻璃242，以去除钢化玻璃242表面的积尘。进一步地，可以在防尘盒24底部设置有一插槽243，底板241能够插入并锁定于插槽243，以使防尘盒24密封，当因钢化玻璃242产生划痕等问题需要更换时，即可解除底板241与插槽243的锁定，替换新的钢化玻璃242。

请继续参阅图3，本实施例中，每个抓取部221均包括插舌2211和伸缩驱动件2212，插舌2211滑动连接于工装本体21的底部，伸缩驱动件2212的固定端固定连接于工装本体21，活动端与插舌2211连接，以能驱动插舌2211伸出或缩纳于工装本体21的侧缘。本实施例中，伸缩驱动件2212为电动推杆，电动推杆的缸体与工装本体21固定，推杆与插舌2211同轴固定。

作为优选，抓取部221还包括第一检测件2213和第二检测件2214，第一检测件2213和第二检测件2214分别设置于插舌2211的伸缩行程的两端；当插舌2211分别处于其行程的两端时，第一检测件2213和第二检测件2214分别能够被插舌2211触发。本实施例中，第一检测件2213和第二检测件2214均为接近开关；可选地，第一检测件2213和第二检测件2214还可为光电开关等传感器。

为便于准确判断吊具工装2是否已完全到达适于抓取电池包200的位置，该吊具工装2还包括有若干个检测元件，各个检测元件固定设置于工装本体21上，用于检测抓取机构22与电池包200的间距，当控制器判断该间距处于预设阈值范围内时，即可确定抓取臂已与电池包200之间获得可靠的位置关系，从而可进行抓取部221的插锁动作以吊装电池包200。

此外，本实施例提供的吊具40上还可设置防护罩25，防护罩25罩设吊具工装2的用电部件(如控制器等)。防护罩25内还可设置有能够加热用电部件的加热元件，以适于冬季低温环境使用。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种吊具，用于搬运电池包(200)，其特征在于，包括移载装置(1)和吊具工装(2)，所述移载装置(1)的活动端能够形成沿呈正交的第一方向、第二方向及第三方向的位移，所述吊具工装(2)包括：

工装本体(21)，固定连接于所述移载装置(1)的活动端；

抓取机构(22)，包括设置于所述工装本体(21)底部的多个抓取部(221)，多个所述抓取部(221)能够一并置入或承托所述电池包(200)；及

相机(23)，固定连接于所述工装本体(21)，所述相机(23)与所述移载装置(1)电性连接，以引导所述移载装置(1)的活动端移动。

2.根据权利要求1所述的吊具，其特征在于，所述吊具还包括光源(26)，所述光源(26)固定连接于所述工装本体(21)，所述光源(26)能够照射所述相机(23)的取景区域。

3.根据权利要求1所述的吊具，其特征在于，所述抓取部(221)包括：

插舌(2211)，滑动连接于所述工装本体(21)的底部；及

伸缩驱动件(2212)，固定端固定连接于所述工装本体(21)，活动端与所述插舌(2211)连接，以能驱动所述插舌(2211)伸出或缩纳于所述工装本体(21)的侧缘。

4.根据权利要求3所述的吊具，其特征在于，所述抓取部(221)还包括第一检测件(2213)和第二检测件(2214)，所述第一检测件(2213)和所述第二检测件(2214)分别设置于所述插舌(2211)的伸缩行程的两端；当所述插舌(2211)分别处于其行程的两端时，所述第一检测件(2213)和所述第二检测件(2214)分别能够被所述插舌(2211)触发。

5.根据权利要求1所述的吊具，其特征在于，所述吊具还包括：

防尘盒(24)，罩设所述相机(23)，所述防尘盒(24)包括底板(241)，所述底板(241)具有与所述相机(23)的镜头正对的透明部位。

6.根据权利要求5所述的吊具，其特征在于，所述防尘盒(24)底部设置有一插槽(243)，所述底板(241)能够插入并锁定于所述插槽(243)，以使所述防尘盒(24)密封。

7.根据权利要求1所述的吊具，其特征在于，所述吊具工装(2)还包括：

多个导引部(222)，所述多个导引部(222)离散设置于所述工装本体(21)的周缘底侧，所述导引部(222)自上向下形成向所述导引部(222)内侧倾斜的导引坡面(2221)。

8.根据权利要求1所述的吊具，其特征在于，所述吊具还包括：

防护罩(25)，所述防护罩(25)罩设所述吊具工装(2)的用电部件，所述防护罩(25)内设置有能够加热用电部件的加热元件。

9.根据权利要求1所述的吊具，其特征在于，所述吊具还包括：

检测元件，固定设置于所述抓取机构(22)，所述检测元件被配置为检测所述抓取机构(22)与所述电池包(200)的间距。

10.一种换电站，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的吊具。

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