CN217197845U - 一种移动换电车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种移动换电车，包括车辆主体、多组电池仓和移动换电机构。车辆主体上设置有多个存放位，其中一个存放位为空位，剩余存放位分别用于存放电池仓。移动换电机构包括支架、第一平移机构和第二平移机构，支架通过第一平移机构连接于车辆主体上，第二平移机构设于支架的顶部，第一平移机构适于沿车辆主体的长度方向滑动，第二平移机构适于沿车辆主体的宽度方向移动，能够将待换电车辆的电池仓移动并存放至车辆主体上的空位处，并将车辆主体上的电池仓更换至待换电车辆上。本实用新型采用的侧向换电方式，对场地无需求，待换电车辆无需频繁往返充电站与施工场地之间，缩短了换电时间，提高了换电效率，提升了电动宽体自卸车的运行效率。

Description

一种移动换电车

技术领域

本实用新型涉及掘进机技术领域，尤其涉及一种移动换电车。

背景技术

随着新能源汽车的飞速发展，电动宽体自卸车在矿山运输领域也得到了广泛的应用。但受矿区地形的制约，电动宽体自卸车重载上坡时需耗费较大的电量，电池的电量很快就被耗费尽，导致电池充电频繁。

目前，针对电动宽体自卸车充电频繁的问题，通过在矿区修建换电站，待车辆的电池电量快耗费尽时，将车辆开至换电站进行换电。换电站修建时对占地空间及地面平坦情况要求较高，但是矿区环境恶劣，换电站的数量及规模受到限制，导致车辆距离换电站较远，无法及时对车辆进行电量补给。其次宽体自卸车在往返换电站进行换电时，也需耗费较大的电量，使电池电量无法得到充分有利的利用，进而大大降低了宽体自卸车的运行效率。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本实用新型提供一种移动换电车，通过车辆主体将载有充好电的电池仓输送至待换电车辆位置，对待换电车辆进行换电，解决了现有技术中待换电车辆需到换电站进行换电导致宽体自卸车运行效率低的问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种移动换电车及电动宽体自卸车换电方法，具体技术方案如下：

一种移动换电车，包括：

车辆主体，车辆主体上设置有多个存放位，其中一个存放位为空位，剩余存放位用于存放电池仓；

移动换电机构，包括支架、第一平移机构和第二平移机构，支架通过第一平移机构连接于车辆主体上，第二平移机构设于支架的顶部；

第一平移机构适于沿车辆主体的长度方向滑动，第二平移机构适于沿车辆主体的宽度方向移动，用于将待换电车辆上的电池仓移动并存放至车辆主体的空位处，并将车辆主体上的充好电的电池仓更换至待换电车辆上。

进一步地，移动换电机构还包括升降机构和抓取机构；

升降机构设于第二平移机构上，适于竖直方向的移动；

抓取机构设于升降机构的底部，用于抓取电池仓。

进一步地，第一平移机构包括第一导轨、第一滑块和第一直线移动单元；

第一导轨设于车辆主体上，延伸方向与车辆主体的长度方向相一致；

支架通过第一滑块滑动连接于第一导轨上，并在第一直线移动单元的带动下沿第一导轨滑动。

进一步地，第二平移机构包括第二直线移动单元、第二导轨、第二滑块和安装板；

第二滑块设于支架上；

第二导轨设于安装板的上表面，延伸方向与车辆主体的宽度方向相一致；

第二导轨滑动连接于第二滑块上，并在第二直线移动单元的带动下沿车辆主体的宽度方向滑动；

升降机构设于安装板的底面。

进一步地，升降机构包括多个液压缸，多个液压缸垂直设于安装板上，动力输出端与抓取机构相连。

进一步地，抓取机构为电磁吸盘。

进一步地，电池仓通过锁定装置与车辆主体可插拔式锁止连接；

锁定装置包括第一锁定件、第二锁定件和底架；

底架设于车辆主体上，第一锁定件设于底架上，第二锁定件设于电池仓的底部，第一锁定件能够与第二锁定件锁定连接或解除锁定连接。

进一步地，第一锁定件包括动力装置、圆锥筒和滑动件；第二锁定件为环形结构；

圆锥筒垂直设于底架上，外周设置有多个滚珠；

滑动件滑动连接于圆锥筒内，底部与动力装置相连，滑动件的外周还设置有用于容纳多个滚珠的第一凹槽，环形结构的外周对应设有用于容纳多个滚珠的第二凹槽。

进一步地，还包括定位装置，用于对待换电车辆和车辆主体进行定位；

定位装置包括红外线发射装置和红外线接收装置；

红外线发射装置设于车辆主体上，红外线接收装置设于待换电车辆上，红外线接收装置用于接收红外线发射装置发射的红外信号。

(三)有益效果

本实用新型提供的移动换电车，解决了现有技术的不足。

本实用新型中，通过将多个电池仓安装于车辆主体上，电池仓与车辆主体间为可插拔连接。当需要换电时，通过车辆主体将载有充好电的电池仓输送至待换电车辆位置，然后将待换电车辆与车辆主体对齐，通过移动换电机构将待换电车辆上电池仓移动至车辆主体的空位处，再通过移动换电机构将车辆主体上充好电的电池仓安装于待换电车辆上，完成换电。此种移动换电方式对换电场地的大小及平整度均无需求，待车辆主体上全部电池仓更换完成后在整体输送至换电站进行充电或换电，无需频繁往返充电站与施工场地之间，大大缩短了换电时间，提高了换电效率，有效提高了电动宽体自卸车的运行效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定，在附图中：

图1为具体实施方式中移动换电车的结构示意图；

图2为具体实施方式中移动换电机构的结构示意图；

图3为具体实施方式中升降机构和抓取机构的结构示意图；

图4为具体实施方式中第一直线移动单元和第二直线移动单元的结构示意图；

图5为具体实施方式中电池仓和锁定装置的结构示意图；

图6为具体实施方式中锁定装置的结构示意图；

图7为具体实施方式中定位装置的结构示意图。

【附图标记说明】

1、车辆主体；110、存放位；

2、电池仓；

3、移动换电机构；

310、第一平移机构；311、第一直线移动单元；312、第一导轨；313、第一滑块；

320、第二平移机构；321、第二直线移动单元；322、第二导轨；323、第二滑块；324、安装板；

330、升降机构；331、液压缸；

340、抓取机构；

350、支架；

4、锁定装置；410、第一锁定件；411、动力装置；412、圆锥筒；413、滑动件；414、滚珠；415、第一凹槽；

420、第二锁定件；421、环形结构；422、第二凹槽；

430、底架；

5、定位装置；510、红外线发射装置；520、红外线接收装置；

6、操控平台；

10、螺柱；20、螺母；30、直线电机。

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，下面将结合本实用新型的优选实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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施例保护范围的限制。

参见图1至图6，根据本申请的实施例，一种移动换电车，包括车辆主体1、多组电池仓2和移动换电机构3。车辆主体1上设置有多个存放位110，其中一个存放位110为空位，剩余存放位110分别用于存放电池仓2。移动换电机构3包括支架350、第一平移机构310和第二平移机构320，支架350 通过第一平移机构310连接于车辆主体上1，第一平移机构310适于沿车辆主体1的长度方向滑动，第二平移机构320设于支架350的顶部，适于沿车辆主体1的宽度方向移动，能够将待换电车辆的电池仓2移动并存放至车辆主体1上的空位处，并将车辆主体1上的电池仓2更换至待换电车辆上。

本实施例车辆主体1为纯电动宽体自卸车，位于靠近驾驶室的电池仓2 用于自身供电，车辆主体1在重载下坡时可进行能量回收，可自行进行充电也可以为待换电车辆进行换电，具有较高的利用率。

本实施例的电池仓2为刚性结构件，通过方钢、圆钢或槽钢等焊接而成，刚性结构内设置有多个蓄电池存放格，蓄电池放置于存放格内。电池仓2上还设置有充电插口，充电插口用于与蓄电池或充电系统相连，可插接外接电源，通过外接电源向蓄电池进行充电。本实施例的电池仓2的集成化一体结构，可在换电站内对电池仓2内的多个蓄电池同时进行充电，换电时，可进行整体更换，便于转运及更换，具有较高的更换效率。

具体换电时，通过车辆主体1将载有充好电的电池仓2输送至待换电车辆位置，然后将车辆主体1与待换电车辆对齐，通过第二平移机构320将待换电车辆上电池仓2移动至车辆主体1的空位处。控制第一平移机构310沿车辆主体1的延伸方向滑动至任一个充好电的电池仓2位置，将充好电的电池仓2更换至待换电车辆上，完成换电。此种移动换电方式对换电场地的大小及平整度均无需求，待车辆主体1上全部电池仓2更换完成后再整体输送至换电站进行充电或换电，无需频繁往返充电站与施工场地之间，大大缩短了换电时间，提高了换电效率，进而有效提高了电动宽体自卸车的运行效率。

进一步地，如图5及图6所示，本实施例的多个电池仓2分别通过锁定装置4与车辆主体1相连，本实施例的定位装置5包括第一锁定件410、第二锁定件420和底架430。其中，底架430设于车辆主体1上，第一锁定件 410设于底架430上，第二锁定件420设于电池仓2的底部，第一锁定件410 能够与第二锁定件420可锁止连接。

需要说明的是，第一锁定件410与第二锁定件420的连接关系为插拔式锁止连接，第一锁定件410和第二锁定件420的锁止连接可以为卡接或磁性连接等其它便于拆卸的锁止连接关系，可进行手动解除、自动解除或借用其它工具解除，锁止连接关系解除后，通过自动换电机构向上拉动电池仓2，使电池仓2脱离底部框架。

作为优选方案，第一锁定件410为圆锥锁止机构，包括圆锥筒412、滑动件413和动力装置411，圆锥筒412垂直设于底架430上，圆锥筒412的外周设置有多个滚珠414，多个滚珠414与第二锁定件420活动卡接。滑动件413滑动连接于圆锥筒412内，滑动件413的外周还设有用于容纳多个滚珠414的第一凹槽415，滑动件413与动力装置411相连，第一直线移动单元311工作时能够带动滑动件413沿圆锥筒412滑动。

在本公开实施例中，底架430上设置有安装口，圆锥筒412焊接或通过螺栓固定于底架430的安装口位置，多个滚珠414可自由滚动地设于圆锥筒 412的外周，当电池仓2与底架430锁止连接时，滚珠414与第二锁定件420 相卡接，当电池仓2与底架430解除锁止连接时，滚珠414与滑动件413相卡接。

本实施例的滑动件413为圆筒状，动力装置411设于滑动件413内，底部与底架430相连，动力输出端与滑动件413相连，动力装置411工作时，能够带动滑动件413沿圆锥筒412滑动。本实施例的动力装置411为直线运动机构，可以为气缸、液缸、电动缸或电机带动的滚珠丝杠、齿轮齿条中的任意一种，为便于控制及操作，本实施例的动力装置411优选为伺服电动缸。

作为其中一种实施方式，本实施例的第二锁定件420为环形结构421，电池仓2的底部对应设置有安装孔，环形结构421置于安装孔内，环形结构 421的内圈还设置有用于容纳滚珠414的第二凹槽422。电池仓2与底架430 锁止连接时，锥形筒置于安装孔内，滚珠414卡接于第二凹槽422内。

其中，第一凹槽415和第二凹槽422的截面均为半球形，以方便滚珠414 的滚入与滚出。

当需要解除电池仓2与底架430的锁止连接关系时，控制动力装置411 启动，动力装置411带动滑动件413沿锥形筒滑动，当第一凹槽415位于滚珠414位置时，动力装置411停止，可通过移动换电机构3向上拉拔电池仓 2，第二锁定件420推动滚珠414由第二凹槽422滚出并滚动至第一凹槽415 内，解除滚珠414与第二锁定件420的卡接关系，进而解除第一锁定件410 和第二锁定件420的锁止关系，以进行换电。换电结束，当需要建立电池仓 2与底部框架的锁止连接时，控制动力装置411启动，动力装置411推动滑动件413向上运动，推动滚珠414滚出第一凹槽415，并滚动至第二凹槽422 内，进而实现电池仓2与底架430的锁止连接关系。

本实施例的第一锁定件410和第二锁定件420的插拔式结构设计，通过控制动力装置411的启动，控制升降机构330竖直向上小距离移动即可解除电池仓2与车辆主体1的插拔连接，也可靠电池仓2的自身重力恢复电池仓 2与车辆主体1的锁止连接关系，进而对电池仓2进行拆卸及安装，无需人工干预，大大提高了移动换电机构3的自动化程度。

进一步地，如图2、图3及图4所示，本实施例的移动换电机构3还包括升降机构330和抓取机构340，升降机构330设于第二平移机构320上，抓取机构340设于升降机构330的端部，用于抓取电池仓2。升降机构330 适于竖直方向移动，能够带动抓取机构340向上拉拔电池仓2，以解除电池仓2与车辆主体1的锁止连接，升降机构330还适于带动抓取机构340向下移动，以将电池仓2停放于车辆主体1的空位处或待换电车辆上。

其中，第一平移机构310包括第一导轨312、第一滑块313和第一直线移动单元311，第一导轨312设于车辆主体1上，延伸方向与车辆主体1的长度的延伸方向相一致，支架340通过第一滑块313滑动连接于第一导轨312 上，并在第一直线移动单元311的带动下沿第一导轨312滑动，进而带动移动换电机构3在多个电池仓2以及空位之间移动。

第二平移机构320包括第二直线移动单元311、第二导轨322、第二滑块323和安装板324。第二滑块323设于支架350的顶部，第二导轨322设于安装板324的上表面，升降机构330设于安装板324的下表面，第二导轨 322的延伸方向与车辆主体1的宽度方向相一致，安装板324通过第二导轨 322上滑动连接于第二滑块323，安装板324能够在第二直线移动单元311 的带动下沿车辆主体1的宽度方向滑动，进而带动升降机构330和抓取机构 340同步移动，以带动电池仓2在车辆主体1和待换电车辆间移动，进而实现待换电车辆的侧向换电。

如图2及图3所示，本实施例的升降机构330包括多个液压缸331，多个液压缸331垂直设于安装板323的底面，多个液压缸331的动力输出端分别与抓取机构340相连，通过液压缸331活塞杆的伸缩带动抓取机构340在竖直方向移动，以解除及建立电池仓2与车辆主体1的锁止连接关系。

在一些实施方式中，抓取机构340优选为电磁吸盘，电磁吸盘设于液压缸动力输出端的端部。电磁吸盘得电后产生磁力，电池仓2磁吸于电磁吸盘上以进行转运。当电池仓2移动至指定位置后，停止为电磁吸盘供电，磁力消失，以解除抓取机构340与电池仓2的连接关系。本实施例通过电磁吸盘对电池仓2进行磁吸式吊装，方便快捷，无需人工操作，可实现电池仓2的自动吊取及拆卸，进而提高了移动换电机构3的自动化程度。

在本公开实施例中，如图2及图4所示，第一直线移动单元311和第二直线移动单元321的结构相同，尺寸不同，均为滚珠丝杠结构，具体包括直线电机30、螺母20和螺柱10。

对于第一直线移动单元311而言，螺柱10的延伸方向与第一导轨312 的延伸方向相一致，螺柱10两端分别转动连接于车辆主体1上，其中一端通过联轴器与直线电机30相连，螺母20螺纹连接于螺柱10上，并与第一滑块313相连，电机工作能够驱动螺柱10旋转，带动螺母20沿螺柱10移动，进而实现移动换电机构3沿车辆主体1长度方向的滑动。

对于第二直线移动机构而言，螺柱10的延伸方向与车辆主体1的宽度方向相一致，螺柱10的两端分别转动连接于支架350上，螺母20与安装板 323相连，电机工作能够驱动螺柱10旋转，带动螺母20、安装板323、升降机构330及抓取机构340沿第二导轨322滑动，进而实现移动换电机构3沿车辆主体1宽度方向的移动。

进一步地，本实施例的的移动换电车还包括定位装置5，定位装置5用于对待换电车辆进行精准定位，以使待换电车辆与车辆主体1相平齐，在移动换电车停靠过程中，无需人工指挥，具有较高的控制精度。

在一些实施方式中，如图1及图7所示，定位装置5为红外定位装置5，具体包括红外线发射装置510和红外线接收装置520，红外线发射装置510 设于车辆主体1上，红外线接收装置520设于待换电车辆上，红外线接收装置520用于接收红外线发射装置510发射的红外线。当红外线接收装置520 接收到红外线发射装置510发射的红外线时，说明车辆主体1与待换电车辆相平齐，可对待换电车辆进行换电。

其中，红外线发射装置510发射的红外线为平行光，若红外线接收装置 520接收不到红外线，即说明停靠位置不满足换电要求，然后调整移动换电车的车辆主体1的位置，直至红外线接收装置520能够接收到红外线。红外线定位装置5具有较高的定位精度，使车辆主体1的停靠位置尽可能地与待换电车辆的位置相对应，以便于移动换电机构3对电池仓2的拆装及转运，进而降低了换电难度，提高了换电效率。

进一步，本实施例的移动换电车还包括操控平台6，操控平台6设于主驾驶室内，包括多个按钮，多个按钮分别与第一直线移动单元311、第二直线移动单元321、多个液压缸331、电磁吸盘和定位装置5通讯连接，通过按压按钮可控制上述设备的启停，以实现对待换电车辆的自动换电，提高移动换电车的自动化程度。

上述为本实施例移动换电小车的具体结构，可对待换电车辆进行侧向换电，不受场地限制，且占地空间较小，无需往复换电站进行换电，大大节约了换电时间，节省了换电成本，进而提升了电动宽体自卸车的运行效率，提高了矿料的运输效率及电车的使用效率，大大提升了客户经济效益。

以上所述，仅为本实用新型的较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种移动换电车，其特征在于，包括：

车辆主体(1)，所述车辆主体(1)上设置有多个存放位(110)，其中一个所述存放位(110)为空位，剩余所述存放位(110)用于存放电池仓(2)；

移动换电机构(3)，包括支架(350)、第一平移机构(310)和第二平移机构(320)，所述支架(350)通过所述第一平移机构(310)连接于所述车辆主体(1)上，所述第二平移机构(320)设于所述支架(350)的顶部；

所述第一平移机构(310)适于沿所述车辆主体(1)的长度方向滑动，所述第二平移机构(320)适于沿所述车辆主体(1)的宽度方向移动，用于将待换电车辆上的电池仓(2)移动并存放至所述车辆主体(1)的所述空位处，并将所述车辆主体(1)上的充好电的所述电池仓(2)更换至所述待换电车辆上。

2.根据权利要求1所述的移动换电车，其特征在于，所述移动换电机构(3)还包括升降机构(330)和抓取机构(340)；

所述升降机构(330)设于所述第二平移机构(320)上，适于竖直方向的移动；

所述抓取机构(340)设于所述升降机构(330)的底部，用于抓取所述电池仓(2)。

3.根据权利要求2所述的移动换电车，其特征在于，所述第一平移机构(310)包括第一导轨(312)、第一滑块(313)和第一直线移动单元(311)；

所述第一导轨(312)设于所述车辆主体(1)上，延伸方向与所述车辆主体(1)的长度方向相一致；

所述支架(350)通过所述第一滑块(313)滑动连接于所述第一导轨(312)上，并在所述第一直线移动单元(311)的带动下沿所述第一导轨(312)滑动。

4.根据权利要求3所述的移动换电车，其特征在于，所述第二平移机构(320)包括第二直线移动单元(321)、第二导轨(322)、第二滑块(323)和安装板(324)；

所述第二滑块(323)设于所述支架(350)上；

所述第二导轨(322)设于所述安装板(324)的上表面，延伸方向与所述车辆主体(1)的宽度方向相一致；

所述第二导轨(322)滑动连接于所述第二滑块(323)上，并在所述第二直线移动单元(321)的带动下沿所述车辆主体(1)的宽度方向滑动；

所述升降机构(330)设于所述安装板(324)的下表面。

5.根据权利要求4所述的移动换电车，其特征在于，所述升降机构(330)包括多个液压缸(331)，多个所述液压缸(331)垂直设于所述安装板(324)上，动力输出端与所述抓取机构(340)相连。

6.根据权利要求5所述的移动换电车，其特征在于，所述抓取机构(340)为电磁吸盘。

7.根据权利要求1所述的移动换电车，其特征在于，所述电池仓(2)通过锁定装置(4)与所述车辆主体(1)可插拔式锁止连接；

所述锁定装置(4)包括第一锁定件(410)、第二锁定件(420)和底架(430)；

所述底架(430)设于所述车辆主体(1)上，所述第一锁定件(410)设于所述底架(430)上，所述第二锁定件(420)设于所述电池仓(2)的底部，所述第一锁定件(410)能够与所述第二锁定件(420)锁定连接或解除锁定连接。

8.根据权利要求7所述的移动换电车，其特征在于，所述第一锁定件(410)包括动力装置(411)、圆锥筒(412)和滑动件(413)；所述第二锁定件(420)为环形结构(421)；

所述圆锥筒(412)垂直设于所述底架(430)上，外周设置有多个滚珠(414)；

所述滑动件(413)滑动连接于所述圆锥筒(412)内，底部与所述动力装置(411)相连，所述滑动件(413)的外周还设置有用于容纳多个所述滚珠(414)的第一凹槽(415)，所述环形结构(421)的外周对应设有用于容纳多个所述滚珠(414)的第二凹槽(422)。

9.根据权利要求1所述的移动换电车，其特征在于，还包括定位装置(5)，用于对所述待换电车辆和所述车辆主体(1)进行定位；

所述定位装置(5)包括红外线发射装置(510)和红外线接收装置(520)；

所述红外线发射装置(510)设于所述车辆主体(1)上，所述红外线接收装置(520)设于所述待换电车辆上，所述红外线接收装置(520)用于接收所述红外线发射装置(510)发射的红外信号。

Images