CN217730261U - 模块式重卡换电站 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了模块式重卡换电站，设置对称的电池仓，电池仓内设置桁架框架，桁架框架通过导轨梁连接，桁架框架顶部设置能够在导轨梁上移动的桁架机器人，桁架框架底部设置电池充电座，电池充电座上连接有电池包，并通过电缆连接充电箱。本实用新型两个桁架机器人能够利用一个抓取电动重卡上空电池包送入充电位，另一个抓取充满电的电池包放到电动重卡上，从而实现快速更换。

Description

模块式重卡换电站

技术领域

本实用新型属于换电技术领域，具体涉及模块式重卡换电站。

背景技术

电动重卡耗电量大，行驶里程长，电池的续航为制约电动重卡发展的重要因素。

通过设置换电站，对电动重卡更换电池包，实现电池包的快速切换，能够有效减少充电等待；现有换电站是结构简单，对电池包的吊装操作繁琐，电池包运送更换方式单一，换电时间长，效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够实现两侧交替更换电池包，有效提高换电效率，缩短换电时长的模块式重卡换电站。

为实现上述目的，本实用新型模块式重卡换电站，包括对称设置的电池仓，两个所述电池仓内分别设有桁架框架，两个所述桁架框架顶部之间通过导轨梁连接，所述导轨梁下方设有换电通道，所述桁架框架顶部连接有桁架机器人，所述桁架机器人包括沿导轨梁移动的X轴行走机构、Y轴行走机构、Z轴升降吊装机构，所述桁架框架上安装有充电箱和电池充电座，所述充电箱通过电缆与电池充电座连接，所述电池充电座上连接有电池包。

作为本实用新型进一步的方案：所述Z轴升降吊装机构包括设于Y轴行走机构上的双出绳卷扬机、定滑轮组以及设于X轴行走机构下方的吊架，所述吊架上连接有动滑轮组，所述双出绳卷扬机的钢丝绳绕过定滑轮组连接于动滑轮组上，所述吊架上设有与Y轴行走机构连接的升降导轴。

作为本实用新型进一步的方案：所述吊架底部设有多组初级定位器和定位销，所述吊架上表面设有滑轨和电动推杆，所述电动推杆的动力输出端连接有驱动杆，所述驱动杆底部设有与滑轨滑动配合的导向滑块，所述驱动杆两端转动连接有连杆，所述连杆的另一端连接有旋转吊爪，所述旋转吊爪顶部与吊架转动连接，底部设于吊架下方。

作为本实用新型进一步的方案：所述X轴行走机构包括双梁桁架和X轴导轨，所述X轴导轨设于导轨梁上，所述双梁桁架的两端设有与X轴导轨相匹配的X轴从动轮组和X轴主动轮组，所述双梁桁架上设有连接驱动X轴主动轮组的X轴电机。

作为本实用新型进一步的方案：所述Y轴行走机构包括Y轴框架和Y轴导轨，所述Y轴导轨设于双梁桁架上，所述Y轴框架两端设有与Y轴导轨相匹配的Y轴从动轮组和Y轴主动轮组，所述Y轴框架上设有连接驱动Y轴主动轮组的Y轴电机。

作为本实用新型进一步的方案：所述桁架框架为集装箱式框架结构，分两层布置，所述电池包采用上、下两层布置，下层电池包的布置预留有出口空间。

作为本实用新型进一步的方案：所述电池充电座上设有多组初步定位导向机构、精确定位导向机构和充电接口，所述初步定位导向机构内侧连接有电池固定机构。

作为本实用新型进一步的方案：两个所述电池仓顶部之间连接有遮罩换电通道的雨棚。

作为本实用新型进一步的方案：所述换电通道在运行方向采用安装在Y轴行走机构上的视觉定位，两侧采用激光测距定位。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

一套桁架机器人即可满足正常的换电需求，对称设置的桁架框架利用导轨梁连接，安装两个桁架机器人能够利用一个抓取电动重卡上空电池包送入充电位，另一个抓取充满电的电池包放到电动重卡上，实现快速更换，提高效率；

电池包采用上、下两层布置，下层电池包的布置预留有出口空间，上层电池包能够有效缩短吊取时间，提高换电效率；

Z轴升降吊装机构，利用双出绳卷扬机、定滑轮组和动滑轮组带动吊架升降，吊架利用升降导柱限位，减小晃动，从而提高吊装抓取或放置电池包的准确性；

吊架上设有电动推杆，通过驱动杆、连杆带动旋转吊爪转动，能够实现对电池包的更稳定夹持和释放效果。

附图说明

图1是模块式重卡换电站的结构示意图。

图2是模块式重卡换电站的内部结构示意图。

图3是模块式重卡换电站的桁架机器人结构示意图。

图4是模块式重卡换电站的Z轴升降吊装机构结构示意图一。

图5是模块式重卡换电站的Z轴升降吊装机构结构示意图二。

图6是模块式重卡换电站的电池充电座结构示意图。

图中：1、电池仓，2、雨棚，3、换电通道，4、桁架框架，5、桁架机器人，6、导轨梁，7、电池包，8、充电箱，9、电池充电座，10、X轴导轨，11、X轴从动轮组，12、Y轴从动轮组，13、Y轴框架，14、Y轴主动轮组，15、Y轴电机，16、双梁桁架，17、Y轴导轨，18、X轴主动轮组，19、X轴电机，20、定滑轮组，21、双出绳卷扬机，22、动滑轮组，23、升降导轴，24、吊架，25、滑轨，26、电动推杆，27、驱动杆，28、连杆，29、导向滑块，30、旋转吊爪，31、定位器，32、定位销，33、初步定位导向机构，34、电池固定机构，35、精确定位导向机构，36、充电接口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1、图2，模块式重卡换电站，包括对称设置的电池仓1，两个电池仓1内分别设有桁架框架4，两个桁架框架4顶部之间通过导轨梁6连接，导轨梁6下方设有换电通道3，桁架框架4顶部连接有桁架机器人5，桁架机器人5包括沿导轨梁6移动的X轴行走机构、Y轴行走机构、Z轴升降吊装机构，桁架框架4上安装有充电箱8和电池充电座9，充电箱8通过电缆与电池充电座9连接，电池充电座9上连接有电池包7，桁架机器人5利用X轴行走机构、Y轴行走机构进行定位移动，利用Z轴升降吊装机构对电池包7进行抓取或放置，能够在短时间内完成对电动重卡的电池包7更换。

如图3所示，为了保证电池包7在转运更换的过程中更加平稳，优选的，Z轴升降吊装机构包括设于Y轴行走机构上的双出绳卷扬机21、定滑轮组20以及设于X轴行走机构下方的吊架24，吊架24上连接有动滑轮组22，双出绳卷扬机21的钢丝绳绕过定滑轮组20连接于动滑轮组22上，吊架24上设有与Y轴行走机构连接的升降导轴23，利用升降导轴23提供导向作用，利用双出绳卷扬机21、定滑轮组20和动滑轮组22提供动力，带动掉价平稳升降。

如图4、图5所示，为了能够快速、准确的对电池包7进行抓取，吊架24底部设有多组初级定位器31和定位销32，利用初级定位器31确定粗略位置，利用定位销32进行准确定位，吊架24上表面设有滑轨25和电动推杆26，电动推杆26的动力输出端连接有驱动杆27，驱动杆27底部设有与滑轨25滑动配合的导向滑块29，驱动杆27两端转动连接有连杆28，连杆28的另一端连接有旋转吊爪30，旋转吊爪30顶部与吊架24转动连接，底部设于吊架24下方，电动推杆26能够对驱动杆27提供动力作用，驱动杆27通过导向滑块29在滑轨25上移动，能够带动连杆28电动旋转吊爪30转动，当需要对电池包7抓取时就能够将旋转吊爪30转出，稳定抓取电池包7，当需要对抓取的电池包7释放时，只要控制旋转吊爪30转入，解除对电池包7的钩挂即可。

如图3所示，为了使桁架机器人5能够准确移动，X轴行走机构包括双梁桁架16和X轴导轨10，X轴导轨10设于导轨梁6上，双梁桁架16的两端设有与X轴导轨10相匹配的X轴从动轮组11和X轴主动轮组18，双梁桁架16上设有连接驱动X轴主动轮组18的X轴电机19，通过X轴电机19驱动X轴主动轮组18转动，带动X轴从动轮组11同时沿X轴导轨10移动。

Y轴行走机构包括Y轴框架13和Y轴导轨17，Y轴导轨17设于双梁桁架16上，Y轴框架13两端设有与Y轴导轨17相匹配的Y轴从动轮组12和Y轴主动轮组14，Y轴框架13上设有连接驱动Y轴主动轮组14的Y轴电机15，通过Y轴电机15驱动Y轴主动轮组14转动，带动Y轴从动轮组12同时沿Y轴导轨17移动，利用X轴行走机构和Y轴行走机构的配合，将Z轴升降吊装机构送至合适位置，在此过程中，为了进一步提高移动准确性，X轴行走机构、Y轴行走机构以及Z轴升降吊装机构可以采用激光测距技术辅助定位。

如图2所示，为了方便电池包7的更换，桁架框架4为集装箱式框架结构，分两层布置，电池包7采用上、下两层布置，下层电池包7的布置预留有出口空间，上层电池包7能够有效缩短吊取时间，提高换电效率。

如图6所示，为了能够准确稳定的对电池包7进行充电，优选的，电池充电座9上设有多组初步定位导向机构33、精确定位导向机构35和充电接口36，初步定位导向机构33内侧连接有电池固定机构34，初步定位导向机构33采用六组斜面方式，斜面插入电池包7底部限位梁后继续深入越过斜面时粗定位完成，精确定位导向机构35采用大倒角定位销32进行准确定位，电池固定机构34采用气缸，利用气缸的伸缩调节对电池包7想成加持固定，从而使电池包7能够稳定的通过充电接口36充电。

如图1所示，为了使电动重卡在雨天依然能够方便快捷的进行更换电池包7，两个电池仓1顶部之间连接有遮罩换电通道3的雨棚2，既能对导轨梁6提供保护作用，又能避免电池包7在更换过程中受到雨淋造成意外损坏。

如图1、图2所示，为了方便电池包7更换的进行，换电通道3在运行方向采用安装在Y轴行走机构上的视觉定位，两侧采用激光测距定位，对电动重卡定位停放，能够极大的提高电池包7的更换效率。

本实用新型的工作过程：如图1、图2所示，两侧电池仓1各有4个充电工位，保持7块电池在充电，预留一个工位，供换电使用；电动重卡驶入换电通道3并录入信息，一侧有空位置电池仓1的桁架机器人5运行至电动重卡的电池包7上方；Z轴升降吊装机构将电动重卡上的待更换电池包7吊起，放置到空闲的电池充电座9上进行充电；另一侧的桁架模块同时将充满电的电池包7抓取，放置到电动重卡的电池包7安装位上。桁架机器人5返回电池仓1内，完成换电作业，司机锁紧电池包7驶离。下一次作业时，两侧电池仓1内的桁架机器人5功能互换，两个桁架机器人5交替利用空闲的电池充电位，提高换电效率。

Claims (9)

1.模块式重卡换电站，包括对称设置的电池仓(1)，两个所述电池仓(1)内分别设有桁架框架(4)，其特征在于，两个所述桁架框架(4)顶部之间通过导轨梁(6)连接，所述导轨梁(6)下方设有换电通道(3)，所述桁架框架(4)顶部连接有桁架机器人(5)，所述桁架机器人(5)包括沿导轨梁(6)移动的X轴行走机构、Y轴行走机构、Z轴升降吊装机构，所述桁架框架(4)上安装有充电箱(8)和电池充电座(9)，所述充电箱(8)通过电缆与电池充电座(9)连接，所述电池充电座(9)上连接有电池包(7)。

2.根据权利要求1所述的模块式重卡换电站，其特征在于，所述Z轴升降吊装机构包括设于Y轴行走机构上的双出绳卷扬机(21)、定滑轮组(20)以及设于X轴行走机构下方的吊架(24)，所述吊架(24)上连接有动滑轮组(22)，所述双出绳卷扬机(21)的钢丝绳绕过定滑轮组(20)连接于动滑轮组(22)上，所述吊架(24)上设有与Y轴行走机构连接的升降导轴(23)。

3.根据权利要求2所述的模块式重卡换电站，其特征在于，所述吊架(24)底部设有多组初级定位器(31)和定位销(32)，所述吊架(24)上表面设有滑轨(25)和电动推杆(26)，所述电动推杆(26)的动力输出端连接有驱动杆(27)，所述驱动杆(27)底部设有与滑轨(25)滑动配合的导向滑块(29)，所述驱动杆(27)两端转动连接有连杆(28)，所述连杆(28)的另一端连接有旋转吊爪(30)，所述旋转吊爪(30)顶部与吊架(24)转动连接，底部设于吊架(24)下方。

4.根据权利要求1-3任一项所述的模块式重卡换电站，其特征在于，所述X轴行走机构包括双梁桁架(16)和X轴导轨(10)，所述X轴导轨(10)设于导轨梁(6)上，所述双梁桁架(16)的两端设有与X轴导轨(10)相匹配的X轴从动轮组(11)和X轴主动轮组(18)，所述双梁桁架(16)上设有连接驱动X轴主动轮组(18)的X轴电机(19)。

5.根据权利要求4所述的模块式重卡换电站，其特征在于，所述Y轴行走机构包括Y轴框架(13)和Y轴导轨(17)，所述Y轴导轨(17)设于双梁桁架(16)上，所述Y轴框架(13)两端设有与Y轴导轨(17)相匹配的Y轴从动轮组(12)和Y轴主动轮组(14)，所述Y轴框架(13)上设有连接驱动Y轴主动轮组(14)的Y轴电机(15)。

6.根据权利要求1-3任一项所述的模块式重卡换电站，其特征在于，所述桁架框架(4)为集装箱式框架结构，分两层布置，所述电池包(7)采用上、下两层布置，下层电池包(7)的布置预留有出口空间。

7.根据权利要求1-3任一项所述的模块式重卡换电站，其特征在于，所述电池充电座(9)上设有多组初步定位导向机构(33)、精确定位导向机构(35)和充电接口(36)，所述初步定位导向机构(33)内侧连接有电池固定机构(34)。

8.根据权利要求1-3任一项所述的模块式重卡换电站，其特征在于，两个所述电池仓(1)顶部之间连接有遮罩换电通道(3)的雨棚(2)。

9.根据权利要求1-3任一项所述的模块式重卡换电站，其特征在于，所述换电通道(3)在运行方向采用安装在Y轴行走机构上的视觉定位，两侧采用激光测距定位。

Images