CN218400287U - 电动船舶换电用固定机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电动船舶换电用固定机构，安装在进出水道的上方，且位于水面上方；包括固定支架、伸缩驱动元件、桁架、缓冲件；所述固定支架安装固定在岸或码头上；所述固定支架上安装有若干个伸缩驱动元件；所述伸缩驱动元件的缸体之间相互平行；所述伸缩驱动元件的缸体垂直于进出水道；所述伸缩驱动元件的输出杆的端部连接有桁架，所述桁架上设有缓冲件；所述缓冲件为长条状设置的橡胶缓冲件。本实用新型的电动船舶换电用固定机构应用在船舶用换电站内，结构简单，安装方便可靠，通过若干个可独立运行的伸缩驱动元件，压紧船舷；且通过可延展、变化角度的缓冲件来贴合船舷，从而实现可靠的固定；且固定、解除固定速度快、效率高。

Description

电动船舶换电用固定机构

技术领域

本实用新型涉及一种用在对船舶进行换电的换电站内，对船舶停靠进行换电时所用到的固定机构，属于机械设备领域。

背景技术

在湖区、河道、近海等区域，经常使用到船舶；特别是在临水的旅游风景区，经常会用到快艇等船舶作为旅游观光项目，或巡逻救援设施；目前常规的船舶，大都采用燃油发动机，对环境很不友好，特别是在旅游景区，燃油发动机不仅会产生巨大的轰鸣声，还会产生大量的烟尘，刺鼻的气味，影响景区环境，同时也影响游客的观光体验。

故目前大量船舶，特别是景区的观光类快艇等船舶，改成了电动船，采用大功率电机驱动螺旋桨工作，通过功率型蓄电池进行供电。但蓄电池的容量总是有限的，而景区在游客高峰期，船舶的使用需求量又很高。

现有如中国专利公开号为CN110435467A的船舶停泊充电对接定位方法，需要船舶停泊后，进行长时间充电，显然无法满足船舶的高频率使用需求。故结合实际需求，产生了对船舶进行换电的方案。

中国专利公开号为CN112224086A的一种自动换电系统、智能码头及换电方法，提出了一种换电方法，但对于具体的换电机构并没有进行详细的介绍、公开；中国专利公开号为CN113859036A的一种智慧能源换电系统和换电方法，也并没有公开具体的换电机构。中国专利公开号为CN112009302A的自动化码头换电系统和方法，利用AGV搬运电池(集能箱50)，然后利用岸基吊车吊运，其采用的电池是集装箱规格的大电池，仅适合大型船舶使用，整个系统虽然对小型船舶的换电作业有一定的借鉴意义，但也无法直接移用到小型船舶的换电作用中。中国专利公开号为CN112026580A的一种船载集装箱式电池更换系统，也同样是对集装箱规格的大电池进行换电作业。

故针对观光艇等小型电动船舶，需要设计专门的换电站，来满足相应的换电需求，实现可靠的换电作业。目前换电站的换电机构较多，可进行适当调整，应用到船舶换电领域；但船舶相对于陆地车辆，会在航道内随水流浮动，故为实现可靠的换电过程，需要对船舶进行可靠的固定，从而提高换电过程的可靠性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电动船舶换电用固定机构，对换电过程中的船舶进行可靠的固定，从而便于实施换电作业。

为达到上述实用新型目的，本实用新型的提供了一种电动船舶换电用固定机构，安装在进出水道的上方，且位于水面上方；

包括固定支架、伸缩驱动元件、桁架、缓冲件；

所述固定支架安装固定在岸或码头上；

所述固定支架上安装有若干个伸缩驱动元件；

所述伸缩驱动元件的缸体之间相互平行；所述伸缩驱动元件的缸体垂直于进出水道；

所述伸缩驱动元件的输出杆的端部连接有桁架，所述桁架上设有缓冲件；

所述缓冲件为长条状设置的橡胶缓冲件。

作为本实用新型的进一步改进，电动船舶换电用固定机构同时安装在进出水道的两侧；

两侧的缓冲件同时从两侧对待换电的船舶进行夹紧固定。

作为本实用新型的进一步改进，所述缓冲件为长条状的缓冲气囊。

作为本实用新型的进一步改进，所述桁架为分体结构，每个所述伸缩驱动元件的输出杆的端部均设有1个相对独立的桁架；

相邻2个桁架之间通过铰接件连接在一起；

若干个桁架的顶部连接有同一个所述缓冲件。

进一步的，所述铰接件由第一连杆、及第二连杆所构成；

第一连杆通过第一铰接轴安装在1个独立的桁架上；

第二连杆通过第二铰接轴安装在相邻的另1个独立的桁架上；

第一连杆与第二连杆之间通过第三铰接轴相连接。

进一步的，相邻2个独立的桁架之间设置所述铰接件设有2组以上；

2组以上的铰接件中所采用的第一连杆的长度一致，且相互平行；

2组以上的铰接件中所采用的第二连杆的长度一致，且相互平行。

作为本实用新型的进一步改进，在所述固定支架的前端，或所述伸缩驱动元件的缸体前端，设有行程开关。

进一步的，每个伸缩驱动元件所在部位均设有1个所述行程开关。

本实用新型的电动船舶换电用固定机构应用在船舶用换电站内，通过驱动两侧的缓冲件向内伸出，推动船舷调整船舶的姿态、位置，最终将船舶的电池部位所在的船舷夹紧固定住，方便进行后续换电作业。

本实用新型的电动船舶换电用固定机构，结构简单，安装方便可靠，通过若干个可独立运行的伸缩驱动元件，压紧船舷；且通过可延展、变化角度的缓冲件来贴合船舷，从而实现可靠的固定。

本实用新型的电动船舶换电用固定机构，通过伸缩驱动元件来实现对船舶的固定，固定、解除固定的速度快、效率高，不需要系缆那样繁琐的操作，实现即停即固定，即解除即走，可满足船舶换电站的高效运行需求。

附图说明

图1为本实用新型的船舶用换电站的实施方式一的俯视图；

图2为图1中的换电机构的整体结构示意图；

图3为本实用新型的船舶用换电站的实施方式二的俯视图；

图4为本实用新型的船舶用换电站的实施方式三的俯视图；

图5为图3、图4中的换电机构的整体结构示意图；

图6为本实用新型的船舶用换电站的前视图；

图7为本实用新型的电动船舶换电用固定机构的整体结构示意图；

图8为本实用新型的电动船舶换电用固定机构的整体俯视图；

图9为本实用新型的桁架的连接结构示意图；

图10为船舶用电池组的整体结构示意图；

图11为船舶用电池组的内部结构示意图；

图12为智能换电机器人的整体结构示意图；

图13为智能换电机器人的整体结构正视图；

图14为图13的局部放大示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。

本实用新型的船舶用换电站，大致可以有3种实施方式，分别如图1、图3、图4所示；图1、图3为岸基固定安装换电机构2，图4为在水中搭建浮趸式码头C，然后将换电机构2安装在浮趸式码头C上。

在岸A边上为水域，水域内设有船舶1的进出水道B；进出水道B可以直接有两侧的岸A围拢形成(如图1、图3所示)，也可以贴着一侧的岸A形成(如图4所示)。

还设有充电机构，包括充电底座31，及充电机组32；充电底座31位于所述换电机构2内，其上摆放有电池组11，用于与船舶1上的电池组进行更换；而充电机组32位于换电机构1外侧，但紧靠充电底座31，从而缩短线缆距离。

如图1所示的船舶用换电站的实施方式一，与如图3所示的船舶用换电站的实施方式二，区域在于换电机构2的移动方式有所区别；换电机构2整体采用行车结构，为十字正交坐标移动机构，具有3个移动自由度。

如图1所示的换电机构2为地轨行车，在地面上设有2根地轨21，且地轨21分设在进出水道B的两侧，故地轨21沿进出水道B的长度方向设置；在地轨21上设有地轨行车，如图2所示，底部具有地轨大车22，地轨大车22架设在地轨21上；两侧的地轨大车22上设有立柱，并在顶部通过横梁23连接在一起；横梁23上设有第一横轨24，所述第一横轨24跨设在充电底座31、及进出水道B的上方，第一横轨24垂直于地轨21；第一横轨24上设有智能换电机器人4。本实施例中，所述智能换电机器人4内设有平移机构，仅能沿第一横轨24，垂直于船舶1的长度方向进行平移。

如图2所示的换电机构2为梁架行车，在地面上设有若干立柱，立柱上设有2根第二横轨25，所述第二横轨25跨设在充电底座31、及进出水道B的上方，且优选的所述第二横轨25垂直于进出水道B的长度方向设置；所述第二横轨25上设有梁架大车27；两侧的梁架大车27通过纵梁28连接在一起，纵梁28上设有纵轨29，纵轨29垂直于第二横轨25；纵轨29上设有智能换电机器人4。本实施例中，所述智能换电机器人4内设有平移机构，仅能沿纵轨29，平行于船舶1的长度方向进行平移。

由于是小型船舶，为实现快捷的换电作业，船舶1驶入进出水道B内后，并不进行系缆固定。但为了实现换电过程中的可靠换电作业，

本实用新型做出了如下改进，即在进出水道B的附近设有电动船舶换电用固定机构5，如图6所示为安装位置示意图；所述固定机构5优选的安装在进出水道B上方的两侧，从两侧同时对待换电的船舶1进行固定；当然，仅安装在一侧也可以，就是需要将船舶1推向另一侧的固定岸基。通过固定机构5，实现对船舶1的快速、可靠固定，从而满足换电作业时的相对稳定需求，避免船体晃动，与换电设备发生磕碰，影响设备的安全运行。

所述固定机构5优选的安装在换电机构2的区域下方，即对船舶1上的电池组11安装位置处进行固定，从而避免该部位随水流进行晃动，影响换电作业。且所述固定机构5优选的安装在水面上方，对船舶1的水下上方两侧船舷进行固定，避免浸水打滑失效，以及避免设备浸泡在水中腐蚀生锈或损坏。

如图7、图8所示，为固定机构5的整体结构示意图，包括固定支架51、伸缩驱动元件52、桁架54、缓冲件55；所述固定支架51安装固定在岸A或浮趸式码头C上，所述固定支架51上安装有若干个伸缩驱动元件52，所述伸缩驱动元件52可以为气缸或液压缸；所述伸缩驱动元件52的缸体之间相互平行，缸体轴线垂直于进出水道B，且所述伸缩驱动元件52向进出水道B方向设置；所述伸缩驱动元件52的输出杆53的端部连接有桁架54，所述桁架54上设有缓冲件55；所述缓冲件55为橡胶缓冲件，优选的为缓冲气囊。

进一步如图8、图9所述，所述桁架54为分体结构，每个所述伸缩驱动元件52的输出杆53的端部均设有1个相对独立的桁架54；相邻2个桁架54之间通过铰接件56连接在一起；若干个桁架54的顶部连接有同一个所述缓冲件55。

所述铰接件56，具体如图9所示，由第一连杆561、及第二连杆562所构成；第一连杆561通过第一铰接轴563安装在1个独立的桁架54上；第二连杆562通过第二铰接轴564安装在相邻的另1个独立的桁架54上；第一连杆561与第二连杆562之间通过第三铰接轴565相连接；相邻2个独立的桁架54之间，通过这样的简单连杆机构(铰接件56)即连接在一起，又能保持相互之间的相对独立动作。

进一步优选的，相邻2个独立的桁架54之间设置的简单连杆机构(铰接件56)，设有1组或2组以上，图9中展示的是2组；2组铰接件56的第一连杆561、及第二连杆562的长度一致，且相互平行(即2组第一连杆561之间相互平行，2组第二连杆562之间相互平行)。从而通过2组以上的铰接件56，即提高了连接的可靠性(一旦其中1组断裂，还有另1组进行连接，保证正常运行)，又保证了活动的灵活性，相邻2个桁架54可在铰接件56的限位下，进行相对移动。

当船舶1进入到进出水道B内，并驶入到换电机构2内的换电工位时，两侧的全部所述伸缩驱动元件52同时工作，将两侧的缓冲件55靠向船舶1，先将船舶1的船头或船尾推动，使船舶1的姿态尽可能保持正直，即保证其上安装的电池组11处于正直状态，方便吊装；然后2侧的缓冲件55继续向内夹紧，将船舶1固定住，避免船舶1的换电部位继续随水流运动。由于船舶1的两侧船舷不是直线，为保证所述缓冲件55能尽可能贴在船舷上，故铰接件56即起到调节作用，因为所述伸缩驱动元件52为压力输出元件，当其所在部位的缓冲件55未完全压实在船舶1的船舷上时，会继续推动相应的桁架54继续向前，直至抵在船舷上产生压力反馈。

进一步的，在所述固定支架51的前端，或所述伸缩驱动元件52的缸体前端，设有行程开关57；且优选的，每个伸缩驱动元件52所在部位均设有1个所述行程开关57。当换电完毕后，两侧的全部所述伸缩驱动元件52同时回缩工作，将两侧的缓冲件55离开船舶1进行收回，当收回到输出杆53完全缩回状态时，所述桁架54或安装件即会触发所述行程开关57；当全部行程开关57被触发，即证明两侧的缓冲件55已完全收回，可以通知船舶1，进行驶离进出水道B。

本实用新型，进一步对船舶换电站的换电机构进行公开。

如图10、图11所示，为船舶1用电池组11的结构示意图；外部设有矩形的框架111，所述框架111即能作为内部电池芯113的安装支架，又能作为外部防撞框架，还能作为本实用新型中的吊装框架；在框架111内侧设有封板112，对内部的电池芯113进行包裹防护，起到防尘、防水、防腐蚀的作用。

智能换电机器人4的底部即设有夹具，对所述电池组11进行固定，然后实现吊装、搬运。智能换电机器人4的整体结构如图12、图13所示，包括小车41，优选的所述小车41设有2台，位于第一横轨24上，或位于纵轨29上。

两侧的小车41所构成的平台上，首先设有齿圈42，所述齿圈42通过轴承旋转安装在小车平台上，在小车平台上还安装有齿圈驱动电机43，所述齿圈驱动电机43的输出轴上设有小齿轮，小齿轮与所述齿圈42相啮合；所述齿圈驱动电机43旋转，及带动小齿轮旋转，进而驱动所述齿圈42在小车平台内旋转。

在齿圈42上设有钢丝绳卷筒44；所述钢丝绳卷筒44输出钢丝绳与夹具平台45相连接；所述钢丝绳卷筒44动作，即可驱动钢丝绳伸缩，从而带动所述夹具平台45进行升降。

进一步的，在齿圈42与夹具平台45之间设有伸缩臂46；所述伸缩臂46为若干层套装的伸缩机构；当所述夹具平台45受钢丝绳驱动进行升降时，所述伸缩臂46随着进行伸缩运动。但伸缩臂46可用来消除夹具平台45仅受钢丝绳吊装时的水平方向摆动或扭转；进而所述齿圈42旋转的同时，即带动所述钢丝绳卷筒44旋转，同时还通过所述伸缩臂46带动所述夹具平台45进行旋转。

进一步，如图14所示，所述伸缩臂46的底部通过若干弹簧47与所述夹具平台45相连；这样所述夹具平台45与所述伸缩臂46之间为活动连接，所述夹具平台45即可受所述伸缩臂46进行大角度范围的旋转，同时在与框架111对接时，进行小角度的自适应调整。

所述夹具平台45的下方设有若干个吊爪48；优选的矩形的每边均设有1个以上的所述吊爪48。

以上已对本实用新型创造的较佳实施例进行了具体说明，但本实用新型创造并不仅限于所述的实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型创造精神的前提下还可以作出种种的等同的变型或替换，这些等同变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.电动船舶换电用固定机构，其特征在于，安装在进出水道的上方，且位于水面上方；

包括固定支架、伸缩驱动元件、桁架、缓冲件；

所述固定支架安装固定在岸或码头上；

所述固定支架上安装有若干个伸缩驱动元件；

所述伸缩驱动元件的缸体之间相互平行；所述伸缩驱动元件的缸体垂直于进出水道；

所述伸缩驱动元件的输出杆的端部连接有桁架，所述桁架上设有缓冲件；

所述缓冲件为长条状设置的橡胶缓冲件。

2.如权利要求1所述的电动船舶换电用固定机构，其特征在于，电动船舶换电用固定机构同时安装在进出水道的两侧；

两侧的缓冲件同时从两侧对待换电的船舶进行夹紧固定。

3.如权利要求1所述的电动船舶换电用固定机构，其特征在于，所述缓冲件为长条状的缓冲气囊。

4.如权利要求1所述的电动船舶换电用固定机构，其特征在于，所述桁架为分体结构，每个所述伸缩驱动元件的输出杆的端部均设有1个相对独立的桁架；

相邻2个桁架之间通过铰接件连接在一起；

若干个桁架的顶部连接有同一个所述缓冲件。

5.如权利要求4所述的电动船舶换电用固定机构，其特征在于，所述铰接件由第一连杆、及第二连杆所构成；

第一连杆通过第一铰接轴安装在1个独立的桁架上；

第二连杆通过第二铰接轴安装在相邻的另1个独立的桁架上；

第一连杆与第二连杆之间通过第三铰接轴相连接。

6.如权利要求5所述的电动船舶换电用固定机构，其特征在于，相邻2个独立的桁架之间设置所述铰接件设有2组以上；

2组以上的铰接件中所采用的第一连杆的长度一致，且相互平行；

2组以上的铰接件中所采用的第二连杆的长度一致，且相互平行。

7.如权利要求1所述的电动船舶换电用固定机构，其特征在于，在所述固定支架的前端，或所述伸缩驱动元件的缸体前端，设有行程开关。

8.如权利要求7所述的电动船舶换电用固定机构，其特征在于，每个伸缩驱动元件所在部位均设有1个所述行程开关。

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