CN218619811U - 电动重卡电池包的吊装工具及其应用的顶吊式重卡换电站 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于换电站技术领域，公开了一种电动重卡电池包的吊装工具及其应用的顶吊式重卡换电站，并具体公开了一种电动重卡电池包的吊装工具，包括安装基板、固设在安装基板上的电动滚筒，电动滚筒上缠绕有钢丝绳，还包括与钢丝绳端部连接以悬挂在安装基板下方的夹具总成，以及用于保证夹具总成水平升降的连杆机构；还具体公开了一种顶吊式重卡换电站，包括驻车平台、充电平台、总控室以及换电机器人，所述换电机器人包括大车机构以及设置在大车机构上的小车机构，所述小车机构上装配有如上所述的电动重卡电池包的吊装工具。本实用新型能保证吊装工具中的夹具总成始终以水平状态上升或下降，可精准定位以实现对电池包的抓取、安装。

Description

电动重卡电池包的吊装工具及其应用的顶吊式重卡换电站

技术领域

本实用新型属于换电站技术领域，涉及顶吊式换电站,具体地说是一种电动重卡电池包的吊装工具及其应用的顶吊式重卡换电站。

背景技术

普通重卡一般采用柴油或者汽油驱动，在行驶时会造成大量的污染，随着能源短缺，国家对环境保护的重视，纯电动车辆愈加成为国家重点发展对象。随着电动车辆的发展，电动重卡也随着技术的推进而生，但是因纯电动车辆在充电过程中需要耗费大量时间，阻碍了纯电动车辆的推广，因此能够快速更换电池的重卡换电站也就随之出现。

现有的顶吊式重卡换电站通常包括驻车平台、充电平台、总控室以及换电机器人，其中，驻车平台用于临时停放待更换电池包的电动重卡；充电平台与驻车平台相邻设置，用于放置充电仓和备用电池包；换电机器人通过大车行走轨道架设在充电平台和驻车平台上方，包括设置在大车行走轨道上的大车机构、设置在大车机构上的小车机构以及设置在小车机构上用于吊装电池的吊装机构；总控室内设置有与充电仓和换电机器人电连接的控制终端，控制终端可以监测并控制充电仓的充电状态、换电机器人的动作及位置。

目前，顶吊式重卡换电站上应用的吊装机构，通常包括安装基板、设置在安装基板上且内部卷设有钢丝绳的电动滚筒以及通过钢丝绳悬挂在安装基板下方的夹具总成，其在使用过程中由于钢丝绳属于柔性材料，夹具总成在升降过程中不易保持水平，容易发生晃动，导致对电池包的定位不准，定位效率低，且夹具总成在将电池包吊起后也会发生晃动，容易碰撞现场人员或者损坏设备，在实际使用过程中存在安全风险。

发明内容

为解决现有技术中存在的以上不足，本实用新型旨在提供一种电动重卡电池包的吊装工具及其应用的顶吊式重卡换电站，以达到能够准确定位电池包并在抓取电池包过程中避免电池包晃动的目的。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：一种电动重卡电池包的吊装工具，包括安装基板、固设在安装基板上的电动滚筒，电动滚筒上缠绕有钢丝绳；还包括与钢丝绳端部连接以悬挂在安装基板下方的夹具总成，以及用于保证夹具总成水平升降的连杆机构；连杆机构包括转动连接在安装基板与夹具总成之间的第一折叠臂和第二折叠臂，第一折叠臂与第二折叠臂相对设置；第一折叠臂用于与安装基板、夹具总成连接的两端部上均固设有第一齿轮，第二折叠臂用于与安装基板、夹具总成连接的两端部上均固设有第二齿轮，第一齿轮和与之位置对应的第二齿轮相啮合。

作为本实用新型的限定，第一折叠臂和第二折叠臂均包括端部铰接相连的两个折叠板。

作为本实用新型的另一种限定，夹具总成包括连接座、设置在连接座下方的蜗轮蜗杆回转支承总成以及设置在蜗轮蜗杆回转支承总成下方的电池夹具；第一折叠臂、第二折叠臂均与连接座转动连接。

一种顶吊式重卡换电站，包括驻车平台、充电平台、总控室以及换电机器人，换电机器人包括大车机构以及设置在大车机构上的小车机构，小车机构上装配有上述任一项所述的电动重卡电池包的吊装工具。

作为本实用新型的限定，所述充电平台设置在驻车平台两侧。

作为本实用新型的进一步限定，所述驻车平台上对应驻车位置处设置有至少两条减速带，且所述驻车平台对应车辆的左右两侧设置有测距传感器，测距传感器与总控室内的控制终端电连接。

作为本实用新型的再进一步限定，所述充电平台以及驻车平台上方设置有多个监控器，所述总控室内设置有与监控器电连接的监控显示设备。

由于采用了上述的技术方案，本实用新型与现有技术相比，所取得的有益效果是：

（1）本实用新型的主要改进点在于在安装基板与夹具总成之间增设了连杆机构，进而有效解决了夹具总成采用钢丝绳悬挂而导致的升降过程中不易保证水平状态、定位不精准等问题，具体的，连杆机构中第一折叠臂、第二折叠臂的连接端部均设有齿轮，且第一折叠臂连接端部的齿轮与第二折叠臂连接端部的齿轮相互啮合构成齿轮副，使得第一折叠臂与第二折叠臂始终保持转动角度相同、折叠角度相同以及动作一致，进而能够对夹具总成进行导向，使其始终以水平状态上升或者下降，且夹具总成在升降过程中不易晃动；

（2）本实用新型的连杆机构给蜗轮蜗杆回转支承提供了稳定的固定点，可以保证蜗轮蜗杆回转支承总成旋转的精确性。

（3）本实用新型充电平台设置在驻车平台两侧，整体成直线型布局，节省空间并减少了换电机器人所需移动的距离，增加了更换电池包的效率；

（4）本实用新型在驻车平台上设置有减速带，能避免车辆在等待过程中滑动，并定位车辆的前后位置，且在驻车平台沿车辆的左右两侧上安装有测距传感器，可以根据测距传感器的数值判断车辆左右的位置；因此可以精准监测车辆的位置以实现精确夹取；

（5）本实用新型在换电站内设置有多个监控，工作人员可以在总控室内通过视频监控站内情况，保证站内有突发情况可以及时发现并处理。

综上所述，本实用新型布局合理，操作方便，定位准确，适用于换电站领域，用于作为换电站更换重卡的电池包并对换下的电池包进行充电。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作更进一步详细说明。

图1为本实用新型实施例1的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1的结构关系主视图

图3为本实用新型实施例1的结构关系剖视图；

图4为本实用新型实施例1的使用状态示意图；

图5为本实用新型实施例的电池结构示意图；

图6为本实用新型实施例2的工作状态示意图；

图7为本实用新型实施例2的结构示意图；

图8为本实用新型实施例2的大车结构俯视图；

图9为本实用新型实施例2的小车结构示意图；

图中：1、安装基板；2、电动滚筒；3、夹具总成；4、连杆机构；5、驻车平台；6、充电平台；7、总控室；8、换电机器人；9、车辆；10、支架；11、大车行走轨道；12、大车机构；13、小车机构；14、吊装横梁；301、连接座；302、蜗轮蜗杆回转支承总成；303、电池夹具；401、第一折叠臂；401a、第一上折叠板；401b、第一下折叠板；402、第二折叠臂；402a、第二上折叠板；402b、第二下折叠板；403、第一定位销；404、第二定位销；405、第一齿轮；406、第三定位销；407、第四定位销；408、第二齿轮501、减速带；601、充电仓；602、备用电池；1201、大车行走机构；1202、大车基座；1301、小车行走机构；1302、小车基座。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和理解本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1 一种电动重卡电池包的吊装工具

如图1至图4所示，本实施例包括安装基板1以及装配在安装基板1上的电动滚筒2，电动滚筒2上缠绕有钢丝绳，还包括与钢丝绳端部连接以悬挂在安装基板1下方的夹具总成3，以及用于保证夹具总成3水平升降的连杆机构4。

夹具总成3包括连接座301、装配在连接座301下方的蜗轮蜗杆回转支承总成302以及装配在蜗轮蜗杆回转支承总成302下方的电池夹具303，蜗轮蜗杆回转支承总成302能够控制电池夹具303水平转动以对准电池。

本实施例中，夹具总成所能够夹持的电池结构为：整体为长方体，顶部焊接有两根吊装横梁14，两吊装横梁14的间距满足卡爪可以进入并钩住吊装横梁14。

电池夹具303包括连接板、设置在连接板顶部四角处的驱动电机、与驱动电机驱动连接的减速机以及设置在连接板下方与减速机动力输出端固定连接的卡爪；

减速机的动力输出端穿过连接板与L形卡爪固定连接，当驱动电机驱动减速机转动时，卡爪随之发生转动，非夹持状态下，四角处的卡爪均朝向连接板的中心，在夹持时连接板四角处的卡爪同步向外转动以将L形卡爪钩住电池的吊装横梁14。

在本实施例中，驱动电机为伺服电机。

连杆机构4包括设置在安装基板1与夹具总成3之间的第一折叠臂401和第二折叠臂402，第一折叠臂401与第二折叠臂402相对设置；

第一折叠臂401包括端部铰接相连的第一上折叠板401a和第一下折叠板401b，第一上折叠板401a的自由端穿设有第一定位销403，第一定位销403穿过第一上折叠板401a的自由端后与安装基板1固定连接，第一下折叠板401b的自由端穿设有第二定位销404，第二定位销404穿过第一下折叠板401b后与夹具总成3固定连接，第一定位销403和第二定位销404上均套设有第一齿轮405，每个第一齿轮405和第一折叠臂401之间均通过螺栓固定连接。

第二折叠臂402包括端部铰接相连的第二上折叠板402a和第二下折叠板402b，第二上折叠板402a的自由端穿设有第三定位销406，第三定位销406穿过第二上折叠板402a后与安装基板1固定连接，第二下折叠板402b端部穿设有第四定位销407，第四定位销407穿过第二下折叠板402b后与夹具总成3固定连接，第三定位销406和第四定位销407上均套设有第二齿轮408，每个第二齿轮408和第二折叠臂402之间均通过螺栓固定连接；第一齿轮405和与之位置对应的第二齿轮408相啮合。

具体的，第一折叠臂401和第二折叠臂402的两端安装高度均分别对应，第一定位销403和第三定位销406之间的距离与第二定位销404和第四定位销407之间的距离相同。

需补充解释的是，在夹具总成3的升降过程中，由于第一折叠臂401以及第二折叠臂402端部的第一齿轮405和第二齿轮408相互啮合形成齿轮副，第一折叠臂401以及第二折叠臂402均与安装基板1转动连接形成转动副，当第一折叠臂401转动一个角度时，第二折叠臂402也会随之转动同样的角度，所以在电动滚筒2收放钢丝绳时第一折叠臂401和第二折叠臂402始终同步折叠和展开，这个过程中夹具总成3始终保持水平状态。

使用本实施例夹取电池包时，蜗轮蜗杆回转支承总成302带动电池夹具303水平转动以对准电池，电动滚筒2转动放出钢丝绳，第一折叠臂401和第二折叠臂402同步展开，夹具总成3保持水平状态下降，驱动电机驱动减速机机构转动，电池夹具303四角的卡爪向外转动钩置住电池包的吊装横梁，电动滚筒2转动收回钢丝绳，第一折叠臂401和第二折叠臂402同步收缩，夹具总成3保持水平状态上升；在使用本实施例放开电池包时，驱动电机驱动减速机机构反向转动，电池夹具303四角的卡爪向内转动松开电池包。

实施例2 一种顶吊式换电站

如图4至图8所示，本实施例应用有实施例1所述的电动重卡电池包的吊装工具，实施例1所述的安装基板1对应形成本实施例中的小车基座1302。

本实施例包括驻车平台5、充电平台6、总控室7以及换电机器人8，其中，驻车平台5用来停放待更换电池的车辆9，驻车平台5的入口处设置有车牌识别装置，驻车平台5上设置有两条减速带501，车辆9处于停放位置时其车轮刚好处于减速带501之间，以此可以确定车辆9的前后位置，驻车平台5上对应车辆9的左右两侧设置有测距传感器，其能够通过车辆9与测距传感器的距离确定车辆9的左右位置，并反馈至总控室7内的控制终端上。

需特殊说明的是，在本实施例中，车辆9为重型卡车，重型卡车的车身一般较长，在进入驻车平台5时，其车头以及放置电池的部分能够进入驻车平台5即可，其停放时车辆9前轮处于两条减速带501之间。

充电平台6设置在驻车平台5两侧，充电平台6上均匀布设有多个充电仓601，充电仓601内设有备用电池602，充电仓601与总控室7内的控制终端电连接，由控制终端监测充电仓601的使用情况以及备用电池602的电量情况，充电仓601由控制终端进行充电或停止充电的状态控制。

驻车平台5与充电平台6呈直线型布局，驻车平台5和充电平台6的上方通过支架10设置有大车行走轨道11，大车行走轨道11上设置有换电机器人8，换电机器人8与控制终端电连接，由控制终端进行动作控制；在支架10上还设置有多个监控摄像头，摄像头与总控室7内的监控显示设备电连接。

总控室7内设置有控制终端以及监控显示设备，控制终端接收到车牌识别装置发送的车牌信息作为开始换电信号，司机将车辆9开到停放位置后刹车等待换电，控制终端收到测距传感器测量的车辆9停靠的左右距离后，开始控制换电机器人8进行换电，工作人员可以根据监控实时发现站内是否有特殊情况发生并根据发生的情况及时处理。

需补充说明的是，不同品牌不同型号的车辆的电池包在车中的前后位置不相同，所以电池包与前轮的距离也不尽相同，控制终端内录入有不同品牌不同型号的车辆9的电池包在驻车平台上前后位置的信息和充电仓601上备用电池包602的位置信息，控制终端根据车牌识别系统反馈的车辆9的车牌，即可确定电池包在驻车平台前后方向的位置，再结合测距传感器反馈的车辆9在驻车平台5上左右距离，确定车辆9中的电池包在驻车平台5上的位置；车辆9的电池包是通过电池底座安装在车辆上的，电池底座用来固定锁紧电池包，电池底座上安装有底座控制器，底座控制器内设置有无线通讯模块，无线通讯模块与控制终端信号连接，底座控制器可以通过无线通讯模块接收控制终端的信号来控制电池底座解锁或锁紧电池包，底座控制器还通过can通讯与车辆9进行交互，将控制终端的信号反馈至车辆9上。

换电机器人8包括设置在大车行走轨道11上的大车机构12以及与设置在大车机构12上的小车机构13；

大车机构12包括大车行走机构1201、大车基座1202以及设置在大车基座1202上的小车行走轨道，大车行走轨道11上设置有齿条，大车行走机构1201包括设置在大车基座两端的多个导向轮、设置在大车基座两端的齿轮、与齿轮驱动连接的减速机以及与减速机驱动连接的驱动电机，大车机构12的齿轮与大车行走轨道11上的齿条啮合，通过驱动电机驱动进行移动；

小车机构13包括实施例1所述的电动重卡电池包的吊装工具以及设置在吊装工具上的小车行走机构1301，实施例1所述的安装基板1对应形成本实施例中的小车基座1302，小车基座1302上对应设置有电动滚筒2、夹具总成3以及连杆机构4，小车行走轨道上设置有齿条，小车机构13设置在小车行走轨道上，且可通过小车行走机构1301在小车行走轨道上进行移动，小车行走机构1301包括设置在小车基座1302侧面的多个导向轮、设置在小车基座1302底部的齿轮、与齿轮驱动连接的减速机以及驱动减速机的驱动电机，小车机构13的齿轮与小车行走轨道上的齿条啮合，通过驱动电机驱动进行移动。

在此处补充解释，大车机构12的行走方向与小车机构13的行走方向垂直，大车机构12和小车机构13的行走都是通过控制终端进行监测和控制的，本实施例中的驱动电机均为伺服电机。

使用本实施例时，当车辆9驶入驻车平台5时，车牌识别装置将识别到的车牌信息发送给控制终端，控制终端根据车牌信息以及测距传感器的信号判断车辆已抵达换电工位，控制终端控制车辆9上的断电指示灯通知司机进行断电，底座控制器控制电池底座解锁电池，大车机构12带动小车机构13移动到车辆上方，小车机构13移动至电池上方，蜗轮蜗杆回转支承总成302带动电池夹具303转动至车辆9电池的角度，电动滚筒2启动放出钢丝绳，夹具总成3落至电池中心上方，将电池夹起同时电动滚筒2收回钢丝绳至电池脱离车辆9，大车机构12向空仓移动，小车机构13移动至空仓上方，蜗轮蜗杆回转支承总成302带动电池夹具303转动至空仓的角度，电动滚筒2放出钢丝绳使电池下放到充电仓601上，夹具总成3松开电池，充电仓601对电池进行充电，电动滚筒2收回钢丝绳使夹具总成3上升，大车机构12向备用电池移动，小车机构13移动至备用电池602上方后，电动滚筒2放出钢丝绳，夹具总成3下降夹起备用电池602，电动滚筒2收回钢丝绳，大车机构12向车辆9移动，小车机构13移动至车辆9电池对应位置处，蜗轮蜗杆回转支承总成302带动电池夹具303转动至车辆9电池的角度，电动滚筒2放出钢丝绳，夹具总成3下降并将备用电池602放到车上对应位置，底座控制器控制电池底座将电池锁紧，控制终端控制车辆9换电完成指示灯提示司机换电完成，司机将车辆9上电并驶离换电站。

需要说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域技术人员来说，其依然可以对上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。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电动重卡电池包的吊装工具，其特征在于：包括安装基板、固设在安装基板上的电动滚筒，电动滚筒上缠绕有钢丝绳；还包括与钢丝绳端部连接以悬挂在安装基板下方的夹具总成，以及用于保证夹具总成水平升降的连杆机构；

连杆机构包括转动连接在安装基板与夹具总成之间的第一折叠臂和第二折叠臂，第一折叠臂与第二折叠臂相对设置；第一折叠臂用于与安装基板、夹具总成连接的两端部上均固设有第一齿轮，第二折叠臂用于与安装基板、夹具总成连接的两端部上均固设有第二齿轮，第一齿轮和与之位置对应的第二齿轮相啮合。

2.根据权利要求1所述的电动重卡电池包的吊装工具，其特征在于：第一折叠臂和第二折叠臂均包括端部铰接相连的两个折叠板。

3.根据权利要求1或2所述电动重卡电池包的吊装工具，其特征在于：夹具总成包括连接座、设置在连接座下方的蜗轮蜗杆回转支承总成以及设置在蜗轮蜗杆回转支承总成下方的电池夹具；第一折叠臂、第二折叠臂均与连接座转动连接。

4.一种顶吊式重卡换电站，包括驻车平台、充电平台、总控室以及换电机器人，换电机器人包括大车机构以及设置在大车机构上的小车机构，其特征在于：小车机构上装配有如权利要求1-3所述的电动重卡电池包的吊装工具。

5.根据权利要求4所述的一种顶吊式重卡换电站，其特征在于：所述充电平台设置在驻车平台两侧。

6.根据权利要求5所述的一种顶吊式重卡换电站，其特征在于：所述驻车平台上对应驻车位置处设置有至少两条减速带，且所述驻车平台对应车辆的左右两侧设置有测距传感器，测距传感器与总控室内的控制终端电连接。

7.根据权利要求6所述的一种顶吊式重卡换电站，其特征在于：所述充电平台以及驻车平台上方设置有多个监控器，所述总控室内设置有与监控器电连接的监控显示设备。

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