CN219056219U - 一种新能源汽车换电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新能源汽车换电装置，该装置包括：车主终端发出的电磁波通信信号作为开关量通过NPN输入进控制模块，控制模块采集收到的信号进而激活动能产生模块，测位移动模块的数据通过CAN通讯进行整合后传给控制模块，控制模块综合分析后回传给测位移动模块，完成反馈调节。平衡缸通过横轴与变速单元连接，变速单元下端连接控制箱，控制箱内置控制模块，控制箱下方设置有移动平台，移动平台的下方两端安装有机械手臂，移动平台两侧设置有滑槽，机械手臂沿滑槽滑动，马达与机械手臂连接，用于控制机械手臂的动作。该种换电装置具有结构简单、成本较低、可靠性强等优点。此外还具有机械装置机器学习、动态监控的优势，减少了人工监控的繁琐。

Description

一种新能源汽车换电装置

技术领域

本实用新型涉及换电装置，具体涉及一种新能源汽车换电装置。

背景技术

近年来，新能源汽车及其系列产品与技术如雨后春笋般涌现，电动汽车代替燃油车成为了发展趋势。

现有技术中，给新能源汽车补电有充电和换电两种形式，截止至2021年，全国充电桩数量138.2万个(公共充电桩56.8万个，私人充电桩82.4万个)，而新能源车保有量417万辆，可以说是僧多粥少，而且充电时间较长(快充0.6-1h，慢充4-12h)，给新能源车主带来不便。而换电也就是更换电池技术，一般整个过程只需要3-5分钟。和动辄半个小时以上的充电方式比起来，这种换电模式的效率简直碾压充电桩。显然，换电形式是大势所趋。

有关新能源汽车换电的技术领域，已有很多专利和论文。但是目前已有的专利中，大多数采用升降平台，例如公开号为CN215284454U的实用新型专利“新能源汽车换电装置”中，采用RGV机构，RGV机构具有由驱动源驱使可定向滑动的移动小车，以及设于移动小车上的可被驱使升降的升降平台，操作效率不高，并且需要搭建足够大的上升平台，不够节约空间；再例如公开号为CN215552605U的实用新型专利“一种新能源汽车换电用吊具”，为一矩形框架，框架内中央设有至少一根连接两侧边框的固定横梁，至少两根滑轨及其上滑块，滑轨对称设置于所述吊具框架两侧边框上，结构不稳定且太过复杂。

实用新型内容

实用新型目的：为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种基于地表的吊顶机械手臂，可大量投放于大型停车场等空间，解决新能源车主“换电”的难题，极大地节约了换电站的空间。

技术方案：本实用新型提供新能源汽车换电装置，该装置包括：动能产生模块、控制模块和测位移动模块，车主终端发出的电磁波通信信号作为开关量通过NPN输入进控制模块，所述控制模块采集收到的信号进而激活动能产生模块，测位移动模块的数据通过CAN通讯进行整合后传给控制模块，控制模块综合分析后回传给测位移动模块，完成反馈调节，所述动能产生模块包括：平衡缸、变速单元、控制箱、马达、移动平台和机械手臂，所述平衡缸通过横轴与变速单元连接，变速单元下端连接控制箱，所述控制箱内置所述控制模块，所述控制箱下方设置有移动平台，所述移动平台的下方两端安装有所述机械手臂，所述移动平台两侧设置有滑槽，所述机械手臂沿滑槽滑动，所述机械手臂与马达连接，用于控制机械手臂的动作。

进一步的，包括：

所述变速单元包括：第一变速关节、第一竖轴、第二变速关节和第二竖轴，水平方向上，所述第一变速关节通过所述横轴与平衡缸连接，竖直方向上，所述第一变速关节与所述第一竖轴固定，所述第一竖轴套接在所述第二竖轴内，所述第二竖轴的下端连接有第二变速关节，所述第一竖轴和第二竖轴均为电动可伸缩，且所述第一变速关节用于控制水平运动方向定位，第二变速关节用于控制竖直运动方向定位。

进一步的，包括：

所述机械手臂上安装有压力传感器，其用于控制抓住的新能源电池的松紧程度。

进一步的，包括：

所述控制模块内嵌规划路线存储单元，所述规划路线存储单元控制变速单元的启停以及位置规划。

进一步的，包括：

所述测位移动模块包括：红外测距传感收发装置、压敏电阻数据转换器和光敏测向时间分析仪，红外测距传感收发装置安装在机械手臂的外侧，用于分析新电源电池的具体地点，监控机械手臂的空间行进方向与距离。压敏电阻数据转换器安装在机械手臂的内侧，通过压力指数用于实时控制调整抓住的新能源电池的松紧程度。光敏测向时间分析仪安装在移动平台，通过判断外界光信号或光辐射的强弱分析换电作业的时间与效率，同时与红外测距传感收发装置一起辅助监控机械手臂的空间行进方向与距离。

进一步的，包括：

所述动能产生模块还包括：吊顶基座、连接板和横板，所述第一变速关节和平衡缸的上端分别安装在所述横板的两端，所述横板上固定有连接板，所述连接板上安装有吊顶基座，所述吊顶基座的两侧设置于可移动滑槽。

有益效果：本实用新型基于机械手臂高效工作机制，提出一种可将基站置于地表的吊顶换电机械手臂，第一变速关节控制电动可伸缩的第一竖轴水平往复运动，第二变速关节控制电动可伸缩的第二竖轴垂直往复运动进而控制机械手臂的倾斜角度，两套动力装置可准确控制机械手臂的位置和角度，马达控制机械手臂向中央的推送作用，精准调试换电设备与平底曲面机械手臂间的松紧程度控制精度高、负载重量大，该种换电装置具有结构简单、成本较低、可靠性强等优点。此外还发挥了机械装置机器学习、动态监控的优势，减少了人工监控的繁琐。且作为基于地表的吊顶机械手臂，可大量投放于大型停车场等空间，解决新能源车主“换电”的难题，极大地节约了换电站的空间，结构简单、成本较低、推送方向灵活可调、夹取性能优及通用性较强提高了换电的精准度，操作的便捷性，同时给装备的维护和维修带来了方便。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述的换电装置总体框图；

图2为本实用新型实施例所述的控制模块的结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述的测位移动模块的结构示意图；

图4为本实用新型实施例所述的动能产生模块的正视图；

图5为本实用新型实施例所述的动能产生模块的侧视图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

本实用新型公开一种针对新能源汽车的换电装置，如图1所示，整体装置主要包括三个组成部分：动能产生模块、控制模块、测位移动模块。控制模块又分为信息采集单元、规划路线存储单元、实时监控单元和应急处理单元。

车主终端发出的电磁波通信信号作为开关量通过NPN输入进控制模块，激活动能产生模块。控制模块中的应急处理模块配有红外传感装备，主体本身具备机器深度学习和视觉算法嵌入理论，尤其适合于大型停车场，对于紧急应对突发情况、避让车人等及时终止任务或调整主体装置方向提供了保障。

如图3所示，测位移动模块的操纵对象为变速器、马达等机械设备。测位移动模块内置三大主要部分，分为红外测距传感收发装置、压敏电阻数据转换器、以及光敏侧向时间分析仪，三个部分的数据通过CAN通讯进行整合后传入给控制模块，控制模块综合分析回传给测位移动模块，完成反馈调节。其中，红外测距传感收发装置安装在机械手臂11的外侧，用于分析新电源电池的具体地点，监控机械手臂11的空间行进方向与距离。压敏电阻数据转换器安装在机械手臂11的内侧，通过压力指数用于实时控制调整抓住的新能源电池的松紧程度。光敏测向时间分析仪安装在移动平台10，通过判断外界光信号或光辐射的强弱分析换电作业的时间与效率，同时与红外测距传感收发装置一起辅助监控机械手臂11的空间行进方向与距离。

动能产生模块中的变速器、伸缩主体、马达等动力装备保证了动能供应以及测位移动模块的精准性。第一变速关节2、横轴4、电动可伸缩的第一竖轴5、电动可伸缩的第二竖轴6、第二变速关节7隶属于动能产生模块，第一变速关节2固定于第一竖轴5上，用于控制水平运动方向精准定位；第二变速关节7固定于第二竖轴6上，用于控制竖直运动方向上精准定位；第一变速关节2和第二变速关节7均为可旋转的，第一变速关节2控制第一竖轴5水平往复运动，第二变速关节7控制第二竖轴5垂直往复运动进而控制机械手臂的倾斜角度，第一变速关节2和第二变速关节7上还设有调向连接板。这两套动力装置可准确控制机械手臂的位置和角度，马达9控制机械手臂向中央的推送作用，精准调试换电设备与机械手臂间的松紧程度。通过内部控制器对于下一目标点的坐标，进行总功率的调配，根据目标动作不同方向的所需功，提供相应动能。

具体的，如图4和5所示，动能产生模块的结构包括：竖直相连吊顶基座1，吊顶基座1的两侧设置于可移动滑槽，其下方安装有连接板12，连接板12下端设置有横板13，横板13两端安装有第一变速关节2和平衡缸3，平衡缸3与第一变速关节通过横轴4连接。横轴4连接于用于控制水平运动方向定位的第一变速关节2上，第一变速关节2固定于电动可伸缩的第一竖轴5上。第二变速关节7固定于电动可伸缩的第二竖轴6上，其用于控制竖直运动方向定位。电动可伸缩的第二竖轴6的一端与用于实时监控和电路通讯的CAN通讯的控制箱8连接。

电路通讯为CAN通讯的控制箱8与移动平台10和平底曲面机械手臂11连接，移动平台10上置有马达9，移动平台10的下方两端安装有机械手臂11，移动平台10两侧设置有滑槽，形成自由移动通道，机械手臂11沿滑槽滑动，机械手臂11与马达9连接，用于控制机械手臂11的动作。

机械手臂11上设有压力传感器，其用于控制抓住的新能源电池的松紧程度，保证换电装置的安全传送。通过马达9向中央的推送作用，调试换电设备与平底曲面机械手臂11间的松紧程度，控制箱8通过实时监控，完成不同目标的任务。

控制模块内置于CAN通讯控制的传感箱8中，负责各模块之间的信息交流和整个系统运作时的实时响应调配。如图2所示，控制模块中内嵌记规划路线存储单元；规划路线存储单元的启停传输向第一变速关节2和第二变速关节7；规划路线存储单元的理想位置信号传输给电动可伸缩的第一竖轴5和电动可伸缩的第二竖轴6。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种改动和变型而不脱离本实用新型实施例的精神和范围。这样，倘若本实用新型实施例的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (2)

1.一种新能源汽车换电装置，其特征在于，该装置包括：动能产生模块、控制模块和测位移动模块，车主终端发出的电磁波通信信号作为开关量通过NPN输入进控制模块，所述控制模块采集收到的信号进而激活动能产生模块，测位移动模块的数据通过CAN通讯进行整合后传给控制模块，控制模块综合分析后回传给测位移动模块，完成反馈调节，所述动能产生模块包括：平衡缸、变速单元、控制箱、马达、移动平台和机械手臂，所述平衡缸通过横轴与变速单元连接，变速单元下端连接控制箱，所述控制箱内置所述控制模块，所述控制箱下方设置有移动平台，所述移动平台的下方两端安装有所述机械手臂，所述移动平台两侧设置有滑槽，所述机械手臂沿滑槽滑动，所述马达与机械手臂连接，用于控制机械手臂的动作；

所述变速单元包括：第一变速关节、第一竖轴、第二变速关节和第二竖轴，水平方向上，所述第一变速关节通过所述横轴与平衡缸连接，竖直方向上，所述第一变速关节与所述第一竖轴固定，所述第一竖轴套接在所述第二竖轴内，所述第二竖轴的下端连接有第二变速关节，所述第一竖轴和第二竖轴均为电动可伸缩，且所述第一变速关节用于控制水平运动方向定位，第二变速关节用于控制竖直运动方向定位；

所述机械手臂上安装有压力传感器，其用于控制抓住的新能源电池的松紧程度；

所述控制模块内嵌规划路线存储单元，所述规划路线存储单元控制变速单元的启停以及位置规划；

所述测位移动模块包括：红外测距传感收发装置、压敏电阻数据转换器和光敏测向时间分析仪，所述红外测距传感收发装置安装在机械手臂的外侧，用于分析新电源电池的具体地点，监控机械手臂的空间行进方向与距离，所述压敏电阻数据转换器安装在机械手臂的内侧，通过压力指数用于实时控制调整抓住的新能源电池的松紧程度；所述光敏测向时间分析仪安装在移动平台上，通过判断外界光信号或光辐射的强弱分析换电作业的时间与效率，同时与所述红外测距传感收发装置一起辅助监控机械手臂的空间行进方向与距离。

2.根据权利要求1所述的新能源汽车换电装置，其特征在于，所述动能产生模块还包括：吊顶基座、连接板和横板，所述第一变速关节和平衡缸的上端分别安装在所述横板的两端，所述横板上固定有连接板，所述连接板上安装有吊顶基座，所述吊顶基座的两侧设置于可移动滑槽。

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