CN219790127U - 用于换电系统双电池位机器人的夹持送进装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及了一种用于换电系统双电池位机器人的夹持送进装置，包括支架，支架上设有2组相互平行的电池行走轨道，每组电池行走轨道匹配设有2个相向布置的电池夹持送进机构，电池夹持送进机构包括推进机构和一对对称设置的夹持送进单臂；夹持送进单臂包括通过一个销轴相互铰接的机械臂、第一安装座和第二安装座，第一安装座的第一角与第二安装座之间连接有弹簧A，第一安装座的第三角与螺柱之间连接有弹簧B，螺柱与机械臂通过安装孔K和调整螺母相连，第一安装座上转动设有摩擦轮；夹持送进单臂与焊接框架构成直线移动副，推进机构用于推动夹持送进单臂移动；本技术方案结构简单，模块化设计使得制造成本和控制难度均较低。

Description

用于换电系统双电池位机器人的夹持送进装置

技术领域

本实用新型属于新能源重卡换电设备技术领域，具体涉及一种用于换电系统双电池位机器人的夹持送进装置。

背景技术

随着新能源汽车的推出，重型卡车市场正在经历重大变革，新能源重卡的销量增长非常显著。“换电”指的是将汽车与电池拆分，当新能源车辆电量不足时，到换电站更换一块满电量的电池。对新能源重型卡车来说，相较于充电，换电模式能有效解决充电车位稀缺、电池容量大、充电时间长等痛点，充分提升车辆利用率。

现有技术中，新能源重卡的电池箱在更换时，一般需要将亏电的充电电池箱吊走，再将满电的充电电池箱吊来，新能源重卡的充电电池箱重量一般为3吨左右，整个吊装过程不仅耗时较长，吊装过程能源耗费量大，而且危险系数高。

为了解决上述技术缺陷，本发明人将重卡的电池箱设计为了轮式电池箱，即在电池箱的底部设置若干定向滚轮，使电池箱通过滚动的方式进入和离开重卡。

如何匹配实现电池箱自动滚动进入和离开重卡，则是技术人员面临的新的技术问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是弥补现有技术的不足，提供一种用于换电系统双电池位机器人的夹持送进装置。

要解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：

一种用于换电系统双电池位机器人的夹持送进装置，包括支架，支架包括焊接框架，焊接框架上设有2组相互平行的电池行走轨道，每组电池行走轨道匹配设有2个相向布置的电池夹持送进机构；

电池夹持送进机构包括推进机构和一对对称设置的夹持送进单臂；

夹持送进单臂包括机械臂、第一安装座和第二安装座，第一安装座包括第一角、第二角和第三角，第一角、第二角和第三角构成一个三角形，第一安装座的第二角和第二安装座均通过销轴与机械臂铰接，第一安装座的第一角与第二安装座之间连接有弹簧A，第一安装座的第三角与螺柱之间连接有弹簧B，螺柱与机械臂通过安装孔K和调整螺母相连，弹簧A呈压缩状态时，弹簧B呈拉伸状态，第一安装座上转动设有摩擦轮，摩擦轮的回转轴线与弹簧A和弹簧B的伸缩方向均垂直；摩擦轮的转动由送进减速电机驱动，送进减速电机与第一安装座固定连接；

推进机构的固定端与焊接框架固定连接，推进机构的直线移动端与夹持送进单臂的机械臂固定连接，夹持送进单臂与焊接框架构成一对直线移动副。

进一步地，所述2组相互平行的电池行走轨道分别为电池行走轨道A和电池行走轨道B，电池行走轨道A与相向布置的第一电池夹持送进机构和第二电池夹持送进机构匹配设置，电池行走轨道B与相向布置的第三电池夹持送进机构和第四电池夹持送进机构匹配设置。

进一步地，当电池夹持送进机构的推进机构的推进位移为0mm时，第一电池夹持送进机构中摩擦轮与第二电池夹持送进机构中摩擦轮二者回转轴线之间的距离为L₁，第三电池夹持送进机构中摩擦轮与第四电池夹持送进机构中摩擦轮二者回转轴线之间的距离为L₁，重卡轮式电池箱的长度为L₂，L₁＜L₂。

进一步地，所述推进机构为丝杠螺母机构，包括轴承座、丝杠、丝杠螺母和推进减速电机，丝杠的第一端通过滚动轴承与轴承座转动连接，轴承座与支架的焊接框架固定连接；丝杠的第二端与推进减速电机的输出轴同轴固定连接；丝杠螺母与推杆固定连接，推杆与夹持送进单臂的机械臂固定连接。

进一步地，所述支架的焊接框架设有与每个电池夹持送进机构相对应的直线导轨A安装面、滑块B安装面，直线导轨A安装面上固定安装有直线导轨A，滑块B安装面上固定安装有滑块B；夹持送进单臂的机械臂的底部固定设有滑块A和直线导轨B，滑块A与直线导轨A匹配滑动连接，直线导轨B与滑块B匹配滑动连接。

进一步地，所述摩擦轮与转轴同轴固定连接，转轴通过滚动轴承分别与上轴承座和下轴承座转动连接，下轴承座与所述第一安装座固定连接，上轴承座与电机安装座固定连接，电机安装座与第一安装座固定连接；转轴与所述送进减速电机的输出轴同轴固定连接，送进减速电机与电机安装座固定连接。

进一步地，所述第一安装座第一安装座的第三角处固定设有弹簧挂接孔E，所述螺柱上设有弹簧挂接孔F，所述弹簧B的两端分别与弹簧挂接孔E和弹簧挂接孔F挂接。

进一步地，所述电池夹持送进机构中一对对称设置的夹持送进单臂的机械臂之间还固定连接有连接杆。

本实用新型可以达到的有益效果为：与新能源重卡的轮式电池箱匹配使用，实现了对重卡电池箱从重卡到充电站、从充电站到重卡的双向取放，即将满电电池满电电池通过电池行走轨道B自充电站取出并送至重卡上，将亏电电池通过电池行走轨道A自重卡取出并送至充电站，结构简单、合理，四个电池夹持送进机构完全一样，模块化设计使得制造成本和控制难度均较低。

附图说明

图1是本实用新型实施例的立体图Ⅰ。

图2是本实用新型实施例的立体图Ⅱ。

图3是本实用新型实施例的前视图。

图4是本实用新型实施例的俯视图。

图5是本实用新型实施例中支架的立体图。

图6是本实用新型实施例中电池夹持送进机构的立体图。

图7是本实用新型实施例中电池夹持送进机构的俯视图。

图8是本实用新型实施例中夹持送进单臂的立体图。

图9是本实用新型实施例中夹持送进单臂的前视图。

图10是本实用新型实施例中夹持送进单臂的俯视图。

图11是本实用新型实施例中夹持送进单臂的仰视图。

图12是图9的A-A剖视图。

图13是图10的B-B剖视图。

图14是本实用新型实施例中推进机构的立体图。

图15是本实用新型实施例的应用示意图。

图中：1-支架，101-焊接框架，102-电池行走轨道B，103-滑块B安装面，104-直线导轨A安装面，105-电池行走轨道A；

2-第一电池夹持送进机构，3-第二电池夹持送进机构，4-第三电池夹持送进机构，5-第四电池夹持送进机构，6-重卡轮式电池箱；

21-夹持送进单臂，22-推进机构，23-连接杆；

2101-机械臂，2102-第一安装座，21021-铰接孔，21022-弹簧固定部，21023-弹簧挂接孔E；2103-弹簧A，2104-第二安装座，2105-销轴，2106-滑块B，2107-直线导轨B，2108-直线导轨A，2109-滑块A，2110-转轴，2111-摩擦轮，2112-弹簧B，2113-螺柱，21131-弹簧挂接孔F，2114-调整螺母，2115-送进减速电机，2116-电机安装座，2117-上轴承座，2118-下轴承座；

2201-轴承座，2202-丝杠，2203-丝杠螺母，2204-推进减速电机，2205-推杆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1-图5所示，一种用于换电系统双电池位机器人的夹持送进装置，包括支架1，支架1包括焊接框架101，焊接框架101上设有2组相互平行的电池行走轨道，2组相互平行的电池行走轨道分别为电池行走轨道A105和电池行走轨道B102；每组电池行走轨道匹配设有2个相向布置的电池夹持送进机构，即电池行走轨道A105与相向布置的第一电池夹持送进机构2和第二电池夹持送进机构3匹配设置，电池行走轨道B102与相向布置的第三电池夹持送进机构4和第四电池夹持送进机构5匹配设置。

如图6-图7所示，电池夹持送进机构包括推进机构22和一对对称设置的夹持送进单臂21。

如图8-图13，夹持送进单臂21包括机械臂2101、第一安装座2102和第二安装座2104，第一安装座2102包括第一角、第二角和第三角，第一角、第二角和第三角构成一个三角形，第一角处设有弹簧固定部21022，第二角处设有铰接孔21021，第三角处固定设有弹簧挂接孔E21023；

第一安装座2102上的铰接孔21021和第二安装座2102上的铰接孔均通过销轴2105与机械臂2101铰接；

第一安装座2102上的弹簧固定部21022与第二安装座2102之间连接有弹簧A2103；

螺柱2113上设有弹簧挂接孔F21131，弹簧B2112的两端分别与弹簧挂接孔E21023和弹簧挂接孔F21131挂接，螺柱2113与机械臂2101通过安装孔K和调整螺母2114相连；

弹簧A2103呈压缩状态时，弹簧B2112呈拉伸状态；

第一安装座2102上转动设有摩擦轮2111，摩擦轮2111的回转轴线与弹簧A2103和弹簧B2112的伸缩方向均垂直；具体地，摩擦轮2111与转轴2110同轴固定连接，转轴2110通过滚动轴承分别与上轴承座2117和下轴承座2118转动连接，下轴承座2118与第一安装座2102固定连接，上轴承座2117与电机安装座2116固定连接，电机安装座2116与第一安装座2102固定连接；转轴2110与送进减速电机2115的输出轴同轴固定连接，送进减速电机2115与电机安装座2116固定连接。

如图14所示，推进机构22为丝杠螺母机构，包括轴承座2201、丝杠2202、丝杠螺母2203和推进减速电机2204，丝杠2202的第一端通过滚动轴承与轴承座2201转动连接，轴承座2201与支架1的焊接框架101固定连接；丝杠2202的第二端与推进减速电机2204的输出轴同轴固定连接；丝杠螺母2203与推杆2205固定连接，推杆2205与夹持送进单臂21的机械臂2101固定连接。

夹持送进单臂21与焊接框架101构成一对直线移动副，具体地，支架1的焊接框架101设有与每个电池夹持送进机构相对应的直线导轨A安装面104、滑块B安装面103，直线导轨A安装面104上固定安装有直线导轨A2108，滑块B安装面103上固定安装有滑块B2106；夹持送进单臂21的机械臂2101的底部固定设有滑块A2109和直线导轨B2107，滑块A2109与直线导轨A2108匹配滑动连接，直线导轨B2107与滑块B2106匹配滑动连接。

如图15所示，当电池夹持送进机构的推进机构22的推进位移为0mm时，也就是所有的推进机构222对夹持送进单臂21没有任何推进位移时，第一电池夹持送进机构2中摩擦轮2111与第二电池夹持送进机构3中摩擦轮2111二者回转轴线之间的距离为L₁，第三电池夹持送进机构4中摩擦轮2111与第四电池夹持送进机构5中摩擦轮2111二者回转轴线之间的距离为L₁，重卡轮式电池箱6的长度为L₂，L₁＜L₂。

如图6所示，电池夹持送进机构中一对对称设置的夹持送进单臂21的机械臂2101之间还固定连接有连接杆23。

本实施例的使用：

（1）电池行走轨道B102用于使满电电池箱行走，电池行走轨道A105用于使亏电电池箱行走。

（2）四个电池夹持送进机构的推进机构22均处于零点位置。

（3）当需要将充电位的满电电池箱取出时，控制第一电池夹持送进机构2和第二电池夹持送进机构3上的所有送进减速电机2115协同动作，使摩擦轮2111转动起来；

控制第一电池夹持送进机构2的推进减速电机2204动作，使第一电池夹持送进机构2的一对摩擦轮2111伸出并抱夹住充电位的满电电池箱；第一电池夹持送进机构2的推进减速电机2204停止动作；

摩擦轮2111带动满电电池箱驶离充电位，前送进阶段是第一电池夹持送进机构2的一对摩擦轮2111抱夹满电电池箱，同时控制使第一电池夹持送进机构2的推进减速电机2204反向动作，使第一电池夹持送进机构2的推进机构22恢复至零点位置；后送进阶段是第一电池夹持送进机构2和第二电池夹持送进机构3的摩擦轮2111共同抱夹满电电池箱；

当满电电池箱到达一定位置时，控制第一电池夹持送进机构2和第二电池夹持送进机构3上的所有送进减速电机2115均停止动作；此时，满电电池箱位于电池行走轨道B102上，等待前来充电的重卡。

（4）当需要将重卡上的亏电电池箱取出时，控制第三电池夹持送进机构4和第四电池夹持送进机构5上的送进减速电机2115动作，使摩擦轮2111转动起来；

控制使第三电池夹持送进机构4的推进减速电机2204动作，使第三电池夹持送进机构4的一对摩擦轮2111伸出并抱夹住重卡上的亏电电池箱，第三电池夹持送进机构4的推进减速电机2204停止动作；

摩擦轮2111带动亏电电池箱驶离重卡，前送进阶段是第三电池夹持送进机构4的一对摩擦轮2111抱夹亏电电池箱，同时控制第三电池夹持送进机构4的推进减速电机2204反向动作，使第三电池夹持送进机构4的推进机构22恢复至零点位置，后送进阶段是第三电池夹持送进机构4和四电池夹持送进机构5的摩擦轮2111共同抱夹亏电电池箱；

当亏电电池箱到达一定位置时，控制第三电池夹持送进机构4和第四电池夹持送进机构5上的所有送进减速电机2115均停止动作；此时，亏电电池箱位于电池行走轨道A105上。

（5）当需要满电电池箱送至重卡上时，控制第一电池夹持送进机构2和第二电池夹持送进机构3上的所有送进减速电机2115协同动作，摩擦轮2111带动满电电池箱驶向重卡，同时，使第二电池夹持送进机构3上的推进减速电机2204动作，一并带动满电电池箱驶向重卡；当满电电池到达重卡上的电池位并与重卡相对固定后，控制第二电池夹持送进机构3上的推进减速电机2204反向动作，使第二电池夹持送进机构3上的推进机构22恢复至零点位置；而后再控制第一电池夹持送进机构2和第二电池夹持送进机构3上的所有送进减速电机2115停止动作。

（6）当需要将亏电电池送至充电位时，控制第三电池夹持送进机构4和第四电池夹持送进机构5上的所有送进减速电机2115协同动作，摩擦轮2111带动亏电电池箱驶向充电位，同时，使第四电池夹持送进机构5上的推进减速电机2204动作，一并带动亏电电池箱驶向充电位；当亏电电池箱与充电位相对固定后，控制第四电池夹持送进机构5上的推进减速电机2204反向动作，使第四电池夹持送进机构5上的推进机构22恢复至零点位置；而后再控制第三电池夹持送进机构4和第四电池夹持送进机构5上的所有送进减速电机2115停止动作。

在本实用新型的描述中，“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示方位或位置关系的词语，仅是为了便于描述本实用新型，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用新型的限制。

以上所述仅是本实用新型的其中一种实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型思路的前提下所做出的若干改进和润饰均为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于换电系统双电池位机器人的夹持送进装置，其特征是：包括支架（1），支架（1）包括焊接框架（101），焊接框架（101）上设有2组相互平行的电池行走轨道，每组电池行走轨道匹配设有2个相向布置的电池夹持送进机构；

电池夹持送进机构包括推进机构（22）和一对对称设置的夹持送进单臂（21）；

夹持送进单臂（21）包括机械臂（2101）、第一安装座（2102）和第二安装座（2104），第一安装座（2102）包括第一角、第二角和第三角，第一角、第二角和第三角构成一个三角形，第一安装座（2102）的第二角和第二安装座（2104）均通过销轴（2105）与机械臂（2101）铰接，第一安装座（2102）的第一角与第二安装座（2104）之间连接有弹簧A（2103），第一安装座（2102）的第三角与螺柱（2113）之间连接有弹簧B（2112），螺柱（2113）与机械臂（2101）通过安装孔K和调整螺母（2114）相连，弹簧A（2103）呈压缩状态时，弹簧B（2112）呈拉伸状态，第一安装座（2102）上转动设有摩擦轮（2111），摩擦轮（2111）的回转轴线与弹簧A（2103）和弹簧B（2112）的伸缩方向均垂直；摩擦轮（2111）的转动由送进减速电机（2115）驱动，送进减速电机（2115）与第一安装座（2102）固定连接；

推进机构（22）的固定端与焊接框架（101）固定连接，推进机构（22）的直线移动端与夹持送进单臂（21）的机械臂（2101）固定连接，夹持送进单臂（21）与焊接框架（101）构成一对直线移动副。

2.根据权利要求1所述的用于换电系统双电池位机器人的夹持送进装置，其特征是：所述2组相互平行的电池行走轨道分别为电池行走轨道A（105）和电池行走轨道B（102），电池行走轨道A（105）与相向布置的第一电池夹持送进机构（2）和第二电池夹持送进机构（3）匹配设置，电池行走轨道B（102）与相向布置的第三电池夹持送进机构（4）和第四电池夹持送进机构（5）匹配设置。

3.根据权利要求2所述的用于换电系统双电池位机器人的夹持送进装置，其特征是：当电池夹持送进机构的推进机构（22）的推进位移为0mm时，第一电池夹持送进机构（2）中摩擦轮（2111）与第二电池夹持送进机构（3）中摩擦轮（2111）二者回转轴线之间的距离为L₁，第三电池夹持送进机构（4）中摩擦轮（2111）与第四电池夹持送进机构（5）中摩擦轮（2111）二者回转轴线之间的距离为L₁，重卡轮式电池箱（6）的长度为L₂，L₁＜L₂。

4.根据权利要求1所述的用于换电系统双电池位机器人的夹持送进装置，其特征是：所述推进机构（22）为丝杠螺母机构，包括轴承座（2201）、丝杠（2202）、丝杠螺母（2203）和推进减速电机（2204），丝杠（2202）的第一端通过滚动轴承与轴承座（2201）转动连接，轴承座（2201）与支架（1）的焊接框架（101）固定连接；丝杠（2202）的第二端与推进减速电机（2204）的输出轴同轴固定连接；丝杠螺母（2203）与推杆（2205）固定连接，推杆（2205）与夹持送进单臂（21）的机械臂（2101）固定连接。

5.根据权利要求1所述的用于换电系统双电池位机器人的夹持送进装置，其特征是：所述支架（1）的焊接框架（101）设有与每个电池夹持送进机构相对应的直线导轨A安装面（104）、滑块B安装面（103），直线导轨A安装面（104）上固定安装有直线导轨A（2108），滑块B安装面（103）上固定安装有滑块B（2106）；夹持送进单臂（21）的机械臂（2101）的底部固定设有滑块A（2109）和直线导轨B（2107），滑块A（2109）与直线导轨A（2108）匹配滑动连接，直线导轨B（2107）与滑块B（2106）匹配滑动连接。

6.根据权利要求1所述的用于换电系统双电池位机器人的夹持送进装置，其特征是：所述摩擦轮（2111）与转轴（2110）同轴固定连接，转轴（2110）通过滚动轴承分别与上轴承座（2117）和下轴承座（2118）转动连接，下轴承座（2118）与所述第一安装座（2102）固定连接，上轴承座（2117）与电机安装座（2116）固定连接，电机安装座（2116）与第一安装座（2102）固定连接；转轴（2110）与所述送进减速电机（2115）的输出轴同轴固定连接，送进减速电机（2115）与电机安装座（2116）固定连接。

7.根据权利要求1所述的用于换电系统双电池位机器人的夹持送进装置，其特征是：所述第一安装座第一安装座（2102）的第三角处固定设有弹簧挂接孔E（21023），所述螺柱（2113）上设有弹簧挂接孔F（21131），所述弹簧B（2112）的两端分别与弹簧挂接孔E（21023）和弹簧挂接孔F（21131）挂接。

8.根据权利要求1所述的用于换电系统双电池位机器人的夹持送进装置，其特征是：所述电池夹持送进机构中一对对称设置的夹持送进单臂（21）的机械臂（2101）之间还固定连接有连接杆（23）。