CN220114489U - 一种agv换电小车 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种AGV换电小车，包括AGV车体、行驶机构及AGV控制系统，其特点是：AGV车体的底盘上设置电池托盘驱动机构，电池托盘驱动机构与电池托盘连接，电池托盘驱动机构与AGV控制系统连接，用于控制电池托盘升降或/和旋转运动。底盘上设置的定位系统与AGV控制系统连接，用于控制电池托盘在三维空间移动和准确定位。电池托盘上设置的电池输送装置与AGV控制系统连接，用于驱动电池托盘上放置的电池实现纵向移动和横向移动。具备自动定位功能，自动接收电动汽车换电仓自动推出的亏电电池，并自动送到换电柜的充电位，再将换电柜送出的满电电池自动送到电动汽车换电仓，以便实现全自动快速更换电池，降低换电成本。
Description
技术领域
本实用新型属于电动汽车电池更换站应用技术领域，具体说是一种AGV换电小车。
背景技术
目前，随着新能源汽车特别是纯电动汽车在全球的迅速推广普及，电动汽车充电速度慢，续航里程较短，便利性不足的问题日益突出，成为制约电动汽车日常使用体验和电动汽行业进一步发展的瓶颈。而更换汽车电池可以达到快速恢复电动汽车动力的需求，更符合传统汽车用户的使用习惯，是目前提高用户体验的最佳选择。
现有AGV换电模式不具备视觉定位功能，需要其它辅助机械进行电池拆卸，例如现行大多数技术方案是通过换电站的大型举升或吊装机构将车辆升高并位移到固定位置后，由AGV小车进行拆卸并转运到换电站，大型举升或吊装机构将会大幅增加换电站的规模和成本，而且无论是举升机构还是AGV小车的拆卸机构都很难兼容较多的车型，运营和普及难度较大。
因此，亟待设计开发一种AGV换电小车，具备自动定位功能，可以自动到达电动汽车换电仓的仓口处，自动接收电动汽车换电仓自动推出的亏电电池，并自动送到换电柜的充电位，再将换电柜送出的满电电池自动送到电动汽车换电仓的仓口处，以便实现全自动快速更换电池,并可减少换电站的规模和成本。这是本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本实用新型为解决现有技术存在的上述问题，提供一种AGV换电小车，具备自动定位功能，可以自动到达电动汽车换电仓的仓口处，自动接收电动汽车换电仓自动推出的亏电电池，并自动送到换电柜的充电位，再将换电柜送出的满电电池自动送到电动汽车换电仓的仓口处，以便实现全自动快速更换电池，并可减少换电站的规模和成本。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种AGV换电小车，包括AGV车体、行驶机构及AGV控制系统，其特征在于，所述AGV车体的底盘上设置电池托盘驱动机构，所述电池托盘驱动机构与电池托盘连接，所述电池托盘驱动机构与所述AGV控制系统连接，用于控制所述电池托盘升降或/和旋转运动，所述底盘上设置定位系统，所述定位系统与所述AGV控制系统连接，用于控制所述电池托盘在三维空间移动和准确定位，所述电池托盘上设置电池输送装置，所述电池输送装置与所述AGV控制系统连接，用于驱动所述电池托盘上放置的电池实现纵向移动和横向移动。
对上述技术方案的改进：所述电池托盘驱动机构包括升降平台、升降机构、旋转平台及旋转机构，所述升降机构的上下两端分别与所述升降平台和所述底盘连接，所述旋转机构的上下两端分别与所述旋转平台和所述升降平台连接，由所述AGV控制系统控制所述升降机构驱动所述升降平台升降，还控制所述旋转机构驱动所述旋转平台转动，所述行驶机构包括行驶驱动装置及行驶滚轮，所述行驶滚轮设置在所述底盘的底部，所述行驶驱动装置驱动所述行驶滚轮转动，所述AGV控制系统与所述行驶机构连接，用于控制所述行驶机构驱动所述AGV换电小车在换电柜和待换电的电动汽车之间往复运行实现自动换电。
对上述技术方案的进一步改进：所述视觉定位系统包括设置在所述底盘两边的两个侧面定位装置和设置在所述底盘前面中间位置的1个正面定位装置，所述侧面视觉定位装置和正面视觉定位装置用于将检测数据上传至所述AGV控制系统，通过控制所述升降机构和旋转机构进行调节所述电池托盘位置，使所述电池托盘与待换电的电动汽车换电仓的仓口位置正对，自动接收电动汽车换电仓自动推出的亏电电池，并自动送到换电柜前，且与换电柜的电池出入口位置正对，将亏电电池送入换电柜的电池出入口内，再将换电柜送出的满电电池导入所述电池托盘上，并将满电电池自动送到待换电的电动汽车换电仓的仓口位置正对处，将满电电池送入换电仓内。
对上述技术方案的进一步改进：所述侧面定位装置和所述正面定位装置均为视觉定位识别装置或激光定位识别装置。
对上述技术方案的进一步改进：所述电池托盘包括设置在所述旋转平台上的框架，所述电池输送装置设置在所述框架上，所述电池输送装置包括纵向输送辊筒、纵向驱动电机、纵向输送同步传动带、升降式横向输送辊筒、横向驱动电机、横向输送同步传动带及电机控制器，所述升降式横向输送辊筒设置在所述升降装置上，所述升降装置的控制端与所述AGV控制系统连接，所述纵向驱动电机通过所述电机控制器与所述AGV控制系统连接，用于控制纵向驱动电机正向或反向转动，使所述纵向输送同步传动带带动所述纵向输送辊筒正转或反转，推动电池移出或导入电池托盘；所述横向驱动电机通过所述电机控制器与所述AGV控制系统连接，用于控制横向驱动电机正向或反向转动，使所述横向输送同步传动带带动所述升降式横向输送辊筒正转或反转，推动电池在所述电池托盘上向左或向右移动。
对上述技术方案的进一步改进：所述的升降机构包括剪叉式升降机构、升降驱动电机及驱动部件，由所述AGV控制系统控制所述升降驱动电机通过驱动部件驱动所述剪叉式升降机构实现升降。
对上述技术方案的进一步改进：所述旋转机构包括转轴、回转齿盘、驱动齿轮、减速机及回转驱动电机，所述转轴竖向设置在所述升降平台顶面上，所述回转齿盘设置在所述转轴上转动，所述回转驱动电机的传动轴与所述减速机连接，所述减速机的输出轴上设置所述驱动齿轮并与所述回转齿盘啮合，由所述AGV控制系统控制所述回转驱动电机通过驱动齿轮驱动所述回转齿盘回转。
本实用新型与现有技术相比的优点和积极效果是：
1、本实用新型的AGV换电小车，具备自动定位功能，AGV换电小车可在换电柜和待换电的电动汽车之间往复运行实现自动换电。AGV换电小车自动到达电动汽车换电仓的仓口处，自动接收电动汽车换电仓自动推出的亏电电池，并自动送到换电柜的充电位，再将换电柜送出的满电电池自动送到电动汽车换电仓的仓口处完成换电，可减少换电站的规模和成本；
2、本实用新型的AGV换电小车，其结构合理，控制方便，运行可靠，与换电柜及电动汽车配合，便于快速准确地实现无人工更换电动汽车的电池。
附图说明
图1是本实用新型一种AGV换电小车与一种换电柜配套使用时的立体图；
图2是本实用新型一种AGV换电小车的立体图；
图3是本实用新型一种AGV换电小车中AGV控制系统的原理框图。
图中标记，1-导向立柱、2-升降绳索、3-电池仓位传动辊、4-电池升降平台、5-电池升降平台传动辊、6-升降电机、7-电池仓位、8-柜体框架、9-AGV小车、9.1-行驶滚轮、9.2-底盘、9.3-正面定位装置、9.4-升降式横向输送辊筒、9.5-纵向输送辊筒、9.6-电池托盘、9.7-旋转平台、9.8-升降平台、9.9-旋转机构、9.10-升降机构、9.11-侧面定位装置。
实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细描述：
参见图2，本实用新型一种AGV换电小车的实施例，AGV换电小车9包括AGV车体、行驶机构及AGV控制系统，所述AGV车体的底盘9.2上设置电池托盘驱动机构，所述电池托盘驱动机构与电池托盘9.6连接，所述电池托盘驱动机构与所述AGV控制系统连接，用于控制电池托盘9.6升降或/和旋转运动，在底盘9.2上设置定位系统，所述定位系统与所述AGV控制系统连接，用于控制所述电池托盘在三维空间移动和准确定位。在电池托盘9.6上设置电池输送装置，所述电池输送装置与所述AGV控制系统连接，用于驱动电池托盘9.6上放置的电池实现纵向移动和横向移动。
具体而言：上述的电池托盘驱动机构包括升降平台9.8、升降机构10、旋转平台9.7及旋转机构9.9，升降机构9.10的上下两端分别与升降平台9.8和底盘9.2连接，旋转机构9.9的上下两端分别与旋转平台9.7和升降平台9.8连接，由所述AGV控制系统控制升降机构9.10驱动升降平台9.8升降，还控制旋转机构9.9驱动旋转平台9.8转动。所述行驶机构包括行驶驱动装置及行驶滚轮9.1，行驶滚轮9.1设置在底盘9.2的底部，所述行驶驱动装置可以采用电机及驱动部件组成，所述行驶驱动装置驱动所述行驶滚轮9.1转动。所述AGV控制系统与所述行驶机构连接，用于控制所述行驶机构驱动所述AGV换电小车在换电柜和待换电的电动汽车之间往复运行实现换电。
进一步地，上述定位系统包括设置在底盘9.2两边的两个侧面定位装置9.11和设置在底盘9.2前面中间位置的9.1个正面定位装置9.3。侧面视觉定位装置9.11和正面视觉定位装置9.3用于将检测数据上传至所述AGV控制系统，通过控制所述升降机构和旋转机构进行调节所述电池托盘位置，使电池托盘9.6与待换电的电动汽车换电仓的仓口位置正对，自动接收电动汽车换电仓自动推出的亏电电池；再自动送到换电柜前，且与换电柜的电池出入口位置正对，将亏电电池送入换电柜的电池出入口内；然后，将换电柜送出的满电电池导入电池托盘9.6上，并将满电电池自动送到待换电的电动汽车换电仓的仓口位置正对处，将满电电池送入换电仓内。
优选地，上述侧面定位装置9.11和正面定位装置9.3均为视觉定位识别装置或激光定位识别装置。上述视觉定位识别装置和激光定位识别装置都可以采用现有技术。
再进一步地，上述电池托盘9.6包括设置在所述旋转平台上的框架，所述电池输送装置设置在所述框架上，所述电池输送装置包括纵向输送辊筒9.5、纵向驱动电机、纵向输送同步传动带、升降式横向输送辊筒9.4、横向驱动电机、横向输送同步传动带及电机控制器，所述升降式横向输送辊筒9.4设置在升降装置上，所述升降装置的控制端与所述AGV控制系统连接。上述纵向驱动电机通过上述电机控制器与上述AGV控制系统连接，用于控制纵向驱动电机正向或反向转动，使上述纵向输送同步传动带带动纵向输送辊筒9.5正转或反转，推动电池移出或导入电池托盘9.6。所述横向驱动电机通过所述电机控制器与所述AGV控制系统连接，用于控制横向驱动电机正向或反向转动，使所述横向输送同步传动带带动所升降式横向输送辊筒9.4正转或反转，推动电池在电池托盘9.6上向左或向右移动。
又进一步地，上述的升降机构9.10包括剪叉式升降机构、升降驱动电机及驱动部件，由所述AGV控制系统控制所述升降驱动电机通过驱动部件驱动所述剪叉式升降机构实现升降。
更进一步地，所述旋转机构包括转轴、回转齿盘、驱动齿轮、减速机及回转驱动电机，所述转轴竖向设置在升降平台9.8顶面上，所述回转齿盘设置在所述转轴上转动，所述回转驱动电机的传动轴与所述减速机连接，所述减速机的输出轴上设置所述驱动齿轮并与所述回转齿盘啮合，由所述AGV控制系统控制所述回转驱动电机通过驱动齿轮驱动所述回转齿盘回转。
参见图3，上述的AGV控制系统包括北斗/GPS模块、无线通讯模块、正面定位装置、侧面定位装置、避障传感模块及AC/DC供电模块，AC/DC供电模块可以由蓄电池提供电源。上述的AGV控制系统的通过动作控制模块分别控制行驶机构、升降机构、旋转机构、托盘横向驱动机构、托盘纵向驱动机构及托盘纵向驱动升降机构。
使用时，上述升降机构10可以将升降平台9.8及电池托盘9.6举升，配合定位系统适配不同汽车底盘高度的待换电电动汽车。
上述旋转机构9可以将旋转平台9.7及电池托盘9.6旋转，配合定位系统适配不同角度停车的的待换电电动汽车。
上述行驶机构：可以驱动AGV换电小车在换电柜和待换电电动汽车之间往复运行。
上述定位系统：主要采用视觉定位装置，可以对不同汽车底盘高度、不同换电仓位置和不同停车角度的待换电电动汽车进行定位，将数据上传换AGV控制系统以及换电柜的控制系统，指导升降机构9.10和旋转机构9.9进行调节，确保AGV换电小车9与待换电电动汽车的换电仓口位置正对。
上述避障传感模块：可以使驱动AGV换电小车9行驶过程中避开障碍物。
上述的电池输送装置中，在升降式横向输送辊筒9.4等相关组件向下沉降后，升降式横向输送辊筒9.4低于纵向输送辊筒9.5的高度，纵向输送辊筒9.5与电池底面接触，驱动电池纵向移动。当需要驱动电池横向移动时，升降式横向输送辊筒9.4等相关组件升起后，升降式横向输送辊筒9.4高于纵向输送辊筒9.5的高度，升降式横向输送辊筒9.4与电池底面接触，驱动电池横向移动。
如图1所示，为本实用新型AGV换电小车配套使用的一种换电柜，包括换电柜本体及换电控制系统，所述换电柜本体配置AGV小车9， AGV小车9与所述换电控制系统无线通讯连接，用于控制AGV小车9自动与电动汽车对接取送更换电池，所述换电柜本体包括柜体框架8，在柜体框架8内设置若干电池仓位7、充电装置及换电柜升降机构，所述电池仓位7内设置电池充电插座和电池移动装置，所述电池充电插座与所述充电装置连接。所述换电柜升降机构与所述换电控制系统连接，用于所述换电柜升降机构与电池仓位7自动对接并取送电池。在换电柜本体的底部设置驶入AGV小车9的容纳空间，AGV小车9与所述换电柜升降机构上均设置电池传送装置，用于AGV小车9与所述换电柜升降机构之间自动相互传送电池。
具体而言：上述柜体框架8有两个，每个柜体框架8内的电池仓位7上下设置成多层结构，上述电池仓位7内的电池移动装置包括设置在电池仓7位底面上的电池仓位传动辊3，电池仓位传动辊3由设置在所述电池仓位7上的驱动电机通过传动件驱动旋转，所述驱动电机的控制端与所述换电控制系统连接。上述换电柜本体包括4根导向立柱1，4根导向立柱1设置在两个柜体框架8之间的中间位置。上述换电柜升降机构包括升降换电装置、升降绳索2及升降电机6，上述升降换电装置包括含有电池容纳腔的电池升降平台4，在电池容纳腔内设置电池传送装置，所述电池传送装置包括设置在所述电池容纳腔底面上的电池升降平台传动辊5及驱动其转动的驱动电机。电池升降平台4的四个角分别与对应的导向立柱1滑动连接，使电池升降平台4可沿导向立柱1上下垂直升降。升降电机6设置在导向立柱1或柜体框架8的顶部，升降电机6的传动轴上设置传动轮，升降绳索2的两端分别与所述传动轮及电池升降平台4连接，用于带动电池升降平台4升降至其上的电池容纳腔与对应的电池仓位7对接位置。
当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种AGV换电小车，包括AGV车体、行驶机构及AGV控制系统，其特征在于，所述AGV车体的底盘上设置电池托盘驱动机构，所述电池托盘驱动机构的顶部与电池托盘连接，所述电池托盘驱动机构与所述AGV控制系统连接，用于控制所述电池托盘升降或/和旋转运动，所述底盘上设置定位系统，所述定位系统与所述AGV控制系统连接，用于控制所述电池托盘在三维空间移动和准确定位，所述电池托盘上设置电池输送装置，所述电池输送装置与所述AGV控制系统连接，用于驱动所述电池托盘上放置的电池实现纵向移动和横向移动。
2.根据权利要求1所述的AGV换电小车,其特征在于，所述电池托盘驱动机构包括升降平台、升降机构、旋转平台及旋转机构，所述升降机构的上下两端分别与所述升降平台和所述底盘连接，所述旋转机构的上下两端分别与所述旋转平台和所述升降平台连接，由所述AGV控制系统控制所述升降机构驱动所述升降平台升降，还控制所述旋转机构驱动所述旋转平台转动，所述行驶机构包括行驶驱动装置及行驶滚轮，所述行驶滚轮设置在所述底盘的底部，所述行驶驱动装置驱动所述行驶滚轮转动，所述AGV控制系统与所述行驶机构连接，用于控制所述行驶机构驱动所述AGV换电小车在换电柜和待换电的电动汽车之间往复运行实现自动换电。
3.根据权利要求2所述的AGV换电小车,其特征在于，所述定位系统包括设置在所述底盘两边的两个侧面定位装置和设置在所述底盘前面中间位置的1个正面定位装置，所述侧面定位装置和正面定位装置用于将检测数据上传至所述AGV控制系统，通过控制所述升降机构和旋转机构进行调节所述电池托盘位置，使所述电池托盘与待换电的电动汽车换电仓的仓口位置正对，自动接收电动汽车换电仓自动推出的亏电电池，并自动送到换电柜前，且与换电柜的电池出入口位置正对，将亏电电池送入换电柜的电池出入口内，再将换电柜送出的满电电池导入所述电池托盘上，并将满电电池自动送到待换电的电动汽车换电仓的仓口位置正对处，将满电电池送入换电仓内。
4.根据权利要求3所述的AGV换电小车,其特征在于，所述侧面定位装置和所述正面定位装置均为视觉定位识别装置或激光定位识别装置。
5.根据权利要求2所述的AGV换电小车,其特征在于，所述电池托盘包括设置在所述旋转平台上的框架，所述电池输送装置设置在所述框架上，所述电池输送装置包括纵向输送辊筒、纵向驱动电机、纵向输送同步传动带、升降式横向输送辊筒、横向驱动电机、横向输送同步传动带及电机控制器，所述升降式横向输送辊筒设置在升降装置上，所述升降装置的控制端与所述AGV控制系统连接，所述纵向驱动电机通过所述电机控制器与所述AGV控制系统连接，用于控制纵向驱动电机正向或反向转动，使所述纵向输送同步传动带带动所述纵向输送辊筒正转或反转，推动电池移出或导入电池托盘；所述横向驱动电机通过所述电机控制器与所述AGV控制系统连接，用于控制横向驱动电机正向或反向转动，使所述横向输送同步传动带带动所述升降式横向输送辊筒正转或反转，推动电池在所述电池托盘上向左或向右移动。
6.根据权利要求2所述的AGV换电小车,其特征在于，所述的升降机构包括剪叉式升降机构、升降驱动电机及驱动部件，由所述AGV控制系统控制所述升降驱动电机通过驱动部件驱动所述剪叉式升降机构实现升降。
7.根据权利要求5所述的AGV换电小车,其特征在于，所述的升降机构包括剪叉式升降机构、升降驱动电机及驱动部件，由所述AGV控制系统控制所述升降驱动电机通过驱动部件驱动所述剪叉式升降机构实现升降。
8.根据权利要求2所述的AGV换电小车,其特征在于，所述旋转机构包括转轴、回转齿盘、驱动齿轮、减速机及回转驱动电机，所述转轴竖向设置在所述升降平台顶面上，所述回转齿盘设置在所述转轴上转动，所述回转驱动电机的传动轴与所述减速机连接，所述减速机的输出轴上设置所述驱动齿轮并与所述回转齿盘啮合，由所述AGV控制系统控制所述回转驱动电机通过驱动齿轮驱动所述回转齿盘回转。
9.根据权利要求5所述的AGV换电小车,其特征在于，所述旋转机构包括转轴、回转齿盘、驱动齿轮、减速机及回转驱动电机，所述转轴竖向设置在所述升降平台顶面上，所述回转齿盘设置在所述转轴上转动，所述回转驱动电机的传动轴与所述减速机连接，所述减速机的输出轴上设置所述驱动齿轮并与所述回转齿盘啮合，由所述AGV控制系统控制所述回转驱动电机通过驱动齿轮驱动所述回转齿盘回转。
10.根据权利要求7所述的AGV换电小车,其特征在于，所述旋转机构包括转轴、回转齿盘、驱动齿轮、减速机及回转驱动电机，所述转轴竖向设置在所述升降平台顶面上，所述回转齿盘设置在所述转轴上转动，所述回转驱动电机的传动轴与所述减速机连接，所述减速机的输出轴上设置所述驱动齿轮并与所述回转齿盘啮合，由所述AGV控制系统控制所述回转驱动电机通过驱动齿轮驱动所述回转齿盘回转。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |