CN220220693U - 一种换电机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种换电机器人，该换电机器人包括升降装置及安装于升降装置上的伸缩装置，所述升降装置包括互相平行设置的底座及顶座，所述伸缩装置包括与顶座转动连接的安装臂，与安装臂滑动连接的伸缩臂及与伸缩臂滑动连接的吊装臂，所述吊装臂上设有吊具，由于该换电机器人的伸缩装置角度可调，使得换电更加准确和高效。

Description

一种换电机器人

技术领域

本实用新型涉及换电技术领域，尤其涉及一种换电机器人。

背景技术

随着新能源技术的日趋成熟，换电重卡逐渐出现在人们的视野，其中重卡换电大多采用顶吊的方式，因为重卡所用的换电电池包重量和体积都相对于一般的电池包要大。但是现有的换电方式仍然对换电重卡的停车位置要求较高，实际上，驾驶员将待换电重卡停至换电站时，重卡的前后位置及车头朝向都不是非常精确，无论是通过驾驶员多次停放或者通过现有的换电机器人调整吊装角度和位置，都需要大量的时间来使吊具与电池包对齐。这无疑降低了换电效率。又如2022年10月14日公告的中国实用新型专利第CN217574933U号所揭示的一种换电装置，其利用锁链或钢丝绳将吊装机构与吊臂柔性连接，以包容重卡停放角度误差，但不难理解的是，若水平吊臂与电池包位置之间形成了夹角，则起吊亏电电池包时会导致电池包晃动，或者放置满电电池包时难以对齐，换言之，柔性连接会使电池包的入座位置不可靠，以及搬运时产生晃动产生安全隐患。现有技术中，也不乏吊臂自身可以绕转轴旋转的换电技术，但是由于吊臂的主要作用还是负重，将转轴作吊臂的承重点无疑会导致转轴与轴套之间越来越松动，长此以往必将降低转轴角度调整的精确性。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种可以自动调整伸缩臂的偏转角度、使换电更加准确和高效的换电机器人。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

提供一种换电机器人，该换电机器人包括升降装置及安装于升降装置上的伸缩装置，所述升降装置包括互相平行设置的底座及顶座，所述伸缩装置包括转动连接于顶座下方的安装臂以及与安装臂滑动连接的吊装臂，所述吊装臂上设有吊具。

进一步地，所述顶座的中间位置设有铰接部，所述安装臂的中部与铰接部通过转轴转动连接。

进一步地，所述顶座具有相对设置于铰接部两侧的两个安装部，所述安装臂的两端分别活动连接于安装部上。

进一步地，所述顶座还包括分别连接在两个安装部两端的连接部，所述安装部与连接部形成框形，所述安装臂的至少一端与连接部之间设有第一驱动装置，所述第一驱动装置驱动所述安装臂相对于顶座转动。

进一步地，所述伸缩装置的安装臂两端设有滚轮，所述顶座的安装部上设有限位槽，所述限位槽用于限制滚轮的运动方向。

进一步地，所述限位槽的横截面呈U形，限位槽具有固定于安装部上的底壁及位于底壁两侧的两个侧壁，所述侧壁具有圆弧形的外缘，该圆弧的直径小于安装臂的长度。

进一步地，所述安装部在安装导轨的另一侧设有防脱卡槽，所述安装臂上设有朝滚轮延伸的防脱扣件，所述防脱扣件延伸进入防脱卡槽内。

进一步地，所述安装臂两端分别设有安装板，所述防脱扣件及滚轮通过螺栓可拆卸地固定与安装板上。

进一步地，所述伸缩装置还包括设置于安装臂与吊装臂之间的伸缩臂，所述伸缩臂分别与安装臂及吊装臂滑动连接。

进一步地，所述伸缩臂沿其长度方向上设有互相平行的第一滑轨和第二滑轨，所述安装臂上设有若干第一滑轮，吊装臂上设有若干第二滑轮，安装臂与伸缩臂之间通过第一滑轮与第一滑轨滑动连接，吊装臂与伸缩臂之间通过第二滑轮与第二滑轨滑动连接。

进一步地，所述安装臂上还设有驱动吊装臂及伸缩臂相对于安装臂滑动的第二驱动装置。

本实用新型还采用以下技术方案来实现前述目的：

提供一种换电机器人，该换电机器人具有升降装置及安装于升降装置上的伸缩装置，所述升降装置包括互相平行设置的底座及顶座，所述伸缩装置包括与顶座转动连接的安装臂以及与安装臂滑动连接的吊装臂，所述吊装臂具有位于升降装置一侧的第一活动位置及位于升降装置另一侧的第二活动位置，所述吊装臂上设有吊具。

进一步地，所述顶座的上设有铰接部，所述安装臂与铰接部通过转轴转动连接。

进一步地，所述顶座具有相对设置于铰接部两侧的两个安装部，所述安装臂的两端分别活动连接于安装部上。

通过采用前述技术方案，本实用新型的有益效果是：

该换电机器人具有调整伸缩装置角度的功能，吊具本身可以不设置旋转机构，由于采用了升降装置让伸缩装置整体升降，减少了柔性锁链或钢丝绳的使用，在提升了安全性、准确性的同时，降低了对驾驶员停车位置的要求，具有更稳定更可靠更高效的换电效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的换电机器人的立体示意图；

图2是图1所示换电机器人另一视角的立体示意图；

图3是图1所示换电机器人的局部俯视示意图；

图4是图1所示换电机器人的局部侧视示意图；

图5是图1所示A区域的局部放大示意图；

图6是图2所示B区域的局部放大示意图；

图7是图1所示C区域的局部放大示意图；

图8是图2所示D区域的局部放大示意图；

图9是图1所示安装臂的一端的局部结构示意图。

图中：

100、换电机器人；1、伸缩装置；11、安装臂；12、伸缩臂；13、吊装臂；14、吊具；16、拖链；101、安装板；104、防脱扣件；105、防脱挂钩；110、滚轮；111、第一滑轮；121、第一滑轨；122、第二滑轨；132、第二滑轮；2、轨道；31、第一驱动装置；310、传动轴；32、第二驱动装置；40、转轴；5、升降装置；50、限位槽；51、底座；52、顶座；501、底壁；502、侧壁；503、外缘；504、防脱卡槽；521、安装部；522、连接部；523、铰接部；123,133、齿条。

实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

请参见图1及图4所示，本实用新型实施例提供了一种换电机器人100，该换电机器人100包括升降装置5及安装于升降装置5上的伸缩装置1，所述升降装置5包括互相平行设置的底座51及顶座52，所述伸缩装置1包括转动连接于顶座52并位于顶座52下侧的刚性的安装臂11、与安装臂11滑动连接的刚性的伸缩臂12及与伸缩臂12滑动连接的刚性的吊装臂13，所述吊装臂13上设有吊具14。所述伸缩臂12可沿安装臂11的两端伸出，吊装臂13也可分别延伸超出安装臂11的两端，即是说所述换电机器人100具有双向操作空间，换言之，吊装臂13具有位于升降装置5一侧的第一活动位置及位于升降装置5另一侧的第二活动位置。在本实施例中，所述伸缩装置1为三级伸缩装置，但是不难理解的是，其他实施例中，若伸缩装置1的作业范围不需要太大，所述换电机器人100可以只设置安装臂11及吊装臂13，即设置将伸缩机构设置成两级伸缩装置，当然，如果作业距离要求伸出较远，还可以将伸缩装置设置成四级伸缩装置等， 在此不做赘述。所述换电机器人100可被安装于换电站内的轨道2上，用于将停在换电站内的待换电车辆上的亏电电池包以吊装的方式取下并置换成满电电池包。

如图2及图3所示，所述顶座52包括相对设置的两个安装部521以及分别连接在两个安装部521两端的连接部522，所述安装部521与连接部522形成矩形框架。所述安装臂11的两端分别活动连接于安装部521的中间位置，两端分别向相反方向运动可使安装臂11绕顶座52转动，为了实现上述目的，所述安装臂11的至少一端与连接部522之间设有第一驱动装置31，所述第一驱动装置31驱动安装臂11朝远离或靠近安装第一驱动装置31的连接部522的方向运动，以使所述安装臂11相对于顶座52转动，以达到调整伸缩装置1角度的目的。在其他实施例中，也可以分别在安装臂11的两端均安装一个第一驱动装置31，特别地，两个第一驱动装置31安装在安装臂11的相对两侧，可以达到更好的控制转动角度的效果，所述第一驱动装置31优选为电机搭配传动轴310的组合形式。

请继续参考图5至图9，所述伸缩装置1的安装臂11两端均设有两个滚轮110，所述顶座52的安装部521上设有限位槽50，所述限位槽50用于限制滚轮110的运动方向。在本实施例中，所述限位槽50为两个且呈相对设置，所述限位槽50开口沿水平方向朝向顶座52的内部，限位槽50的横截面呈C形，限位槽50具有固定于安装部521上的底壁501及位于底壁501上下两侧的两个侧壁502，所述侧壁502具有圆弧形的外缘503，所述安装臂11相对于顶座52的转动时，滚轮110在弧形的限位槽50内沿位于下侧的侧壁502滚动，侧壁502圆弧形的外缘503则起到在水平方向上限制安装臂11活动范围的作用。在其他实施例中，也可以将限位槽50设置成开口朝上，此时需将限位槽50整体设计成圆弧形，而滚轮100则设置成沿底壁501滚动。

值得一提的是，在上述实施例中，侧壁502均具有圆弧形的外缘503，且该圆弧的直径小于安装臂11的长度，而限位槽50除了起导向作用外，还起承重作用，即是说伸缩装置1会将吊装的电池包的重量传递到滚轮110上并分担给限位槽50。优选地，顶座52还包括设置在两个安装部521之间的铰接部523，所述安装臂11的中部与铰接部523的中部通过转轴40转动连接，此时，两个安装部521上设置的限位槽50上的圆弧形外缘503所在的圆的圆心则是优选为转轴40的中心，转轴40的存在使得安装臂11的转动精度更加可控。在另一个实施例中，可以只设置一个限位槽50在其中一个安装部521上，安装臂11的一端设置滚轮110，而安装臂11的另一端直接通过转轴40安装在另一个安装部521上， 同样可以达到角度调整的目的。

在本实施例中，由于安装臂11是由刚性材料制造，当吊具14吊起电池包时，靠近电池包一侧的限位槽50的下侧的侧壁502、转轴40以及远离电池包一侧的限位槽50的上侧的侧壁502三个部位将共同形成支点，相对于仅靠设置一个转盘来调整伸缩装置1的角度而言，安装臂11的受力将更加合理。此时，通过第一驱动装置31推动安装臂11的任意一端，使滚轮110在限位槽50内滚动即可轻易实现伸缩装置1的精确转动，不难理解的是，安装臂11绕顶部52转动的角度范围受限位槽50的圆弧形外缘503的长度限制，容易想到的是，还可以在限位槽50中设置限位止挡块。

进一步地，所述安装部521在安装限位槽50的另一侧设有防脱卡槽504，所述安装臂11上设有朝滚轮110方向延伸的防脱扣件104，所述防脱扣件104延伸进入防脱卡槽504内，当限位槽50承受的载荷符合预设范围时，所述防脱扣件104并不与防脱卡槽504接触，而是留有微小的间隙，例如留有一至两毫米的间隙，但当该限位槽50承受超过设计载荷的重量时，防脱扣件104会被安装部521直接支撑住，即是说防脱扣件104会起到防止限位槽50变形、防止滚轮110从限位槽50中脱落的作用，使得换电更加安全可靠。 另外，所述安装臂11在安装转轴40的位置附近还设有防脱挂钩105，优选地，所述防脱挂钩105为四个，分布于转轴40的周围，可以起到防止转轴40从铰接部523的中部脱落的风险。进一步地，所述安装臂11的两端分别设有安装板101，所述防脱扣件104及滚轮110通过螺栓可拆卸地固定与安装板101上。

所述伸缩臂12沿其长度方向上设有互相平行的第一滑轨121和第二滑轨122，所述安装臂11上设有若干第一滑轮111，吊装臂13上设有若干第二滑轮132，安装臂11与伸缩臂12之间通过第一滑轮111与第一滑轨121滑动连接，吊装臂13与伸缩臂12之间通过第二滑轮132与第二滑轨122滑动连接。在其他实施例中，滑轮与滑轨的位置可以互换，即在安装臂11与吊装臂13上设置滑轨，而将滑轮设置在伸缩臂12上。优选地，所述第一滑轮111及第二滑轮132成组设置，例如由两个或者三个构成一组，以更好的传递力量和减少摩擦力。在本实施例中，所述安装臂11上还设有驱动伸缩臂12及吊装臂13相对于安装臂11滑动的第二驱动装置32。所述安装臂11与伸缩臂12之间设有齿条123，所述伸缩臂12与吊装臂13之间还设有齿条133，第二驱动装置32配合齿条123及齿条133可精确控制伸缩装置1的作业长度，所述齿条123及齿条133还可以设置成链条，优选通过被第二驱动装置32驱动的齿轮产生驱动力。所述吊装臂13与顶座52之间还设有拖链16，拖链16用于向吊具14供电及输出控制信号，所述拖链16的一端连接吊具14，另一端固定于顶座52上，通过线束连通至底座51上，优选地，所述底座51上设有控制模块（未标号）。

符合本实用新型的换电机器人100的伸缩装置1的角度可精确调整，因此吊具14本身可以不具有角度调整功能，且由于采用了升降装置5让伸缩装置1带动吊具14整体升降，因此吊具14相对于伸缩装置1在竖直方向上的距离可以固定不变，减少了柔性锁链或钢丝绳的使用，在提升了安全性、准确性的同时，降低了对驾驶员停车位置的要求，具有更稳定更可靠更高效的换电效果。

以上实施方式只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施方式限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (14)

1.一种换电机器人（100），包括升降装置（5）及安装于升降装置（5）上的伸缩装置（1），所述升降装置（5）包括互相平行设置的底座（51）及顶座（52），其特征在于，所述伸缩装置（1）包括转动连接于顶座（52）下方的安装臂（11）以及与安装臂（11）滑动连接的吊装臂（13），所述吊装臂（13）上设有吊具（14）。

2.根据权利要求1所述的换电机器人（100），其特征在于：所述顶座（52）的中间位置设有铰接部（523），所述安装臂（11）的中部与铰接部（523）通过转轴（40）转动连接。

3.根据权利要求2所述的换电机器人（100），其特征在于：所述顶座（52）具有相对设置于铰接部（523）两侧的两个安装部（521），所述安装臂（11）的两端分别活动连接于安装部（521）上。

4.根据权利要求3所述的换电机器人（100），其特征在于：所述顶座（52）还包括分别连接在两个安装部（521）两端的连接部（522），所述安装部（521）与连接部（522）形成框形，所述安装臂（11）的至少一端与连接部（522）之间设有第一驱动装置（31），所述第一驱动装置（31）驱动所述安装臂（11）相对于顶座（52）转动。

5.根据权利要求3所述的换电机器人（100），其特征在于：所述安装臂（11）的两端设有滚轮（110），所述顶座（52）的安装部（521）上设有限位槽（50），所述限位槽（50）用于限制滚轮（110）的运动方向。

6.根据权利要求5所述的换电机器人（100），其特征在于：所述限位槽（50）的横截面呈U形，限位槽（50）具有固定于安装部（521）上的底壁（501）及位于底壁（501）两侧的两个侧壁（502），所述侧壁（502）具有圆弧形的外缘（503），该圆弧的直径小于安装臂（11）的长度。

7.根据权利要求5所述的换电机器人（100），其特征在于：所述安装部（521）在安装限位槽（50）的另一侧设有防脱卡槽（504），所述安装臂（11）上设有朝滚轮（110）延伸的防脱扣件（104），所述防脱扣件（104）延伸进入防脱卡槽（504）内。

8.根据权利要求7所述的换电机器人（100），其特征在于：所述安装臂（11）的两端分别设有安装板（101），所述防脱扣件（104）及滚轮（110）通过螺栓可拆卸地固定与安装板（101）上。

9.根据权利要求2至8中任意一项所述的换电机器人（100），其特征在于：所述伸缩装置（1）还包括设置于安装臂（11）与吊装臂（13）之间的伸缩臂（12），所述伸缩臂（12）分别与安装臂（11）及吊装臂（13）滑动连接。

10.根据权利要求9所述的换电机器人（100），其特征在于：所述伸缩臂（12）沿其长度方向上设有互相平行的第一滑轨（121）和第二滑轨（122），所述安装臂（11）上设有若干第一滑轮（111），吊装臂（13）上设有若干第二滑轮（132），安装臂（11）与伸缩臂（12）之间通过第一滑轮（111）与第一滑轨（121）滑动连接，吊装臂（13）与伸缩臂（12）之间通过第二滑轮（132）与第二滑轨（122）滑动连接。

11.根据权利要求9所述的换电机器人（100），其特征在于：所述安装臂（11）上还设有驱动吊装臂（13）及伸缩臂（12）相对于安装臂（11）滑动的第二驱动装置（32）。

12.一种换电机器人（100），其具有升降装置（5）及安装于升降装置（5）上的伸缩装置（1），所述升降装置（5）包括互相平行设置的底座（51）及顶座（52），其特征在于，所述伸缩装置（1）包括转动连接于顶座（52）下方的安装臂（11）以及与安装臂（11）滑动连接的吊装臂（13），所述吊装臂（13）具有位于升降装置（5）一侧的第一活动位置及位于升降装置（5）另一侧的第二活动位置，所述吊装臂（13）上设有吊具（14）。

13.根据权利要求12所述的换电机器人（100），其特征在于：所述顶座（52）的上设有铰接部（523），所述安装臂（11）与铰接部（523）通过转轴（40）转动连接。

14.根据权利要求13所述的换电机器人（100），其特征在于：所述顶座（52）具有相对设置于铰接部（523）两侧的两个安装部（521），所述安装臂（11）的两端分别活动连接于安装部（521）上。