CN220281350U - 一种穿梭车用电池快换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种穿梭车用电池快换装置，包括具有多个充电位的充电基座、拾取电池的取放装置、以及驱动取放装置运动龙门滑台模组；龙门滑台模组驱动取放装置运动以将穿梭车电池取出并输送至任一充电位处，龙门滑台模组还可驱动取放装置运动以将充电位处的电池输送至穿梭车处并将电池安装在充电基座穿梭车上。本实用新型通过设置充电基座对取下的电池进行充电，充电基座的电池位为多个、并保留至少一个空闲充电位，可对多台穿梭车持续供电。本实用新型能够有效解决穿梭车在高频快速运行环境下持续工作的问题，安全有效，不用全货架布置集电刷等设施，只占一个货位的情况下对多台穿梭车持续供电，以达到穿梭车持续不间断运行目的，高效便捷。

Description

一种穿梭车用电池快换装置

技术领域

本实用新型属于电池快换装置领域，具体涉及一种穿梭车用电池快换装置。

背景技术

现阶段，很多仓储物流行业由原先的多层人工取放的仓库改为自动化无人立体仓库，并且立库系统正走向成熟，其中穿梭车在立库系统中占据主要位置。目前，穿梭车的电池一般采用锂电池，充电方式为自动充电或者人工充电，但在运行频率高，运行速度快的地方，穿梭车的自动充电或者人工充电无法满足运行要求。

相近领域，比如电动汽车领域，通过设置电池更换装置来解决前述问题。CN202210307543.2披露了一种电池更换装置，其通过抓取机构、升降机构、安装座和位置调整驱动机构配合可以实现车辆电池的更换功能，通过在抓取机构移动路径的下方设置第一暂存工位和第二暂存工位能够暂时存放满电电池和亏电电池，有利于提高换电时的效率，缩短换电时间。但前述用于车辆电池的电池更换装置结构复杂、体积较大，不适用于穿梭车电池快换，而且仅设置第一暂存工位和第二暂存工位暂时存放满电电池和亏电电池，不能满足多台穿梭车持续供电的需求。

实用新型内容

本实用新型旨在解决现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是提供一种穿梭车用电池快换装置。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种穿梭车用电池快换装置，包括充电基座、拾取电池的取放装置、以及安装在充电基座上的驱动取放装置运动的龙门滑台模组；充电基座上设置有能够对电池进行充电的多个充电位，至少其中一个充电位为空闲充电位；龙门滑台模组驱动取放装置运动以将充电基座处的穿梭车电池取出并输送至任一充电位处，龙门滑台模组还可驱动取放装置运动以将电池放置于充电位或从充电位拾取电池，龙门滑台模组还可驱动取放装置运动以将充电位处的电池输送至穿梭车处并将电池安装在充电基座穿梭车上。

上述技术方案，由龙门滑台模组驱动取放装置运动、以输送电池及取放电池位和穿梭车的电池，实现穿梭车电池的快速更换；通过设置充电基座对取下的电池进行充电，充电基座的电池位为多个、并保留至少一个空闲充电位，可对多台穿梭车持续供电。本实用新型能够有效解决穿梭车在高频快速运行环境下持续工作的问题，安全有效，不用全货架布置集电刷等设施，只占一个货位的情况下对多台穿梭车持续供电，以达到穿梭车持续不间断运行目的，高效便捷。

在本实用新型的一种优选实施方式中，穿梭车位于充电基座的下方以进行电池更换，充电基座上还开设有电池出入口，取放装置拾取的电池能够经电池出入口穿进穿出，取放装置通过电池出入口进行穿梭车电池的更换。

上述技术方案，通过设置电池出入口，穿梭车运行至充电基座下方，穿梭车电池对准电池出入口以进行电池更换，使得取放装置只需在覆盖充电基座的竖直方向的空间运动，进一步减小该电池快换装置所占空间体积。

在本实用新型的一种优选实施方式中，电池出入口设在充电基座的中间，电池出入口为贯穿充电基座的上下方向设置的通孔。

上述技术方案，电池出入口设在充电基座的中间，相比设在充电基座的的边侧，本方案使得取放装置总体的运行路径更短，节约能耗。

在本实用新型的一种优选实施方式中，龙门滑台模组包括分别安装于充电基座两侧的平行设置的两根滑轨，两根滑轨滑动连接有一根横跨两根滑轨的横梁，横梁连接有驱动其在两根滑轨上运动的第一驱动机构，取放装置安装在横梁上，横梁上设有驱动取放装置沿横梁的长度方向运动的第二驱动机构、以及驱动取放装置沿竖直方向运动的第三驱动机构。

上述技术方案，由第一驱动机构驱动横梁沿滑轨的长度方向运动，实现取放装置的前后运动，由第二驱动机构驱动取放装置沿横梁的长度方向运动，实现取放装置的左右运动，由第三驱动机构驱动取放装置在横梁上竖向运动，实现取放装置的上下运动，以此实现取放装置在立体空间中的运动，以更换穿梭车电池。

在本实用新型的一种优选实施方式中，充电基座为矩形板状结构，充电基座的四周固接有防护板；和/或多个充电位在充电基座上按矩形阵列排布。

上述技术方案，防护板与充电基座之间构成容纳电池的空间，可避免电池因意外滑脱充电基座；多个充电位在充电基座上按矩形阵列排布，使得取放装置运行的路线更简单。

在本实用新型的另一种优选实施方式中，取放装置为机械手或者能够通过磁力拾取电池的电磁铁。

在本实用新型的另一种优选实施方式中，电池与充电基座的充电位处分别设置有相匹配的固定基准孔和充电快插接头。

上述技术方案，将电池置于充电位处，取放装置使两者的固定基准孔对准，两者充电快插接头电性连接，实现电池与充电位的快速连接与取走。

在本实用新型的另一种优选实施方式中，充电基座上还设有用于检测穿梭车到位的货物检测传感器，货物检测传感器的到位信号输出端与电池充电取放控制系统的输入端相连，电池充电取放控制系统的输出控制端与龙门滑台模组的使能端相连。

上述技术方案，通过设置货物检测传感器检测穿梭车的到位情况并反馈给电池充电取放控制系统，由电池充电取放控制系统控制龙门滑台模组工作，以使取放装置动作以更换穿梭车电池，无需人工手动启停龙门滑台模组，提高自动化。

在本实用新型的另一种优选实施方式中，该电池快换装置还包括安装在充电基座上的行程开关和读码器，读码器的信号输入端与电池的电量信息输出端连接，读码器的信号输出端与电池充电取放控制系统的输入端相连，穿梭车到位时触碰行程开关并停止。

上述技术方案，通过设置行程开关对穿梭车到位的终止位置进行限位，保证穿梭车准确到达该电池快换装置处；读码器用于读取穿梭车的电量信息并上传电池充电取放控制系统。

在本实用新型的另一种优选实施方式中，该电池快换装置还包括报警系统，电池充电取放控制系统的报警控制端与报警系统的使能端相连。

上述技术方案，通过设置报警系统，对穿梭车到位停放位置不对、以及或取放装置无法工作等进行提示报警。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请实施例的穿梭车用电池快换装置的立体结构示意图。

说明书附图中的附图标记包括：充电基座10、电池出入口11、防护板12、取放装置20、龙门滑台模组30、滑轨31、滑架32、横梁33、滑座34、立柱35、第一驱动机构/第一电机36、第二驱动机构/第二电机37、第三驱动机构/第三电机38、电池40。

具体实施方式

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，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅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，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“竖向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本实用新型提供了一种穿梭车用电池快换装置，如图1所示，在本实用新型的一种优选实施方式中，该电池快换装置包括充电基座10、拾取电池40的取放装置20、以及安装在充电基座10上的驱动取放装置20运动的龙门滑台模组30。

其中，充电基座10为矩形板状结构，充电基座10的四周固接有防护板12，四块防护板12与充电基座10之间形成容纳电池的容置空间。充电基座10上设置有能够对电池40进行充电的多个充电位，至少其中一个充电位为空闲充电位。优选多个充电位在充电基座10上按矩形阵列排布。

其中，龙门滑台模组30驱动取放装置20运动以将充电基座10处的穿梭车电池40取出并输送至任一充电位处，龙门滑台模组30还可驱动取放装置20运动以将电池40放置于充电位或从充电位拾取电池40，龙门滑台模组30还可驱动取放装置20运动以将充电位处的电池40输送至穿梭车处并将电池40安装在穿梭车上。

在本实施方式中，取放装置20为机械手或者能够通过磁力拾取电池40的电磁铁。电池40与充电基座10的充电位处分别设置有相匹配的固定基准孔和充电快插接头。

使用该电池快换装置时，该电池快换装置通过充电基座10固定在立库系统的货架终端导轨的上部，当穿梭车检测到其电池电量低需进行充电时，穿梭车空车运行到充电基座10处，龙门滑台模组30驱动取放装置20运动，取放装置20将穿梭车上的电池取出、并输送至充电基座10的空闲充电位处，取放装置20将取下的电池与空闲充电位处的固定基准孔准确对接，同时两者的充电快插接头也电性连接，开始对取下的电池充电。之后，取放装置20取出充电基座10上已经充电完成的其他电池、并输送至穿梭车的电池位置，通过两者的安装基准孔安装固定，同时连接电池转换接头，由新换的电池对穿梭车进行供电。穿梭车检测到满电信号后会开出该电池快换装置，前往工作位进行工作，周而复始。

在本实用新型的另一种优选实施方式中，穿梭车位于充电基座10的下方以进行电池更换，充电基座10上还开设有电池出入口11，电池出入口11设在充电基座10的中间，电池出入口11为贯穿充电基座10的上下方向设置的矩形通孔。穿梭车的电池40正对电池出入口11且位于其下方，取放装置20拾取的电池40能够经电池出入口11穿进穿出，取放装置20通过电池出入口11进行穿梭车电池40的更换。

在本实用新型中，龙门滑台模组30包括分别安装于充电基座10左右两侧的平行设置的两根滑轨31，所有充电位其其上的电池40位于两根滑轨31之间的空间。两根滑轨31滑动连接有一根横跨两根滑轨31的横梁33，横梁33的高度高于充电基座10上的电池40，横梁33连接有驱动其在两根滑轨31上直线运动的第一驱动机构36，取放装置20安装在横梁33上，横梁33上设有驱动取放装置20沿横梁33的长度方向运动的第二驱动机构37、以及驱动取放装置20沿竖直方向运动的第三驱动机构38。

采用这样的技术方案，由第一驱动机构36驱动横梁33沿滑轨31的长度方向运动，实现取放装置20的前后运动，由第二驱动机构37驱动取放装置20沿横梁33的长度方向运动，实现取放装置20的左右运动，由第三驱动机构38驱动取放装置20在横梁33上竖向运动，实现取放装置20的上下运动，以此实现取放装置20在立体空间中的运动，以更换穿梭车电池40。

具体地，两根滑轨31上各滑动连接有一个滑架32，横梁33的两端分别与两个滑架32固定连接，第一驱动机构36驱动两个滑架32同步运动以使横梁33沿滑轨31的长度方向运动，比如第一驱动机构36包括驱动两个滑架32分别在两根滑轨31上运动的两个第一电机，第一电机36通过螺栓安装在滑轨31的后端，第一电机36的输出轴沿滑轨31的长度方向延伸，第一电机36为直线电机或该第一电机36的旋转输出轴同轴固接有与滑架32螺纹连接的第一丝杠。

横梁33上滑动连接有滑座34，滑座34上竖向滑动连接有立柱35，取放装置20安装在立柱35的下端。第二驱动机构37为驱动滑座34在横梁33上运动的第二电机，第二电机37通过螺栓安装在横梁33的左端，第二电机37的输出轴沿横梁33的长度方向延伸，第二电机37为直线电机或该第二电机37的旋转输出轴同轴固接有与滑座34螺纹连接的第二丝杠。第三驱动机构38为驱动立柱35在滑座34上竖向运动的第三电机，第三电机38通过螺栓安装在立柱35的顶部，第三电机38的输出轴沿立柱35的长度方向延伸，第三电机38的旋转输出轴同轴固接有与滑座34螺纹连接的第三丝杠。

其中，龙门滑台模组30的所有电机(包括第一电机36、第二电机37和第三电机38)均采用伺服电机加控制器的方式，精度可控，可选用速度模式和位置模式控制前后、左右和上下距离，并含有电动抱闸，能有效起到静止效果。

需要说明的是，采用多个伺服电机作为动力驱动以实现取放装置20的前后、左右和竖向运动的原理和控制方法为现有技术，不是本实用新型的创新点，在此不详述。

在本实用新型的另一优选实施方式中，充电基座10上还设有用于检测穿梭车到位的货物检测传感器(图中未示出)，比如货物检测传感器为安装在充电基座10下端的红外感应器，货物检测传感器的到位信号输出端与电池充电取放控制系统的输入端相连，电池充电取放控制系统的输出控制端与龙门滑台模组30的使能端相连，具体与第一电机36、第二电机37和第三电机38的使能端相连，电池充电取放控制系统还与充电基座10电性连接。

采用前述的技术方式，当穿梭车运行至充电基座10下方时，充电基座10上的货物检测传感器检测到穿梭车到位以后，给电池充电取放控制系统一个信号，由电池充电取放控制系统控制龙门滑台模组30工作以驱动取放装置20运动，取放装置20先移动到电池出入口11，然后向下穿过电池出入口11并与穿梭车的电池连接，取放装置20将穿梭车的电池取出，向上提升穿过电池出入口11且位于其上方。通过电池充电取放控制系统得知空闲充电位，取下的电池与充电基座10上的空闲充电位的固定基准孔准确对接，同时两者的充电快插接头也连接到一块，充电基座10接到信号开始工作对低电量电充电。在取放装置20放下低电量电池后，根据电池充电取放控制系统传输的指令，取出充电基座10上已经充电完成的其他电池40、并经电池出入口11放置到穿梭车电池40位置，由新换的电池40对穿梭车进行供电。

在另一优选的实施方式中，该电池快换装置还包括安装在充电基座10上的行程开关和读码器(图中未示出)。其中，行程开关安装在充电基座10下端，穿梭车到位时触碰行程开关并停止运动，此时穿梭车的电池正对电池出入口11；读码器的信号输入端与电池的电量信息输出端连接，读码器的信号输出端与电池充电取放控制系统的输入端相连，读码器用于读取穿梭车的电量信息并上传电池充电取放控制系统。

在另一优选的实施方式中，该电池快换装置还包括报警系统，报警系统采用指示灯报警器，电池充电取放控制系统的报警控制端与指示灯报警器的使能端相连。在本实施方式中，货物检测传感器的错位信号输出端与电池充电取放控制系统的错位信息输入端连接；取放装置20的停止工作信号输出端与电池充电取放控制系统的取放装置故障信息输入端连接，具体可通过设置位置传感器，通过检测取放装置20一定时间(例如一天)的位置变化，当取放装置20一定时间(例如一天)的位置无变化时，位置传感器输出取放装置20停止工作信号并传送给电池充电取放控制系统。当电池充电取放控制系统接收到错位信息或取放装置20停止工作信号信息时，电池充电取放控制系统的报警控制端输出报警信号，报警系统进行提示报警。

在本说明书的描述中，参考术语“优选的实施方式”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种穿梭车用电池快换装置，其特征在于，包括充电基座、拾取电池的取放装置、以及安装在充电基座上的驱动所述取放装置运动的龙门滑台模组；

所述充电基座上设置有能够对电池进行充电的多个充电位，至少其中一个充电位为空闲充电位取放装置；

所述龙门滑台模组驱动所述取放装置运动以将充电基座处的穿梭车电池取出并输送至任一充电位处，所述龙门滑台模组还可驱动所述取放装置运动以将电池放置于充电位或从充电位拾取电池，所述龙门滑台模组还可驱动所述取放装置运动以将充电位处的电池输送至穿梭车处并将电池安装在充电基座穿梭车上。

2.如权利要求1所述的一种穿梭车用电池快换装置，其特征在于，所述穿梭车位于充电基座的下方以进行电池更换，所述充电基座上还开设有电池出入口，所述取放装置拾取的电池能够经所述电池出入口穿进穿出，所述取放装置通过所述电池出入口进行穿梭车电池的更换。

3.如权利要求2所述的一种穿梭车用电池快换装置，其特征在于，所述电池出入口设在充电基座的中间，所述电池出入口为贯穿充电基座的上下方向设置的通孔。

4.如权利要求1所述的一种穿梭车用电池快换装置，其特征在于，所述龙门滑台模组包括分别安装于充电基座两侧的平行设置的两根滑轨，两根滑轨滑动连接有一根横跨两根滑轨的横梁，横梁连接有驱动其在两根滑轨上运动的第一驱动机构，所述取放装置安装在所述横梁上，横梁上设有驱动所述取放装置沿横梁的长度方向运动的第二驱动机构、以及驱动所述取放装置沿竖直方向运动的第三驱动机构。

5.如权利要求1所述的一种穿梭车用电池快换装置，其特征在于，所述充电基座为矩形板状结构，所述充电基座的四周固接有防护板；

和/或多个所述充电位在所述充电基座上按矩形阵列排布。

6.如权利要求1所述的一种穿梭车用电池快换装置，其特征在于，所述取放装置为机械手或者能够通过磁力拾取电池的电磁铁。

7.如权利要求1-6中任一项所述的一种穿梭车用电池快换装置，其特征在于，所述电池与充电基座的充电位处分别设置有相匹配的固定基准孔和充电快插接头。

8.如权利要求1-6中任一项所述的一种穿梭车用电池快换装置，其特征在于，所述充电基座上还设有用于检测穿梭车到位的货物检测传感器，货物检测传感器的到位信号输出端与电池充电取放控制系统的输入端相连，电池充电取放控制系统的输出控制端与所述龙门滑台模组的使能端相连。

9.如权利要求8所述的一种穿梭车用电池快换装置，其特征在于，还包括安装在充电基座上的行程开关和读码器，读码器的信号输入端与电池的电量信息输出端连接，读码器的信号输出端与电池充电取放控制系统的输入端相连，穿梭车到位时触碰行程开关并停止。

10.如权利要求8所述的一种穿梭车用电池快换装置，其特征在于，还包括报警系统，电池充电取放控制系统的报警控制端与所述报警系统的使能端相连。