伺服型電動(dòng)汽車(chē)電池更換系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種伺服型電動(dòng)汽車(chē)電池更換系統(tǒng)，本系統(tǒng)包括：抓取模塊、轉(zhuǎn)位模塊、堆垛模塊、控制模塊以及行走模塊；所述抓取模塊、轉(zhuǎn)位模塊、堆垛模塊和控制模塊共同布置于行走架上；所述行走架與行走模塊連接后共同布置于軌道上；所述抓取模塊與公交車(chē)對(duì)接，抓取公交車(chē)上的電池；所述抓取模塊一側(cè)設(shè)置有控制模塊，另一側(cè)與轉(zhuǎn)位模塊連接，將電池傳遞給轉(zhuǎn)位模塊；所述轉(zhuǎn)位模塊還與堆垛模塊連接，將電池傳遞給堆垛模塊；所述堆垛模塊與充電架連接，將電池傳遞給充電架進(jìn)行堆垛充電。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，工作可靠性高，提高電池更換的工作效率，適用于純電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域充電電池的換裝作業(yè)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】伺服型電動(dòng)汽車(chē)電池更換系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域，特別地，涉及一種電動(dòng)汽車(chē)電池更換設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)汽車(chē)作為實(shí)現(xiàn)交通能源轉(zhuǎn)型的途徑之一，近年來(lái)已經(jīng)成為世界各主要國(guó)家和汽車(chē)制造廠商共同的戰(zhàn)略選擇。電動(dòng)汽車(chē)的電力來(lái)源主要由電池來(lái)提供，電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航能力和動(dòng)力指標(biāo)決定了電池體積較大、重量沉，不適合人工手動(dòng)更換。
[0003]隨著我國(guó)低碳經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略的實(shí)施，電動(dòng)汽車(chē)逐步公交化、大眾化，需要我們提供一種系統(tǒng)化的電動(dòng)汽車(chē)電池更換系統(tǒng)，且該系統(tǒng)要求更換效率高，工作可靠性好。
[0004]目前，現(xiàn)有電池更換系統(tǒng)采用整體式結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)體積大，整體剛度低，電池更換中需頻繁地轉(zhuǎn)位，工作效率低。同時(shí)，現(xiàn)有電池更換系統(tǒng)控制系統(tǒng)采用開(kāi)閉控制，使得在電池更換中抓取、定位精度不高，系統(tǒng)可靠性低。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]為了克服現(xiàn)有系統(tǒng)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提出一種伺服型控制、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電動(dòng)汽車(chē)電池自動(dòng)更換系統(tǒng)，高效高可靠性地實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)電池的換裝。
[0006]為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的所采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種伺服型電動(dòng)汽車(chē)電池更換系統(tǒng)，本系統(tǒng)包括:抓取模塊、轉(zhuǎn)位模塊、堆垛模塊、控制模塊以及行走模塊；所述抓取模塊、轉(zhuǎn)位模塊、堆垛模塊和控制模塊共同布置于行走架上；所述行走架與行走模塊連接后共同布置于軌道上；所述抓取模塊與公交車(chē)對(duì)接，抓取公交車(chē)上的電池；所述抓取模塊一側(cè)設(shè)置有控制模塊，另一側(cè)與轉(zhuǎn)位模塊連接，將電池傳遞給轉(zhuǎn)位模塊；所述轉(zhuǎn)位模塊還與堆垛模塊連接，將電池傳遞給堆垛模塊；所述堆垛模塊與充電架連接，將電池傳遞給充電架進(jìn)行堆垛充電。
[0008]所述抓取模塊包括貨叉、抓取機(jī)械手、抓取提升總成及移位撥叉總成；所述抓取機(jī)械手滑動(dòng)設(shè)置于貨叉的滑軌上；所述抓取機(jī)械手通過(guò)抓取絲桿與抓取減速器連接；所述抓取機(jī)械手經(jīng)過(guò)抓取減速器在抓取伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下沿滑軌往復(fù)滑動(dòng)；所述抓取機(jī)械手可以將電池抓取到貨叉；所述貨叉通過(guò)貨叉絲桿與貨叉伺服電機(jī)連接；所述貨叉伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)貨叉減速器經(jīng)過(guò)貨叉絲桿帶動(dòng)貨叉在導(dǎo)軌內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)；所述移位撥叉總成設(shè)置于貨叉上方，在抓取提升總成的配合下將貨叉上的電池調(diào)撥到轉(zhuǎn)位模塊上。
[0009]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):
[0010]1、電池抓取與電池轉(zhuǎn)位為低位操作，與充電架上電池取放的高位操作相分離，使得整機(jī)系統(tǒng)在保證功能的情況下，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小。
[0011]2、各模塊驅(qū)動(dòng)均采用伺服電機(jī)、滾珠絲桿及齒輪齒條傳動(dòng)，便于實(shí)現(xiàn)整機(jī)系統(tǒng)的閉環(huán)與半閉環(huán)控制，使得各驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠做小位移調(diào)整，提聞系統(tǒng)定位精度，同時(shí)提聞系統(tǒng)的工作效率。
[0012]3、采用模塊化設(shè)計(jì)，有利于系統(tǒng)的安裝、調(diào)試及日常維護(hù)。【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的平面布置圖；
[0014]圖2為本實(shí)用新型的三維立體圖；
[0015]圖3為本實(shí)用新型的抓手模塊貨叉總成立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖圖1、2、3對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0017]—種伺服型電動(dòng)汽車(chē)電池更換系統(tǒng)，本系統(tǒng)包括:抓取模塊1、轉(zhuǎn)位模塊2、堆垛模塊3、控制模塊4以及行走模塊5 ;所述抓取模塊1、轉(zhuǎn)位模塊2、堆垛模塊3和控制模塊4共同布置于行走架上；所述行走架與行走模塊5連接后共同布置于軌道22上；行走模塊帶動(dòng)行走架沿軌道往復(fù)運(yùn)動(dòng)。所述抓取模塊I與公交車(chē)7對(duì)接，抓取公交車(chē)7上的電池8 ;所述抓取模塊I 一側(cè)設(shè)置有控制模塊4，另一側(cè)與轉(zhuǎn)位模塊2連接，將電池8傳遞給轉(zhuǎn)位模塊2 ；所述轉(zhuǎn)位模塊2還與堆垛模塊3連接，將電池8傳遞給堆垛模塊3 ;所述堆垛模塊3與充電架6連接，將電池8傳遞給充電架6進(jìn)行堆垛充電。
[0018]所述抓取模塊I包括貨叉24、抓取機(jī)械手9、抓取提升總成23及移位撥叉總成18 ；所述抓取機(jī)械手9滑動(dòng)設(shè)置于貨叉24的滑軌上；所述抓取機(jī)械手9通過(guò)抓取絲桿10與抓取減速器11連接；所述抓取機(jī)械手9經(jīng)過(guò)抓取減速器11在抓取伺服電機(jī)12的驅(qū)動(dòng)下沿滑軌往復(fù)滑動(dòng)；所述抓取機(jī)械手9可以將電池8抓取到貨叉24 ;所述貨叉24通過(guò)貨叉絲桿15與貨叉伺服電機(jī)13連接；所述貨叉伺服電機(jī)13驅(qū)動(dòng)貨叉減速器14經(jīng)過(guò)貨叉絲桿15帶動(dòng)貨叉24在導(dǎo)軌內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)；所述移位撥叉總成18設(shè)置于貨叉24上方，在抓取提升總成23的配合下將貨叉24上的電池8調(diào)撥到轉(zhuǎn)位模塊2上。
[0019]所述機(jī)械手9經(jīng)導(dǎo)軌滑設(shè)于貨叉24上，由機(jī)械手伸縮機(jī)構(gòu)與貨叉伸縮機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)電池8的抓取和位移，通過(guò)移位撥叉總成18實(shí)現(xiàn)將電池8移位到轉(zhuǎn)位模塊2。
[0020]所述轉(zhuǎn)位模塊2包括轉(zhuǎn)位平臺(tái)17及轉(zhuǎn)位驅(qū)動(dòng)總成16 ;所述轉(zhuǎn)位平臺(tái)17至少為5層結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)位平臺(tái)17下部設(shè)置有轉(zhuǎn)位驅(qū)動(dòng)總成16 ;所述轉(zhuǎn)位驅(qū)動(dòng)總成16設(shè)置于行走架上；所述以適應(yīng)電動(dòng)公交7所帶4塊電池的換裝。所述轉(zhuǎn)位模塊2通過(guò)其下部設(shè)置的轉(zhuǎn)位驅(qū)動(dòng)總成16 ;實(shí)現(xiàn)電池8公交安裝位與充電架上充電位的180°方向轉(zhuǎn)換。
[0021]所述堆垛模塊3包括與抓取模塊I相同的電池運(yùn)輸結(jié)構(gòu)和堆垛提升機(jī)構(gòu)；所述堆垛提升機(jī)構(gòu)由堆垛伺服電機(jī)19驅(qū)動(dòng)堆垛減速器20鏈輪帶動(dòng)堆垛鏈條21旋轉(zhuǎn)；帶動(dòng)電池運(yùn)輸結(jié)構(gòu)的升降運(yùn)動(dòng)，將電池8送至電池充電架6,實(shí)現(xiàn)電動(dòng)公交車(chē)無(wú)電電池的充電操作。
[0022]所述行走模塊5由伺服電機(jī)經(jīng)減速器帶動(dòng)小齒輪，小齒輪通過(guò)與安裝在軌道22上的齒條相嚙合；所述行走模塊5驅(qū)動(dòng)行走架沿軌道22往復(fù)運(yùn)行。
[0023]所述控制模塊4包括各伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、PLC控制器及位置和距離傳感器等電氣控制元件，與上述各模塊協(xié)同，實(shí)現(xiàn)伺服型電動(dòng)汽車(chē)電池更換系統(tǒng)的閉環(huán)與半閉環(huán)控制。
[0024]本實(shí)用新型伺服型電動(dòng)汽車(chē)電池更換系統(tǒng)電池更換與電池充電流程為:
[0025]準(zhǔn)備狀態(tài):電動(dòng)公交7駛?cè)腚姵負(fù)Q裝區(qū)域；堆垛模塊3將4節(jié)有電電池儲(chǔ)備至轉(zhuǎn)位模塊2中轉(zhuǎn)位平臺(tái)17，轉(zhuǎn)位模塊2轉(zhuǎn)位180°使電池8面向汽車(chē)一側(cè)。
[0026]更換流程:行走模塊5驅(qū)動(dòng)整系統(tǒng)至第一舊電池位一抓取模塊I抓取并移載第一節(jié)舊電池至轉(zhuǎn)位模塊2的空位——抓取模塊I抓取并移載第一節(jié)新電池從轉(zhuǎn)位模塊2至抓取模塊I—抓取模塊I安裝第一節(jié)新電池至電動(dòng)公交7—抓取提升總成23驅(qū)動(dòng)貨叉至第二舊電池位——抓取模塊I抓取并移載第二節(jié)舊電池至轉(zhuǎn)位模塊2的空位——抓取模塊I抓取并移載第二節(jié)新電池從轉(zhuǎn)位模塊2至抓取模塊I——抓取模塊I安裝第二節(jié)新電池至電動(dòng)公交7—行走模塊5驅(qū)動(dòng)整系統(tǒng)至第三舊電池位一抓取模塊I抓取并移載第三節(jié)舊電池至轉(zhuǎn)位模塊2的空位——抓取模塊I抓取并移載第三節(jié)新電池從轉(zhuǎn)位模塊2至抓取模塊I—抓取模塊I安裝第三節(jié)新電池至電動(dòng)公交7—行走模塊5驅(qū)動(dòng)整系統(tǒng)至第四舊電池位一抓取模塊I抓取并移載第四節(jié)舊電池至轉(zhuǎn)位模塊2的空位一抓取模塊I抓取并移載第四節(jié)新電池從轉(zhuǎn)位模塊2至抓取模塊I—抓取模塊I安裝第四節(jié)新電池至電動(dòng)公交7——電動(dòng)公交7的電池8換裝完畢駛出，實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)汽車(chē)的電池更換。
[0027]充電流程:繼上步(抓取模塊I抓取并移載第四節(jié)新電池從轉(zhuǎn)位模塊2至抓取模塊I)——轉(zhuǎn)位模塊2轉(zhuǎn)位180°使電池面向充電架一側(cè)——堆垛模塊3依次移載并抓取四節(jié)舊電池至電池充電架6充電位——堆垛模塊3取四節(jié)新電池至轉(zhuǎn)位模塊2中轉(zhuǎn)位平臺(tái)17——轉(zhuǎn)位模塊2轉(zhuǎn)位180°，實(shí)現(xiàn)舊電池充電并為下一電動(dòng)汽車(chē)電池更換做前期準(zhǔn)備。
【權(quán)利要求】
1.伺服型電動(dòng)汽車(chē)電池更換系統(tǒng)，其特征在于: 本系統(tǒng)包括:抓取模塊(I)、轉(zhuǎn)位模塊(2)、堆垛模塊(3)、控制模塊(4)以及行走模塊(5)； 所述抓取模塊(I)、轉(zhuǎn)位模塊(2)、堆垛模塊(3)和控制模塊(4)共同布置于行走架上；所述行走架與行走模塊(5)連接后共同布置于軌道(22)上； 所述抓取模塊(I)與公交車(chē)(7 )對(duì)接，抓取公交車(chē)(7 )上的電池(8 ); 所述抓取模塊(I) 一側(cè)設(shè)置有控制模塊(4 )，另一側(cè)與轉(zhuǎn)位模塊(2 )連接，將電池(8 )傳遞給轉(zhuǎn)位模塊(2); 所述轉(zhuǎn)位模塊(2 )還與堆垛模塊(3 )連接，將電池(8 )傳遞給堆垛模塊(3 ); 所述堆垛模塊(3 )與充電架(6 )連接，將電池(8 )傳遞給充電架(6 )進(jìn)行堆垛充電。
2.按權(quán)利要求1所述的伺服型電動(dòng)汽車(chē)電池更換系統(tǒng)；其特征在于: 所述抓取模塊(I)包括貨叉(24)、抓取機(jī)械手(9)、抓取提升總成(23)及移位撥叉總成(18)；所述抓取機(jī)械手(9)滑動(dòng)設(shè)置于貨叉(24)的滑軌上；所述抓取機(jī)械手(9)通過(guò)抓取絲桿(10 )與抓取減速器(11)連接；所述抓取機(jī)械手(9 )經(jīng)過(guò)抓取減速器(11)在抓取伺服電機(jī)(12)的驅(qū)動(dòng)下沿滑軌往復(fù)滑動(dòng)；所述抓取機(jī)械手(9)可以將電池(8)抓取到貨叉(24)；所述貨叉(24)通過(guò)貨叉絲桿(15)與貨叉伺服電機(jī)(13)連接；所述貨叉伺服電機(jī)(13)驅(qū)動(dòng)貨叉減速器(14)經(jīng)過(guò)貨叉絲桿(15)帶動(dòng)貨叉(24)在導(dǎo)軌內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)； 所述移位撥叉總成(18)設(shè)置于貨叉(24)上方，在抓取提升總成(23)的配合下將貨叉(24)上的電池(8)調(diào)撥到轉(zhuǎn)位模塊(2)上。
3.按權(quán)利要求1所述的伺服型電動(dòng)汽車(chē)電池更換系統(tǒng)；其特征在于: 所述轉(zhuǎn)位模塊(2)包括轉(zhuǎn)位平臺(tái)(17)及轉(zhuǎn)位驅(qū)動(dòng)總成(16)； 所述轉(zhuǎn)位平臺(tái)(17)至少為5層結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)位平臺(tái)(17)下部設(shè)置有轉(zhuǎn)位驅(qū)動(dòng)總成(16);所述轉(zhuǎn)位驅(qū)動(dòng)總成(16)設(shè)置于行走架上。
4.按權(quán)利要求1所述的伺服型電動(dòng)汽車(chē)電池更換系統(tǒng)；其特征在于: 所述堆垛模塊(3)包括與抓取模塊(I)相同的電池運(yùn)輸結(jié)構(gòu)和堆垛提升機(jī)構(gòu)； 所述堆垛提升機(jī)構(gòu)由堆垛伺服電機(jī)(19 )驅(qū)動(dòng)堆垛減速器(20 )鏈輪帶動(dòng)堆垛鏈條(21)旋轉(zhuǎn)；帶動(dòng)電池運(yùn)輸結(jié)構(gòu)的升降運(yùn)動(dòng)，將電池(8)送至電池充電架(6)，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)公交車(chē)無(wú)電電池的充電操作。
5.按權(quán)利要求1所述的伺服型電動(dòng)汽車(chē)電池更換系統(tǒng)；其特征在于: 所述行走模塊(5)由伺服電機(jī)經(jīng)減速器帶動(dòng)小齒輪，小齒輪通過(guò)與安裝在軌道(22)上的齒條相嚙合；所述行走模塊(5)驅(qū)動(dòng)行走架沿軌道(22)往復(fù)運(yùn)行。
【文檔編號(hào)】B60S5/06GK203511607SQ201320673362
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】楊兵鋒, 史博, 閆宏光, 夏冬, 馬淑平, 姜玉嬌 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)中科正方新能源技術(shù)有限公司