伺服型電動汽車電池更換系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種伺服型電動汽車電池更換系統(tǒng)，本系統(tǒng)包括：抓取模塊、轉位模塊、堆垛模塊、控制模塊以及行走模塊；所述抓取模塊、轉位模塊、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對接，抓取公交車上的電池；所述抓取模塊一側設置有控制模塊，另一側與轉位模塊連接，將電池傳遞給轉位模塊；所述轉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行堆垛充電。本實用新型結構緊湊，占地面積小，工作可靠性高，提高電池更換的工作效率，適用于純電動汽車領域充電電池的換裝作業(yè)。
【專利說明】伺服型電動汽車電池更換系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電動汽車領域，特別地，涉及一種電動汽車電池更換設備。
【背景技術】
[0002]電動汽車作為實現交通能源轉型的途徑之一，近年來已經成為世界各主要國家和汽車制造廠商共同的戰(zhàn)略選擇。電動汽車的電力來源主要由電池來提供，電動汽車續(xù)航能力和動力指標決定了電池體積較大、重量沉，不適合人工手動更換。
[0003]隨著我國低碳經濟戰(zhàn)略的實施，電動汽車逐步公交化、大眾化，需要我們提供一種系統(tǒng)化的電動汽車電池更換系統(tǒng)，且該系統(tǒng)要求更換效率高，工作可靠性好。
[0004]目前，現有電池更換系統(tǒng)采用整體式結構，其結構體積大，整體剛度低，電池更換中需頻繁地轉位，工作效率低。同時，現有電池更換系統(tǒng)控制系統(tǒng)采用開閉控制，使得在電池更換中抓取、定位精度不高，系統(tǒng)可靠性低。
實用新型內容
[0005]為了克服現有系統(tǒng)的不足，本實用新型的目的在于提出一種伺服型控制、驅動系統(tǒng)的電動汽車電池自動更換系統(tǒng)，高效高可靠性地實現電動汽車電池的換裝。
[0006]為實現本實用新型的目的所采用的技術方案是:
[0007]—種伺服型電動汽車電池更換系統(tǒng)，本系統(tǒng)包括:抓取模塊、轉位模塊、堆垛模塊、控制模塊以及行走模塊；所述抓取模塊、轉位模塊、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對接，抓取公交車上的電池；所述抓取模塊一側設置有控制模塊，另一側與轉位模塊連接，將電池傳遞給轉位模塊；所述轉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行堆垛充電。
[0008]所述抓取模塊包括貨叉、抓取機械手、抓取提升總成及移位撥叉總成；所述抓取機械手滑動設置于貨叉的滑軌上；所述抓取機械手通過抓取絲桿與抓取減速器連接；所述抓取機械手經過抓取減速器在抓取伺服電機的驅動下沿滑軌往復滑動；所述抓取機械手可以將電池抓取到貨叉；所述貨叉通過貨叉絲桿與貨叉伺服電機連接；所述貨叉伺服電機驅動貨叉減速器經過貨叉絲桿帶動貨叉在導軌內往復運動；所述移位撥叉總成設置于貨叉上方，在抓取提升總成的配合下將貨叉上的電池調撥到轉位模塊上。
[0009]本實用新型的優(yōu)點:
[0010]1、電池抓取與電池轉位為低位操作，與充電架上電池取放的高位操作相分離，使得整機系統(tǒng)在保證功能的情況下，結構簡單，占地面積小。
[0011]2、各模塊驅動均采用伺服電機、滾珠絲桿及齒輪齒條傳動，便于實現整機系統(tǒng)的閉環(huán)與半閉環(huán)控制，使得各驅動機構能夠做小位移調整，提聞系統(tǒng)定位精度，同時提聞系統(tǒng)的工作效率。
[0012]3、采用模塊化設計，有利于系統(tǒng)的安裝、調試及日常維護?！緦＠綀D】
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的平面布置圖；
[0014]圖2為本實用新型的三維立體圖；
[0015]圖3為本實用新型的抓手模塊貨叉總成立體圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖圖1、2、3對本實用新型的技術方案作進一步說明:
[0017]—種伺服型電動汽車電池更換系統(tǒng)，本系統(tǒng)包括:抓取模塊1、轉位模塊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；行走模塊帶動行走架沿軌道往復運動。所述抓取模塊I與公交車7對接，抓取公交車7上的電池8 ;所述抓取模塊I 一側設置有控制模塊4，另一側與轉位模塊2連接，將電池8傳遞給轉位模塊2 ；所述轉位模塊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進行堆垛充電。
[0018]所述抓取模塊I包括貨叉24、抓取機械手9、抓取提升總成23及移位撥叉總成18 ；所述抓取機械手9滑動設置于貨叉24的滑軌上；所述抓取機械手9通過抓取絲桿10與抓取減速器11連接；所述抓取機械手9經過抓取減速器11在抓取伺服電機12的驅動下沿滑軌往復滑動；所述抓取機械手9可以將電池8抓取到貨叉24 ;所述貨叉24通過貨叉絲桿15與貨叉伺服電機13連接；所述貨叉伺服電機13驅動貨叉減速器14經過貨叉絲桿15帶動貨叉24在導軌內往復運動；所述移位撥叉總成18設置于貨叉24上方，在抓取提升總成23的配合下將貨叉24上的電池8調撥到轉位模塊2上。
[0019]所述機械手9經導軌滑設于貨叉24上，由機械手伸縮機構與貨叉伸縮機構實現電池8的抓取和位移，通過移位撥叉總成18實現將電池8移位到轉位模塊2。
[0020]所述轉位模塊2包括轉位平臺17及轉位驅動總成16 ;所述轉位平臺17至少為5層結構，所述轉位平臺17下部設置有轉位驅動總成16 ;所述轉位驅動總成16設置于行走架上；所述以適應電動公交7所帶4塊電池的換裝。所述轉位模塊2通過其下部設置的轉位驅動總成16 ;實現電池8公交安裝位與充電架上充電位的180°方向轉換。
[0021]所述堆垛模塊3包括與抓取模塊I相同的電池運輸結構和堆垛提升機構；所述堆垛提升機構由堆垛伺服電機19驅動堆垛減速器20鏈輪帶動堆垛鏈條21旋轉；帶動電池運輸結構的升降運動，將電池8送至電池充電架6,實現電動公交車無電電池的充電操作。
[0022]所述行走模塊5由伺服電機經減速器帶動小齒輪，小齒輪通過與安裝在軌道22上的齒條相嚙合；所述行走模塊5驅動行走架沿軌道22往復運行。
[0023]所述控制模塊4包括各伺服電機驅動器、PLC控制器及位置和距離傳感器等電氣控制元件，與上述各模塊協同，實現伺服型電動汽車電池更換系統(tǒng)的閉環(huán)與半閉環(huán)控制。
[0024]本實用新型伺服型電動汽車電池更換系統(tǒng)電池更換與電池充電流程為:
[0025]準備狀態(tài):電動公交7駛入電池換裝區(qū)域；堆垛模塊3將4節(jié)有電電池儲備至轉位模塊2中轉位平臺17，轉位模塊2轉位180°使電池8面向汽車一側。
[0026]更換流程:行走模塊5驅動整系統(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)新電池至電動公交7—抓取提升總成23驅動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)新電池至電動公交7—行走模塊5驅動整系統(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)新電池至電動公交7—行走模塊5驅動整系統(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)新電池至電動公交7——電動公交7的電池8換裝完畢駛出，實現了電動汽車的電池更換。
[0027]充電流程:繼上步(抓取模塊I抓取并移載第四節(jié)新電池從轉位模塊2至抓取模塊I)——轉位模塊2轉位180°使電池面向充電架一側——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)新電池至轉位模塊2中轉位平臺17——轉位模塊2轉位180°，實現舊電池充電并為下一電動汽車電池更換做前期準備。
【權利要求】
1.伺服型電動汽車電池更換系統(tǒng)，其特征在于: 本系統(tǒng)包括:抓取模塊(I)、轉位模塊(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(7 )對接，抓取公交車(7 )上的電池(8 ); 所述抓取模塊(I) 一側設置有控制模塊(4 )，另一側與轉位模塊(2 )連接，將電池(8 )傳遞給轉位模塊(2); 所述轉位模塊(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 )進行堆垛充電。
2.按權利要求1所述的伺服型電動汽車電池更換系統(tǒng)；其特征在于: 所述抓取模塊(I)包括貨叉(24)、抓取機械手(9)、抓取提升總成(23)及移位撥叉總成(18)；所述抓取機械手(9)滑動設置于貨叉(24)的滑軌上；所述抓取機械手(9)通過抓取絲桿(10 )與抓取減速器(11)連接；所述抓取機械手(9 )經過抓取減速器(11)在抓取伺服電機(12)的驅動下沿滑軌往復滑動；所述抓取機械手(9)可以將電池(8)抓取到貨叉(24)；所述貨叉(24)通過貨叉絲桿(15)與貨叉伺服電機(13)連接；所述貨叉伺服電機(13)驅動貨叉減速器(14)經過貨叉絲桿(15)帶動貨叉(24)在導軌內往復運動； 所述移位撥叉總成(18)設置于貨叉(24)上方，在抓取提升總成(23)的配合下將貨叉(24)上的電池(8)調撥到轉位模塊(2)上。
3.按權利要求1所述的伺服型電動汽車電池更換系統(tǒng)；其特征在于: 所述轉位模塊(2)包括轉位平臺(17)及轉位驅動總成(16)； 所述轉位平臺(17)至少為5層結構，所述轉位平臺(17)下部設置有轉位驅動總成(16);所述轉位驅動總成(16)設置于行走架上。
4.按權利要求1所述的伺服型電動汽車電池更換系統(tǒng)；其特征在于: 所述堆垛模塊(3)包括與抓取模塊(I)相同的電池運輸結構和堆垛提升機構； 所述堆垛提升機構由堆垛伺服電機(19 )驅動堆垛減速器(20 )鏈輪帶動堆垛鏈條(21)旋轉；帶動電池運輸結構的升降運動，將電池(8)送至電池充電架(6)，實現電動公交車無電電池的充電操作。
5.按權利要求1所述的伺服型電動汽車電池更換系統(tǒng)；其特征在于: 所述行走模塊(5)由伺服電機經減速器帶動小齒輪，小齒輪通過與安裝在軌道(22)上的齒條相嚙合；所述行走模塊(5)驅動行走架沿軌道(22)往復運行。
【文檔編號】B60S5/06GK203511607SQ201320673362
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年10月25日 優(yōu)先權日: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 申請人:沈陽中科正方新能源技術有限公司