专利名称：一种电动车电池装卸机构及装卸方法
技术领域：
本发明涉及一种装卸机构及装卸方法，具体涉及一种纯电动车动力电池自动快换电池箱系统的电池装卸机构及装卸方法。
背景技术：
随着社会的发展，能源日益短缺、环境污染严重、全球气候变化潜在影响巨大，电力来源多元化、零排放的电动汽车成为未来汽车的发展方向。过去，车辆的动力能源主要来自石油产品和各种燃气，但是，随着油气资源的日趋减少以及噪声污染、大气污染、全球气候变暖等问题日益严重，开发和利用环保的替代能源、减少C02排放成为人们的共识。在这种背景下，电能作为一种环保、高效、可靠的能源在车辆的动力供应中得到了广泛的应用，各种电动自行车、电动汽车、电动公交车、有轨电车等电动车辆成为未来交通运输车辆发展的一种趋势。但是以充电电池为动力的纯电动车辆普遍存在一个问题，普通车用电池充电时间需要数小时，无法像其它各种油汽燃料一样在加油站快速地完成能量补充，因此极大地限制了电动车辆的普及。为了解决上述问题，申请号为200810006771.6的专利提出了一种快速更换大型蓄电池组的方法和装置，这些方法一般采用所谓的高压电池组或全压电池组作为更换单元，实现了整体电池组的快装和快卸，方便维护，扩大了续驶里程，适宜分体充电；但所述发明并没有实现自动化换装，由于动力电池多为锂离子聚合物电池，能量密度比较高，质量比较大，而且属于高压电范畴，采用人工操作存在一定的危险性。另外，现有的快换系统在进行电池更换完成后还需要大量的人工检查，可靠度不够等因素，因此换电时间比较长。为了实现自动换装，申请号为20111015101.9的专利公开了一种电动汽车电池快速更换装置，包括固定在地面的轨道和与轨道滑动连接的机架，机架底部设有底座，机架顶部设有托台，底座和托台间设有升降机构，所述的电动汽车电池快速更换装置上还设有电池定位机构，包括校正臂和压力杆，该发明提供了一种结构紧凑，定位准确的电动汽车电池快速自动更换装置，能省事省力地完成电池更换工作；但是所述自动更换装置适用于从车底装卸电池的电动车辆，并不适用从车身侧面装卸的电动车辆，并且所述电池箱处于被动接受更换，更换效率仍然较低。为了进一步提高更换电池箱的效率，申请号为20111009392.9的专利公开了一种更换电池箱的方法及换 电夹具，其利用换电夹具承载电池箱，换电夹具安装在可移动的快换系统上，快换系统完成电池箱的转运；换电夹具通过无杆气缸将电池箱从电动汽车或充电架上拉出来，将电池箱从换电夹具上推入电动汽车或充电架上；换电夹具通过解锁气缸打开或锁紧电池箱；完成更换电池箱的过程；但上述夹具在更换电池箱过程中，直接作用于电池箱上，由于在客观上使电池的规格型号难以标准化，这样在更换过程中，尤其是在夹持时，容易发生夹持不稳或者无法夹持的情况发生，不能满足类似加油站的电能补充机构的需求；并且所述电池箱处于被动接受更换，仍然对自动化更换存在着一定差距。为此，亟需设计一种安全有效快速便捷的纯电动车动力电池自动快换电池箱系统的电池装卸机构及装卸方法，其能采用自动更换模式，并能保护电池箱的安全，避免了电池箱的不必要损坏。
发明内容
为了适应电池箱自动快速更换的需求，适应各种型号电池箱的自动快速更换需求，本发明提出了一种纯电动车动力电池自动快换电池箱系统，该系统通过气缸控制系统将电池外箱、电池内箱、电池箱锁止保持机构、电池装卸机构、电池快换机械手通讯连接在一起，组成了一个自动化的纯电动车动力电池快换的电池箱系统，通过该系统可实现车辆的电池箱解锁、自动更换动力电池内箱、电池箱锁止，完成车辆动力电池的自动快速更换；其中所述通讯为有线通信或者无线通讯；所述气缸控制系统能完成人机交互，电池箱与机械手信息交换，控制锁止保持机构、电池装卸机构；所述电池箱锁止保持机构能完成车辆运行时锁止保持功能，换电池箱时的解锁、锁止功能；所述电池装卸机构能完成电池内箱的推出、拉入锁紧、接收定位功能；并且所述电池装卸机构具有电池保护装置以保证所述电池内箱的在装卸过程中的安全。该电池箱系统的主要工作是以极短的时间辅助机械手完成更换纯电动商用车的动力电池，可实现多箱同时自动更换，例如满足公交车车载电池的快换需求。所述电池内箱放置于电池外箱内，电池内箱的两侧具有与电池外箱配合的锁止孔，并且在电池内箱的底部具有与装卸结构配合的锁紧销孔；所述电池外箱为一框架结构，电池外箱的两侧框架上固定设置有电池箱锁止保持机构，所述电池箱锁止保持机构由锁止气缸提供动力，锁止气缸固定于电池外箱的两侧外壳框架上，锁止活塞杆端部通过销轴连接到一个V形执行连杆的一端部，V形执行连杆的拐角处通过销轴与电池外箱底部的外壳连接，所述V形执行连杆的另一端部铰接一锁止销，所述锁止销外套设有保持弹簧，所述锁止销能与电池外箱的锁止孔以及电池内箱的锁止孔穿设配合，所述锁止销由锁止气缸提供动力能够在所述电池外箱的锁止孔中轴向移动，从而将所述电池内箱同所述电池外箱锁止固定或解锁，锁止气缸通过气缸控制电磁阀连接入气缸控制系统中，所述气缸控制系统由锁止信息传感器、信息处理单元、通信单元、气路控制电磁阀组成。一种电动车 电池装卸机构，其用于纯电动车动力电池自动快换电池箱系统的电池装卸，所述纯电动车动力电池自动快换电池箱系统包括电池外箱、电池内箱、电池装卸机构，所述电池内箱放置于电池外箱内，所述电池外箱为一框架结构，所述电池外箱的底部外壳中部设置有导轨，所述电池内箱的底部相应设置有与所述导轨配合的滑动结构，其特征在于:所述电池装卸机构包括拉紧气缸和联动机构；所述电池外箱一侧框架上固定设置所述拉紧气缸，拉紧气缸的拉紧活塞杆的端部与电池内箱的底部相应位置通过电磁铁相连接，所述拉紧气缸通过气路控制电磁阀连接入气缸控制系统中，通过所述拉紧气缸提供动力，所述电池内箱能够沿着导轨运动；所述电池外箱的底部外壳上固定设置有联动机构；所述联动机构响应拉紧气缸的运动而作用。优选的是，所述联动结构由锁紧气缸、定位销、复位弹簧、锁紧销、直角连杆组成，所述锁紧气缸固定设置于电池外箱的底部外壳上，所述锁紧气缸的活塞杆端部轴向依次通过销轴活动连接有两个直角连杆，所述两个直角连杆的直角拐角处通过销轴连接于电池外箱的底部外壳上，所述两个直角连杆的另一端分别连接由锁紧销和定位销。
在上述任一方案中优选的是，所述锁紧销外套设有复位弹簧。在上述任一方案中优选的是，所述锁紧销与所述电池外箱的底部外壳上的锁紧销孔以及电池内箱底部的锁紧销孔穿设配合。在上述任一方案中优选的是，所述定位销与所述电池外箱的底部外壳上的定位销孔以及电池内箱底部的定位销孔穿设配合。在上述任一方案中优选的是，所述电池外箱的两侧壁上设置有弹滑装置，所述弹滑装置能够在电池内箱进出电池外箱时，缓冲侧面的碰撞，并避免电池内箱与电池外箱的两侧壁在滑动接触时划损。在上述任一方案中优选的是，所述弹滑装置包括滚球、外凹槽、内凹槽、压缩弹簧，所述内凹槽与外凹槽连通，并均轴向垂直设置在所述电池外箱的两侧壁上，所述滚球放置在外凹槽中，所述压缩弹簧放置在内凹槽中，并且压缩弹簧的轴向底部固定在内凹槽的底部，所述滚球的底部与压缩弹簧另一轴向端部固定连接。在上述任一方案中优选的是，所述外凹槽的横截面呈‘ Q，，形在上述任一方案中优选的是，所述定位销可以由一光感结构代替，通过光学感应器的感应作用来感知所述电池内箱是否与电池外箱连接到位，从而联动执行所述电池内箱的装卸过程。在上述任一方案中优选的是,所述纯电动车动力电池自动快换电池箱系统还包括电池箱锁止保持机构、电池装卸机构、电池快换机械手，所述电池外箱、电池内箱、电池箱锁止保持机构、电池装卸机构、电池快换机械手通讯连接在一起，组成了所述自动化的纯电动车动力电池快换的电池箱系统，通过该系统可实现车辆的电池箱解锁、自动更换动力电池内箱、电池箱锁止，完成车辆动力电池的自动快速更换。在上述任一方案中优选的是,所述气缸控制系统能完成人机交互，电池箱与机械手信息交换，控制锁止保持机 构、电池装卸机构。在上述任一方案中优选的是，所述电池箱锁止保持机构能完成车辆运行时锁止保持功能，换电池箱时的解锁、锁止功能。在上述任一方案中优选的是，所述电池装卸机构能完成电池内箱的推出、拉入锁紧、接收定位功能。在上述任一方案中优选的是，所述电池装卸机构的锁紧销在车辆运行时同样能够执行锁紧保持功能，防止电池内箱从电池外箱中脱落，并且能够在换电池箱时解锁所述锁紧功能。为了应付临时状况，由复位弹簧完成锁紧功能，所述电池箱锁止保持机构上还设置有手动紧急解锁机构，所述手动紧急解锁机构设置为按钮或者扳手状开关，能够在所述气缸控制系统出现故障无法解锁或者锁紧时，手动完成解锁功能或者完成车辆运行时锁紧保持功能，以及换电池箱时解锁、锁紧功能。在上述任一方案中优选的是，所述气缸控制系统由锁止信息传感器、信息处理单元、通信单元、气路控制电磁阀组成。本发明还涉及一种使用上述任一方案中的电动车电池装卸机构的装卸方法，其中:当装载所述电池内箱时，当所述拉紧气缸将所述电池内箱拉入与外箱的装配位置时，定位销能够在弹力作用下自动进入电池内箱底部的定位销孔中，此时相应触发所述锁紧气缸的动作，锁紧销将电池内箱与电池外箱穿设锁紧；当卸载所述电池内箱时，气缸控制系统发出解锁信号到锁紧气缸的信号接收装置，相应激发所述锁紧气缸发生动作，同时将所述锁紧销和定位销从所述电池内箱的锁紧销孔以及定位销孔中移除，定位销的移除动作相应激发所述拉紧气缸动作，所述拉紧气缸的活塞杆端部通过电磁铁与电池内箱的底部配合，从而将所述电池内箱从电池外箱中推出。优选的是，所述电池内箱通过沿着所述电池外箱底部外壳上的导轨能够前后移动，从而从所述电池外箱中完成装卸过程；当电池内箱从所述电池外箱中退出时，换电站设置的机械手将完成相应的接应过程，所述机械手为一平台结构或者两板夹持结构。具体而言，所述电池装卸机构包括拉紧气缸和联动机构；所述电池内箱放置于电池外箱内，所述电池外箱为一框架结构，所述电池外箱的底部外壳中部设置有导轨，所述电池内箱的底部相应设置有与所述导轨配合的滑动结构；所述电池外箱一侧框架上固定设置有拉紧气缸，拉紧气缸的拉紧活塞杆的端部与电池内箱的底部相应位置通过电磁铁相连接，所述拉紧气缸通过气路控制电磁阀连接入气缸控制系统中，通过所述拉紧气缸提供动力，所述电池内箱能够沿着导轨运动；所述电池外箱的底部外壳上固定设置有联动机构；所述联动机构响应拉紧气缸的运动而作用；所述电池外箱的两侧壁上，设置有弹滑装置，所述弹滑装置能够在电池内箱进出电池外箱时，缓冲侧面的碰撞，并避免电池内箱与电池外箱的两侧壁在滑动接触时划损。所述弹滑装置包括滚球、外凹槽、内凹槽、压缩弹簧，所述内凹槽与外凹槽连通，并均轴向垂直设置在所述电池外箱的两侧壁上，所述滚球放置在外凹槽中，所述压缩弹簧放置在内凹槽中，并且压缩弹簧的轴向底部固定在内凹槽的底部，所述滚球的底部与压缩弹簧另一轴向端部固定连接。所述联动结构由锁紧气缸、定位销、复位弹簧、锁紧销、直角连杆组成，所述锁紧气缸固定设置于电池外箱的底部外壳上，所述锁紧气缸的活塞杆端部轴向依次通过销轴活动连接有两个直角连杆，所述两个直角连杆的直角拐角处通过销轴连接于电池外箱的底部外壳上，所述两个直角连杆的另一端分别连接由锁紧销和定位销；锁紧销外套设有复位弹簧；所述锁紧销与所述电池外箱的底 部外壳上的锁紧销孔以及电池内箱底部的锁紧销孔穿设配合；所述定位销与所述电池外箱的底部外壳上的定位销孔以及电池内箱底部的定位销孔穿设配合。进一步优选的是，所述外凹槽的横截面呈“ Q ”形。进一步优选的是，将所述定位销由一光感结构代替，通过光学感应器的感应作用来感知所述电池内箱是否与电池外箱连接到位，从而联动执行所述电池内箱的装卸过程。装载时，当所述拉紧气缸将所述电池内箱拉入与外箱的装配位置时，定位销能够在弹力作用下自动进入电池内箱底部的定位销孔中，此时相应触发所述锁紧气缸的动作，锁紧销将电池内箱与电池外箱穿设锁紧；当卸载所述电池内箱时，气缸控制系统发出解锁信号到锁紧气缸的信号接收装置，相应激发所述锁紧气缸发生动作，同时将所述锁紧销和定位销从所述电池内箱的锁紧销孔以及定位销孔中移除，定位销的移除动作相应激发所述拉紧气缸动作，所述拉紧气缸的活塞杆端部通过电磁铁与电池内箱的底部配合，从而将所述电池内箱从电池外箱中推出。
所述电池内箱通过沿着所述电池外箱底部外壳上的导轨能够前后移动，从而从所述电池外箱中完成装卸过程；当电池内箱从所述电池外箱中退出时，换电站设置的机械手将完成相应的接应过程，所述机械手为一平台结构或者两板夹持结构。所述电池箱锁止保持机构在车辆运行时能够执行锁止保持功能，防止电池内箱从电池外箱中脱落，并且能够在换电池箱时解锁所述锁止功能；为了应付临时状况，例如当气路出现故障时，由保持弹簧完成锁止功能，所述电池箱锁止保持机构上还设置有手动紧急解锁机构，所述手动紧急解锁机构设置为按钮或者扳手状开关，能够在所述气缸控制系统出现故障无法解锁或者锁止时，手动完成解锁功能或者完成车辆运行时锁止保持功能，以及换电池箱时解锁、锁止功能。所述电池装卸机构的锁紧销在车辆运行时同样能够执行锁紧保持功能，防止电池内箱从电池外箱中脱落，并且能够在换电池箱时解锁所述锁紧功能；为了应付临时状况，例如当气路出现故障时，由复位弹簧完成锁紧功能，所述电池箱锁止保持机构上还设置有手动紧急解锁机构，所述手动紧急解锁机构设置为按钮或者扳手状开关，能够在所述气缸控制系统出现故障无法解锁或者锁紧时，手动完成解锁功能或者完成车辆运行时锁紧保持功能，以及换电池箱时解锁、锁紧功能。进一步优选的是，所述拉紧气缸铰接活动连接在与固定设置电池箱锁止保持机构的两侧框架相垂直的一侧框架上，所述拉紧气缸的活塞杆的伸缩的轴向方向可以通过相应的电机进行调整，所述活塞杆的端部的电磁铁处设置有感应接收结构，在所述电池内箱的底部的电磁铁处相应设置有感应结构，所述感应接收结构能够感知所述感应结构的位置，所述感应接收结构将感应到的位置信号发送给所述电机，从而调整所述拉紧气缸的活塞杆的伸缩轴向方向，从而精确将活塞杆的电磁铁同电池内箱底部的电磁铁接触，完成所述电池内箱的装载过程，通过此种设置，即使所述电池内箱没有同所述电池外箱对齐，也能迅速准确的完成所述装在过程。 所述气缸控制系统能够完成人机交互、电池箱与机械手信息交换，控制电池装卸机构，所述交互、交换及控制过程通过有线信号或者无线信号连接。所述人机交互功能为让所述电池箱系统执行操作者的命令；所述电池箱与机械手信息交换，是为了能够精确的实现电池内箱的移除或者放入的交接过程。所述快换电池箱系统通过以下方法进行更换电池内箱:
一、电池内箱由外箱拆下时:
1.从第一个电池内箱开始，人工解锁，打开无线通讯单元，等待机械手给出信号；
2.接收到机械手信号，电池装卸机构中锁紧销伸出，拉紧气缸动作，拉紧电池箱；
3.锁止保持机构解锁，给出解锁信号；
4.电池装卸机构中拉紧汽缸反向动作，将电池箱推出；
5.电池装卸机构中锁紧气缸动作，定位销伸出，并给出机械手信号，机械手将电池内箱拉出，拆箱结束。二.电池内箱装入时:
1.机械手将电池内箱推入，推至定位销处，机械手给出信号；
2.接受到信号，电池装卸机构中锁紧气缸动作，锁紧销伸出；
3.电池装卸机构中拉紧汽缸动作，将电池内箱拉入；4.锁止保持机构锁止，给出锁止到位信号；
5.电池装卸机构中锁紧气缸动作，定位销伸出。6.完成最后一箱时，人工锁住(关闭)无线通讯单元。通过上述快换电池箱系统使得所述电池箱能够主动完成自动更换电池的过程，不仅更换效率高，精确度高，安全性好，而且能满足多种型号的电池的自动更换，且不用增大电池更换站的建筑规模，并且能够避免电池内箱在自动更换过程中收到损坏，对于电动车电池的自动装载技术的发展具有重要意义。
图1本发明快换电池箱系统的一优选实施例的装配示意 图2本发明快换电池箱系统的一优选实施例的仰视图和主视 图3电池内箱的一优选实施例的王视图和左视 图4联动机构的结构示意 图5快速更换动作示意图的主视图及俯视 图6本发明弹滑装置的截面图。图中:1、电池内箱；2、气路控制电磁阀；3、气缸控制系统；4、电池外箱；5、电池装卸机构；6、电池箱锁止保持机构；7、拉紧气缸；8、导轨；9、联动机构；10、电池外箱外壳；
11、锁止孔；12、锁紧销孔 ；13、外凹槽；14、内凹槽；15、压缩弹簧；16、滚球；17、定位销；18、锁紧气缸；19、锁紧销；20、直角连杆；21、机械手；22、接收机械手信号装置；23、定位装置；24、给电池箱信号装置；25、复位弹簧；26、弹滑装置。
具体实施例方式为本发明的结构、特征更加明了，现结合所附较佳实施例详细说明如下，所说明的较佳实施例仅用于说明本发明的技术方案，并非限定本发明。具体实施例1
所述纯电动车动力电池自动快换电池箱系统通过气缸控制系统3将电池外箱4、电池内箱1、电池箱锁止保持机构6、电池装卸机构5、电池快换机械手21通讯连接在一起,组成了一个自动化的纯电动商用车动力电池快换的电池箱系统，通过该系统可实现车辆的电池箱的解锁、自动更换动力电池内箱1、电池箱锁止，完成车辆动力电池的自动快速更换；其中所述通讯为有线通信或者无线通讯；所述气缸控制系统3能完成人机交互，电池箱与机械手21信息交换，电池箱控制锁止保持机构6、电池装卸机构5 ;所述电池装卸机构5能完成电池内箱I的推出、拉入锁紧、接收定位功能；并且所述电池装卸机构具有电池保护装置以保证所述电池内箱的在装卸过程中的安全。所述气缸控制系统由锁止信息传感器、信息处理单元、通信单元、气路控制电磁阀组成。所述电池内箱I放置于电池外箱4内，所述电池外箱4为一框架结构，电池外箱4的两侧框架上固定设置有电池箱锁止保持机构6，所述气缸控制系统3由锁止信息传感器、信息处理单元、通信单元、气路控制电磁阀2组成。所述电池外箱4的底部外壳中部设置有导轨8，所述电池内箱I的底部相应设置有与所述导轨8配合的滑动结构；所述电池外箱4的一侧框架上固定设置有拉紧气缸7，拉紧气缸7的拉紧活塞杆的端部与电池内箱I的底部相应位置通过电磁铁相连接，所述拉紧气缸7通过气路控制电磁阀2连接入气缸控制系统3中，通过所述拉紧气缸7提供动力，所述电池内箱I能够沿着导轨8运动；所述电池外箱4的底部外壳上固定设置有联动机构9，所述联动机构9响应拉紧气缸7的运动而作用；所述联动结构由锁紧气缸18、定位销17、复位弹簧25、锁紧销19、直角连杆20组成，所述锁紧气缸18固定设置于电池外箱4的底部外壳上，所述锁紧气缸18的活塞杆端部轴向依次通过销轴15活动连接有两个直角连杆20，所述两个直角连杆20的直角拐角处通过销轴连接于电池外箱4的底部外壳上，所述两个直角连杆20的另一端分别连接由锁紧销19和定位销17 ;锁紧销19外套设有复位弹簧25 ;所述锁紧销19与所述电池外箱4的底部外壳上的锁紧销孔以及电池内箱I底部的锁紧销孔12穿设配合；所述定位销17与所述电池外箱4的底部外壳上的定位销孔以及电池内箱I底部的定位销孔穿设配合；所述电池外箱4的两侧壁上，设置有弹滑装置，所述弹滑装置能够在电池内箱进出电池外箱时，缓冲侧面的碰撞，并避免电池内箱与电池外箱的两侧壁在滑动接触时划损，所述弹滑装置包括滚球16、外凹槽13、内凹槽14、压缩弹簧15，所述内凹槽14与外凹槽13连通，并均轴向垂直设置在所述电池外箱4的两侧壁上，所述滚球16放置在外凹槽13中，所述压缩弹簧15放置在内凹槽14中，并且压缩弹簧15的轴向底部固定在内凹槽14的底部，所述滚球16的底部与压缩弹簧15另一轴向端部固定连接；所述外凹槽的横
截面呈“ O ”形。所述电池内箱I通过沿着所述电池外箱4底部外壳上的导轨8能够前后移动，从而从所述电池外箱4中完成装卸过程；当电池内箱I从所述电池外箱4中退出时，换电站设置的机械手21将完成相应的接应过程,所述机械手21为一平台结构或者两板夹持结构。所述电池箱锁止保持机构6在车辆运行时能够执行锁止保持功能，防止电池内箱I从电池外箱4中脱落，并且能够在换电池箱时解锁所述锁止功能。相应的，所述电池装卸机构5的锁紧销19在车辆运行时同样能够执行锁紧保持功能，防止电池内箱I从电池外 箱4中脱落，并且能够在换电池箱时解锁所述锁紧功能；为了应付临时状况，例如当气路出现故障时，由复位弹簧完成锁紧功能，所述电池箱锁止保持机构6上还设置有手动紧急解锁机构，所述手动紧急解锁机构设置为按钮或者扳手状开关，能够在所述气缸控制系统3出现故障无法解锁或者锁紧时，手动完成解锁功能或者完成车辆运行时锁紧保持功能，以及换电池箱时解锁、锁紧功能。所述气缸控制系统3能够完成人机交互、电池箱与机械手21信息交换，控制锁止保持机构、电池装卸机构5，所述交互、交换及控制过程通过有线信号或者无线信号连接。所述人机交互功能为让所述电池箱系统执行操作者的命令；所述电池箱与机械手21信息交换，是为了能够精确的实现电池内箱I的移除或者放入的交接过程。具体实施例2
在上述具体实施例1的基础上，将所述定位销17由一光感结构代替，通过光学感应器的感应作用来感知所述电池内箱I是否与电池外箱4连接到位，从而联动执行所述电池内箱I的装卸过程。具体实施例3
根据具体实施例的纯电动车动力电池自动快换电池箱系统的电池装卸机构，具体的装卸方法如下:装载时，当所述拉紧气缸7将所述电池内箱I拉入与外箱的装配位置时，定位销17能够在弹力作用下自动进入电池内箱I底部的定位销孔中，此时相应触发所述锁紧气缸18的动作，锁紧销19将电池内箱I与电池外箱4穿设锁紧；当卸载所述电池内箱I时，气缸控制系统3发出解锁信号到锁紧气缸18的信号接收装置，相应激发所述锁紧气缸18发生动作，同时将所述锁紧销19和定位销17从所述电池内箱I的锁紧销孔12以及定位销17孔中移除，定位销17的移除动作相应激发所述拉紧气缸7动作，所述拉紧气缸7的活塞杆端部通过电磁铁与电池内箱I的底部配合，从而将所述电池内箱I从电池外箱4中推出。所述机械手上设置有给电池箱信号装置24，所述给电池箱信号装置24发送信号给电池箱系统，所述电池箱外箱4上相应设置有接收机械手信号装置22，并且所述电池箱外箱4和所述机械手上分别对应设置有定位装置23，所述定位装置23能够保证所述机械手同电池外箱在装卸电池内箱时能够对准，从而提高更换效率以及更换精度。 通过上述纯电动车动力电池自动快换电池箱系统的电池装卸机构及装卸方法,不但实现了电池内箱的快速自动更换，并且能够避免电池内箱在自动更换过程中收到损坏，对于电动车电池的自动装载技 术的发展具有重要意义。
权利要求
1.一种电动车电池装卸机构，其用于纯电动车动力电池自动快换电池箱系统的电池装卸，所述纯电动车动力电池自动快换电池箱系统包括电池外箱、电池内箱、电池装卸机构，所述电池内箱放置于电池外箱内，所述电池外箱为一框架结构，所述电池外箱的底部外壳中部设置有导轨，所述电池内箱的底部相应设置有与所述导轨配合的滑动结构，其特征在于:所述电池装卸机构包括拉紧气缸和联动机构；所述电池外箱一侧框架上固定设置所述拉紧气缸，拉紧气缸的拉紧活塞杆的端部与电池内箱的底部相应位置通过电磁铁相连接，所述拉紧气缸通过气路控制电磁阀连接入气缸控制系统中，通过所述拉紧气缸提供动力，所述电池内箱能够沿着导轨运动；所述电池外箱的底部外壳上固定设置有联动机构；所述联动机构响应拉紧气缸的运动而作用。
2.根据权 利要求1所述的电动车电池装卸机构，其特征在于:所述联动结构由锁紧气缸、定位销、复位弹簧、锁紧销、直角连杆组成，所述锁紧气缸固定设置于电池外箱的底部外壳上，所述锁紧气缸的活塞杆端部轴向依次通过销轴活动连接有两个直角连杆，所述两个直角连杆的直角拐角处通过销轴连接于电池外箱的底部外壳上，所述两个直角连杆的另一端分别连接由锁紧销和 定位销。
3.如权利要求2的机构，其特征在于:所述锁紧销外套设有复位弹簧。
4.如权利要求3的机构，其特征在于:所述锁紧销与所述电池外箱的底部外壳上的锁紧销孔以及电池内箱底部的锁紧销孔穿设配合。
5.如权利要求4的机构，其特征在于:所述定位销与所述电池外箱的底部外壳上的定位销孔以及电池内箱底部的定位销孔穿设配合。
6.根据权利要求1所述的电动车电池装卸机构，其特征在于:所述电池外箱的两侧壁上设置有弹滑装置，所述弹滑装置能够在电池内箱进出电池外箱时，缓冲侧面的碰撞，并避免电池内箱与电池外箱的两侧壁在滑动接触时划损。
7.如权利要求6的机构，其特征在于:所述弹滑装置包括滚球、外凹槽、内凹槽、压缩弹簧，所述内凹槽与外凹槽连通，并均轴向垂直设置在所述电池外箱的两侧壁上，所述滚球放置在外凹槽中，所述压缩弹簧放置在内凹槽中，并且压缩弹簧的轴向底部固定在内凹槽的底部，所述滚球的底部与压缩弹簧另一轴向端部固定连接。
8.根据权利要求7所述的电动车电池装卸机构，其特征在于:所述外凹槽的横截面呈“O，，形。
9.根据权利要求8所述的电动车电池装卸机构，其特征在于:所述定位销可以由一光感结构代替，通过光学感应器的感应作用来感知所述电池内箱是否与电池外箱连接到位，从而联动执行所述电池内箱的装卸过程。
10.一种使用权利要求1-6所述的电动车电池装卸机构的装卸方法,其中:当装载所述电池内箱时，当所述拉紧气缸将所述电池内箱拉入与外箱的装配位置时，定位销能够在弹力作用下自动进入电池内箱底部的定位销孔中，此时相应触发所述锁紧气缸的动作，锁紧销将电池内箱与电池外箱穿设锁紧；当卸载所述电池内箱时，气缸控制系统发出解锁信号到锁紧气缸的信号接收装置，相应激发所述锁紧气缸发生动作，同时将所述锁紧销和定位销从所述电池内箱的锁紧销孔以及定位销孔中移除，定位销的移除动作相应激发所述拉紧气缸动作，所述拉紧气缸的活塞杆端部通过电磁铁与电池内箱的底部配合，从而将所述电池内箱从电池外箱中推出。 ·
全文摘要
一种电动车电池装卸机构及装卸方法，所述纯电动车动力电池自动快换电池箱系统包括电池外箱、电池内箱、电池装卸机构，所述电池内箱放置于电池外箱内，所述电池外箱为一框架结构，所述电池外箱的底部外壳中部设置有导轨，所述电池内箱的底部相应设置有与所述导轨配合的滑动结构，所述电池装卸机构包括拉紧气缸和联动机构；所述电池外箱一侧框架上固定设置所述拉紧气缸，拉紧气缸的拉紧活塞杆的端部与电池内箱的底部相应位置通过电磁铁相连接，所述拉紧气缸通过气路控制电磁阀连接入气缸控制系统中，通过所述拉紧气缸提供动力，所述电池内箱能够沿着导轨运动；所述电池外箱的底部外壳上固定设置有联动机构；所述联动机构响应拉紧气缸的运动而作用。
文档编号B60S5/06GK103223926SQ20131015187
公开日2013年7月31日 申请日期2013年4月27日 优先权日2013年4月27日
发明者林程, 周辉, 曲新起 申请人:北京理工华创电动车技术有限公司