重载电池箱的制作方法

本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种重载电池箱。

背景技术：

随着国家对电动汽车的大力支持以及充换电技术的不断发展，各类充换电车辆应运而生。目前，越来越多的大型车辆也开始采用纯电动驱动的方式。伴随着许多电动大型车辆使用了充换电的模式，一般的，传统的电池箱重量较轻(低于一吨)，电池箱的底面直接压载在电池仓上，在车辆换电的过程中，伸缩臂不能直接对电池仓中的电池箱进行承载，必须通过机器人上的拉杆将电池箱从电池仓中拉出至伸缩臂以便承载和搬运、或者将伸缩臂上的电池箱推入电池仓中。但对于重载电池(重量可达6t)，伸缩臂截面尺寸明显增大，再加上车辆上电池仓位置的制约，因而存在干涉的作用，拉杆无法将电池箱从电池仓中拉送至伸缩臂上、或者将电池箱从伸缩臂上推入电池仓中。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种能便于更换的重载电池箱。

一种重载电池箱，通过机器人的伸缩臂实现所述电池箱在车辆电池仓和支架电池仓之间的转移，其特征在于，所述电池箱包括箱体，分别凸出所述箱体相对两侧并用于搭载在所述车辆电池仓或支架电池仓上的第一安装件和第二安装件，凸出所述箱体相对两侧并用于搭载在所述伸缩臂上的支撑件，及设置在所述箱体上的电连接器。

在其中一个实施例中，所述箱体为长方体状，所述箱体包括顶板，底板，及连接所述顶板和底板的两块侧板；所述第一安装件、所述第二安装件和所述支撑件设置在两块所述侧板上。

在其中一个实施例中，所述第一安装件包括相对其中一所述侧板长边上的中心线对称的两第一安装块，所述第二安装件包括相对另一所述侧板长边上的中心线对称的两第二安装块，所述支撑件为四个支撑块，所述支撑块与所述第一安装块和所述第二安装块连接。

在其中一个实施例中，所述第一安装件和第二安装件上均设置有与所述车辆电池仓和支架电池仓对应的安装面，所述支撑块固定在所述安装面靠近所述侧板的一端上，所述支撑块上设置有与所述安装面平行并与所述机器人对应的支撑面，所述支撑面到所述底板的距离小于所述安装面到所述底板的距离。

在其中一个实施例中，所述第一安装块的安装面上设置有沿垂直于所述侧板方向延伸的安装槽，所述安装槽与设置在所述车辆电池仓或所述支架电池仓上的U形安装柱配合。

所述第二安装块的安装面上设置有沿垂直于所述安装面延伸的安装孔，所述安装孔与设置在所述车辆电池仓或所述支架电池仓上的圆柱形安装柱配合。

在其中一个实施例中，所述安装槽和安装孔的深度均大于所述支撑面到所述安装面之间的距离。

在其中一个实施例中，所述两第一安装块之间设置有与其中一所述侧板连接的第一加强块，所述两第二安装块之间设置有与另一所述侧板连接的第二加强块；

所述第一加强块和所述第二加强块上均设置有与所述车辆电池仓和支架电池仓对应的第一台阶面，及与所述机器人对应并与所述第一台阶面平行的第二台阶面；所述第一台阶面到所述底板的距离等于所述安装面到所述底板的距离，所述第二台阶面到所述底板的距离等于所述支撑面到所述底板的距离。

在其中一个实施例中，所述第一加强块的第一台阶面上设置有与所述U形安装柱配合导向槽，所述第二加强块的第一台阶面上设置有与所述圆柱形安装柱配合导向孔。

在其中一个实施例中，所述第二台阶面上设置有定位孔，所述定位孔与设置在所述机器人上的定位柱配合。

在其中一个实施例中，所述定位孔的数量为一个。

本实用新型提供的重载电池箱，由于在箱体的相对两侧上设置有第一安装件、第二安装件和支撑件，电池箱通过第一安装件和第二安装件搭载在车辆电池仓或支架电池仓上，电池箱的重力通过第一安装件和第二安装件传递至车辆电池仓或支架电池仓，机器人的伸缩臂伸入其中并可以与支撑件接触，从而直接对电池箱起到承载和搬运作用，消除了尺寸和位置条件的制约，使伸缩臂直接带动电池箱顺利的出入支架电池仓和车辆电池仓，电池箱更换方便。

附图说明

图1为机器人位于车辆电池仓和支架电池仓之间的结构示意图；

图2为机器人的正视结构示意图；

图3为图2中A处放大结构示意图；

图4为图2的侧视结构示意图；

图5为货叉臂的结构示意图；

图6为图5的侧视结构示意图；

图7为承载结构的立体结构示意图；

图8为安装在车辆电池仓和支架电池仓的电池箱的结构示意图；

图9为图8的正视结构示意图；

图10为图8的左视结构示意图；

图11为图8的右视结构示意图；

图12为货叉臂承载电池箱的局部结构示意图；

图13为承载有电池箱的机器人的整体装配结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“内”、“外”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参阅图1和图2，一种重载机器人，安装在第一导轨51和第二导轨52之间，第一导轨51和第二导轨52位于车辆电池仓40和支架电池仓30之间，用于电池箱20在车辆电池仓40和支架电池仓30之间的自动更换，机器人包括行走机构10、承载机构200、提升机构300和控制器400。行走机构10在第一导轨51和第二导轨52之间滑动，行走机构10包括机体110和第一驱动器120，第一驱动器120安装在机体110上，第一驱动器120可以驱动机体110沿第一导轨51和第二导轨52所限定的路径滑动，具体的，第一驱动器120为第一驱动电机。承载机构200设置在机体110上，承载机构200包括叉臂组件201和第二驱动器230，第二驱动器230可以驱动叉臂组件201做伸缩运动，从而使叉臂组件201承载电池箱20以便搬运。提升机构300安装在机体110上，提升机构300用于驱动承载机构200沿机体110上下滑动。控制器400与行走机构10、承载机构200和提升机构300电连接，用于控制行走机构10、承载机构200和提升机构300的运动状态。

参阅图1和图2，机体110包括底梁112、顶梁111和两根立柱113。底梁112与顶梁111平行设置，两根立柱113平行设置、并分别与底梁112与顶梁111的端部连接，整个机体110的横截面呈口字型结构。底梁112与第一导轨51对应，底梁112上设置有行走轮114，行走轮114与第一导轨51滑动配合并与第一驱动器120连接，为提高机体110在第一导轨51和第二导轨52之间的行走精度，底梁112还可以加装导向轮115。顶梁111与第二导轨52对应，顶梁111上同样设置有导向轮115，该导向轮115与第二导轨52滑动配合。第一驱动器120通过驱动行走轮114而带动整个机体110运动，由于导向轮115和行走轮114与第一导轨51、第二导轨52之间存在滚动摩擦，减少了机体110的运动阻力，同时提高机体110行走的响应速度和运动精度。

参阅图1至图3，提升机构300包括第三驱动电机310、第一同步链轮320、第二同步链轮330、传动链340、张紧链轮380、提升绳350和滑轮360。第三驱动电机310安装在立柱113的底部，第一同步链轮320安装在第三驱动电机310的输出轴上，第二同步链轮330安装在顶梁111上，张紧链轮380位于第一同步链轮320和第二同步链轮330之间，张紧链轮380的数量为两个，两个张紧链轮380相对底梁112的高度不同。传动链340上设置有连接块370，具体的，连接块370设置在传动链340的一端上，传动链340的另一端绕经第一同步链轮320、第二同步链轮330和两个张紧链轮380直至与连接块370连接。滑轮360安装在顶梁111上，提升绳350的一端与连接块370连接，提升绳350的另一端绕经滑轮360并与承载机构200连接。传动链340和提升绳350均与连接块370连接，传动链340能对提升绳350的运动起到导向作用，保证承载机构200的运动精度，滑轮360用于改变提升绳350的受力方向。

当第三驱动电机310正转时，传动链340顺时针运动，连接块370上升，从而使提升绳350带动承载机构200沿机体110向下滑动。当第三驱动电机310反转时，传动链340逆时针运动，连接块370下降，从而使提升绳350带动承载机构200沿机体110向上滑动。

参阅图2、图4和图13，叉臂组件201包括货叉架210和两个货叉臂220。货叉架210包括连接框211和两个安装框212，两个安装框212分别安装在两根立柱113上、并且在立柱113上处于相同的高度，连接框211的两端分别与两个安装框212的顶端连接，安装框212上设置有滚轮213，安装框212通过该滚轮213与立柱113滑动配合，提升绳350的端部固定在安装框212或连接框211上，提升绳350带动叉臂组件201沿立柱113上下运动。货叉臂220安装在两个安装框212的同一位置处，两货叉臂220所在的平面与连接框211所在的平面平行(均为水平面)，在装载过程中，电池箱20放置在两个货叉臂220上。

参阅图5和图6，货叉臂220包括固定臂221和伸缩臂222，固定臂221与安装框212固定连接，固定臂221上设置有齿条2213。伸缩臂222与固定臂221滑动配合，即伸缩臂222可以相对固定臂221在水平面内做前后伸缩运动，当伸缩臂222向前运动时，伸缩臂222伸长；当伸缩臂222向后运动时，伸缩臂222收缩。第二驱动器230包括第二驱动电机231和齿轮232，第二驱动电机231固定安装在伸缩臂222的端部，齿轮232与第二驱动电机231的输出轴连接，齿轮232与固定臂221上的齿条2213形成啮合关系。当第二驱动电机231带动齿轮232运转时，齿轮232在齿条2213上做前后滚动，从而带动伸缩臂222相对固定臂221做前后伸缩运动。当然，伸缩臂222也可以由气缸驱动，通过气缸的活塞杆带动伸缩臂222做前后伸缩运动。

参阅图5和图6，具体的，固定臂221包括固定板2211和第一安装板2212，第一安装板2212与固定板2211垂直连接，即固定板2211位于竖向平面内、第一安装板2212位于横向平面内，第一安装板2212与固定臂221连接形成一个L型或T字型结构，齿条2213设置在第一安装板2212上。

参阅图5和图6，伸缩臂222包括活动板2221和第二安装板2222，第二安装板2222与活动板2221垂直连接并与第一安装板2212相对应，即活动板2221位于竖向平面内、第二安装板2222位于横向平面内，第二安装板2222与活动臂连接形成一个L型或T字型结构。伸缩臂222的形状与固定臂221的形状基本相同。

参阅图5和图6，固定板2211上设置有第一滑轨2214，第一滑轨2214沿固定板2211的长度方向延伸，活动板2221上设置有第一滑块2229，第一滑块2229与第一滑轨2214之间形成滑动配合的关系。同样的，活动板2221上设置有第二滑轨2225，第二滑轨2225与第一滑轨2214平行，当伸缩臂222与固定臂221滑动配合时，第一滑轨2214与第二滑轨2225之间沿机体110的高度方向保持一定的间距，两者相互之间不处于同一直线上(即相互错开)，固定板2211上设置有第二滑块2215，该第二滑块2215与活动板2221上的第二滑轨2225滑动配合。

参阅图5至图7，根据实际情况的需要，第一滑轨2214和第二滑轨2225的数量可以为多条，例如均为两条，只要确保多条第一滑轨2214和第二滑轨2225沿机体110的高度方向间隔排列即可。在本实施例中，第一滑轨2214和第二滑轨2225的数量均为一条。由于设置了交错排列的第一滑轨2214和第二滑轨2225，保证伸缩臂222与固定臂221之间形成一种可靠的咬合关系，增强了伸缩臂222的承载能力，在电池箱20重量较重的情况下，伸缩臂222不会产生晃动或摇摆，确保伸缩臂222相对固定臂221运行平稳，伸缩臂222能将电池箱20精确的运送至与车辆电池仓40或支架电池仓30对应的位置。

进一步的，在本实施例中，第二安装板2222上设置有滑板2223，滑板2223可以沿第二安装板2222的长度方向滑动，即滑板2223可以相对伸缩臂222滑动。伸缩臂222上还设置有动力组件，动力组件为滑板2223相对伸缩臂222的运动提供驱动力。

参阅图5至图7，具体的，动力组件包括主动链轮2226，从动链轮2227和链条2228。主动链轮2226安装在第二驱动电机231的输出轴上，即主动链轮2226与上述的齿轮232同轴设置，从动链轮2227设置在伸缩臂222上与主动链轮2226相对的一端。链条2228的一端与滑板2223的前端连接，链条2228的另一端绕经从动链轮2227、主动链轮2226并与滑板2223的后端连接。当第二驱动电机231通过主动链轮2226带动链条2228运动时，链条2228将牵引滑板2223沿第二安装板2222前后滑动，从而相对伸缩臂222做伸缩运动。当然，可以理解，当滑板2223向前滑动时，滑板2223的前端不超出从动链轮2227的位置。

参阅图5，图12和图13，当电池箱20装载在货叉臂220上时，电池箱20与滑板2223直接接触。当伸缩臂222相对固定臂221伸出一定距离时，在伸缩臂222停止运动的情况下，仅需驱动滑板2223相对伸缩臂222滑动，从而改变电池箱20相对固定臂221的距离(即电池箱20跟随伸缩臂222向前伸出的长度)，因此，滑板2223可以对电池箱20相对固定臂221的伸出长度进行二次微调。当货叉臂220承载电池箱20放入车辆电池仓40或支架电池仓30时，在伸缩臂222和滑板2223运动的共同作用下，使得电池箱20能被准确的运载至指定的位置，实现电池箱20与车辆电池仓40或支架电池仓30之间良好的机械和电气连接，提高电池箱20的安装效率和精确度。

进一步的，滑板2223上还设置有定位柱2224，定位柱2224包括圆柱形段和圆台形段。圆柱形段固定在滑板2223上，圆台形段与圆柱形段一体连接，事实上，圆台形段为圆柱形段上端所设置的倒角，方便整个定位柱2224与电池箱20的配合。电池箱20放置在货叉臂220上时上，由于定位柱2224的限位作用，电池箱20不会相对滑板2223产生滑移，确保货叉臂220对电池箱20承载的稳固性。当然，滑板2223上也可以设置电磁铁或真空吸装置以实现电池箱20的定位。

参阅图8和图12，一种重载电池箱20，通过机器人上的货叉臂220实现其在车辆电池仓40和支架电池仓30之间的转移，电池箱20包括箱体510、第一安装件520、第二安装件530、支撑件540和电连接器550。第一安装件520和第二安装件530凸出箱体510相对的两侧、并用于搭载在车辆电池仓40和支架电池仓30上，以实现电池箱20的安装(即电池箱20与车辆电池仓40和支架电池仓30之间的机械连接)。同样地，支撑件540凸出箱体510相对的两侧、并用于搭载在机器人上的伸缩臂222上，即支撑件540与滑板2223直接接触。电连接器550安装在箱体510上，电池箱20通过电连接器550与车辆电池仓40和支架电池仓30之间实现电连接。

参阅图8，具体的，在本实施例中，箱体510为长方体状，当然也可以为正方体状。箱体510包括顶板511，底板512和两侧板513，两侧板513平行的连接在顶板511和底板512之间，第一安装件520、第二安装件530和支撑件540均设置在该两块侧板513上。

参阅图8，第一安装件520设置在其中一侧板513上，第一安装件520包括两第一安装块521，两第一安装块521关于该侧板513长边上的中心线对称；第二安装件530设置在另一侧板513上，第二安装件530包括两第二安装块531，两第二安装块531关于该侧板513长边上的中心线对称。支撑件540为四个支撑块，四个支撑块分别安装在第一安装块521和第二安装块531上。

参阅图8至图12，第一安装块521和第二安装块531上均设置有安装面5211，安装面5211垂直电池箱20的侧板513，即安装面5211为横向平面。电池箱20安装完毕后，该安装面5211直接与车辆电池仓40和支架电池仓30接触(即安装面5211压载在车辆电池仓40和支架电池仓30上)。支撑块固定在安装面5211靠近侧板513的一端上，支撑块上设置有支撑面541，支撑面541与安装面5211平行，机器人运载电池箱20时，该支撑面541直接与机器人上的滑板2223接触(即支撑面541压载在滑板2223上)，该支撑面541到电池箱20底板的距离小于安装面5211到电池箱20底板的距离，即支撑面541与安装面5211在竖直方向有高度差，两者之间存在一定的梯度，有利于机器人对电池箱20的搬运、电池箱20在车辆电池仓40和支架电池仓30上的安装。当然，支撑面541与安装面5211也可以重合，两者之间不存在梯度。

第一安装块521上设置有安装槽5212，安装槽5212沿垂直于侧板513的方向延伸，车辆电池仓40或支架电池仓30上设置有U形安装柱31，U形安装柱31与该安装槽5212配合、以对安装后的电池箱20进行定位，

第二安装块531上设置有安装孔5312，该安装孔5312沿垂直于安装面5211的方向延伸，即安装孔5312为竖直孔，车辆电池仓40或支架电池仓30上设置有圆柱形安装柱32，圆柱形安装柱32与该安装孔5312配合，同样用于对安装后的电池箱20进行定位。安装孔5312的开口处设置倒角，有利于圆柱形安装柱32与安装孔5312顺利配合。

参阅图8至图12，当电池箱20安装在车辆电池仓40或支架电池仓30上时，安装孔5312可以限制电池箱20的移动，而安装槽5212限制电池箱20的转动。特别值得一提的是，考虑到电池箱20尺寸的加工误差，当圆柱形安装柱32与第二安装块531上的安装孔5312形成有效配合时，由于第一安装块521上设置有安装槽5212，该安装槽5212同样能与U形安装柱31形成有效配合，避免因干涉而导致无法安装的现象发生。进一步的，安装槽5212和安装孔5312的深度均大于支撑面541到安装面5211之间的距离，确保电池箱20安装的稳定性。

参阅图8至图12，进一步的，其中一侧板513上还设置有第一加强块560，第一加强块560位于两第一安装块521之间连线的中点处；另一侧板513上还设置有第二加强块570，第二加强块570位于两第二安装块531之间连线的中点处。

第一加强块560和第二加强块570上均设置有第一台阶面572和第二台阶面573，第一台阶面572垂直于侧板513，电池箱20安装后，第一台阶面572直接压载在车辆电池仓40和支架电池仓30上，第二台阶面573与第一台阶面572平行，电池箱20搬运时，第二台阶面573直接压载在伸缩臂222的滑板2223上。第一台阶面572到底板512的距离等于安装面5211到底板512的距离，第二台阶面573到底板512的距离等于支撑面541到底板512的距离，无论电池箱20处于搬运或安装状态，第一安装块521、第二安装块531、第一加强块560和第二加强块570均能同时受力。由于设置第一加强块560和第二加强块570，能使机器人上的伸缩臂222受力更加均衡，电池箱20的重力不只集中在与支撑块接触的位置处。同样的，车辆电池仓40或支架电池仓30受力均衡，电池箱20的重力不只集中在与第一安装块521、第二安装块531接触的位置处。

第一加强块560的第一台阶面572上设置有导向槽561，该导向槽561与设置在车辆电池仓40和支架电池仓30上的U形安装柱31配合，第二加强块570的第一台阶面572上设置有导向孔571，该导向孔571与设置在车辆电池仓40和支架电池仓30上的圆柱形安装柱32配合。这样，进一步提高了安装后电池箱20的稳定性，不会因车辆振动而产生滑移。

第一加强块560和第二加强块570的第二台阶面573上均设置有定位孔574，该定位孔574与滑板2223上的定位柱2224配合，能对搬运中的电池箱20起到限位作用，在本实施例中，每一滑板2223上的定位柱2224数量为一个，因此，第二台阶面573上的定位孔574的数量对应为一个。

由于在箱体510的相对两侧上设置有第一安装件520、第二安装件530和支撑件540，电池箱20通过第一安装件520和第二安装件530搭载在车辆电池仓40上，电池箱20的重力通过第一安装件520和第二安装件530传递至车辆电池仓40，机器人的伸缩臂222可以伸入电池仓中并与支撑件540接触，从而通过支撑件540直接对电池箱20起到承载和搬运作用，消除了尺寸和位置条件的制约，使伸缩臂222直接带动电池箱20顺利的出入支架电池仓30和车辆电池仓40，电池箱20更换方便。

当需通过机器人将车辆电池仓40中的乏电电池箱20转移到支架电池仓30进行再次充电时，伸缩臂222水平伸出并进入车辆电池仓40中，提升绳350带动叉臂组件201沿立柱113向上运动，直至使U形安装柱31、圆柱形安装柱32均与第一安装块521、第二安装块531、第一加强块560和第二加强块570脱离，使得电池箱20与车辆电池仓40脱离，然后，伸缩臂222收缩。行走机构10带动机器人沿第一导轨51和第二导轨52运动至与支架电池仓30对应的位置处，伸缩臂222水平伸出，承载电池箱20进入支架电池仓30中，然后，提升绳350带动叉臂组件201沿立柱113向下运动，使U形安装柱31、圆柱形安装柱32均与第一安装块521、第二安装块531、第一加强块560和第二加强块570配合，最后，伸缩臂222再次收缩。

当需通过机器人将支架电池仓30中的满电电池箱20转移至车辆电池仓40中时，伸缩臂222水平伸出并进入支架电池仓30中，提升绳350带动叉臂组件201沿立柱113向上运动，伸缩臂222带动电池箱20脱离支架电池仓30，伸缩臂222收缩，行走机构10带动机器人沿第一导轨51和第二导轨52运动至与车辆电池仓40对应的位置处，伸缩臂222水平伸出，承载电池箱20进入车辆电池仓40中，然后，提升绳350带动叉臂组件201沿立柱113向下运动，最终实现电池箱20与车辆电池仓40的配合，最后，伸缩臂222再次收缩。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。