电动汽车换电设备的制作方法

本发明属于电动汽车技术领域，特别的涉及电动汽车换电设备。

背景技术：

电动汽车以电力作为能源，是绿色交通工具。具体地，电动汽车装上电池，该电池为电动汽车提供动力能源。由于电动汽车电池内存储的电能是一定的，因此，在不充电的情况下电动汽车可行驶的路程是有限。为了使电动汽车可以行驶更长的距离，目前也有一些设置在公路边专门为电动汽车提供充电的充电站。该充电站类似于普通汽车的加油站，当电动汽车的电池消耗完或即将消耗完时，电动汽车可以在充电站内对电池进行充电；当电池充满电后，电动汽车可以继续行驶。而电动汽车在充电站内对电池进行充电时，需要长时间停车等待，少则一二小时，多则七八小时。

因此，本申请人采用更换电池的模式为电动汽车补充能源，在完成对电动汽车换电的过程中，需要将插接安装于电动汽车上的电池从电池安装位置取下，并转运至充电工位；再将已经充电完成后的电池从充电工位转运至电动汽车上的电池安装位置并插接安装。

这其中，对电池进行的两次转运是采用人力去完成操作的。采用纯人力进行电池的转运存在自动化程度低、转运效率低和劳动强度大的缺点。

电动汽车的电池通常是安装于汽车引擎盖下方位置或汽车车厢内的后地板下方位置，采用人力去完成将电池取出电动汽车车体的步骤，会存在取出电池费力，取出不方便的缺点。

因此，怎样才能够提供一种在电动汽车换电过程中对电池转运效率高，劳动强度低，方便使用，能够实现半自动化的电动汽车换电设备，成为本领域技术人员有待解决的技术问题。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：怎样提供一种在电动汽车换电过程中对电池转运效率高，劳动强度低，方便使用，能够实现半自动化的电动汽车换电设备。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

电动汽车换电设备，包括行走装置，所述行走装置包括车体，其特点在于，在车体的上方竖直向上固定连接有竖板，在竖板上设置有横臂，所述横臂沿行走装置直线行走方向设置，在竖板和横臂之间设置有用于控制横臂上下移动的横臂上下移动控制机构；在横臂上远离竖板的一端设置有吸盘机构，所述横臂与吸盘机构之间设置有用于控制吸盘机构沿横臂长度方向移动的吸盘左右移动控制机构；所述吸盘机构包括吸口朝下设置的多个吸盘。

本技术方案中，在使用该设备时，首先将电动汽车的引擎盖打开，使得电动汽车处于换电状态；整个设备依靠行走装置自行行驶至靠近待换电的电动汽车，通过调整横臂上下移动控制机构并使得与其相连的横臂以及吸盘机构能够顺利的从引擎盖下方伸入到电动汽车车身内，再通过调整吸盘左右移动控制机构使得连接于其上的吸盘机构能够顺利的伸到电池上方并对电池进行吸附连接；此时，再通过调整横臂上下移动控制机构并使得与其相连的横臂以及吸盘机构能够竖直向上移动以使得电池脱离电动汽车上的电池安装面；然后行走装置再将电池转运至电池充电工位，并卸下电池，完成电池转运操作；在这其中，行走装置具有动力，并且能够行走，将转运电池所需的人力劳动替代，很好的降低电池转运时所需的人力劳动；横臂能够能够伸入到车身内部，并且吸盘左右移动控制机构能够对吸盘机构在水平方向上的伸入长度进行调整，方便将吸盘机构与电池对准；横臂上下移动控制机构能够对连接于其上的横臂和吸盘机构在竖直方向上的高度进行调整，能够实现将吸附有电池的吸盘机构竖直向上移动，以使得电池脱离电动汽车上的电池安装面；整个设备在对电池换电过程中具有转运效率高，劳动强度低，方便使用，能够实现半自动化的优点。

作为优化，所述行走装置包括有一对行走驱动车轮，所述车体设置于行走驱动车轮正上方，所述车体沿直线行走方向一端向前延伸设置有一个辅助平衡用的纵梁，纵梁高度低于行走驱动车轮的轴心位置且位于横臂的正下方，在车身纵梁前端向下安装有辅助行走轮，辅助行走轮和驱动车轮下表面位于同一高度；并且纵梁能够伸入到电动汽车底盘下方，同时使得吸盘机构伸入到电动汽车内部。

这样，整个行走装置结构更加紧凑，纵梁能够伸入到电动汽车底盘下方，使得整个设备更好的保持平衡，并且这个设备在使用时，行走稳定段不占用外部的操作空间，可以使得操作人员在利用该设备进行换电时，汽车外部能够有更大的操作空间，方便操作人员使用；并且整个行走装置在对电池进行转运时更加的稳定，在转运过程中不易发生倾覆；提高了整个装置的可靠性，降低劳动强度，提高换电效率。

作为优化，所述车体与所述行走驱动车轮由平衡车得到。

这样，能够方便整个设备的制造，降低制造成本；并且能够使得整个设备平衡性更好。

作为优化，在纵梁两端均连接有辅助行走轮安装结构，所述辅助行走轮安装结构包括横向设置于纵梁下表面的辅助行走轮安装板，在辅助行走轮安装板的两端可水平转动的连接有辅助行走轮安装架，所述辅助行走轮可竖向转动的安装在所述辅助行走轮安装架上。

这样，结构简单，并且方便辅助行走轮安装；同一端的两个辅助行走轮之间的轮距更大，能够使得整个设备更加的稳定；并且行走装置具有四个辅助行走轮，能够承受更大得负载。

作为优化，所述纵梁包括纵梁前段和纵梁后段，所述纵梁前段上设有竖向贯通设置的且开口朝向纵梁后段的“U”形连接口，所述纵梁后段上的与所述纵梁前段相邻的连接端能够插入到所述“U”形连接口内部并通过沿纵向间隔设置的两个连接销实现将纵梁前段和纵梁后段连接。

这样，整个设备在不使用时，可以通过拆卸其中一个连接销后实现将纵梁后段收拢与纵梁前段上方，占用空间更小。

作为优化，所述安装结构位于行走装置上的行走驱动车轮一侧。

这样，有利于整个设备保持平衡，在对电池进行转运的过程中使得整个设备的中心位于其中部位置；提高了使用时的安全性与可靠性。

作为优化，横臂上下移动控制机构包括设置在所述竖板上的竖向滑槽，在所述竖向滑槽内安装有竖向滑块；在所述竖向滑块上设有连接结构并与所述横臂的连接端相连；还包括竖向驱动结构，所述竖向驱动结构固定连接在竖板的下端，且所述竖向驱动结构的工作端与竖向滑块相连并带动竖向滑块竖向移动。

这样，竖向驱动结构能够带动竖向滑块沿着竖向滑槽的导向方向运动，并带动连接于竖向滑块的横臂进行竖向移动；将竖向驱动结构、竖向滑块和竖向滑槽均设置在竖向支撑板上具有结构简单，安装设置方便的优点。

作为优化，所述竖向驱动结构包括固定连接在竖板下端的伺服电机，所述伺服电机的动力输出轴与竖向设置的丝杠连接，且所述丝杠与所述竖向滑块传动连接。

这样，采用伺服电机驱动丝杠转动，丝杠与竖向滑块是传动连接的并带动竖向滑块在竖向滑槽内竖向移动；这样具有结构简单，并且导向精度高，并且能够方便调整连接于竖向滑块上的横臂和吸盘机构在竖向上的高度，能够方便将吸盘机构对准电池，使用更加的方便。

作为优化，所述连接结构包括呈水平设置的连接板，所述连接板固定连接在竖向滑块的竖向外表面上，且所述连接板的截面呈“U”形且开口朝上设置；所述横臂上的与竖板相邻的一端为连接端；所述连接端伸入到连接板 “U”形的底部并通过连接销铰接连接于连接板的两侧边；在连接板底部上的且与横臂的连接端端部对应的位置设有让位开口，所述横臂能够转动至竖直状态使得其连接端端部能够从所述让位开口通过。

这样，整个设备的横臂以及连接于横臂的吸盘机构能够收拢并靠拢于竖板，使得真个设备占用空间更小。

作为优化，所述吸盘左右移动控制机构包括设置在横臂上的导轨，所述导轨与行走装置直线行走方向平行设置，在所述导轨上安装有滑动座，在所述滑轨座上连接有所述吸盘机构；还包括固定连接在横臂上的水平驱动结构，且水平驱动结构的工作端与所述滑动座传动连接并能够带动滑动座水平滑动；

所述横臂包括呈三段式设计的且依次相连的第一支撑臂、第二支撑臂和第三支撑臂，第一支撑臂和第三支撑臂呈阶梯形布置且第一支撑臂位于第三支撑臂上方，所述第二支撑臂竖向设置且两端各自连接于第一支撑臂和第三支撑臂的一端；

所述水平驱动结构固定安装在所述第三支撑臂的上表面，所述导轨设置在所述第三支撑臂的下表面，所述水平驱动结构的工作端与滑动座通过“L”形结构的连接件传动连接，连接件的竖直端与水平驱动结构的工作端相连，连接件的水平端与滑动座相连；

所述吸盘机构包括吸盘安装板，所述吸盘安装板的上表面为连接面并通过万向节与滑动座连接；

所述吸盘机构的下表面为吸盘安装面并均匀的安装有多个吸盘；

所述水平驱动结构为电动推拉杆；

在竖板上的背离所述横臂的一侧固定连接有真空泵，所述真空泵与吸盘相连并能够为吸盘抽真空。

这样，能够方便对连接在横臂上的吸盘机构的伸出长度进行调整，能够更好的伸入到电动汽车车身内部并完成对电池的吸附连接；

第一支撑臂和第三支撑臂在竖直方向上的空间能够容纳水平驱动结构，使得横臂在收拢状态时能够处于竖直状态，占用空间更小的同时也使得整个设备更加的稳定，不易倾覆；

吸盘机构结构更加简单，安装更加方便，并且有利于吸盘更好的完成对电池的吸附连接；

设置的多个吸盘能够同时对多块电池完成转运并且工作更加可靠；

水平驱动结构为电动推拉杆具有结构简单，安装方便的优点；

设置的真空泵能够为吸盘抽真空，不需要额外的抽真空设备。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中的轴测图。

图2为图1的主视图。

图3为图1的左视图。

图4为本设备在使用状态下的示意图；（对电动汽车引擎盖下方的电池进行转运）。

图5为本设备在另一种使用状态下的示意图；（对电动汽车后排座椅下方的电池进行转运）。

具体实施方式

下面结合例附图对本发明作进一步的详细说明。

具体实施时：如图1至图5所示，电动汽车换电设备，包括行走装置1，所述行走装置1包括车体5，在车体的上方竖直向上固定连接有竖板2，在竖板上设置有横臂3，所述横臂沿行走装置1直线行走方向设置，在竖板和横臂之间设置有用于控制横臂上下移动的横臂上下移动控制机构；在横臂上远离竖板的一端设置有吸盘机构4，所述横臂与吸盘机构之间设置有用于控制吸盘机构沿横臂长度方向移动的吸盘左右移动控制机构；所述吸盘机构4包括吸口朝下设置的多个吸盘25。

本技术方案中，在使用该设备时，首先将电动汽车的引擎盖打开，使得电动汽车处于换电状态；整个设备依靠行走装置自行行驶至靠近待换电的电动汽车，通过调整横臂上下移动控制机构并使得与其相连的横臂以及吸盘机构能够顺利的从引擎盖下方伸入到电动汽车车身内，再通过调整吸盘左右移动控制机构使得连接于其上的吸盘机构能够顺利的伸到电池上方并对电池进行吸附连接；此时，再通过调整横臂上下移动控制机构并使得与其相连的横臂以及吸盘机构能够竖直向上移动以使得电池脱离电动汽车上的电池安装面；然后行走装置再将电池转运至电池充电工位，并卸下电池，完成电池转运操作；在这其中，行走装置具有动力，并且能够行走，将转运电池所需的人力劳动替代，很好的降低电池转运时所需的人力劳动；横臂能够能够伸入到车身内部，并且吸盘左右移动控制机构能够对吸盘机构在水平方向上的伸入长度进行调整，方便将吸盘机构与电池对准；横臂上下移动控制机构能够对连接于其上的横臂和吸盘机构在竖直方向上的高度进行调整，能够实现将吸附有电池的吸盘机构竖直向上移动，以使得电池脱离电动汽车上的电池安装面；整个设备在对电池换电过程中具有转运效率高，劳动强度低，方便使用，能够实现半自动化的优点。

本具体实施方式中，所述行走装置1包括有一对行走驱动车轮28，所述车体5设置于行走驱动车轮28正上方，所述车体5沿直线行走方向一端向前延伸设置有一个辅助平衡用的纵梁6，纵梁高度低于行走驱动车轮的轴心位置且位于横臂3的正下方，在车身纵梁前端向下安装有辅助行走轮7，辅助行走轮和驱动车轮下表面位于同一高度；并且纵梁6能够伸入到电动汽车底盘下方，同时使得吸盘机构伸入到电动汽车内部。

这样，整个行走装置结构更加紧凑，纵梁能够伸入到电动汽车底盘下方，使得整个设备更好的保持平衡，并且这个设备在使用时，行走稳定段不占用外部的操作空间，可以使得操作人员在利用该设备进行换电时，汽车外部能够有更大的操作空间，方便操作人员使用；并且整个行走装置在对电池进行转运时更加的稳定，在转运过程中不易发生倾覆；提高了整个装置的可靠性，降低劳动强度，提高换电效率。

本具体实施方式中，所述车体5与所述行走驱动车轮28由平衡车得到。

这样，能够方便整个设备的制造，降低制造成本；并且能够使得整个设备平衡性更好。

本具体实施方式中，在纵梁6两端均连接有辅助行走轮安装结构，所述辅助行走轮安装结构包括横向设置于纵梁下表面的辅助行走轮安装板8，在辅助行走轮安装板的两端可水平转动的连接有辅助行走轮安装架9，所述辅助行走轮7可竖向转动的安装在所述辅助行走轮安装架9上。

这样，结构简单，并且方便辅助行走轮安装；同一端的两个辅助行走轮之间的轮距更大，能够使得整个设备更加的稳定；并且行走装置具有四个辅助行走轮，能够承受更大得负载。

本具体实施方式中，所述纵梁6包括纵梁前段10和纵梁后段11，所述纵梁前段上设有竖向贯通设置的且开口朝向纵梁后段的“U”形连接口，所述纵梁后段11上的与所述纵梁前段相邻的连接端能够插入到所述“U”形连接口内部并通过沿纵向间隔设置的两个连接销实现将纵梁前段10和纵梁后段11连接。

这样，整个设备在不使用时，可以通过拆卸其中一个连接销后实现将纵梁后段收拢与纵梁前段上方，占用空间更小。

本具体实施方式中，所述安装结构位于行走装置1上的行走驱动车轮一侧。

这样，有利于整个设备保持平衡，在对电池进行转运的过程中使得整个设备的中心位于其中部位置；提高了使用时的安全性与可靠性。

本具体实施方式中，横臂上下移动控制机构包括设置在所述竖板上的竖向滑槽，在所述竖向滑槽内安装有竖向滑块13；在所述竖向滑块上设有连接结构并与所述横臂3的连接端相连；还包括竖向驱动结构，所述竖向驱动结构固定连接在竖板的下端，且所述竖向驱动结构的工作端与竖向滑块13相连并带动竖向滑块竖向移动。

这样，竖向驱动结构能够带动竖向滑块沿着竖向滑槽的导向方向运动，并带动连接于竖向滑块的横臂进行竖向移动；将竖向驱动结构、竖向滑块和竖向滑槽均设置在竖向支撑板上具有结构简单，安装设置方便的优点。

本具体实施方式中，所述竖向驱动结构包括固定连接在竖板下端的伺服电机14，所述伺服电机的动力输出轴与竖向设置的丝杠15连接，且所述丝杠与所述竖向滑块13传动连接。

这样，采用伺服电机驱动丝杠转动，丝杠与竖向滑块是传动连接的并带动竖向滑块在竖向滑槽内竖向移动；这样具有结构简单，并且导向精度高，并且能够方便调整连接于竖向滑块上的横臂和吸盘机构在竖向上的高度，能够方便将吸盘机构对准电池，使用更加的方便。

本具体实施方式中，所述连接结构包括呈水平设置的连接板16，所述连接板固定连接在竖向滑块13的竖向外表面上，且所述连接板的截面呈“U”形且开口朝上设置；所述横臂上的与竖板相邻的一端为连接端；所述连接端伸入到连接板16“U”形的底部并通过连接销铰接连接于连接板的两侧边；在连接板16底部上的且与横臂3的连接端端部对应的位置设有让位开口，所述横臂3能够转动至竖直状态使得其连接端端部能够从所述让位开口通过。

这样，整个设备的横臂以及连接于横臂的吸盘机构能够收拢并靠拢于竖板，使得真个设备占用空间更小。

本具体实施方式中，所述吸盘左右移动控制机构包括设置在横臂上的导轨，所述导轨与行走装置直线行走方向平行设置，在所述导轨上安装有滑动座18，在所述滑轨座18上连接有所述吸盘机构4；还包括固定连接在横臂上的水平驱动结构，且水平驱动结构的工作端与所述滑动座18传动连接并能够带动滑动座水平滑动；

所述横臂3包括呈三段式设计的且依次相连的第一支撑臂19、第二支撑臂20和第三支撑臂21，第一支撑臂和第三支撑臂呈阶梯形布置且第一支撑臂位于第三支撑臂上方，所述第二支撑臂竖向设置且两端各自连接于第一支撑臂和第三支撑臂的一端；

所述水平驱动结构固定安装在所述第三支撑臂21的上表面，所述导轨设置在所述第三支撑臂21的下表面，所述水平驱动结构的工作端与滑动座通过“L”形结构的连接件22传动连接，连接件22的竖直端与水平驱动结构的工作端相连，连接件22的水平端与滑动座相连；

所述吸盘机构4包括吸盘安装板23，所述吸盘安装板的上表面为连接面并通过万向节24与滑动座18连接；

所述吸盘机构的下表面为吸盘安装面并均匀的安装有多个吸盘25；

所述水平驱动结构为电动推拉杆26；

在竖板上的背离所述横臂3的一侧固定连接有真空泵27，所述真空泵与吸盘相连并能够为吸盘抽真空。

这样，能够方便对连接在横臂上的吸盘机构的伸出长度进行调整，能够更好的伸入到电动汽车车身内部并完成对电池的吸附连接；

第一支撑臂和第三支撑臂在竖直方向上的空间能够容纳水平驱动结构，使得横臂在收拢状态时能够处于竖直状态，占用空间更小的同时也使得整个设备更加的稳定，不易倾覆；

吸盘机构结构更加简单，安装更加方便，并且有利于吸盘更好的完成对电池的吸附连接；

设置的多个吸盘能够同时对多块电池完成转运并且工作更加可靠；

水平驱动结构为电动推拉杆具有结构简单，安装方便的优点；

设置的真空泵能够为吸盘抽真空，不需要额外的抽真空设备。