本发明涉及清洁能源汽车辅助设备领域，尤其涉及一种电池包装卸系统。
背景技术：
随着环境和资源问题的日益严重，新能源的开发和利用越来越受重视。电动汽车作为一种新能源汽车，其以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶。电动汽车以动力源分类可分为纯电动汽车和燃油电动混合动力汽车，纯电动汽车的清洁性更好。纯电动汽车时速快慢，和启动速度取决于驱动电机的功率和性能，其续行里程之长短取决于车载动力电池容量之大小，车载动力电池之重量取决于选用何种动力电池如铅酸、锌碳、锂电池等，它们体积，比重、比功率、比能量、循环寿命都各异。这取决于制造商对整车档次的定位和用途以及市场界定、市场细分。
纯电动汽车存在的主要缺点是只有在有电力供应且有专门充电设备的地方才能够充电。为了解决这一问题，开发了一种可更换电池包的纯电动汽车，但可更换电池包的电动汽车存在一个问题是由于电池包的体积和重量较大，人工更换电池包的劳动强度较大。
技术实现要素：
本发明实施例提供一种电池包装卸系统，能够自动地实现电池包的装卸、运输操作，并且有效解决电池包装卸系统对电网冲击的问题。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
本发明实施例提供一种电池包装卸系统，包括底座、传送部和抓取部，所述底座包括支撑平台和位置调节架，所述支撑平台铰接在所述位置调节架上，且所述支撑平台）与所述位置调节架之间设置有调节所述支撑平台的角度的倾角调节机构，所述传送部设置在所述支撑平台上，且能够相对所述支撑平台在高度方向上移动，所述传送部包括传送电池包的传送带，所述抓取部设置在所述支撑平台上，且所述抓取部包括抓取电池包的抓取机构，所述抓取机构能够相对所述支撑平台移动。
可选地，所述位置调节架包括固定承载座、水平调节组件和转动调节组件，所述水平调节组件，所述水平调节组件设置在所述固定承载座上，并可相对所述固定承载座在水平面移动，所述转动调节组件设置在所述水平调节组件上，并可相对所述水平调节组件绕竖直轴转动，所述支撑平台铰接在所述转动调节组件上。
可选地，所述水平调节组件包括第一调节座和第二调节座，所述第一调节座，所述第一调节座沿第一方向可移动地设置在所述固定承载座上；所述第二调节座，所述第二调节座沿第二方向可移动地设置在所述第一调节座上，所述第一方向与所述第二方向垂直。
可选地，所述转动调节组件包括第三调节座和辅助轮，所述第三调节座通过竖直轴可转动地设置在所述第二调节座上，所述辅助轮可转动地设置在所述第三调节座上，且所述辅助轮与所述第二调节座接触。
可选地，所述倾角调节机构位于所述支撑平台与第三调节座之间，所述倾角调节机构包括导向块和滚动轮，所述导向块设置在所述位置调节架上，所述导向块具有倾斜调整面；所述滚动轮设置在所述支撑平台上，且可沿所述导向块的倾斜调整面移动。
可选地，所述倾角调节机构还包括：驱动件、螺纹丝杆和丝杆螺母，所述驱动件设置在所述支撑平台上，所述螺纹丝杆连接在所述驱动件上，并可在所述驱动件的驱动下转动，所述丝杆螺母设置在所述螺纹丝杆上，并可沿所述螺纹丝杆移动，所述滚动轮连接在所述丝杆螺母上。
可选地，所述倾角调节机构还包括铰接结构，所述铰接结构连接在所述支撑平台和第三调节座之间
可选地，所述抓取部还包括抓取平台，所述抓取平台沿高度方向可移动地设置在所述支撑平台上，所述抓取机构可移动地设置在所述抓取平台上。
可选地，所述抓取机构包括抓取机构安装座、抓取支架、抓取臂、抓取销和驱动装置，所述抓取机构安装座通过抓取驱动组件可移动地设置在抓取平台上，所述抓取支架设置在所述电池包上，且所述抓取支架上设置有抓取通孔，所述驱动装置安装于抓取机构安装座上，所述抓取臂的其中一端与驱动装置连接，驱动装置带动驱动抓取臂张角调节，所述抓取销连接于所述抓取臂的另一端，所述抓取销具有插入所述抓取通孔的抓取位置和脱离所述抓取通孔的脱离位置。
可选地，所述电池包装卸系统还包括解锁机构，所述解锁机构连接于所述传送台上，所述解锁机构具有使电池包上的锁定机构解锁的解锁位置。
本发明电池包装卸系统的底座用于承载其他部件。由于支撑平台铰接在位置调节架上，且两者之间设置有倾角调节机构，因此可以调节支撑平台的角度，从而调节设置在其上的传送带和抓取机构等的角度，以适应电动汽车的电池包的角度，提高适应性。传送部能够输送电池包，实现电池包拆卸或自动送出存储，或电池包安装过程中自动运送到位，提升自动化程度。抓取部用于抓取电池包实现拆卸电池包或将电池包安装到位等目的。该电池包装卸系统可以自动更换电池包，解决现有技术中人工更换电池包费时费力的问题，降低工作人员的劳动强度。
附图说明
图1为本发明的实施例的电池包装卸系统与电动汽车配合的第一视角的立体结构示意图；
图2为本发明的实施例的电池包装卸系统与电动汽车配合的第二视角的立体结构示意图；
图3为本发明的实施例的电池包装卸系统的底座的第一视角的立体结构示意图；
图4为本发明的实施例的电池包装卸系统的第一视角的立体结构示意图；
图5为本发明的实施例的电池包装卸系统的剖视结构示意图；
图6为本发明的实施例的电池包装卸系统的抓取机构的抓取臂的第一端处的局部放大结构示意图；
图7为本发明的实施例的电池包装卸系统的解锁机构处的局部结构放大图；
图8为本发明的实施例的电池包装卸系统的抓取机构具体示意图；
图9为抓取支架示意图。
附图标记说明：10、支撑平台；20、位置调节架；21、固定承载座；211、第一导轨；22、第一调节座；221、第一滑块；222、第二导轨；23、第二调节座；24、竖直轴；25、第三调节座；26、辅助轮；30、安装座；31、传送带；32、传送台；33、驱动器；34、主滚珠丝杆；35、主滚珠螺母；41、导向块；42、滚动轮；43、驱动件；44、螺纹丝杆；46、缓冲结构；47、铰接结构；51、抓取机构；511、抓取机构安装座；512、抓取支架；513、抓取销；514、抓取臂；515伸缩缸；516、导向限位件；5121、容纳孔；5122、凸出块；5141、第一臂节；5142、第二臂节；52、抓取平台；60、解锁机构；61、连接臂；62、伸缩缸；63、按压板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例的电池包装卸系统进行详细描述。
如图1和图2所示，电池包装卸系统包括底座、传送部和抓取部。其中，底座包括支撑平台10和位置调节架20，支撑平台10铰接在位置调节架20上，且支撑平台10与位置调节架20之间设置有调节支撑平台10的角度的倾角调节机构。传送部设置在支撑平台10上，且能够相对支撑平台10在高度方向上移动，传送部包括传送电池包的传送带31。抓取部设置在支撑平台10上，且抓取部包括抓取电池包的抓取机构，抓取机构能够相对支撑平台10移动。
该电池包装卸系统的底座用于承载其他部件。由于支撑平台10铰接在位置调节架20上，且两者之间设置有倾角调节机构，因此可以调节支撑平台10的角度，从而调节设置在其上的传送带31和抓取机构等的角度，以适应电动汽车的电池包的角度，提高适应性。传送部能够输送电池包，实现电池包拆卸或自动送出存储，或电池包安装过程中自动运送到位，提升自动化程度。抓取部用于抓取电池包实现拆卸电池包或将电池包安装到位等目的。该电池包装卸系统可以自动更换电池包，解决现有技术中人工更换电池包费时费力的问题，降低工作人员的劳动强度。
在本实施例中，为了提高适应性，确保能够满足电动汽车不同的停靠位置都可以快速便捷的进行电池包更换，位置调节架20具有多个自由度。
可选地，位置调节架20包括固定承载座21、水平调节组件和转动调节组件。其中，固定承载座21固定设置在地面或其他安装座上，以承载其他部件。固定承载座21根据需要可以是平板、框架等结构，也可以是其他任何能够稳定承载的结构。
水平调节组件设置在固定承载座21上，并可相对固定承载座21在水平面移动。水平调节组件用于调节在水平面上的位置。需要说明的是，水平面是广义水平面，其可以相对绝对水平面具有一定夹角。
转动调节组件设置在水平调节组件上，并可相对水平调节组件绕竖直轴24转动，转动调节组件用于调整角度。支撑平台10铰接在转动调节组件上。
如图2至图5所示，在本实施例中，水平调节组件包括第一调节座22和第二调节座23。
第一调节座22沿第一方向可移动地设置在固定承载座21上。具体地，在固定承载座21上设置有第一导轨211，第一调节座22上设置有与第一导轨211配合的第一滑块221，当第一调节座22相对固定承载座21运动时，第一导轨211和第一滑块221配合进行导向。第一调节座22通过驱动结构驱动运动。驱动结构可以是电动驱动结构也可以是气动、液压等驱动结构。
可选地，驱动结构包括驱动电机和传动结构，驱动电机固定设置在固定承载座21上，其用于提供动力源，传动结构进行传动，并将驱动电机的转动转化为直线运动。当然，若驱动电机为直线电机则可以省略传动结构。
传动结构包括滚珠丝杆和滚珠螺母，第一调节座22固定连接在滚珠螺母上。当驱动电机转动时，滚珠丝杆受驱动电机的驱动而转动，滚珠螺母沿滚珠丝杆移动，从而实现第一调节座22沿第一方向移动。
第二调节座23沿第二方向可移动地设置在第一调节座22上，第一方向与第二方向垂直。具体地，第一调节座22上设置有第二导轨222，第二调节座23上设置有与第二导轨222配合的第二滑块，当第二调节座23相对第一调节座22移动时，第二导轨222和第二滑块可以对第二调节座23进行限位。
第二调节座23通过驱动结构驱动其相对第一调节座22移动。该驱动结构可以与驱动第一调节座22移动的驱动结构相同，也可以不同，在本实施例中，两者结构相同，只是滚珠螺母的移动方向不同，因此在此不再赘述。
可选地，转动调节组件包括第三调节座25，第三调节座25通过竖直轴24可转动地设置在第二调节座23上。例如，将竖直轴24可转动地设置在第二调节座23上，第三调节座25固定连接在竖直轴24上。第二调节座23上还设置有驱动电机，以在需要时驱动竖直轴24转动。
可选地，为了保证第三调节25的转动稳定平滑，转动调节组件还包括辅助轮26，辅助轮26可转动地设置在第三调节座25上，且辅助轮26与第二调节座23接触。
根据需要辅助轮26为多个，且间隔设置在第三调节座25上，这样支撑更加稳定。在本实施例中辅助轮26是万向轮，当第三调节座25相对第二调节座23转动时，带动辅助轮26在第二调节座25上移动。
可选地，倾角调节机构位于支撑平台10与第三调节座25之间，倾角调节机构包括导向块41和滚动轮42。
导向块41设置在第三调节座25上，导向块41具有倾斜调整面。倾斜调整面可以通过导向块41的厚度逐渐减少（或逐渐增多）形成。当然，在其他实施例中，其也可以是其他形状。
滚动轮42安装于在支撑平台10底部，且可沿导向块41的倾斜调整面移动。由于导向块41的厚度逐渐变化，因此滚动轮42在沿导向块41的倾斜调整面移动的过程中处于不同位置时支撑平台10和第三调节座25之间的距离会发生变化，支撑平台10的角度会发生变化。
可选地，倾角调节机构还包括驱动件43、螺纹丝杆44和丝杆螺母。驱动件43设置在支撑平台10上，驱动件43可以是驱动电机。螺纹丝杆44连接在驱动件43上，并可在驱动件43的驱动下转动。丝杆螺母设置在螺纹丝杆44上，并可沿螺纹丝杆44移动，滚动轮42连接在丝杆螺母上。螺纹丝杆44与丝杆螺母配合可以提高控制精度，从而保证支撑平台10的倾角调节精度更高。
可选地，倾角调节机构还包括缓冲结构46，缓冲结构46连接在支撑平台10和第三调节座25之间。缓冲结构46可以是弹簧。弹簧的第一端连接在支撑平台10上，弹簧的第二端连接在第三调节座25上。倾角调节机构还包括铰接结构47，铰接结构47连接在支撑平台10和第三调节座25之间。
如图1至图4所示，传送部位于支撑平台10上。传送部包括传送台32、主升降调节机构、安装座30和传送带31，安装座30与支撑平台10固定连接，主升降调节机构与安装座30相连接，传送台32与主升降调节机构相连接，使得传送台32高度可调节，传送带31设置在传送台32上。在本实施例中，传送带31为两个且间隔设置。这样能够调整传送台32的整体的高度，从而能够适应不同的电池包安装高度，满足不同类型电动汽车的电池包更换需求。
主升降调节机构包括主驱动器33、主滚珠丝杆34和主滚珠螺母35。主驱动器33设置在安装座30上，主驱动器33作为动力源，驱动传送台32移动，从而调整传送台32整体的高度。主驱动器33可以是驱动电机。
主滚珠丝杆34连接在主驱动器35上，并在主驱动器33的驱动下转动。主滚珠螺母35设置在主滚珠丝杆34上，在主滚珠丝杆34转动时，主滚珠螺母35沿主滚珠丝杆34移动，传送台32固定连接在主滚珠螺母35上。主滚珠丝杆34和主滚珠螺母35相配合能够将旋转运动转化为直线运动，从而使传送台32上下移动，这种传动更加平稳。
如图6至图9所示，抓取部包括抓取平台52和抓取机构。抓取平台52沿高度方向可移动地设置在支撑平台10上。抓取机构可移动地设置在抓取平台52上。具体高度调节的结构可采用伸缩缸或者参照主升降调节机构的结构，这里不再赘述。
抓取机构包括抓取机构安装座511、抓取支架512、抓取臂514、抓取销513和伸缩缸515。
抓取机构安装座511通过抓取驱动组件可移动地设置在抓取平台52上。驱动组件包括驱动电机、滚珠丝杆和滚珠螺母。驱动电机固定设置在抓取平台52上。滚珠螺母与抓取机构安装座511固定连接。当驱动电机驱动滚珠丝杆转动时，滚珠螺母相对滚珠丝杆移动，从而带动抓取机构安装座511移动。抓取平台52一方面承载了抓取机构，使抓取机构能够稳定可靠地移动，同时抓取平台52还能够调节抓取机构的高度，使其在工作时高度高于传送带20的上表面，不工作时高度低于传送带20的上表面，以保证电池包可以与传送带20接触，可靠运输电池包。
如图6至图9所示，抓取支架512设置在电池包上，且抓取支架512上设置有抓取通孔。
伸缩缸515安装于抓取机构安装座511上，抓取臂514的其中一端与伸缩缸515连接，用于驱动抓取臂514运动，从而抓取臂514的张角可调节，抓取销513与抓取臂511的另一端相连接，并在抓取臂514驱动下插入抓取通孔的抓取位置和脱离抓取通孔的脱离位置。
如图8和图9所示，伸缩缸515可以通过螺钉等紧固件固定在抓取机构安装座511上。抓取臂514的第一端连接在伸缩缸515的活塞杆上。通过活塞杆的伸缩可以驱动抓取臂514运动，从而使抓取臂514的张角扩大或缩小。
需要说明的是，本实施例中采用伸缩缸仅为优选方案，现有技术中任何能够实现抓取臂514张角调节的结构均应包括在本发明的思想中。例如，伸缩缸515可采用驱动电机和传动结构替代，驱动电机通过传动结构与抓取臂514连接，通过驱动电机转动带动传动结构运动，从而实现抓取臂514的张开或闭合。传动结构可以是滚珠丝杆等能够将转动转化为直线运动的结构。
可选地，在本实施例中，抓取臂514包括第一臂节5141和第二臂节5142，第一臂节5141的第一端和第二臂节5142的第一端通过第一铰接柱连接在伸缩缸515上。第一臂节5141的第二端铰接有其中一个抓取销513，第二臂节5142的第二端铰接有另一个抓取销513。
第一臂节5141和第二臂节5142通过第一铰接柱与连接，使得利用一个伸缩缸515就可以驱动两个臂节运动，从而实现控制两个抓取销513与被抓取电池包的接触或分离，这样既能够保证两个抓取销513与被抓取电池包配合，从而保证抓取电池包时的稳定性和可靠性，又能够减少伸缩缸515的数量，从而减少空间占用，使结构更加紧凑，还能够降低成本和重量。
在本实施例中，伸缩缸515为柱形杆件，其插入被抓取电池包的孔内，实现对电池包的抓取，这种结构的伸缩缸515结构简单便于生成，且抓取可靠性高。当然，在其他实施例中，抓取件32可以是其他结构，只要能够实现与被抓取电池包的配合即可。
可选地，电池包抓取装置还包括导向限位件516，导向限位件516固定设置在抓取机构安装座511，且导向限位件516上设置有供抓取销513穿过的导向孔。导向限位件516可以限定抓取销513运动的轨迹，从而使得抓取销513可以更加方便准确地与被抓取电池包配合，确保抓取的效率。
各抓取销513对应与一个导向限位件516配合，以便更好地限位抓取销513。导向孔内设置有保护垫圈。保护垫圈可以避免移动过程中磨损抓取销513，提高抓取销513的使用寿命。保护垫圈的材质可以橡胶等柔性耐磨材质。
可选地，为了便于与电池包抓取装置配合，实现高效快速地抓取电池包90，电池包90上设有抓取支架512，抓取支架512固定连接在被抓取的电池包90上，且抓取支架512上设置有与电池包抓取装置的抓取销513配合的容纳孔5121。进行电池包抓取时，抓取销513伸入该容纳孔5121内，通过与抓取支架512的配合，实现与电池包的接触。
可选地，抓取支架512包括两个间隔设置的凸出块5122，各凸出块5122上均设置有容纳孔5121。当然，在其他实施例中，容纳孔5121可以通过其他方式形成，只要能够实现与抓取件32的配合即可
如图7至图9所示，电池包装卸系统还包括解锁机构60，解锁机构60连接于在传送台32前部，解锁机构60具有使电池包上的锁定机构解锁的解锁位置。电池包90装入电动汽车时，为了限定电池包90的位置，电池包90上设置有锁定机构91，锁定机构91根据需要可以是任意能够可靠锁定的结构。例如，在电池包90上设置电磁铁，当需要锁定电池包时，给电磁铁通电，使其具有磁性吸附在电动汽车的安装电池包的框架上，需要拆卸电池包时，给电磁铁断电。当然，锁定机构还可以是其他结构。与锁定机构配合的，解锁机构60可以是任意相应的结构。
在本实施例中，以电池包的锁定机构为电磁铁为例进行说明。解锁机构60包括连接臂61和伸缩缸62和按压板63，连接臂61的一端与传送台32相连接，伸缩缸62与连接臂61的另一端相连接，按压板63连接于伸缩缸62的的活塞杆上，伸缩缸62的活塞杆可在竖直方向上运动，带动按压板63在竖直方向上运动。当需要给电池包解锁时，活塞杆回缩，带动按压板63下压，触碰电池包90上的锁定机构91的开关，实现解锁。
该电池包装卸系统进行电动汽车的电池包自动更换的过程如下：
当电动汽车需要更换电池包时，电动汽车驶入更换工位，并停止。通过使第一调节座22沿第一方向移动，第二调节座23沿第二方向移动可以初步将传送部和抓取部调整到位。之后，驱动竖直轴24转动，使第三调节座25转动，从而调节传送部和抓取部的角度，使其与电池包90上的抓取支架512的角度对正。通过倾角调节机构调整支撑平台10的倾角，从而使抓取机构的倾角与抓取支架512的倾角一致，这样就算电动汽车停靠在不平整的位置也能够很好地适应这种情况。之后，调整传送部的传送台32的高度，使传送带31的顶面的高度与电池包90的底面的高度相适应。之后，使抓取平台52的高度升高，以带动抓取机构升高，凸出于传送带31的顶面。
之后，伸出抓取机构，并使抓取机构上的抓取销513进入抓取支架512的通孔内，实现与电池包90的连接。连接到位后，解锁机构60动作，使电池包90解锁。收回抓取机构，使其带动电池包90移动，与电动汽车分离，实现将电池包拆下。然后抓取机构将电池包90带动至传送带31上之后，控制抓取销513与电池包90分离，并降低抓取平台52的高度，使抓取机构安装座511的高度低于传送带31的顶面的高度，避免妨碍电池包90的运输。电池包90与传送带31接触后，传送带31运动并将电池包运输至存储位置。
需要装入电池包90时，将需要更换的电池包90通过传送带31运输到电池包90部分进入到电动汽车内的安装位置后，升高抓取平台52的高度，使抓取机构凸出于传送带31的顶面，使抓取机构运动，并将电池包90推入电动汽车内，直至电池包90上的锁止机构91锁止，完成电池包的更换。
本发明的电池包装卸系统具有如下效果：
该电池包装卸系统通过传送带对电池包进行运输，无需人工搬运电池包，使得电池包的运送更加省力，实现了电池包的全自动更换，无需人工介入，自动化程度高且劳动强度低，有效提高了更换的安全性。
当然，以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。