一种大型车换电站的制作方法

本发明涉及一种大型电动汽车的电池自动换电站。

背景技术：

随着汽车数量的大幅增加，对环境的污染日益严重，纯电动汽车以零排放低噪音的优势无可非议的受到全球的关注。我国把发展纯电动汽车定为国家战略，然而，阻碍纯电动汽车发展的瓶颈之一是动力电池的充电难题，国家大力扶持充电桩和充电站建设，大量的资金投入，而传统的充电站要建在城市密集区，高昂的城市土地地价和长时间充电等待导致了使用成本高，使用率很低；若使用快速充电对电池使用寿命大大降低，并且很不安全；再则各个电动汽车厂家都按照自己的规格设计电池，无法做到通用，对电池的维护和回收再利用增加了成本；若汽车需要跑长途，不知道偏远地方能否充电，这也导致了纯电动汽车的使用和推广难度加大；为了节省充电停留时间，一些电动汽车采用可拆卸的车载蓄电池。也就是说，电动汽车即将没电的时候在换电站将电量不足的旧蓄电池拆下，然后换上充满电量的新蓄电池，没电的蓄电池在换电站内进行充电然后供给其他电动汽车使用。这样一来，每辆电动汽车恢复电力只需要花费更换蓄电池的时间，而不需要充电等待时间，自然方便了司机。尤其是大型的电动汽车由于电池容量较大，电池充电等待的时间更长，自动化的大型车换电站则可以方便快捷的完成电池更换，大大节省了司机的等待时间，提高了工作效率。

技术实现要素：

本发明目的是：提供一种更换大型汽车的换电站，尤其是一种布局合理，换电效率高，移栽工作范围广，安全可靠的全自动大型电动汽车换电站。

本发明的技术方案是：一种大型车换电站，包括龙门框架、定位导向装置、移载装置和电池充电仓；所述龙门框架下方的端部设置有定位导向装置；所述龙门框架下方的中部设置有电池充电仓；所述电池充电仓内设置有至少有两个电池固定装置；所述龙门框架上方设置有移载装置；所述移载装置在定位导向装置和电池固定装置上方移动；所述移载装置的下部设置有电池夹具。

优选的，所述定位导向装置包括轮胎导向架、定位机构和停放平台；所述轮胎导向架设置在停放平台的两侧，在车身宽度方向上进行导向定位；所述定位机构设置在轮胎导向架的前部，并在两侧的轮胎导向架之间；所述定位机构将车前轮进行定位。

优选的，所述移载装置包括x轴移动架、y轴移动架和z轴移动架；所述x轴移动架横跨在龙门框架上方；x轴驱动器驱动x轴移动架在龙门框架上方沿着x轴方向移动；所述y轴移动架设置在x轴移动架上；y轴驱动器驱动y轴移动架在x轴移动架上沿着y轴移动；所述y轴移动架上竖直设置有z轴移动架；z轴驱动器驱动z轴移动架沿着z轴方向移动；所述z轴移动架的下端设置有电池夹具。

优选的，所述z轴驱动器上设置有齿轮；所述z轴移动架上设置有齿条；所述z轴移动架靠齿轮与齿条传送动力。

优选的，所述电池夹具包括固定支架、浮动架、夹爪机构、照相机构和电控部分；所述固定支架两侧设置有固定框；所述固定框上设置有升降杆；所述升降杆下方设置有浮动架；所述浮动架和固定框之间设置有电磁吸附器和磁吸块；所述浮动架和固定支架之间还设置有链悬挂结构；所述磁吸块与固定框脱离时，链悬挂结构承载浮动架为受力状态；所述浮动架的两边端部设置有夹爪机构；所述电控部分设置在固定支架上，控制夹爪机构、照相机构和电磁吸附器。

优选的，所述链悬挂结构的上方设置有碟簧浮动装置。

优选的，所述升降杆上设置有浮动导向机构。

优选的，所述夹爪机构包括夹爪、夹爪导向机构和夹爪驱动机构；所述夹爪导向机构设置在浮动架上；所述夹爪设置在夹爪导向机构上；所述夹爪驱动机构驱动夹爪在夹爪导向机构上移动。

优选的，所述电池固定装置包括电池架、电池导向块和锁紧机构；所述电池架的侧边上设置有电池导向块；所述电池架上设置有电池锁紧机构；所述电池架上设置有定位销。

优选的，所述锁紧机构包括锁紧头和锁紧头驱动机构；所述锁紧头驱动机构驱动锁紧头伸缩；所述锁紧头上设置有锁紧头导向机构。

本发明的优点是：

1．换电站的布局合理，换电过程简单，换电过程打到全自动作业，工作效率高；

2.定位导向装置使得将车身在长度和宽度方向上定位，减小作业误差；

3.移载装置可现在x、y、z三个方向上移动，工作范围广，减小使用的局限性；

4.电池固定装置可固定电池，稳定可靠。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为：本发明所述的一种大型车换电站的主视结构示意图；

图2为：本发明所述的一种大型车换电站的立体结构示意图；

图3为：本发明所述的一种大型车换电站的左视结构示意图；

图4为：本发明所述的一种大型车换电站的电池夹具的立体结构示意图；

图5为：图4中a处的放大图；

图6为：本发明所述的一种大型车换电站的电池夹具的主视结构示意图；

图7为：本发明所述的一种大型车换电站的电池固定装置的立体结构示意图；

图8为：图7中b处的放大图；

其中：1、龙门框架；2、定位导向装置；3、移载装置；4、电池固定装置；5、电池夹具；21、括轮胎导向架；22、定位机构；23、停放平台；31、x轴移动架；32、y轴移动架；33、z轴移动架；311、x轴驱动器；321、y轴驱动器；331、z轴驱动器；51、固定支架；52、浮动架；53、夹爪机构；54、照相机构；55、电控部分；56、固定框；57、升降杆；58、电磁吸附器；59、磁吸块；60、链悬挂结构；61、碟簧浮动装置；62、浮动导向机构；531、夹爪；532、夹爪导向机构；533、夹爪驱动机构；41、电池架；42、电池导向块；43、锁紧机构；44、定位销；431、锁紧头；432、锁紧头驱动机构；433、锁紧头导向机构。

具体实施方式

实施例：一种大型车换电站，包括龙门框架1、定位导向装置2、移载装置3和电池充电仓；所述龙门框架1下方的端部设置有定位导向装置2；所述龙门框架1下方的中部设置有电池充电仓；所述电池充电仓内设置有电池固定装置4至少有两个；所述龙门框架1上方设置有移载装置3；所述移载装置3在定位导向装置2和电池固定装置4上方移动；所述移载装置3的下部设置有电池夹具5。

本案当中在龙门框架1下方的左右两侧的端部均设置有定位导向装置2；大型电动汽车驶入到任何一边的定位导向装置2，将大型汽车位置定好；移载装置3则移动到汽车的电池处，将移载装置3的下方的电池夹具5下降至亏电的电池后，电池夹具5将亏电的电池加紧，此后，电池夹具5上升，移载装置3带着亏电的电池移动回电池充电仓，将亏电的电池放入到空置的电池固定装置内进行充电；然后在将另外的电池固定装置内的满电的电池装回到大型电动汽车上，自动完成换电的全过程，工作效率高；所述电池固定装置也可安装在大型电动汽车上，加固电池安全性好，电池充电仓内的电池固定装置4的数量也可以根据实际的使用情况来决定。

所述定位导向装置2包括轮胎导向架21、定位机构22和停放平台23；所述轮胎导向架设置在停放平台23的两侧，在车身宽度方向上进行导向定位；所述定位机构22设置在轮胎导向架21的前部，并在两侧的轮胎导向架21之间；所述定位机构22将车前轮进行定位；本实施例中采用两条减速带作为定位机构。

大型电动汽车需要进行跟换电池时，先将车驶入定位导向装置2，两侧的轮胎导向架21在车的宽度方向上将车限制在轮胎导向架21之内，车的前轮驶入到由两条减速带构成的定位机构22后，在车的长度方向上限制了位置，精确定位后减小操作时产生的误差。

所述移载装置3包括x轴移动架31、y轴移动架32和z轴移动架33；所述x轴移动架横31跨在龙门框架1上方；x轴驱动器311驱动x轴移动架31在龙门框架1上方沿着x轴方向移动；所述y轴移动架32设置在x轴移动架31上；y轴驱动器321驱动y轴移动架32在x轴移动架31上沿着y轴移动；所述y轴移动架32上竖直设置有z轴移动架33；z轴驱动器331驱动z轴移动架33沿着z轴方向移动；所述z轴移动架33的下端设置有电池夹具5；所述z轴驱动器331上设置有齿轮；所述z轴移动架33上设置有齿条；所述z轴移动架33靠齿轮与齿条传送动力。

大型电动汽车位置停好以后，移载装置3的x轴驱动器311驱动x轴移动架31移动到大型电动汽车上方，y轴驱动器321驱动y轴移动架32移动到车上亏电电池的上方，然后z轴驱动器331驱动z轴移动架33下降，电池夹具5将亏电的电池夹紧，z轴移动架33上升，然后将亏电的电池送入到电池充电仓内空置的电池固定装置4进行充电；再将电池充电仓内电池固定装置4中充好电的满电的电池夹取，安装回大型电动汽车上。

所述电池夹具5包括固定支架51、浮动架52、夹爪机构53、照相机构54和电控部分55；所述固定支架51两侧设置有固定框56；所述固定框56上设置有升降杆57；所述升降杆57下方设置有浮动架52；所述浮动架52和固定框56之间设置有电磁吸附器58和磁吸块59；所述浮动架52和固定支架56之间还设置有链悬挂结构60；所述磁吸块59与固定框56脱离时，链悬挂结构60承载浮动架52为受力状态；所述链悬挂结构60的上方设置有碟簧浮动装置61；所述浮动架52的两边端部设置有夹爪机构53；所述照相机构54设置在固定支架51；所述电控部分55设置在固定支架51上，控制夹爪机构53、照相机构54和电磁吸附器58；所述照相机构54为ccd装置；所述升降杆57上设置有浮动导向机构62。

所述夹爪机构53包括夹爪531、夹爪导向机构532和夹爪驱动机构533；所述夹爪导向机构532设置在浮动架上；所述夹爪531设置在夹爪导向机构532上；所述夹爪驱动机构533驱动夹爪531在夹爪导向机构532上移动。

当移载装置3移动到大型电动汽车上亏电的电池位置时，此时所述电磁吸附器58充电，磁吸块59与固定框56吸附固定，链悬挂装置60处于无负载松弛状态，所述ccd装置拍照确认位置，方便电池夹具5夹取前与亏电的电池间的位置定位，夹爪机构53夹取前，电磁吸附器58断电，磁吸块59与固定框56松开脱离，链悬挂装置60处于负重状态，这时浮动架52处于悬挂状态，在方向和角度上可以进行偏差调整，夹爪驱动机构533驱动夹爪531向外移动，位置精准后夹爪531向内移动将亏电的电池夹紧，夹爪机构53夹紧后，电磁吸附器58充电，磁吸块59与固定框56吸附固定，也就是浮动架52处于固定状态，减少在转运过程中产生晃动，碟簧浮动装置61可弥补电磁吸附机构58与固定框56吸附后的间隙，实现水平自动校正。夹取精确，误差小，电磁吸附器58改变浮动架52的状态，使用是更加方便准确，安全性高。

所述电池固定装置4包括电池架41、电池导向块42和锁紧机构43；所述电池架41的侧边上设置有电池导向块42；所述电池架41上设置有电池锁紧机构43；所述电池架41上设置有定位销44；所述锁紧机构43包括锁紧头431和锁紧头驱动机构432；所述锁紧头驱动机构431驱动锁紧头431伸缩；所述锁紧头431上设置有锁紧头导向机构433。

移载装置3将亏电的电池放入电池架41，电池导向块42将亏电的电池进行导向放入到电池架41内，定位销44将其精准定位，亏电的电池放入后，电池锁紧机构43的锁紧头431自动将电池锁定，当电池需要被取走时，锁紧头驱动机构431驱动锁紧头431收缩将电池松开，移载装置3将电池取走。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明的。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明的所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。