电动汽车中置式电池箱快速卸、装系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于电动汽车配套技术领域，涉及电动汽车更换电池箱的换电技术，具体是指电动汽车在换电工位快速换、装电池箱的系统，特别是针对于纯电动汽车中具有中置式电池仓结构的场合。
【背景技术】
[0002]当今社会，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。电动汽车受电池容量的限制，续航里程较低，限制了电动汽车的推广。因此，提高电池容量就成了解决电动汽车续航里程较低的问题的必要技术手段。但随之带来了电池体积和重量加大、电池充电时间延长、电动汽车更换电池过程困难等问题，因此就出现了专用换充电装置。
[0003]目前国家制定的有关政策规定电池更换时间应控制在3分钟以内，与燃油汽车加油时间相近。要满足国家有关政策规定采用更换电池箱的方法，就要面临沉重电池箱的拆卸、安装及搬运等问题。由于电池箱是由多个动力电池串联而成，其轻者数百公斤、重者数千公斤，非一般人力可以搬运，这就为电池箱的更换带来了很大的问题。要解决这个问题，一方面需要从电池安装结构入手，将电池箱设计成易拆卸的结构，使电池箱成为可随时更换的独立部件；同时另一方面，要解决车载电池箱从车体中取出后的快速搬运、充满电电池箱的快速补充、以及电池箱与车体的准确对接等问题。
[0004]对于电动汽车，为了配重合理和重心平衡，其电池箱不是安装在车辆的前、尾两端，而是安装在车辆中间，为了便于更换时从车尾推拉电池箱，电池箱借助滑轨安装于车体内。由于每辆汽车的车体情况不同，电池箱的重量又大，导轨对接平面的不准确会造成电池箱受力点集中，引起形变，所以怎样解决电池箱周转平台与车体导轨的准确对接，以保证电池箱经周转平台完成装卸工作，并具备快速、安全、低耗的作业要求是目前的重点研发任务。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种电动汽车中置式电池箱的快速卸、装系统，其借助汽车限位平台、转运小车和周转架组合、激光对准及自动校正对位结构使周转架与汽车电池箱导轨快速对准、调整、对接，并且在同一工位实现了电池箱的快速拆卸和换装，其操作简单、易于对接、自动化程度高、换装速度快。
[0006]本发明采用的技术方案是:电动汽车中置式电池箱快速卸、装系统，系统中包括车辆限位平台，与车辆限位平台和电池箱充电柜配套的转运小车，以及设在转运小车上的周转架、架中的电池箱和配套的驱动结构，关键在于:
1)限位平台上设置有电动车辆底板的锁定装置，
2)在换电工位上、电池箱转运的轨道处，设有储运导轨平面对接粗调装置，
3)电池箱的周转架前端设置储运导轨自校对接组合机构、并借助控制电路的提示、以及设置在电动汽车上的对接导引部件的配合形成储运导轨平面对接的精调装置，
4)转运小车上设置的轨道轮和排辊机构组成电池箱周转架上的储运导轨平面调整机构。
[0007]进一步的，车辆限位平台上设置的锁定装置包括停车挡、车轮导向线、和与设在车辆底盘上锁止栓相配套的翻转式可调锁具。
[0008]进一步的，换电工位与停车位在同一轴线上对应设置，在换电工位上设置有与前述轴线垂直的水平轨道，转运小车借助于电池箱储运导轨平面对接的粗调装置和精调装置准确定位在水平轨道上。
[0009]进一步的，所述的储运导轨平面对接粗调装置包括:设置在周转架前端的激光管、定位在电动汽车上的配套激光坐标屏和升降定位驱动杆；辅助配套的机构有行走轨道轮、转运小车上的排辊。
[0010]进一步的，所述的储运导轨平面对接精调装置包括:设置在车辆电池箱导轨端头的导向锥形管，定位在周转架前端的自校导向杆，和可调球形支撑；辅助配套的机构有转运小车上的排辊。
[0011]进一步的，周转架为上、中、下三层结构；上层设定满载电池箱储运导轨，中间层设置电池箱卸、装驱动装置，下层设置卸载电池储运导轨，端头设置有自校导向杆和激光管的插接端口。
[0012]采用上述技术方案产生的有益效果在于:1、本发明的方案将电动汽车锁定在指定位置，采用与电动汽车电池箱匹配的转运车和周转架组合来输送满电和亏电电池箱，借助激光对准及自动校正对位结构实现与电动汽车电池箱对接时的相对位置快速调整、精确对准，以保证周转架上设置的电池箱储运导轨与电动汽车上的电池箱导轨在同一高度、同一平面上，便于电池箱可以顺利从电动汽车向周转架或从周转架向电动汽车移动；系统布局的空间利用率高，设备工作可靠、简捷，换电流程快，亏电和满电电池箱的交换效率高，能够缩短换电时间，减少换电故障，实现了电动汽车电池箱的快速更换。2、电池箱的卸载和安装都由一个驱动装置来完成，可以在同一工位实现电池箱的快速拆卸和更换，而且操作简单，自动化程度高，能够最大限度节省操作时间和人力。
【附图说明】
[0013]图1是本发明的结构示意图；
图2是周转架的结构示意图；
图3是图2的左视结构示意图；
图4是电池箱卸、装驱动装置的结构示意图；
图5是转运小车的结构示意图；
图6是图5的上视结构不意图；
图7是限位平台及其锁定装置的结构示意图；
图8是导向锥形管结构示意图；
图9是激光坐标屏正面的结构示意图；
图10是激光坐标屏背面的结构示意图；
图11是可调球形支撑和升降定位驱动杆的结构示意图； 图12是自校导向杆的结构示意图；
图13是激光管的结构示意图；
图14是转运小车周转架组合到达换电工位的结构示意图；
附图中，1是转运小车，1-1代表轨道轮，1-2代表轨道，1-3代表排辊，1-4是活动托板，1-5是把手，2是周转架，2-1代表电池箱，2-2是满载电池箱储运层，2-3是亏电电池箱储运层，2-4代表导轨，2-5是驱动电机，2-6代表链条，2-7是安装杆，2-8是电磁铁，2-9代表自校导向杆，2-10代表插接端口，3-1是停车挡，3-2代表锁止栓，3-3代表翻转式可调锁具，3-4是导向锥形管，4-1是可调球形支撑，4-2代表升降定位驱动杆，图6中的虚线表示与可调球形支撑和升降定位驱动杆端头配套的设定区域。
【具体实施方式】
[0014]电动汽车中置式电池箱快速卸、装系统，系统中包括车辆限位平台，与车辆限位平台和电池箱充电柜配套的转运小车1，以及设在转运小车1上的周转架2、架中的电池箱2-1和配套的驱动结构，关键在于:
1)限位平台上设置有电动车辆3底板的锁定装置，
2)在换电工位上、电池箱转运的轨道处，设有储运导轨平面对接粗调装置，
3)电池箱的周转架2前端设置储运导轨自校对接组合机构、并借助控制电路的提示、以及设置在电动汽车上的对接导引部件的配合形成储运导轨平面对接的精调装置，
4)转运小车1上设置的轨道轮1-1和排辊1-3机构组成电池箱周转架2上的储运导轨平面调整机构。
[0015]车辆限位平台上设置的锁定装置包括停车挡3-1、车轮导向线、和与设在车辆底盘上锁止栓3-2相配套的翻转式可调锁具3-3。停车挡3-1上设有与汽车车轮配套的止动坡面。翻转式可调锁具包括设置在车轮导向线内的安装支架、铰接在安装支架前后端的两个支撑柄和配套设置在支撑柄端头的锁钩、以及与两个支撑柄铰接端连接的伸缩气缸，两个支撑柄借助于伸缩气缸具有相对的翻转自由度。两个支撑柄一个铰接在伸缩气缸的活塞杆上，另一个铰接在缸筒上，缸筒是浮动的，当气缸动作时，两个锁钩相向或相背运动。锁止栓3-2为焊接在底盘上、与锁钩配套的卡槽或挂环。停车时，借助停车挡3-1和车轮导向线使车辆停在指定位置，再将两个锁钩相向或相背着钩在车底的卡槽或挂环上锁紧车辆。
[0016]换电工位与停车位在同一轴线上对应设置，在换电工位上设置有与前述轴线垂直的水平轨道1-2，转运小车1借助于电池箱储运导轨平面对接的粗调装置和精调装置准确定位在水平轨道1-2上。停车位设置在限位平台上，限位平台高于地面，铺设在地面上的轨道1-2连通换电工位和电池箱充电柜。
[0017]储运导轨平面对接粗调装置包括:设置在周转架2前端的激光管、定位在电动汽车上的配套激光坐标屏和升降定位驱动杆4-2 ;辅助配套的机构有行走轨道轮1-1、转运小车1上的排辊1-3。储运导轨平面对接精调装置包括:设置在车辆电池箱导轨端头的导向锥形管3-4，定位在周转架2前端的自校导向杆2-9和可调球形支撑4-1 ;辅助配套的机构有转运小车1上的排辊1-3。
[0018]转运小车1的台面具有升降可调的活动托板1-4结构，活动托板1-4上设置排辊
1-3 ;活动托板1-4的底面上设置有与可调球形支撑4-1和升降定位驱动杆4-2的端头配套的设定区域；转运小车1上配备与行走轨道轮1-1和分布在活动托板1-4上的排辊1-3组匹配的刹车机构；周转架2设置在排辊1-3组上。转运小车1上设置有把手1-5。活动托板1-4底面上与可调球形支撑4-1端头配套的设定区域镶嵌有硬度较大的耐磨板。
[0019]升降定位驱动杆4-2组成的轨道平面锁定结构中至少有三个