[發明專利]一種電動乘用車底盤電池更換系統及方法

有效

• 申請號: 201210222438.5
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN102717778A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 趙金龍;王鑫;戚暉;王同斌;黃德旭
• 申請（專利權）人: 山東電力集團公司電力科學研究院
• 主分類號: B60S5/06
• 分類號: B60S5/06;B25J5/00;B25J13/00;B25J9/16
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王吉勇

1.一種電動乘用車底盤電池更換系統，其特征是，它包括快換機器人、換電平臺、中轉平臺、后臺監控系統、堆垛機和充電架，所述中轉平臺、堆垛機和充電架均設置于換電平臺一側；所述快換機器人處于換電平臺和中轉平臺之間，所述換電平臺上能夠通過電動乘用車，所述電動乘用車上設有與快換機器人所托電池箱相對應的鎖止機構；所述后臺監控系統通過工業以太網分別與快換機器人和堆垛機相連。

2.如權利要求1所述的電動乘用車底盤電池更換系統，其特征是，所述快換機器人包括X軸、Z軸、R軸三個方向的自由度，依次為直線行走機構、液壓舉升機構和角度糾偏機構；所述直線行走機構、液壓舉升機構和角度糾偏機構由下到上依次連接設置；所述直線行走機構、液壓舉升機構和角度糾偏機構均與控制系統相連；

所述直線行走機構包括滑輪、萬向聯軸器、皮帶、第一伺服電機、第一減速機和底座；滑輪設置于底座下部，第一伺服電機和第一減速機設置于底座上部；其中，前端兩個滑輪為機器人動力裝置，兩滑輪通過一組萬向聯軸器連接；后端兩個滑輪為從動裝置，該兩個滑輪通過另一組萬向聯軸器連接；第一伺服電機與配套的第一減速機脹套連接，第一減速機通過皮帶與作為動力裝置的滑輪相連；

所述液壓舉升機構位于直線行走機構底座的上部，包括上下設置的二級液壓缸和一級液壓缸；一、二級液壓缸一側分別焊接橫梁并布置有防轉梁，與位于一級液壓缸焊接橫梁及底座焊接橫梁上的兩個防轉孔配合；一、二級液壓缸另一側分別設置有齒條、編碼器、擋片和第一接近開關，所述擋片與第一接近開關相配合，第一接近開關設置于一級液壓缸焊接橫梁的底端，位于二級液壓缸側面上的齒條通過齒輪與編碼器嚙合；

所述角度糾偏機構位于液壓舉升機構的上端，角度糾偏機構包括安裝法蘭，大、小齒輪，第二伺服電機和第二減速機，安裝法蘭安裝于所述液壓舉升機構的二級液壓缸上，第二伺服電機，第二減速機，大、小齒輪依次布置于安裝法蘭上，第二伺服電機上端安裝小齒輪，二級液壓缸上安裝大齒輪，大小齒輪機械嚙合，隨第二伺服電機驅動配合旋轉；角度糾偏機構上端安裝有電池托盤，大齒輪旋轉圓心與電池托盤重心同心；電池托盤上安裝有四個與待換電電動乘用車電池外箱底部四個突起相耦合的限位塊；所述電池托盤上安裝有超聲測距傳感器和DMP傳感器。

3.如權利要求2所述的電動乘用車底盤電池更換系統，其特征是，所述快換機器人還包括控制系統,所述控制系統包括觸摸屏、無線通信模塊、PLC控制器、A/D模塊、D/A模塊；無線通信模塊與觸摸屏通信，PLC控制器與觸摸屏通信，觸摸屏通過工業以太網與后臺監控系統通信；PLC控制器分別與超聲測距傳感器、DMP傳感器、液壓比例流量閥、各編碼器、接近開關、光電開關實時數據傳輸通信；所述二級液壓缸旁的編碼器與A/D模塊連接，編碼器采集二級液壓缸單側齒條的上升高度，經過計算獲取二級液壓缸舉升距離，將該數據反饋給控制系統，形成舉升過程中的全閉環控制；所述接近開關和光電開關與PLC控制器連接，實時傳輸快換機器人各自由度的極限位置信息，觸發控制系統的中斷模式及高速計數模式，實現快換機器人在規定范圍內的準確、快速動作。

4.如權利要求1所述的電動乘用車底盤電池更換系統，其特征是，所述換電平臺上設有機械定位機構，所述機械定位機構包括外沿粗定位機構、精確定位機構和V型槽定位機構；外沿粗定位機構設置于換電平臺上表面的兩側邊上，外沿粗定位機構為一塑料滾輪嵌入剛性導軌結構，其內側與精確定位機構接觸連接；V型槽定位機構為一前低后高定位結構，V型槽定位機構設置于換電平臺的梯形上部平臺的精確定位機構內側。

5.如權利要求1所述的電動乘用車底盤電池更換系統，其特征是，所述鎖止機構為四套，包括機架、電機、電機減速機、控制板、齒輪傳動裝置；所述鎖止機構控制板上嵌入無線通信模塊，所述無線通信模塊能夠與快換機器人內無線通信模塊進行四套鎖止機構鎖止狀態數據信息傳輸，并通過后臺監控系統下發鎖止機構自動或手動解鎖和閉鎖命令。

6.如權利要求1所述的電動乘用車底盤電池更換系統，其特征是，所述電池箱包括裝甲鋼板、電池和電池連接器；裝甲鋼板上兩側焊接四個U型槽，槽上安裝懸掛銷，懸掛銷上安裝套筒；裝甲鋼板三個角上焊接有起到電池箱限位修正的作用的導向銷。