一种用于电动汽车的停车场电池自动更换及停车系统技术方案

本发明专利技术具体涉及一种智能化程度高、节约场地、使用方便的用于电动汽车的停车场电池自动更换及停车系统。该系统包括依次放置的第一传送平台、第二传送平台第二传送平台的一侧设置机器人安装装置，另一侧设置电池回收装置；停车场的出口位置设置第三传送平台；行走机器人在充电结束后会返回机器人安装装置，使其可以重复使用，也可实现对停车场内多个汽车进行快速更换电池及充电操作；行走机器人在执行任务时，其上设置的驱动轮带动支撑壳体收缩与伸展，灵活地适应了停车场狭窄的环境；行走机器人上设置的万向轮可实现直线行走或左右横向移动，减小了停车时的转弯半径，提高了停车场的场地利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于电动汽车的停车场电池自动更换及停车系统
本专利技术涉及电动汽车
，特别涉及一种用于电动汽车的停车场电池自动更换及停车系统。
技术介绍
电动汽车通过储存在电池中的电能驱动汽车行驶，减少了车辆对化石能源的使用，是解决国家能源问题的一个重要手段。由于受到当前电池能量密度限制，在目前电池技术发展水平下，电池充电通常需要几个小时完成，无法短时间内完成电池充电，且大电流的对电池充电将对电池寿命产生不良影响。此外，现在的停车场主要是平铺式存放，占用土地面积大，因此存放数量有限，车主找车位困难，车位对汽车没有保护措施；其次，普通停车场不存在充电装置，电动汽车拥有户充电困难。目前的电动汽车电池更换系统通常只针对电动汽车，电池更换的方式主要有两种，一种是升降式更换方式，一种是侧面拉出式更换方式；与升降式更换方式有关的专利，如CN201280003179中所述的电池更换机器人，包括电池拔插机构、升降机构等，其升降机构使电池拔插机构升降，但其解决不了的问题是：对于现有的停车场，改造成本大，一套更换系统同时只能满足一辆车，无法对停车场内多个汽车进行快速换电池及充电操作；与侧面拉出式更换方式有关的专利，如CN201510809560中所述的是一种电动汽车侧面换电装置，包括电池箱安装单元、升降单元、控制单元和锁止单元等；该装置是一个单独装置，并未和停车场实际的停车需求联系起来，也没有对电量的判断，导致智能化程度低，人工操作过程多；现有的与停车场自动停车系统有关的专利，如CN201510021169中所述的自动停车系统，包括：停车位、可移动式充电机器人和机器人管理系统，充电机器人包括机器人本体、消防单元、行走机构、蓄电池组和控制单元等；该系统可方便实现电动汽车在停车场停车的过程中随时充电，但对于电池电量较低的情况，充电机器人无法满足其长时间充电需求，而如果需要长时间充电，充电机器人的体积又过大，不适合停车场等狭窄环境下使用；且对于某些情况下，电池损毁必须更换时，无法实现更换，也不能对电池从侧面更换的特殊情况进行适应。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术目的是提供一种智能化程度高、节约场地、使用方便的用于电动汽车的停车场电池自动更换及停车系统。为实现上述专利技术目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种用于电动汽车的停车场电池自动更换及停车系统，所述系统用于停放电池模块设置在底盘或发动机舱或行李舱的电动汽车，电动汽车上相应位置设置横向通槽，横向通槽内放置的电池模块可在外力的作用下从电动汽车的任意一侧推出；电池模块与电动汽车之间分别设置可自动拆卸/自动连接的电连接插头，以及用于将电池模块固定在电动汽车上的自动分离/连接装置；所述电池模块还与设置在电动汽车内的电池管理模块通信连接；所述的系统包括设置在停车场入口处、依次放置的第一传送平台、第二传送平台，第一传送平台的附近设置生命探测仪、身份识别装置，第一传送平台的前方设置电动式第一放行栏杆，第一传送平台与第二传送平台之间设置电动式第二放行栏杆；所述第二传送平台的一侧设置机器人安装装置，另一侧设置电池回收装置；停车场的出口位置设置第三传送平台，第三传送平台的一侧设置电池推送平台；所述机器人安装装置包括定位推送平台，定位推送平台安装在第一辅助传送带上，第一辅助传送带与第二传送平台并排设置；所述定位推送平台包括升降台，升降台上设置可沿第一辅助传送带的纵向和横向方向移动的导轨式移动台，移动台上固定放置推送机构，推送机构可将放置在移动台上的行走机器人推出；所述的行走机器人包括形状与电池模块相适应的空心支撑壳体，支撑壳体的两端分别设置一个机器人关节电机，关节电机的输出轴外侧面套设多摩擦片式第一离合器，第一离合器的输出端与关节轴承的内圈固定连接，关节轴承的外圈安装在电动推杆外侧面的一端设置的通孔中；电动推杆的另一端并排设置多个万向轮行走机构；支撑壳体中部下方设置一辅助电机，其输出轴与第二离合器连接，支撑杆固定在第二离合器上，支撑杆下端连接支撑轮；支撑壳体的内腔中设置辅助电源；支撑壳体的外侧面上设置辅助电源插头，辅助电源插头与汽车上设置的电连接插头相互匹配；辅助电源插头与辅助电源连接；所述行走机器人上还设置局域网络式定位装置，定位装置与行走机器人上设置的辅助处理器通信连接，辅助处理器与中央处理器通信连接；辅助处理器用于控制行走机器人上的所有电子设备及电动设备；所述行走机器人的支撑壳体分为两部分，右半部分的内腔尺寸大于左半部分的外轮廓尺寸，使左半部分可放置在右半部分的内腔中，左半部分的外侧面上装有多个驱动轮；右半部分的内侧面上相应位置设置与驱动轮配合的导轨；所述的电池回收装置包括与第二传送平台并排设置的第二辅助传送带，第二辅助传送带的出口处设置分拣装置，电池模块经过分拣装置的分拣后，分别被送到长时充电装置、临时充电装置；所述长时充电装置、临时充电装置附近分别设置一个第三辅助传送带，第三辅助传送带的出口位于第三传送平台的一侧，第三辅助传送带的出口附近位置设置电池推送平台，电池推送平台的结构与定位推送平台的结构一致；电池推送平台放置在第四辅助传送带上；第四辅助传送带与第三传送平台平行设置；所述电池管理模块通过云服务平台与设置在停车场内的中央处理器通过无线方式或互联网或手机移动信号通信连接；所述中央处理器还分别与各停车位上设置的停车位指示传感器通信连接；中央处理器与存储模块通信连接，存储模块内存储停车场道路地图。优选的，所述升降台为电动式或液压式升降平台，所述导轨式移动台为丝杠滑块式移动平台或导轨滑块式移动平台；所述推送机构为电动式推杆或液压式推杆，或是一个桶状壳体，桶状壳体的内侧面上设置多个电动摩擦导轮，电动摩擦导轮与行走机器人的壳体接触；所述的移动台上还设置电池定位传感器；所述电池定位传感器为摄像头式图像识别传感器，或带有定位元件的无线信号接收器，定位元件提前放置在电池模块内；定位装置可以是GPS式定位器，也可以是用于封闭场所的超声波式定位器或红外式定位器或其他方式的无线信号式定位器。优选的，所述的万向轮行走机构包括万向轮，万向轮固定在水平设置的轮轴上，支撑臂固定在竖直设置的转向轴上，转向轴与转向电机的输出轴连接，转向电机的壳体固定安装在电动推杆上，转向轴的轴线与电动推杆的轴线同轴设置；所述支撑臂上安装有行走电机，行走电机的输出轴与轮轴连接；所述的万向轮行走机构还包括万向轮驱动控制装置，万向轮驱动控制装置包括驱动控制器，驱动控制器分别与转向电机、行走电机，以及检测万向轮的角度传感器、转速传感器通信连接；万向轮驱动控制装置与辅助处理器通信连接。优选的，所述第一传送平台包括履带式主传送带，主传送带的驱动转轴上设置重量传感器；主传送带的外表面设置纵向凸台，在主传送带的两侧分别设置一个的环型导轨，环型导轨面向主传送带的一侧设置凹槽；纵向凸台的一端下部与主传送带的外表面铰接，使阻力板与主传送带共同运动；在纵向凸台另一端下部沿横向方向设置水平的导向轴，导向轴的两端插入环型导轨的凹槽内并且可在凹槽内滑动；纵向凸台的一端随主传送带运动时的轨迹由直线变为圆弧时，纵向凸台另一端的导向轴沿环型导轨滑动，使阻力板进行回转运动，和踏步式电梯台阶的运动方式相似；所述纵向凸台内并排设置多个阻力板，汽车通过时轮胎与阻力板的上表面接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电动汽车的停车场电池自动更换及停车系统，所述系统用于停放电池模块(8)设置在底盘中央的电动汽车，电动汽车上相应位置设置横向通槽，横向通槽内放置的电池模块(8)可在外力的作用下从电动汽车的任意一侧推出；电池模块(8)与电动汽车之间分别设置可自动拆卸/自动连接的电连接插头，以及用于将电池模块(8)固定在电动汽车上的自动分离/连接装置；所述电池模块(8)还与设置在电动汽车内的电池管理模块(102)通信连接；其特征在于：所述的系统包括设置在停车场入口处、依次放置的第一传送平台(1)、第二传送平台(2)，第一传送平台(1)的附近设置生命探测仪(101)、身份识别装置(107)，第一传送平台(1)的前方设置电动式第一放行栏杆(108)，第一传送平台(1)与第二传送平台(2)之间设置电动式第二放行栏杆(110)；所述第二传送平台(2)的一侧设置机器人安装装置(4)，另一侧设置电池回收装置(5)；停车场的出口位置设置第三传送平台(3)，第三传送平台(3)的一侧设置电池推送平台(6)；所述机器人安装装置(4)包括定位推送平台(41)，定位推送平台(41)安装在第一辅助传送带(42)上，第一辅助传送带(42)与第二传送平台(2)并排设置；所述定位推送平台(41)包括升降台(44)，升降台(44)上设置可沿第一辅助传送带(42)的纵向和横向方向移动的导轨式移动台(45)，移动台(45)上固定放置推送机构(46)，推送机构(46)可将放置在移动台(45)上的行走机器人(9)推出；所述的行走机器人(9)包括形状与电池模块(8)相适应的空心支撑壳体(91)，支撑壳体(91)的两端分别设置一个机器人关节电机(92)，关节电机(92)的输出轴外侧面套设多摩擦片式第一离合器(93)，第一离合器(93)的输出端与关节轴承(94)的内圈固定连接，关节轴承(94)的外圈安装在电动推杆(95)外侧面的一端设置的通孔中；电动推杆(95)的另一端并排设置多个万向轮行走机构(96)；支撑壳体(91)中部下方设置一辅助电机(91‑1)，其输出轴与第二离合器(91‑2)连接，支撑杆(91‑3)固定在第二离合器(91‑2)上，支撑杆(91‑3)下端连接支撑轮(91‑4)；支撑壳体(91)的内腔中设置辅助电源(99)；支撑壳体(91)的外侧面上设置辅助电源插头(99‑1)，辅助电源插头(99‑1)与汽车上设置的电连接插头相互匹配；辅助电源插头(99‑1)与辅助电源(99)连接；所述行走机器人(9)上还设置局域网络式定位装置(97)，定位装置(97)与行走机器人(9)上设置的辅助处理器(98)通信连接，辅助处理器(98)与中央处理器(103)通信连接；辅助处理器(98)用于控制行走机器人(9)上的所有电子设备及电动设备；所述行走机器人(9)的支撑壳体(91)分为两部分，右半部分(91‑6)的内腔尺寸大于左半部分(91‑5)的外轮廓尺寸，使左半部分(91‑5)可放置在右半部分(91‑6)的内腔中，左半部分(91‑5)的外侧面上装有多个驱动轮(91‑7)；右半部分(91‑6)的内侧面上相应位置设置与驱动轮(91‑7)配合的导轨；所述的电池回收装置(5)包括与第二传送平台(2)并排设置的第二辅助传送带(51)，第二辅助传送带(51)的出口处设置分拣装置(52)，电池模块(8)经过分拣装置(52)的分拣后，分别被送到长时充电装置(53)、临时充电装置(54)；所述长时充电装置(53)、临时充电装置(54)附近分别设置一个第三辅助传送带(55)，第三辅助传送带(55)的出口位于第三传送平台(3)的一侧，第三辅助传送带(55)的出口附近位置设置电池推送平台(6)，电池推送平台(6)的结构与定位推送平台(41)的结构一致；电池推送平台(6)放置在第四辅助传送带(61)上；第四辅助传送带(61)与第三传送平台(3)平行设置；所述电池管理模块(102)通过云服务平台(106)与设置在停车场内的中央处理器(103)通过无线方式或互联网或手机移动信号通信连接；所述中央处理器(103)还分别与各停车位上设置的停车位指示传感器(104)通信连接；中央处理器(103)与存储模块(105)通信连接，存储模块(105)内存储停车场道路地图。...

【技术特征摘要】
1.一种用于电动汽车的停车场电池自动更换及停车系统，所述系统用于停放电池模块(8)设置在底盘中央的电动汽车，电动汽车上相应位置设置横向通槽，横向通槽内放置的电池模块(8)可在外力的作用下从电动汽车的任意一侧推出；电池模块(8)与电动汽车之间分别设置可自动拆卸/自动连接的电连接插头，以及用于将电池模块(8)固定在电动汽车上的自动分离/连接装置；所述电池模块(8)还与设置在电动汽车内的电池管理模块(102)通信连接；其特征在于：所述的系统包括设置在停车场入口处、依次放置的第一传送平台(1)、第二传送平台(2)，第一传送平台(1)的附近设置生命探测仪(101)、身份识别装置(107)，第一传送平台(1)的前方设置电动式第一放行栏杆(108)，第一传送平台(1)与第二传送平台(2)之间设置电动式第二放行栏杆(110)；所述第二传送平台(2)的一侧设置机器人安装装置(4)，另一侧设置电池回收装置(5)；停车场的出口位置设置第三传送平台(3)，第三传送平台(3)的一侧设置电池推送平台(6)；所述机器人安装装置(4)包括定位推送平台(41)，定位推送平台(41)安装在第一辅助传送带(42)上，第一辅助传送带(42)与第二传送平台(2)并排设置；所述定位推送平台(41)包括升降台(44)，升降台(44)上设置可沿第一辅助传送带(42)的纵向和横向方向移动的导轨式移动台(45)，移动台(45)上固定放置推送机构(46)，推送机构(46)可将放置在移动台(45)上的行走机器人(9)推出；所述的行走机器人(9)包括形状与电池模块(8)相适应的空心支撑壳体(91)，支撑壳体(91)的两端分别设置一个机器人关节电机(92)，关节电机(92)的输出轴外侧面套设多摩擦片式第一离合器(93)，第一离合器(93)的输出端与关节轴承(94)的内圈固定连接，关节轴承(94)的外圈安装在电动推杆(95)外侧面的一端设置的通孔中；电动推杆(95)的另一端并排设置多个万向轮行走机构(96)；支撑壳体(91)中部下方设置一辅助电机(91-1)，其输出轴与第二离合器(91-2)连接，支撑杆(91-3)固定在第二离合器(91-2)上，支撑杆(91-3)下端连接支撑轮(91-4)；支撑壳体(91)的内腔中设置辅助电源(99)；支撑壳体(91)的外侧面上设置辅助电源插头(99-1)，辅助电源插头(99-1)与汽车上设置的电连接插头相互匹配；辅助电源插头(99-1)与辅助电源(99)连接；所述行走机器人(9)上还设置局域网络式定位装置(97)，定位装置(97)与行走机器人(9)上设置的辅助处理器(98)通信连接，辅助处理器(98)与中央处理器(103)通信连接；辅助处理器(98)用于控制行走机器人(9)上的所有电子设备及电动设备；所述行走机器人(9)的支撑壳体(91)分为两部分，右半部分(91-6)的内腔尺寸大于左半部分(91-5)的外轮廓尺寸，使左半部分(91-5)可放置在右半部分(91-6)的内腔中，左半部分(91-5)的外侧面上装有多个驱动轮(91-7)；右半部分(91-6)的内侧面上相应位置设置与驱动轮(91-7)配合的导轨；所述的电池回收装置(5)包括与第二传送平台(2)并排设置的第二辅助传送带(51)，第二辅助传送带(51)的出口处设置分拣装置(52)，电池模块(8)经过分拣装置(52)的分拣后，分别被送到长时充电装置(53)、临时充电装置(54)；所述长时充电装置(53)、临时充电装置(54)附近分别设置一个第三辅助传送带(55)，第三辅助传送带(55)的出口位于第三传送平台(3)的一侧，第三辅助传送带(55)的出口附近位置设置电池推送平台(6)，电池推送平台(6)的结构与定位推送平台(41)的结构一致；电池推送平台(6)放置在第四辅助传送带(61)上；第四辅助传送带(61)与第三传送平台(3)平行设置；所述电池管理模块(102)通过云服务平台(106)与设置在停车场内的中央处理器(103)通过无线方式或互联网或手机移动信号通信连接；所述中央处理器(103)还分别与各停车位上设置的停车位指示传感器(104)通信连接；中央处理器(103)与存储模块(105)通信连接，存储模块(105)内存储停车场道路地图。2.根据权利要求1所述的一种用于电动汽车的停车场电池自动更换及停车系统，其特征在于：所述升降台(44)为电动式或液压式升降平台，所述导轨式移动台(45)为丝杠滑块式移动平台或导轨滑块式移动平台；所述推送机构(46)为电动式推杆或液压式推杆，或是一个桶状壳体，桶状壳体的内侧面上设置多个电动摩擦导轮，电动摩擦导轮与行走机器人(9)的壳体接触；所述的移动台(46)上还设置电池定位传感器(47)；所述电池定位传感器(47)为摄像头式图像识别传感器，或带有定位元件的无线信号接收器，定位元件提前放置在电池模块(8)内；定位装置(97)可以是GPS式定位器，也可以是用于封闭场所的超声波式定位器或红外式定位器或其他方式的无线信号式定位器。3.根据权利要求1所述的一种用于电动汽车的停车场电池自动更换及停车系统，其特征在于：所述的万向轮行走机构(96)包括万向轮(96-1)，万向轮(96-1)固定在水平设置的轮轴(96-2)上，支撑臂(96-3)固定在竖直设置的转向轴(96-4)上，转向轴(96-4)与转向电机(96-9)的输出轴连接，转向电机(96-9)的壳体固定安装在电动推杆(95)上，转向轴(96-4)的轴线与电动推杆(95)的轴线同轴设置；所述支撑臂(96-3)上安装有行走电机(96-5)，行走电机(96-5)的输出轴与轮轴(96-2)连接；所述的万向轮行走机构(96)还包括万向轮驱动控制装置(96-7)，万向轮驱动控制装置(96-7)包括驱动控制器，驱动控制器分别与转向电机(96-9)、行走电机(96-5)，以及检测万向轮(96-1)的角度传感器(96-6)、转速传感器(96-8)通信连接；万向轮驱动控制装置(96-7)与辅助处理器(98)通信连接。4.根据权利要求1所述的一种用于电动汽车的停车场电池自动更换及停车系统，其特征在于：所述第一传送平台(1)包括履带式主传送带(11)，主传送带(11)的驱动转轴上设置重量传感器(109)；主传送带(11)的外表面设置纵向凸台(19)，在主传送带(11)的两侧分别设置一个的环型导轨(17)，环型导轨(17)面向主传送带(11)的一侧设置凹槽；纵向凸台(19)的一端下部与主传送带(11)的外表面铰接，使阻力板(12)与主传送带(11)共同运动；在纵向凸台(19)另一端下部沿横向方向设置水平的导向轴(18)，导向轴(18)的两端插入环型导轨(17)的凹槽内并且可在凹槽内滑动；纵向凸台(19)的一端随主传送带(11)运动时的轨迹由直线变为圆弧时，纵向凸台(19)另一端的导向轴(18)沿环型导轨(17)滑动，使阻力板(12)进行回转运动，和踏步式电梯台阶的运动方式相似；所述纵向凸台(19)内并排设置多个阻力板(12)，汽车通过时轮胎与阻力板(12)的上表面接触，沿纵向方向、阻力板(12)下底面的两端各与一个第一齿条(13)的上端铰接，第一齿条(13)的下端插入纵向凸台中相应位置沿竖直方向设置的导向孔内且可沿导向孔滑动；一个阻力板(12)下端连接的两个第一齿条(13)同时与一个辅助齿轮(14)啮合；多个辅助齿轮(14)同时与一个水平设置在纵向凸台(19)内的第二齿条(15)啮合，第二齿条(15)与阻力调整电机(16)的输出端套设的齿轮啮合；阻力调整电机(16)与中央处理器(103)通信连接；所述第二传送平台(2)、第三传送平台(3)的结构与第一传送平台(1)的结构一致。5.根据权利要求1至权利要求4所述的任意一种用于电动汽车的停车场电池自动更换及停车系统的控制方法，其特征在于：所述的控制方法包括顺次进行的以下步骤：步骤a：未进入停车场的汽车向中央处理器(103)发送询问信号，中央处理器(103)收到询问信号后，计算停车位指示传感器(104)发送的空车位数量n1，以及云服务平台(106)上记载的一定时间T内预约驶出车辆数量n2，若n1+n2＞0，则中央处理器(103)向发送询问信号的汽车反馈进入信号，同时中央处理器(103)采集该汽车电池管理模块(102)发送的电池模块(8)的总电量A0...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈子龙，
申请(专利权)人：西华大学，
类型：发明
国别省市：四川,51