一种换电系统及换电方法技术方案

本发明专利技术公开了一种换电系统，包括：换电停放区域；第一容置区域，位于换电停放区域一侧，其设有用于提供电池充电功能的第一充电架；第二容置区域；第一换电机器人，位于换电停放区域一侧，用于扫描待换电车辆进行定位后，取下待换电车辆上的待充电电池存放至第一充电架，并将满电电池安装至换电车辆，其包括第一主体，设于第一主体的第一夹取装置；第二换电机器人。本发明专利技术还公开了一种换电方法。本发明专利技术布局合理，空间利用率高，便于整个换电流程的连续进行，电池更换效率更高；解决了利用气缸拉出电池时导致真空吸盘漏气脱开的问题，保证电池的顺利取出。

【技术实现步骤摘要】
一种换电系统及换电方法
本专利技术属于电动汽车电池更换
，尤其是涉及一种换电系统及换电方法。
技术介绍
随着环境问题的日益突出，电动汽车得到越来越广泛的使用，换电是指电动汽车通过换电设备将车辆的空电池取下，并更换另一组满电的动力电池到电动汽车上的补能方式，电动汽车的电池体积不小而且重量大，更换操作比较麻烦，人工操作效率低，成本高。市面上针对电连接器的密封组件做了改进，如中国专利CN206516833公开了《一种密封件及用于电连接器的密封组件》，其结构简单，密封效果好，插座组件和插头组件之间插拔方便省力。为了达到防水要求，将上述结构运用至电池和电池仓的连接上，即电池仓插头和插座之间设有密封圈，该密封圈将内部空间与外界隔绝，气温变化后，易形成负压，插拔力在500N以上，造成电池仓插头和插座脱开困难。市面上的换电结构利用换电机器人的夹具对电池夹持使其脱离电池仓，但是上述夹具采用的是气缸，气缸的特点是动力输出具有冲击性，在夹具依靠真空吸盘吸附好电池后、气缸开始拉出电池时，这种冲击性的动力输出不利于电池仓插头与插座之间耦合力的破坏，会导致真空吸盘漏气脱开，电池取出失败。另外，中国专利CN103406911公开了《一种夹紧装置》，其包括主架，设置在主架上的轨道，轨道两端设有抱爪，轨道下方设有呈“一”字形排列的下吸盘，主架前端设有呈“品”字形排列的上吸盘，下吸盘与轨道之间设有定位杆，轨道上设有限位器。上述结构相对比较复杂，需要定位杆和限位器的配合，抱爪沿着轨道移动进行宽度的调节，实现电池的夹紧，不仅提高了制作成本，而且复杂的结构会增加故障点，后期维护耗时耗力，体积相对较大。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种布局合理，电池易于取出，电池更换效率高的换电系统及换电方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种换电系统，包括：换电停放区域，用于停靠待换电车辆；第一容置区域，位于换电停放区域一侧，其设有用于提供电池充电功能的第一充电架；第二容置区域，位于换电停放区域另一侧，其设有用于提供电池充电功能的第二充电架；第一换电机器人，位于换电停放区域一侧，用于扫描待换电车辆进行定位后，取下待换电车辆上的待充电电池存放至第一充电架，并将满电电池安装至换电车辆，其包括第一主体，设于第一主体的第一夹取装置；第二换电机器人，位于换电停放区域另一侧，用于扫描待换电车辆进行定位后，取下待换电车辆上的待充电电池存放至第二充电架，并将满电电池安装至换电车辆，其包括第二主体，设于第二主体的第二夹取装置。本专利技术的布局合理，空间利用率高，便于整个换电过程的实施。进一步的，所述第一容置区域和换电停放区域之间设有第一通道，第二容置区域和换电停放区域之间设有第二通道。进一步的，所述第一夹取装置包括底部带有承接板的框形本体，设于本体顶面、用于检测电动汽车内电池位置的视觉定位机构，可穿过本体与电池顶面相抵的伸缩抵压机构，可水平往复运动的活动杆组件，驱动机构，及与活动杆组件相连的多个吸盘，横向排列在同一连接板上的多个吸盘至少分为两组，每组吸盘分别连接一由电磁阀箱控制启闭的真空气路，相邻一组吸盘的真空气路相互独立。本专利技术的第一夹取装置通过第一换电机器人和视觉定位机构的配合可以对电池所在位置实现精准定位，从而可以简单快速地整体移动第一夹取装置的位置，使得第一夹取装置可以准确地移动至电池所在位置，大大简化了第一夹取装置的结构，结构简单，后期维护省时省力；吸盘由至少两组真空气路控制吸放电池，可以有效避免真空气路发生故障时吸盘失效的情形，对电池的吸取更加稳固有效；第一视觉系统安装在第一夹取装置上，无需占用单独的场地空间，也不需要考虑第一换电机器人在运动过程中与独立布置的视觉定位系统发生干涉的问题。进一步的，所述驱动机构包括第一驱动件和与第一驱动件错位设置的第二驱动件；所述活动杆组件包括于第一驱动件驱动下可水平往复运动的固定板，分别垂直设于固定板两侧的第一导向组件和第二导向组件，所述第二驱动件与固定板相连，所述连接板于第二驱动件驱动下可水平往复运动。第一驱动件驱动固定板平移行程一，第二驱动件驱动连接板平移行程二，连接板所平移的距离是行程一和行程二之和，上述结构设计在保证吸盘的移动距离的同时，缩小了第一夹取装置的整体体积。进一步的，所述第一导向组件包括一端与固定板相连的第一导向柱和供第一导向柱穿过的第一限位柱，该第一限位柱固定连接于本体；所述第二导向组件包括一端与连接板相连的第二导向柱和供第二导向柱穿过的第二限位柱，所述第一限位柱和第二限位柱相平行，且与固定板垂直。第一导向柱和第二导向柱起到引导方向和支撑的作用，大大增加了固定板和连接板的平移稳定性，第一限位柱则对第一导向柱形成稳固的支撑，第二限位柱对第二导向柱形成稳固的支撑。进一步的，所述第一导向柱和第二导向柱的数量均为两个，其分别对称设置在第二驱动件的两侧。对称设置的结构使得第一夹取装置动作更加稳定。进一步的，所述第一驱动件的数量为两个，其分别设于第二驱动件的两侧；第一驱动件与自本体顶面向下延伸的支撑板固定连接。进一步的，所述相邻一组的吸盘间隔交替布设。每组吸盘沿着连接板间隔布设，可以提高吸取的稳定性，使得电池各处的吸力更加均匀，也有效防止其中一个真空气路发生故障时，另一个真空气路所控制的额吸盘集中在某个区域，导致电池受力不均匀。进一步的，所述本体前部设有防止电池脱离的限位爪机构，其包括通过第一转轴转动连接于本体的爪部，设于爪部的第二转轴，与第二转轴转动连接的连接件，及用于驱动连接件水平移动的动力件。限位爪机构可以避免第一夹取装置在第一换电机器人转时由于离心力的作用，电池从本体前部的开口滑出。进一步的，所述承接板上设有滚轮。滚轮减小了电池与本体之间的摩擦力，使得电池的取放更加顺畅和省力。本专利技术还公开了一种换电方法，包括以下步骤：1)待换电车辆驶入换电停放区域；2)待换电车辆的电池仓下降，启动换电流程；3)利用第一视觉定位机构对待换电车辆一侧电池位置进行视觉识别，获取电池空间坐标；4)第一夹取装置的多个吸盘吸附待换电池；5)第一换电机器人带动吸附有待换电池的第一夹取装置整体平移第一行程，直至破坏待换电池的电池仓插头和插座之间的耦合力；6)启动第一夹取装置的驱动机构，将待换电池自电池仓取出，转移至第一充电架；7)将满电电池置入待换电车辆底部电池仓，完成换电。作为优选，所述第二换电机器人和第一换电机器人同步进行步骤3)-7)。本专利技术的有益效果是：1)布局合理，空间利用率高，便于整个换电流程的连续进行，电池更换效率更高；2)结构简单，可以配合视觉定位机构和换电机器人对电池进行精准定位，电池可以直接通过吸盘进入本体内，简化了夹取装置的结构，后期维护省时省力；吸盘通过至少两路真空气路控制，避免真空气路发生故障时吸盘失效，安全性能得到提高；第一驱动件和第二驱动件的设置减小了夹取装置的体积本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种换电系统，其特征在于包括：/n换电停放区域(91)，用于停靠待换电车辆(92)；/n第一容置区域(93)，位于换电停放区域(91)一侧，其设有用于提供电池充电功能的第一充电架(931)；/n第二容置区域(94)，位于换电停放区域(91)另一侧，其设有用于提供电池充电功能的第二充电架(941)；/n第一换电机器人(95)，位于换电停放区域(91)一侧，用于扫描待换电车辆(92)进行定位后，取下待换电车辆(92)上的待充电电池存放至第一充电架(931)，并将满电电池安装至换电车辆(92)，其包括第一主体(951)，设于第一主体(951)的第一夹取装置(952)；/n第二换电机器人(96)，位于换电停放区域(91)另一侧，用于扫描待换电车辆(92)进行定位后，取下待换电车辆(92)上的待充电电池存放至第二充电架(941)，并将满电电池安装至换电车辆(92)，其包括第二主体(961)，设于第二主体(961)的第二夹取装置(962)。/n

【技术特征摘要】
1.一种换电系统，其特征在于包括：
换电停放区域(91)，用于停靠待换电车辆(92)；
第一容置区域(93)，位于换电停放区域(91)一侧，其设有用于提供电池充电功能的第一充电架(931)；
第二容置区域(94)，位于换电停放区域(91)另一侧，其设有用于提供电池充电功能的第二充电架(941)；
第一换电机器人(95)，位于换电停放区域(91)一侧，用于扫描待换电车辆(92)进行定位后，取下待换电车辆(92)上的待充电电池存放至第一充电架(931)，并将满电电池安装至换电车辆(92)，其包括第一主体(951)，设于第一主体(951)的第一夹取装置(952)；
第二换电机器人(96)，位于换电停放区域(91)另一侧，用于扫描待换电车辆(92)进行定位后，取下待换电车辆(92)上的待充电电池存放至第二充电架(941)，并将满电电池安装至换电车辆(92)，其包括第二主体(961)，设于第二主体(961)的第二夹取装置(962)。


2.根据权利要求1所述的换电系统，其特征在于：所述第一容置区域(93)和换电停放区域(91)之间设有第一通道(971)，第二容置区域(94)和换电停放区域(91)之间设有第二通道(972)。


3.根据权利要求1所述的换电系统，其特征在于：所述第一夹取装置(952)包括底部带有承接板(11)的框形本体(1)，设于本体(1)顶面、用于检测电动汽车内电池位置的视觉定位机构(2)，可穿过本体(1)与电池顶面相抵的伸缩抵压机构(7)，可水平往复运动的活动杆组件(3)，驱动机构(4)，及与活动杆组件(3)相连的多个吸盘(5)，横向排列在同一连接板(52)上的多个吸盘(5)至少分为两组，每组吸盘(5)分别连接一由电磁阀箱(6)控制启闭的真空气路(51)，相邻一组吸盘(5)的真空气路(51)相互独立。


4.根据权利要求3所述的换电系统，其特征在于：所述驱动机构(4)包括第一驱动件(41)和与第一驱动件(41)错位设置的第二驱动件(42)；所述活动杆组件(3)包括于第一驱动件(41)驱动下可水平往复运动的固定板(33)，分别垂直设于固定板(33)两侧的第一导向组件和第二导向...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂亮，林晓斌，杨宝玉，
申请(专利权)人：杭州伯坦科技工程有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33