一种新能源卡车换电系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种新能源卡车换电系统及方法，其换电系统包括用于放置电池箱的卡车的承载部分、定位部分、用于取换电池箱的双电池位机器人和用于给电池箱充电的充电站，本发明专利技术的电池箱更换过程中全程采用摩擦轮驱动电池箱移动，相对于传统的采用起重机拿取电池箱节约了设备成本及维护成本，同时双电池位机器人的设置可提前拿取满电电池箱进行更换，可极大地提高换电效率。地提高换电效率。地提高换电效率。

【技术实现步骤摘要】
一种新能源卡车换电系统及方法


[0001]本专利技术涉及新能源卡车
，具体涉及一种新能源卡车换电系统及方法。

技术介绍

[0002]随着新能源汽车的推出，重型卡车市场正在经历重大变革，新能源重卡的销量增长非常显著。“换电”指的是将汽车与电池拆分，当新能源车辆电量不足时，到换电站更换一块满电量的电池。对新能源重型卡车来说，相较于充电，换电模式能有效解决充电车位稀缺、电池容量大、充电时间长等痛点，充分提升车辆利用率。
[0003]现有技术中，重卡换电站的换电模式一般为：先用吊装机构将卡车上的亏电电池吊走，再将亏电电池放入空充电位，而后再从充电位中吊出一块满电电池，将满电电池放置于卡车上。新能源重卡的电池重量一般为3吨左右，整个吊装过程不仅耗时较长，吊装过程能源耗费量大，而且设备维护成本及危险系数高。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种新能源卡车换电系统及方法。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种新能源卡车换电系统，包括设置于卡车上的承载部分，双电池位机器人部分、充电站、电池箱以及卡车定位部分；所述承载部分安装于卡车的龙骨框架上，龙骨框架上通过支撑臂安装有底托架，底托架上设置有一对轨道A，底托架的两侧及一端设置有L型卡块，底托架上通过四根拉簧连接有支撑板A，支撑板A上可升降地安装有插头A，支撑臂上可升降地安装有定位销A；所述支撑板A的两端设置有支撑柱，支撑柱的顶端为球面结构，底托架上设置有支撑座，支撑座上设置有弧形凹槽，支撑柱的球面结构置于弧形凹槽内；所述双电池位机器人部分包括有双电池位机器人和地轨，地轨铺设于地面上；双电池位机器人包括有移动底座、升降台、转动台及电池取放台；所述移动底座与地轨部分构成一对沿前后方向的直线移动副，行走减速机用于驱动移动底座沿前后方向移动；所述升降台与移动底座构成一对沿上下方向的直线移动副，升降减速机用于驱动升降台沿上下方向的移动；所述转动台与升降台构成一对绕竖直轴线旋转的回转副，转动减速机用于驱动转动台旋转；所述电池取放台与转动台固定连接，电池取放台上设有相互平行的一对轨道B和一对轨道C，一对轨道B和一对轨道C均匹配有两个相向布置的电池夹持送进机构；所述充电站设置于地轨的一侧，充电站的一侧设置有箱门，地轨与充电站的箱门相平行；充电站内设置有隔板，隔板上排列设置有支撑板B，支撑板B的两侧设置有一对轨道D，支撑板B上可升降地安装有插头B，支撑板B的一侧可升降地安装有定位销B，充电站另一侧内排列设置有定位挡块；所述电池箱的底部设置有脚轮、插座和定位孔，脚轮与轨道A、轨道B、轨道C和轨道D相配合，插座与插头A和插头B相配合，定位孔与定位销A和定位销B相配合，所述电池箱的
底部设置有与L型卡块相配合的限位框架；所述卡车定位部分设置于地轨的另一侧，其包括一对平行设置的减速带，减速带垂直于地轨。
[0006]优选地，所述支撑板A上通过滑杆滑动安装有升降座A，升降座A与支撑板A之间的滑杆上安装有弹簧A，升降座A上设置有插头A；所述支撑板A上设置有气缸A，气缸A的活塞杆与升降座A相连；所述支撑臂上设置有安装座A，安装座A上滑动安装有定位销A，所述支撑臂上设置有气缸架A，气缸架A上设置有气缸B，气缸B的活塞杆与定位销A相连；所述插头A处设置有插头盖，插头A的一侧通过支臂设置有滑轨A，滑轨A上滑动安装有滑块A，滑块A上设置有连接件，连接件的一端与插头盖相连，连接件的另一端铰接有驱动杆，驱动杆的另一端铰接于支撑板A上。
[0007]优选地，所述移动底座的底部设置有与地轨相配合的滚轮，所述行走减速机安装于移动底座上，行走减速机的输出轴上连接有行走齿轮，所述地轨内设置有齿条，行走齿轮与齿条相配合；所述移动底座上设置有蜗轮丝杆升降机，蜗轮丝杠升降机的丝杆顶端与升降台相连；所述升降台的顶部同轴设置有若干弧形导轨，弧形导轨上设置有相配合的滑块B，所述升降台上安装有转动减速机，转动减速机的输出轴上安装有转动齿轮，转动齿轮的回转中心线与弧形导轨的轴线相平行，所述转动台上设置有弧形齿条，转动齿轮与弧形齿条相齿合，滑块B与转动台固定连接。
[0008]优选地，所述电池夹持送进机构包括有推进机构和一对对称设置的夹持送进单元；夹持送进单元包括有机械臂、滑轨B、滑块C、滑轨C、滑块D、摩擦轮、轮架、弹簧B、弹簧C和摩擦轮减速机，滑轨B和滑块C固定安装于电池取放台上，滑轨C和滑块D固定安装于机械臂上，滑轨B与滑块D相配合，滑轨C与滑块C相配合，机械臂的一端设置有轮架，轮架包括有角A、角B和角C，轮架的角B铰接于机械臂上，轮架的角A与机械臂的端部之间连接有弹簧B，轮架的角C设置有连接机械臂内的弹簧C，弹簧B 呈压缩状态时，弹簧C呈拉伸状态，所述轮架内转动安装有摩擦轮，摩擦轮减速机的输出轴与摩擦轮相连，摩擦轮减速机安装于轮架上；所述电池取放台内通过轴承和轴承座转动安装有丝杠，丝杠上安装有螺母，螺母上连接有连接板，连接板的两端分别与一对对称设置的夹持送进单元的两机械臂相连，两机械臂的端部设置有连接杆，连接杆的两端分别与两机械臂相连，所述丝杠的一端连接有推进减速机。
[0009]优选地，一对轨道B一端的电池夹持送进机构上设置有电池箱找平单元，该电池夹持送进机构的夹持对称面为M面，该电池夹持送进机构的一对对称设置的夹持送进单元上分别设置有关于M面对称的两个激光传感器，四个激光传感器的激光射出方向均与轨道B的长度方向平行；该电池夹持送进机构的连接杆上安装有测距传感器。
[0010]优选地，所述支撑板B上安装有气缸C，气缸C的活塞杆上连接有升降座B，升降座B上安装有插头B；所述充电站内支撑板B的一侧设置有安装座B，安装座B上滑动安装有定位销B，安装座B上连接有气缸架B，气缸架B上安装有气缸D，气缸D的活塞杆与定位销B相连；所述充电站另一侧内排列设置有安装板，安装板上安装有定位螺栓；所述充电站内设置有箱门驱动机构，箱门驱动机构包括有电机、主动轮、从动轮、皮带和连接块，主动轮和从动轮转动安装于充电站内，皮带的两端分别套设于主动轮和从动轮上，主动轮与电机相连，连接块的一端与皮带相连，另一端与箱门相连。
[0011]一种新能源卡车换电方法：步骤一：控制使气缸C和气缸D的活塞杆收缩，使插头B和定位销B拔出，控制使充电站内一个满电电池箱处的箱门打开，此时双电池位机器人的升降台和转动台位于初始位置，即轨道B和轨道C均与轨道D平行且高度相同，控制使双电池位机器人移动至轨道C与轨道D相配合处，控制使轨道C两端的电池夹持送进机构上的所有摩擦轮减速机协同动作，控制使轨道C靠近充电站一端的电池夹持送进机构的一对摩擦轮伸出并夹持住满电电池箱，在一对摩擦轮的带动下可使满电电池箱移动至轨道C上，满电电池箱完全移动至轨道C上后，所有摩擦轮减速机停止动作，轨道C靠近充电站一端的电池夹持送进机构回到初始位置，最后控制使箱门关闭，等待卡车驶入进行换电；步骤二：驶入卡车，使卡车的两个前轮位于两个减速带之间；步骤三：控制使双电池位机器人移动，当靠近M面的两个激光传感器同时接收到反馈信号时，双电池位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新能源卡车换电系统，其特征在于：包括设置于卡车上的承载部分，双电池位机器人部分、充电站（41）、电池箱（31）以及卡车定位部分；所述承载部分安装于卡车的龙骨框架上（11），龙骨框架（11）上通过支撑臂（12）安装有底托架（13），底托架（13）上设置有一对轨道A（14），底托架（13）的两侧及一端设置有L型卡块（15），底托架（13）上通过四根拉簧（17）连接有支撑板A（16），支撑板A（16）上可升降地安装有插头A（112），支撑臂（12）上可升降地安装有定位销A（121）；所述支撑板A（16）的两端设置有支撑柱（110），支撑柱（110）的顶端为球面结构，底托架（13）上设置有支撑座（111），支撑座（111）上设置有弧形凹槽，支撑柱（110）的球面结构置于弧形凹槽内；所述双电池位机器人部分包括有双电池位机器人和地轨（231），地轨（231）铺设于地面上；双电池位机器人包括有移动底座（21）、升降台（22）、转动台（23）及电池取放台（24）；所述移动底座（21）与地轨（231）部分构成一对沿前后方向的直线移动副，行走减速机（233）用于驱动移动底座（21）沿前后方向移动；所述升降台（22）与移动底座（21）构成一对沿上下方向的直线移动副，升降减速机（25）用于驱动升降台（22）沿上下方向的移动；所述转动台（23）与升降台（22）构成一对绕竖直轴线旋转的回转副，转动减速机（29）用于驱动转动台（23）旋转；所述电池取放台（24）与转动台（23）固定连接，电池取放台（24）上设有相互平行的一对轨道B（212）和一对轨道C（213），一对轨道B（212）和一对轨道C（213）均匹配有两个相向布置的电池夹持送进机构；所述充电站（41）设置于地轨（231）的一侧，充电站（41）的一侧设置有箱门（42），地轨（231）与充电站（41）的箱门（42）相平行；充电站（41）内设置有隔板（43），隔板（43）上排列设置有支撑板B（44），支撑板B（44）的两侧设置有一对轨道D（49），支撑板B（44）上可升降地安装有插头B（48），支撑板B（4）的一侧可升降地安装有定位销B（411），充电站（41）另一侧内排列设置有定位挡块；所述电池箱（31）的底部设置有脚轮（32）、插座（34）和定位孔（33），脚轮（32）与轨道A（14）、轨道B（212）、轨道C（213）和轨道D（49）相配合，插座（34）与插头A（12）和插头B（48）相配合，定位孔（33）与定位销A（121）和定位销B（411）相配合，所述电池箱（31）的底部设置有与L型卡块（15）相配合的限位框架（35）；所述卡车定位部分设置于地轨（231）的另一侧，其包括一对平行设置的减速带（5），减速带（5）垂直于地轨（231）。2.如权利要求1所述的新能源卡车换电系统，其特征在于：所述支撑板A（16）上通过滑杆（19）滑动安装有升降座A（18），升降座A（18）与支撑板A（16）之间的滑杆（19）上安装有弹簧A，升降座A（18）上设置有插头A（112）；所述支撑板A（16）上设置有气缸A（118），气缸A（118）的活塞杆与升降座A（18）相连；所述支撑臂（12）上设置有安装座A（120），安装座A（120）上滑动安装有定位销A（121），所述支撑臂（12）上设置有气缸架A，气缸架A上设置有气缸B（119），气缸B（119）的活塞杆与定位销A（121）相连；所述插头A（112）处设置有插头盖（116），插头A（112）的一侧通过支臂设置有滑轨A（113），滑轨A（113）上滑动安装有滑块A（114），滑块A（114）上设置有连接件（115），连接件（115）的一端与插头盖（116）相连，连接件（115）的另一端铰接有驱动杆（117），驱动杆（117）的另一端铰接于支撑板A（16）上。3.如权利要求1所述的新能源卡车换电系统，其特征在于：所述移动底座的底部设置有与地轨（231）相配合的滚轮，所述行走减速机（233）安装于移动底座（21）上，行走减速机
（233）的输出轴上连接有行走齿轮，所述地轨（231）内设置有齿条（232），行走齿轮与齿条（232）相配合；所述移动底座（21）上设置有蜗轮丝杆升降机（26），蜗轮丝杠升降机（26）的丝杆顶端与升降台（22）相连；所述升降台（22）的顶部同轴设置有若干弧形导轨（27），弧形导轨（27）上设置有相配合的滑块B（28），所述升降台（22）上安装有转动减速机（29），转动减速机（29）的输出轴上安装有转动齿轮（210），转动齿轮（210）的回转中心线与弧形导轨（27）的轴线相平行，所述转动台（23）上设置有弧形齿条（211），转动齿轮（210）与弧形齿条（211）相齿合，滑块B（28）与转动台（23）固定连接。4.如权利要求1所述的新能源卡车换电系统，其特征在于：所述电池夹持送进机构包括有推进机构和一对对称设置的夹持送进单元；夹持送进单元包括有机械臂（221）、滑轨B（227）、滑块C（228）、滑轨C（229）、滑块D（230）、摩擦轮（223）、轮架（222）、弹簧B（225）、弹簧C（226）和摩擦轮减速机（224），滑轨B（227）和滑块C（228）固定安装于电池取放台（24）上，滑轨C（229）和滑块D（230）固定安装于机械臂（221）上，滑轨B（227）与滑块D（230）相配合，滑轨C（229）与滑块C（228）相配合，机械臂（221）的一端设置有轮架（222），轮架（222）包括有角A、角B和角C，轮架（222）的角B铰接于机械臂（221）上，轮架（222）的角A与机械臂（221）的端部之间连接有弹簧B（225），轮架（222）的角C设置有连接机械臂（221）内的弹簧C（226），弹簧B （225）呈压缩状态时，弹簧C（226）呈拉伸状态，所述轮架（222）内转动安装有摩擦轮（223），摩擦轮减速机（224）的输出轴与摩擦轮（223）相连，摩擦轮减速机（224）安装于轮架（222）上；所述电池取放台（24）内通过轴承和轴承...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵德正，朱化君，贺宪玺，
申请(专利权)人：上海瑞蚨鸿业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：