【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新能源机械设备的换电技术，特别涉及一种用于电动工程机械换电的移动式换电设备。
技术介绍
1、近年来，电动道路运输车、电动工程机械等得到了广泛应用。但电动工程机械存在的电池包续航能力短、充电慢、电池包衰减快等问题制约着电动工程机械的推广应用。
2、目前，扩大电动工程机械应用范围的方法主要有两种：1、将电池包设计为固定在工程机械上的固定电池包，采用直流充电的模式，并建设大量的充电桩。充电桩数量多，可以解决充电难的问题，但是依然无法解决充电慢、充电时间长等问题；而且充电桩数量多，分布广，难以维护；2、将电池包设计为可快换的电池包，并与之对应地建设固定的换电站，换电站对动力电池包统一管理，具有换电时间短的优点，无续航焦虑，解决充电慢、充电时间长的问题，但换电站服务覆盖范围小，只适合于电动道路运输车这类可上路行驶的设备。电动工程机械如电动挖掘机由于不能上路行驶，无法到达固定式换电站进行换电，换电站无法满足上述电动工程机械的换电需求。
3、一些电动工程机械如电动挖掘机的电池包箱为后置顶吊式换电，电量远超电动宽体自卸车，从而电池包箱重量要重得多，且其电池包箱采用整体式更换，单次换电负载大，在承受大负载时，结构强度可靠性差，因此吊装重量有限。
4、因此，需要开发一种移动式换电设备来弥补固定式换电站的局限性，满足不能上路行驶的电动工程机械的换电需求。
技术实现思路
1、为了改善上述提到的技术问题，本专利技术提供一种移动式换电设备，包括：
3、包括两个可伸缩纵梁的起重臂架，设置在底盘上，间隔布置的两个可伸缩纵梁沿着换电设备的纵向可伸缩地延伸到底盘之外；以及
4、吊具装置，布置两个可伸缩纵梁上沿着换电设备的纵向和横向可运动，用于抓取电池包并在换电设备和待换电设备之间运送电池包，吊具装置包括纵向移动机构，纵向移动机构沿着两个可伸缩纵梁可移动。
5、在一些实施例中，两个可伸缩纵梁被构造成：在移动式换电设备处于运输状态时缩回至不超过底盘，在移动式换电设备处于换电工作时沿着移动式换电设备的纵向伸出到底盘之外。
6、在一些实施例中，起重臂架被构造成简式梁支撑结构。
7、在一些实施例中，起重臂架包括：
8、沿着换电设备的横向可伸缩的可伸缩后横梁，可伸缩后横梁与两个可伸缩纵梁的后端相连，可伸缩后横梁的两端能够延伸到底盘的横向两侧之外，起重臂架包括分别与可伸缩横梁的两端相连的两个可伸缩后支腿，用于将可伸缩横梁支撑在地面上；和/或起重臂架还包括连接两个可伸缩纵梁的前端的前横梁。
9、在一些实施例中，可伸缩后横梁被构造成：在移动式换电设备处于运输状态时缩回至不超过底盘的横向两侧，在移动式换电设备处于换电工作时沿着移动式换电设备的横向伸出到底盘的横向两侧之外。
10、在一些实施例中，在每个纵梁的前端和底盘之间设有至少一个可伸缩立柱，以将纵梁的前端支撑在底盘上。
11、在一些实施例中，在底盘的前端两侧分别设有可伸缩前支腿，以将底盘支撑在地面上。
12、在一些实施例中，可伸缩纵梁包括彼此可动地套装的外纵梁和内纵梁。
13、在一些实施例中，纵向运动机构设有双排滚轮，双排滚轮包括外滚轮和内滚轮，外滚轮被构造成能够在外纵梁上滚动，内滚轮被构造成在内纵梁上滚动。
14、在一些实施例中，吊具装置还包括：
15、横向运动机构，沿着换电装置的横向可动地布置在纵向运动机构上；
16、升降机构，与旋转机构相连，用于使抓取机构在换电装置的高度上升降；
17、抓取机构，与升降机构相连，用于可释放地抓取电池包；以及
18、旋转机构，与横向运动机构相连，用于旋转升降机构和抓取机构。
19、在一些实施例中，在底盘上设有可旋转电池包底托，其上设置多个用于放置电池包的电池包座。
20、在一些实施例中，两个电池包底座相对于可旋转电池包底托的旋转中心对称。
21、本专利技术还提供一种用于移动式换电设备的换电方法，包括以下步骤：
22、获得待换电设备需要更换电池包的需求；
23、移动式换电设备运动至与待换电设备沿着两者纵向彼此前后基本对准地布置；
24、换电设备的两个可伸缩纵梁沿着换电设备的纵向延伸，直至纵梁的后端移动至待换电设备上方；以及
25、吊具装置通过纵向移动机构沿着两个可伸缩纵梁运动到执行待换电设备上方，通过抓取机构从待换电设备上抓取亏电的电池包。
26、在一些实施例中，换电方法还包括将换电设备的与两个可伸缩纵梁的后端相连的可伸缩后横梁的两端沿着换电设备的横向两侧伸出，直至超过移动式换电设备的底盘宽度两侧，使得支撑可伸缩后横梁的两端的两个伸缩式后支腿分别位于待换电设备的横向两侧。
27、在一些实施例中，换电方法包括以下步骤：
28、吊具装置通过抓取机构将亏电的电池包与可移动换电设备的电池包底托上的空电池包座对准，将亏电电池包放置到空电池包座中；
29、转动电池包底托一定角度，使电池包底托上的满电电池包转到与抓取机构对准，抓取机构抓取满电电池包并将其运送到待换电设备。
30、在一些实施例中，换电方法包括通过调整位于底盘前端两侧的多个可伸缩前支腿和两个伸缩式后支腿的长度，调平移动式换电设备。
31、在一些实施例中，换电方法包括通过调整位于底盘前端两侧的多个可伸缩前支腿和两个伸缩式后支腿的长度，使得移动式换电设备上的满电电池包与待换电设备上的亏电电池包在高度上相同。
32、在一些实施例中，换电方法包括转动电池包底托180度。
33、根据本专利技术的移动式换电设备及其换电方法能够带来以下有益技术效果中的至少一个：
34、1.延长吊具装置沿起重臂架的纵向长度方向的运动范围，扩大换电作业范围；
35、2.简支梁式吊具装置支承结构型式可承载大负载，更适用于对大电量的电动工程机械进行换电操作；
36、3.换电设备与待换电设备在两者纵向上前后基本对准布置，不会占用道路宽度，满足狭小隧道空间等特殊环境对换电作业范围的要求；
37、4.采用转动式电池包底托，解决了固定式方案中需要吊装两个电池包以避开电池包在运动路径上干涉的问题；有效降低移动换电设备的作业高度，提高了换电作业时的稳定性和可靠性。
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1.一种移动式换电设备，包括：
2.根据权利要求1所述的移动式换电设备，其特征在于，所述两个可伸缩纵梁(21)被构造成：在所述移动式换电设备处于运输状态时缩回至不超过所述底盘(1)，在所述移动式换电设备处于换电工作时沿着所述移动式换电设备的纵向伸出到所述底盘(1)之外。
3.根据权利要求1所述的移动式换电设备，其特征在于，所述起重臂架(2)被构造成简式梁支撑结构。
4.根据权利要求1或2所述的移动式换电设备，其特征在于，所述起重臂架(2)包括：
5.根据权利要求4所述的移动式换电设备，其特征在于，所述可伸缩后横梁(23)被构造成：在所述移动式换电设备处于运输状态时缩回至不超过所述底盘(1)的横向两侧，在所述移动式换电设备处于换电工作时沿着所述移动式换电设备的横向伸出到所述底盘(1)的横向两侧之外。
6.根据权利要求1或2所述的移动式换电设备，其特征在于，在每个所述纵梁(21)的前端和所述底盘(1)之间设有至少一个可伸缩立柱(25)，以将所述纵梁(21)的前端支撑在所述底盘(1)上。
7.根据权利要求1或2所述
8.根据权利要求1所述的移动式换电设备，其特征在于，所述可伸缩纵梁(21)包括彼此可动地套装的外纵梁(211)和内纵梁(212)。
9.根据权利要求6所述的移动式换电设备，其特征在于，所述纵向运动机构(6)设有双排滚轮(63)，所述双排滚轮(63)包括外滚轮(631)和内滚轮(632)，所述外滚轮(631)被构造成能够在所述外纵梁(211)上滚动，所述内滚轮(632)被构造成在所述内纵梁(212)上滚动。
10.根据权利要求1所述的移动式换电设备，其特征在于，所述吊具装置(3)还包括：
11.根据权利要求1所述的移动式换电设备，其特征在于，在所述底盘(1)上设有可旋转电池包底托(7)，其上设置多个用于放置电池包的电池包座(74)。
12.根据权利要求11所述的移动式换电设备，其特征在于，所述可旋转电池包底托(7)上的两个电池包底座(74)相对于所述可旋转电池包底托(7)的旋转中心对称。
13.一种用于权利要求1-12中任一所述的移动式换电设备的换电方法，包括以下步骤：
14.根据权利要求13所述的移动式换电设备的换电方法，包括以下步骤：
15.根据权利要求13或14所述的移动式换电设备的换电方法，包括以下步骤：
16.根据权利要求14所述的移动式换电设备的换电方法，包括以下步骤：
17.根据权利要求14所述的移动式换电设备的换电方法，包括以下步骤：
18.根据权利要求15所述的移动式换电设备的换电方法，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种移动式换电设备，包括：
2.根据权利要求1所述的移动式换电设备，其特征在于，所述两个可伸缩纵梁(21)被构造成：在所述移动式换电设备处于运输状态时缩回至不超过所述底盘(1)，在所述移动式换电设备处于换电工作时沿着所述移动式换电设备的纵向伸出到所述底盘(1)之外。
3.根据权利要求1所述的移动式换电设备，其特征在于，所述起重臂架(2)被构造成简式梁支撑结构。
4.根据权利要求1或2所述的移动式换电设备，其特征在于，所述起重臂架(2)包括：
5.根据权利要求4所述的移动式换电设备，其特征在于，所述可伸缩后横梁(23)被构造成：在所述移动式换电设备处于运输状态时缩回至不超过所述底盘(1)的横向两侧，在所述移动式换电设备处于换电工作时沿着所述移动式换电设备的横向伸出到所述底盘(1)的横向两侧之外。
6.根据权利要求1或2所述的移动式换电设备，其特征在于，在每个所述纵梁(21)的前端和所述底盘(1)之间设有至少一个可伸缩立柱(25)，以将所述纵梁(21)的前端支撑在所述底盘(1)上。
7.根据权利要求1或2所述的移动式换电设备，其特征在于，在所述底盘(1)的前端两侧分别设有可伸缩前支腿(8)，以将所述底盘(1)支撑在地面上。
8.根据权利要求1所述的移动式换电设备，其特征在于，所述可伸缩纵梁(21)包括彼此可动地套装的外纵梁(211)和内纵...
【专利技术属性】
技术研发人员：张传泰，韩冰冰，贾体峰，
申请(专利权)人：江苏徐工工程机械研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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