一种车载电池拆装机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种用于车载电池的拆装机器人，其包括：机器人本体，其位于轨道上并沿轨道在第一方向移动，其中，第一方向为电动车的车身的长度方向；垂直升降机构，其设置在机器人本体上，并且能够沿第二方向进行上升和下降，其中，所述第二方向为竖直方向；机械手臂，其设置在垂直升降机构上；暂存车，用于存放更换下来的无电电池和用于更换的有电电池，其中，所述机械手臂能够沿第三方向移动，从而接近/远离电动车，或接近/远离暂存车。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于安装和拆卸车载动力电池的车载电池拆装机器人。
技术介绍
随着石油价格的逐年攀升以及环境污染问题的日趋严重，作为燃油型汽车的替代，人们研制出了天然气汽车、氢燃料汽车、太阳能汽车和电动汽车等，而其中最具有应用前景的是电动汽车。专利号为200410090796. O、名为“一种电动公交系统”的专利披露了一种以车载动 力电池为动力源的电动汽车。该电动公交系统包括装配有卡式电池组的电动公交车、给卡式电池组充电的充电站、卡式电池组装卸装置等；通过装卸装置将使用完毕的卡式电池组从电动公交上取下，并放置在充电站充电，同时将充电站充好电的卡式电池组放到电动公交车上。然而，该系统的装卸装置存在如下几个问题1、拆装电池时电池容易左右移动，从而给装卸带来很大麻烦，尤其是要将电池放置到充电站进行充电或是将电池送入到车体内时，很难将电池顺畅地就位；2、通过拨叉式电池组拨出/拨入装置装卸电池，一方面容易损坏电池，另一方面不容易操作。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种车载动力电池更换系统，能够非常快捷顺畅地装卸电池。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种车载动力电池更换系统包括平行移动的机器人本体、垂直升降机构、机械手臂、轨道，机器人本体位于轨道上，并可沿轨道移动；垂直升降机构安装在机器人本体上，机械手臂设置在垂直升降机构上。本专利技术具有以下优点I、由于本专利技术吸取电池装置可以双向伸缩，而且可伸出距离较长，这样使电动车驾驶员比较容易驶入充换电区域，节省了充换电时间。而且本专利技术定位准确，充换电池过程中极大程度保护了电池。延长了电池的使用寿命。2、本专利技术的重点是将货叉与电池吸取机构相结合，这样保证在电池在转移的过程中不必旋转，即节省了空间又提高了换电的工作效率，大大减少了整个换电流程的周期。3、所述车载电池拆装机器人设置有防侧翻装置，使其具有防倾覆功能。4、所述车载电池拆装机器人相对于被吸取电池的随动效果好，定位准确。如果随动效果差会导致电池吸取定位不准导致无法解锁取放电池。附图说明图I为本专利技术结构示意图；图IA为机器人本体部分的机构简图IB为垂直升降机构的结构示意图；图2为机械手在XY平面内换电状态示意图；图3为机械手在YZ平面换电状态示意图；图4，图5为机械手换电池流程示意图；图6A，6B, 6C为货叉的运动分解示意图；图7为机械手臂的结构示意图； 图8为吸头结构示意图；图9为管式电磁铁的结构示意具体实施例方式如图I所示，本专利技术包括平行移动的机器人本体I、垂直升降机构2、机械手臂3、轨道4，机器人本体I位于轨道4上，并可沿轨道4移动，垂直升降机构2设置在机器人本体I上，机械手臂3设置在垂直升降机构2上。本专利技术以下简称机械手。首先概括介绍机械手更换电池的动作流程如图2、3、4所示，示出了机械手从电动车的电池位50上取出无电电池，并将无电电池放入无电电池暂存位的过程；如图2、3、5所示，示出了机械手将有电电池暂存位上充好电的电池放置在电动车的电池位50上的过程。其中有电电池暂存位和无电电池暂存位布置在暂存车6上面。此为机械手在更换电池过程中所要完成的动作。现以电池位50的充换电为例来阐述更换电池过程的详细步骤。机器人本体I的结构如图2所示，在电动客车车体上有例如3个电池位50，电动车驶入换电区域后，电动车的电池位50在X方向上存在两个电池位，两个电池位之间存在一定的距离，这就要求机械手在X方向上能够做水平移动，以保证在更换完X方向上的一个电池位上的电池后，能够顺利切换到下一个电池位进行继续的更换工作。而可沿轨道4平行移动的机器人本体I用来完成X方向的移动。如图IA所示，机器人本体I的车体13上布置有伺服马达减速机9,伺服马达减速机9上产生动力通过传动链条10传递到主传动轴11上,主传动轴11上安装有轨道轮8，轨道轮8在伺服马达减速机9的带动下沿着轨道4移动。同时从动轴12上同样安装有轨道轮8，在主动轴11的带动下，同时会沿轨道4移动，这样机器人本体I即可完成在X方向上的移动定位。另外如图I、IA所示，当机械手臂3伸出机器人本体I的车体13之后，机械手的重心发生偏移可能导致机械手的倾覆。为避免机械手的倾覆，在机器人本体I上的主动轴11，从动轴12上布置了防侧翻装置14，当机械手的重心偏移时，防侧翻装置14会卡住轨道轮8。这样就避免了机械手的倾覆。垂直升降机构如图2所示，电动车电池位50在Y方向也存两个电池位，这就要求机械手在Y方向上能够做垂直升降运动，以保证在更换完Y方向上的一个电池位上的电池后，能够顺利切换到下一个电池位进行继续更换工作。所以需要机械手在Y方向能够做位移调整，此调整是通过垂直升降机构2来完成的。如图IB所示，垂直升降机构2布置在机器人本体I的车体13内，其中伺服马达减速机15布置在垂直升降机构2上，同时也与机器人本体I上的车体13连接。其中垂直升降机构2上的两台螺旋升降机19布置在机器人本体I的车体13上，滚珠螺杆16安装在螺旋升降机19上。垂直升降机构2由伺服马达减速机15提供动力，通过直联方式把动力传递给螺旋升降机19，两台螺旋升降机19通过串联的方式联接在一起，保证升降平台17两侧同步上升、下降，以保持平衡。升降平台17上布置有滚珠螺母21，用于将滚珠螺杆16上的旋转运动转化为升降平台17的上下运动。线性滑轨20布置在机器人本体I的车体13上，滑块18布置于线性滑轨20上面并可沿滑轨20自由滑动，升降平台17与滑块18连接，这样升降平台17与车体13可滑动地连接，从而使得升降平台17可沿着线性滑轨20产生与机器人本体I上的车体13的相对滑动。运动的过程中，由于滚珠螺杆16不能承受过大的弯矩及侧向力，所以采取滑轨20为线性滑轨组来导向，能够避免滚珠螺杆16上承受过大的侧向力而损坏，有效的保护了螺旋升降机19。 机械手臂机械手臂3包括货叉7和电池吸取机构55。如图I、2、3、所示，当电动车驶入换电区域后，机械手所在的位置和电动车电池位50存在一定距离，需要机械手准确定位捕捉到电动车电池位50上的电池51。机械手臂3上面安装有在X，Y方向寻址的镜反射感应开关52。当电动车驶入换电区域后，镜反射感应开关52发出信号，同时机械手的控制系统发出命令使机器人本体I上的伺服马达减速机9启动，从而带动机器人本体I在X方向上移动，信号同时发送给垂直升降机构2上的伺服马达减速机15，伺服马达减速机15启动并带动垂直升降机构2沿Y方向移动。在电池位50的前面板53上面安装有反射条54，当镜反射感应开关52发出的信号被反射条54反射回去后，此时镜反射感应开关52将信号依次收集至IJ。并将信号依次传递给机械手控制系统。控制系统会先后将水平移动机器人本体I上的伺服马达减速机9和垂直升降机构2上的伺服马达减速机15紧急叫停并启动刹车。这样机械手臂3就准确的将电池51在X，Y方向对准锁定。如图3、4、7所示，机械手臂3在Z方向对电池的定位捕捉是通过两部分来完成的，机械手臂3上包括货叉7和电池吸取机构55，电池吸取机构55布置在货叉7上面，机械手臂3在Z方向上的主运动由货叉7来完成，货叉7上安装有接近开关56，当货叉7向电动车方向移动，当靠近到一定距离时，货叉7上的接近开关56感应到电动车后定位停止，此时电池吸取机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于车载电池的拆装机器人，其包括：机器人本体，其位于轨道上并沿轨道在第一方向移动，其中，第一方向为电动车的车身的长度方向；垂直升降机构，其设置在机器人本体上，并且能够沿第二方向进行上升和下降，其中，所述第二方向为竖直方向；机械手臂，其设置在垂直升降机构上；暂存车，用于存放更换下来的无电电池和用于更换的有电电池，其中，所述机械手臂能够沿第三方向移动，从而接近/远离电动车，或接近/远离暂存车。

【技术特征摘要】
1.一种用于车载电池的拆装机器人，其包括 机器人本体，其位于轨道上并沿轨道在第一方向移动，其中，第一方向为电动车的车身的长度方向； 垂直升降机构，其设置在机器人本体上，并且能够沿第二方向进行上升和下降，其中，所述第二方向为竖直方向； 机械手臂，其设置在垂直升降机构上； 暂存车，用于存放更换下来的无电电池和用于更换的有电电池， 其中，所述机械手臂能够沿第三方向移动，从而接近/远离电动车，或接近/远离暂存车。2.如权利要求I所述的拆装机器人，其特征在于所述机械手臂包括货叉和电池吸取机构，所述电池吸取机构设置在货叉上并随货叉沿第三方向移动。3.如权利要求2所述的拆装机器人，其特征在于所述货叉具有原始位置、在负方向具有 第一极限位置和在正方向具有第二极限位置，其中，所述负方向为沿第三方向接近电动车的方向，所述正方向为沿第三方向接近暂存车的方向。4.如权利要求3所述的拆装机器人，其特征在于所述货叉的结构分为上层、中层和下层，当货叉位于所述原始位置时，所述上层、中层和下层处于重合状态；当货叉位于第一极限位置时，上层相对于原始位置在负方向移动一个第一极限行程的距离...

【专利技术属性】
技术研发人员：马代龙，
申请(专利权)人：亿源动力北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：