带有移动暂存架的换电机器人制造技术

本实用新型专利技术涉及一种带有移动暂存架的换电机器人，它包括机械部分和电气控制部分；电气控制部分控制电池更换装置一次性取换电公交车一侧所需的全部电池箱置于所述电池箱暂存货架上，水平移动单元移动至待换电位置，通过电池箱更换装置从电动公交车取下乏电池箱，电池箱更换装置绕Y轴向一侧旋转，举升或下降置乏电池箱到电池箱暂存货架上；再将电池箱暂存货架上充完电的电池箱取下后，旋转回位，安装电池箱到电动公交车内，如此重复操作，完成电动公交车的电池箱更换。本实用新型专利技术一次性取电动公交车一侧所需电池箱的数量，避免了换电机器人大空间内远距离重复操作，结构简洁，缩短了换电时间，降低了工作区域的空间占用率，有效地提高了土地资源的利用率。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及ー种电池箱更换机器人，尤其是一种带有移动暂存架的换电机器人。
技术介绍
随着电动汽车充换电技术的成熟和电动汽车大規模的推广使用，电动汽车将逐渐成为中国汽车エ业和能源发展的重点。目前的电动汽车能量补给主要分为充电与换电两种，充电存在等待时间长等缺陷，为了解决电动汽车的续航里程，就目前的发展形式，电动车的换电方案可行性程度更高。就电动公交车换电而言，受单箱电池容量的限制，往往采用多电池箱组合来供给 电能，由于电池箱自身重量大，数量多，给电池箱的更换带来了一定的困难，电池箱的更换成为电动公交车产业化发展的技术难题。为了解决这ー技术难题，需要一种电池箱快速更换系统，在7— 8分钟内完成电池组的全部更换。目前，国内相关企业机构对电动公交车的电池箱更换系统有一定的研究中国专利CN 101284524A提出了ー种利用换电机构旋转180°的方式，以解决电池箱的更换问题，但是，这种方式存在行程远，作业空间大，运行时间长等不足之处；中国专利200820078476. 7 “ー种用于车载电池更换系统的定位装置”、中国专利200410090796. O“一种电动公交车系统”等，所描述的装置应用也存在着诸多问题，如有些设计方案只是处于理论阶段，更换电池箱定位次数多，更换电池箱时间长；换电设备的可扩展性较差，不同车辆的电池箱不能应用同一种换电设备；相关换电设备的高度受限，不能满足大規模集中式换电站的需求；中国专利CN 101890942A占地面积大，需多个机器人或机构相互配合完成换电任务。现有技术取得了一定的进展，但仍存在以下问题(I)、控制复杂，故障率和维护成本高。现有的电池箱更换方式都是采用多种机器人、多结构、多配合、多定位、多重复方式完成电池箱更换，这种更换方式必然将导致整个换电系统占地面积大、定位精度要求高、更换时间长、复杂性程度高等问题。由于整个换电过程，需要多种机构通过复杂的配合来完成，使故障率和维护成本相应提高，不利于电动汽车的推广。(2)、换电时间长，换电效率低；由于换电机器人一次只能运送更换ー个电池箱，自身不能将待更换的电池箱置于其附近，而是需要不断的移动位置在电池箱存放架与待换电车辆之间反复交替更换，随着机器人行程的延伸，换电时间将越来越长，从而严重影响了换电效率的提高，给电动汽车的推广造成了障碍。(3)、如果米用多电池箱一次运输的方案,换电机器人重量体积都较大,如何解决换电机器人大惯量的精确控制，如何提高大重量的换电机器人的换电可靠性和效率，现有技术无法解决这些问题。
技术实现思路
本技术的目的就在于解决以上技术问题，提供了一种带有移动暂存架的换电机器人，它将多种换电机器人间协同配合完成的换电任务集成到一个机器人上，换电机器人本体上安装电池箱暂存架，将待换电的电池箱全部置于电池箱暂存架上，从而有效地缩短了机器人换电时的行程，不仅使得机构精简化，缩短了多种换电机器人或机构间的配合时间和工作行程时间，使得原来多种机器人多结构、多配合、多定位、多重复的工作方式改为了一歩式到位，利用速度规划解决了换电机器人大惯量的精确控制问题，换电机器人在换电过程中，能够实现多轴联动，更进一步提高了换电设备的可靠性和更换效率。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案一种带有移动暂存架的换电机器人，它包括机械部分和电气控制部分，其中机械部分包括在X、Y、Z三个直角坐标方向运动的水平移动单元、承重単元、载物平台単元；所述载物平台単元中部镂空，电池箱更换装置安装在镂空位置的中间部位；水平移动单元上还设有主控台；在所述水平移动单元至少ー侧设置电池箱暂存货架，电池箱更换装置在电气控制部分控制下，一次性取所需的全部充好电的电池箱，并置电池箱于电池箱暂存货架上，移动至待换电位置；从车辆上取下乏电池箱，置乏电池箱到电池箱暂存货架上，将电池箱暂存货架上充好电的电池箱取下后，安装到相应位置，如此重复几次操作，完成电池箱更换。所述水平移动单元包括两侧均设有至少ー组滚轮，滚轮安装在下横梁两侧与地轨配合；所述地轨呈若干列均匀分布，在地轨端部设有限位撞块；同时所述滚轮与电机减速机相连，所述电机減速机设置在下横梁上并与水平运动伺服电机连接；水平运动伺服电机则与电气控制部分连接。所述承重単元主要由上横梁和两根立柱组成龙门式结构，所述上横梁上设有两组横向导向轮，两组横向导向轮之间夹有安装在充电货架上的天轨；天轨上安装有用于设备取电的滑触线槽和用于水平方向エ位寻址的水平认址片；所述升降装置为两立柱设有的一组伺服电机驱动的绞盘，绞盘上缠绕钢丝绳，载物平台单元设有支架与钢丝绳的下端连接；在至少ー根立柱上设有竖直方向寻址的纵向认址片用于纵向的方向识别。所述载物平台単元包括载物台，载物台中部镂空，电池箱更换装置安装在镂空的中间部位；载物台的两侧设有支架，在支架内侧上设有多组纵向导向轮，在支架外侧设有与承重単元相配合的多个限位轮。所述电池箱更换装置包括水平旋转平台，它为圆形板，圆形板通过齿轮減速机构与水平旋转伺服驱动电机连接；在圆形板上设有工作面，在工作面上设有电池箱推送机构，所述电池箱推送机构上设有支撑横梁，支撑横梁与电池箱托盘连接；电池箱推送机构则包括至少两条平行的导向轨道、电池箱推送机构驱动电机电池箱驱动机构以及电磁推手，电池箱驱动机构为齿轮齿条机构；电池箱推送机构驱动电机与电磁推手分别与各自设有的齿轮齿条机构连接，电磁推手的推手工作面上安有两块圆形电磁吸盘，分布于工作面两端，位置与电池箱上两圆形铁块相对应；所述电磁推手的推手工作面还设有与电池内箱上的锁紧装置相配合的解锁机构；所述导向轨道设置在电池箱推送机构上表面；所述导向轨道与电池箱相匹配，所述电池箱为将电池成组放置的箱体；所述支撑横梁两端各设有至少ー个超声波测距传感器；水平旋转伺服驱动电机、电池箱推送机构驱动电机、电磁吸盘以及所述各传感器均与电气部分连接。所述齿轮減速机构包括相互啮合的大齿轮和小齿轮以及減速器，大齿轮与圆形板连接，小齿轮与减速器输出轴连接，减速器则与水平旋转伺服电机连接，水平旋转伺服电机与电气部分连接。所述解锁机构为解锁电机驱动的拨叉状结构，设置分布于电磁推手工作面两端，配合打开充电架或换电车上的电池内箱上的锁紧装置。电气控制部分包括主控计算机系统、PLC逻辑控制器、限位开关、急停开关、伺服电机、伺服驱动器、电机编码器、超声波传感器、色标传感器、光电传感器、DMP位置传感器、无线通讯模块I、无线通讯模块II。所述主控计算机系统包括エ控机及触摸屏，所述エ控机上通过串ロ连接无线通讯模块I ;所述PLC逻辑控制器与伺服驱动器、急停开关、超声波传感器、色标传感器、光电传感器、DMP位置传感器电连接，与主控计算机系统通过串ロ通讯，对机器人的运动进行逻 辑控制。所述超声波传感器与PLC逻辑控制器电连接，用于检测电磁推手与电池箱之间的距离；所述色标传感器与PLC逻辑控制器电连接，用于检测电池的锁止状态；所述DMP位置传感器与PLC逻辑控制器电连接，用于检测电磁推手与电池箱充电架上和车体电池箱仓处的反光板之间的偏差，将偏差数据反馈至PLC控制电磁推手调整姿态以准确抓取和安装电池箱。所述光电传感器与PLC逻辑控制器电连接，结合寻址片使用，用于对机器人在X轴方向和Y方向的运动定位和实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有移动暂存架的换电机器人，它包括机械部分和电气控制部分，其中：所述机械部分包括在X、Y、Z三个直角坐标方向运动的水平移动单元、承重单元、载物平台单元；所述载物平台单元中部镂空，电池箱更换装置安装在镂空位置的中间部位；水平移动单元上还设有主控台；在所述水平移动单元至少一侧设置电池箱暂存货架，电池箱更换装置在电气控制部分控制下，一次性取所需的全部充好电的电池箱，并置电池箱于电池箱暂存货架上，移动至待换电位置；从车辆上取下乏电池箱，置乏电池箱到电池箱暂存货架上，将电池箱暂存货架上充好电的电池箱取下后，安装到相应位置，如此重复几次操作，完成电池箱更换。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尚文政，赵金龙，杨勇，王同斌，谭林，
申请(专利权)人：山东鲁能智能技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：