專利名稱：電動汽車電池箱更換設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
電動汽車電池箱更換設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電動汽車電池箱更換設(shè)備。背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的電動汽車電池箱由于其自身的放電特性和傳統(tǒng)的充電技術(shù)，致使其充電時 間較長，從而使得電動汽車駕駛員需要等待較長時間。

實用新型內(nèi)容基于此，有必要提供一種直接更換電動汽車電池箱，避免電動汽車駕駛員等待的 電動汽車電池箱更換設(shè)備。一種電動汽車電池箱更換設(shè)備，用于更換電動汽車電池箱，所述電動汽車電池箱 更換設(shè)備包括行走機構(gòu)，帶動所述電動汽車電池箱更換設(shè)備移動；旋轉(zhuǎn)立柱機構(gòu)，與所述行走機構(gòu)轉(zhuǎn)動連接；機械臂機構(gòu)，包括主臂以及次級臂，所述主臂一端與所述旋轉(zhuǎn)立柱機構(gòu)滑動連接， 另一端與所述次級臂轉(zhuǎn)動連接，所述機械臂機構(gòu)通過所述主臂沿所述旋轉(zhuǎn)立柱機構(gòu)升降；旋轉(zhuǎn)托盤機構(gòu)，與所述機械臂機構(gòu)轉(zhuǎn)動連接；以及電池箱推拉機構(gòu)，固定在所述旋轉(zhuǎn)托盤機構(gòu)上，并包含一個用于存取所述電動汽 車電池箱的執(zhí)行結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，所述機械臂機構(gòu)還包括安裝在所述主臂與所述次級臂連接處的旋轉(zhuǎn)結(jié) 構(gòu)，所述次級臂通過所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)與所述主臂轉(zhuǎn)動連接。優(yōu)選的，所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)包括用于承載所述次級臂并實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)的第一軸承組和固定 在所述次級臂上的第一旋轉(zhuǎn)軸。優(yōu)選的，所述機械臂機構(gòu)還包括安裝在所述主臂上的導向輪組，所述主臂通過所 述導向輪組與所述旋轉(zhuǎn)立柱機構(gòu)滑動連接。優(yōu)選的，所述行走機構(gòu)包括與所述旋轉(zhuǎn)立柱機構(gòu)轉(zhuǎn)動連接的行走框架、設(shè)置在所述行走框架下方的行走輪以 及固定在所述行走框架上用于驅(qū)動所述行走輪的行走電機。優(yōu)選的，所述旋轉(zhuǎn)立柱機構(gòu)包括與所述行走框架轉(zhuǎn)動連接的立柱、固定在所述行走框架上的主旋轉(zhuǎn)電機以及旋轉(zhuǎn) 支撐結(jié)構(gòu)；所述旋轉(zhuǎn)支撐結(jié)構(gòu)包括用于承載所述立柱并實現(xiàn)立柱旋轉(zhuǎn)的第二軸承組和固定 在立柱上的第二旋轉(zhuǎn)軸；所述主臂與所述立柱滑動連接，所述機械臂機構(gòu)沿所述立柱升降。優(yōu)選的，所述機械臂機構(gòu)還包括固定在所述立柱上的升降電機；固定在所述立柱上的升降鏈輪；以及
4[0021]與所述升降鏈輪相嚙合、傳導力的升降鏈條所述升降鏈條一端連接所述主臂，另 一端自由懸垂或連接配重塊。優(yōu)選的，所述旋轉(zhuǎn)托盤機構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)托盤，設(shè)置在所述次級臂上，并與所述次級臂轉(zhuǎn)動連接；托盤旋轉(zhuǎn)電機，安裝在所述旋轉(zhuǎn)托盤下；以及托盤旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，包括固定在所述次級臂上的用于承載所述旋轉(zhuǎn)托盤并實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)的 第三軸承組、固定在所述旋轉(zhuǎn)托盤上的第三旋轉(zhuǎn)軸。優(yōu)選的，所述電池箱推拉機構(gòu)還包括推拉框架，固定在所述旋轉(zhuǎn)托盤上；推拉電機；推拉齒條，設(shè)置在所述推拉框架上；推拉齒輪，由所述推拉電機驅(qū)動，并與所述推拉齒條嚙合； 所述執(zhí)行結(jié)構(gòu)固定在所述推拉電機上。優(yōu)選的，所述電池箱推拉機構(gòu)還包括固定在所述推拉框架上的導軌以及固定在所 述推拉電機上的與所述導軌匹配的導軌滑塊。這種電動汽車電池箱更換設(shè)備能夠方便快速的完成電動汽車電池箱的更換，使得 電動汽車不需要等待充電，節(jié)約了時間，提高了工作效率。

圖1為一實施方式的電動汽車電池箱更換設(shè)備的示意圖；圖2為圖1示電動汽車電池箱更換設(shè)備另一工作狀態(tài)示意圖；圖3為圖1示電動汽車電池箱更換設(shè)備的俯視圖；圖4為圖1示電動汽車電池箱更換設(shè)備另一工作狀態(tài)的俯視圖；圖5為圖1示電動汽車電池箱更換設(shè)備更換電池時的工作示意圖；圖6為圖1示電動汽車電池箱更換設(shè)備更換電池時的工作示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對電動汽車電池箱更換設(shè)備做進一步的描述。如圖1、圖2、圖3、圖4所示的電動汽車電池箱更換設(shè)備，包括帶動所述電動汽車 電池箱更換設(shè)備移動的行走機構(gòu)100，與行走機構(gòu)100轉(zhuǎn)動連接的旋轉(zhuǎn)立柱機構(gòu)200，與旋 轉(zhuǎn)立柱機構(gòu)200滑動連接的機械臂機構(gòu)300，與機械臂機構(gòu)300轉(zhuǎn)動連接的旋轉(zhuǎn)托盤機構(gòu) 400，以及固定在旋轉(zhuǎn)托盤機構(gòu)400上的電池箱推拉機構(gòu)500。行走機構(gòu)100包括行走框架110、固定在行走框架110上的行走電機(圖中未顯 示)以及固定在行走框架110下的行走輪130 ；行走電機包括電機軸(圖中未顯示)，電機 軸驅(qū)動行走輪130帶動電動汽車電池箱更換設(shè)備行走。旋轉(zhuǎn)立柱機構(gòu)200包括與行走框架110轉(zhuǎn)動連接的立柱210、固定在行走框架 110上的主旋轉(zhuǎn)電機220以及旋轉(zhuǎn)支撐結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)支撐結(jié)構(gòu)包括固定在行走框架110上的第 二軸承組230以及固定在立柱210上的第二旋轉(zhuǎn)軸M0。主旋轉(zhuǎn)電機220的輸出軸作為主 動旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元，驅(qū)動立柱210旋轉(zhuǎn)。[0044]機械臂機構(gòu)300包括一端與立柱210滑動連接的主臂310、與主臂310另一端轉(zhuǎn) 動連接的次級臂320，固定在主臂310上的導向輪組330、固定于主臂310與次級臂320連接 處的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)340、固定在立柱210上的升降電機(圖中未顯示)、固定在主臂310與次級 臂320連接處的次級臂旋轉(zhuǎn)電機360、固定在立柱210上的升降鏈輪(圖中未顯示)以及與 升降鏈輪嚙合的升降鏈條(圖中未顯示)，升降鏈條一端連接主臂310，一端自由懸垂或連 接配重塊。升降電機驅(qū)動升降鏈輪轉(zhuǎn)動，從而帶動升降鏈條，使得主臂310在導向輪組330 的輔助下沿著立柱210上下移動。次級臂旋轉(zhuǎn)電機360驅(qū)動次級臂320在旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)340的 輔助下以次級臂320與主臂310連接處為軸轉(zhuǎn)動。在其他的實施例中，也可以通過鋼絲繩或其他方式完成機械臂機構(gòu)300的升降運
動。 旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)340包括固定在主臂310上用于承載次級臂320并完成次級臂320旋轉(zhuǎn) 的第一軸承組342和固定在次級臂320上的第一旋轉(zhuǎn)軸344。旋轉(zhuǎn)托盤機構(gòu)400包括與次級臂320轉(zhuǎn)動連接的旋轉(zhuǎn)托盤410、安裝在旋轉(zhuǎn)托盤 410下的托盤旋轉(zhuǎn)電機420以及托盤旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。托盤旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)包括固定在次級臂320上的 用于承載旋轉(zhuǎn)托盤410并實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)的第三軸承組430以及固定在旋轉(zhuǎn)托盤410上的第三旋 轉(zhuǎn)軸440。托盤旋轉(zhuǎn)電機420的通過托盤旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)430驅(qū)動旋轉(zhuǎn)托盤410旋轉(zhuǎn)。電池箱推拉機構(gòu)500包括固定在旋轉(zhuǎn)托盤410上的推拉框架510、固定在推拉框 架510上的多個滾筒520、作為動力源的推拉電機530、推拉齒條550、與推拉齒條550嚙合 的推拉齒輪(圖中未顯示)以及固定在推拉電機530上的執(zhí)行結(jié)構(gòu)560 ；推拉齒條550固 定在推拉框架510上，推拉電機530驅(qū)動推拉齒輪。推拉電機530通過推拉齒輪和推拉齒條550可移動的安裝在推拉框架510上以帶 動執(zhí)行結(jié)構(gòu)560移動。使用時，電動汽車電池箱放置在推拉框架510上，滾筒520沿推拉電 機530的移動方向平行設(shè)置多個，用于減小電動汽車電池箱移動過程中的阻力。滾筒520上有凹槽522，凹槽522與電動汽車電池箱上的凸點相匹配，防止電動汽 車電池箱在運送時滑動。電池箱推拉機構(gòu)500還包括固定在推拉電機530上的導軌滑塊570以及固定在推 拉框架510上的與導軌滑塊570匹配的導軌580 ；導軌滑塊570和導軌580固定支撐推拉 電機530，同時起到輔助滑動的作用。本實施例的行走機構(gòu)100、旋轉(zhuǎn)立柱機構(gòu)200、旋轉(zhuǎn)托盤機構(gòu)300、旋轉(zhuǎn)托盤機構(gòu) 400、電池箱推拉機構(gòu)500采用軸承或齒輪齒條驅(qū)動方式，在其他的實施例中也可以采用齒 輪驅(qū)動或著同步帶驅(qū)動或鋼絲繩驅(qū)動等方式。電機與旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)之間可以采用齒輪嚙合、同步帶傳動、鏈傳動等多種方式。每個電池箱推拉機構(gòu)500都可以獨立運作。下面通過一種使用上述電動汽車電池箱更換設(shè)備的電動汽車電池箱更換系統(tǒng)來 對上述電動汽車電池箱更換設(shè)備的工作進行描述。一種電動汽車電池箱更換系統(tǒng)，包括上述電動汽車電池箱更換設(shè)備、控制系統(tǒng)、軌 道、設(shè)置在在軌道一側(cè)的多層電池箱架，多層電池箱架上放置有充滿電的電動汽車電池以 及正在充電的電動汽車電池，軌道另一側(cè)停放待更換電動汽車電池的電動汽車。如圖5、圖6所示的電動汽車電池箱更換系統(tǒng)更換電池的狀態(tài)示意圖，電動汽車電
6池箱更換設(shè)備的初始狀態(tài)為電池箱推拉機構(gòu)500空置。當需更換電池箱車輛就位后，行走電機在控制系統(tǒng)的定位下驅(qū)動電動汽車電池箱 更換設(shè)備行走至適當位置。升降電機驅(qū)動主臂310帶動電池箱推拉機構(gòu)500提升到車輛中 電池箱所對應的高度。旋轉(zhuǎn)立柱機構(gòu)200、機械臂機構(gòu)300和旋轉(zhuǎn)托盤機構(gòu)400根據(jù)車輛的 位置旋轉(zhuǎn)，對電池箱推拉機構(gòu)500位置進行調(diào)整，使得電池箱推拉機構(gòu)500的導軌580方向 與車輛停放方向垂直，完成電池箱推拉機構(gòu)500與車輛的對接。與車輛中電池箱放置位置對應位置的電池箱推拉機構(gòu)500的推拉電機530運行， 推拉電機530和執(zhí)行結(jié)構(gòu)560向車輛移動。在電池箱推拉機構(gòu)500的執(zhí)行結(jié)構(gòu)560與電池 箱連接后，推拉電機530反向運行，電池箱推拉機構(gòu)500的執(zhí)行結(jié)構(gòu)560將電池箱從車輛中取出。旋轉(zhuǎn)立柱機構(gòu)200、機械臂機構(gòu)300和旋轉(zhuǎn)托盤機構(gòu)400根據(jù)多層電池箱架的位置 旋轉(zhuǎn)及升降，對電池箱推拉機構(gòu)500位置進行調(diào)整，使得電池箱推拉機構(gòu)500的導軌580方 向與多層電池箱架方向垂直，完成電池箱推拉機構(gòu)500與多層電池箱架上空位的對接。與 多層電池箱架中電池箱放置位置對應的位置的電池箱推拉機構(gòu)500的推拉電機530運行， 推拉電機530向多層電池箱架移動，電池箱推拉機構(gòu)500的執(zhí)行結(jié)構(gòu)560推動電池箱至電 池箱放置位置，執(zhí)行結(jié)構(gòu)560與電池箱斷開連接，完成電池箱的放入。旋轉(zhuǎn)立柱機構(gòu)200、機械臂機構(gòu)300和旋轉(zhuǎn)托盤機構(gòu)400根據(jù)多層電池箱架的位置 旋轉(zhuǎn)及升降，對電池箱推拉機構(gòu)500位置進行調(diào)整，使得電池箱推拉機構(gòu)500的導軌580方 向與多層電池箱架方向垂直，完成電池箱推拉機構(gòu)500與多層電池箱架上待取出電池箱位 置的對接。電池箱推拉機構(gòu)500將已充滿電的電池箱從多層電池箱架上取出。升降電機驅(qū)動主臂310帶動電池箱推拉機構(gòu)500提升到車輛中電池箱放置位置所 對應的高度。旋轉(zhuǎn)立柱機構(gòu)200、機械臂機構(gòu)300和旋轉(zhuǎn)托盤機構(gòu)400根據(jù)車輛的位置旋 轉(zhuǎn)，對電池箱推拉機構(gòu)500位置進行調(diào)整，使得電池箱推拉機構(gòu)500的導軌580方向與車輛 停放方向垂直，完成電池箱推拉機構(gòu)500與車輛的對接。與車輛中電池箱放置位置對應的位置的電池箱推拉機構(gòu)500的推拉電機530運 行，電池箱推拉機構(gòu)500向車輛移動，電池箱推拉機構(gòu)500的執(zhí)行結(jié)構(gòu)560推動電池箱至電 池箱放置位置，執(zhí)行結(jié)構(gòu)560與電池箱斷開連接，完成電池箱的放入。至此，更換車輛上電池箱的步驟完成。這種電動汽車電池箱更換設(shè)備能夠方便快速的完成電動汽車電池箱的更換，使得 電動汽車不需要等待充電，節(jié)約了時間，提高了工作效率。機械臂機構(gòu)包括與旋轉(zhuǎn)立柱滑動連接的主臂以及與主臂轉(zhuǎn)動連接的次級臂，從而 大大增加了調(diào)節(jié)的靈活性和可調(diào)范圍。電動汽車電池箱更換設(shè)備的行走機構(gòu)及旋轉(zhuǎn)立柱機構(gòu)都承載在行走機構(gòu)上，設(shè)備 整體剛度大，穩(wěn)定性好，可靠性高。通過旋轉(zhuǎn)立柱機構(gòu)、機械臂機構(gòu)和旋轉(zhuǎn)托盤機構(gòu)配合調(diào)整電池箱推拉機構(gòu)的位 置，使得待更換電池車輛的擺放位置及擺放角度更加靈活，整套設(shè)備更加人性化。每個電池箱推拉機構(gòu)可以獨立運作，擴大了更換設(shè)備的適用范圍。行走機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)立柱機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)托盤機構(gòu)、電池箱推拉機構(gòu)采用傳動精度較高的齒 輪齒條傳動、齒輪傳動、同步帶傳動等方式，使得系統(tǒng)定位精度較高，電池更換可靠性高。[0071] 以上所述實施例僅表達了本實用新型的一種或幾種實施方式，其描述較為具體和 詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些 都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權(quán)利要求為準。
權(quán)利要求1.一種電動汽車電池箱更換設(shè)備，用于更換電動汽車電池箱，其特征在于，所述電動汽 車電池箱更換設(shè)備包括行走機構(gòu)，帶動所述電動汽車電池箱更換設(shè)備移動； 旋轉(zhuǎn)立柱機構(gòu)，與所述行走機構(gòu)轉(zhuǎn)動連接；機械臂機構(gòu)，包括主臂以及次級臂，所述主臂一端與所述旋轉(zhuǎn)立柱機構(gòu)滑動連接，另一 端與所述次級臂轉(zhuǎn)動連接，所述機械臂機構(gòu)通過所述主臂沿所述旋轉(zhuǎn)立柱機構(gòu)升降； 旋轉(zhuǎn)托盤機構(gòu)，與所述機械臂機構(gòu)轉(zhuǎn)動連接；以及電池箱推拉機構(gòu)，固定在所述旋轉(zhuǎn)托盤機構(gòu)上，并包含一個用于存取所述電動汽車電 池箱的執(zhí)行結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的電動汽車電池箱更換設(shè)備，其特征在于，所述機械臂機構(gòu)還包 括安裝在所述主臂與所述次級臂連接處的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，所述次級臂通過所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)與所 述主臂轉(zhuǎn)動連接。
3.如權(quán)利要求2所述的電動汽車電池箱更換設(shè)備，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)包括用 于承載所述次級臂并實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)的第一軸承組和固定在所述次級臂上的第一旋轉(zhuǎn)軸。
4.如權(quán)利要求1所述的電動汽車電池箱更換設(shè)備，其特征在于，所述機械臂機構(gòu)還包 括安裝在所述主臂上的導向輪組，所述主臂通過所述導向輪組與所述旋轉(zhuǎn)立柱機構(gòu)滑動連 接。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項所述的電動汽車電池箱更換設(shè)備，其特征在于，所述行走 機構(gòu)包括與所述旋轉(zhuǎn)立柱機構(gòu)轉(zhuǎn)動連接的行走框架、設(shè)置在所述行走框架下方的行走輪以及固 定在所述行走框架上用于驅(qū)動所述行走輪的行走電機。
6.如權(quán)利要求5所述的電動汽車電池箱更換設(shè)備，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)立柱機構(gòu)包括與所述行走框架轉(zhuǎn)動連接的立柱、固定在所述行走框架上的主旋轉(zhuǎn)電機以及旋轉(zhuǎn)支撐 結(jié)構(gòu)；所述旋轉(zhuǎn)支撐結(jié)構(gòu)包括用于承載所述立柱并實現(xiàn)立柱旋轉(zhuǎn)的第二軸承組和固定在立 柱上的第二旋轉(zhuǎn)軸；所述主臂與所述立柱滑動連接，所述機械臂機構(gòu)沿所述立柱升降。
7.如權(quán)利要求6所述的電動汽車電池箱更換設(shè)備，其特征在于，所述機械臂機構(gòu)還包括固定在所述立柱上的升降電機； 固定在所述立柱上的升降鏈輪；以及與所述升降鏈輪相嚙合、傳導力的升降鏈條所述升降鏈條一端連接所述主臂，另一端 自由懸垂或連接配重塊。
8.如權(quán)利要求7所述的電動汽車電池箱更換設(shè)備，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)托盤機構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)托盤，設(shè)置在所述次級臂上，并與所述次級臂轉(zhuǎn)動連接； 托盤旋轉(zhuǎn)電機，安裝在所述旋轉(zhuǎn)托盤下；以及托盤旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，包括固定在所述次級臂上的用于承載所述旋轉(zhuǎn)托盤并實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)的第三 軸承組、固定在所述旋轉(zhuǎn)托盤上的第三旋轉(zhuǎn)軸。
9.如權(quán)利要求8所述的電動汽車電池箱更換設(shè)備，其特征在于，所述電池箱推拉機構(gòu) 還包括推拉框架，固定在所述旋轉(zhuǎn)托盤上； 推拉電機；推拉齒條，設(shè)置在所述推拉框架上；推拉齒輪，由所述推拉電機驅(qū)動，并與所述推拉齒條嚙合；所述執(zhí)行結(jié)構(gòu)固定在所述推拉電機上。
10.如權(quán)利要求9所述的電動汽車電池箱更換設(shè)備，其特征在于，所述電池箱推拉機構(gòu) 還包括固定在所述推拉框架上的導軌以及固定在所述推拉電機上的與所述導軌匹配的導 軌滑塊。
專利摘要本實用新型公開了一種電動汽車電池箱更換設(shè)備，包括行走機構(gòu)，帶動所述電動汽車電池箱更換設(shè)備移動；旋轉(zhuǎn)立柱機構(gòu)，與所述行走機構(gòu)轉(zhuǎn)動連接；機械臂機構(gòu)，包括主臂以及次級臂，所述主臂一端與所述旋轉(zhuǎn)立柱機構(gòu)滑動連接，另一端與所述次級臂轉(zhuǎn)動連接，所述機械臂機構(gòu)通過所述主臂沿所述旋轉(zhuǎn)立柱機構(gòu)升降；旋轉(zhuǎn)托盤機構(gòu)，與所述機械臂機構(gòu)轉(zhuǎn)動連接；以及電池箱推拉機構(gòu)，固定在所述旋轉(zhuǎn)托盤機構(gòu)上，并包含一個用于存取所述電動汽車電池箱的執(zhí)行結(jié)構(gòu)。這種電動汽車電池箱更換設(shè)備能夠方便快速的完成電動汽車電池箱的更換，使得電動汽車不需要等待充電，節(jié)約了時間，提高了工作效率。
文檔編號B60S5/06GK201901116SQ20102066357
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月16日
發(fā)明者梁虎, 王俊, 管大功, 謝勇 申請人:深圳市許繼自動化技術(shù)有限公司