一種電池更換裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種電池更換裝置，包括底座，所述底座上設(shè)置有固定板，固定板上設(shè)置有能夠進(jìn)行縱向滑動(dòng)的縱向滑移板，縱向滑移板上設(shè)置有能夠進(jìn)行橫向滑動(dòng)的橫向滑移板，橫向滑移板上設(shè)置有球鉸裝置，球鉸裝置上設(shè)置有電池升降裝置。本實(shí)用新型通過(guò)設(shè)置能夠移動(dòng)的縱向滑移板和橫向滑移板，使得電池升降裝置的位置能夠移動(dòng)，便于快速自動(dòng)完成使車(chē)輛底盤(pán)動(dòng)力電池箱與電池升降臺(tái)自動(dòng)對(duì)中，從而完成電池更換。在對(duì)中過(guò)程中，使用機(jī)械方法，避免了價(jià)格高昂傳感測(cè)控系統(tǒng)，大大節(jié)約了成本。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，更換電池時(shí)間短，并且電池更換裝置所占用的空間也大大減少。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種電池更換裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型屬于電動(dòng)汽車(chē)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種電池更換裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)的發(fā)展，人類(lèi)所需的能源量越來(lái)越大，尤其是對(duì)石油的需求量不斷增大。然而，當(dāng)今世界石油儲(chǔ)備量日趨減少，而燃油汽車(chē)則是消耗石油的大戶。據(jù)統(tǒng)計(jì)，42%的環(huán)境污染物來(lái)源于燃油汽車(chē)的排放。故而，從可持續(xù)發(fā)展和保護(hù)環(huán)境的角度，應(yīng)當(dāng)大力推廣電動(dòng)汽車(chē)。然而動(dòng)力電池技術(shù)發(fā)展的相對(duì)落后，致使電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程不足，這成為推廣和發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)的主要瓶頸。為解決該問(wèn)題，廣大科技人員提出了許多的方案，其中建立專(zhuān)門(mén)的電動(dòng)汽車(chē)換電站是眾多方案中可行性最好的。
[0003]開(kāi)發(fā)電動(dòng)汽車(chē)換電裝置的目的是為了給換電站的換電服務(wù)提供軟件、硬件上的技術(shù)支持，從而使電動(dòng)汽車(chē)換電站能夠快速地為電動(dòng)汽車(chē)更換電池。但是現(xiàn)階段換電站的換電定位機(jī)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜，成本高昂。完成換電機(jī)構(gòu)與底盤(pán)電池箱的精準(zhǔn)對(duì)中需要使用復(fù)雜的軟件控制以及外圍傳感、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的支持，使得精準(zhǔn)對(duì)中可靠性下降，制造成本上升。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為克服現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種電池更換裝置，在完成換電機(jī)構(gòu)與底盤(pán)電池箱精準(zhǔn)對(duì)中過(guò)程中，采用機(jī)械式誤差修正方法，并且本實(shí)用新型機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案:包括底座，所述底座上設(shè)置有固定板，固定板上設(shè)置有能夠進(jìn)行縱向滑動(dòng)的縱向滑移板，縱向滑移板上設(shè)置有能夠進(jìn)行橫向滑動(dòng)的橫向滑移板，橫向滑移板上設(shè)置有球鉸裝置，球鉸裝置上設(shè)置有電池升降裝置。
[0006]所述的球鉸裝置包括下蓋板、上蓋板、第一螺旋彈簧和能夠旋轉(zhuǎn)的鼓型實(shí)體，鼓形實(shí)體設(shè)置于橫向滑移板上，鼓形實(shí)體上設(shè)置有圓形的下蓋板，下蓋板上設(shè)置有圓形的上蓋板，上蓋板與鼓形實(shí)體之間設(shè)置有環(huán)繞下蓋板的第一螺旋彈簧。
[0007]所述橫向滑移板上設(shè)置有圓柱型支撐件，鼓型實(shí)體設(shè)置在圓柱型支撐件上。
[0008]所述上蓋板、橫向滑移板上均設(shè)置有套環(huán)，第一螺旋彈簧的一端固定在圓形上蓋板上的套環(huán)內(nèi)，另一端固定在橫向滑移板上的套環(huán)內(nèi)。
[0009]所述固定板和縱向滑移板之間設(shè)置有能夠使縱向滑移板進(jìn)行縱向滑動(dòng)的縱向滑動(dòng)導(dǎo)軌副。
[0010]所述固定板和縱向滑移板之間設(shè)置有橫向布置的第二螺旋彈簧，所述固定板的中心設(shè)置有固定塊，縱向滑移板的下表面設(shè)置有固定塊，第二螺旋彈簧一端設(shè)置在固定板上，另一端固定在縱向滑移板的固定塊上。
[0011]所述縱向滑移板和橫向滑移板之間設(shè)置有縱向布置的第二螺旋彈簧，縱向滑移板上設(shè)置有固定塊，橫向滑移板的下表面設(shè)置有固定塊，第二螺旋彈簧一端固定在縱向滑移板上的固定塊上，另一端固定在橫向滑移板的固定塊上；縱向滑移板和橫向滑移板之間設(shè)置有用于使橫向滑移板進(jìn)行橫向滑動(dòng)的橫向滑動(dòng)導(dǎo)軌副。
[0012]所述電池升降裝置包括底板，底板上設(shè)置有能夠水平移動(dòng)的電池升降臺(tái)，電池升降臺(tái)的外側(cè)設(shè)置有位置能夠移動(dòng)的第一舉升液壓缸。
[0013]所述電池升降臺(tái)包括設(shè)置于底板上的第二舉升液壓缸和剪刀叉支架，剪刀叉支架頂部設(shè)置用于放置電池的平臺(tái)，第二舉升液壓缸的頂端與平臺(tái)的底面接觸。
[0014]所述底板上設(shè)置有平行的滑道，剪刀叉支架和第一舉升液壓缸(I)均設(shè)置在在滑道內(nèi)。
[0015]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有的有益效果:
[0016]1、本實(shí)用新型通過(guò)設(shè)置能夠移動(dòng)的縱向滑移板和橫向滑移板，使得電池升降裝置的位置能夠移動(dòng)，便于快速自動(dòng)完成使車(chē)輛底盤(pán)動(dòng)力電池箱與電池升降臺(tái)自動(dòng)對(duì)中，從而完成電池更換。在對(duì)中過(guò)程中，使用機(jī)械方法，避免了價(jià)格高昂傳感測(cè)控系統(tǒng)，大大節(jié)約了成本。
[0017]2、本實(shí)用新型通過(guò)設(shè)置球鉸裝置，球鉸裝置能夠進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和豎直方向的移動(dòng)，使得電池升降裝置能夠很好的對(duì)準(zhǔn)車(chē)輛的相應(yīng)位置，是一種自適應(yīng)式電池更換裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，更換電池時(shí)間短，并且電池更換裝置所占用的空間也大大減少。
[0018]進(jìn)一步的，本實(shí)用新型中通過(guò)設(shè)置能夠旋轉(zhuǎn)的鼓型實(shí)體，能夠提高電池更換裝置的電池平臺(tái)與車(chē)輛底部的電池箱精確對(duì)準(zhǔn)，節(jié)省了電池更換時(shí)間。通過(guò)設(shè)置第一螺旋彈簧和第一螺旋彈簧，能夠使的整個(gè)裝置在完成電池更換后回到原來(lái)的初始位置。第一舉升液壓缸和電池升降裝置均設(shè)置在滑到內(nèi)，便于電池位置的對(duì)準(zhǔn)，提高了對(duì)準(zhǔn)的效率。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是本實(shí)用新型的側(cè)視圖。
[0021]圖3是圖2中橢圓部分的放大示意圖。
[0022]圖4是車(chē)輛與換電裝置初始狀態(tài)圖。
[0023]圖5為車(chē)輛前后載荷不均或前后輪胎氣壓不同時(shí)狀態(tài)圖。
[0024]圖6為車(chē)輛左右載荷不均或左右輪胎氣壓不同時(shí)狀態(tài)圖。
[0025]其中:1、第一舉升液壓缸；2、電池升降臺(tái)；3、第二舉升液壓缸；4、底板；5、下蓋板；
6、第一螺旋彈簧；7、縱向滑移板；8、橫向滑移板；9、固定板；10、第二螺旋彈簧；11、橫向滑動(dòng)導(dǎo)軌副；12、縱向滑動(dòng)導(dǎo)軌副。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)說(shuō)明。
[0027]參加圖1-3，本實(shí)用新型包括底座，所述底座上設(shè)置有固定板9，固定板9上設(shè)置有能夠進(jìn)行縱向滑動(dòng)的縱向滑移板7，縱向滑移板7上設(shè)置有能夠進(jìn)行橫向滑動(dòng)的橫向滑移板8，橫向滑移板8上設(shè)置有圓柱型支撐件，圓柱型支撐件上設(shè)置有球鉸裝置，球鉸裝置包括下蓋板5、上蓋板、第一螺旋彈簧6和能夠旋轉(zhuǎn)的鼓型實(shí)體(鼓型實(shí)體為一鼓狀結(jié)構(gòu)的支撐件，或是鼓狀結(jié)構(gòu)的固定塊)，鼓形實(shí)體設(shè)置于橫向滑移板8上，鼓形實(shí)體上設(shè)置有圓形的下蓋板5，下蓋板5上設(shè)置有圓形的上蓋板，上蓋板與鼓形實(shí)體之間設(shè)置有環(huán)繞下蓋板5的第一螺旋彈簧6。球鉸裝置的上蓋板上設(shè)置有電池升降裝置，電池升降裝置包括底板4，底板4上設(shè)置有能夠水平移動(dòng)的電池升降臺(tái)2，電池升降臺(tái)2包括設(shè)置于底板4上的第二舉升液壓缸3和剪刀叉支架，剪刀叉支架頂部設(shè)置用于放置電池的平臺(tái)，第二舉升液壓缸3的頂端與平臺(tái)的底面接觸；電池升降臺(tái)2的外側(cè)設(shè)置有位置能夠移動(dòng)的4個(gè)第一舉升液壓缸I。所述底板4上設(shè)置有平行的滑道，剪刀叉支架和第一舉升液壓缸I均設(shè)置在在滑道內(nèi)。
[0028]參見(jiàn)圖3，所述上蓋板、橫向滑移板8上均設(shè)置有套環(huán)，第一螺旋彈簧6的一端固定在圓形上蓋板上的套環(huán)內(nèi)，另一端固定在橫向滑移板8上的套環(huán)內(nèi)，球鉸裝置能夠在外力的作用下發(fā)生旋轉(zhuǎn)和一定角度的傾覆；所述固定板9和縱向滑移板7之間設(shè)置有橫向布置的第二螺旋彈簧10，所述固定板9的中心設(shè)置有固定塊，縱向滑移板7的下表面設(shè)置有固定塊，第二螺旋彈簧10 —端設(shè)置在固定板9上，另一端固定在縱向滑移板7的固定塊上；所述固定板9和縱向滑移板7之間設(shè)置有能夠使縱向滑移板7進(jìn)行縱向滑動(dòng)的縱向滑動(dòng)導(dǎo)軌副12。
[0029]所述縱向滑移板7和橫向滑移板8之間設(shè)置有縱向布置的第二螺旋彈簧10，縱向滑移板7上設(shè)置有固定塊，橫向滑移板8的下表面設(shè)置有固定塊，第二螺旋彈簧10 —端固定在縱向滑移板7上的固定塊上，另一端固定在橫向滑移板8的固定塊上；縱向滑移板7和橫向滑移板8之間設(shè)置有用于使橫向滑移板8進(jìn)行橫向滑動(dòng)的橫向滑動(dòng)導(dǎo)軌副11。
[0030]第一舉升液壓缸I的頂端為圓錐定位頭，在第一舉升液壓缸I舉升過(guò)程中，第一舉升液壓缸I上方的圓錐定位頭插入電動(dòng)汽車(chē)底板上的圓錐定位孔中，完成電動(dòng)汽車(chē)的最終定位。
[0031]本實(shí)用新型的工作原理及工作過(guò)程為:參見(jiàn)圖4，在車(chē)輛停駐在停車(chē)平臺(tái)上之后，第一舉升液壓缸I向上運(yùn)動(dòng)，將其頂部的圓錐臺(tái)型定位端緩慢插入車(chē)輛底盤(pán)的圓錐臺(tái)型凹槽，由于在初始一般情況下，車(chē)輛底盤(pán)電池箱的坐標(biāo)系與機(jī)械換電裝置的坐標(biāo)系不相重合，因此在圓錐臺(tái)型定位端緩慢插入車(chē)輛底盤(pán)凹槽的過(guò)程中，車(chē)輛底盤(pán)將會(huì)對(duì)圓錐臺(tái)型定位端產(chǎn)生反作用力，在該反作用力的作用下，機(jī)械換電裝置將會(huì)產(chǎn)生如下運(yùn)動(dòng):
[0032](I)由于兩坐標(biāo)系之間存在角度誤差，在反作用力產(chǎn)生的力矩的作用下，安裝在底板4上的所有部件通過(guò)上蓋板和下蓋板產(chǎn)生整體轉(zhuǎn)動(dòng)，直至消除兩坐標(biāo)系之間角度誤差。
[0033](2)由于兩坐標(biāo)系的原點(diǎn)不重合，故而在反作用力的作用下橫向滑移板8相對(duì)于縱向滑移板7發(fā)生橫向移動(dòng)，即沿附圖4中的電池更換裝置X軸方向發(fā)生移動(dòng)，并且橫向滑移板8發(fā)生移動(dòng)的過(guò)程中帶動(dòng)所有其上部結(jié)構(gòu)發(fā)生橫向移動(dòng)。
[0034](3)由于兩坐標(biāo)系的原點(diǎn)不重合，故而在反作用力的作用下縱向滑移板7相對(duì)于固定板9發(fā)生縱向移動(dòng)，即沿附圖4中的電池更換裝置Y軸方向發(fā)生移動(dòng)，并且縱向滑移板7移動(dòng)過(guò)程中帶動(dòng)所有其上部結(jié)構(gòu)(包括橫向滑移板8、電球鉸裝置和電池升降裝置)發(fā)生縱向移動(dòng)。
[0035](4)參見(jiàn)圖5，由于本身前后載荷不均或前后輪胎氣壓不同將產(chǎn)生前后俯仰角α ；參見(jiàn)圖6，當(dāng)車(chē)輛左右載荷不均或左右輪胎氣壓不同時(shí)將會(huì)產(chǎn)生左右傾覆角β。由圖5和圖6可知，除了存在兩坐標(biāo)系之間的誤差外，還存在車(chē)輛本身的前后俯仰角α及左右傾覆角β，故而需要4個(gè)第一舉升液壓缸I將車(chē)輛整體舉起以消除該誤差。但是考慮到第一舉升液壓缸I受力不均及液壓泄露問(wèn)題，縱使將車(chē)輛整體托起也未必能保證電池升降裝置的平臺(tái)與車(chē)輛底盤(pán)平面相平行。但是在不均載荷產(chǎn)生的力矩的作用下，電池升降裝置將通過(guò)球鉸裝置發(fā)生一定角度的傾覆，用于修正電池升降裝置的平臺(tái)與車(chē)輛底盤(pán)平面之間的角度誤差。
[0036]在實(shí)際換電過(guò)程中上述四種誤差修正過(guò)程基本不分先后次序同時(shí)發(fā)生，即該四種過(guò)程聯(lián)合作用完成誤差修正。
[0037]在過(guò)程(I)中，周向布置第一螺旋彈簧6將被拉伸或壓縮；在過(guò)程(2)中安裝于橫向滑移板8與固定板9之間的螺旋第二螺旋彈簧10將被拉伸和壓縮；在過(guò)程(3)中安裝于縱向滑移板7與固定板9之間的第二螺旋彈簧10將被拉伸和壓縮；在過(guò)程⑷中安裝于上蓋板和橫向滑移板8和上蓋板之間的第一螺旋彈簧6將被壓縮。在完成電池更換之后，當(dāng)?shù)谝慌e升液壓缸I的圓錐臺(tái)型端部從底盤(pán)凹槽中退出之后，所有機(jī)構(gòu)將會(huì)在各彈簧的彈性勢(shì)能的作用下回復(fù)至初始狀態(tài)。
[0038]本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn):
[0039]1、節(jié)省成本。針對(duì)動(dòng)力電池箱安裝在車(chē)輛地盤(pán)上的電動(dòng)私家車(chē)，當(dāng)該型電動(dòng)車(chē)在初步停放滿足要求的情況下，使用本實(shí)用新型所提供的方法，能快速自動(dòng)完成使車(chē)輛底盤(pán)動(dòng)力電池箱與電池升降臺(tái)自動(dòng)對(duì)中，從而完成電池更換。在對(duì)中過(guò)程中，使用機(jī)械方法，避免了價(jià)格高昂傳感測(cè)控系統(tǒng)，大大節(jié)約了成本。
[0040]2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、電池更換快?，F(xiàn)有的電池定位與更換裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要多個(gè)傳感器檢測(cè)換電裝置與動(dòng)力電池箱之間的位置誤差，將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)傳入至控制器，經(jīng)過(guò)軟件算法之后，再通過(guò)控制器控制換電機(jī)構(gòu)發(fā)生運(yùn)動(dòng)，最終使換電機(jī)構(gòu)與電池箱之間的位置誤差下降到要求的范圍之內(nèi)，然后完成電池更換，此種方法更換一塊電池所用的時(shí)間比較長(zhǎng)，而本實(shí)用新型所用的自適應(yīng)式電池更換裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，更換電池時(shí)間短，優(yōu)勢(shì)明顯，并且電池更換裝置所占用的空間也大大減少。
[0041]3、本實(shí)用新型中采用是的定位對(duì)中方法，無(wú)需使用復(fù)雜的控制軟件和外圍數(shù)據(jù)采集、檢測(cè)設(shè)備，故而使得整套換電機(jī)構(gòu)制造成本進(jìn)一步下降。
【權(quán)利要求】
1.一種電池更換裝置，其特征在于，包括底座，所述底座上設(shè)置有固定板(9)，固定板(9)上設(shè)置有能夠進(jìn)行縱向滑動(dòng)的縱向滑移板(7)，縱向滑移板(7)上設(shè)置有能夠進(jìn)行橫向滑動(dòng)的橫向滑移板(8)，橫向滑移板(8)上設(shè)置有球鉸裝置，球鉸裝置上設(shè)置有電池升降裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池更換裝置，其特征在于，所述的球鉸裝置包括下蓋板(5 )、上蓋板、第一螺旋彈簧(6 )和能夠旋轉(zhuǎn)的鼓型實(shí)體，鼓形實(shí)體設(shè)置于橫向滑移板(8 )上，鼓形實(shí)體上設(shè)置有圓形的下蓋板(5)，下蓋板(5)上設(shè)置有圓形的上蓋板，上蓋板與鼓形實(shí)體之間設(shè)置有環(huán)繞下蓋板(5)的第一螺旋彈簧(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電池更換裝置，其特征在于，所述橫向滑移板(8)上設(shè)置有圓柱型支撐件，鼓型實(shí)體設(shè)置在圓柱型支撐件上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電池更換裝置，其特征在于，所述上蓋板、橫向滑移板(8)上均設(shè)置有套環(huán)，第一螺旋彈簧(6)的一端固定在圓形上蓋板上的套環(huán)內(nèi)，另一端固定在橫向滑移板(8 )上的套環(huán)內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池更換裝置，其特征在于，所述固定板(9)和縱向滑移板(7)之間設(shè)置有能夠使縱向滑移板(7)進(jìn)行縱向滑動(dòng)的縱向滑動(dòng)導(dǎo)軌副(12)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種電池更換裝置，其特征在于，所述固定板(9)和縱向滑移板(7)之間設(shè)置有橫向布置的第二螺旋彈簧(10)，所述固定板(9)的中心設(shè)置有固定塊，縱向滑移板(7)的下表面設(shè)置有固定塊，第二螺旋彈簧(10)—端設(shè)置在固定板(9)上，另一端固定在縱向滑移板(7)的固定塊上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種電池更換裝置，其特征在于，所述縱向滑移板(7)和橫向滑移板(8)之間設(shè)置有縱向布置的第二螺旋彈簧(10)，縱向滑移板(7)上設(shè)置有固定塊，橫向滑移板(8)的下表面設(shè)置有固定塊，第二螺旋彈簧(10) —端固定在縱向滑移板(7)上的固定塊上，另一端固定在橫向滑移板(8)的固定塊上；縱向滑移板(7)和橫向滑移板(8)之間設(shè)置有用于使橫向滑移板(8)進(jìn)行橫向滑動(dòng)的橫向滑動(dòng)導(dǎo)軌副(11)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池更換裝置，其特征在于，所述電池升降裝置包括底板(4)，底板(4)上設(shè)置有能夠水平移動(dòng)的電池升降臺(tái)(2)，電池升降臺(tái)(2)的外側(cè)設(shè)置有位置能夠移動(dòng)的第一舉升液壓缸(I)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種電池更換裝置，其特征在于，所述電池升降臺(tái)(2)包括設(shè)置于底板(4)上的第二舉升液壓缸(3)和剪刀叉支架，剪刀叉支架頂部設(shè)置用于放置電池的平臺(tái)，第二舉升液壓缸(3)的頂端與平臺(tái)的底面接觸。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種電池更換裝置，其特征在于，所述底板(4)上設(shè)置有平行的滑道，剪刀叉支架和第一舉升液壓缸(I)均設(shè)置在在滑道內(nèi)。
【文檔編號(hào)】B60S5/06GK203739853SQ201420103066
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月7日
【發(fā)明者】王耀東, 龐瀛洲, 徐中新, 魏洪旭, 陳新軒, 趙亮 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)