一種電動(dòng)汽車(chē)自動(dòng)換電池機(jī)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域，具體涉及一種電動(dòng)汽車(chē)自動(dòng)換電池機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)包括四個(gè)立柱、安裝在四個(gè)立柱上的矩形框架、安裝的矩形框架上的兩組相互平行的X向?qū)к壱约鞍惭b在兩組X向?qū)к壷g的一或兩組機(jī)械手；機(jī)械手設(shè)置有X向移動(dòng)組件、Y向移動(dòng)組件、Z向移動(dòng)組件以及兩種不同的拾取裝置；采用本發(fā)明不僅自動(dòng)化程度高、換電效率高并且可用于側(cè)部裝電池和后備箱裝電池的電動(dòng)汽車(chē)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種電動(dòng)汽車(chē)自動(dòng)換電池機(jī)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域,具體涉及一種電動(dòng)汽車(chē)自動(dòng)換電池機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的意識(shí)越來(lái)越強(qiáng)，環(huán)境污染和資源的問(wèn)題受到人們的極大關(guān)注。汽車(chē)行業(yè)節(jié)能減排形勢(shì)的日益嚴(yán)峻，發(fā)展節(jié)能環(huán)保型汽車(chē)成為汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然選擇。目前，以電能為代表的新能源的節(jié)能環(huán)保型汽車(chē)作為動(dòng)力與儲(chǔ)能電池產(chǎn)業(yè)終端應(yīng)用產(chǎn)品，已成為國(guó)家鼓勵(lì)發(fā)展的新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。
[0003]目前，電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航能力是電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)需要解決的一個(gè)重要問(wèn)題，國(guó)家電網(wǎng)公司提出了“換電為主、插充為輔、集中充電、統(tǒng)一配送，通過(guò)智能電網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和交通網(wǎng)的‘三網(wǎng)’技術(shù)融合，實(shí)施信息化、自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)化的‘三化’管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)跨區(qū)域全覆蓋的同網(wǎng)、同質(zhì)和同價(jià)的‘三同’服務(wù)”的建設(shè)方針。電動(dòng)汽車(chē)的蓄電電池的充電和換電環(huán)節(jié)關(guān)系到整個(gè)電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的普及和推廣。利用專(zhuān)門(mén)的電池更換設(shè)備，無(wú)人值守的情況下實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)將電動(dòng)汽車(chē)耗盡的電池組直接更換為充換電站內(nèi)已充滿(mǎn)電的電池組，是電動(dòng)汽車(chē)充換電站的技術(shù)發(fā)展方向。
[0004]充電電池的更換可以依靠人工或者機(jī)械設(shè)備來(lái)完成。每個(gè)電池箱重約80公斤，如果采用人工勞動(dòng)強(qiáng)度相當(dāng)大，而且存在很大的安全隱患，不適合現(xiàn)代化的生產(chǎn)程式。只能采用機(jī)械設(shè)備，這樣不僅可以提高效率，而且確保操作工人的安全，是現(xiàn)代工業(yè)廣泛采用的一種方式，也是提升新能源運(yùn)用水準(zhǔn)和科技含量的重要標(biāo)向。
[0005]在初期電動(dòng)汽車(chē)電池的更換基本采用人工輔助機(jī)器的方式實(shí)現(xiàn)。雖然人工參與增加了電池更換的靈活性，但同時(shí)也增加了人工成本，降低了電池更換的效率。另外由于單塊電池的重量大，這增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度與換電工作的危險(xiǎn)性，而采用自動(dòng)設(shè)備不僅提高了效率，而且可以確保操作工人的安全，因此研究能夠快速更換電池提高了電池更換效率的自動(dòng)設(shè)備尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決【背景技術(shù)】中問(wèn)題，本發(fā)明提出一種自動(dòng)化程度高、換電效率高并可用于側(cè)部裝電池和后備箱裝電池的電動(dòng)汽車(chē)自動(dòng)換電池機(jī)構(gòu)。
[0007]本發(fā)明的具體技術(shù)方案是:
[0008]一種電動(dòng)汽車(chē)自動(dòng)換電池機(jī)構(gòu)，其特征在于:包括四個(gè)立柱、安裝在四個(gè)立柱上的矩形框架、安裝的矩形框架上的兩組相互平行的X向?qū)к壱约鞍惭b在兩組X向?qū)к壷g的一或兩組機(jī)械手；
[0009]所述機(jī)械手包括X向移動(dòng)組件、用于提供X向移動(dòng)組件動(dòng)力的第一傳動(dòng)裝置、Y向移動(dòng)組件、用于提供Y向移動(dòng)組件動(dòng)力的第二傳動(dòng)裝置、Z向移動(dòng)組件、用于提供Z向移動(dòng)組件動(dòng)力的第三傳動(dòng)裝置以及拾取裝置；所述X向移動(dòng)組件安裝在X向?qū)к壣希凰鯵向移動(dòng)組件安裝在X向移動(dòng)組件上；所述Z向移動(dòng)組件安裝在Y向移動(dòng)組件上；[0010]所述X向移動(dòng)組件包括分別卡裝在兩組X向?qū)к壣系膬蓚€(gè)第一滑塊以及安裝在兩個(gè)第一滑塊上移動(dòng)橫梁；
[0011]所述第一傳動(dòng)裝置包括第一驅(qū)動(dòng)組件、第一齒輪以及第一齒條；所述第一驅(qū)動(dòng)組件固定安裝在移動(dòng)橫梁上；所述第一驅(qū)動(dòng)組件的輸出端安裝第一齒輪；所述第一齒輪與第一齒條嚙合；所述第一齒條固定安裝在矩形框架上并與X向?qū)к壠叫校?br> [0012]所述Y向移動(dòng)組件包括固定安裝在移動(dòng)橫梁的Y向?qū)к?、卡裝在Y向?qū)к壣系牡诙瑝K以及安裝在第二滑塊上的滑動(dòng)座；
[0013]所述第二傳動(dòng)裝置包括第二驅(qū)動(dòng)組件、第二齒輪以及第二齒條；所述第二驅(qū)動(dòng)組件固定安裝在滑動(dòng)座上；所述第二驅(qū)動(dòng)組件的輸出端安裝第二齒輪；所述第二齒輪與第二齒條嚙合；所述第二齒條安裝在移動(dòng)橫梁上并與Y向?qū)к壠叫校?br> [0014]所述Z向移動(dòng)組件包括固定安裝在滑動(dòng)座上的Z向?qū)к?、卡裝在Z向?qū)к壣系牡谌瑝K以及安裝在第三滑塊上的吊梁；
[0015]所述第三傳動(dòng)裝置包括第三驅(qū)動(dòng)組件、同步帶輪以及同步帶；所述第三驅(qū)動(dòng)組件固定安裝在滑動(dòng)座上；所述第三驅(qū)動(dòng)組件的輸出端安裝同步帶輪；所述同步帶輪與同步帶嚙合；所述同步帶安裝在吊梁上；
[0016]所述拾取裝置包括拾取框架、推進(jìn)組件以及多個(gè)真空吸盤(pán)；所述拾取框架由頂板、底板、左側(cè)板、右側(cè)板以及后板組成的內(nèi)部為空腔且前方設(shè)有開(kāi)口 ；所述頂板與吊梁固定連接；；所述推進(jìn)組件包括推進(jìn)氣缸、連接支架；所述連接支架由與頂板平行的第一連接板和與第一連接板外伸端垂直固連的第二連接板組成；
[0017]所述推進(jìn)氣缸固定設(shè)置在拾取框架內(nèi)；所述第一連接板的非外伸端與推進(jìn)氣缸的活動(dòng)端連接；所述多個(gè)真空吸盤(pán)安裝在第二連接板上。
[0018]上述拾取裝置還包括設(shè)置在左側(cè)板內(nèi)表面和右側(cè)邊內(nèi)表面的多個(gè)導(dǎo)向裝置；所述導(dǎo)向裝置包括固定座以及卡裝在固定座內(nèi)的滾輪；
[0019]所述拾取裝置還包括設(shè)置在拾取框架內(nèi)的多個(gè)滾筒組件；所述滾筒組件包括設(shè)置在底板內(nèi)的筒身以及分別固定在左側(cè)板和右側(cè)板上用于支撐筒身的兩個(gè)支軸；
[0020]所述拾取裝置還包括固定設(shè)置在拾取框架底板上的電池護(hù)板；所述電池護(hù)板延伸出拾取框架外部；
[0021 ] 所述推進(jìn)氣缸為無(wú)桿氣缸。
[0022]另外，本發(fā)明還提出了一種適用于電動(dòng)汽車(chē)側(cè)方換電池的換電池機(jī)構(gòu):
[0023]一種電動(dòng)汽車(chē)自動(dòng)換電池機(jī)構(gòu)，其特征在于:包括四個(gè)立柱、安裝在四個(gè)立柱上的矩形框架、安裝的矩形框架上的兩組相互平行的X向?qū)к壱约鞍惭b在兩組X向?qū)к壷g的機(jī)械手；
[0024]所述機(jī)械手包括X向移動(dòng)組件、用于提供X向移動(dòng)組件動(dòng)力的第一傳動(dòng)裝置、Y向移動(dòng)組件、用于提供Y向移動(dòng)組件動(dòng)力的第二傳動(dòng)裝置、Z向移動(dòng)組件、用于提供Z向移動(dòng)組件動(dòng)力的第三傳動(dòng)裝置以及拾取裝置；
[0025]所述X向移動(dòng)組件包括分別卡裝在兩組X向?qū)к壣系膬蓚€(gè)第一滑塊以及安裝在兩個(gè)第一滑塊上移動(dòng)橫梁；
[0026]所述第一傳動(dòng)裝置包括第一驅(qū)動(dòng)組件、第一齒輪以及第一齒條；所述第一驅(qū)動(dòng)組件固定安裝在移動(dòng)橫梁上；所述第一驅(qū)動(dòng)組件的輸出端安裝第一齒輪；所述第一齒輪與第一齒條嚙合；所述第一齒條固定安裝在矩形框架上并與X向?qū)к壠叫校?br> [0027]所述Y向移動(dòng)組件包括固定安裝在移動(dòng)橫梁的Y向?qū)к?、卡裝在Y向?qū)к壣系牡诙瑝K以及安裝在第二滑塊上的滑動(dòng)座；
[0028]所述第二傳動(dòng)裝置包括第二驅(qū)動(dòng)組件、第二齒輪以及第二齒條；所述第二驅(qū)動(dòng)組件固定安裝在滑動(dòng)座上；所述第二驅(qū)動(dòng)組件的輸出端安裝第二齒輪；所述第二齒輪與第二齒條嚙合；所述第二齒條安裝在移動(dòng)橫梁上并與Y向?qū)к壠叫校?br> [0029]所述Z向移動(dòng)組件包括固定安裝在滑動(dòng)座上的Z向?qū)к?、卡裝在Z向?qū)к壣系牡谌瑝K以及安裝在第三滑塊上的吊梁；
[0030]所述第三傳動(dòng)裝置包括第三驅(qū)動(dòng)組件、同步帶輪以及同步帶；所述第三驅(qū)動(dòng)組件固定安裝在滑動(dòng)座上；所述第三驅(qū)動(dòng)組件的輸出端安裝同步帶輪；所述同步帶輪與同步帶嚙合；所述同步帶安裝在吊梁上；
[0031]所述拾取裝置包括拾取框架、多個(gè)吸盤(pán)以及多級(jí)推進(jìn)組件；
[0032]所述拾取框架由頂板、底板、左側(cè)板、右側(cè)板以及后板固連組成，所述拾取框架內(nèi)部為空腔且前方設(shè)有開(kāi)口；
[0033]所述多級(jí)推進(jìn)組件包括一級(jí)推進(jìn)組件和二級(jí)推進(jìn)組件；所述一級(jí)推進(jìn)組件包括多個(gè)一級(jí)氣缸、一級(jí)連接板以及多個(gè)導(dǎo)向軸；所述二級(jí)推進(jìn)組件包括所述二級(jí)推進(jìn)組件包括多個(gè)二級(jí)氣缸和二級(jí)連接板；
[0034]所述一級(jí)連接板和二級(jí)連接板均設(shè)置在拾取框架內(nèi)部并且均與后板平行；所述多個(gè)一級(jí)氣缸缸體前端分別固定連接在后板外表面上且活塞桿穿過(guò)后板之后與一級(jí)連接板固連；所述多個(gè)導(dǎo)向軸一端與一級(jí)連接板固定連接且穿過(guò)后板延伸出后板外表面；所述多個(gè)二級(jí)氣缸的缸體前端分別固連在一級(jí)連接板上并且活塞桿穿過(guò)一級(jí)連接板與二級(jí)連接板固連；所述多個(gè)吸盤(pán)均與二級(jí)連接板固定連接；所述多個(gè)吸盤(pán)朝向拾取框架的開(kāi)口。
[0035]上述拾取裝置還包括調(diào)整組件；所述調(diào)整組件包括定位氣缸以及推板；所述推板設(shè)置在拾取框架內(nèi)部且與側(cè)板平行；所述定位氣缸的缸體前端與側(cè)板固定連接且活塞桿穿過(guò)側(cè)板與推板固連；所述定位氣缸數(shù)量為兩個(gè)；
[0036]所述拾取裝置還包括設(shè)置在拾取框架底板上的多個(gè)導(dǎo)向輪；所述導(dǎo)向輪包括固定安裝在底板上的固定座以及卡裝在固定座內(nèi)的滾輪；
[0037]所述推板上還設(shè)置有至少一個(gè)用于緩沖的橡膠墊。
[0038]上述兩種機(jī)械手還包括設(shè)置在Z向移動(dòng)組件與拾取裝置之間的旋轉(zhuǎn)組件；所述旋轉(zhuǎn)組件包括固定安裝在吊梁上的第四驅(qū)動(dòng)組件以及安裝在第四驅(qū)動(dòng)組件輸出端的連接板；所述連接板與拾取框架的頂板連接。
[0039]上述兩種機(jī)械手還包括設(shè)置在旋轉(zhuǎn)組件和拾取裝置之間的俯仰組件；所述俯仰組件包括上支架、下支架以及第五驅(qū)動(dòng)組件；所述上支架與連接板固連；所述下支架與上支架鉸接并與拾取框架的頂部連接；所述第五驅(qū)動(dòng)組件固定安裝在上支架上并且第五驅(qū)動(dòng)組件的輸出端與下支架連接，用于驅(qū)動(dòng)下支架上下擺動(dòng)。
[0040]上述兩種機(jī)械手中的第一驅(qū)動(dòng)組件、第二驅(qū)動(dòng)組件、第三驅(qū)動(dòng)組件、第四驅(qū)動(dòng)組件以及第五驅(qū)動(dòng)組件均由伺服驅(qū)動(dòng)組件與減速機(jī)組成。
[0041]本發(fā)明的有益效果是:
[0042]1、本發(fā)明采用機(jī)械手自動(dòng)完成換電動(dòng)作，很大程度上節(jié)省了人力成本。[0043]2、本發(fā)明采用兩個(gè)機(jī)械手，可以同時(shí)更換兩塊電池，換電效率高。
[0044]3、本發(fā)明可更換不同的拾取裝置，可應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)的側(cè)方換電池和后備箱換電池。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0045]圖1為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0046]圖2為本發(fā)明中機(jī)械手的局部主視圖。
[0047]圖3為本發(fā)明中機(jī)械手的局部俯視圖。
[0048]圖4為本發(fā)明中機(jī)械手的局部左視圖。
[0049]圖5為后備箱拾取裝置的主視圖。
[0050]圖6為后備箱拾取裝置的俯視圖。
[0051]圖7為側(cè)方拾取裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0052]圖8為側(cè)方拾取裝置的主視圖。
[0053]圖9為側(cè)方拾取裝置的俯視圖。
[0054]附圖標(biāo)記如下:
[0055]其中:1_立柱、2-機(jī)械手、21-X向移動(dòng)組件、211-第一滑塊、212-移動(dòng)橫梁、22-第一傳動(dòng)裝置、221-第一驅(qū)動(dòng)組件、222-第一齒輪、223-第一齒條、23-Y向移動(dòng)組件、231-Y向?qū)к墶?32-第二滑塊、233-滑動(dòng)座、24-第二傳動(dòng)裝置、241-第二驅(qū)動(dòng)組件、242-第二齒輪、243-第二齒條、25-Z向移動(dòng)組件、251-Z向?qū)к墶?52-第三滑塊、253-吊梁、26-第三傳動(dòng)裝置、261-第三驅(qū)動(dòng)組件、262-同步帶輪、263-同步帶、27-拾取裝置、271-拾取框架、2711-頂板、2712-底板、2713-左側(cè)板、2714-右側(cè)板、2715-后板、272-吸盤(pán)、273-多級(jí)推進(jìn)組件、2731- —級(jí)推進(jìn)組件、27311- —級(jí)氣缸、27312- —級(jí)連接板、27313-導(dǎo)向軸、2732- 二級(jí)推進(jìn)組件、27321- 二級(jí)氣缸、27322- 二級(jí)連接板、274-調(diào)整組件、2741-定位氣缸、2742-推板、2743-橡膠墊、277-推進(jìn)組件、2721-推進(jìn)氣缸、2772-連接支架、27721-第一連接板、27722-第二連接板、278-多個(gè)真空吸盤(pán)、279-導(dǎo)向裝置、2791-固定座、2792-滾輪、280-滾筒組件、2801-筒身、2802-支軸、281-電池護(hù)板、29-旋轉(zhuǎn)組件、291-第四驅(qū)動(dòng)組件、292-連接板、30-俯仰組件、301-上支架、302-下支架、303-第五驅(qū)動(dòng)組件、3-矩形框架、4-X向?qū)к墶?br> 【具體實(shí)施方式】
[0056]本發(fā)明提出一種電動(dòng)汽車(chē)自動(dòng)換電池機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)包括四個(gè)立柱1、安裝在四個(gè)立柱上的矩形框架3、安裝的矩形框架上的兩組相互平行的X向?qū)к?以及安裝在兩組X向?qū)к?之間的機(jī)械手2 ；
[0057]進(jìn)一步說(shuō)，機(jī)械手2包括X向移動(dòng)組件21、用于提供X向移動(dòng)組件21動(dòng)力的第一傳動(dòng)裝置22、Y向移動(dòng)組件23、用于提供Y向移動(dòng)組件23動(dòng)力的第二傳動(dòng)裝置24、Z向移動(dòng)組件25、用于提供Z向移動(dòng)組件25動(dòng)力的第三傳動(dòng)裝置26以及拾取裝置27 ;所述X向移動(dòng)組件21安裝在X向?qū)к?上；所述Y向移動(dòng)組件23安裝在X向移動(dòng)組件21上；所述Z向移動(dòng)組件25安裝在Y向移動(dòng)組件23上；
[0058]其中，X向移動(dòng)組件21包括分別卡裝在兩組X向?qū)к?上的兩個(gè)第一滑塊211以及安裝在兩個(gè)第一滑塊211上的移動(dòng)橫梁212 ；
[0059]第一傳動(dòng)裝置22包括第一驅(qū)動(dòng)組件221、第一齒輪222以及第一齒條223 ;第一驅(qū)動(dòng)組件221固定安裝在移動(dòng)橫梁212上；第一驅(qū)動(dòng)組件221的輸出端安裝第一齒輪222 ;第一齒輪222與第一齒條嚙合223 ;第一齒條223固定安裝在矩形框架3上并與X向?qū)к?平行；
[0060]其中，第一驅(qū)動(dòng)組件221由伺服電機(jī)和減速機(jī)組成，伺服電機(jī)以及減速機(jī)開(kāi)始工作，在第一齒輪222和第一齒條223的作用下以及X向?qū)к?的導(dǎo)向作用下,移動(dòng)橫梁212可以沿著X方向移動(dòng)。
[0061]其中，Y向移動(dòng)組件23包括固定安裝在移動(dòng)橫梁的Y向?qū)к?31、卡裝在Y向?qū)к?31上的第二滑塊232以及安裝在第二滑塊232上的滑動(dòng)座233 ；
[0062]第二傳動(dòng)裝置24包括第二驅(qū)動(dòng)組件241、第二齒輪242以及第二齒條243 ;第二驅(qū)動(dòng)組件241固定安裝在滑動(dòng)座233上；第二驅(qū)動(dòng)組件241的輸出端安裝第二齒輪242 ;第二齒輪242與第二齒條243嚙合；第二齒條243安裝在移動(dòng)橫梁212上并與Y向?qū)к?31平行；其中，第二驅(qū)動(dòng)組件241由伺服電機(jī)和減速機(jī)組成；伺服電機(jī)以及減速機(jī)開(kāi)始工作，在第二齒輪242和第二齒條243的作用下以及Y向?qū)к?31的導(dǎo)向作用下，滑動(dòng)座233可以沿著Y方向移動(dòng)。
[0063]其中，Z向移動(dòng)組件25包括固定安裝在滑動(dòng)座233上的Z向?qū)к?5、卡裝在Z向?qū)к?51上的第三滑塊252以及安裝在第三滑塊252上的吊梁253 ；
[0064]第三傳動(dòng)裝置26包括第三驅(qū)動(dòng)組件261、同步帶輪262以及同步帶263 ;所述第三驅(qū)動(dòng)組件261固定安裝在滑動(dòng)座233上；第三驅(qū)動(dòng)組件261的輸出端安裝同步帶輪262 ;所述同步帶輪262與同步帶263嚙合；同步帶262安裝在吊梁253上；其中，第三驅(qū)動(dòng)組件261由伺服電機(jī)和減速機(jī)組成；伺服電機(jī)以及減速機(jī)開(kāi)始工作，在同步帶輪262和同步帶263的作用下以及Z向?qū)к?51的導(dǎo)向作用下，吊梁253可以沿著Z方向移動(dòng)。
[0065]特別之處在于，該換電機(jī)構(gòu)中的拾取裝置有兩種方式，分別是用于電動(dòng)汽車(chē)后備箱取電池所用的后備箱拾取裝置以用于電動(dòng)汽車(chē)側(cè)面取電池所用的側(cè)面拾取裝置。
[0066]方式一:電動(dòng)汽車(chē)后備箱拾取裝置；
[0067]該拾取裝置27包括拾取框架271、推進(jìn)組件277以及多個(gè)真空吸盤(pán)278 ;拾取框架由頂板2711、底板2712、左側(cè)板2713、右側(cè)板2714以及后板2715組成的內(nèi)部為空腔且前方設(shè)有開(kāi)口 ；頂板2711與吊梁253固定連接；推進(jìn)組件277包括推進(jìn)氣缸2771、連接支架2772 ;連接支架2772由與頂板2711平行的第一連接板27721和與第一連接板27721外伸端垂直固連的第二連接板27722組成；
[0068]其中，推進(jìn)氣缸2771固定設(shè)置在拾取框架271內(nèi)面；第一連接板27721的非外伸端與推進(jìn)氣缸2771的活動(dòng)端連接；多個(gè)真空吸盤(pán)278安裝在第二連接板27722上；
[0069]為了保證在抓取電池進(jìn)入拾取框架的過(guò)程中能夠精確定位，該拾取裝置27還包括設(shè)置在左側(cè)板2713內(nèi)表面和右側(cè)邊2714內(nèi)表面的多個(gè)導(dǎo)向裝置279 ;導(dǎo)向裝置279包括固定座2791以及卡裝在固定座2791內(nèi)的滾輪2792。
[0070]為了減小電池與底板的摩擦，避免電池的損壞，該拾取裝置27還包括設(shè)置在拾取框架271內(nèi)的多個(gè)等間距的滾筒組件280 ;滾筒組件280包括設(shè)置在底板2712凹槽內(nèi)的筒身2801以及分別固定在左側(cè)板2713和右側(cè)板2714上用于支撐筒身2801的兩個(gè)支軸2802。[0071]為了使得該裝置使用的安全性，該拾取裝置27還包括固定設(shè)置在拾取框架271底板2712上的電池護(hù)板281 ;其中，該電池護(hù)板281延伸出拾取框架271外部。
[0072]方式二:電動(dòng)汽車(chē)側(cè)面拾取裝置；
[0073]該拾取裝置27包括拾取框架271、多個(gè)吸盤(pán)272以及多級(jí)推進(jìn)組件273 ;拾取框架271由頂板2711、底板2712、左側(cè)板2713、右側(cè)板2714以及后板2715固連組成，所述拾取框架271內(nèi)部為空腔且前方設(shè)有開(kāi)口 ；
[0074]其中，多級(jí)推進(jìn)組件273包括一級(jí)推進(jìn)組件2731和二級(jí)推進(jìn)組件2732 級(jí)推進(jìn)組件2731包括多個(gè)一級(jí)氣缸27311、一級(jí)連接板27312以及多個(gè)導(dǎo)向軸27313 ;二級(jí)推進(jìn)組件2732包括多個(gè)二級(jí)氣缸27321和二級(jí)連接板27322 ；
[0075]進(jìn)一步說(shuō)，一級(jí)連接板27312和二級(jí)連接板27322均設(shè)置在拾取框架271內(nèi)部并且均與后板2715平行；多個(gè)一級(jí)氣缸27311缸體前端分別固定連接在后板2715外表面上且活塞桿穿過(guò)后板2715之后與一級(jí)連接板27311固連；多個(gè)導(dǎo)向軸27313 —端與一級(jí)連接板27312固定連接且穿過(guò)后板2715延伸出后板2715外表面；多個(gè)二級(jí)氣缸27321的缸體前端分別固連在一級(jí)連接板27312上并且活塞桿穿過(guò)一級(jí)連接板27312與二級(jí)連接板27322固連；多個(gè)吸盤(pán)272均與二級(jí)連接板27322固定連接；多個(gè)吸盤(pán)272朝向拾取框架271的開(kāi)□。
[0076]由于電池進(jìn)入拾取框架271內(nèi)后，位置可能會(huì)出現(xiàn)偏移，因此該拾取裝置27上還設(shè)置了用于調(diào)節(jié)電池位置的調(diào)整組件274 ;該調(diào)整組件274包括定位氣缸2741以及推板2742 ;推板2742設(shè)置在拾取框架271內(nèi)部且與左側(cè)板2713 (右側(cè)板2714)平行；定位氣缸2741的缸體前端固定連接在左側(cè)板2713 (右側(cè)板2714)外表面且活塞桿穿過(guò)左側(cè)板2713(右側(cè)板2714)與推板2742固連；通常，選用定位氣缸數(shù)量為兩個(gè)。
[0077]為了避免電池進(jìn)入拾取框架內(nèi)部的過(guò)程中，電池和拾取框架底板產(chǎn)生摩擦而導(dǎo)致電池的損壞，該拾取裝置27還在拾取框架271底板2712上設(shè)置了多個(gè)用于避免電池?fù)p壞的導(dǎo)向裝置279 ;導(dǎo)向裝置279包括固定安裝在底板2712上的固定座2791以及卡裝在固定座2791內(nèi)的滾輪2792。
[0078]為了避免調(diào)整組件274在調(diào)整拾取框架內(nèi)的電池的位置時(shí)，推板2742與電池直接接觸會(huì)造成電池表面損壞，因此，調(diào)整組件274的推板2742上還設(shè)置有至少一個(gè)用于緩沖的橡膠墊2743。
[0079]特別的，吸盤(pán)吸住電池或松開(kāi)電池時(shí)，為了避免電池與底板的棱邊發(fā)生摩擦造成電池的損壞，該拾取裝置的拾取框架的底板靠近開(kāi)口處端面為傾斜面，該傾斜面與底面呈鈍角，一般選擇鈍角的角度為135°到150°之間。
[0080]另外，為了減輕整個(gè)拾取裝置的重量，上述兩種拾取裝置中的拾取框架的頂板、底板、左側(cè)板、右側(cè)板以及后板均采用不銹鋼材料。
[0081 ] 特別的，為了使得機(jī)械手在取放電過(guò)程更加流暢，上述機(jī)械手2中還包括設(shè)置在Z向移動(dòng)組件25與拾取裝置27之間的旋轉(zhuǎn)組件29 ;該旋轉(zhuǎn)組件29包括固定安裝在吊梁253上的第四驅(qū)動(dòng)組件291以及安裝在第四驅(qū)動(dòng)組件291輸出端的連接板292 ;連接板292與拾取框架271的頂板2711連接。其中，第四驅(qū)動(dòng)組件291為伺服電機(jī)和減速機(jī)，開(kāi)始工作時(shí)，伺服電機(jī)帶動(dòng)減速機(jī)的輸出法蘭開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)連接板282以及與連接板固定連接的拾取裝置27開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。[0082]特別的，為了使得機(jī)械手2在取放電池時(shí)，避免電池脫落，提高整個(gè)設(shè)備的安全性，該機(jī)械手2還包括設(shè)置在旋轉(zhuǎn)組件29和拾取裝置27之間的俯仰組件30 ;所述俯仰組件30包括上支架301、下支架302以及第五驅(qū)動(dòng)組件303 ;上支架301與連接板292固連；下支架302與上支架301鉸接并與拾取框架271的頂板2711連接；第五驅(qū)動(dòng)組件303固定安裝在上支架301上并且第五驅(qū)動(dòng)組件303的輸出端與下支架302連接，用于驅(qū)動(dòng)下支架302上下擺動(dòng)。
[0083]為了使得整個(gè)換電機(jī)構(gòu)的換電效率更高，上述兩組X向?qū)к?之間可安裝兩組機(jī)械手2，兩組機(jī)械手2分別執(zhí)行換電池工作。
【權(quán)利要求】
1.一種電動(dòng)汽車(chē)自動(dòng)換電池機(jī)構(gòu)，其特征在于:包括四個(gè)立柱、安裝在四個(gè)立柱上的矩形框架、安裝的矩形框架上的兩組相互平行的X向?qū)к壱约鞍惭b在兩組X向?qū)к壷g的一或兩組機(jī)械手； 所述機(jī)械手包括X向移動(dòng)組件、用于提供X向移動(dòng)組件動(dòng)力的第一傳動(dòng)裝置、Y向移動(dòng)組件、用于提供Y向移動(dòng)組件動(dòng)力的第二傳動(dòng)裝置、Z向移動(dòng)組件、用于提供Z向移動(dòng)組件動(dòng)力的第三傳動(dòng)裝置以及拾取裝置；所述X向移動(dòng)組件安裝在X向?qū)к壣希凰鯵向移動(dòng)組件安裝在X向移動(dòng)組件上；所述Z向移動(dòng)組件安裝在Y向移動(dòng)組件上； 所述X向移動(dòng)組件包括分別卡裝在兩組X向?qū)к壣系膬蓚€(gè)第一滑塊以及安裝在兩個(gè)第一滑塊上移動(dòng)橫梁； 所述第一傳動(dòng)裝置包括第一驅(qū)動(dòng)組件、第一齒輪以及第一齒條；所述第一驅(qū)動(dòng)組件固定安裝在移動(dòng)橫梁上；所述第一驅(qū)動(dòng)組件的輸出端安裝第一齒輪；所述第一齒輪與第一齒條嚙合；所述第一齒條固定安裝在矩形框架上并與X向?qū)к壠叫校? 所述Y向移動(dòng)組件包括固定安裝在移動(dòng)橫梁的Y向?qū)к?、卡裝在Y向?qū)к壣系牡诙瑝K以及安裝在第二滑塊上的滑動(dòng)座； 所述第二傳動(dòng)裝置包括第二驅(qū)動(dòng)組件、第二齒輪以及第二齒條；所述第二驅(qū)動(dòng)組件固定安裝在滑動(dòng)座上；所述第二驅(qū)動(dòng)組件的輸出端安裝第二齒輪；所述第二齒輪與第二齒條嚙合；所述第二齒條安裝在移動(dòng)橫梁上并與Y向?qū)к壠叫校? 所述Z向移動(dòng)組件包括固定安裝在滑動(dòng)座上的Z向?qū)к墶⒖ㄑb在Z向?qū)к壣系牡谌瑝K以及安裝在第三滑塊上的吊梁； 所述第三傳動(dòng)裝置包括第三驅(qū)動(dòng)組件、同步帶輪以及同步帶；所述第三驅(qū)動(dòng)組件固定安裝在滑動(dòng)座上；所述第三驅(qū)動(dòng)組件的輸出端安裝同步帶輪；所述同步帶輪與同步帶嚙合；所述同步帶安裝在吊梁上； 所述拾取裝置包括拾取框架、推進(jìn)組件以及多個(gè)真空吸盤(pán)；所述拾取框架由頂板、底板、左側(cè)板、右側(cè)板以及后板組成的內(nèi)部為空腔且前方設(shè)有開(kāi)口 ；所述頂板與吊梁固定連接；；所述推進(jìn)組件包括推進(jìn)氣缸、連接支架；所述連接支架由與頂板平行的第一連接板和與第一連接板外伸端垂直固連的第二連接板組成； 所述推進(jìn)氣缸固定設(shè)置在拾取框架內(nèi)；所述第一連接板的非外伸端與推進(jìn)氣缸的活動(dòng)端連接；所述多個(gè)真空吸盤(pán)安裝在第二連接板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求 1所述的電動(dòng)汽車(chē)自動(dòng)換電池機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述機(jī)械手還包括設(shè)置在Z向移動(dòng)組件與拾取裝置之間的旋轉(zhuǎn)組件；所述旋轉(zhuǎn)組件包括固定安裝在吊梁上的第四驅(qū)動(dòng)組件以及安裝在第四驅(qū)動(dòng)組件輸出端的連接板；所述連接板與拾取框架的頂板連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)汽車(chē)自動(dòng)換電池機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述機(jī)械手還包括設(shè)置在旋轉(zhuǎn)組件和拾取裝置之間的俯仰組件；所述俯仰組件包括上支架、下支架以及第五驅(qū)動(dòng)組件；所述上支架與連接板固連；所述下支架與上支架鉸接并與拾取框架的頂部連接；所述第五驅(qū)動(dòng)組件固定安裝在上支架上并且第五驅(qū)動(dòng)組件的輸出端與下支架連接，用于驅(qū)動(dòng)下支架上下擺動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動(dòng)汽車(chē)自動(dòng)換電池機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述拾取裝置還包括設(shè)置在左側(cè)板內(nèi)表面和右側(cè)邊內(nèi)表面的多個(gè)導(dǎo)向裝置；所述導(dǎo)向裝置包括固定座以及卡裝在固定座內(nèi)的滾輪； 所述拾取裝置還包括設(shè)置在拾取框架內(nèi)的多個(gè)滾筒組件；所述滾筒組件包括設(shè)置在底板內(nèi)的筒身以及分別固定在左側(cè)板和右側(cè)板上用于支撐筒身的兩個(gè)支軸； 所述拾取裝置還包括固定設(shè)置在拾取框架底板上的電池護(hù)板；所述電池護(hù)板延伸出拾取框架外部； 所述推進(jìn)氣缸為無(wú)桿氣缸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動(dòng)汽車(chē)自動(dòng)換電池機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述第一驅(qū)動(dòng)組件、第二驅(qū)動(dòng)組件、第三驅(qū)動(dòng)組件、第四驅(qū)動(dòng)組件以及第五驅(qū)動(dòng)組件均由伺服驅(qū)動(dòng)組件與減速機(jī)組成。
6.一種電動(dòng)汽車(chē)自動(dòng)換電池機(jī)構(gòu)，其特征在于:包括四個(gè)立柱、安裝在四個(gè)立柱上的矩形框架、安裝的矩形框架上的兩組相互平行的X向?qū)к壱约鞍惭b在兩組X向?qū)к壷g的機(jī)械手； 所述機(jī)械手包括X向移動(dòng)組件、用于提供X向移動(dòng)組件動(dòng)力的第一傳動(dòng)裝置、Y向移動(dòng)組件、用于提供Y向移動(dòng)組件動(dòng)力的第二傳動(dòng)裝置、Z向移動(dòng)組件、用于提供Z向移動(dòng)組件動(dòng)力的第三傳動(dòng)裝置以及拾取裝置； 所述X向移動(dòng)組件包括分別卡裝在兩組X向?qū)к壣系膬蓚€(gè)第一滑塊以及安裝在兩個(gè)第一滑塊上移動(dòng)橫梁； 所述第一傳動(dòng)裝置包括第一驅(qū)動(dòng)組件、第一齒輪以及第一齒條；所述第一驅(qū)動(dòng)組件固定安裝在移動(dòng)橫梁上；所述第一驅(qū)動(dòng)組件的輸出端安裝第一齒輪；所述第一齒輪與第一齒條嚙合；所述第一齒條固定安裝在矩形框架上并與X向?qū)к壠叫校? 所述Y向移動(dòng)組件包括固定安裝在移動(dòng)橫梁的Y向?qū)к墶⒖ㄑb在Y向?qū)к壣系牡诙瑝K以及安裝在第二滑塊上的滑動(dòng)座； 所述第二傳動(dòng)裝置包括第二驅(qū)動(dòng)組件、第二齒輪以及第二齒條；所述第二驅(qū)動(dòng)組件固定安裝在滑動(dòng)座上；所述第二驅(qū)動(dòng)組件的輸出端安裝第二齒輪；所述第二齒輪與第二齒條嚙合；所述第二齒條安裝在移動(dòng)橫梁上并與Y向?qū)к壠叫校? 所述Z向移動(dòng)組件包括固定安裝在滑動(dòng)座上的Z向?qū)к?、卡裝在Z向?qū)к壣系牡谌瑝K以及安裝在第三滑塊上的吊梁； 所述第三傳動(dòng)裝置包括第三驅(qū)動(dòng)組件、同步帶輪以及同步帶；所述第三驅(qū)動(dòng)組件固定安裝在滑動(dòng)座上；所述第三驅(qū)動(dòng)組件的輸出端安裝同步帶輪；所述同步帶輪與同步帶嚙合；所述同步帶安裝在吊梁上； 所述拾取裝置包括拾取框架、多個(gè)吸盤(pán)以及多級(jí)推進(jìn)組件； 所述拾取框架由頂板、底板、左側(cè)板、右側(cè)板以及后板固連組成，所述拾取框架內(nèi)部為空腔且前方設(shè)有開(kāi)口； 所述多級(jí)推進(jìn)組件包括一級(jí)推進(jìn)組件和二級(jí)推進(jìn)組件；所述一級(jí)推進(jìn)組件包括多個(gè)一級(jí)氣缸、一級(jí)連接板以及多個(gè)導(dǎo)向軸；所述二級(jí)推進(jìn)組件包括所述二級(jí)推進(jìn)組件包括多個(gè)二級(jí)氣缸和二級(jí)連接板； 所述一級(jí)連接板和二級(jí)連接板均設(shè)置在拾取框架內(nèi)部并且均與后板平行；所述多個(gè)一級(jí)氣缸缸體前端分別固定連接在后板外表面上且活塞桿穿過(guò)后板之后與一級(jí)連接板固連；所述多個(gè)導(dǎo)向軸一端與一級(jí)連接板固定連接且穿過(guò)后板延伸出后板外表面；所述多個(gè)二級(jí)氣缸的缸體前端分別固連在一級(jí)連接板上并且活塞桿穿過(guò)一級(jí)連接板與二級(jí)連接板固連；所述多個(gè)吸盤(pán)均與二級(jí)連接板固定連接；所述多個(gè)吸盤(pán)朝向拾取框架的開(kāi)口。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動(dòng)汽車(chē)自動(dòng)換電池機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述機(jī)械手還包括設(shè)置在Z向移動(dòng)組件與拾取裝置之間的旋轉(zhuǎn)組件；所述旋轉(zhuǎn)組件包括固定安裝在吊梁上的第四驅(qū)動(dòng)組件以及安裝在第四驅(qū)動(dòng)組件輸出端的連接板；所述連接板與拾取框架的頂板連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動(dòng)汽車(chē)自動(dòng)換電池機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述機(jī)械手還包括設(shè)置在旋轉(zhuǎn)組件和拾取裝置之間的俯仰組件；所述俯仰組件包括上支架、下支架以及第五驅(qū)動(dòng)組件；所述上支架與連接板固連；所述下支架與上支架鉸接并與拾取框架的頂部連接；所述第五驅(qū)動(dòng)組件固定安裝在上支架上并且第五驅(qū)動(dòng)組件的輸出端與下支架連接，用于驅(qū)動(dòng)下支架上下擺動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電動(dòng)汽車(chē)自動(dòng)換電池機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述拾取裝置還包括調(diào)整組件；所述調(diào)整組件包括定位氣缸以及推板；所述推板設(shè)置在拾取框架內(nèi)部且與側(cè)板平行；所述定位氣缸的缸體前端與側(cè)板固定連接且活塞桿穿過(guò)側(cè)板與推板固連；所述定位氣缸數(shù)量為兩個(gè)； 所述拾取裝置還包括設(shè)置在拾取框架底板上的多個(gè)導(dǎo)向輪；所述導(dǎo)向輪包括固定安裝在底板上的固定座以及卡裝在固定座內(nèi)的滾輪； 所述推板上還設(shè)置有至少一個(gè)用于緩沖的橡膠墊。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電動(dòng)汽車(chē)自動(dòng)換電池機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述第一驅(qū)動(dòng)組件、第二驅(qū)動(dòng)組件、第三驅(qū)動(dòng)組件、第四驅(qū)動(dòng)組件以及第五驅(qū)動(dòng)組件均由伺服驅(qū)動(dòng)組件與減速機(jī)組成。
【文檔編號(hào)】B60S5/06GK103693023SQ201310629216
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月28日
【發(fā)明者】戴修波, 郭宏賓, 支援, 李佩, 陳敏 申請(qǐng)人:西安航天精密機(jī)電研究所