一種用于電動乘用車底盤換電的定位系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種電動乘用車底盤電池更換前，用于車體準確定位的裝置，尤其涉及一種用于電動乘用車底盤換電的定位系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著環(huán)境污染和能源危機的加劇，電動汽車作為一種節(jié)能、環(huán)保的新型交通工具，已成為傳統(tǒng)汽車工業(yè)發(fā)展的方向。近年來，各國政府、企業(yè)投入大量資金，用于電動汽車研發(fā)和應用，電動汽車行業(yè)得到迅速發(fā)展。然而，由于電池密度和續(xù)航里程的技術(shù)瓶頸問題，嚴重阻礙了電動汽車技術(shù)的推廣應用。
[0003]目前，電動汽車能源補給主要有整車充電和機械換電兩種模式。充電模式包含慢充和快充兩種方法。慢充時間較長，快速充電對電池使用壽命影響較大，兩種方法都可能造成配網(wǎng)側(cè)的諧波污染，給電網(wǎng)造成破壞性影響。因此，整車充電模式存在較大的弊端。與整車充電相比，機械換電操作簡單，能夠在5-10分鐘內(nèi)完成電動乘用車電池組的快速更換，實現(xiàn)了電能的迅速補給。同時，可在夜間對電池組進行集中充電，實現(xiàn)了電網(wǎng)負荷的“調(diào)峰儲能”，提高了電力設(shè)備的綜合利用效率，具有較高的推廣應用價值。
[0004]中國國家知識產(chǎn)權(quán)局已公開的發(fā)明專利CN200910090807.8中，闡述了一種用于電動乘用車底盤電池更換的方法，屬于機械換電方式的一種。其電動乘用車定位方式為:電動乘用車底部有四個剛性舉升支點，舉升執(zhí)行機構(gòu)將電動乘用車固定支撐至輪胎離地的適當高度。此電池更換方法未涉及電動乘用車兩個自由度方向的精確定位，較大的定位誤差會嚴重影響到機器人電池更換作業(yè)的成功效率；更換車輛是否到達舉升點、保障措施并無描述。同時，對舉升支點(汽車、梁框、架焊接骨架)的支撐部位選擇要求較高，嚴重情況下可引起車輛發(fā)生側(cè)傾危險。
[0005]中國國家知識產(chǎn)權(quán)局已公開的發(fā)明專利CN201110199159.7中，闡述了一種用于電動乘用車底盤電池更換的方法，屬于機械換電方式的一種。其電動乘用車定位方式為:電動乘用車駛向換電高臺，通過V型槽實現(xiàn)X軸方向的定位，通過橡膠擋塊實現(xiàn)Y軸方向的定位。駕駛車輛駛上換電高臺，存在掉入鏤空換電操作洞內(nèi)或單向滑落換電平臺危險。同時，粗放的V型槽車體墜入和橡膠擋塊推移定位方式都可造成車體部件的損壞。
[0006]因此，現(xiàn)有的電池更換系統(tǒng)存在以下技術(shù)不足:
[0007]1.目前，電動乘用車電池更換系統(tǒng)多采用換電高臺，車輛行駛上沒有防護的換電高臺，容易造成車體滑落危險；
[0008]2.車體定位簡單粗放。四個剛性舉升定位的方式，在未進行準確車體準確定位情況下，將車體升高到脫離地面位置，對舉升支點承重要求較高，換電過程容易造成側(cè)傾危險；V行槽配合橡膠擋塊定位的方式，V型槽車體顛簸和橡膠擋塊推移定位都可造成車體部件的損壞。
【實用新型內(nèi)容】
[0009]本實用新型的目的就是為了解決上述問題，提供了一種用于電動乘用車底盤換電的定位系統(tǒng)，電池更換系統(tǒng)過程簡單，交互容易，限位簡單，時間短，定位準確。
[0010]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0011]—種用于電動乘用車底盤換電的定位系統(tǒng)，其特征是，包括換電平臺，所述換電平臺上設(shè)有換電區(qū)，換電區(qū)的下部為中空結(jié)構(gòu)，換電區(qū)的兩側(cè)設(shè)有傳送機構(gòu)，換電區(qū)上設(shè)有能調(diào)高度的車輪固定機構(gòu)，所述車輪固定機構(gòu)的一側(cè)設(shè)有旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，所述換電平臺的下部設(shè)有換電機器人裝置；所述傳送機構(gòu)、車輪固定機構(gòu)及旋轉(zhuǎn)機構(gòu)都接受控制系統(tǒng)的控制。車輪固定機構(gòu)高度可調(diào)，將車輪進行X、z軸方向的準確定位，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)通過可實現(xiàn)車輛沿X、Y軸方向上的移動。
[0012]所述換電區(qū)的前后兩端分別設(shè)有光電傳感器，光電傳感器與所述控制系統(tǒng)連接。電動乘用車前端觸發(fā)第一個光電傳感器，車體進入換電區(qū)；當電動乘用車前端觸發(fā)第二個光電開關(guān)，后端不再觸發(fā)第一個光電傳感器，車體完全處于換電區(qū)位置。傳動機構(gòu)停止運動，電動乘用車完成X軸方向粗定位。
[0013]所述車輪固定機構(gòu)設(shè)有四個，車輪固定機構(gòu)的內(nèi)側(cè)設(shè)有旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。
[0014]所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括伺服電機，伺服電機通過嚙合的齒輪帶動滑動滾軸轉(zhuǎn)動，滑動滾軸能帶動外殼轉(zhuǎn)動，滑動滾軸通過軸承安裝在所述換電平臺上。
[0015]所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的下端設(shè)有第一升降機構(gòu)，所述第一升降機構(gòu)設(shè)有第一伺服電機，第一伺服電機通過蝸輪蝸桿傳動實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的升降運動，所述第一伺服電機接受所述控制系統(tǒng)的控制。
[0016]所述車輪固定機構(gòu)的外形為三角柱體形。
[0017]所述車輪固定機構(gòu)的下端設(shè)有第二升降機構(gòu)，所述第二升降機構(gòu)設(shè)有第二伺服電機，第二伺服電機通過蝸輪蝸桿傳動實現(xiàn)車輪固定機構(gòu)的升降運動，所述第二伺服電機接受所述控制系統(tǒng)的控制。車輪固定機構(gòu)可上升到固定高度，實現(xiàn)車輪在X/Z軸兩個方向的精確定位，可有效避免電池組在更換過程中的車體下墜及X軸方向移動。車輪固定機構(gòu)可使電動乘用車車輪始終處于換電平臺水平高度上。
[0018]所述換電機器人裝置包括換電機器人和電池傳送裝置，所述電池傳送裝置設(shè)置于換電平臺下端，與所述換電平臺垂直。也就是電池傳送裝置設(shè)置于換電平臺下端Y軸方向。
[0019]所述換電平臺和換電機器人裝置的控制系統(tǒng)均與上位機通訊連接，傳送相關(guān)車輛和電池信息，讀取相關(guān)控制操作指令。
[0020]換電機器人固定于換電區(qū)下端，可進行Z軸方向垂直舉升運動。通過電池托盤壓力傳感器信號的變化，配合實現(xiàn)電池的更換。
[0021]本實用新型的有益效果是:
[0022](I)換電平臺定位機構(gòu)簡單、定位可靠準確，造價低廉；它由換電平臺、兩套傳送機構(gòu)、四套旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、四套車輪固定機構(gòu)及兩個光電傳感器組成；傳動機構(gòu)通過滾軸滾動速度變化，有效實現(xiàn)車體X軸方向糾偏以及X軸方向的粗定位；
[0023](2)車輪固定機構(gòu)通過升降到固定高度，使車體輪胎處于換電平臺水平面上，一方面，可有效實現(xiàn)車體X/Z軸方向的精確定位，另一方面，可防止車體在電池更換過程中的位置變化；旋轉(zhuǎn)機構(gòu)通過滾軸轉(zhuǎn)動，有效實現(xiàn)車體X軸方向運動及旋轉(zhuǎn)90°后的Y軸方向糾偏；
[0024](3)換電平臺為一整體水平結(jié)構(gòu)，車體駛?cè)霌Q電區(qū)，即可在傳送機構(gòu)牽引下到達固定位置，避免了換電高臺引起的車體滑落危險；
[0025](4)傳感器采集車體和電池信息，傳遞給控制系統(tǒng)，后臺上位機與控制系統(tǒng)進行信息通訊；后臺上位機實時獲取車體位置、電池狀態(tài)等實時信息，發(fā)送控制信號，配合實現(xiàn)電動乘用車的準確定位。
[0026]車體X/Y/Z軸方向準確定位，可實現(xiàn)換電機器人位置固定，只需進行簡單的Z軸升降運動，即可實現(xiàn)“待充”和“充滿”電池的更換；同時，換電機器人無需進行X/Y軸方向位移和位置調(diào)整，極大縮短了系統(tǒng)電池更換的時間，有效減少了車體與換電機器人的信息交互，整個電池更換