CN107380137B - 一种电动汽车换电池用的定位平台 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动汽车换电池用的定位平台；它包括：一定位平台主体，定位平台主体的前半部和后半部各制有一个向下的凹槽；一水平滑动机构，具有两个滑动平台，分别安装在两个凹槽内，在水平驱动机构的驱动下可相互靠近或分开，从而适应不同轴距的电动汽车；两个竖直升降机构，其中一个可升降地安装在前侧的滑动平台，用于支撑和定位电动汽车的两个前轮，另一个可升降地安装在后侧的滑动平台，用于支撑和定位电动汽车的两个后轮，能够对电动汽车进行定位，从而配合自动化夹具取放电池，解决人工作业在电池搬运过程存在劳动强度大，有掉落等安全隐患的问题，且具有运行可靠，使用寿命长，使用和维护方便的技术特点。

Description

一种电动汽车换电池用的定位平台
技术领域
本发明涉及一种定位平台，具体是一种电动汽车换电池用的定位平台。
背景技术
电动汽车顾名思义其动力来源于电力，而电动汽车电力的输送端源自其车内放置的动力电池。目前国内电动汽车的动力电池有两种运营模式：充电模式和换电模式。杭州作为国网电动汽车的试点城市，市内有大批采用换电模式的电动汽车在运行，目前电动汽车电池单个自重在65-85KG之间，一辆汽车有4个动力电池。目前主要采用人工换电模式，电动汽车电池的搬运过程存在劳动强度大，有掉落等安全隐患等问题。针对上述问题，申请人提出由自动化设备来替代人工换店，从而提高工作效率，保障安全和降低劳动强度；自动化设备换电池的工作主要由自动化的夹具来完成，与之配套的，需要设计一种定位平台，先对电动汽车进行定位，然后夹具再进行电池的取放；目前此类定位平台尚需设计。
发明内容
本发明的目的是克服背景技术中的不足，提供一种电动汽车换电池用的定位平台，能够对电动汽车进行定位，从而配合自动化夹具取放电池，解决人工作业在电池搬运过程存在劳动强度大，有掉落等安全隐患的问题，且具有运行可靠，使用寿命长，使用和维护方便的技术特点。
本发明采用的技术方案是：
一种电动汽车换电池用的定位平台，其特征在于它包括：一定位平台主体，定位平台主体的前半部和后半部各制有一个向下的凹槽；一水平滑动机构，具有两个滑动平台，分别安装在两个凹槽内，在水平驱动机构的驱动下可相互靠近或分开，从而适应不同轴距的电动汽车；两个竖直升降机构，其中一个可升降地安装在前侧的滑动平台，用于支撑和定位电动汽车的两个前轮，另一个可升降地安装在后侧的滑动平台，用于支撑和定位电动汽车的两个后轮。
作为优选，所述定位平台主体为长方形的框架结构，框架结构的顶面水平安装有三段外插板，相邻的两段外插板之间制有一个所述凹槽。
作为优选，所述凹槽的底部安装有沿前后方向布置的导轨，滑动平台的底部通过滑块可滑动地安装在导轨上。
作为优选，所述水平驱动机构包括水平电机、丝杆以及螺母，丝杆与导轨平行布置并由水平电机驱动，丝杆的两端的螺纹相反，且分别通过螺母与两个滑动平台连接。
作为优选，所述滑动平台为框架结构，顶面安装有内插板，内插板的前端和后端分别可滑动地***相邻的外插板内，内插板的左侧和右侧开设有与竖直升降机构对应的开口。
作为优选，所述竖直升降机构包括两个辊筒机构、两个蜗轮丝杆升降机以及传动电机，两个辊筒机构分别安装在滑动平台对应的开口内，每个辊筒机构的底部与蜗轮丝杆升降机的顶杆连接，两个蜗轮丝杆升降机的输入轴与传动电机的传动轴连接，传动电机转动时，蜗轮丝杆升降机带动辊筒机构上下升降。
作为优选，所述辊筒机构包括顶部敞口的箱体、呈弧形排列在箱体内的若干个辊筒以及辊筒制动组件；各辊筒的轴线均沿左右方向布置，相邻辊筒之间通过安装在箱体一端的齿轮相互啮合，其中一个辊筒的转轴从箱体的另一端伸出并制成花键轴，该花键轴与辊筒制动组件配合，实现各辊筒的制动。
作为优选，所述辊筒制动组件包括一底板、一花键套、一气缸、一花键套安装板和一弹簧，气缸安装在底板上，花键套固定在花键套安装板正面并与花键轴同轴相对布置，花键套安装板的背面通过弹簧与气缸的顶推块连接。
作为优选，所述辊筒的外表面通过滚花制有一层粗糙面。
作为优选，所述定位平台主体的一端或两端安装有斜坡式的引导平台。
本发明的有益效果如下：本发明通过两个滑动平台的相向而行或者相背而行，来适应不同轴距的电动汽车，还可以通过竖直升降机构来调整前轮和后轮的高低，使车身与定位平台主体处于平行状态，竖直升降机构的辊筒呈弧形布置，对轮胎进行定位，防止车身移动，便于自动化的夹具对电池进行取放，整体结构简单，***可靠，成本合理，满足消防、安全等有关国家规范；***整体可靠性满足年运行时间不低于350个工作日(每天运行22小时)；***整体运行寿命不低于10年，使用和维护方便。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图。
图2是本发明省略引导平台之后的立体结构示意图。
图3是定位平台主体的立体结构示意图。
图4是水平滑动机构、竖直升降机构的安装示意图。
图5是水平滑动机构的立体结构示意图之一。
图6是水平滑动机构的立体结构示意图之二。
图7是竖直升降机构的立体结构示意图之一。
图8是竖直升降机构的立体结构示意图之二。
图9是辊筒机构的立体结构示意图。
图10是辊筒机构在非制动状态的立体结构示意图。
图11是辊筒机构在制动状态的立体结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
如图1～图11所示，一种电动汽车换电池用的定位平台，主要包括：
一定位平台主体2，安装在平整的地面上，高度在700mm左右，宽度不小于2000mm，长度通常大于4000mm，承载不小于100KN/㎡；定位平台主体的前半部和后半部各制有一个向下的凹槽，用于安装水平滑动机构；
一水平滑动机构3，具有两个滑动平台3.1，分别安装在两个凹槽内，在水平驱动机构的驱动下可相互靠近或分开，从而适应不同轴距的电动汽车，兼容的轴距范围通常为2450-3650mm；
两个竖直升降机构4，其中一个可升降地安装在前侧的滑动平台，用于支撑和定位电动汽车的两个前轮，另一个可升降地安装在后侧的滑动平台，用于支撑和定位电动汽车的两个后轮，竖直升降机构兼容的轮距范围通常为1385-1625mm；
所述定位平台主体的一端或两端安装有斜坡式的引导平台1(一般是两端都有引导平台)，其主要的作用为电动车进出定位平台的过渡。引导平台坡度不大于10°，台面宽度不小于2000mm，承载不小于100KN/㎡,车身前后定位时间≤60S，主体材质为碳钢焊接，。
所述定位平台主体为长方形的框架结构2.1(由槽钢焊接而成)，框架结构的顶面水平安装有三段外插板2.2，相邻的两段外插板之间制有一个所述凹槽，中间一段外插板的两侧设有防护杆2.3。
所述凹槽的底部安装有沿前后方向布置的导轨3.2，滑动平台的底部通过滑块3.7可滑动地安装在导轨上。
所述水平驱动机构包括水平电机3.8、传动杆3.9、正螺纹丝杆3.5.1、反螺纹丝杆3.5.2以及螺母3.6，传动杆、正螺纹丝杆、反螺纹丝杆与导轨平行布置，传动杆由水平电机驱动，正螺纹丝杆与反螺纹丝杆分别固定在传动杆两端，且分别通过螺母与两个滑动平台连接。这样水平电机转动时，两个滑动平台相互靠近或者相互分开。
所述滑动平台为槽钢焊接而成的框架结构，顶面安装有内插板3.4，内插板的前端和后端分别可滑动地***相邻的外插板内，内插板的左侧和右侧开设有与竖直升降机构对应的开口3.3。外插板为中空结构，外插板的内部设有加强筋2.4，将外插板分隔出多个导向内腔2.5，外插板与加强筋对应的部位设有避位槽3.10。
所述竖直升降机构包括两个辊筒机构、两个蜗轮丝杆升降机4.7以及传动电机4.1，两个辊筒机构分别安装在滑动平台对应的开口内，每个辊筒机构的底部与蜗轮丝杆升降机的顶杆连接，两个蜗轮丝杆升降机的输入轴与传动电机的传动轴4.2连接，传动电机转动时，蜗轮丝杆升降机带动辊筒机构上下升降。
所述辊筒机构包括顶部敞口的箱体4.3、呈弧形排列在箱体内的若干个辊筒4.4以及辊筒制动组件4.6；各辊筒的轴线均沿左右方向布置，相邻辊筒之间通过安装在箱体一端的齿轮4.5相互啮合，其中一个辊筒的转轴从箱体的另一端伸出并制成花键轴4.4.1，该花键轴与辊筒制动组件配合，实现各辊筒的制动。滚筒为表面滚花的实心滚筒，花键轴为渐开线花键轴。
所述辊筒制动组件包括一底板4.6.6、一花键套4.6.1(渐开线花键套)、一气缸、一花键套安装板和一弹簧4.6.2，气缸4.6.3安装在底板上，花键套固定在花键套安装板4.6.4正面并与花键轴同轴相对布置，花键套安装板的背面通过弹簧与气缸的顶推块4.6.5连接。这样不能旋转只能左右移动的花键套与花键轴脱开时，可以使辊筒无动力转动，当花键套与花键轴配合时，辊筒被制动。
当***检测到电动车前车轮经过辊筒机构时，辊筒制动组件中的气缸顶杆顶出，带动气缸顶推块顶压弹簧，弹簧将力传递到花键套上，花键套向前运动，此时出现两种情况：
1.花键套正好与辊筒的花键轴啮合，花键套顺利套合辊筒的花键轴；车轮进过时，车轮与辊筒之间的滚动摩擦力通过花键轴和花键套传递到辊筒制动机构的底板上，最终分散到定位平台主体上；
2.花键套与辊筒的花键轴的齿错开，花键套钉在花键轴端部，此时由于气缸顶杆顶出，压缩弹簧缩短，此时在弹簧内存在使花键套向花键轴运动的力，车轮经过时，车轮与辊筒之间产生滚动摩擦力，辊筒转动，通过齿轮的啮合传递到花键轴使得花键轴转动，当花键套与花键轴的齿正好相对时，弹簧的压缩力释放，使花键套套合辊筒的花键轴，因花键套不能转动，所以使得辊筒机构中的辊筒制动。
本发明在换电池***中的工作原理是：
1.需要更换电池的电动车到达引导平台前时，外部的感应摄像机拍照电动车的牌照，传送到后台***，后台***利用数据库内存储的牌照和车型的对应关系得知电动车的前后轴距；
2.后台***控制定位平台的水平滑动机构前后动作，在电动车通过引导平台前，两个滑动平台达到当前电动车的前后轴距，具体是：
水平电机旋转，带动正、反螺纹丝杆转动；正、反螺纹丝杆带动两个螺母同时向外分开或向内靠近；滑动平台的框架以及内插板与螺母连接在一起；所以两个滑动平台分别向外分开或向内靠近。
3.电动车前轮通过引导平台进入水平滑动机构中第一个竖直升降机构，第一个竖直升降机构的辊筒制动机构中的气缸顶杆4.6.7顶出，带动气缸顶推块顶压弹簧，弹簧将力传递到花键套上，花键套向前运动，花键套与辊筒的花键轴啮合，实现辊筒制动，使得电动车在经过时相当于过一个凹坑，当车前轮过了第一个竖直运动机构，辊筒制动机构中的气缸顶杆收缩，带动花键套与花键轴分开，实现辊筒由制动转换到无动力状态；此时第一个竖直运动机构中辊筒处于无动力状态；
4.电动车继续前进，车前轮进入水平运动机构平台中第二个竖直运动机构，第二个竖直运动机构中辊筒处于无动力状态；电动车前车轮在第二个竖直运动机构中转动；
5.电动车车轮继续转动，此时电动车前后车轮均在竖直运动机构中的辊筒机构中(辊筒机构中辊筒组件处于无动力状态)转动；驾驶员调整电动车车身使其与水平定位平台处于平行状态；
6.电动车停车，定位平台竖直升降机构中传动电机转动，带动蜗轮丝杆升降机的顶杆上升或下降动作，使得电动车的电池槽与定位高度一致；后台***控制机械手完成电池的更换；
7.电动车电池更换完成后，定位平台的竖直升降机构下降，使得辊筒机构的箱体顶部高度与定位平台中内插板一致，然后停止下降；竖直升降机构中的竖直升降机构制动，电动车启动，通过定位平台另一侧的引导平台驶离定位平台；换电池动作结束。
最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电动汽车换电池用的定位平台，其特征在于它包括：
一定位平台主体(2)，定位平台主体的前半部和后半部各制有一个向下的凹槽；
一水平滑动机构(3)，具有两个滑动平台，分别安装在两个凹槽内，在水平驱动机构的驱动下可相互靠近或分开，从而适应不同轴距的电动汽车；
两个竖直升降机构(4)，其中一个可升降地安装在前侧的滑动平台，用于支撑和定位电动汽车的两个前轮，另一个可升降地安装在后侧的滑动平台，用于支撑和定位电动汽车的两个后轮。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车换电池用的定位平台，其特征在于：所述定位平台主体为长方形的框架结构(2.1)，框架结构的顶面水平安装有三段外插板(2.2)，相邻的两段外插板之间制有一个所述凹槽。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车换电池用的定位平台，其特征在于：所述凹槽的底部安装有沿前后方向布置的导轨(3.2)，滑动平台的底部通过滑块(3.1)可滑动地安装在导轨上。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种电动汽车换电池用的定位平台，其特征在于：所述水平驱动机构包括水平电机(3.8)、丝杆以及螺母((3.6))，丝杆与导轨平行布置并由水平电机驱动，丝杆的两端的螺纹相反，且分别通过螺母与两个滑动平台连接。
5.根据权利要求1所述的一种电动汽车换电池用的定位平台，其特征在于：所述滑动平台为框架结构，顶面安装有内插板(3.4)，内插板的前端和后端分别可滑动地***相邻的外插板内，内插板的左侧和右侧开设有与竖直升降机构对应的开口(3.3)。
6.根据权利要求5所述的一种电动汽车换电池用的定位平台，其特征在于：所述竖直升降机构包括两个辊筒机构、两个蜗轮丝杆升降机(4.7)以及传动电机(4.1)，两个辊筒机构分别安装在滑动平台对应的开口内，每个辊筒机构的底部与蜗轮丝杆升降机的顶杆连接，两个蜗轮丝杆升降机的输入轴与传动电机的传动轴(4.2)连接，传动电机转动时，蜗轮丝杆升降机带动辊筒机构上下升降。
7.根据权利要求6所述的一种电动汽车换电池用的定位平台，其特征在于：所述辊筒机构包括顶部敞口的箱体(4.3)、呈弧形排列在箱体内的若干个辊筒(4.4)以及辊筒制动组件(4.6)；各辊筒的轴线均沿左右方向布置，相邻辊筒之间通过安装在箱体一端的齿轮(4.5)相互啮合，其中一个辊筒的转轴从箱体的另一端伸出并制成花键轴(4.4.1)，该花键轴与辊筒制动组件配合，实现各辊筒的制动。
8.根据权利要求7所述的一种电动汽车换电池用的定位平台，其特征在于：所述辊筒制动组件包括一底板(4.6.6)、一花键套(4.6.1)、一气缸(4.6.3)、一花键套安装板(4.6.4)和一弹簧(4.6.2)，气缸安装在底板上，花键套固定在花键套安装板正面并与花键轴同轴相对布置，花键套安装板的背面通过弹簧与气缸的顶推块(4.6.5)连接。
9.根据权利要求7或8所述的一种电动汽车换电池用的定位平台，其特征在于：所述辊筒的外表面通过滚花制有一层粗糙面。
10.根据权利要求1所述的一种电动汽车换电池用的定位平台，其特征在于：所述定位平台主体的一端或两端安装有斜坡式的引导平台(1)。
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