CN217048324U - 换电装置及换电车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及换电站技术领域，并提供一种换电装置及换电车，包括第一回转机构、抓取臂架和抓取机构，所述第一回转机构设置在运输车的底盘上；所述抓取臂架的第一端与所述第一回转机构转动连接，且所述抓取臂架能够相对所述第一回转机构俯仰转动；所述抓取机构用于抓取电池，所述抓取机构与所述抓取臂架的第二端转动连接。通过第一回转机构和抓取臂架来调节抓取机构的方位，可以方便地调节吊装电池的位置以协助完成换电需求，结构简单，操作简单，并且不会占用较大的底盘空间，有利于提高底盘的电池承载量。

Description

换电装置及换电车

技术领域

本实用新型涉及换电站技术领域，尤其涉及一种换电装置及换电车。

背景技术

换电工程机械、道路运输车目前市场上已有各类固定式换电站可供其定点的换电需求。随着电动化设备的大力推广，固定式换电站的局限性和换电设备多样的换电需求，亟待开发可移动的车载式换电设备来满足市场应用。现有换电车在进行换电作业时，大多是通过换电装置在车体上滑移或伸缩来实现换电操作的，而采用这种方式进行换电，需要在车体上设置复杂的装置，且换电操作繁琐；并且装置占用底盘上较大的空间和底盘载重量，从而减小底盘所能够承载的电池数量。

实用新型内容

本实用新型提供一种换电装置及换电车，整体结构简单，换电行程大，设备成本低，适用工况广泛。

本实用新型提供一种换电装置，包括：

第一回转机构，设置在运输车的底盘上；

抓取臂架，所述抓取臂架的第一端与所述第一回转机构转动连接，且所述抓取臂架能够相对所述第一回转机构俯仰转动；

抓取机构，用于抓取电池，所述抓取机构与所述抓取臂架的第二端转动连接。

根据本实用新型提供的一种换电装置，所述抓取臂架包括：

动臂，所述动臂的第一端与所述第一回转机构转动连接；

伸缩臂，所述伸缩臂的第一端与所述动臂的第二端转动连接，所述伸缩臂能够相对所述动臂俯仰转动，且所述抓取机构与所述伸缩臂的第二端转动连接。

根据本实用新型提供的一种换电装置，所述抓取机构包括：

上装装置，与所述抓取臂架的第二端可转动连接；

下装装置，用于抓取电池；

驱动装置，用于驱动所述下装装置升降，所述驱动装置的固定端设置在所述上装装置上，且所述下装装置设置在所述驱动装置的移动端。

根据本实用新型提供的一种换电装置，所述上装装置和所述下装装置之间设置有定位组件，所述定位组件包括定位套和能够嵌入所述定位套内的定位柱，所述定位套和所述定位柱的其中一者设置在所述上装装置的底端，另一者设置在所述下装装置的顶端，且沿所述定位柱朝向所述定位套的方向，所述定位柱的直径或宽度逐渐减小。

根据本实用新型提供的一种换电装置，还包括：

第一驱动，用于驱动所述动臂转动，所述第一驱动的第一端与所述第一回转机构转动连接，所述第一驱动的第二端与所述动臂转动连接；

第二驱动，用于驱动所述伸缩臂相对所述动臂转动，所述第二驱动的第一端与所述动臂转动连接，所述第二驱动的第二端与所述伸缩臂转动连接。

根据本实用新型提供的一种换电装置，所述下装装置包括：

下装平台，与所述驱动装置的移动端连接；

多个抓取件，用于与电池框架连接，所述抓取件设置在所述下装平台的底端；

多个导向件，设置在所述下装平台的底端。

根据本实用新型提供的一种换电装置，所述上装装置包括：

连接座，与所述抓取臂架的第二端转动连接；

上装平台，所述驱动装置设置在所述上装平台上；

第二回转机构，用于连接所述连接座和所述上装平台，所述上装平台与所述连接座能够相对旋转。

本实用新型还提供一种换电车，包括：

底盘，设置有多个用于承载电池的电池固定座；

换电装置，所述换电装置为如上述任意一项所述的换电装置。

根据本实用新型提供的一种换电车，所述底盘设置有多个用于支撑和调平所述底盘的伸缩支腿。

根据本实用新型提供的一种换电车，还包括：

多个充电装置，设置在所述底盘上，所述充电装置包括充电机、与所述充电机电连接的充电枪和充电端口，所述充电端口设置在所述电池固定座上，所述充电端口能够与电池电连接；

控制装置，设置在所述底盘上，所述充电装置与所述控制装置电连接或通信连接。

本实用新型提供的换电装置及换电车，包括第一回转机构、抓取臂架和抓取机构。第一回转机构设置在运输车的底盘上，抓取臂架的第一端与第一回转机构转动连接，这样，抓取臂架既能够旋转，又能够相对于第一回转机构俯仰转动。抓取机构用于抓取电池，并且抓取机构与抓取臂架的第二端转动连接，这样，抓取机构能够受自身的重力或电池的重力作用保持竖直状态。如此设置，通过第一回转机构和抓取臂架来调节抓取机构的方位，可以方便地调节吊装电池的位置以协助完成换电需求，结构简单，操作简单，并且不会占用较大的底盘空间，有利于提高底盘的电池承载量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的换电车进行换电操作时的左视图；

图2是本实用新型提供的换电车进行换电操作时的立体图。

附图标记：

1：待换电车辆；2：电池；3：底盘；4：电池固定座；

5：伸缩支腿；6：第一回转机构；7：底座；8：动臂；

9：伸缩臂；10：连接座；11：第二回转机构；12：上装平台；

13：下装平台；14：钢丝绳；15：抓取件；16：定位套；

17：定位柱；18：导向件。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合图1、图2描述本实用新型的换电装置及换电车。

如图1所示，本实用新型提供的换电装置，包括第一回转机构6、抓取臂架和抓取机构。

其中，第一回转机构6设置在运输车的底盘3上，抓取臂架的第一端与第一回转机构6转动连接，这样，抓取臂架既能够旋转，又能够相对于第一回转机构6俯仰转动。抓取机构用于抓取电池2，并且抓取机构与抓取臂架的第二端转动连接，这样，抓取机构能够受自身的重力或电池2的重力作用保持竖直状态。并且抓取机构包括第二回转机构11，以便于与电池框架对准。

需要说明的是，抓取臂架的第一端为靠近底盘3的一端，抓取臂架的第二端为远离底盘3的一端。

如此设置，通过第一回转机构6、抓取臂架来调节抓取机构的方位，可以方便地调节吊装电池2的位置以协助完成换电需求，结构简单，操作简单，并且不会占用较大的底盘3空间，有利于提高底盘3的电池2承载量。

本实施例中，换电装置还包括底座7，抓取臂架通过底座7与第一回转机构6连接，抓取臂架的第一端与底座7转动连接。

在本实用新型的可选实施例中，抓取臂架包括动臂8和伸缩臂9，动臂8的第一端与第一回转机构6转动连接，动臂8能够相对第一回转机构6俯仰转动；伸缩臂9的第一端与动臂8的第二端转动连接，抓取机构与伸缩臂9的第二端转动连接，伸缩臂9能够相对动臂8俯仰转动。这样，通过动臂8与第一回转机构6、伸缩臂9与动臂8的转动连接，可以实现抓取臂架的折叠，从而既能够调节抓取机构的方位，又能够减小换电装置在底盘3上所占用的空间。

需要说明的是，上述第一回转机构6可以包括第一回转支承和第一回转驱动，第一回转支承用于转动连接底盘3和底座7，第一回转驱动用于驱动底座7相对于底盘3旋转，从而实现动臂8的旋转。

这里，动臂8的第一端为靠近底盘3的一端，动臂8的第二端为远离底盘3的一端，伸缩臂9的第一端为靠近动臂8的一端，伸缩臂9的第二端为远离动臂8的一端。

在其他实施例中，抓取臂架可以只包括动臂8，抓取机构可转动地连接在动臂8的第二端；或者，抓取臂架可以只包括伸缩臂9，伸缩臂9的第一端可转动地安装在第一回转机构6上，并且第一回转机构6通过升降机构与底盘3连接。

本实施例中，动臂8的第一端与底座7通过第一铰接轴相铰接，使动臂8能够围绕第一铰接轴实现与底座7成一定角度的俯仰转动。

伸缩臂9的第一端与动臂8的第二端通过第二铰接轴相铰接，这里，第二铰接轴水平设置，以使伸缩臂9能够围绕第二铰接轴实现相对动臂8的俯仰转动。

本实施例中，伸缩臂9包括多级臂节，多级臂节依次套接，并且相邻两级臂节滑动连接，这样，通过多级臂节的伸缩实现换电装置的抓取机构吊装行程的变换。

这里，第一级臂节的第一端与动臂8的第二端转动连接，抓取机构转动连接在最后一级臂节的第二端。

并且，本换电装置还包括用于驱动伸缩臂9伸缩的伸缩驱动装置，伸缩驱动装置可以为伸缩缸或卷扬装置，或其他能够实现伸缩的装置。

这里，伸缩缸可以为油缸，或者气缸，或者电动推杆。

在可选的实施例中，本换电装置还包括第一驱动和第二驱动。其中，第一驱动用于驱动动臂8转动，并且第一驱动的第一端与第一回转机构6转动连接，第一驱动的第二端与动臂8转动连接，这样，通过第一驱动的直线伸缩能够带动动臂8俯仰转动；第二驱动用于驱动伸缩臂9相对动臂8转动，并且第二驱动的第一端与动臂8转动连接，第二驱动的第二端与伸缩臂9转动连接，这样，通过第二驱动的直线伸缩能够带动伸缩臂9相对于动臂8俯仰转动。

这里，第一驱动和第二驱动均可以为油缸或气缸或电动推杆，或者其他能够伸缩的装置。

在本实用新型的可选实施例中，抓取机构包括上装装置、下装装置和驱动装置，上装装置与抓取臂架的第二端可转动地连接，即上装装置可以与最后一级臂节的第二端可转动地连接；下装装置用于抓取电池2，下装装置位于上装装置的下方，驱动装置用于驱动下装装置升降，并且驱动装置的固定端设置在上装装置上，下装装置设置在驱动装置的移动端。这样，便于调节下装装置的位置，从而便于抓取电池2。

具体地，驱动装置可以包括多个伸缩驱动，伸缩驱动的固定端与上装装置连接，伸缩驱动的移动端(伸缩端)与下装装置连接，以通过伸缩驱动的伸缩来带动下装装置的升降，从而便于下装装置靠近或远离电池2。伸缩驱动可以为油缸或气缸或电动推杆，或其他能够实现伸缩的装置。这里，驱动装置可以包括四个伸缩驱动，四个伸缩驱动可以均匀分布在上装装置的底端。

或者，驱动装置可以包括一个或多个卷扬机构，卷扬机构包括设置在上装装置上的卷扬机和用于连接下装装置的钢丝绳14，卷扬机能够收放钢丝绳14，通过卷扬机对钢丝绳14的收放能够实现下装装置的升降。

在本实用新型的可选实施例中，上装装置和下装装置之间设置有定位组件，定位组件包括定位套16和定位柱17，定位套16和定位柱17的其中一者设置在上装装置的底端，另一者设置在下装装置的顶端，并且定位柱17能够嵌入到定位套16内，以使上装装置和下装装置能够相对固定，从而在下装装置抓取电池2以后，在电池2的转运过程中，电池2不易发生晃动。

为了便于定位柱17嵌入定位套16内，沿定位柱17朝向定位套16的方向，定位柱17的直径或宽度逐渐减小，具体地，定位柱17靠近定位套16的部分可以呈锥形。

在可选的实施例中，上装装置包括连接座10、上装平台12和第二回转机构11，连接座10与抓取臂架的第二端转动连接，第二回转机构11用于连接上装平台12和连接座10，既能够实现上装平台12与连接座10的连接，又能够实现上装平台12与连接座10的相对旋转。

需要说明的是，上述第二回转机构11可以包括第二回转支承和第二回转驱动，第二回转支承用于转动连接上装平台12和连接座10，第二回转驱动用于驱动上装平台12相对于连接座10旋转，从而实现抓取件的旋转。

在可选的实施例中，下装装置包括下装平台13、多个抓取件15，其中，下装平台13与驱动装置的移动端连接，多个抓取件15用于与电池框架连接，并且抓取件15设置在下装平台13的底端，以使抓取件15能够抓取电池。

在可选的实施例中，下装装置还包括多个导向件18，多个导向件18设置在下装平台13的底端，并且导向件18设置有导向面，这里导向面可以为楔形面，楔形面位于导向件18朝向电池框架边缘的一侧，以便于使导向件18***到电池框架内，从而便于抓取件15抓取电池框架。

本实用新型提供的一种换电装置，底座7通过第一回转机构6可回转的安装在底盘3上，动臂8通过第一销轴与底座7铰接，使动臂8能够相对底座7俯仰转动，伸缩臂9通过第二销轴与动臂8铰接，使伸缩臂9能够相对动臂8俯仰转动，并且伸缩臂9包括多级臂节，能够实现多级伸缩，从而扩展抓取臂架的行程，并且，换电装置通过各结构复合运动可方便调整吊装电池2的位置以协助完成换电需求；动臂8和伸缩臂9可折叠收缩在底盘3上，上路行驶时不会超法规要求道路车辆的高度和宽度限制，便于车辆运输；抓取机构的上装平台12通过连接座10铰接在伸缩臂9上，上装平台12通过第二回转机构11相对连接座10可旋转调整位置；下装平台13可浮动升降的安装在上装平台12上，并且在上装平台12和下装平台13之间设置有定位组件，浮动和定位组件扩大了电池2放置或起升过程中抓取机构的容错性，可辅助换电装置顺利换电。

下面对本实用新型提供的换电车进行描述，下文描述的换电车与上文描述的换电装置可相互对应参照。

本实用新型提供的一种换电车，包括底盘3和换电装置，底盘3上设置有多个用于承载电池2的电池固定座4，换电装置可以为上述任一项实施例所述的换电装置。本换电车所达到的有益效果与本实用新型提供的换电装置所达到的有益效果相一致。

在可选的实施例中，底盘3设置有多个伸缩支腿5，多个伸缩支腿5用于支撑和调平底盘3。

这里，伸缩支腿5可以为水平伸缩式支腿，或者为摆动式伸缩支腿，或可以为固定式伸缩支腿，伸缩支腿5可沿竖直方向伸缩，以能够与地面接触，从而实现对底盘3的支撑。

并且，底盘3可以为通用卡车底盘或半挂车底盘。

在可选的实施例中，本换电车还包括多个充电装置，充电装置设置在底盘上，并且充电装置包括充电机、充电枪和充电端口，充电枪和充电端口均与充电机电连接，这里，充电端口设置在电池固定座4上，并且充电端口能够与电池电连接，以能够为电池2充电。充电枪能够为其他设备或车辆进行充电。

本换电车还包括控制装置，控制装置设置在底盘3上，充电装置与控制装置电连接或通信连接，以通过控制装置对充电装置进行调控。

并且，换电装置的用电设备均可以与控制装置电连接或通信连接，以便于对换电装置进行整体操控，从而有利于实现自动控制。

当换电车行驶到指定换电地点后，伸缩支腿5展开升降，将底盘3支撑调平并保持整车稳定；待换电车辆1或设备行驶到换电车旁的换电位置(或换电车行驶至待换电车辆1或设备旁，然后换电车的伸缩支腿5展开并升降调平并保持自身稳定)；换电装置展开动作，通过第一回转机构6的回转变位、动臂8俯仰变位、伸缩臂9俯仰变位、伸缩臂9伸缩变换行程的多结构复合动作，以使抓取机构运动至待换电池的上方，然后通过抓取机构的第二回转机构11的旋转动作调整下装装置相对电池的位置，使其对正，最后下放下装装置，下装装置的抓取件15抓取锁定电池框架并吊起电池。然后将此电池吊转放置在换电车上的空置的电池固定座4上；换电装置动作在换电车上抓取吊装一块满电池并将其安放到待换电车辆1或设备上；换电完成，被换电设备驶离，其它设备进场换电(或换电车收车转场去给其它设备换电)。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种换电装置，其特征在于，包括：

第一回转机构(6)，设置在运输车的底盘(3)上；

抓取臂架，包括动臂(8)和伸缩臂(9)，所述动臂(8)的第一端与所述第一回转机构(6)转动连接；所述伸缩臂(9)的第一端与所述动臂(8)的第二端转动连接，所述伸缩臂(9)能够相对所述动臂(8)俯仰转动；

抓取机构，用于抓取电池(2)，所述抓取机构与所述伸缩臂(9)的第二端转动连接。

2.根据权利要求1所述的换电装置，其特征在于，所述抓取机构包括：

上装装置，与所述抓取臂架的第二端可转动连接；

下装装置，用于抓取电池；

驱动装置，用于驱动所述下装装置升降，所述驱动装置的固定端设置在所述上装装置上，且所述下装装置设置在所述驱动装置的移动端。

3.根据权利要求2所述的换电装置，其特征在于，所述上装装置和所述下装装置之间设置有定位组件，所述定位组件包括定位套(16)和能够嵌入所述定位套(16)内的定位柱(17)，所述定位套(16)和所述定位柱(17)的其中一者设置在所述上装装置的底端，另一者设置在所述下装装置的顶端，且沿所述定位柱(17)朝向所述定位套(16)的方向，所述定位柱(17)的直径或宽度逐渐减小。

4.根据权利要求1所述的换电装置，其特征在于，还包括：

第一驱动，用于驱动所述动臂(8)转动，所述第一驱动的第一端与所述第一回转机构(6)转动连接，所述第一驱动的第二端与所述动臂(8)转动连接；

第二驱动，用于驱动所述伸缩臂(9)相对所述动臂(8)转动，所述第二驱动的第一端与所述动臂(8)转动连接，所述第二驱动的第二端与所述伸缩臂(9)转动连接。

5.根据权利要求2所述的换电装置，其特征在于，所述下装装置包括：

下装平台(13)，与所述驱动装置的移动端连接；

多个抓取件(15)，用于与电池框架连接，所述抓取件(15)设置在所述下装平台(13)的底端；

多个导向件(18)，设置在所述下装平台(13)的底端。

6.根据权利要求2所述的换电装置，其特征在于，所述上装装置包括：

连接座(10)，与所述抓取臂架的第二端转动连接；

上装平台(12)，所述驱动装置设置在所述上装平台(12)上；

第二回转机构(11)，用于连接所述连接座(10)和所述上装平台(12)，所述上装平台(12)与所述连接座(10)能够相对旋转。

7.一种换电车，其特征在于，包括：

底盘(3)，设置有多个用于承载电池的电池固定座(4)；

换电装置，所述换电装置为如权利要求1-6任意一项所述的换电装置。

8.根据权利要求7所述的换电车，其特征在于，所述底盘(3)设置有多个用于支撑和调平所述底盘(3)的伸缩支腿(5)。

9.根据权利要求7所述的换电车，其特征在于，还包括：

多个充电装置，设置在所述底盘(3)上，所述充电装置包括充电机、与所述充电机电连接的充电枪和充电端口，所述充电端口设置在所述电池固定座(4)上，所述充电端口能够与电池电连接；

控制装置，设置在所述底盘(3)上，所述充电装置与所述控制装置电连接或通信连接。

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