一种电动乘用车底盘电池更换系统及方法

摘要

本发明公开了一种电动乘用车底盘电池更换系统，包括快换机器人、换电平台、中转平台、后台监控系统、堆垛机和充电架，中转平台、堆垛机和充电架均设置于换电平台一侧；快换机器人设置于换电平台和中转平台之间，换电平台上能够通过电动乘用车，电动乘用车上设有与快换机器人所托电池箱相对应的锁止机构；后台监控系统通过工业以太网分别与快换机器人和堆垛机相连。同时本发明还公开了该系统的使用方法。换电平台机械定位机构简单，定位准确，且造价低廉；液压举升机构运用到快换机器人中，整个更换过程可靠稳定，同时有效缩减更换设备的尺寸，节省更换系统实际占地面积；中转平台作为快换机器人和堆垛机电池更换的交互纽带，进一步缩短了电池更换所耗费的时间。

主权项

一种电动乘用车底盘电池更换系统，其特征是，它包括快换机器人、换电平台、中转平台、后台监控系统、堆垛机和充电架，所述中转平台、堆垛机和充电架均设置于换电平台一侧；所述快换机器人处于换电平台和中转平台之间，所述换电平台上能够通过电动乘用车，所述电动乘用车上设有与快换机器人所托电池箱相对应的锁止机构；所述后台监控系统通过工业以太网分别与快换机器人和堆垛机相连；所述快换机器人包括X轴、Z轴、R轴三个方向的自由度，依次为直线行走机构、液压举升机构和角度纠偏机构；所述直线行走机构、液压举升机构和角度纠偏机构由下到上依次连接设置；所述直线行走机构、液压举升机构和角度纠偏机构均与控制系统相连；所述直线行走机构包括滑轮、万向联轴器、皮带、第一伺服电机、第一减速机和底座；滑轮设置于底座下部，第一伺服电机和第一减速机设置于底座上部；其中，前端两个滑轮为机器人动力装置，两滑轮通过一组万向联轴器连接；后端两个滑轮为从动装置，该两个滑轮通过另一组万向联轴器连接；第一伺服电机与配套的第一减速机胀套连接，第一减速机通过皮带与作为动力装置的滑轮相连；所述液压举升机构位于直线行走机构底座的上部，包括上下设置的二级液压缸和一级液压缸；一、二级液压缸一侧分别焊接横梁并布置有防转梁，与位于一级液压缸焊接横梁及底座焊接横梁上的两个防转孔配合；一、二级液压缸另一侧分别设置有齿条、编码器、挡片和第一接近开关，所述挡片与第一接近开关相配合，第一接近开关设置于一级液压缸焊接横梁的底端，位于二级液压缸侧面上的齿条通过齿轮与编码器啮合；所述角度纠偏机构位于液压举升机构的上端，角度纠偏机构包括安装法兰，大、小齿轮，第二伺服电机和第二减速机，安装法兰安装于所述液压举升机构的二级液压缸上，第二伺服电机，第二减速机，大、小齿轮依次布置于安装法兰上，第二伺服电机上端安装小齿轮，二级液压缸上安装大齿轮，大小齿轮机械啮合，随第二伺服电机驱动配合旋转；角度纠偏机构上端安装有电池托盘，大齿轮旋转圆心与电池托盘重心同心；电池托盘上安装有四个与待换电电动乘用车电池外箱底部四个突起相耦合的限位块；所述电池托盘上安装有超声测距传感器和DMP传感器；所述快换机器人还包括控制系统,所述控制系统包括触摸屏、无线通信模块、PLC控制器、A/D模块、D/A模块；无线通信模块与触摸屏通信，PLC控制器与触摸屏通信，触摸屏通过工业以太网与后台监控系统通信；PLC控制器分别与超声测距传感器、DMP传感器、液压比例流量阀、各编码器、接近开关、光电开关实时数据传输通信；所述二级液压缸旁的编码器与A/D模块连接，编码器采集二级液压缸单侧齿条的上升高度，经过计算获取二级液压缸举升距离，将该数据反馈给控制系统，形成举升过程中的全闭环控制；所述接近开关和光电开关与PLC控制器连接，实时传输快换机器人各自由度的极限位置信息，触发控制系统的中断模式及高速计数模式，实现快换机器人在规定范围内的准确、快速动作；所述锁止机构为四套，包括机架、电机、电机减速机、控制板、齿轮传动装置，在机架上安装有电机，电机通过电机减速器与齿轮传动装置连接；齿轮传动装置包括齿轮对和转轴，齿轮对为连接在电机减速器输出端的电机齿轮及与转轴连接的齿轮，转轴分别与齿轮和挂钩连接，在转轴的轴端设有至少一个轴向限位器，转轴安装在转轴安装座上，转轴安装座在机架上；在安装座上设有两组第三接近开关，第三接近开关与锁止机构控制板连接；所述锁止机构控制板上嵌入无线通信模块，所述无线通信模块能够与快换机器人内无线通信模块进行四套锁止机构锁止状态数据信息传输，并通过后台监控系统下发锁止机构自动或手动解锁和闭锁命令。