一种蓄电池驱动车辆的自动续能装置及控制方法

摘要

一种蓄电池驱动车辆的自动续能装置及控制方法。装置由箱体和控制装置、水平运动系统、垂直运动系统、圆盘旋转系统、4个交流转直流电源充电器和电池箱组成；其中箱体的前端呈开口状，并且外部安装有一个更换电池按钮，而控制装置、水平运动系统、垂直运动系统、圆盘旋转系统、4个交流转直流电源充电器和电池箱则设置在箱体的内部。本发明的蓄电池驱动车辆的自动续能装置及控制方法能在无人工干预环境下安全可靠、快速高效地为蓄电池驱动车辆自动更换电池箱，实现其续能功能，且对蓄电池驱动车辆结构改动很小，只需将车辆上的机载蓄电池组放入电池箱即可，因此具有自动化程度高、结构简单、运行可靠、造价低，且可以节省大量的时间与人力等优点。

主权项

一种蓄电池驱动车辆的自动续能装置，其特征在于：所述的自动续能装置由箱体(1)和控制装置(2)、水平运动系统、垂直运动系统、圆盘旋转系统、4个交流转直流电源充电器(33)和电池箱(35)组成；其中箱体(1)的前端呈开口状，并且外部安装有一个更换电池按钮(22)，而控制装置(2)、水平运动系统、垂直运动系统、圆盘旋转系统、4个交流转直流电源充电器(33)和电池箱(35)则设置在箱体(1)的内部；所述的水平运动系统包括水平模组和水平步进电机(3)；水平模组由第一联轴器(4)、末位接近开关(5)、中位接近开关(6)、水平导轨(7)、首位接近开关(8)和水平丝杠(9)组成；其中水平导轨(7)水平设置在箱体(1)内部上方；水平丝杠(9)安装在水平导轨(7)上，并且其一端通过第一联轴器(4)与水平步进电机(3)相连；首位接近开关(8)、末位接近开关(5)和中位接近开关(6)分别安装在水平导轨(7)的两端和中间部位，并且末位接近开关(5)靠近第一联轴器(4)；所述的垂直运动系统包括垂直模组、垂直步进电机(10)、支架(34)和末端铲子(11)；垂直模组由第二联轴器(12)、上位接近开关(13)、垂直丝杠(14)、垂直导轨(15)和下位接近开关(16)组成；其中支架(34)的上端通过丝杠母连接在水平丝杠(9)上；垂直导轨(15)的上端与支架(34)的下端固连在一起；垂直丝杠(14)安装在垂直导轨(15)上，并且其上端通过第二联轴器(12)与垂直步进电机(10)相连；上位接近开关(13)和下位接近开关(16)分别安装在垂直导轨(15)的上端和下端；末端铲子(11)的后端通过丝杠母安装在位于上位接近开关(13)和下位接近开关(16)之间的垂直丝杠(14)上；所述的圆盘旋转系统包括旋转圆盘(17)、轴(18)、推力球轴承(19)、同步齿轮带(20)和圆盘步进电机(21)；其中旋转圆盘(17)与轴(18) 相连接，轴(18)通过推力球轴承(19)垂直固定在箱体(1)的底面之上，并且轴(18)上设有同步齿轮；圆盘步进电机(21)安装在箱体(1)的侧面上，其通过同步齿轮带(20)与轴(18)上的同步齿轮相连接，从而带动旋转圆盘(17)转动；旋转圆盘(17)上设有4个充电位(23)、6个电池箱卡槽(24)、6个接近开关(25)、4组充电触点(26)、待充电位(27)和充电完成位(28)；其中，4个充电位(23)、待充电位(27)和充电完成位(28)分布在旋转圆盘(17)的表面，并且旋转圆盘(17)上分别设有一个用来固定电池箱(35)的电池箱卡槽(24)；每个充电位(23)上安装有一个接近开关(25)，用来检测该充电位(23)的位置是否存在电池箱(35)；每个充电位(23)的外部开口处安装有充电触点(26)，该充电触点(26)的内侧面与电池箱(35)上的触点(32)相接触，外侧面与交流转直流电源充电器(33)相连；待充电位(27)用于存放内部装有待充电电池组的电池箱(35)，或者当待充电位(27)空闲时，末端铲子(11)能够穿过该待充电位(27)的位置插入到外部电池箱上；充电完成位(28)用于存放内部装有已充满电电池组的电池箱(35)，为自动续能装置更换电池箱作准备；所述的电池箱(35)包括电池箱体(31)、多根横梁(30)和触点(32)；电池箱体(31)由相隔距离平行设置的多块平板(36)和底板(37)构成，相邻平板(36)之间的空间形成用于放置电池组的电池位(29)；横梁(30)水平安装在平板(36)的上端，其与电池组之间的空隙用于插入末端铲子(11)；触点(32)位于电池箱体(31)的一侧；所述的4个交流转直流电源充电器(33)分别位于旋转圆盘(17)上4个充电位(26)的旁边，其一端与220伏的交流电源相连，另一端与旋转圆盘(17)上的充电触点(26)相接，以实现交流电转换直流电的功能，并为直流电池组提供能量，并且内部安装有电压检测电路，该电路与控制装置(2)中的AD/IO模块（202）相连接，用于充电电池组的电压检测； 所述的控制装置(2)由主机系统(201)、AD/IO模块(202)、单片机(203)、步进电机驱动器(204)、无线AP模块(205)和电源(206)组成；其中：主机系统(201)分别与AD/IO模块(202)、单片机(203)和无线AP模块(205)相连接；AD/IO模块(202)为AD转换器与输入输出接口电路，用于采集各种输入信号，其输入端口分别与末位接近开关(5)、中位接近开关(6)、首位接近开关(8)、上位接近开关(13)、下接近开关(16)、6个接近开关(25)以及交流转直流电源充电器(33)内的电压检测电路相连，输出端口与主机系统(201)相接；单片机(203)为步进电机驱动控制器，其输入端与主机系统(201)相连，输出端与步进电机驱动器(204)相接；步进电机驱动器(204)的输入端与单片机(203)相连，输出端分别与水平步进电机(3)、垂直步进电机(10)和圆盘步进电机(21)相接；无线AP模块(205)为无线网络接入点，用于通过无线网络实现与外部的联系；电源(206)则用于为整个控制装置提供工作电源。