一种用于电动乘用车底盘换电的定位系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电动乘用车底盘电池更换前，用于车体准确定位的装置，尤其涉及一种用于电动乘用车底盘换电的定位系统。
【背景技术】
[0002]随着环境污染和能源危机的加剧，电动汽车作为一种节能、环保的新型交通工具，已成为传统汽车工业发展的方向。近年来，各国政府、企业投入大量资金，用于电动汽车研发和应用，电动汽车行业得到迅速发展。然而，由于电池密度和续航里程的技术瓶颈问题，严重阻碍了电动汽车技术的推广应用。
[0003]目前，电动汽车能源补给主要有整车充电和机械换电两种模式。充电模式包含慢充和快充两种方法。慢充时间较长，快速充电对电池使用寿命影响较大，两种方法都可能造成配网侧的谐波污染，给电网造成破坏性影响。因此，整车充电模式存在较大的弊端。与整车充电相比，机械换电操作简单，能够在5-10分钟内完成电动乘用车电池组的快速更换，实现了电能的迅速补给。同时，可在夜间对电池组进行集中充电，实现了电网负荷的“调峰储能”，提高了电力设备的综合利用效率，具有较高的推广应用价值。
[0004]中国国家知识产权局已公开的发明专利CN200910090807.8中，阐述了一种用于电动乘用车底盘电池更换的方法，属于机械换电方式的一种。其电动乘用车定位方式为:电动乘用车底部有四个刚性举升支点，举升执行机构将电动乘用车固定支撑至轮胎离地的适当高度。此电池更换方法未涉及电动乘用车两个自由度方向的精确定位，较大的定位误差会严重影响到机器人电池更换作业的成功效率；更换车辆是否到达举升点、保障措施并无描述。同时，对举升支点(汽车、梁框、架焊接骨架)的支撑部位选择要求较高，严重情况下可引起车辆发生侧倾危险。
[0005]中国国家知识产权局已公开的发明专利CN201110199159.7中，阐述了一种用于电动乘用车底盘电池更换的方法，属于机械换电方式的一种。其电动乘用车定位方式为:电动乘用车驶向换电高台，通过V型槽实现X轴方向的定位，通过橡胶挡块实现Y轴方向的定位。驾驶车辆驶上换电高台，存在掉入镂空换电操作洞内或单向滑落换电平台危险。同时，粗放的V型槽车体坠入和橡胶挡块推移定位方式都可造成车体部件的损坏。
[0006]因此，现有的电池更换系统存在以下技术不足:
[0007]1.目前，电动乘用车电池更换系统多采用换电高台，车辆行驶上没有防护的换电高台，容易造成车体滑落危险；
[0008]2.车体定位简单粗放。四个刚性举升定位的方式，在未进行准确车体准确定位情况下，将车体升高到脱离地面位置，对举升支点承重要求较高，换电过程容易造成侧倾危险；V行槽配合橡胶挡块定位的方式，V型槽车体颠簸和橡胶挡块推移定位都可造成车体部件的损坏。
【实用新型内容】
[0009]本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供了一种用于电动乘用车底盘换电的定位系统，电池更换系统过程简单，交互容易，限位简单，时间短，定位准确。
[0010]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0011]—种用于电动乘用车底盘换电的定位系统，其特征是，包括换电平台，所述换电平台上设有换电区，换电区的下部为中空结构，换电区的两侧设有传送机构，换电区上设有能调高度的车轮固定机构，所述车轮固定机构的一侧设有旋转机构，所述换电平台的下部设有换电机器人装置；所述传送机构、车轮固定机构及旋转机构都接受控制系统的控制。车轮固定机构高度可调，将车轮进行X、z轴方向的准确定位，旋转机构通过可实现车辆沿X、Y轴方向上的移动。
[0012]所述换电区的前后两端分别设有光电传感器，光电传感器与所述控制系统连接。电动乘用车前端触发第一个光电传感器，车体进入换电区；当电动乘用车前端触发第二个光电开关，后端不再触发第一个光电传感器，车体完全处于换电区位置。传动机构停止运动，电动乘用车完成X轴方向粗定位。
[0013]所述车轮固定机构设有四个，车轮固定机构的内侧设有旋转机构。
[0014]所述旋转机构包括伺服电机，伺服电机通过啮合的齿轮带动滑动滚轴转动，滑动滚轴能带动外壳转动，滑动滚轴通过轴承安装在所述换电平台上。
[0015]所述旋转机构的下端设有第一升降机构，所述第一升降机构设有第一伺服电机，第一伺服电机通过蜗轮蜗杆传动实现旋转机构的升降运动，所述第一伺服电机接受所述控制系统的控制。
[0016]所述车轮固定机构的外形为三角柱体形。
[0017]所述车轮固定机构的下端设有第二升降机构，所述第二升降机构设有第二伺服电机，第二伺服电机通过蜗轮蜗杆传动实现车轮固定机构的升降运动，所述第二伺服电机接受所述控制系统的控制。车轮固定机构可上升到固定高度，实现车轮在X/Z轴两个方向的精确定位，可有效避免电池组在更换过程中的车体下坠及X轴方向移动。车轮固定机构可使电动乘用车车轮始终处于换电平台水平高度上。
[0018]所述换电机器人装置包括换电机器人和电池传送装置，所述电池传送装置设置于换电平台下端，与所述换电平台垂直。也就是电池传送装置设置于换电平台下端Y轴方向。
[0019]所述换电平台和换电机器人装置的控制系统均与上位机通讯连接，传送相关车辆和电池信息，读取相关控制操作指令。
[0020]换电机器人固定于换电区下端，可进行Z轴方向垂直举升运动。通过电池托盘压力传感器信号的变化，配合实现电池的更换。
[0021]本实用新型的有益效果是:
[0022](I)换电平台定位机构简单、定位可靠准确，造价低廉；它由换电平台、两套传送机构、四套旋转机构、四套车轮固定机构及两个光电传感器组成；传动机构通过滚轴滚动速度变化，有效实现车体X轴方向纠偏以及X轴方向的粗定位；
[0023](2)车轮固定机构通过升降到固定高度，使车体轮胎处于换电平台水平面上，一方面，可有效实现车体X/Z轴方向的精确定位，另一方面，可防止车体在电池更换过程中的位置变化；旋转机构通过滚轴转动，有效实现车体X轴方向运动及旋转90°后的Y轴方向纠偏；
[0024](3)换电平台为一整体水平结构，车体驶入换电区，即可在传送机构牵引下到达固定位置，避免了换电高台引起的车体滑落危险；
[0025](4)传感器采集车体和电池信息，传递给控制系统，后台上位机与控制系统进行信息通讯；后台上位机实时获取车体位置、电池状态等实时信息，发送控制信号，配合实现电动乘用车的准确定位。
[0026]车体X/Y/Z轴方向准确定位，可实现换电机器人位置固定，只需进行简单的Z轴升降运动，即可实现“待充”和“充满”电池的更换；同时，换电机器人无需进行X/Y轴方向位移和位置调整，极大缩短了系统电池更换的时间，有效减少了车体与换电机器人的信息交互，整个电池更换