一种电动汽车自动换电池机构的制作方法
【专利摘要】本发明属于机械自动化领域，具体涉及一种电动汽车自动换电池机构。该机构包括四个立柱、安装在四个立柱上的矩形框架、安装的矩形框架上的两组相互平行的X向导轨以及安装在两组X向导轨之间的一或两组机械手；机械手设置有X向移动组件、Y向移动组件、Z向移动组件以及两种不同的拾取装置；采用本发明不仅自动化程度高、换电效率高并且可用于侧部装电池和后备箱装电池的电动汽车。
【专利说明】—种电动汽车自动换电池机构
【技术领域】
[0001]本发明属于机械自动化领域,具体涉及一种电动汽车自动换电池机构。
【背景技术】
[0002]随着人们对环境保护的意识越来越强，环境污染和资源的问题受到人们的极大关注。汽车行业节能减排形势的日益严峻，发展节能环保型汽车成为汽车产业发展的必然选择。目前，以电能为代表的新能源的节能环保型汽车作为动力与储能电池产业终端应用产品，已成为国家鼓励发展的新兴战略性产业。
[0003]目前，电动汽车的续航能力是电动汽车行业需要解决的一个重要问题，国家电网公司提出了“换电为主、插充为辅、集中充电、统一配送，通过智能电网、物联网和交通网的‘三网’技术融合，实施信息化、自动化和网络化的‘三化’管理，实现对电动汽车用户跨区域全覆盖的同网、同质和同价的‘三同’服务”的建设方针。电动汽车的蓄电电池的充电和换电环节关系到整个电动汽车产业的普及和推广。利用专门的电池更换设备，无人值守的情况下实现全自动将电动汽车耗尽的电池组直接更换为充换电站内已充满电的电池组，是电动汽车充换电站的技术发展方向。
[0004]充电电池的更换可以依靠人工或者机械设备来完成。每个电池箱重约80公斤，如果采用人工劳动强度相当大，而且存在很大的安全隐患，不适合现代化的生产程式。只能采用机械设备，这样不仅可以提高效率，而且确保操作工人的安全，是现代工业广泛采用的一种方式，也是提升新能源运用水准和科技含量的重要标向。
[0005]在初期电动汽车电池的更换基本采用人工辅助机器的方式实现。虽然人工参与增加了电池更换的灵活性，但同时也增加了人工成本，降低了电池更换的效率。另外由于单块电池的重量大，这增加了工人的劳动强度与换电工作的危险性，而采用自动设备不仅提高了效率，而且可以确保操作工人的安全，因此研究能够快速更换电池提高了电池更换效率的自动设备尤为重要。
【发明内容】
[0006]为了解决【背景技术】中问题，本发明提出一种自动化程度高、换电效率高并可用于侧部装电池和后备箱装电池的电动汽车自动换电池机构。
[0007]本发明的具体技术方案是:
[0008]一种电动汽车自动换电池机构，其特征在于:包括四个立柱、安装在四个立柱上的矩形框架、安装的矩形框架上的两组相互平行的X向导轨以及安装在两组X向导轨之间的一或两组机械手；
[0009]所述机械手包括X向移动组件、用于提供X向移动组件动力的第一传动装置、Y向移动组件、用于提供Y向移动组件动力的第二传动装置、Z向移动组件、用于提供Z向移动组件动力的第三传动装置以及拾取装置；所述X向移动组件安装在X向导轨上；所述Y向移动组件安装在X向移动组件上；所述Z向移动组件安装在Y向移动组件上；[0010]所述X向移动组件包括分别卡装在两组X向导轨上的两个第一滑块以及安装在两个第一滑块上移动横梁；
[0011]所述第一传动装置包括第一驱动组件、第一齿轮以及第一齿条；所述第一驱动组件固定安装在移动横梁上；所述第一驱动组件的输出端安装第一齿轮；所述第一齿轮与第一齿条啮合；所述第一齿条固定安装在矩形框架上并与X向导轨平行；
[0012]所述Y向移动组件包括固定安装在移动横梁的Y向导轨、卡装在Y向导轨上的第二滑块以及安装在第二滑块上的滑动座；
[0013]所述第二传动装置包括第二驱动组件、第二齿轮以及第二齿条；所述第二驱动组件固定安装在滑动座上；所述第二驱动组件的输出端安装第二齿轮；所述第二齿轮与第二齿条啮合；所述第二齿条安装在移动横梁上并与Y向导轨平行；
[0014]所述Z向移动组件包括固定安装在滑动座上的Z向导轨、卡装在Z向导轨上的第三滑块以及安装在第三滑块上的吊梁；
[0015]所述第三传动装置包括第三驱动组件、同步带轮以及同步带；所述第三驱动组件固定安装在滑动座上；所述第三驱动组件的输出端安装同步带轮；所述同步带轮与同步带啮合；所述同步带安装在吊梁上；
[0016]所述拾取装置包括拾取框架、推进组件以及多个真空吸盘；所述拾取框架由顶板、底板、左侧板、右侧板以及后板组成的内部为空腔且前方设有开口 ；所述顶板与吊梁固定连接；；所述推进组件包括推进气缸、连接支架；所述连接支架由与顶板平行的第一连接板和与第一连接板外伸端垂直固连的第二连接板组成；
[0017]所述推进气缸固定设置在拾取框架内；所述第一连接板的非外伸端与推进气缸的活动端连接；所述多个真空吸盘安装在第二连接板上。
[0018]上述拾取装置还包括设置在左侧板内表面和右侧边内表面的多个导向装置；所述导向装置包括固定座以及卡装在固定座内的滚轮；
[0019]所述拾取装置还包括设置在拾取框架内的多个滚筒组件；所述滚筒组件包括设置在底板内的筒身以及分别固定在左侧板和右侧板上用于支撑筒身的两个支轴；
[0020]所述拾取装置还包括固定设置在拾取框架底板上的电池护板；所述电池护板延伸出拾取框架外部；
[0021 ] 所述推进气缸为无杆气缸。
[0022]另外，本发明还提出了一种适用于电动汽车侧方换电池的换电池机构:
[0023]一种电动汽车自动换电池机构，其特征在于:包括四个立柱、安装在四个立柱上的矩形框架、安装的矩形框架上的两组相互平行的X向导轨以及安装在两组X向导轨之间的机械手；
[0024]所述机械手包括X向移动组件、用于提供X向移动组件动力的第一传动装置、Y向移动组件、用于提供Y向移动组件动力的第二传动装置、Z向移动组件、用于提供Z向移动组件动力的第三传动装置以及拾取装置；
[0025]所述X向移动组件包括分别卡装在两组X向导轨上的两个第一滑块以及安装在两个第一滑块上移动横梁；
[0026]所述第一传动装置包括第一驱动组件、第一齿轮以及第一齿条；所述第一驱动组件固定安装在移动横梁上；所述第一驱动组件的输出端安装第一齿轮；所述第一齿轮与第一齿条啮合；所述第一齿条固定安装在矩形框架上并与X向导轨平行；
[0027]所述Y向移动组件包括固定安装在移动横梁的Y向导轨、卡装在Y向导轨上的第二滑块以及安装在第二滑块上的滑动座；
[0028]所述第二传动装置包括第二驱动组件、第二齿轮以及第二齿条；所述第二驱动组件固定安装在滑动座上；所述第二驱动组件的输出端安装第二齿轮；所述第二齿轮与第二齿条啮合；所述第二齿条安装在移动横梁上并与Y向导轨平行；
[0029]所述Z向移动组件包括固定安装在滑动座上的Z向导轨、卡装在Z向导轨上的第三滑块以及安装在第三滑块上的吊梁；
[0030]所述第三传动装置包括第三驱动组件、同步带轮以及同步带；所述第三驱动组件固定安装在滑动座上；所述第三驱动组件的输出端安装同步带轮；所述同步带轮与同步带啮合；所述同步带安装在吊梁上；
[0031]所述拾取装置包括拾取框架、多个吸盘以及多级推进组件；
[0032]所述拾取框架由顶板、底板、左侧板、右侧板以及后板固连组成，所述拾取框架内部为空腔且前方设有开口；
[0033]所述多级推进组件包括一级推进组件和二级推进组件；所述一级推进组件包括多个一级气缸、一级连接板以及多个导向轴；所述二级推进组件包括所述二级推进组件包括多个二级气缸和二级连接板；
[0034]所述一级连接板和二级连接板均设置在拾取框架内部并且均与后板平行；所述多个一级气缸缸体前端分别固定连接在后板外表面上且活塞杆穿过后板之后与一级连接板固连；所述多个导向轴一端与一级连接板固定连接且穿过后板延伸出后板外表面；所述多个二级气缸的缸体前端分别固连在一级连接板上并且活塞杆穿过一级连接板与二级连接板固连；所述多个吸盘均与二级连接板固定连接；所述多个吸盘朝向拾取框架的开口。
[0035]上述拾取装置还包括调整组件；所述调整组件包括定位气缸以及推板；所述推板设置在拾取框架内部且与侧板平行；所述定位气缸的缸体前端与侧板固定连接且活塞杆穿过侧板与推板固连；所述定位气缸数量为两个；
[0036]所述拾取装置还包括设置在拾取框架底板上的多个导向轮；所述导向轮包括固定安装在底板上的固定座以及卡装在固定座内的滚轮；
[0037]所述推板上还设置有至少一个用于缓冲的橡胶垫。
[0038]上述两种机械手还包括设置在Z向移动组件与拾取装置之间的旋转组件；所述旋转组件包括固定安装在吊梁上的第四驱动组件以及安装在第四驱动组件输出端的连接板；所述连接板与拾取框架的顶板连接。
[0039]上述两种机械手还包括设置在旋转组件和拾取装置之间的俯仰组件；所述俯仰组件包括上支架、下支架以及第五驱动组件；所述上支架与连接板固连；所述下支架与上支架铰接并与拾取框架的顶部连接；所述第五驱动组件固定安装在上支架上并且第五驱动组件的输出端与下支架连接，用于驱动下支架上下摆动。
[0040]上述两种机械手中的第一驱动组件、第二驱动组件、第三驱动组件、第四驱动组件以及第五驱动组件均由伺服驱动组件与减速机组成。
[0041]本发明的有益效果是:
[0042]1、本发明采用机械手自动完成换电动作，很大程度上节省了人力成本。[0043]2、本发明采用两个机械手，可以同时更换两块电池，换电效率高。
[0044]3、本发明可更换不同的拾取装置，可应用于电动汽车的侧方换电池和后备箱换电池。
【专利附图】
【附图说明】
[0045]图1为本发明的立体结构示意图。
[0046]图2为本发明中机械手的局部主视图。
[0047]图3为本发明中机械手的局部俯视图。
[0048]图4为本发明中机械手的局部左视图。
[0049]图5为后备箱拾取装置的主视图。
[0050]图6为后备箱拾取装置的俯视图。
[0051]图7为侧方拾取装置的立体结构示意图。
[0052]图8为侧方拾取装置的主视图。
[0053]图9为侧方拾取装置的俯视图。
[0054]附图标记如下:
[0055]其中:1_立柱、2-机械手、21-X向移动组件、211-第一滑块、212-移动横梁、22-第一传动装置、221-第一驱动组件、222-第一齿轮、223-第一齿条、23-Y向移动组件、231-Y向导轨、232-第二滑块、233-滑动座、24-第二传动装置、241-第二驱动组件、242-第二齿轮、243-第二齿条、25-Z向移动组件、251-Z向导轨、252-第三滑块、253-吊梁、26-第三传动装置、261-第三驱动组件、262-同步带轮、263-同步带、27-拾取装置、271-拾取框架、2711-顶板、2712-底板、2713-左侧板、2714-右侧板、2715-后板、272-吸盘、273-多级推进组件、2731- —级推进组件、27311- —级气缸、27312- —级连接板、27313-导向轴、2732- 二级推进组件、27321- 二级气缸、27322- 二级连接板、274-调整组件、2741-定位气缸、2742-推板、2743-橡胶垫、277-推进组件、2721-推进气缸、2772-连接支架、27721-第一连接板、27722-第二连接板、278-多个真空吸盘、279-导向装置、2791-固定座、2792-滚轮、280-滚筒组件、2801-筒身、2802-支轴、281-电池护板、29-旋转组件、291-第四驱动组件、292-连接板、30-俯仰组件、301-上支架、302-下支架、303-第五驱动组件、3-矩形框架、4-X向导轨。
【具体实施方式】
[0056]本发明提出一种电动汽车自动换电池机构，该机构包括四个立柱1、安装在四个立柱上的矩形框架3、安装的矩形框架上的两组相互平行的X向导轨4以及安装在两组X向导轨4之间的机械手2 ；
[0057]进一步说，机械手2包括X向移动组件21、用于提供X向移动组件21动力的第一传动装置22、Y向移动组件23、用于提供Y向移动组件23动力的第二传动装置24、Z向移动组件25、用于提供Z向移动组件25动力的第三传动装置26以及拾取装置27 ;所述X向移动组件21安装在X向导轨4上；所述Y向移动组件23安装在X向移动组件21上；所述Z向移动组件25安装在Y向移动组件23上；
[0058]其中，X向移动组件21包括分别卡装在两组X向导轨4上的两个第一滑块211以及安装在两个第一滑块211上的移动横梁212 ；
[0059]第一传动装置22包括第一驱动组件221、第一齿轮222以及第一齿条223 ;第一驱动组件221固定安装在移动横梁212上；第一驱动组件221的输出端安装第一齿轮222 ;第一齿轮222与第一齿条啮合223 ;第一齿条223固定安装在矩形框架3上并与X向导轨4平行；
[0060]其中，第一驱动组件221由伺服电机和减速机组成，伺服电机以及减速机开始工作，在第一齿轮222和第一齿条223的作用下以及X向导轨4的导向作用下,移动横梁212可以沿着X方向移动。
[0061]其中，Y向移动组件23包括固定安装在移动横梁的Y向导轨231、卡装在Y向导轨231上的第二滑块232以及安装在第二滑块232上的滑动座233 ；
[0062]第二传动装置24包括第二驱动组件241、第二齿轮242以及第二齿条243 ;第二驱动组件241固定安装在滑动座233上；第二驱动组件241的输出端安装第二齿轮242 ;第二齿轮242与第二齿条243啮合；第二齿条243安装在移动横梁212上并与Y向导轨231平行；其中，第二驱动组件241由伺服电机和减速机组成；伺服电机以及减速机开始工作，在第二齿轮242和第二齿条243的作用下以及Y向导轨231的导向作用下，滑动座233可以沿着Y方向移动。
[0063]其中，Z向移动组件25包括固定安装在滑动座233上的Z向导轨25、卡装在Z向导轨251上的第三滑块252以及安装在第三滑块252上的吊梁253 ；
[0064]第三传动装置26包括第三驱动组件261、同步带轮262以及同步带263 ;所述第三驱动组件261固定安装在滑动座233上；第三驱动组件261的输出端安装同步带轮262 ;所述同步带轮262与同步带263啮合；同步带262安装在吊梁253上；其中，第三驱动组件261由伺服电机和减速机组成；伺服电机以及减速机开始工作，在同步带轮262和同步带263的作用下以及Z向导轨251的导向作用下，吊梁253可以沿着Z方向移动。
[0065]特别之处在于，该换电机构中的拾取装置有两种方式，分别是用于电动汽车后备箱取电池所用的后备箱拾取装置以用于电动汽车侧面取电池所用的侧面拾取装置。
[0066]方式一:电动汽车后备箱拾取装置；
[0067]该拾取装置27包括拾取框架271、推进组件277以及多个真空吸盘278 ;拾取框架由顶板2711、底板2712、左侧板2713、右侧板2714以及后板2715组成的内部为空腔且前方设有开口 ；顶板2711与吊梁253固定连接；推进组件277包括推进气缸2771、连接支架2772 ;连接支架2772由与顶板2711平行的第一连接板27721和与第一连接板27721外伸端垂直固连的第二连接板27722组成；
[0068]其中，推进气缸2771固定设置在拾取框架271内面；第一连接板27721的非外伸端与推进气缸2771的活动端连接；多个真空吸盘278安装在第二连接板27722上；
[0069]为了保证在抓取电池进入拾取框架的过程中能够精确定位，该拾取装置27还包括设置在左侧板2713内表面和右侧边2714内表面的多个导向装置279 ;导向装置279包括固定座2791以及卡装在固定座2791内的滚轮2792。
[0070]为了减小电池与底板的摩擦，避免电池的损坏，该拾取装置27还包括设置在拾取框架271内的多个等间距的滚筒组件280 ;滚筒组件280包括设置在底板2712凹槽内的筒身2801以及分别固定在左侧板2713和右侧板2714上用于支撑筒身2801的两个支轴2802。[0071]为了使得该装置使用的安全性，该拾取装置27还包括固定设置在拾取框架271底板2712上的电池护板281 ;其中，该电池护板281延伸出拾取框架271外部。
[0072]方式二:电动汽车侧面拾取装置；
[0073]该拾取装置27包括拾取框架271、多个吸盘272以及多级推进组件273 ;拾取框架271由顶板2711、底板2712、左侧板2713、右侧板2714以及后板2715固连组成，所述拾取框架271内部为空腔且前方设有开口 ；
[0074]其中，多级推进组件273包括一级推进组件2731和二级推进组件2732 级推进组件2731包括多个一级气缸27311、一级连接板27312以及多个导向轴27313 ;二级推进组件2732包括多个二级气缸27321和二级连接板27322 ；
[0075]进一步说，一级连接板27312和二级连接板27322均设置在拾取框架271内部并且均与后板2715平行；多个一级气缸27311缸体前端分别固定连接在后板2715外表面上且活塞杆穿过后板2715之后与一级连接板27311固连；多个导向轴27313 —端与一级连接板27312固定连接且穿过后板2715延伸出后板2715外表面；多个二级气缸27321的缸体前端分别固连在一级连接板27312上并且活塞杆穿过一级连接板27312与二级连接板27322固连；多个吸盘272均与二级连接板27322固定连接；多个吸盘272朝向拾取框架271的开□。
[0076]由于电池进入拾取框架271内后，位置可能会出现偏移，因此该拾取装置27上还设置了用于调节电池位置的调整组件274 ;该调整组件274包括定位气缸2741以及推板2742 ;推板2742设置在拾取框架271内部且与左侧板2713 (右侧板2714)平行；定位气缸2741的缸体前端固定连接在左侧板2713 (右侧板2714)外表面且活塞杆穿过左侧板2713(右侧板2714)与推板2742固连；通常，选用定位气缸数量为两个。
[0077]为了避免电池进入拾取框架内部的过程中，电池和拾取框架底板产生摩擦而导致电池的损坏，该拾取装置27还在拾取框架271底板2712上设置了多个用于避免电池损坏的导向装置279 ;导向装置279包括固定安装在底板2712上的固定座2791以及卡装在固定座2791内的滚轮2792。
[0078]为了避免调整组件274在调整拾取框架内的电池的位置时，推板2742与电池直接接触会造成电池表面损坏，因此，调整组件274的推板2742上还设置有至少一个用于缓冲的橡胶垫2743。
[0079]特别的，吸盘吸住电池或松开电池时，为了避免电池与底板的棱边发生摩擦造成电池的损坏，该拾取装置的拾取框架的底板靠近开口处端面为倾斜面，该倾斜面与底面呈钝角，一般选择钝角的角度为135°到150°之间。
[0080]另外，为了减轻整个拾取装置的重量，上述两种拾取装置中的拾取框架的顶板、底板、左侧板、右侧板以及后板均采用不锈钢材料。
[0081 ] 特别的，为了使得机械手在取放电过程更加流畅，上述机械手2中还包括设置在Z向移动组件25与拾取装置27之间的旋转组件29 ;该旋转组件29包括固定安装在吊梁253上的第四驱动组件291以及安装在第四驱动组件291输出端的连接板292 ;连接板292与拾取框架271的顶板2711连接。其中，第四驱动组件291为伺服电机和减速机，开始工作时，伺服电机带动减速机的输出法兰开始旋转，从而带动连接板282以及与连接板固定连接的拾取装置27开始旋转。[0082]特别的，为了使得机械手2在取放电池时，避免电池脱落，提高整个设备的安全性，该机械手2还包括设置在旋转组件29和拾取装置27之间的俯仰组件30 ;所述俯仰组件30包括上支架301、下支架302以及第五驱动组件303 ;上支架301与连接板292固连；下支架302与上支架301铰接并与拾取框架271的顶板2711连接；第五驱动组件303固定安装在上支架301上并且第五驱动组件303的输出端与下支架302连接，用于驱动下支架302上下摆动。
[0083]为了使得整个换电机构的换电效率更高，上述两组X向导轨4之间可安装两组机械手2，两组机械手2分别执行换电池工作。
【权利要求】
1.一种电动汽车自动换电池机构，其特征在于:包括四个立柱、安装在四个立柱上的矩形框架、安装的矩形框架上的两组相互平行的X向导轨以及安装在两组X向导轨之间的一或两组机械手； 所述机械手包括X向移动组件、用于提供X向移动组件动力的第一传动装置、Y向移动组件、用于提供Y向移动组件动力的第二传动装置、Z向移动组件、用于提供Z向移动组件动力的第三传动装置以及拾取装置；所述X向移动组件安装在X向导轨上；所述Y向移动组件安装在X向移动组件上；所述Z向移动组件安装在Y向移动组件上； 所述X向移动组件包括分别卡装在两组X向导轨上的两个第一滑块以及安装在两个第一滑块上移动横梁； 所述第一传动装置包括第一驱动组件、第一齿轮以及第一齿条；所述第一驱动组件固定安装在移动横梁上；所述第一驱动组件的输出端安装第一齿轮；所述第一齿轮与第一齿条啮合；所述第一齿条固定安装在矩形框架上并与X向导轨平行； 所述Y向移动组件包括固定安装在移动横梁的Y向导轨、卡装在Y向导轨上的第二滑块以及安装在第二滑块上的滑动座； 所述第二传动装置包括第二驱动组件、第二齿轮以及第二齿条；所述第二驱动组件固定安装在滑动座上；所述第二驱动组件的输出端安装第二齿轮；所述第二齿轮与第二齿条啮合；所述第二齿条安装在移动横梁上并与Y向导轨平行； 所述Z向移动组件包括固定安装在滑动座上的Z向导轨、卡装在Z向导轨上的第三滑块以及安装在第三滑块上的吊梁； 所述第三传动装置包括第三驱动组件、同步带轮以及同步带；所述第三驱动组件固定安装在滑动座上；所述第三驱动组件的输出端安装同步带轮；所述同步带轮与同步带啮合；所述同步带安装在吊梁上； 所述拾取装置包括拾取框架、推进组件以及多个真空吸盘；所述拾取框架由顶板、底板、左侧板、右侧板以及后板组成的内部为空腔且前方设有开口 ；所述顶板与吊梁固定连接；；所述推进组件包括推进气缸、连接支架；所述连接支架由与顶板平行的第一连接板和与第一连接板外伸端垂直固连的第二连接板组成； 所述推进气缸固定设置在拾取框架内；所述第一连接板的非外伸端与推进气缸的活动端连接；所述多个真空吸盘安装在第二连接板上。
2.根据权利要求 1所述的电动汽车自动换电池机构，其特征在于:所述机械手还包括设置在Z向移动组件与拾取装置之间的旋转组件；所述旋转组件包括固定安装在吊梁上的第四驱动组件以及安装在第四驱动组件输出端的连接板；所述连接板与拾取框架的顶板连接。
3.根据权利要求2所述的电动汽车自动换电池机构，其特征在于:所述机械手还包括设置在旋转组件和拾取装置之间的俯仰组件；所述俯仰组件包括上支架、下支架以及第五驱动组件；所述上支架与连接板固连；所述下支架与上支架铰接并与拾取框架的顶部连接；所述第五驱动组件固定安装在上支架上并且第五驱动组件的输出端与下支架连接，用于驱动下支架上下摆动。
4.根据权利要求3所述的电动汽车自动换电池机构，其特征在于:所述拾取装置还包括设置在左侧板内表面和右侧边内表面的多个导向装置；所述导向装置包括固定座以及卡装在固定座内的滚轮； 所述拾取装置还包括设置在拾取框架内的多个滚筒组件；所述滚筒组件包括设置在底板内的筒身以及分别固定在左侧板和右侧板上用于支撑筒身的两个支轴； 所述拾取装置还包括固定设置在拾取框架底板上的电池护板；所述电池护板延伸出拾取框架外部； 所述推进气缸为无杆气缸。
5.根据权利要求4所述的电动汽车自动换电池机构，其特征在于:所述第一驱动组件、第二驱动组件、第三驱动组件、第四驱动组件以及第五驱动组件均由伺服驱动组件与减速机组成。
6.一种电动汽车自动换电池机构，其特征在于:包括四个立柱、安装在四个立柱上的矩形框架、安装的矩形框架上的两组相互平行的X向导轨以及安装在两组X向导轨之间的机械手； 所述机械手包括X向移动组件、用于提供X向移动组件动力的第一传动装置、Y向移动组件、用于提供Y向移动组件动力的第二传动装置、Z向移动组件、用于提供Z向移动组件动力的第三传动装置以及拾取装置； 所述X向移动组件包括分别卡装在两组X向导轨上的两个第一滑块以及安装在两个第一滑块上移动横梁； 所述第一传动装置包括第一驱动组件、第一齿轮以及第一齿条；所述第一驱动组件固定安装在移动横梁上；所述第一驱动组件的输出端安装第一齿轮；所述第一齿轮与第一齿条啮合；所述第一齿条固定安装在矩形框架上并与X向导轨平行； 所述Y向移动组件包括固定安装在移动横梁的Y向导轨、卡装在Y向导轨上的第二滑块以及安装在第二滑块上的滑动座； 所述第二传动装置包括第二驱动组件、第二齿轮以及第二齿条；所述第二驱动组件固定安装在滑动座上；所述第二驱动组件的输出端安装第二齿轮；所述第二齿轮与第二齿条啮合；所述第二齿条安装在移动横梁上并与Y向导轨平行； 所述Z向移动组件包括固定安装在滑动座上的Z向导轨、卡装在Z向导轨上的第三滑块以及安装在第三滑块上的吊梁； 所述第三传动装置包括第三驱动组件、同步带轮以及同步带；所述第三驱动组件固定安装在滑动座上；所述第三驱动组件的输出端安装同步带轮；所述同步带轮与同步带啮合；所述同步带安装在吊梁上； 所述拾取装置包括拾取框架、多个吸盘以及多级推进组件； 所述拾取框架由顶板、底板、左侧板、右侧板以及后板固连组成，所述拾取框架内部为空腔且前方设有开口； 所述多级推进组件包括一级推进组件和二级推进组件；所述一级推进组件包括多个一级气缸、一级连接板以及多个导向轴；所述二级推进组件包括所述二级推进组件包括多个二级气缸和二级连接板； 所述一级连接板和二级连接板均设置在拾取框架内部并且均与后板平行；所述多个一级气缸缸体前端分别固定连接在后板外表面上且活塞杆穿过后板之后与一级连接板固连；所述多个导向轴一端与一级连接板固定连接且穿过后板延伸出后板外表面；所述多个二级气缸的缸体前端分别固连在一级连接板上并且活塞杆穿过一级连接板与二级连接板固连；所述多个吸盘均与二级连接板固定连接；所述多个吸盘朝向拾取框架的开口。
7.根据权利要求6所述的电动汽车自动换电池机构，其特征在于:所述机械手还包括设置在Z向移动组件与拾取装置之间的旋转组件；所述旋转组件包括固定安装在吊梁上的第四驱动组件以及安装在第四驱动组件输出端的连接板；所述连接板与拾取框架的顶板连接。
8.根据权利要求7所述的电动汽车自动换电池机构，其特征在于:所述机械手还包括设置在旋转组件和拾取装置之间的俯仰组件；所述俯仰组件包括上支架、下支架以及第五驱动组件；所述上支架与连接板固连；所述下支架与上支架铰接并与拾取框架的顶部连接；所述第五驱动组件固定安装在上支架上并且第五驱动组件的输出端与下支架连接，用于驱动下支架上下摆动。
9.根据权利要求8所述的电动汽车自动换电池机构，其特征在于:所述拾取装置还包括调整组件；所述调整组件包括定位气缸以及推板；所述推板设置在拾取框架内部且与侧板平行；所述定位气缸的缸体前端与侧板固定连接且活塞杆穿过侧板与推板固连；所述定位气缸数量为两个； 所述拾取装置还包括设置在拾取框架底板上的多个导向轮；所述导向轮包括固定安装在底板上的固定座以及卡装在固定座内的滚轮； 所述推板上还设置有至少一个用于缓冲的橡胶垫。
10.根据权利要求9所述的电动汽车自动换电池机构，其特征在于:所述第一驱动组件、第二驱动组件、第三驱动组件、第四驱动组件以及第五驱动组件均由伺服驱动组件与减速机组成。
【文档编号】B60S5/06GK103693023SQ201310629216
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年11月28日 优先权日:2013年11月28日
【发明者】戴修波, 郭宏宾, 支援, 李佩, 陈敏 申请人:西安航天精密机电研究所