换电设备及换电车的制作方法

1.本实用新型涉及电池换电技术领域，尤其涉及一种换电设备及换电车。


背景技术：

2.现有技术中的换电车包括车头、底盘和换电装置，车头与底盘相连接，底盘设置有用于放置电池的安装座，换电装置设置于底盘用于进行换电作业。现有技术中电池置于安装座后，需要通过安装座的锁紧机构进行锁紧，锁紧机构的结构通常较复杂，并且需要增加对锁紧机构的控制过程，成本较高，故障率较高。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种换电设备及换电车，用以解决现有技术中锁紧机构的结构复杂，使用成本较高，故障率较高的缺陷，实现简化锁紧机构的结构，降低换电设备的成本及故障率的效果。
4.本实用新型提供一种换电设备，包括：
5.可移动的底盘，设有用于安装电池的安装座；
6.升降座，沿所述底盘的高度方向可滑动地设置于所述底盘，并且所述升降座能够在与所述电池相抵的状态以及与所述电池脱离的状态之间切换；
7.升降驱动机构，设置于所述底盘并与所述升降座连接，用于驱动所述升降座升降；
8.抓取机构，能够抓取电池；
9.位移驱动机构，设置于所述升降座并与所述抓取机构相连接，且能够驱动所述抓取机构在垂直于所述底盘的高度方向的平面内运动。
10.根据本实用新型提供的一种换电设备，还包括车厢顶板和一对车厢侧板；
11.所述车厢顶板覆盖于所述升降座远离所述底盘的一侧，且所述车厢顶板与所述升降座连接；
12.一对所述车厢侧板分别连接于所述升降座的两侧，且至少一个所述车厢侧板可转动设置，所述车厢侧板的转动轴线沿所述底盘的前端至后端延伸，所述车厢侧板能够向上转动打开。
13.根据本实用新型提供的一种换电设备，所述升降驱动机构的数量设置为一对，一对所述升降驱动机构分别设置于所述升降座的前端和后端。
14.根据本实用新型提供的一种换电设备，所述位移驱动机构包括滑动座、伸缩机构和直线驱动机构；
15.所述滑动座与所述升降座可滑动地相连接，并且所述滑动座的移动轨迹沿所述底盘的前端至后端的方向延伸；
16.所述直线驱动机构设置于所述升降座并与所述滑动座连接，用于驱动所述滑动座移动；
17.所述伸缩机构与所述滑动座相连接，并且所述伸缩机构能够向所述底盘的侧向伸
出，所述抓取机构设置于所述伸缩机构的活动端。
18.根据本实用新型提供的一种换电设备，还包括转动驱动机构，所述伸缩机构与所述滑动座可转动地相连接，并且所述伸缩机构的转动轴线沿所述底盘的高度方向延伸；
19.所述转动驱动机构设置于所述滑动座并与所述伸缩机构连接，用于驱动所述伸缩机构转动。
20.根据本实用新型提供的一种换电设备，所述升降座包括一对纵梁和横梁，一对所述纵梁相对设置且设有间隔，所述横梁的两端分别与一对所述纵梁相连接。
21.根据本实用新型提供的一种换电设备，还包括缓冲件，所述缓冲件设置于所述升降座用于与所述电池相抵的结合面上。
22.根据本实用新型提供的一种换电设备，还包括设置于所述底盘的充电机，所述充电机用于为所述电池充电。
23.根据本实用新型提供的一种换电设备，所述底盘的前端的高度高于所述底盘的后端的高度，所述充电机设置于所述底盘的前端，所述安装座设置于所述底盘的后端。
24.本实用新型还提供一种换电车，包括牵引车头和如上所述的换电设备，所述牵引车头与所述底盘相连接。
25.本实用新型提供的换电设备，设置沿底盘的高度方向滑动的升降座，能够在升降驱动机构的驱动下进行升降。升降座既能够与位移驱动机构相互配合，驱动抓取机构进行运动，从而完成换电过程；又能够在运输过程中，与电池远离底盘的一端相抵，从而从电池的顶部压紧电池，防止电池出现松动或者晃动的问题，进而为电池提供更好的固定效果。除此之外，相对于现有技术中的需要在每个安装座都设置锁止机构并且每个锁止机构均需要电气驱动进行压紧和解锁，使用不方便的问题，本实用新型中的换电设备能够通过升降座同时对每个电池进行压紧和解锁，结构更简单，操作更便捷，成本和故障率更低。
26.进一步，本实用新型提供的换电车，由于包含了本实用新型提供的换电设备，因此同时也就包含了换电设备的上述所有优点。
附图说明
27.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。
28.图1是本实用新型实施例中提供的换电车的换电过程示意图；
29.图2是图1所示视图的俯视图；
30.图3是图1所示视图的左视图；
31.图4是图1所示视图的立体图；
32.图5是本实用新型实施例中提供的升降座与底盘的连接结构示意图；
33.图6是本实用新型实施例中提供的位移驱动机构与抓取机构的结构示意图；
34.图7是本实用新型实施例中提供的升降座的结构示意图。
35.附图标记：
36.1、底盘；2、安装座；
37.3、升降座；301、纵梁；302、横梁；
38.4、抓取机构；5、电池；6、车厢顶板；7、车厢侧板；8、滑动座；9、伸缩机构；10、回转支承；11、转动驱动机构；12、行走电机；13、滑轨；14、齿条；15、活动支架；16、固定支架；17、丝杠；18、升降电机；19、充电机；20、牵引车头。
具体实施方式
39.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。
40.下面结合图1至图7描述本实用新型实施例中提供的换电设备。
41.具体来说，换电设备包括底盘1、升降座3、升降驱动机构、抓取机构4和位移驱动机构。
42.其中，底盘1可移动设置。例如，底盘1可以设置为半挂车的底盘，以提升换电设备的装载能力。底盘1设有用于安装电池5的安装座2，例如安装座2的数量可以设置为多个。
43.其中，升降座3沿底盘1的高度方向可滑动地设置于底盘1，并且升降座3能够在与电池5相抵的状态以及与电池5相脱离的状态之间切换。
44.可选地，参考图1、图4及图5所示，换电设备还包括活动支架15和固定支架16。其中，活动支架15与升降座3靠近底盘1的一侧相连接，固定支架16与底盘1相连接，并且固定支架16设有导轨等导向结构，导向结构沿底盘1的高度方向延伸。活动支架15设有与导向结构滑动配合的滑块。升降座3通过活动支架15、固定支架16而相对于底盘1升降。
45.升降驱动机构设置于底盘1并与升降座3连接，用于驱动升降座3升降。
46.抓取机构4能够抓取电池5。可选地，抓取机构4设置有能够向抓取机构4的侧向伸缩的卡块以及驱动卡块伸缩的驱动件。在需要抓取电池5时，抓取机构4置入到电池5顶部的框架结构内，驱动件驱动卡块伸出而与框架结构卡接，完成对电池5的抓取。需要与电池5脱离时，则通过驱动件驱动卡块缩回，则抓取机构4能够从电池5顶部的框架结构内脱出。驱动件包括但不限于气缸、电缸和油缸。
47.位移驱动机构设置于升降座3并与抓取机构4相连接，并且位移驱动机构能够驱动抓取机构4在垂直于底盘1的高度方向的平面内运动。
48.本实用新型实施例中提供的换电设备，设置沿底盘的高度方向滑动的升降座3，能够在升降驱动机构的驱动下进行升降。升降座3既能够与位移驱动机构相互配合，驱动抓取机构4进行运动，从而完成换电过程；又能够在运输过程中，与电池5远离底盘1的一端相抵，从而从电池5的顶部压紧电池5，防止电池5出现松动或者晃动的问题，进而为电池5提供更好的固定效果。除此之外，相对于现有技术中的需要在每个安装座2都设置锁止机构并且每个锁止机构均需要电气驱动进行压紧和解锁，使用不方便的问题，本实用新型实施例中的换电设备能够通过升降座3同时对每个电池5进行压紧和解锁，结构更简单，操作更便捷，成本和故障率更低。
49.参考图2-图4所示，在本实用新型提供的一些实施例中，换电设备还包括车厢顶板
6和一对车厢侧板7。
50.其中，车厢顶板6覆盖于升降座3远离底盘1的一侧，并且车厢顶板6与升降座3连接。
51.一对车厢侧板7分别连接于升降座3的两侧，并且至少一个车厢侧板7可转动设置，车厢侧板7的转动轴线沿底盘1的前端至后端延伸，车厢侧板7能够向上转动打开。例如，车厢侧板7的顶部与升降座3铰接连接。其中，底盘1的前端是指靠近牵引车头20的一端，底盘1的后端是指远离牵引车头20的一端。车厢顶板6和车厢侧板7随升降座3升降。
52.通过设置车厢顶板6和车厢侧板7能够在运输过程、换电过程和存放过程中对电池5进行保护。同时，参考图3、图4所示，车厢侧板7能够向上转动打开，从而可在换电过程中对换电区域形成遮挡，进而使得换电设备在雨雪等恶劣天气下也能进行换电作业。
53.可选地，参考图4所示，两个车厢侧板7均可转动设置。如此，换电设备自身可不携带满电电池，换电过程中，两个车厢侧板7均打开，换电设备的左侧可以停放电池运输车，换电设备的右侧可以停放待换电车辆。抓取机构4抓取待换电车辆的低电量电池放置于底盘1上，再从电池运输车抓取满电电池放置于待换电车辆上，最后将低电量电池放置于电池运输车。
54.可选地，换电设备还包括用于驱动车厢侧板7开启和关闭的气缸、油缸或电缸。气缸、油缸或电缸的两端分别与车厢侧板和升降座3铰接。
55.在本实用新型提供的一些实施例中，换电设备还包括用于为电池5进行充电的充电机19，充电机19设置于底盘1。如此设置，在用电方便的场合，可以通过充电机19为低电量电池进行充电。
56.在本实用新型提供的一些实施例中，底盘1的前端的高度高于底盘1的后端的高度，充电机19设置于底盘1的前端，安装座设置于底盘1的后端。如此设置，底盘1的前端便于与牵引车头相连接，由于电池5的重量大，通过降低底盘1的后端的高度，使得底盘1在放置电池5后重心比较低，从而能够提高运输过程和换电过程中的换电设备的稳定性，降低换电设备倾翻的风险。
57.参考图5所示，在本实用新型提供的一些实施例中，升降驱动机构可以包括丝杠17、螺母和升降电机18。其中，升降电机18可以设置为减速电机。螺母设置于活动支架15并与丝杠17螺纹配合，丝杆与固定支架16可转动地相连接。升降电机18设置于固定支架16，升降电机18的输出轴与丝杠17相连接，用于驱动丝杠17转动。通过丝杠17与螺母配合驱动活动支架15升降，以使活动支架15能够带动升降座3升降。如此设置，由于丝杠17与螺母的之间形成的螺纹副具有自锁效果，在升降座3压紧电池5后，升降座3不会发生位移，从而能够为电池5提供更稳定的压紧固定效果。同时，在换电过程中，升降座3能够稳定地保持在任意高度，换电更安全。
58.当然，升降驱动机构还可以设置为气缸、油缸、电缸、齿轮齿条驱动机构、链条驱动机构或者卷扬驱动机构。
59.参考图6所示，在本实用新型提供的一些实施例中，位移驱动机构包括滑动座8、伸缩机构9和直线驱动机构。
60.滑动座8与升降座3可滑动地相连接，并且滑动座8的移动轨迹沿底盘1的前端至后端的方向延伸。
61.参考图7所示，可选地，升降座3包括一对纵梁301和横梁302，一对纵梁301相对设置且设有间隔，横梁302的两端分别与一对纵梁301相连接。如此设置，升降座3的结构简单。每个纵梁301均设有滑轨13，滑动座8的两侧分别设有与对应的滑轨13相配合的滑块，以使滑动座8能够通过滑轨13、滑块而与升降座3滑动配合。
62.直线驱动机构设置于升降座3并与滑动座8连接，用于驱动滑动座8移动。可选地，直线驱动机构包括行走电机12、齿条14和齿轮。其中，纵梁301设有齿条14，齿轮可转动地设置于滑动座8，并与齿条14相啮合。行走电机12设置于滑动座8并与齿轮连接，用于驱动齿轮转动。当然，直线驱动机构还可以设置为气缸、油缸、电缸、丝杠螺母驱动机构、链条驱动机构或者卷扬驱动机构。
63.伸缩机构9与滑动座8相连接，并且伸缩机构9能够向底盘1的侧向伸出，抓取机构4设置于伸缩机构9的活动端。例如，伸缩机构9可以设置为伸缩货叉。进一步地，伸缩机构9可以设置为三级双向伸缩货叉，以保证伸缩机构9具有足够的伸出长度。需要说明的是，伸缩货叉属于现有技术中堆垛机的常用机构，本实用新型只是利用伸缩货叉的伸缩性能并不涉及对伸缩货叉的结构改进，此处不再赘述。
64.在本实用新型提供的一些实施例中，换电设备还包括转动驱动机构11。伸缩机构9与滑动座8可转动地相连接，并且伸缩机构9的转动轴线沿底盘1的高度方向延伸。例如，伸缩机构9可以通过回转支承10与滑动座8转动地相连接。
65.转动驱动机构11设置于滑动座8并与伸缩机构9连接，用于驱动伸缩机构9转动。例如，转动驱动机构11可以包括减速电机以及齿轮传动机构。减速电机设置于滑动座8，并通过齿轮传动机构与伸缩机构9传动连接，以驱动伸缩机构9转动。
66.如此设置，在待换电车辆与换电设备相对倾斜时，可以调整伸缩机构9的伸出方向，从而使抓取机构4能够对正待换电车辆的电池5位，以满足待换电车辆发生偏斜时的换电需要。
67.在本实用新型提供的一些实施例中，底盘1的底部设置支腿。支腿可以设置为油缸支腿。通过设置油缸支腿，在换电过程中，可以利用支腿将底盘1撑起，从而使换电设备在换电过程中更加平稳。
68.在本实用新型提供的一些实施例中，换电设备还包括缓冲件，缓冲件设置于升降座3用于与电池5相抵的结合面上。如此设置，在利用升降座3压紧电池5时，能够避免升降座3将电池5压伤。例如，缓冲件可以设置为橡胶、聚氨酯等高分子弹性材料。
69.本实用新型还提供一种基于上述换电设备的换电方法。
70.具体来说，换电方法包括：
71.将支腿支撑于地面，通过升降驱动机构驱动升降座3升起，并打开车厢侧板7。
72.待换电车辆达到换电区域后，位移驱动机构驱动抓取机构4伸出至低电量电池的上方，通过升降驱动机构驱动升降座3降低，使抓取机构4置入到电池5顶部的框架结构内并与框架连接。通过升降驱动机构驱动升降座3升起，从而将低电量电池吊起。
73.通过位移驱动机构驱动抓取机构4将低电量电池取出，同时将低电量电池放置于空的安装座2，并松开低电量电池。
74.通过位移驱动机构驱动抓取机构4抓取满电电池，并运动至换电位，将满电电池置入到待换电车辆内。
75.本实用新型实施例中还提供一种换电车。
76.具体来说，换电车包括牵引车头和如上所述的换电设备。
77.牵引车头与底盘1相连接。
78.需要说明的是，换电车包含了换电设备同时也就包含了换电设备的所有优点，此处不再赘述。
79.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。