一种电动车辆在换电站中更换电池箱的方法与流程

本发明涉及换电机器人领域，具体涉及一种吊装机器人起吊和放下电池箱的控制方法。

背景技术：

1、现有技术中在对车辆实施换电操作时，需要先将待换电车辆停放至合适位置，再将吊装换电机器人运行到电池箱的上方并对准，随后吊具降落，抓取吊钩转动，抓紧电池箱，吊具上升，将电池箱运送到目标位置再将电池箱放下。这一过程中，吊具需要经历两次上升和下降，一次是空载，一次是满载。显然，空载和满载时，吊具的安全运行速度标准是不同的。而现有技术中，对吊具的上升和下降的速度并未进行准确控制，这就导致换电的效率不能达到最优。

技术实现思路

1、为了在保证操作安全的前提下提高换电的效率，提出了本发明的吊装机器人运动电池箱的控制方法，具体包括起吊电池箱的控制方法和放下电池箱的控制方法。

2、根据本发明的一个实施例，一种电动车辆在换电站中更换电池箱的方法，包括采用吊装机器人起吊电池箱的控制方法过程，所述起吊电池箱的过程包括如下步骤：

3、s1：吊装机器人运行到目标位置（x0，y0）；

4、s2：控制吊具下降，下降的过程包括：加速，第一速度，减速，第二速度，停止；

5、s3：控制吊具的吊钩运动，抓取电池箱；

6、s4：控制吊具上升，提升电池箱至合适高度。

7、根据本发明的一个实施例，s1中，通过激光检测装置反馈的数据判断所述吊装机器人在x方向上是否运动到位；通过伺服电机的数据计算结果来判断所述吊装机器人在y方向上是否运动到位。

8、根据本发明的一个实施例，s2中，加速到第一速度，保持第一速度下降到一定高度，减速至第二速度；保持第二速度下降一定高度，在收到所有的电磁压缩开关的信号之后停止。

9、根据本发明的一个实施例，s2中，开始减速的条件为：吊具底面到电池箱横梁顶面的距离≤第二导向部的高度*120%。

10、根据本发明的一个实施例，s2中，所述吊具底面到电池箱横梁顶面的距离通过感测元件获得或者通过电机数据计算获得。

11、根据本发明的一个实施例，s3中：控制吊具的吊钩运动之后，进行吊钩旋转到位检测，若吊钩旋转到位，则运行s4；若吊钩旋转不到位，则驱动吊钩缩回，并检测缩回是否成功，不成功则报修；成功则驱动吊钩再次运动，再次旋转不到位则报修，旋转到位则运行s4。

12、根据本发明的一个实施例，s4中：提升电池箱至合适高度包括如下过程：缓慢加速，第一低速，快速加速，第二高速，快速减速，第三低速，停止。

13、根据本发明的一个实施例，第一低速持续到电池箱脱离底托的第一导向部。

14、根据本发明的一个实施例，s4中，在开始进入顶部第三导向部之前完成快速减速。

15、根据本发明的一个实施例，完全进入顶部第三导向部后停止。

16、为实现上述目的，本发明还提供一种一种电动车辆在换电站中更换电池箱的方法，包括采用吊装机器人放下电池箱的控制方法过程，所述放下电池箱的过程包括如下步骤：

17、1）吊装机器人带着电池箱运行到目标位置（x1，y1）；

18、2）控制吊具带着电池箱下降，下降的过程包括：加速，第三速度，减速，第四速度；

19、3）电池箱底部接触底托顶部后停止吊具下降；

20、4）控制吊具的吊钩转动，与电池箱框体脱离接触；

21、5）提升吊具。

22、根据本发明的一个实施例，步骤2）包括：保持第三速度下降；电池箱横梁底面到底托顶面的距离≤底托的第一导向部的高度*120%时，减速；保持第四速度直到停止。

23、根据本发明的一个实施例，步骤4）包括：转动吊钩，检测吊钩位置，进行吊钩旋转到位检测，若吊钩旋转到位，则运行步骤5）；若吊钩旋转不到位，则驱动吊钩缩回，并检测缩回是否成功，不成功则报修；成功则驱动吊钩再次运动，再次旋转不到位则报修，旋转到位则运行步骤5）。

24、根据本发明的一个实施例，步骤5）包括：先慢速，吊具的第二导向部脱离电池箱框体的顶部之后再加速。

25、通过本发明的技术方案，可以以最快的速度将吊装换电机器人运行到位，并将吊具降落到合适的位置，在提升电池箱的过程中，能防止电池箱的框体与底托之间卡死，还能以最快的速度将电池箱提升到位并运输到目标位置。在放下电池箱的过程中，也可以使过程安全高效，从而减少车辆进入换电站后的等候时间，使得车辆换电工作流畅顺利。

技术特征：

1.一种电动车辆在换电站中更换电池箱的方法，包括采用吊装机器人起吊电池箱的过程，其特征在于，所述起吊电池箱的过程包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的一种电动车辆在换电站中更换电池箱的方法，其特征在于s1中，通过激光检测装置反馈的数据判断所述吊装机器人在x方向上是否运动到位；通过伺服电机的数据计算结果来判断所述吊装机器人在y方向上是否运动到位。

3.如权利要求1所述的一种电动车辆在换电站中更换电池箱的方法，其特征在于s2中，加速到第一速度，保持第一速度下降到一定高度，减速至第二速度；保持第二速度下降一定高度，在收到所有的电磁压缩开关的信号之后停止。

4.如权利要求3所述的一种电动车辆在换电站中更换电池箱的方法，其特征在于s2中，开始减速的条件为：吊具底面到电池箱横梁顶面的距离≤第二导向部的高度*120%。

5.如权利要求4所述的一种电动车辆在换电站中更换电池箱的方法，其特征在于s2中，所述吊具底面到电池箱横梁顶面的距离通过感测元件获得或者通过电机数据计算获得。

6.如权利要求1所述的一种电动车辆在换电站中更换电池箱的方法，其特征在于s3中：控制吊具的吊钩运动之后，进行吊钩旋转到位检测，若吊钩旋转到位，则运行s4；若吊钩旋转不到位，则驱动吊钩缩回，并检测缩回是否成功，不成功则报修；成功则驱动吊钩再次运动，再次旋转不到位则报修，旋转到位则运行s4。

7.如权利要求1所述的一种电动车辆在换电站中更换电池箱的方法，其特征在于s4中：提升电池箱至合适高度包括如下过程：缓慢加速，第一低速，快速加速，第二高速，快速减速，第三低速，停止。

8.如权利要求7所述的一种电动车辆在换电站中更换电池箱的方法，其特征在于第一低速持续到电池箱脱离底托的第一导向部。

9.如权利要求7所述的一种电动车辆在换电站中更换电池箱的方法，其特征在于s4中，在开始进入顶部第三导向部之前完成快速减速。

10.如权利要求9所述的一种电动车辆在换电站中更换电池箱的方法，其特征在于完全进入顶部第三导向部后停止。

11.一种电动车辆在换电站中更换电池箱的方法，包括采用吊装机器人放下电池箱的过程，其特征在于，所述放下电池箱的过程包括如下步骤：

12.如权利要求11所述的一种电动车辆在换电站中更换电池箱的方法，其特征在于步骤2）包括：保持第三速度下降；电池箱横梁底面到底托顶面的距离≤第一导向部的高度*120%时，减速；保持第四速度直到停止。

13.如权利要求11所述的一种电动车辆在换电站中更换电池箱的方法，其特征在于步骤4）包括：转动吊钩，检测吊钩位置，进行吊钩旋转到位检测，若吊钩旋转到位，则运行步骤5）；若吊钩旋转不到位，则驱动吊钩缩回，并检测缩回是否成功，不成功则报修；成功则驱动吊钩再次运动，再次旋转不到位则报修，旋转到位则运行步骤5）。

14.如权利要求11所述的一种电动车辆在换电站中更换电池箱的方法，其特征在于步骤5）包括：先慢速，吊具的第二导向部脱离电池箱框体的顶部之后再加速。

技术总结
本发明涉及一种电动车辆在换电站中更换电池箱的方法，包括：吊装机器人运行到目标位置（X0，Y0）；控制吊具下降，下降的过程包括：加速，第一速度，减速，第二速度，停止；控制吊具的吊钩运动，抓取电池箱；控制吊具上升，提升电池箱至合适高度。本发明通过对起吊和下放过程中运行速度的控制，可以以最快的速度将吊装换电机器人运行到位，并将吊具降落到合适的位置，在提升电池箱的过程中，能防止电池箱的框体与底托之间卡死，还能以最快的速度将电池箱提升到位并运输到目标位置。在放下电池箱的过程中，也可以使过程安全高效，从而减少车辆进入换电站后的等候时间，使得车辆换电工作流畅顺利。

技术研发人员：李良胜,贺荣霞,张东江,崔勇敢,许爱超,丁艳领
受保护的技术使用者：北京玖行智研交通科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14