【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种移动换电装置、控制方法及换电方法，属于电动工程机械换电领域。
技术介绍
1、在隧道内进行作业的电动工程机械设备（比如电动挖掘机和电动装载机等，以下简称设备），由于受电池能量密度的限制，设备一次充电后使用时间有限，当电量耗尽后有两种选择，一是直接充电，二是更换电池。在长深隧道环境下，随着作业面不断推进，将不具备往返于洞内外进行电能补给的可行性。而在隧道洞内设置固定充电设备，需配套制定相关的安全标准和操作规程，实施难度大、周期长。因此，探索隧道内移动换电技术将成为解决隧道施工用新能源电动工程机械续航、充电问题的主要途径。但是目前还没有适配隧道施工设备的高效的移动换电装置。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种移动换电装置、控制方法及换电方法，解决了
技术介绍
中披露的问题。
2、根据本公开的一个方面，提供一种移动换电装置，包括换电车和显控终端，
3、换电车的挂车上设置有旋转托架和旋转伸缩臂，旋转托架上设置有满电电池放置位和亏电电池放置位，满电电池放置位和亏电电池放置位沿旋转托架的旋转中心对称，旋转伸缩臂的前端设置有抓吊装置，抓吊装置上设置有辅助抓吊的影像装置；
4、显控终端连接影像装置、旋转托架的驱动部和旋转伸缩臂的驱动部，控制旋转托架、旋转伸缩臂和抓吊装置动作，更换电池。
5、在本公开的一些实施例中，旋转伸缩臂上设置有感应自身伸缩长度的长度传感器和感应自身关节运动角度/位移的编码器，抓吊装置上设置有感应自身关节运动角度/
6、在本公开的一些实施例中，若旋转伸缩臂吊运电池会挠度变形，所述抓吊装置上设置感应抓吊电池重量的重量传感器，重量传感器连接显控终端。
7、在本公开的一些实施例中，换电车的挂车上设置有支腿，用以更换电池时稳定挂车。
8、根据本公开的另一个方面，提供一种移动换电装置的控制方法，其特征在于，包括：
9、控制旋转伸缩臂和抓吊装置一次动作，抓取亏电电池；其中，一次动作为通过影像装置的影像引导的人工控制动作；
10、将影像中亏电电池在相机坐标系中的坐标转换为亏电电池在挂车坐标系中的位置a；
11、基于路径最近原则，确定位置a到亏电电池放置位在挂车坐标系中的位置c的路径；
12、根据路径，控制旋转伸缩臂和抓吊装置二次动作，将亏电电池吊运至亏电电池放置位；
13、控制抓吊装置松开亏电电池，并控制旋转托架旋转预设角度，使满电电池放置位旋转至位置c；
14、控制抓吊装置抓取满电电池放置位的满电电池；
15、根据反向路径，控制旋转伸缩臂和抓吊装置三次动作，将满电电池吊运至位置b；
16、控制抓吊装置动作松开满电电池，并复位至初始位置。
17、在本公开的一些实施例中，若旋转伸缩臂吊运电池会挠度变形，采用吊运电池的重量和吊运过程中各时刻旋转伸缩臂的长度，计算吊运过程中各时刻的挠度变形量，根据吊运过程中各时刻的挠度变形量，对吊运过程中旋转伸缩臂的位置进行补偿。
18、在本公开的一些实施例中，计算挠度变形量公式为：
19、f=(p l3)/3ei
20、式中，f为挠度变形量，p为吊运电池的重量， l为吊运时旋转伸缩臂的长度，e为旋转伸缩臂材料弹性模量，i为旋转伸缩臂截面的轴惯性矩。
21、根据本公开的另一个方面，提供一种移动换电装置的换电方法，其特征在于，包括：
22、将携带满电电池的移动换电装置开至待换电工程机械处；
23、采用上述控制方法，控制旋转托架、旋转伸缩臂和抓吊装置动作，更换电池。
24、在本公开的一些实施例中，在移动换电装置和待换电工程机械中，电池均采用锁紧装置锁紧；所述换电方法还包括：
25、在更换电池前，解锁待换电工程机械中亏电电池的锁紧装置、以及移动换电装置中满电电池的锁紧装置；
26、在更换电池后，启动待换电工程机械中和移动换电装置的锁紧装置。
27、在本公开的一些实施例中，所述换电方法还包括：将携带满电电池的移动换电装置开至待换电工程机械处时，将移动换电装置尾部与待换电工程机械电池端串行停放。
28、本专利技术所达到的有益效果：本专利技术采用旋转伸缩臂和抓吊装置吊运更换电池，可实现隧道施工设备换电，采用显控终端控制旋转伸缩臂和抓吊装置，自动化程度较高，并且在亏电电池放置亏电电池放置位后，通过转动旋转托架可直接将满电电池转至抓吊装置下，无需重新定位满电电池，大大提高了换电效率。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种移动换电装置，其特征在于，包括换电车和显控终端，
2.根据权利要求1所述的移动换电装置，其特征在于，旋转伸缩臂上设置有感应自身伸缩长度的长度传感器和感应自身关节运动角度/位移的编码器，抓吊装置上设置有感应自身关节运动角度/位移的编码器；编码器和长度传感器均连接显控终端。
3.根据权利要求1所述的移动换电装置，其特征在于，若旋转伸缩臂吊运电池会挠度变形，所述抓吊装置上设置感应抓吊电池重量的重量传感器，重量传感器连接显控终端。
4.根据权利要求1所述的移动换电装置，其特征在于，换电车的挂车上设置有支腿，用以更换电池时稳定挂车。
5.一种移动换电装置的控制方法，其特征在于，所述移动换电装置为权利要求1~4任一项所述的装置，所述控制方法包括：
6.根据权利要求5所述的移动换电装置的控制方法，其特征在于，若旋转伸缩臂吊运电池会挠度变形，采用吊运电池的重量和吊运过程中各时刻旋转伸缩臂的长度，计算吊运过程中各时刻的挠度变形量，根据吊运过程中各时刻的挠度变形量，对吊运过程中旋转伸缩臂的位置进行补偿。
7.根据权利要求
8.一种移动换电装置的换电方法，其特征在于，所述移动换电装置为权利要求1~4任一项所述的装置，所述使用方法包括：
9.根据权利要求8所述的一种移动换电装置的使用方法，其特征在于，在移动换电装置和待换电工程机械中，电池均采用锁紧装置锁紧；所述换电方法还包括：
10.根据权利要求8所述的一种移动换电装置的使用方法，其特征在于，所述换电方法还包括：将携带满电电池的移动换电装置开至待换电工程机械处时，将移动换电装置尾部与待换电工程机械电池端串行停放。
...【技术特征摘要】
1.一种移动换电装置，其特征在于，包括换电车和显控终端，
2.根据权利要求1所述的移动换电装置，其特征在于，旋转伸缩臂上设置有感应自身伸缩长度的长度传感器和感应自身关节运动角度/位移的编码器，抓吊装置上设置有感应自身关节运动角度/位移的编码器；编码器和长度传感器均连接显控终端。
3.根据权利要求1所述的移动换电装置，其特征在于，若旋转伸缩臂吊运电池会挠度变形，所述抓吊装置上设置感应抓吊电池重量的重量传感器，重量传感器连接显控终端。
4.根据权利要求1所述的移动换电装置，其特征在于，换电车的挂车上设置有支腿，用以更换电池时稳定挂车。
5.一种移动换电装置的控制方法，其特征在于，所述移动换电装置为权利要求1~4任一项所述的装置，所述控制方法包括：
6.根据权利要求5所述的移动换电装置的控制方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘贵秋，贾体锋，郭英训，梅勇兵，
申请(专利权)人：江苏徐工工程机械研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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