一种电动汽车自动换电池机构制造技术

本发明专利技术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；采用本发明专利技术不仅自动化程度高、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。

【技术实现步骤摘要】
—种电动汽车自动换电池机构
本专利技术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。
技术介绍
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。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。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。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。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中问题，本专利技术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。本专利技术的具体技术方案是: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。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；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；[0021 ] 所述推进气缸为无杆气缸。另外，本专利技术还提出了一种适用于电动汽车侧方换电池的换电池机构: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。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；所述拾取装置还包括设置在拾本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。...

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴修波，郭宏宾，支援，李佩，陈敏，
申请(专利权)人：西安航天精密机电研究所，
类型：发明
国别省市：