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一种应用升降机的可扩展的小型底盘式换电站

阅读：591发布：2020-12-30

专利汇可以提供一种应用升降机的可扩展的小型底盘式换电站专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种小型底盘式换电站，特别涉及一种应用升降机的可扩展的小型底盘式换电站，解决了现有换电站自动化程度不高、占地面积较大、规模不能扩展的问题。该换电站包括并排设置的充电集装箱和换电集装箱，及设在横跨二者的第一横向运动导轨上的RGV换电小车；换电集装箱上设车辆出入通道；充电集装箱内设充电电池架和升降机；充电电池架上设有多个电池放置格，每个内部设有第一电池输送装置、两个侧限位装置、定位挡块及充电装置；升降机载物台上设第二电池输送装置；升降机下部设平移驱动机构；换电集装箱内设有四柱提升机；RGV换电小车包括车身底座、载物平板、升降机构、第三电池输送装置、电池解锁、锁定机构及横向行走机构。，下面是一种应用升降机的可扩展的小型底盘式换电站专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种应用升降机的可扩展的小型底盘式换电站，其特征在于：
包括充电集装箱(1)、换电集装箱(2)以及RGV换电小车(3)；
所述充电集装箱(1)和换电集装箱(2)并排设置，所述RGV换电小车(3)设置在横跨二者的第一横向运动导轨(4)上；在所述换电集装箱(2)垂直于第一横向运动导轨(4)的方向上设置有车辆出入通道；
所述充电集装箱(1)内部并排设置有充电电池架(11)和升降机(12)，所述升降机(12)设置在靠近换电集装箱(2)一侧；
所述充电电池架(11)上设置有多个电池放置格，每个所述电池放置格的内部均设置有第一电池输送装置(111)、两个侧限位装置(112)、定位挡块(113)以及充电装置(114)；
定义靠近升降机(12)一侧为所述电池放置格的前方；所述第一电池输送装置(111)设置在电池放置格的下方，其用于沿电池放置格的前后方向输送电池；两个所述侧限位装置(112)分别设置在电池放置格的两侧，其用于对电池导向；所述定位挡块(113)设置在电池放置格的后方，用于对电池进行后方限位；所述充电装置(114)设置在电池放置格的侧面，用于给电池充电；
所述升降机(12)的载物台(122)上设置有第二电池输送装置(1221)，其用于在RGV换电小车(3)与充电电池架(11)之间输送电池；所述升降机(12)下部设有平移驱动机构(124)，其可使升降机(12)整体沿垂直于所述第一横向运动导轨(4)的纵向运动导轨运动；
所述换电集装箱(2)内部设置有四柱提升机(21)和停车平台(22)；所述四柱提升机(21)用于提升车辆；所述停车平台(22)上设置有车轮定位机构；
所述RGV换电小车(3)包括车身底座(31)、载物平板(32)、升降机构(33)、第三电池输送装置(34)、电池解锁、锁定机构以及横向行走机构(35)；
所述载物平板(32)水平设置在车身底座(31)上方，其可在升降机构(33)的作用下升降；所述第三电池输送装置(34)设置在载物平板(32)上，其用于在待充电汽车与升降机(12)之间输送电池；所述电池解锁、锁定机构用于对待充电汽车上的电池进行解锁和锁定；
所述横向行走机构(35)用于驱动RGV换电小车(3)整体沿所述第一横向运动导轨(4)运动。
2.根据权利要求1所述的应用升降机的可扩展的小型底盘式换电站，其特征在于：
所述升降机构(33)包括两个升降架(331)；
两个所述升降架(331)平行并排设置；
每个所述升降架(331)均包括十字型铰接的第一支撑杆(3311)和第二支撑杆(3312)；
每个所述升降架(331)中，所述第一支撑杆(3311)的一端均与载物平板(32)铰接，第二支撑杆(3312)的一端均与车身底座(31)铰接，第二支撑杆(3312)的另一端均与载物平板(32)相接触；
所述升降机构(33)还包括驱动两个第一支撑杆(3311)另一端沿水平方向运动的第一直线运动机构(332)，所述第一支撑杆(3311)另一端与第一直线运动机构(332)的滑块铰接。
3.根据权利要求2所述的应用升降机的可扩展的小型底盘式换电站，其特征在于：所述第一直线运动机构(332)为螺旋升降机。
4.根据权利要求1至3任一所述的应用升降机的可扩展的小型底盘式换电站，其特征在于：
所述充电装置(114)包括平行四边形机构(1141)、两个第二直线运动机构(1142)以及插头(1143)；
所述平行四边形机构(1141)一组位于对角的两个铰接轴，分别各与一个所述第二直线运动装置(1142)的滑块固连；
所述插头(1143)与平行四边形机构(1141)另一组位于对角的两个铰接轴中的一个固连；
所述两个第二直线运动机构(1142)的滑轨水平安装在电池放置格的侧面。
5.根据权利要求4所述的应用升降机的可扩展的小型底盘式换电站，其特征在于：
每个所述电池放置格的内部还设置有推拉电磁铁(115)；
所述推拉电磁铁(115)包括线圈、复位弹簧以及定位销；所述线圈通电，定位销克服复位弹簧弹力伸出；所述线圈断电，定位销在复位弹簧的作用下缩回；所述定位销用于与电池上设置的定位孔相配合。
6.根据权利要求5所述的应用升降机的可扩展的小型底盘式换电站，其特征在于：所述充电电池架(11)还包括有空格；所述空格内部设置有第四电池输送装置；所述第四电池输送装置用于在相邻设置的两个充电电池架(11)之间输送电池。
7.根据权利要求6所述的应用升降机的可扩展的小型底盘式换电站，其特征在于：所述RGV换电小车(3)还包括纵向行走机构(36)。
8.根据权利要求7所述的应用升降机的可扩展的小型底盘式换电站，其特征在于：
所述第一电池输送装置(111)、第二电池输送装置(1221)、第三电池输送装置(34)以及第四电池输送装置均是由电机通过齿轮齿条机构驱动底部滚轮组正反转动，进行输送。
9.根据权利要求8所述的应用升降机的可扩展的小型底盘式换电站，其特征在于：
所述升降机(12)中载物台(122)的升降是由电机带动链轮链条机构驱动的；所述载物台(122)有两层；
在载物台(122)下方的升降机(12)的框架本体(121)上设置有第二横向运动导轨，用于将RGV换电小车(3)隐藏在载物台(122)下方。
10.根据权利要求9所述的应用升降机的可扩展的小型底盘式换电站，其特征在于：所述充电集装箱(1)内部还设置有配电系统(13)、主控系统(14)以及充电系统(15)。

说明书全文

一种应用升降机的可扩展的小型底盘式换电站

技术领域

[0001] 本发明涉及一种小型底盘式换电站，特别涉及一种应用升降机的可扩展的小型底盘式换电站。

背景技术

[0002] 随着石油能源的不足、环境污染的加剧以及政府政策的鼓励，新能源纯电动汽车迅速发展和普及，换电模式因其高效性，成为了纯电动汽车主要的电能补给方式。

[0003] 目前的换电站主要存在以下问题：

[0004] 1.换电站主要以手动和半自动为主，自动化程度不高，换电时间较长、效率低。

[0005] 2.占地面积较大，且规模固定，不能扩展。

[0006] 无法有效地根据服务车辆的多少合理的配置换电站的规模，如果服务车辆过少，会造成资源浪费；如果服务车辆变多又无法满足换电需求。

[0007] 3.现有的换电站多采用堆垛机来取放电池，充电电池仓位占用空间大。

发明内容

[0008] 本发明的目的是提供一种应用升降机的可扩展的小型底盘式换电站，以解决现有换电站自动化程度不高、占地面积较大、规模不能扩展的问题。

[0009] 本发明所采用的技术方案是，一种应用升降机的可扩展的小型底盘式换电站，其特殊之处在于：

[0010] 包括充电集装箱、换电集装箱以及RGV换电小车；

[0011] 所述充电集装箱和换电集装箱并排设置，所述RGV换电小车设置在横跨二者的第一横向运动导轨上；在所述换电集装箱垂直于第一横向运动导轨的方向上设置有车辆出入通道；

[0012] 所述充电集装箱内部并排设置有充电电池架和升降机，所述升降机设置在靠近换电集装箱一侧；

[0013] 所述充电电池架上设置有多个电池放置格，每个所述电池放置格的内部均设置有第一电池输送装置两个侧限位装置、定位挡块以及充电装置；

[0014] 定义靠近升降机一侧为所述电池放置格的前方；所述第一电池输送装置设置在电池放置格的下方，其用于沿电池放置格的前后方向输送电池；两个所述侧限位装置分别设置在电池放置格的两侧，其用于对电池导向；所述定位挡块设置在电池放置格的后方，用于对电池进行后方限位；所述充电装置设置在电池放置格的侧面，用于给电池充电；

[0015] 所述升降机的载物台上设置有第二电池输送装置，其用于在RGV换电小车与充电电池架之间输送电池；所述升降机下部设有平移驱动机构，其可使升降机整体沿垂直于所述第一横向运动导轨的纵向运动导轨运动；

[0016] 所述换电集装箱内部设置有四柱提升机和停车平台；所述四柱提升机用于提升车辆；所述停车平台上设置有车轮定位机构；

[0017] 所述RGV换电小车包括车身底座、载物平板、升降机构、第三电池输送装置、电池解锁、锁定机构以及横向行走机构；

[0018] 所述载物平板水平设置在车身底座上方，其可在升降机构的作用下升降；所述第三电池输送装置设置在载物平板上，其用于在待充电汽车与升降机之间输送电池；所述电池解锁、锁定机构用于对待充电汽车上的电池进行解锁和锁定；所述横向行走机构用于驱动RGV换电小车整体沿所述第一横向运动导轨运动。

[0019] 进一步地，所述升降机构包括两个升降架；

[0020] 两个所述升降架平行并排设置；

[0021] 每个所述升降架均包括十字型铰接的第一支撑杆和第二支撑杆；每个所述升降架中，所述第一支撑杆的一端均与载物平板铰接，第二支撑杆的一端均与车身底座铰接，第二支撑杆的另一端均与载物平板相接触；

[0022] 所述升降机构还包括驱动两个第一支撑杆另一端沿水平方向运动的第一直线运动机构，所述第一支撑杆另一端与第一直线运动机构的滑块铰接。

[0023] 进一步地，所述第一直线运动机构为螺旋升降机。

[0024] 进一步地，所述充电装置包括平行四边形机构、两个第二直线运动机构以及插头；

[0025] 所述平行四边形机构一组位于对角的两个铰接轴，分别各与一个所述第二直线运动装置的滑块固连；

[0026] 所述插头与平行四边形机构另一组位于对角的两个铰接轴中的一个固连；

[0027] 所述两个第二直线运动机构的滑轨水平安装在电池放置格的侧面。

[0028] 进一步地，每个所述电池放置格的内部还设置有推拉电磁铁；

[0029] 所述推拉电磁铁包括线圈、复位弹簧以及定位销；所述线圈通电，定位销克服复位弹簧弹力伸出；所述线圈断电，定位销在复位弹簧的作用下缩回；所述定位销用于与电池上设置的定位孔相配合。

[0030] 进一步地，所述充电电池架还包括有空格；所述空格内部设置有第四电池输送装置；所述第四电池输送装置用于在相邻设置的两个充电电池架之间输送电池。

[0031] 进一步地，所述RGV换电小车还包括纵向行走机构。

[0032] 进一步地，所述第一电池输送装置、第二电池输送装置、第三电池输送装置以及第四电池输送装置均是由电机通过齿轮齿条机构驱动底部滚轮组正反转动，进行输送。

[0033] 进一步地，所述升降机中载物台的升降是由电机带动链轮链条机构驱动的；所述载物台有两层；

[0034] 在载物台下方的升降机的框架本体上设置有第二横向运动导轨，用于将RGV换电小车隐藏在载物台下方。

[0035] 进一步地，所述充电集装箱内部还设置有配电系统、主控系统以及充电系统。

[0036] 本发明的有益效果是：

[0037] (1)本发明的应用升降机的可扩展的小型底盘式换电站，包括充电集装箱、换电集装箱以及RGV换电小车；RGV换电小车上设置有电池解锁、锁定机构、第三电池输送装置、以及横向行走机构，其可实现电池在待充电汽车和升降机之间的自动搬运；所述升降机上设置有第二电池输送装置，其可实现电池在RGV换电小车与充电电池架之间的自动搬运，并且升降机下部设有平移驱动机构，其可使升降机沿纵向运动，可满足换电站扩展的需求；在充电电池架上设置有第一电池输送装置，其可完成亏、满电池在充电电池架与升降机之间的自动搬运；并且，充电电池架上的各电池放置格中均设置有充电装置、两个侧限位装置以及定位挡块，能满足给电池自动充电的需求；因而，本发明可实现自动化换电；其次，本发明的换电站采用集装箱结构，无需土建，运输便利，实现了换电站规模的可扩展性，可根据服务车辆的多少进行调整，占地面积小；再者，本发明应用升降机代替传统的堆垛机，大幅度降低了充电电池架的总体高度，便于充电电池架的安装以及后期的维修，缩短了电池的取放时间；因此，本发明解决了现有换电站自动化程度不高、占地面积较大、规模不能扩展的问题。

[0038] (2)本发明的应用升降机的可扩展的小型底盘式换电站，优选地通过第一直线运动机构驱动连接载物平板与车身底座的升降架中的第一支撑杆沿直线运动，从而使载物平板实现升降，其代替了传统的堆垛机形式，结构简单，小巧灵活，运送方便。

[0039] (3)本发明的应用升降机的可扩展的小型底盘式换电站，优选地第一直线运动机构为螺旋升降机，通过一个螺旋升降机推动两个第一支撑杆沿直线运动，由于螺旋升降机内部有蜗轮蜗杆、丝杠的减速作用，可达到放大推力的作用。

[0040] (4)本发明的应用升降机的可扩展的小型底盘式换电站，充电装置优选地通过两个第二直线运动装置推动平行四边形机构中对角的两个铰接轴靠近或远离，从而实现插头的升降，进而实现自动充电和与电源分离两种功能的自动切换。

[0041] (5)本发明的应用升降机的可扩展的小型底盘式换电站，优选地每个电池放置格的内部还设置有推拉电磁铁，实现对电池进行精准定位。

[0042] (6)本发明的应用升降机的可扩展的小型底盘式换电站，充电电池架还包括有空格，且空格内部设置有第四电池输送装置，当需要扩展时，通过空格上设置的第四电池输送装置可实现电池在相邻设置的两个充电电池架之间的输送。

[0043] (7)本发明的应用升降机的可扩展的小型底盘式换电站，优选地RGV换电小车还包括纵向行走机构，RGV换电小车可实现纵横两个方向的移动，可满足换电站扩展的需求。

[0044] (8)本发明的应用升降机的可扩展的小型底盘式换电站，优选地升降机上的载物台有两层，可对亏、满电池进行同时输送，节省换电时间；并且优选地在载物台下方的升降机的框架本体上设置有第二横向运动导轨，当RGV换电小车不工作时，通过第二横向运动导轨可隐藏在载物台下方。附图说明

[0045] 图1是本发明实施例的平面结构示意图；

[0046] 图2是本发明实施例的三维结构示意图；

[0047] 图3是本发明实施例中充电电池架的结构示意图；

[0048] 图4是本发明实施例中电池放置格中设置的充电装置的结构示意图；

[0049] 图5是本发明实施例中升降机的结构示意图；

[0050] 图6是本发明实施例中RGV换电小车的结构示意图。

[0051] 图中各标号的说明如下：

[0052] 1-充电集装箱，11-充电电池架，111-第一电池输送装置，112-侧限位装置，113-定位挡块，114-充电装置，1141-平行四边形机构，1142-第二直线运动机构，1143-插头，115-推拉电磁铁，12-升降机，121-框架本体，122-载物台，1221-第二电池输送装置，123-提升机构，124-平移驱动机构，13-配电系统，14-主控系统，15-充电系统，2-换电集装箱，21-四柱提升机，22-停车平台，3-RGV换电小车，31-车身底座，32-载物平板，33-升降机构，331-升降架，3311-第一支撑杆，3312-第二支撑杆，332-第一直线运动机构，34-第三电池输送装置，35-横向行走机构，36-纵向行走机构，4-第一横向运动导轨。

具体实施方式

[0053] 下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

[0054] 参见图1和图2，本发明一种应用升降机的可扩展的小型底盘式换电站，其结构包括充电集装箱1、换电集装箱2以及RGV换电小车3。

[0055] 充电集装箱1和换电集装箱2并排设置，RGV换电小车3设置在横跨二者的第一横向运动导轨4上；在换电集装箱2垂直于第一横向运动导轨4的方向上设置有车辆出入通道。

[0056] 充电集装箱1内部并排设置有充电电池架11、升降机12、配电系统13、主控系统14以及充电系统15；升降机12设置在靠近换电集装箱2一侧。上述配电系统13用于对给整个换电站供电，上述主控系统14用于控制换电全过程，上述充电系统15用于充电电池架上电池的充电以及电池状态监测。

[0057] 参见图3，上述充电电池架11上设置有多个电池放置格，每个电池放置格的内部均设置有第一电池输送装置111、两个侧限位装置112、定位挡块113、充电装置114以及推拉电磁铁115，图上仅画出了一个电池放置格的详细布局，其它未画出。定义靠近升降机12一侧为电池放置格的前方；第一电池输送装置111设置在电池放置格的下方，其用于沿电池放置格的前后方向输送电池；两个侧限位装置112分别设置在电池放置格的两侧，其用于对电池导向；定位挡块113设置在电池放置格的后方，用于对电池进行后方初始限位；充电装置114设置在电池放置格的侧面，用于给电池充电；推拉电磁铁115包括线圈、复位弹簧以及定位销；线圈通电，定位销克服复位弹簧弹力伸出；线圈断电，定位销在复位弹簧的作用下缩回；定位销用于与电池上设置的定位孔相配合，对电池进行精准定位。

[0058] 本实施例中，上述第一电池输送装置111是由电机通过齿轮齿条机构驱动底部滚轮组正反转动，进行输送。上述两个侧限位装置112为侧导轮组。参见图4，上述充电装置114包括平行四边形机构1141、两个第二直线运动机构1142以及插头1143；平行四边形机构1141一组位于对角的两个铰接轴，分别各与一个第二直线运动装置1142的滑块固连；插头
1143与平行四边形机构1141另一组位于对角的两个铰接轴中的一个固连；两个第二直线运动机构1142的滑轨水平安装在电池放置格的侧面；在本实施例中，第二直线运动机构1142为直线电缸。两个直线电缸推动平行四边形机构1141中对角的两个铰接轴靠近或远离，从而实现插头1143的升降，进而实现自动充电和与电源分离两种功能的自动切换。

[0059] 参见图5，上述升降机12包括框架本体121、载物台122、提升机构123以及平移驱动机构124。上述框架本体121由方钢焊接而成，在框架本体121的四根立柱上设置有运动轨道，载物台122在提升机构123的作用下沿该运动轨道上下运动，本实施例中，提升机构123是电机驱动的链轮链条机构。本实施例中，上述载物台122有两侧，每层上均设置有第二电池输送装置1221，其用于在RGV换电小车3与充电电池架11之间输送电池；在载物台122下方的升降机12的框架本体121上设置有第二横向运动导轨，用于RGV换电小车3不工作时，将RGV换电小车3隐藏停放在载物台122下方。升降机12下部设有平移驱动机构124，其可使升降机12整体沿垂直于上述第一横向运动导轨4的纵向运动导轨运动，便于换电站的扩展。

[0060] 参见图1，上述换电集装箱2内部设置有四柱提升机21和停车平台22；四柱提升机21用于提升车辆；停车平台22上设置有车轮定位机构(图上未画出)。本实施例中，四柱提升机21用液压或者电机驱动，能够将电动汽车举升到指定高度。在换电集装箱2上的车辆出入通道的前后分别设有卷帘门。在充电集装箱1和换电集装箱2之间第一横向运动导轨4通过的位置处，设置有自动推拉门。

[0061] 参见图6，上述RGV换电小车3包括车身底座31、载物平板32、升降机构33、第三电池输送装置34、电池解锁、锁定机构、横向行走机构35以及纵向行走机构36。载物平板32水平设置在车身底座31上方，其可在升降机构33的作用下升降；本实施例中，上述升降机构33包括两个升降架331；两个升降架331平行并排设置；每个升降架331均包括十字型铰接的第一支撑杆3311和第二支撑杆3312；每个升降架331中，第一支撑杆3311的一端均与载物平板32铰接，第二支撑杆3312的一端均与车身底座31铰接，第二支撑杆3312的另一端均与载物平板32相接触；升降机构33还包括驱动两个第一支撑杆3311另一端沿水平方向运动的第一直线运动机构332，第一支撑杆3311另一端与第一直线运动机构332的滑块铰接。在本实施例中，第一直线运动机构332为螺旋升降机，通过一个螺旋升降机推动两个第一支撑杆沿直线运动，由于螺旋升降机内部有蜗轮蜗杆、丝杠的减速作用，可达到放大推力的作用。上述第三电池输送装置34设置在载物平板32上，其用于在待充电汽车与升降机12之间输送电池；上述电池解锁、锁定机构用于对待充电汽车上的电池进行解锁和锁定，本实施例中，电池解锁、锁定机构图上未画出，其采用申请人申请的发明名称为“一种底盘式电池解锁移载装置”，申请公布号为“CN106627515A”的中国专利中公开的电池解锁、锁定机构；上述横向行走机构35用于驱动RGV换电小车3整体沿第一横向运动导轨4运动；上述纵向行走机构36驱动RGV换电小车3整体沿垂直于第一横向运动导轨4的纵向运动，可满足换电站进一步扩展的需求；在本实施例中，横向行走机构35和纵向行走机构36均是由电机驱动车轮转动的机构。

[0062] 本发明的应用升降机的可扩展的小型底盘式换电站的换电过程为：当电动汽车进入换电集装箱2的换电工位准备待续后，RGV换电小车3先运动到换电工位下方，升降机构33上升先托住亏电电池，再通过电池解锁、锁定机构对电池解锁取下电池，然后升降机构33下降，RGV换电小车3运输亏电电池与升降机12对接，再从升降机12的载物台122上对接到满电电池，然后再逆动作给电动汽车换上满电电池，RGV换电小车3再回到初始位置。

[0063] 本发明的应用升降机的可扩展的小型底盘式换电站，可广泛应用于电动汽车的换电中。

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