一种新型移动式换电设备的制作方法

1.本技术涉及新能源设备技术领域，具体涉及一种新型移动式换电设备。


背景技术：

2.为响应全球节能减排号召，近年来，以燃油为动力源的机械设备逐渐被电动机械设备取代。但电动机械设备存在的电池包续航能力短、充电慢、电池包衰减快等问题也制约电动机械的应用。
3.目前，扩大纯电动机械设备应用范围的方法主要有两种：
①
、将电池包设计为固定在机械设备上的固定电池包，采用直充电的模式，并建设大量的充电桩。充电桩数量多，可以解决充电难的问题，但是依然无法解决充电慢、充电时间长等问题；而且充电桩数量多，分布广，难以维护；
②
、将电池包设计为可快换的电池包，并与之对应地建设固定的换电站，换电站如图1所示，该种充电站主要由立柱1 '、横梁2'组成主体框架，移动小车6'置于横梁2'上，移动小车6'下装有动力电池包3'的抓具5'，动力电池包3'放置于横梁2'下面的动力电池包底座4'上。所有零部件由外壳7'包围，可以避免直接的雨淋与日晒。移动小车6'可以在横梁2'上做前后左右四个方向的移动，方便抓取每一个动力电池包3'。换电站对动力电池包统一管理，具有换电时间短的优点，无续航焦虑，然而换电站可以解决充电慢的问题，但换电站同样存在投入成本高，服务覆盖范围小等缺点，尤其是对因电量耗尽而在路上抛锚的电动机械设备，完全无法提供充电服务。


技术实现要素：

4.为解决目前充电设备存在的投入成本高，服务覆盖范围小等问题，本技术提供一种成本低的可移动式的换电设备，解决了现有固定式充电站占地面积大、需要基建、成本高昂的问题。
5.为实现本技术的技术目的，本技术提供一种新型移动式换电设备，包括：
6.底盘，所述底盘上设置有电池包底座；
7.支撑机构，所述支撑机构设置在所述底盘上；
8.可折叠轨道，所述可折叠轨道连接在所述支撑机构上，所述可折叠轨道具有展开状态和回收状态；在所述展开状态下，所述可折叠轨道伸出至所述底盘的外部；
9.第一小车，所述第一小车可移动地设置在所述可折叠轨道上，所述第一小车上连接有抓具；
10.驱动机构，所述驱动机构与所述可折叠轨道传动连接，以驱动所述可折叠轨道运动，使得所述可折叠轨道处于所述展开状态或回收状态。
11.可选的，所述移动式换电设备还包括牵引车头，所述底盘和所述牵引车头相连接；
12.所述驱动机构驱动所述可折叠轨道向背离所述牵引车头的一侧伸出所述底盘，和/或所述驱动机构驱动所述可折叠轨道沿所述底盘的宽度方向伸出。
13.可选的，所述可折叠轨道包括第一轨道和第二轨道，所述第一轨道和所述支撑机
构相连接，所述第二轨道和所述第一轨道可转动地连接；所述驱动机构和所述第二轨道传动连接，以驱动所述第二轨道相对所述第一轨道转动。
14.可选的，所述第一轨道上设置有第一滑槽，所述第二轨道上设置有第二滑槽；所述第一小车沿所述第一滑槽和第二滑槽平移；
15.在所述展开状态下，所述第一滑槽和所述第二滑槽相连通。
16.可选的，所述驱动机构包括座体和伸缩部件；
17.所述座体和所述第一轨道相连接，所述伸缩部件一端和所述座体连接，所述伸缩部件的另一端和所述第二轨道相连接。
18.可选的，所述驱动机构包括拉绳和卷绕装置，所述拉绳一端连接所述卷绕装置，另一端连接在所述第二轨道上。
19.可选的，所述第一轨道沿所述底盘的宽度方向延伸设置，所述第一轨道的两端分别可转动地连接有一所述第二轨道。
20.可选的，所述支撑机构包括支撑装置、第三轨道和第二小车；
21.所述支撑装置设置在所述底盘上，所述第三轨道设置在所述支撑装置上沿所述底盘的长度方向延伸设置，所述第二小车可移动地设置在所述第三轨道上；
22.所述可折叠轨道连接在所述第二小车上。
23.可选的，所述支撑机构包括沿所述底盘的长度方向依次设置的至少两个支撑装置，每个所述支撑装置包括沿所述底盘宽度方向设置的两个伸缩立柱。
24.可选的，所述移动式换电设备还包括充电枪；
25.所述充电枪和安装在所述电池包底座上的可快换电池包电连接，或者所述底盘上安装有专用充电电池包，所述充电枪和所述专用充电电池包电连接。
26.通过采用上述技术方案，使得本技术具有以下有益效果：
27.1、本技术提供的移动式换电设备将常规使用的电池包底座安装在行进底盘机构上，使电池包底座不再局限在固定的充电站上，不仅解决了固定式充电站占地面积大、需要基建、成本高昂的问题，还解决了固定充电桩以及固定换电站无法解决的道路救援问题，此外，由于行进底盘可以采用机械领域常规的底盘机构替代，结构来源广泛，制造成本低。
28.2、本技术提供的可折叠轨道通过折叠的方式伸出底盘，结构简单，动力传输稳定，耐久性好。且本技术的可折叠轨道可以是沿底盘的两侧伸出，也可以由底盘的后部伸出，从而方便了换电操作。在应急换电时，该移动式换电设备可根据实际路况停靠在待换电设备的任意一侧均可方便进行换电作业。
29.3、本技术提供的移动式换电设备可移动到统一的场站进行集中管理，解决了固定充电桩分布散乱，维护不便的问题。
30.4、本技术提供的移动式换电设备设置有充电枪，该移动式换电设备除了能够给其他设备换电外还能对外充电，以满足不同的需求。
附图说明
31.附图作为本技术的一部分，用来提供对本实用新型的进一步的理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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附图。
32.图1是背景技术中提供的现有的充电桩的结构示意图；
33.图2是本技术实施例提供的可移动式换电设备的结构示意图；
34.图3是本技术实施例提供的可移动式换电设备上的电池包底座的结构示意图；
35.图4是本技术实施例提供的可移动式换电设备上的可折叠轨道的结构示意图；
36.图5是本技术实施例提供的可移动式换电设备上的可折叠轨道的另一视角图；
37.图6是本技术实施例提供的可移动式换电设备上的的抓具的结构示意图；
38.图7是本技术实施例提供的可移动式换电设备上的抓具具有浮动连接结构的结构示意图；
39.图8是是本技术实施例提供的可移动式换电设备上在作业过程中的状态示意图；
40.图9是图8的另一视角图。
41.图中：1 '、立柱；2'、横梁；3'、电池包；4'、电池包底座；5'、抓具；6'、移动小车；7'、外壳；1、伸缩立柱；11、缸筒；12、活塞杆；2、第三轨道；3、可快换电池包；4、电池包底座；41、固定座；42、导向机构；43、定位机构；44、锁紧机构；5、第二小车；6、可折叠轨道；61、第一轨道；62、第二轨道；63、第二轨道；64、伸缩部件；65、伸缩部件；66、滑槽；7、第一小车；8、抓具；81、上结构；82、下结构；821、浮台；83、油缸；84、抓爪；841、上端；9、底盘；91、底盘本体；92、支腿；93、专用充电电池；94、牵引车头；95、车桥；96、充电枪。
具体实施方式
42.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
43.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语
ꢀ“
上”、“下”、
ꢀ“
内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
44.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、
ꢀ“
连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
45.参见图1至图9所示，本技术实施例提供一种新型移动式换电设备，包括底盘9、支撑机构、可折叠轨道6、第一小车7和驱动机构。底盘9上设置有电池包底座4，电池包底座4上安装有可快换电池包3。支撑机构设置在所述底盘9上。可折叠轨道6连接在所述支撑机构上，支撑机构将可折叠轨道6架起。可折叠轨道6具有展开状态和回收状态。在所述展开状态下，所述可折叠轨道6伸出至所述底盘9的外部，第一小车7可移动地设置在所述可折叠轨道6上，所述第一小车7上连接有抓具8，第一小车7可沿着可折叠轨道6移动至底盘9外部以带动抓具8抓取电动机械上的旧的电池包，并返回底盘9。驱动机构与所述可折叠轨道6传动连接，以驱动所述可折叠轨道6运动，使得所述可折叠轨道6处于所述展开状态或回收状态。本技术提供的可折叠轨道6通过折叠的方式伸出或回收至底盘9，传动结构简单，动力传输稳
定，耐久性好。
46.参见图2和图3所示，底盘9上可以设置多个电池包底座4，所述多个电池包底座4的空置率小于等于50%。进一步的，所述多个电池包底座4的至少空置两个。
47.需要说明的是，本技术对电池包底座4的数量不作具体限制，本领域技术人员可以根据实际需要将电池包底座4设置为4个，也可以为5个、6个、7个、8个或以上。在实际使用过程中，为方便换电操作，需要预留两个电池包底座4不放置可快换电池包3，以便将电动机械的旧电池包直接放置于预留的电池包底座4上，再将充满电的可快换电池包3更换到电动机械上，方便快捷。
48.进一步的，如图3所示，所述电池包底座4包括设置于底盘9上的固定座41、导向机构42、定位机构43以及锁紧机构44。当可快换电池包3放置于电池包底座4上后，锁紧机构44锁紧，使得该设备在道路上行驶过程中，可快换电池包3始终放置平稳。
49.其中，所述固定座41与底盘9采用本技术领域常规的刚连接结构，本实用新型不作限制。
50.当然，本领域技术人员还可以将本领域常规的电池包底座4安装在行进底盘9上，本实用新型不做限制，只要将电池包底座4连接到底盘9上，均属于本实用新型的保护范围。
51.可选的，参见图2所示，所述移动式换电设备还包括牵引车头94，所述底盘9和所述牵引车头94相连接。所述驱动机构驱动所述可折叠轨道6向背离所述牵引车头94的一侧伸出所述底盘9，和/或所述驱动机构驱动所述可折叠轨道6沿所述底盘9的宽度方向伸出。本技术的可折叠轨道6可以是沿底盘9的两侧伸出，也可以由底盘9的后部伸出，从而方便了换电操作。在应急换电时，需要换电的电动机械可以移动至底盘的任意一侧均可进行换电作业。
52.需要注意的，本技术限定的底盘9的长度方向可以理解为底盘9的行进方向，底盘9的宽度方向可以理解为垂直于底盘9的行进方向。
53.进一步的，参见图4所示，所述可折叠轨道6包括第一轨道61和第二轨道62，所述第一轨道61和所述支撑机构相连接，所述第二轨道62和所述第一轨道61可转动地连接。所述驱动机构和所述第二轨道62传动连接，以驱动所述第二轨道62相对所述第一轨道61转动。该第一轨道61位于底盘9的正上方中部位置，驱动机构驱动第二轨道62转动，使得第二轨道62绕所述第一轨道61转动，实现伸出底盘9或回收至底盘9内。
54.其中，所述第一轨道61上设置有滑槽66，所述第二轨道62上也设置有滑槽。所述第一小车7能沿所述两个所述滑槽66平移。在所述展开状态下，两个所述滑槽66相连通。使得第一小车7上的抓具8在抓取到电动机械上的旧电池包后能由第二轨道62顺利移动至第一轨道61，将旧电池包输送到底盘9上。
55.在优选的方案中，参见图4所示，当可折叠轨道6处于展开状态时，所述第一轨道61和第二轨道62相平齐，两者位于同一平面内。当可折叠轨道6处于回收状态时，所述第二轨道62相对第一轨道61回折，第二轨道62可以为下垂状态，第二轨道62和水平面相垂直，完全收纳在底盘9内侧，不会影响行车。
56.可选的，参见图4所示，所述驱动机构包括座体和伸缩部件64，所述座体和所述第一轨道相连接，所述伸缩部件64一端和所述座体连接，所述伸缩部件64的另一端和所述第二轨道相连接。所述座体可以包括连接在所述第一轨道61上的两个连接杆和连接两个所述
连接杆的连接部，该伸缩部件64可以为气缸，气缸的一端和连接部相铰接，气缸的另一端和所述第二轨道62相铰接。
57.当然的，驱动机构不限于上述的伸缩部件64，驱动机构也可以为其他结构。示例性的，所述驱动机构可以包括拉绳和卷绕装置，所述拉绳一端连接所述卷绕装置，另一端连接在所述第二轨道62上，所述卷绕装置向第一方向转动，可缠绕拉绳，使得拉绳收起，以提起第二轨道62。所述卷绕装置向第二方向转动，则释放拉绳，第二轨道62在重力作用下，向下翻转，并最终收纳在底盘9一侧。
58.可选的，参见图4所示，所述第一轨道61沿所述底盘9的宽度方向延伸设置，所述第一轨道61的一端连接有第二轨道62，另一端连接有第二轨道63。两个第二轨道能分别向底盘9的两侧展开，方便电动机械停靠在电动机械的任意一侧。或者说，方便电动机械停靠在移动式换电设备的任意一侧，从而降低了换电作业难度。
59.所述支撑机构包括支撑装置、第三轨道2和第二小车5，所述支撑装置设置在所述底盘9上，所述第三轨道2设置在所述支撑装置上沿所述底盘9的长度方向延伸设置，所述第二小车5可移动地设置在所述第三轨道2上。所述可折叠轨道6连接在所述第二小车5上。底盘9上沿第三轨道2的延伸方向上设置有多个电池包底座4，第三轨道2位于各电池包底座4的上方，抓具8在抓取到电动机械上的旧电池包后可以先由第二轨道62平移到第一轨道，再沿第三轨道2移动到相应的电池包底座4上方，将旧的电池包放入。
60.所述支撑机构包括沿所述底盘9的长度方向依次设置的至少两个支撑装置，每个所述支撑装置包括沿所述底盘9宽度方向设置的两个伸缩立柱1。所述伸缩立柱1可以为油缸83，包括缸筒11以及活塞杆12，所述四个油缸83立柱分布于底盘9的四角。
61.所述第三轨道包括两根横梁，两根横梁分别连接在底盘9上同一侧的两个油缸83上。两根横梁之间通过连接杆相连接。
62.油缸83与横梁之间可以是刚性连接，各油缸83需要同步升降。油缸83也可以和横梁相铰接，如此油缸83和横梁之间可以不要求动作同步。
63.所述移动式换电设备还包括充电枪96，本技术的移动式换电设备除了可对电动机械换电，还能对外充电，以满足不同的需求。
64.其中，充电枪96和安装在所述电池包底座4上的可快换电池包3电连接，或者所述底盘9上安装有专用充电电池包93，所述充电枪96和所述专用充电电池包电连接。底盘9还包括底盘本体91，该专用充电电池包93设置在底盘本体91上，底盘9上还设置有车桥95。本技术的底盘9可以为纯电动底盘，也可为燃油动力底盘，在此不做限定。
65.进一步的，如图6和图7所示，所述抓具8包括上结构81、下结构82、油缸83以及抓爪84。上结构81以及下结构82通过油缸83连接，抓爪84连接于下结构82上并且与下结构82之间是软连接。通过油缸83的伸缩，可以顺利地将可快换电池包从电池包底座4上取出与放下，而抓爪84与下结构82之间的软连接可以确保电量耗尽的旧可快换电池包即使与要换上的新可快换电池包不在一个水平面上也能顺利地更换。
66.在一种可能的实施方案中，参见图7所示，除所述抓具8中的下结构82为开口向下，其开口端的两侧具有向内的两个浮台821；抓爪84的上端841穿过开口搭放在浮台上而与下结构82浮动连接外。具体的，所述抓爪84上端的外径小于下结构82的内径，但大于两个浮台之间的距离。通过油缸83的伸缩以及抓爪84的浮动连接，可以顺利地将可快换电池包从电
池包底座4上取出与放下，而抓爪84与下结构82之间的软连接可以确保电量耗尽的旧的可快换电池包即使与要更换的新的电池包不在一个水平面上也能顺利地更换。
67.以下提供本技术移动式换电设备的换电过程：
68.1、移动式换电设备的行驶
69.当接收到换电请求后，操作人员驾驶本技术的装有电池包的移动式换电设备赶往作业位置，行进过程使伸缩立柱1处于缩回状态，以防在限高地区出现行驶障碍。
70.2、高度调整
71.当移动式换电设备低达指定作业位置后，先将行进底盘9机构的支腿92伸出，使该换电设备抬高；然后根据目标作业机械的高度控制伸缩立柱1伸出，使第三轨道2、第二小车、以及抓具8等部件达到作业高度。
72.3、可折叠轨道6展开
73.4、抓取旧电池包
74.第二小车5移动到与待更换的旧的可快换电池包对应的位置。第一小车7移动到旧的可快换电池包的正上方，通过抓具8取下旧的可快换电池包并放置于底盘9上预留的空的电池包底座4上。
75.5、新电池包的更换
76.第二小车5移动到任意一块新的可快换电池包上方，并通过抓具8的动作，抓取一块新的可快换电池包并移动到与待更换的旧的可快换电池包对应的位置并通过抓具8的动作，将抓取的新的可快换电池包放置于更换位置，完成更换动作。
77.最后，可折叠轨道6、第一小车7、第二小车5、抓具8等结构回到初始位置。
78.以下提供本技术移动式换电设备的对电动机械进行充电的过程：
79.当本实用新型的移动式换电设备到达指定作业位置后，需要作为电源对外充电时，只需要将充电枪96拔出并插入到电动机械的充电口即可。充完电后将充电枪96拔出并放回原位即可。
80.以上公开的本技术优选实施例只是用于帮助阐述本技术。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该申请仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本技术的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本技术。本技术仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。