一种电动汽车的电池更换装置的制作方法

1.本发明涉及电池更换领域，具体是一种电动汽车的电池更换装置。


背景技术：

2.随着燃油价格的不断上升，新能源汽车的使用越来越广泛，越来越多的人趋向于使用新能源汽车，但是目前新能源汽车面临的最大的阻碍是充电问题，在线充电模式受到很多因素的影响，充电桩的数量不足，充电桩的位置不合适，充电时间过长，针对这些情况，车企们开始考虑换电模式，将电量耗尽的电池更换下来，换上满电的电池从而避免影响继续使用。
3.现有的换电设备通过将汽车底部的电池包取下后，移动并放至充电位置，再夹取充好电的电池包移动至汽车下方，进行安装，换电步骤繁琐，换电效率低。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种电动汽车的电池更换装置，用于对电动汽车进行电池包的更换。
5.本发明的该目的是通过这样的技术方案实现的，它包括有支撑板，所述支撑板上开设有贯穿其上下端面的通孔，所述支撑板上放有电动汽车，所述支撑板上方设置有可夹持电动汽车的机械夹手，所述机械夹手的起点位置与电动汽车相对应，所述机械夹手的终点位置与通孔位置相对应；
6.所述电动汽车包括有车体，所述车体底端面设置有若干螺钉，所述车体下方还有电池包，所述电池包底端面开设有若干的凹槽，若干所述凹槽均有螺母，所述凹槽内贯穿的设置有凹槽上端面与电池包上端面的通槽，所述螺钉可穿过通槽与螺母相对应；
7.所述机械夹手夹持车体移动至终点位置时，所述电池包位于通孔的上方；
8.所述支撑板下方平行的设置有底板，所述底板上设置有升降单元，所述升降单元位于通孔的下方，所述升降单元上可转动的设置有翻转单元，所述翻转单元的上下侧均可放置电池包，所述翻转单元上设置有可拧动螺母的换电单元，所述换电单元可夹持翻转单元上下侧的电池包，所述换电单元可穿过通孔与连接在车体底端面的电池包相对应。
9.作为优选，所述升降单元包括有气缸、支撑框体；
10.所述支撑框体位于通孔下方并可穿过通孔，所述支撑框体设置在气缸的伸缩端上，所述气缸设置在底板上，所述气缸的轴线与底板的上端面相垂直；
11.所述支撑框体内可转动的设置有翻转单元。
12.作为优选，所述翻转单元包括有齿轮、齿条、棘轮、第一锥齿轮、第二锥齿轮、转轴、传动轴、翻转板；
13.所述支撑框体内转动设置有转轴，所述转轴上设置有翻转板，所述翻转板的上下端面均可放置电池包，所述转轴一端可转动的贯穿支撑框体内外壁并伸出支撑框体，所述转轴的轴线与气缸的轴线相垂直；
14.所述支撑框体外壁转动设置有传动轴，所述传动轴一端设置有棘轮，所述棘轮外套设有齿轮，所述传动轴另一端设置有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合，所述第二锥齿轮设置在转轴的支撑框体伸出段上；
15.所述齿轮可与齿条相啮合，所述齿条设置在通孔内；
16.所述齿条与齿轮啮合带动支撑框体的转动角度为a度，所述a＝180n，所述n为奇数；
17.所述翻转板上设置有换电单元。
18.作为优选，所述换电单元包括有若干的螺母拧动组件和若干的电池包锁止组件，所述螺母拧动组件的数量与螺母的数量相等，所述电池包锁止组件设置在螺母拧动组件内，所述螺母拧动组件设置在翻转板上，所述螺母拧动组件可与锁止车体下方电池包的螺母相对应，所述电池包锁止组件的锁止端可与电池包相对应。
19.作为优选，所述螺母拧动组件包括有电动转盘，所述电动转盘设置在翻转板内，所述电动转盘的轴线与气缸的轴线方向相平行，所述电动转盘的转动端上下端面分别设置有第一拧动组件和第二拧动组件，所述第一拧动组件和第二拧动组件相对于电动转盘的转动端对称；
20.所述第一拧动组件和第二拧动组件均包括有螺母套筒、磁铁；
21.所述螺母套筒一端连接在电动转盘的转动端上，所述螺母套筒另一端可转动的伸出翻转板的上端面，所述螺母套筒内嵌设有磁铁，所述螺母套筒可伸入凹槽内与螺母相对应，所述磁铁可与螺母磁性连接，所述螺母套筒的外径小于等于凹槽的直径；
22.所述螺母套筒内设置有电池包锁止组件。
23.作为优选，所述电池包锁止组件包括有转动柱，所述螺母套筒内磁铁与电动转盘之间转动设置有转动柱，所述转动柱的轴线与螺母套筒的轴线相重合；
24.所述转动柱远离电动转盘的端面开设有第一槽，所述第一槽与螺母套筒内连通，所述第一槽内沿其轴线滑动设置有滑动柱，所述第一槽内滑动柱与转动柱之间还有第一弹簧，所述第一弹簧连接滑动柱与转动柱，所述滑动柱的外径小于等于螺母的内孔；
25.所述滑动柱远离转动柱的端面开设有第二槽，所述第二槽内滑动设置有动铁芯，所述动铁芯可滑动的伸出第二槽，所述动铁芯外套有电磁线圈，所述电磁线圈设置在第二槽内，所述动铁芯与滑动柱之间的第二槽内有第二弹簧，所述第二弹簧连接动铁芯与滑动柱；
26.所述滑动柱远离转动柱的端面设置有第一锁止模块和第二锁止模块，所述第一锁止模块和第二锁止模块相对应滑动柱的轴线中心对称；
27.所述第一锁止模块和第二锁止模块均包括导轨、滑块、导向斜面、安装块、滑槽、第三弹簧、滑杆、限位柱；
28.所述导轨设置在滑动柱远离转动柱的端面上，所述导轨上滑动连接有滑块，所述滑块的滑动方向沿滑动柱的半径方向，所述滑块靠近动铁芯一侧设置有导向斜面，所述导向斜面可与动铁芯相对应，所述滑块上设置有安装块，所述安装块内滑动设置有滑槽，所述滑槽内滑动设置有限位柱，所述限位柱上连接有滑杆，所述滑槽内的滑杆上套有第三弹簧，所述第三弹簧连接限位柱的侧壁与滑槽的侧壁，所述滑杆可滑动的贯穿滑槽侧壁与安装块外壁并伸出安装块，所述滑杆的滑动方向与滑块的滑动方向相平行，所述滑块和安装块均
可穿过通槽；
29.所述第一锁止模块的滑杆的安装块伸出段与第二锁止模块的滑杆的安装块伸出段相连；
30.所述动铁芯可通过导向斜面带动滑块伸出滑动柱的侧壁，所述滑块可与电池包的端面相贴合。
31.作为优选，所述支撑框体从支撑板下方移动至支撑板上方时，所述棘轮可传动传动轴与齿轮；
32.所述支撑板与底板之间还设置有电池包容纳箱，所述电池包容纳箱内设置有与气缸的伸缩方向相垂直的隔板，所述隔板将电池包容纳箱分为未充电电池包收纳腔和已充电电池包收纳腔；
33.所述未充电电池包收纳腔靠近翻转板的侧壁开设有贯穿未充电电池包收纳腔侧壁的第一出口，所述已充电电池包收纳腔靠近翻转板的侧壁开设有贯穿已充电电池包收纳腔侧壁的第二出口；
34.所述支撑框体下方有可传送未充电电池包的传送辊，所述传送辊的入口位于支撑框体下方，所述传送辊的出口连接在电池包容纳箱的侧壁并与第一出口相对应，所述传送辊的入口的水平高度高于传送辊的出口的水平高度；
35.所述已充电电池包收纳腔内设置有可夹持已充电电池包的上件机械手，所述上件机械手的起点位置位于已充电电池包收纳腔内；
36.所述翻转板位于最低升降高度时，所述上件机械手的终点位置位于翻转板的上方。
37.采用以上结构后，本发明相较于现有技术，具备以下优点：
38.1、本技术通过设置机械夹手可夹持电动汽车移动，避免了驾驶员开启电动汽车而导致的电动汽车的定位不准，影响换电的效率；
39.2、本技术通过对称的设置可锁止电池包的滑块，可在翻转板的上下面均能锁止电池包，可实现一次性的进行取下未充电电池包和安装已充电电池包，提高了电池包更换的效率；
40.3、本技术通过设置齿轮和齿条，可在翻转板升降的同时进行翻转，简化了翻转结构，节约时间和成本。
41.本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。
附图说明
42.本发明的附图说明如下。
43.图1为本发明的结构示意图；
44.图2为本发明的电动汽车的结构剖视图；
45.图3为本发明的a处的局部放大图；
46.图4为本发明的前视图；
47.图5为本发明的b
‑
b处的剖视图；
48.图6为本发明的c处的局部放大图；
49.图7为本发明的升降单元、底板、翻转单元和换电单元的结构示意图；
50.图8为本发明的d处的局部放大图；
51.图9为本发明的升降单元、底板、翻转单元和换电单元的俯视图；
52.图10为本发明的e
‑
e处的剖视图；
53.图11为本发明的f处的局部放大图；
54.图12为本发明的换电单元的结构示意图；
55.图13为本发明的滑动柱和导轨的结构示意图；
56.图14为本发明的电池包锁止组件的结构剖视图；
57.图15为本发明的g处的局部放大图；
58.图16为本发明的支撑板与上件机械手的结构示意图。
59.图中：1.支撑板；2.通孔；3.机械夹手；4.车体；5.螺钉；6.螺母；7.凹槽；8.通槽；9.电池包；10.底板；11.气缸；12.支撑框体；13.齿轮；14.齿条；15.棘轮；16.第一锥齿轮；17.第二锥齿轮；18.转轴；19.传动轴；20.翻转板；21.电动转盘；22.螺母套筒；23.磁铁；24.转动柱；25.第一槽；26.滑动柱；27.第一弹簧；28.第二槽；29.动铁芯；30.电磁线圈；31.第二弹簧；32.导轨；33.滑块；34.导向斜面；35.安装块；36.滑槽；37.第三弹簧；38.滑杆；39.限位柱；40.电池包容纳箱；41.隔板；42.未充电电池包收纳腔；43.已充电电池包收纳腔；44.第一出口；45.第二出口；46.传送辊；47.上件机械手。
具体实施方式
60.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
61.如图1至图16所示，一种电动汽车的电池更换装置，它包括有支撑板1，所述支撑板1上开设有贯穿其上下端面的通孔2，所述支撑板1上放有电动汽车，所述支撑板1上方设置有可夹持电动汽车的机械夹手3，所述机械夹手3的起点位置与电动汽车相对应，所述机械夹手3的终点位置与通孔2位置相对应；
62.所述电动汽车包括有车体4，所述车体4底端面设置有若干螺钉5，所述车体4下方还有电池包9，所述电池包9底端面开设有若干的凹槽7，若干所述凹槽7均有螺母6，所述凹槽7内贯穿的设置有凹槽7上端面与电池包9上端面的通槽8，所述螺钉5可穿过通槽8与螺母6相对应；
63.所述机械夹手3夹持车体4移动至终点位置时，所述电池包9位于通孔2的上方；
64.所述支撑板1下方平行的设置有底板10，所述底板10上设置有升降单元，所述升降单元位于通孔2的下方，所述升降单元上可转动的设置有翻转单元，所述翻转单元的上下侧均可放置电池包9，所述翻转单元上设置有可拧动螺母6的换电单元，所述换电单元可夹持翻转单元上下侧的电池包9，所述换电单元可穿过通孔2与连接在车体4底端面的电池包9相对应。
65.所述升降单元包括有气缸11、支撑框体12；所述支撑框体12位于通孔2下方并可穿过通孔2，所述支撑框体12设置在气缸11的伸缩端上，所述气缸11设置在底板10上，所述气缸11的轴线与底板10的上端面相垂直；所述支撑框体12内可转动的设置有翻转单元。
66.所述翻转单元包括有齿轮13、齿条14、棘轮15、第一锥齿轮16、第二锥齿轮17、转轴18、传动轴19、翻转板20；
67.所述支撑框体12内转动设置有转轴18，所述转轴18上设置有翻转板20，所述翻转板20的上下端面均可放置电池包9，所述转轴18一端可转动的贯穿支撑框体12内外壁并伸出支撑框体12，所述转轴18的轴线与气缸11的轴线相垂直；
68.所述支撑框体12外壁转动设置有传动轴19，所述传动轴19一端设置有棘轮15，所述棘轮15外套设有齿轮13，所述传动轴19另一端设置有第一锥齿轮16，所述第一锥齿轮16与第二锥齿轮17啮合，所述第二锥齿轮17设置在转轴18的支撑框体12伸出段上；
69.所述齿轮13可与齿条14相啮合，所述齿条14设置在通孔2内；
70.所述齿条14与齿轮13啮合带动支撑框体12的转动角度为a度，所述a＝180n，所述n为奇数；
71.所述翻转板20上设置有换电单元。
72.所述换电单元包括有若干的螺母拧动组件和若干的电池包锁止组件，所述螺母拧动组件的数量与螺母6的数量相等，所述电池包锁止组件设置在螺母拧动组件内，所述螺母拧动组件设置在翻转板20上，所述螺母拧动组件可与锁止车体4下方电池包9的螺母6相对应，所述电池包锁止组件的锁止端可与电池包9相对应。
73.所述螺母拧动组件包括有电动转盘21，所述电动转盘21设置在翻转板20内，所述电动转盘21的轴线与气缸11的轴线方向相平行，所述电动转盘21的转动端上下端面分别设置有第一拧动组件和第二拧动组件，所述第一拧动组件和第二拧动组件相对于电动转盘21的转动端对称；
74.所述第一拧动组件和第二拧动组件均包括有螺母套筒22、磁铁23；
75.所述螺母套筒22一端连接在电动转盘21的转动端上，所述螺母套筒22另一端可转动的伸出翻转板20的上端面，所述螺母套筒22内嵌设有磁铁23，所述螺母套筒22可伸入凹槽7内与螺母6相对应，所述磁铁23可与螺母6磁性连接，所述螺母套筒22的外径小于等于凹槽7的直径；
76.所述螺母套筒22内设置有电池包锁止组件。
77.所述电池包锁止组件包括有转动柱24，所述螺母套筒22内磁铁23与电动转盘21之间转动设置有转动柱24，所述转动柱24的轴线与螺母套筒22的轴线相重合；
78.所述转动柱24远离电动转盘21的端面开设有第一槽25，所述第一槽25与螺母套筒22内连通，所述第一槽25内沿其轴线滑动设置有滑动柱26，所述第一槽25内滑动柱26与转动柱24之间还有第一弹簧27，所述第一弹簧27连接滑动柱26与转动柱24，所述滑动柱26的外径小于等于螺母6的内孔；
79.所述滑动柱26远离转动柱24的端面开设有第二槽28，所述第二槽28内滑动设置有动铁芯29，所述动铁芯29可滑动的伸出第二槽28，所述动铁芯29外套有电磁线圈30，所述电磁线圈30设置在第二槽28内，所述动铁芯29与滑动柱26之间的第二槽28内有第二弹簧31，所述第二弹簧31连接动铁芯29与滑动柱26；
80.所述滑动柱26远离转动柱24的端面设置有第一锁止模块和第二锁止模块，所述第一锁止模块和第二锁止模块相对应滑动柱26的轴线中心对称；
81.所述第一锁止模块和第二锁止模块均包括导轨32、滑块33、导向斜面34、安装块
35、滑槽36、第三弹簧37、滑杆38、限位柱39；
82.所述导轨32设置在滑动柱26远离转动柱24的端面上，所述导轨32上滑动连接有滑块33，所述滑块33的滑动方向沿滑动柱26的半径方向，所述滑块33靠近动铁芯29一侧设置有导向斜面34，所述导向斜面34可与动铁芯29相对应，所述滑块33上设置有安装块35，所述安装块35内滑动设置有滑槽36，所述滑槽36内滑动设置有限位柱39，所述限位柱39上连接有滑杆38，所述滑槽36内的滑杆38上套有第三弹簧37，所述第三弹簧37连接限位柱39的侧壁与滑槽36的侧壁，所述滑杆38可滑动的贯穿滑槽36侧壁与安装块35外壁并伸出安装块35，所述滑杆38的滑动方向与滑块33的滑动方向相平行，所述滑块33和安装块35均可穿过通槽8；
83.所述第一锁止模块的滑杆的安装块伸出段与第二锁止模块的滑杆的安装块伸出段相连；
84.所述动铁芯29可通过导向斜面34带动滑块33伸出滑动柱26的侧壁，所述滑块33可与电池包9的端面相贴合。
85.所述支撑框体12从支撑板1下方移动至支撑板1上方时，所述棘轮15可传动传动轴19与齿轮13；
86.所述支撑板1与底板10之间还设置有电池包容纳箱40，所述电池包容纳箱40内设置有与气缸11的伸缩方向相垂直的隔板41，所述隔板41将电池包容纳箱40分为未充电电池包收纳腔42和已充电电池包收纳腔43；
87.所述未充电电池包收纳腔42靠近翻转板20的侧壁开设有贯穿未充电电池包收纳腔42侧壁的第一出口44，所述已充电电池包收纳腔43靠近翻转板20的侧壁开设有贯穿已充电电池包收纳腔43侧壁的第二出口45；
88.所述支撑框体12下方有可传送未充电电池包的传送辊46，所述传送辊46的入口位于支撑框体12下方，所述传送辊46的出口连接在电池包容纳箱40的侧壁并与第一出口44相对应，所述传送辊46的入口的水平高度高于传送辊46的出口的水平高度；
89.所述已充电电池包收纳腔43内设置有可夹持已充电电池包的上件机械手47，所述上件机械手47的起点位置位于已充电电池包收纳腔43内；
90.所述翻转板20位于最低升降高度时，所述上件机械手47的终点位置位于翻转板20的上方。
91.工作原理：当需要对电动汽车的电池包9进行更换时，将电动汽车开到支撑板1上，启动机械夹手3，夹持连接有电池包9的车体4移动至通孔2上方，使电池包9位于通孔2正上方，启动上件机械手47，夹取已充电电池包收纳腔43内的已充电电池包，并移动到翻转板20的上方，将已充电电池包放在翻转板20的上方，并使螺母套筒22伸入凹槽7内和使滑动柱26伸入通槽8内，此时螺母套筒22放有螺母6，螺母6与磁铁23磁性连接，此时翻转板20的下方未放电池包，启动电磁线圈30，使动铁芯29移动并与导向斜面34相配合，推动滑块33沿导轨32滑动，使滑块33伸出并锁止已充电电池包，同时将第三弹簧37压缩，启动电磁线圈30的同时启动气缸11，通过支撑框体12带动翻转板20上升并穿过通孔2，当支撑框体12上升至通孔2处时，齿轮13与齿条14相啮合，通过传动轴19带动第一锥齿轮16转动，通过第一锥齿轮16与第二锥齿轮17的啮合，带动转轴18转动，从而带动翻转板20翻转，使锁止在翻转板20上的已充电电池包翻转至到下方，当翻转过的翻转板20与车体4下方的电池包9相接触时，翻转
板20上方的的螺母套筒22伸入凹槽7内并与螺母6相配合，同时螺钉5将与安装块35相接触并对安装块35施加力，安装块35通过滑块33推动滑动柱26向下方滑动并压缩第一弹簧27，启动电动转盘21，带动螺母套筒22转动将车体4下方的螺母6松开，松开的螺母6与磁铁23磁性连接，启动气缸11下降，同时启动上方的电磁线圈30，使上方的滑块33伸出并锁止从车体下方取下的电池包9，带动齿轮13移动至支撑板1下方，此时齿轮13在棘轮15的作用下不会对传动轴19进行传动，启动气缸11上升，带动齿轮13与齿条14相啮合，使翻转板20翻转，带动已充电电池包翻转至上方，气缸11继续上升，关闭电磁线圈30，使动铁芯29退回，滑块33在第三弹簧37的带动下复位，当已充电电池包与车体4相贴合时，螺钉5穿过已充电电池包的通槽8，与螺母6相对应，启动电动转盘21，通过螺母套筒22将螺母6拧紧至螺钉5上，从而将已充电电池包固定在车体4下方，启动气缸11下降，此时从车体下方取下的电池包位于翻转板20的下方，关闭翻转板20下方的电磁线圈30，使动铁芯29退回，从车体下方取下的电池包将会由于重力的作用下落至传送辊46上，并通过第一出口44移动至未充电电池包收纳腔42内，此时取下的螺母6将会由于磁铁23的作用不会下落，启动气缸11进行一个升降轨迹，带动支撑框体12移动至支撑板1上方再下降至支撑板1的下方复位，从而实现翻转板20翻面，将装有螺母6的螺母套筒22位于翻转板20的上方，便于进行下一次的电池包9的更换，启动气缸11下降的同时启动机械夹手3将电池包更换完的电动汽车夹出通孔2的区域。
92.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。