一种换电设备及换电站的制作方法

1.本技术涉及换电技术领域，特别涉及一种换电设备及换电站。


背景技术：

2.电动卡车的推广普及面临的重大问题包括续航里程短、充电时间长和一次性购买成本高，为了解决这些问题，换电模式应运而生，在换电模式下，车主可以只购买不带电池的车辆，再租赁换电站的满电电池安装在车辆上，当满电电池在行驶过程中因电能被消耗转变为亏电电池后，车主只需将车辆驶至换电站进行电池更换即可。因此利用专门的电池更换设备进行快速高效的换电，是电动卡车换电领域的技术发展方向。


技术实现要素：

3.本技术实施例要达到的技术目的是提供一种换电设备及换电站，用以实现电动卡车换电。
4.为解决上述技术问题，本技术实施例提供了一种换电设备，包括：
5.行走机构，所述行走机构可沿第一水平方向移动；
6.t型支架，包括：沿竖直方向设置的第一部分和沿第二水平方向设置的第二部分，所述第一部分的两端分别连接所述第二部分的中部和所述行走机构；
7.电池转运机构，与所述第二部分可滑动连接，具有位于第一端的第一状态和位于第二端的第二状态，所述第一端和所述第二端为所述第二部分在所述第二水平方向上的相对的两端；
8.电池抓取机构，与所述电池转运机构可伸缩连接，具有靠近所述电池转运机构的第三状态和远离所述电池转运机构的四状态。
9.具体地，如上所述的换电设备，所述行走机构包括：
10.底座，与所述第二部分固定连接；
11.至少两组车轮组，安装于所述底座上，所述车轮组之间沿所述第二水平方向排列；
12.至少两条车轮轨道，每一条车轮轨道与一组所述车轮组对应设置，且所述车轮组容置于所述车轮轨道内。
13.具体地，如上所述的换电设备，所述电池转运机构包括：框架；
14.两组行走轮组，所述行走轮组之间沿所述第一水平方向排列，且所述行走轮组与所述框架的侧壁连接；
15.所述第二部分上设置有与所述行走轮组对应的行走轨道。
16.进一步的，如上所述的换电设备，所述电池转运机构还包括：
17.第一驱动机构，所述第一驱动机构设置于所述第二部分的中部；
18.两组第一滑轮组，两组所述第一滑轮组分别与所述第二部分的所述第一端和所述第二端固定；
19.两组第一绳索，每一组所述第一绳索的两端通过一组所述第一滑轮组连接所述第
一驱动机构和所述框架。
20.可选地，如上所述的换电设备，所述电池转运机构还包括：
21.第二驱动机构，所述第二驱动机构设置于所述框架内，包括至少两组输出轴，每一组所述输出轴与一组所述行走轮组中的至少一个行走轮连接。
22.具体地，如上所述的换电设备，所述电池抓取机构包括：
23.第三驱动机构，所述第三驱动机构设置于所述框架内；
24.吊桥，所述吊桥上设置有至少两组安装结构组，且所述安装结构组之间沿所述第一水平方向或所述第二水平方向中的一个方向排列；
25.夹紧装置，设置于所述吊桥远离所述第一部分的一侧；
26.至少两组第二定滑轮组，固定安装于所述框架上，每一组所述第二定滑轮与一组所述安装结构组对应设置；
27.至少两组第二绳索，每一组所述第二绳索与一组所述安装结构组对应设置，且每一组所述第二绳索的两端通过对应的所述第二定滑轮组分别与所述第三驱动机构和对应的所述安装结构组连接。
28.进一步的，如上所述的换电设备，每一组所述安装结构组包括：至少两个安装结构，且所述安装结构之间的排列方向与所述安装结构组的排列方向垂直。
29.本技术的另一实施例还提供了一种换电站，包括：车辆停放区、电池存储区和如上所述的换电设备，且所述车辆停放区、所述换电设备和所述电池存储区沿所述第二水平方向依次排列；
30.所述电池存储区沿所述第一水平方向排列设置有多个充电仓；
31.所述换电设备的所述第一端和所述第二端在所述竖直方向的投影，分别位于所述车辆停放区和所述电池存储区。
32.具体地，如上所述的换电站，所述车辆停放区还设置有至少一组限位装置组；
33.所述限位装置组包括：两条限位装置，所述限位装置的长度方向平行于所述第二水平方向，且两条限位装置之间间隔第一预设距离。
34.可选地，如上所述的换电站，所述车辆停放区还设置有限位结构，所述限位结构与所述换电设备之间间隔第二预设距离。
35.与现有技术相比，本技术实施例提供的一种换电设备及换电站，至少具有以下有益效果：
36.本技术的换电设备，可实现在第一水平方向、第二水平方向和竖直方向上的移动，可将车辆上的亏电电池从车辆下卸下并转运至电池存储区，也可将电池存储区中的满电电池转运至车辆，实现换电。同时，电池转运机构和电池抓取机构可整体移动，且仅通过控制行走机构、电池转运机构和电池抓取机构动作，即可完成换电，使得换电过程操作简单、换电效率较高。
附图说明
37.图1为本技术的换电站的结构示意图之一；
38.图2为本技术的换电站的结构示意图之二；
39.图3为本技术的换电站的结构示意图之三；
40.图4为图3中换电设备的a-a剖面图。
41.【附图标记说明】
42.1、行走机构；101、底座；102、车轮组；103、车轮轨道；2、t型支架；201、第一部分；202、第二部分；3、电池转运机构；301、框架；302、第一驱动机构；303、第一定滑轮组；4、电池抓取机构；401、第三驱动机构；402、吊桥；4021，安装结构组；403、夹紧装置；404、第二定滑轮组；5、车辆停放区；501、限位装置组；6、电池存储区；601、充电仓。
具体实施方式
43.为使本技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本技术的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本技术的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。
44.应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本技术的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
45.在本技术的各种实施例中，应理解，下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。
46.应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
47.在本技术所提供的实施例中，应理解，“与a相应的b”表示b与a相关联，根据a可以确定b。但还应理解，根据a确定b并不意味着仅仅根据a确定b，还可以根据a和/或其它信息确定b。
48.参见图1至图4，本技术的一实施例提供了一种换电设备，包括：
49.行走机构1，所述行走机构1可沿第一水平方向移动；
50.t型支架2，包括：沿竖直方向设置的第一部分201和沿第二水平方向设置的第二部分202，所述第一部分201的两端分别连接所述第二部分202的中部和所述行走机构1；
51.电池转运机构3，与所述第二部分202可滑动连接，具有位于第一端的第一状态和位于第二端的第二状态，所述第一端和所述第二端为所述第二部分202在所述第二水平方向上的相对的两端；
52.电池抓取机构4，与所述电池转运机构3可伸缩连接，具有靠近所述电池转运机构3的第三状态和远离所述电池转运机构3的四状态。
53.在本技术的实施例中提供了一种换电设备，该换电设备可通过行走机构1实现第一水平方向的移动，行走机构1上固定安装有一t型支架2，该t型支架2通过竖直设置的第一部分201与行走机构1连接，其中，第一部分201与水平设置的第二部分202的中部固定连接，使得第二部分202的两端可以跨接两个区域，该两个区域分别为车辆停放区5域和电池存储
区6域，以便于对停放在车辆停放区5上的车辆进行换电；第二部分202上可滑动的连接着电池转运机构3，该电池转运机构3可在第二部分202的两端之间滑动，实现第一状态和第二状态之间的切换，实现电池在车辆停放区5域和电池存储区6域之间的移动；电池转运机构3上还与一电池抓取机构4可伸缩连接，通过该电池抓取机构4可实现对电池的抓取和释放，并通过伸缩运动可使将电池跟随电池抓取机构4上下移动进行第三状态和第四状态的切换，以便将电池提起进行转运，并通过下降精准放置到电池存储区6域内的充电仓601中或车辆上的电池座内。
54.综上所述，本技术的换电设备，可实现在第一水平方向、第二水平方向和竖直方向上的移动，可将车辆上的亏电电池从车辆下卸下并转运至电池存储区6，也可将电池存储区6中的满电电池转运至车辆，实现换电。同时，电池转运机构3和电池抓取机构4可整体移动，且仅通过控制行走机构1、电池转运机构3和电池抓取机构4动作，即可完成换电，使得换电过程操作简单、换电效率较高。
55.在一具体实施例中，上述换电设备的换电过程为：
56.控制行走机构1移动至车辆上的充电座在第一水平方向上的第一位置；
57.控制电池转运机构3移动至充电组在第二水平方向上对应的第二位置，即电池转运机构3切换至第一状态；
58.控制电池抓取机构4伸缩至充电座上电池对应的第一竖直位置，即电池抓取机构4处于第四状态，并抓取充电座上的亏电电池；
59.在抓取到亏电电池后，控制电池抓取机构4切换至第三状态；
60.控制电池转运机构3移动至电池存储区6中充电仓601在第二水平方向上对应的第三位置，即电池转运机构3切换至第二状态；
61.控制行走机构1移动至空闲的第一目标充电仓在第一水平方向上对应的第四位置；
62.控制电池抓取机构4伸缩至第一目标充电仓上电池对应的第二竖直位置，即电池抓取机构4处于第四状态，并释放该亏电电池；
63.在释放亏电电池后，控制电池抓取机构4切换至第三状态；
64.控制行走机构1移动至一满电电池所在的第二目标充电仓在第一水平方向上对应的第五位置；
65.控制电池抓取机构4伸缩至第二竖直位置，并抓取满电电池；
66.在抓取到亏电电池后，控制电池抓取机构4切换至第三状态；
67.控制行走机构1移动至第一位置；
68.控制电池转运机构3移动至第二位置；
69.控制电池抓取机构4伸缩至第一竖直位置，并在充电座上释放满电电池，完成换电。
70.需要说明的是，电池抓取机构4在释放完满电电池后，会回缩至第三状态，以便于车辆安全行驶。
71.还需要说明的是，电池转运机构3还包括位于第二部分202中部的第五状态，在换电设备不使用时，电池转运机构3切换至该第五状态，以保证整个设备的重心不偏移。
72.参见图2至图4，具体地，如上所述的换电设备，所述行走机构1包括：
73.底座101，与所述第二部分202固定连接；
74.至少两组车轮组102，安装于所述底座101上，所述车轮组102之间沿所述第二水平方向排列；
75.至少两条车轮轨道103，每一条车轮轨道103与一组所述车轮组102对应设置，且所述车轮组102容置于所述车轮轨道103内。
76.在一具体实施例中，行走机构1的底座101为t型支架2和车轮组102提供了安装基础，同时，车轮组102设置有至少两组，有利于保证底座101的稳定性，且通过设置与车轮组102对应的车轮轨道103进行导向和限位，有利于保证行走机构1移动时方向的准确性。
77.参见图2至图4，具体地，如上所述的换电设备，所述电池转运机构3包括：
78.框架301；
79.两组行走轮组，所述行走轮组之间沿所述第一水平方向排列，且所述行走轮组与所述框架301的侧壁连接的；
80.所述第二部分202上设置有与所述行走轮组对应的行走轨道。
81.在本技术的另一实施例中，电池转运机构3包括：框架301，为行走轮组和电池抓取机构4提供了安装基础；行走轮组设置有两组，且分别设置于框架301两侧的侧壁上。第二部分202上设置有对应行走轮组的行走轨道，通过行走轮组容纳在行走轨道内，在实现电池转运机构3在第二部分202上滑动的通知，还对其进行导向和限定。
82.需要说明的是，本实施例中的侧壁垂直于第一水平方向，或者，垂直于竖直方向。
83.参见图2至图4，进一步的，如上所述的换电设备，所述电池转运机构3还包括：
84.第一驱动机构302，所述第一驱动机构302设置于所述第二部分202的中部；
85.两组第一滑轮组303，两组所述第一滑轮组303分别与所述第二部分202的所述第一端和所述第二端固定；
86.两组第一绳索，每一组所述第一绳索的两端通过一组所述第一滑轮组303连接所述第一驱动机构302和所述框架301。
87.在本技术的另一实施例中，电池转运机构3还包括：第一驱动机构302、第一滑轮组303和第一绳索，其中，第一驱动机构302，设置在第二部分202的中部，第一滑轮组303设置有两组，且分别设置于第二部分202的两端，第一绳索也设置有两组，每一组第一绳索通过一组第一滑轮组303分别连接第一驱动机构302和框架301，当第一驱动机构302驱动第一绳索的移动即可实现框架301即电池转运机构3的移动。通过定滑轮和绳索的配合，可简单的实现电池转运机构3的移动。
88.可选地，如上所述的换电设备，所述电池转运机构3还包括：
89.第二驱动机构，所述第二驱动机构设置于所述框架301内，包括至少两组输出轴，每一组所述输出轴与一组所述行走轮组中的至少一个行走轮连接。
90.在本技术的另一实施例中，提供了另一种实现电池转运机构3移动的结构，其中，包括设置于框架301内的第二驱动机构，第二驱动机构对应设置有至少两组输出轴，每一组输出轴对应一组行走轮组的至少一个行走轮，当第二驱动进行驱动输出时，即可带动每一组行走轮组的至少一个行走轮转动，从而实现电池转运机构3的移动。直接通过驱动机构与行走轮的配合，可简单的实现电池转运机构3的移动。
91.参见图2至图4，具体地，如上所述的换电设备，所述电池抓取机构4包括：
92.第三驱动机构401，所述第三驱动机构401设置于所述框架301内；
93.吊桥402，所述吊桥402上设置有至少两组安装结构组4021，且所述安装结构组4021之间沿所述第一水平方向或所述第二水平方向中的一个方向排列；
94.夹紧装置403，设置于所述吊桥402远离所述第一部分201的一侧；
95.至少两组第二定滑轮组404，固定安装于所述框架301上，每一组所述第二定滑轮与一组所述安装结构组4021对应设置；
96.至少两组第二绳索，每一组所述第二绳索与一组所述安装结构组4021对应设置，且每一组所述第二绳索的两端通过对应的所述第二定滑轮组404分别与所述第三驱动机构401和对应的所述安装结构组4021连接。
97.在本技术的另一实施例中，电池抓取机构4包括：安装在框架301中的第三驱动机构401，该第三驱动机构401通过第二定滑轮组404和第二绳索的配合，实现吊桥402的升降。具体地，吊桥402上设置有至少两组安装结构组4021，用于供第二绳索连接，其中，安装结构组4021之间沿第一水平方向或第二水平方向中的一个方向排列，且安装结构组4021与第二定滑轮组404的位置对应，使得吊桥402至少具有两组受力点，有利于保证吊桥402沿竖直方向升降时的稳定性。
98.设置于吊桥402远离第一部分201一侧的夹紧装置403，可对电池进行夹紧和释放，以实现对电池的抓取和释放。
99.进一步的，如上所述的换电设备，每一组所述安装结构组4021包括：至少两个安装结构，且所述安装结构之间的排列方向与所述安装结构组4021的排列方向垂直。
100.在本技术的一具体实施例中，每一组安装结构组4021还包括至少两个沿安装结构，使得吊桥402的受力点之间构成一个平面，进一步的保证吊桥402沿竖直方向升降时的稳定性。
101.参见图1至图4，本技术的另一实施例还提供了一种换电站，包括：车辆停放区5、电池存储区6和如上所述的换电设备，且所述车辆停放区5、所述换电设备和所述电池存储区6沿所述第二水平方向依次排列；
102.所述电池存储区6沿所述第一水平方向排列设置有多个充电仓601；
103.所述换电设备的所述第一端和所述第二端在所述竖直方向的投影，分别位于所述车辆停放区5和所述电池存储区6。
104.本技术的另一实施例中，还提供了一种换电站，该换电站包括上述的换电设备以及设置于换电设备沿第二水平方向两侧的车辆停放区5和电池存储区6，其中，车辆停放区5为需要换电的车辆提供停放位置，并一定程度上为车辆的停放提供导向作用；电池存储区6沿第一水平方向排列设置有多个充电仓601，每个充电仓601可容纳一电池，便于存放亏电电池并为其充电，且为车辆提供满电电池；从而，通过该换电设备结合车辆停放区5和电池存储区6，执行上述的换电过程，即可对位于车辆停放区5内车辆的换电。使得换电过程操作简单、换电效率较高。
105.参见图2至图4，具体地，如上所述的换电站，所述车辆停放区5还设置有至少一组限位装置组501；
106.所述限位装置组501包括：两条限位装置，所述限位装置的长度方向平行于所述第二水平方向，且两条限位装置之间间隔第一预设距离。
107.在本技术的另一实施例中，在车辆停放区5还设置有至少一组限位装置组501，该限位装置组501包括两条平行于第二水平方向设置的限位装置，且两条限位装置之间间隔第一预设距离，可对车辆的一组车轮进行定位，当对应的车轮位于两条限位装置中间时，即可确定车辆达到预设的换电位置。进而有利于提高换电效率。
108.可选地，该所述限位装置为减速带。
109.可选地，如上所述的换电站，所述车辆停放区5还设置有沿第一水平方向延伸的限位结构，所述限位结构与所述换电设备之间间隔第二预设距离。
110.在本技术的另一实施例中，车辆停放区5还设置有限位机构，限位结构与换电设备之间间隔第二预设距离，用于保证换电设备可以夹取到车辆上的亏电电池。在一具体实施例中，第二预设距离与目标距离的差大于或等于半个车宽，该目标距离优选为电池转运机构3位于第二部分202对应车辆停放区5的一端时，电池转运机构3的在第二水平方向上的中线到换电设备的距离。
111.需要说明的是，本技术中的第一驱动机构(302)、第二驱动机构、第三驱动机构(401)包括但不限于卷扬机、液压缸、液压马达等直线动力机构。
112.需要说明的是，本技术中所述的第一绳索和第二绳索第三绳索，优选为钢丝绳，或其他能够承载电池重量的绳索。
113.此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。
114.还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含。
115.以上所述是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。