一種利用機器人的自動更換電池系統及其方法技術方案

一種利用機器人的自動更換電池系統，包括，車位換電裝置、轉運機構、充電位碼垛裝置，以及系統控制單元，所述車位換電裝置，用于在電動車與轉運機構之間進行電池的搬運；所述轉運機構，用于放置已充電電池待充電電池；所述充電位碼垛裝置，用于在充電倉架與轉運機構之間進行電池的搬運；所述系統控制單元控制所述車位換電裝置、所述轉運機構和所述充電位碼垛裝置的工作。一種利用機器人的自動更換電池的方法，該方法包括以下步驟：碼垛裝置在轉運機構與充電倉架之間搬運電池；車位換電裝置在電動車與轉運機構之間搬運電池。本發明專利技術的自動更換電池系統及其方法，實現電動車電池的更換過程的全自動操作，提高電池的更換效率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種電池更換系統及其方法，尤其涉及一種電動車的自動電池更換系統及其方法。
技術介紹
隨著人類環境的變化，對節能減排的要求越來越高，綠色能源的開發成了動力發展的主題。電動車輛作為清潔、低碳型綠色車輛，其能源問題受到世界各國的極大關注。電動車輛使用電動機作為原動機，從單一的車載能源上獲得電力，以驅動電動車輛在道路上行駛，屬于沒有排放的車輛，具有噪聲小、舒適干凈、易于操縱和維護的特點。電池是電動車輛最為核心的技術之一，然而，現有技術中的電池面臨電池續航能·力不足的問題，充電后的行駛距離為300km之內，難以滿足消費者的要求，只有再次充電或者更換電池后，電動車輛才能繼續得以行駛。因此，電池的換電方式將直接影響電動車輛使用的方便性?，F有技術中，通常采用半自動和人工方式的結合進行電動車的電池更換，雖然人工參與加大了電池更換的靈活性，但是增加了人力成本，降低了電池更換的效率，而且需要大量的電池投資，且占地面積大，不能滿足對多種不同型號的電池及電動車輛進行更換電池的需要。
技術實現思路
為了解決現有技術存在的不足，本專利技術的目的在于提供一種機器人自動電池更換系統及其方法，實現電動車電池的更換過程的全自動操作，提高電池的更換效率。為了實現上述目的，本專利技術的機器人自動電池更換系統，包括，車位換電裝置、轉運機構、充電位碼垛裝置，以及系統控制單元，其中，所述車位換電裝置，用于在電動車與轉運機構之間進行電池的搬運；所述轉運機構，用于放置已充電電池或待充電電池；所述充電位碼垛裝置，用于在充電倉架與轉運機構之間進行電池的搬運；所述系統控制單元控制所述車位換電裝置、所述轉運機構和所述充電位碼垛裝置的工作。其中，所述換電系統，還包括用于采集電動車識別信息的車輛識別單元，以及監控系統工作狀態的狀態顯示單元。其中，所述車輛識別單元采用攝像機對車牌進行識別的方式或RFID電子標簽識別的方式。其中，所述車位換電裝置，進一步包括，車體定位機構、行走機構、機器人、機器人臂，以及抓取裝置，所述車體定位機構，用于對電動車的停放位置進行定位；所述抓取裝置連接在所述機器人上，用于抓取和安裝電動車電池；所述機器人置于所述行走機構上，并與所述行走機構滑動連接。其中，所述行走機構，進一步包括，機器人伺服電機、減速機、齒輪、齒條、行走底座、行走滑軌，以及機器人基座；所述機器人伺服電機與所述減速機固定安裝，并通過所述齒輪與所述齒條連接，所述齒條安裝在所述行走底座上；所述機器人基座與所述行走滑軌采用滑動連接，所述機器人伺服電機與所述減速機位于所述機器人基座上。其中，所述轉運機構，由多個電池轉運臺排列而成，每個所述電池轉運臺，包括傳動機構和轉運底座；傳動機構，進一步包括轉運電機、轉運減速機、傳送軸；所述轉運電機與所述轉運減速機固定，置于所述轉運底座的下層；所述傳送軸置于所述轉運底座的上層，并通過鏈條傳動或皮帶傳動的方式與所述轉運減速機連接。其中，所述充電位碼垛裝置包括碼垛裝置和充電倉架；所述碼垛裝置滑動方向與充電倉架平行布置在同一個平面上；所述碼垛裝置包括輸送機構和電池倉，所述輸送機構和電池倉連接。為了完成上述目的，本專利技術的機器人自動電池更換方法，該方法包括以下步驟 碼垛裝置在轉運機構與充電倉架之間搬運電池；車位換電裝置在電動車與轉運機構之間搬運電池。 其中，所述碼垛裝置在轉運機構與充電倉架之間搬運電池的步驟，進一步包括以下步驟車輛識別單元對進入的電動車進行識別；碼垛裝置根據電池的類別從相應的充電倉架的充電倉中取出已充電池并轉運到轉運機構的電池轉運臺上；碼垛裝置將舊電池從轉運機構的電池轉運臺轉運到相應的充電倉架的充電倉。其中，所述車位換電裝置在電動車與轉運機構之間搬運電池的步驟，進一步包括以下步驟等待電動車的定位完成，機器人利用抓取裝置將待充電電池從電動車的電池倉中取出，并輸送到電池轉運臺上；機器人將電池轉運臺上的已充電電池安裝到電動車的電池倉中。本專利技術的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本專利技術而了解。附圖說明附圖用來提供對本專利技術的進一步理解，并且構成說明書的一部分，并與本專利技術的實施例一起用于解釋本專利技術，并不構成對本專利技術的限制。在附圖中 圖I為根據本專利技術的機器人自動電池更換系統結構示意 圖2為根據本專利技術的機器人自動電池更換系統的行走機構示意 圖3為根據本專利技術的機器人自動電池更換系統的轉運機構側示 圖4為根據本專利技術的機器人自動電池更換方法流程圖。具體實施例方式以下結合附圖對本專利技術的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。圖I為根據本專利技術的機器人自動電池更換系統結構示意圖，如圖I所示，本專利技術的機器人自動電池更換系統，包括，車體定位機構102、行走機構103、機器人104、抓取裝置105、系統控制單元106、轉運機構107、電池轉運臺108、碼垛裝置109、充電倉架110、車輛識別單元111，以及狀態顯示單元112。車體定位機構102，其與系統控制單元106連接，用于對電動車101的停放位置進行定位，并將電動車101的車體定位信息發送給系統控制單元106。車體定位機構102為汽車檢測、保養，以及維修行業中常用設備，其包括定位框架、定位銷、升降驅動裝置，在定位框架上還設有檢測電動車101是否停放到位的檢測裝置。抓取裝置105安裝在機器人104上，機器人104置于行走機構103的上平面，機器人具有6個自由度，可以沿行走機構103的長度方向滑行。轉運機構107，其由多個電池轉運臺108依次排列而成，用于分別放置充好電的新電池(已充電電池)和換下的待充電的舊電池(待充電電池)。碼垛裝置109，其與轉運機構107平行排列，并在同一水平面上布置。本專利技術的碼垛裝置109，具有三軸輸送機構和雙向電池倉，為現有的機器人碼垛機，其滑動方向與充電倉架110平行并在一個平面布置，三軸輸送機構和雙向電池倉連接。 充電倉架110，其與碼垛裝置109平行，并在同一水平面上布置；充電倉架110包括多個充電倉，可以為多個電池同時充電。系統控制單元106，分別連接車體定位機構102、機器人104、電池轉運臺108、碼垛裝置109、車輛識別單元m，以及狀態顯示單元112，用于接收車體定位機構102發送的車體定位信息、車輛識別單元111發送的車輛識別信息，控制機器人104、電池轉運臺108、碼垛裝置109的工作，將控制機器人104、電池轉運臺108、碼垛裝置109的工作狀態信息發送給狀態顯示單元112。車輛識別單元111，用于采集電動車的識別信息，并將車輛識別信息發送給系統控制單元106。本專利技術中，車輛識別單元111可以采用車牌識別攝像機采集電動車的牌照號碼作為車輛識別信息，也可以采用RFID射頻讀取電動車上的電子標簽信息作為車輛識別信肩、O狀態顯示單元112，其與系統控制單元106連接，接收系統控制單元106發送的工作狀態信息，并進行顯示報警。例如，通過紅、綠、黃三種顏色的指示燈進行指示，其中，綠色表示正在運行；黃色表示暫停；紅色表示有錯誤報警。在有錯誤報警的情況下，操作人員可以查看不同的錯誤代碼指示燈的狀態，以便可以直觀、快捷的查看該設備的工作運行狀態。圖2為根據本專利技術的機本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種利用機器人的自動更換電池系統，包括，車位換電裝置、轉運機構、充電位碼垛裝置，以及系統控制單元，其特征在于，所述車位換電裝置，用于在電動車與轉運機構之間進行電池的搬運；所述轉運機構，用于放置已充電電池待充電電池；所述充電位碼垛裝置，用于在充電倉架與轉運機構之間進行電池的搬運；所述系統控制單元控制所述車位換電裝置、所述轉運機構和所述充電位碼垛裝置的工作。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃坤，曹利，曾孔庚，耿國慶，姜濤，劉冰，
申請(專利權)人：安川首鋼機器人有限公司，
類型：發明
國別省市：