基于移動式的電動乘用車動力電池更換的軌道驅動系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型具體涉及一種基于移動式的電動乘用車動力電池更換的軌道驅動系統。
【背景技術】
[0002]隨著全球能源的緊缺，環境污染問題日趨嚴重，在環保以及清潔能源概念的大趨勢下，由于電動乘用車對環境影響相對傳統汽車較小，其發展前景十分廣闊。電動乘用車是指以車載電源為動力，用電機驅動車輪行駛，符合道路交通、安全法規各項要求的車輛。其中動力電池是電動乘用車的核心，但對于動力電池技術與充電技術造成的充電時間長、能源補給點少、續航能力差，以及電池快充要減少使用壽命與影響電網運營安全等問題，一直是困擾于電動乘用車商業發展的瓶頸所在。如何讓電動乘用車電能供給與方便快捷的加油站一樣對標，是電動乘用車商業推廣的重要課題。
[0003]當前出現了不需要對動力電池進行充電，而只對電動乘用車進行換裝充滿電力的動力電池的加電站的運營方式，這樣減少了用戶等待動力電池充電的時間，與傳統汽車加油時間基本相同，無需改變用戶使用汽車的習慣。
[0004]在這種模式下，如果用戶在使用電動乘用車的過程中，由于車輛問題(如電池電量不足以供應行駛到最近的加電站或車輛故障不能行駛)導致車輛不能行駛到加電站進行動力電池的更換或對不能對車輛進行維修，那么對用戶來說，使用電動乘用車的用戶體驗會大打折扣，給用戶帶來了不便，甚至導致電動乘用車不能被廣泛的推廣。
[0005]新的用于電動乘用車動力電池更換的移動式加電的技術方案中，由于移動式的特性，要求在移動加電車內放置動力電池的行走裝置要方便取用和移動更換電動乘用車的動力電池，就成為了當前需要解決的問題。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種基于移動式的電動乘用車動力電池更換的軌道驅動系統，以解決在新的用于電動乘用車動力電池更換的移動式加電的技術方案中，由于移動式的特性，需要在移動加電車內放置動力電池的行走裝置要方便取用和移動更換電動乘用車的動力電池的問題。
[0007]為了解決上述問題，本實用新型提供了一種基于移動式的電動乘用車動力電池更換的軌道驅動系統，包括:軌道驅動系統設置在一立體框架上，軌道驅動系統包括地輪及地輪驅動系統和天輪及天輪驅動系統，地輪及地輪驅動系統設置在立體框架的下部，天輪及天輪驅動系統設置在立體框架的上部。
[0008]與現有技術相比，應用本實用新型，通過天輪和地輪的驅動結構在天軌和地軌上的移動，使得放置動力電池的立體框架可以在車廂內外方便行走，方便取用和移動更換動力電池，提高了系統的適用性。
【附圖說明】
[0009]為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0010]圖1為本實用新型換電機器人的頂視圖；
[0011]圖2為本實用新型的軌道驅動系統的結構示意圖；
[0012]圖3為本實用新型換電機器人的行走機構鎖止裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0014]在本實用新型中，用于換電的動力電池為譜系電池，即其外觀尺寸為設定標準規格的尺寸(例如:所有動力電池的寬度相同，其中由于所排列的電池包的數量不同而設置了幾個長度的尺寸，由此產生了幾個不同規格的動力電池，為不同級別的電動乘用車提供動力)，只有這樣才能適用于本實用新型的移動式加電系統對動力電池進行快速更換的操作，其中動力電池核心技術的升級(例如各種新的化學技術或者核聚變技術應用于動力電池)并不對本實用新型構成影響，本實用新型的動力電池只是設定了外部形狀尺寸的標準規格。
[0015]在本實用新型中采用的電動推桿是一種將電動機的旋轉運動轉變為推桿的直線往復運動的電力驅動裝置。可用于各種簡單或復雜的工藝流程中做為執行機械使用；電動推桿由驅動電機、減速齒輪、螺桿、螺母、導套、推桿、滑座、彈簧、外殼及渦輪、微動控制開關等組成。電動推桿是一種新型的電動執行機構，電動推桿主要由電機、推桿和控制裝置等機構組成的一種新型直線執行機構，可以實現遠距離控制、集中控制。電動推桿在一定范圍行程內作往返運動。采用電動推桿執行機構，在改變控制開度時，需要供電，在達到所需開度時就可不再供電，因此從節能看，電動推桿執行機構比氣動執行機構有明顯節能優點，電動推桿設計新穎精致、體積小、精度高、完全同步、自鎖性能好、衛生，電機直接驅動，不需要管道的氣源、油路，方便使用。
[0016]在本實用新型中采用的絲杠方式，電動機經齒輪減速后，帶動一對絲杠螺母。把電機的旋轉運動變成直線運動，利用電動機正反轉完成推桿動作。如通過各種杠桿、搖桿或連桿等機構可完成轉動、搖動等復雜動作。通過改變杠桿力臂長度，可以增大或減小行程。本實用新型中采用的蝸輪蝸桿傳動形式:電機齒輪上的蝸桿帶動蝸輪轉動，使蝸輪內的小絲杠作軸向移動，由連接板帶動限位桿相應作軸向移動，至所需行程時，通過調節限位塊壓下行程開關斷電，電動機停止運轉(正反控制相同)。本實用新型中采用的齒輪傳動形式:電機通過減速齒輪后帶動安裝于內管的小絲杠，帶動與之連接一起的做軸向運行螺母，至所設定的行程時螺母觸角壓住限位開關斷開電源，電機停止運動(反向與之相同)。本實用新型中采用的鏈輪方式，即帶嵌齒式扣鏈齒的輪子，用以與節鏈環或纜索上節距準確的塊體相嚙合，與(滾子)鏈嚙合以傳遞運動。
[0017]本實用新型的換電機器人設置在移動式加電車的內部，通過電池調度系統調度動力電池貨架系統上的動力電池，通過天輪和地輪的驅動結構在天軌和地軌上的移動到電動乘用車底部，將虧電電池卸下并通過移動將虧電電池傳送到電池調度系統，并將接收的電池調度系統調度的動力電池貨架系統上的滿電的動力電池，通過天輪和地輪的驅動結構在天軌和地軌上的移動到電動乘用車底部，并將該滿電的動力電池安裝到電動乘用車的底部，完成更換動力電池的流程。
[0018]如圖1和圖2所示，所述換電機器人104可以包括機器人移動平臺1041、天輪1042及天輪驅動系統1043、地輪1044及地輪驅動系統1045、多個輥輪1046及輥輪驅動系統1047、行走機構鎖止裝置1048、動力電池鎖止裝置1049、剪刀叉舉升機10410及舉升機驅動系統10411與定位裝置10412(圖中未示出)，其中機器人移動平臺在天輪及天輪驅動系統和地輪及地輪驅動系統的驅動下沿導軌方向做水平運動，機器人移動平臺通過剪刀叉舉升機及舉升機驅動系統進行垂直運動，導軌包括天軌TG和地軌DG，天軌TG為天輪行走的在尾板底部安裝的機器人移動平臺的行走軌道，天軌TG即尾板上V型槽至尾板的一段距離的軌道，地軌DG為地輪行走的車廂內地板預定位置安裝的機器人移動平臺的軌道，地軌DG即尾板至電池調度系統的一段距離的軌道；天輪及天輪驅動系統包括設置在機器人移動平臺兩側中部的4個傳動中間輪10413、4個天輪、驅動電機與鏈輪及鏈條，其中驅動電機驅動鏈輪及鏈條，帶動4個傳動中間輪，使4個天輪在天軌上行走，機器人移動平臺行走機構的驅動形式為4X4驅動，地輪及地輪驅動系統包括設置在機器人移動平臺兩側下部的4個地輪、驅動電機與鏈輪及鏈條，其中驅動電機驅動鏈輪及鏈條，使4個地輪在地軌上行走，機器人移動平臺行走機構的驅動形式為4X4驅動；多個輥輪及輥輪驅動系統包括多個鋼管、驅動電機、鏈輪及鏈條，多個輥輪設置在機器人移動平臺上，用于將輥輪上的動力電池進行相應移動(輥輪驅動系統用于將所述機器人移動平臺的底部位于輥輪上的動力電池進行相應移動，所述輥輪驅動系統包括驅動電機、鏈輪及鏈條，所述輥輪驅動系統是通過電機驅動鏈輪轉動，兩兩鏈輪驅動相鄰的兩個輥輪，驅動一套鏈輪從而使輥輪進行旋轉運動，將位于輥輪上的動力電池進行相應移動；輥輪為鋼管，輥輪設置為逆時針旋轉或順時針旋轉；其中，通過輥輪的逆時針旋轉將所述換電機器人接收的動力電池移出機器人移動平臺的框架，或者通過輥輪的順時針旋轉將所述換電機器人需要接收的動力電池移入機器人移動平臺的框架)；行走機構鎖止裝置包括推拉式電磁鐵推動推桿和U型桿漲開摩擦副；動力電池鎖止裝置包括多個電磁吸盤，通過電磁吸盤將動力電池固定在機器人移動平臺上；剪刀叉舉升機及舉升機驅動系統包括雙剪刀叉加一電動推桿驅動結構；定位裝置可以包括光傳感器和機器人移動平臺上設置的定位銷(定位銷為彈性結構，可以確保插入動力電池時的準確定位，定位銷與動力電池的底部的定位銷孔相配合)。
[0019]換電機器人與電動乘用車的動力電池進行精準定位的工作流程，包括:所述換電機器人收到車內預停位置到尾板上需要換電的電動乘用車動力電池中心距離的信息后，解鎖換電機器人行走機構鎖止裝置，并啟動天輪及天輪驅動系統與地輪及地輪驅動系統，將機器人移動平臺移動到電動乘用車下部的動力電池中心位置附近后，通過光傳感器與動力電池進行精確定位，并通過剪刀叉舉升機及舉升機驅動系統將機器人移動平臺上的定位銷插入動力電池底部銷孔，完成換電機器人與電動乘用車的動力電池的定位流程。
[0020]換電機器人由機器人移動平臺、天輪及其驅動系統、地輪及其驅動系統、輥輪及其驅動系統、行走機構鎖止裝置、電池包鎖止機構、剪刀叉舉升及其驅動系統、定位裝置等組成。
[0021]換電機器人的天軌和地軌分別是:在車廂內地板預定位置上安裝軌道(尾板至電池調度系統一段距離)---地軌、在尾板底部安裝機器人行走軌道(V型槽至尾板一段距尚)---天軌;
[0022]軌道斷面:高90X寬50?60X料厚5，提高了軌道的強度；
[0023]機器人移動平臺的機架可以由鈑金15Mn、厚度5mm進行折彎、裁剪、焊接而成，提高了機架的強度；
[0024]天輪及其驅動系統由機器人2側中部的4個傳動中間輪、4個天輪、驅動電機、鏈輪及鏈條組成，機器人行走機構