[发明专利]一种用于电动乘用车定位的换电平台系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于电动乘用车准确定位的换电平台，尤其涉及一种用于电动乘用车姿态的调整和位置固定的用于电动乘用车定位的换电平台系统。

背景技术

电动汽车作为一种新型交通工具，具有“零排放”、能量来源广等优点，是缓解我国石油资源紧张、城市大气污染问题严重的重要手段，是推进交通发展模式转变，推进节能减排工作的有效载体。然而，相关电池技术以及充电技术的落后成为了束缚电动汽车产业发展的瓶颈，各国政府和企业下大力度完善电动汽车配套基础产业。目前，电动汽车能源补给主要有整车充电和机械换电两大类。整车充电需要的充电时间较长，并且容易对电网侧产生谐波污染，因此，该模式有很大的弊端。与此相比，机械换电操作简单，能够在5分钟内完成乘用车电池组的快速更换，同时，可利用夜间进行电池组的集中充电，实现了电力负荷的“调峰填谷”，提高了电力设备的综合利用效率，获得了研究人员的持续关注。

在已公开的发明专利CN200910090807.8中，介绍了一种用于电动乘用车底盘电池更换的方法，属于机械换电方式的一种。其机器人换电的方式为：电动乘用车底部有四个刚性举升支点，举升执行设备将电动乘用车固定支撑至轮胎离地的适当高度。此举升过程中无法满足电动乘用车前后和左右的定位，两个方向的误差较大，且没有对应的拟补措施，造成更换设备实现电池自动更换的可行性不高。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的上述缺陷，提供了一种用于电动乘用车定位的换电平台系统，它使用方便，定位准确，满足了电动汽车快速更换电池的需要。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于电动乘用车定位的换电平台系统，它包括换电平台以及与换电平台相配合的电池更换系统，换电平台和电池更换系统分别与控制系统连接，其特征是，所述换电平台为一镂空的梯形台体，在换电平台的水平部位设有水平纠偏的旋转圆环，在水平纠偏的旋转圆环上嵌装自由升降的圆盘；所述电池更换系统包括换电机器人、充电机器人、电池输送轨道以及充电架；在换电平台的水平部位还设有辅助车体定位装置；水平纠偏的旋转圆环和自由升降的圆盘分别与各自的驱动装置连接，各驱动装置分别与控制系统连接。

所述辅助车体定位装置为左右导引线和前后导引线以及车轮导向槽。

所述水平纠偏的旋转圆环的下端布置有旋转圆环伺服电机和扇形大齿轮以及链接装置；其中旋转圆环伺服电机驱动扇形大齿轮旋转，所述扇形大齿轮通过与之配合的小齿轮带动水平纠偏的圆环旋转；控制系统与旋转圆环伺服电机连接。

所述自由升降的圆盘位于水平纠偏的旋转圆环内部，下端布置有升降圆盘伺服电机和蜗轮蜗杆以及链接装置；其中升降圆盘伺服电机带动蜗杆旋转，以实现自由升降的圆盘的升降运动。

所述换电平台还设有车体位置检测模块，它包括设置在换电平台前端设置两个激光测距传感器以及设置在左右两侧，相对排列四个激光测距传感器，各激光测距传感器与控制系统连接。

所述旋转圆环伺服电机和升降圆盘伺服电机均为交流伺服电机，它们与各自的编码器连接，各编码器与对应的驱动器连接，各驱动器则与控制系统连接。

所述控制系统包括上位机以及上位机连接的PLC控制器，它通过CAN总线与各激光测距传感器连接；各驱动器、编码器以及换电机器人也与PLC控制器连接。

本发明的可实现姿态自动调整及车辆定位的乘用车换电平台，主要由机械单元和控制系统两个部分组成。其中，机械单元包括可实现电池更换的换电平台、辅助车体定位的导引结构、可实现车体水平纠偏的旋转圆环结构以及可上下自由升降的圆盘结构。

换电平台采用侧面开口和中间可上下自由升降圆盘的镂空结构，可实现换电机器人电池托盘的插入以及垂直举升操作。换电平台上有辅助车体定位的导引结构以及车体水平纠偏的旋转圆环结构，配合不同方向上的激光测距传感器，实现车体的准确定位。

辅助车体定位的导引结构，包括车轮导向槽、前后导引线及左右导引线。车轮导向槽可实现车体的粗定位，而前后左右导引线可实现车体的准确定位。

所述的实现车体水平纠偏的旋转圆环结构，下端布置有驱动装置和扇形大齿轮以及链接装置。采用伺服电机驱动扇形大齿轮旋转，以实现水平纠偏圆环旋转的机械原理，可实现车体的角度纠偏与微调，各激光测距传感器从六个方向实时传递车体的位置信息，控制系统驱动交流伺服电机动作，确保车体与换电平台外侧保持平行。