[发明专利]一种利用机器人的自动更换电池系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池更换系统及其方法，尤其涉及一种电动车的自动电池更换系统及其方法。

背景技术

随着人类环境的变化，对节能减排的要求越来越高，绿色能源的开发成了动力发展的主题。电动车辆作为清洁、低碳型绿色车辆，其能源问题受到世界各国的极大关注。电动车辆使用电动机作为原动机，从单一的车载能源上获得电力，以驱动电动车辆在道路上行驶，属于没有排放的车辆，具有噪声小、舒适干净、易于操纵和维护的特点。

电池是电动车辆最为核心的技术之一，然而，现有技术中的电池面临电池续航能力不足的问题，充电后的行驶距离为300km之内，难以满足消费者的要求，只有再次充电或者更换电池后，电动车辆才能继续得以行驶。因此，电池的换电方式将直接影响电动车辆使用的方便性。

现有技术中，通常采用半自动和人工方式的结合进行电动车的电池更换，虽然人工参与加大了电池更换的灵活性，但是增加了人力成本，降低了电池更换的效率，而且需要大量的电池投资，且占地面积大，不能满足对多种不同型号的电池及电动车辆进行更换电池的需要。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种机器人自动电池更换系统及其方法，实现电动车电池的更换过程的全自动操作，提高电池的更换效率。

为了实现上述目的，本发明的机器人自动电池更换系统，包括，车位换电装置、转运机构、充电位码垛装置，以及系统控制单元，其中，所述车位换电装置，用于在电动车与转运机构之间进行电池的搬运；所述转运机构，用于放置已充电电池或待充电电池；所述充电位码垛装置，用于在充电仓架与转运机构之间进行电池的搬运；所述系统控制单元控制所述车位换电装置、所述转运机构和所述充电位码垛装置的工作。

其中，所述换电系统，还包括用于采集电动车识别信息的车辆识别单元，以及监控系统工作状态的状态显示单元。

其中，所述车辆识别单元采用摄像机对车牌进行识别的方式或RFID电子标签识别的方式。

其中，所述车位换电装置，进一步包括，车体定位机构、行走机构、机器人、机器人臂，以及抓取装置，所述车体定位机构，用于对电动车的停放位置进行定位；所述抓取装置连接在所述机器人上，用于抓取和安装电动车电池；所述机器人置于所述行走机构上，并与所述行走机构滑动连接。

其中，所述行走机构，进一步包括，机器人伺服电机、减速机、齿轮、齿条、行走底座、行走滑轨，以及机器人基座；所述机器人伺服电机与所述减速机固定安装，并通过所述齿轮与所述齿条连接，所述齿条安装在所述行走底座上；所述机器人基座与所述行走滑轨采用滑动连接，所述机器人伺服电机与所述减速机位于所述机器人基座上。

其中，所述转运机构，由多个电池转运台排列而成，每个所述电池转运台，包括传动机构和转运底座；传动机构，进一步包括转运电机、转运减速机、传送轴；所述转运电机与所述转运减速机固定，置于所述转运底座的下层；所述传送轴置于所述转运底座的上层，并通过链条传动或皮带传动的方式与所述转运减速机连接。

其中，所述充电位码垛装置包括码垛装置和充电仓架；所述码垛装置滑动方向与充电仓架平行布置在同一个平面上；所述码垛装置包括输送机构和电池仓，所述输送机构和电池仓连接。

为了完成上述目的，本发明的机器人自动电池更换方法，该方法包括以下步骤：

码垛装置在转运机构与充电仓架之间搬运电池；车位换电装置在电动车与转运机构之间搬运电池。

其中，所述码垛装置在转运机构与充电仓架之间搬运电池的步骤，进一步包括以下步骤:车辆识别单元对进入的电动车进行识别；码垛装置根据电池的类别从相应的充电仓架的充电仓中取出已充电池并转运到转运机构的电池转运台上；码垛装置将旧电池从转运机构的电池转运台转运到相应的充电仓架的充电仓。

其中，所述车位换电装置在电动车与转运机构之间搬运电池的步骤，进一步包括以下步骤：等待电动车的定位完成， 机器人利用抓取装置将待充电电池从电动车的电池仓中取出，并输送到电池转运台上；机器人将电池转运台上的已充电电池安装到电动车的电池仓中。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为根据本发明的机器人自动电池更换系统结构示意图；