[发明专利]一种自动化换电机器人及换电方法

说明书

本发明公开了一种自动化换电机器人及换电方法，包括车辆通道，在车辆通道的一侧设置电池箱充电架，还设置有桁架机器人，桁架机器人的行走路径覆盖车辆通道以及电池箱充电架的上方；桁架机器人包括角度调整模块以及组件，组件铰接于角度调整模块的下方，组件包括刚性的叉臂，在抓取电池箱时，叉臂伸入电池箱内进行限位。本发明为一种自动化换电机器人及换电方法，采用桁架机器人的形式，对车辆进行快速换电，采用刚性的机械抓取的形式，整体流程运行稳定，安全性高。

技术领域

本发明涉及新能源车换电相关技术领域，具体为一种自动化换电机器人及换电方法。

背景技术

对于纯电动重载车辆顶部吊装式换电，目前的悬臂梁顶部吊装式结构通常采用设置在悬臂梁上的电池抓取机构将待换电车辆上的缺电电池箱从上方抓取，将缺电电池箱吊装旋转一定角度放入电池存放区域，或从电池存放区域上方抓取已充电电池箱，将已充电电池箱吊装旋转一定角度放置于待换电车辆上。

目前均是采用软连接的吊装方式，如公开号为：CN112758837A的换点机器人，其公开了采用柔性件连接吊具，对电池箱进行拾取。这一方式，再实际实施中，结合到旋转动作的执行，稳定性低，换电时间长(需要等到电池箱不再发生摇晃，才能将其放下)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动化换电机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种自动化换电机器人，包括车辆通道，在车辆通道的一侧设置电池箱充电架，还设置有桁架机器人，桁架机器人的行走路径覆盖车辆通道以及电池箱充电架的上方；

桁架机器人包括角度调整模块以及抓取组件，抓取组件铰接于角度调整模块的下方，抓取组件包括刚性的叉臂，在抓取电池箱时，叉臂伸入电池箱内进行限位。

优选的，桁架机器人包括X轴、Y轴以及Z轴的滑轨，Z轴用于调整抓取组件的高度。

优选的，抓取组件的底部安装有摄像头以及激光传感器，摄像头与视觉识别软件共同判断车辆上电池架的姿势，激光传感器用于判断抓取组件与电池架的距离。

优选的，角度调整模块包括水平调整单元以及竖直调整单元。

优选的，水平调整单元包括安装在桁架上的基座，基座用于安装抓取组件，基座被电机驱动可绕自身轴线水平旋转。

优选的，竖直调整单元，包括用于承载安装抓取组件的安装座，基座上安装有电缸，电缸的输出端与安装座铰接，电缸对称分布在安装座的两侧位置。

优选的，安装座的中心与基座经球节铰接。

优选的，抓取组件包括对向安装的两个叉臂，两个叉臂的侧部均安装有齿条，两个齿条啮合在同一齿轮的两侧，另设有一驱动部件，用于驱动其中一个叉臂直线运动，在齿轮齿条的作用下，另一个叉臂反向运动，籍以两个叉臂从两个方向伸出/缩回；电池箱的上部位置开设有两个侧槽，抓取组件伸入电池箱中后，伸出两个叉臂，叉臂进入到侧槽中，对电池箱进行上下位移的限位。

换电方法，采用了上述的自动化换电机器人，包括如下步骤：

车辆进入通道，桁架机器人行走至车辆上方，通过视觉系统获取车辆上电池架的姿势，并根据其姿势对抓取组件进行适应性调整，接着抓取组件对车辆上的电池箱进行抓取，然后从充电架上提取满电电池，抓取组件再次恢复匹配电池架的姿势，最后将满电电池箱置入车辆。

优选的，设置两个桁架机器人，一个机器人在进行车辆缺电电池箱提取的同时，另一个机器人从充电架提取满电电池箱。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明为一种自动化换电机器人及换电方法，采用桁架机器人的形式，对车辆进行快速换电，采用刚性的机械抓取的形式，整体流程运行稳定，安全性高。

附图说明