一种旋转抓具装置及电池交换车的制作方法

1.本技术涉及新能源设备技术领域，具体涉及一种旋转抓具装置及电池交换车。


背景技术：

2.随着电动汽车的发展，已经出现全电力驱动的重卡。由于电池容量的因素，全电力驱动的重卡续航行程受限。为解决全电力驱动的重卡续行能力，出现了快速为全电力驱动的重卡更换电池的电池交换车。
3.如图1所示，电池交换车由车体和电池包交换装置组成。在车体上放置多个电池，为需要更换电池的重卡进行快速更换电池，解决全电力驱动的重卡的续航问题。
4.如图2所示，电池包交换装置由大车、伸缩机构、升降机构和抓具装置组成。大车可在电池交换车的车体的底盘上的轨道上移动，伸缩机构可在大车的轨道上伸出或缩回；升降机构可以为钢丝绳升降机构，升降机构可带动抓具装置上下运动，将电池锁住或释放。
5.当进行电池更换作业时，待更换电池的重卡需要与电池交换车平行放置，才能顺利地进行电池的更换作业。然而，在每次更换电池时均要精确调节重卡的位置，增加了电池更换作业的难度，不利于提高电池更换效率。


技术实现要素：

6.本技术提供一种旋转抓具装置及电池交换车，以解决现有技术中电动设备必须平行停靠在电池交换车旁边才能正常更换电池的问题。
7.为实现本技术的技术目的，本技术第一目的在于提供一种旋转抓具装置，包括：
8.上转盘；所述上转盘连接在电池交换车的升降机构上；
9.下转盘，所述下转盘可转动地连接在所述上转盘上；
10.电池抓爪，所述电池抓爪连接在所述下转盘上；
11.驱动机构，所述驱动机构和所述下转盘传动连接，以驱动所述下转盘相对上转盘转动。
12.可选的，所述下转盘上设置有第一环形轨道，所述上转盘上设置第二环形轨道，所述第一环形轨道和所述第二环形轨道可滑动地连接。
13.可选的，所述第一环形轨道和所述第二环形轨道之间围合形成环形的滚珠槽，所述滚珠槽内设置有多个滚珠。
14.可选的，所述第一环形轨道的内侧面设置有第一环槽，所述第二环形轨道的外侧面上设置有第二环槽；
15.在所述第一环形轨道和所述第二环形轨道相连接的状态下，所述第一环槽和所述第二环槽相连通，第一环槽和第二环槽围合形成所述滚珠槽；所述滚珠分别与所述第一环槽和第二环槽相接触。
16.可选的，所述下转盘上设置有第一圆孔，所述第一环形轨道绕所述第一圆孔的周向设置；
17.所述上转盘上对应所述第一圆孔设置有第二圆孔，所述第二环形轨道绕所述第二圆孔周向设置。
18.可选的，所述下转盘上连接有拔杆，所述拔杆贯穿所述第一圆孔和第二圆孔设置；
19.所述驱动机构一端连接在所述上转盘上，另一端连接所述拔杆，所述驱动机构通过所述拔杆驱动所述下转盘转动。
20.可选的，所述上转盘上设有连接座，所述驱动机构包括电动推杆，所述电动推杆的一端和所述连接座铰接，另一端和所述拔杆铰接，所述电动推杆伸缩运动，驱动所述下转盘转动。
21.可选的，所述拔杆包括水平板体和与所述水平板体连接的竖直板体；所述水平板体连接在所述下转盘上，所述竖直板体贯穿所述第一圆孔和第二圆孔设置，所述竖直板体远离所述水平板体的一端连接有沿所述第二圆孔径向延伸的径向延伸体，所述电动推杆和所述径向延伸体相铰接。
22.可选的，所述径向延伸体端部设有第一贯通孔，所述电动推杆的端部设有上连接片和下连接片，所述上连接片和下连接片上均设置有第二贯通孔；所述径向延伸体插接在所述上连接片和下连接片之间，连接件贯穿所述第一贯通孔和第二贯通孔设置，将所述径向延伸体、上连接片和下连接片连接。
23.可选的，所述第一环形轨道的内圈上沿周向设置有齿槽，所述驱动机构设置在所述上转盘上，所述驱动机构包括旋转轴，所述旋转轴上连接有齿轮，所述齿轮和所述第一环形轨道上齿槽相啮合。
24.本技术第二目的在于提供一种电池交换车，包括车体、电池包交换装置以及上述的旋转抓具装置；所述电池包交换装置设置在所述车体上，所述电池包交换装置包括升降机构，所述旋转抓具装置连接在所述升降机构上。
25.通过采用上述技术方案，使得本技术具有以下有益效果：
26.本技术的旋转抓具装置能够驱动下转盘转动一定角度，方便抓取电动设备上的电池，解决了现有技术中电动设备必须平行停靠在电池交换车旁边才能正常更换电池的问题。
附图说明
27.附图作为本技术的一部分，用来提供对本实用新型的进一步的理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
28.图1是本技术实施例提供的电池交换车的结构示意图；
29.图2是本技术实施例提供的电池包交换装置的结构示意图；
30.图3是本技术实施例提供的旋转抓具装置的结构示意图；
31.图4是图3中a部放大图；
32.图5是本技术实施例提供的旋转抓具装置的俯视图；
33.图6是本技术实施例提供的旋转抓具装置的爆炸图；
34.图7是本技术实施例提供的另一种旋转抓具装置的结构示意图；
35.图8为图7中b部放大图；
36.图9为图7的爆炸图。
37.图中；1、电池包交换装置；11、旋转抓具装置；111、上转盘；112、第二环形轨道；113、下转盘；114、第一环形轨道；115、拔杆；1151、水平板体；1152、竖直板体；1153、径向延伸体；116、电动推杆；117、滚珠；118、减速机；119、电机或液压马达；120、齿轮；12、升降机构；13、伸缩机构；14、大车；2、车体；3、电池包。
具体实施方式
38.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
39.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
40.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
41.参见图1至图6所示，本技术实施例提供一种旋转抓具装置11，包括上转盘111、下转盘113、电池抓爪和驱动机构。上转盘111连接在电池交换车的升降机构12上，下转盘113可转动地连接在所述上转盘111上。所述电池抓爪连接在所述下转盘113上，用于抓取电池。所述驱动机构和所述下转盘113传动连接，以驱动所述下转盘113相对上转盘111转动。
42.本技术的旋转抓具装置11能够驱动下转盘113转动一定角度，方便抓取电动设备上的电池。解决了现有技术中，电动设备必须平行停靠在电池交换车旁边才能正常更换电池的问题。
43.其中，参见图3、图4和图6所示，所述下转盘113向上凸出设置有第一环形轨道114，所述上转盘111上向下凸出设置有第二环形轨道112，所述第一环形轨道114和所述第二环形轨道112可滑动地连接。
44.所述第一环形轨道114和所述第二环形轨道112之间围合形成环形的滚珠槽，所述滚珠槽内设置有多个滚珠117。滚珠117的设置，减小了第一环形轨道114和第二环形轨道112之间的摩擦力，利于上转盘111和下转盘113相对转动。
45.所述第一环形轨道114的内侧面设置有第一环槽，所述第二环形轨道112的外侧面上设置有第二环槽。在所述第一环形轨道114和所述第二环形轨道112相连接的状态下，所述第一环槽和所述第二环槽相连通，第一环槽和第二环槽围合形成所述滚珠槽；所述滚珠117分别与所述第一环槽和第二环槽相接触。
46.在一种可能的实施方案中，所述下转盘113上设置有第一圆孔，所述第一环形轨道114绕所述第一圆孔的周向设置。所述上转盘111上对应所述第一圆孔设置有第二圆孔，所述第二环形轨道112绕所述第二圆孔周向设置。
47.其中，所述下转盘113上连接有拔杆115，所述拔杆115贯穿所述第一圆孔和第二圆孔设置，所述驱动机构一端连接在所述上转盘111上，另一端连接所述拔杆115，所述驱动机构通过所述拔杆115驱动所述下转盘113转动。拔杆115的设置，实现了下转盘113和驱动机构的传动连接。
48.具体的，所述上转盘111上设有连接座，所述驱动机构包括电动推杆116，该电动推杆116的一端和所述连接座铰接，另一端和所述拔杆115铰接，所述电动推杆116伸缩运动，驱动所述下转盘113转动。
49.所述拔杆115包括水平板体1151和与所述水平板体1151连接的竖直板体1152。所述水平板体1151连接在所述下转盘113上，所述竖直板体1152贯穿所述第一圆孔和第二圆孔设置，所述竖直板体1152远离所述水平板体1151的一端连接有沿所述第二圆孔径向延伸的径向延伸体1153，所述电动推杆116和所述径向延伸体1153相铰接。
50.其中，水平板体1151向所述第一圆孔的投影覆盖所述第一圆孔的圆心，该水平板体1151的两侧分别和下转盘113上第一圆孔的两侧固定连接，而竖直板体1152的延长线的经过第一圆孔的圆心。通过在竖直板体1152的端部设置径向延伸体1153，方便了电动推杆116驱动下转盘113转动。
51.具体的，所述径向延伸体1153端部设有第一贯通孔，所述电动推杆的端部设有上连接片和下连接片，所述上连接片和下连接片上均设置有第二贯通孔；所述径向延伸体1153插接在所述上连接片和下连接片之间，连接件贯穿所述第一贯通孔和第二贯通孔设置，将所述径向延伸体1153、上连接片和下连接片连接。
52.参见图7至图9所示，在另一种可能的实施方案中，第一环形轨道114的内圈上沿周向设置有齿槽，所述驱动机构设置在所述上转盘111上，所述驱动机构包括旋转轴，所述旋转轴上连接有齿轮120，所述齿轮120和所述第一环形轨道114上的齿槽相啮合，驱动机构的旋转轴转动带动所述下转盘113转动一定角度。
53.具体的，所述驱动机构包括减速机118和安装在所述减速机118上的电机或液压马达119，所述减速机118安装在上转盘111上。减速机118输出轴上安装一个齿轮120，齿轮120与下转盘上的齿槽相啮合。当电机或液压马达119转动时，通过减速机118减速，再经过齿轮120带动下转盘113转动一定角度，即可解决电池交换车和电动重卡相对位置的不平行的问题。
54.参见图1和图2所示，本技术同时还提供一种电池交换车，包括车体2、电池包交换装置1以及上述的旋转抓具装置11；所述电池包交换装置1设置在所述车体2上，所述电池包交换装置1包括升降机构12，所述旋转抓具装置11连接在所述升降机构12上。如图1所示，车体2上设置有多个可更换的电池包3，为需要更换电池的重卡进行快速更换电池，解决全电力驱动的重卡的续航问题。如图2所示，电池包交换装置1由大车14、伸缩机构13、升降机构12和旋转抓具装置11组成。大车14可在电池交换车的车体2的底盘上的轨道上移动，伸缩机构可在大车14的轨道上伸出或缩回。升降机构12可以为钢丝绳升降机构，升降机构12可带动旋转抓具装置上下运动，将电池锁住或释放。
55.重卡到达靠近电池交换车的位置后，电池交换车执行换电过程，以下以驱动机构采用电动推杆的方案为例，提供本技术电池交换车的换电过程：
56.取电池过程：
57.第一步，电动重卡停放在电池交换车旁边。
58.第二步，大车14移动到电动重卡的电池位置；
59.第三步，电池包交换装置1的伸缩机构13伸出至电动重卡的电池位置上方；
60.第四步，电动推杆116伸出或缩回一定距离，驱动旋转抓具装置11摆动一定角度，使旋转抓具装置11与重卡上的电池平行；
61.第五步，升降机构12动作，使旋转抓具装置11下降到重卡电池上，然后旋转抓具装置11锁定重卡电池，接着起升，取出重卡电池；
62.第六步，电动推杆116伸出或缩回一定距离，驱动旋转抓具装置11摆动一定角度，使旋转抓具装置11与电池交换车平行；
63.第七步，电池包交换装置1的伸缩机构13缩回；
64.第八步，大车14移动到电池空位，然后放下从重卡上取下的电池，电池取出过程结束。
65.在电池取出过程结束后，电池交换车还执行抓取其上的满电电池并安装在电动重卡上的电池安装过程，电池安装过程具体如下：
66.第一步，电池包交换装置的旋转抓具装置11抓取满电电池包；
67.第二步，大车14移动到电动重卡的电池位置；
68.第三步，电池包交换装置1的伸缩机构13伸出至电动重卡的电池位置上方；
69.第四步，电动推杆116伸出或缩回一定距离，驱动旋转抓具装置11摆动一定角度，使旋转抓具装置11与重卡上的电池安装位平行；
70.第五步，升降机构12动作，使旋转抓具装置11下降到电池安装位上，然后旋转抓具装置11释放电池，接着起升，离开重卡上的电池安装位；
71.第六步，电动推杆116伸出或缩回一定距离，驱动旋转抓具装置11摆动一定角度，使旋转抓具装置11复位；
72.第七步，电池包交换装置1的伸缩机构13缩回，电池安装过程结束。
73.以上公开的本技术优选实施例只是用于帮助阐述本技术。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该申请仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本技术的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本技术。本技术仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。