一种固定臂吊装式集约型换电站

技术领域

本发明公开一种固定臂吊装式集约型换电站，涉及换电技术领域。

背景技术

随着电动汽车的技术日益成熟，使用的环境也从小型商务乘用车延申至各个领域作业车。工业用重卡也是电动车辆的一类，而作为动力源的电池包，其自动更换技术也在日益提升。

现有市面上的重卡换电设备一般采用天轨吊装式安装方式，诸如中国专利文献(申请号：2022219250988、专利名称：一种集装箱式L型重卡换电站)公开的技术方案是：包括换电框架和电池箱，电池箱设在换电框架的内部，电池箱的下方包括控制箱，换电框架为箱体式框架，换电框架的一侧上部设置悬空的拐角框架，拐角框架与换电框架呈L型，电池箱内底部设置电池充电底托，电池充电底托连接到控制箱，换电框架内顶部与拐角框架内顶部设置弧形天轨，弧形天轨上滑动设置智能起重机，智能起重机的下方设置旋转吊具，通过L型的重卡换电站，使重卡与换电站平行使用，电池更换从弧形天轨的弧处弯出来，且将旋转吊具的旋转方式设置为蜗轮蜗杆结构，配合抓手满足电池的更换。

但采用天轨吊装式安装结构，会存在安装复杂、占用空间大的特点；而常用门式换电站，轨道铺设与电池在同一个平面，平面空间利用率低，无法满足用地紧缺地区的要求。

基于以上原因，需要公开一种固定臂吊装式集约型换电站的方案以克服上述问题。

发明内容

鉴于以上内容，本发明提供了一种固定臂吊装式集约型换电站，包括输送层以及位于下方的存放层，存放层中电池箱紧凑排布安放，输送层中的吊升模块能将电池箱吊起进行更换，操作便利，并且输送层与存放层的叠放设置，能提高空间利用率，充分利用垂直空间，解决了占地面积过大的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种固定臂吊装式集约型换电站，包括存放层以及输送层，所述存放层包括第一支撑框架，所述第一支撑框架设置有若干个用于放置电池箱的电池托架；

所述输送层包括移动框，所述移动框沿所述电池托架的排列方向滑动设置，并且垂直于所述移动框的滑动方向的方向悬伸出所述第一支撑框架；所述移动框上设置有移动模块，所述移动模块上设置有吊升模块，所述吊升模块与所述电池箱匹配使用。

更进一步地，所述移动框位于所述第一支撑框架的上方：所述第一支撑框架上设置有第一导轨，所述移动框滑动连接在所述第一导轨上；

或，所述第一支撑框架的上方设置有第二支撑框架，所述第二支撑框架上设置有第一导轨，所述移动框滑动连接在所述第一导轨上。

更进一步地，所述移动框设置有第一平移模块，所述第一平移模块用于驱动所述移动框相对所述第一支撑框架移动。

更进一步地，所述第一平移模块包括第一链条以及第一平移电机，所述第一平移电机设于所述移动框，所述第一平移电机的输出轴连接第一链轮，所述第一链条沿所述移动框的滑动方向延伸，并且两端固定，中部绕过所述第一链轮，所述第一平移电机通过所述第一链轮啮合所述第一链条而驱动所述移动框移动。

更进一步地，所述移动模块包括板架，所述板架上设置有第二平移模块，所述第二平移模块用于驱动所述板架相对所述移动框沿垂直于所述移动框移动方向的方向移动；所述移动框上设置有第二导轨，所述板架设置有第二滑块，所述第二滑块滑动连接在所述第二导轨上。

更进一步地，所述第二平移模块包括第二链条以及第二平移电机，所述第二链条的两端固定，所述第二链条的设置方向与所述第一链条的设置方向垂直；所述第二平移电机连接有第二链轮，所述第二链条绕过所述第二链轮，所述第二平移电机通过所述第二链轮啮合所述第二链条而驱动所述板架移动。

更进一步地，所述吊升模块包括升降电机、绕线辊筒、滑轮组以及吊钩板，所述升降电机与第三减速箱的输入端连接，所述第三减速箱的输出端连接有绕线辊筒，所述绕线辊筒上缠绕有牵引绳，所述牵引绳沿着所述滑轮组连接至所述吊钩板上。

更进一步地，所述吊钩板的底面设置有吊钩把手，所述电池箱的顶部设置有横板，所述吊钩把手与所述横板匹配使用。

更进一步地，所述第一支撑框架的一侧设置有维修工位，另一侧设置有控制柜；所述第一支撑框架以及移动框的上方设置有遮雨檐。

更进一步地，所述移动框包括顶部框以及若干支撑脚，所述支撑脚的上端与所述顶部框固接，所述支撑脚的下端固接有底板，所述底板的底部设置有第一滑块，所述第一滑块滑动连接在所述第一导轨上；包括第一加强杆以及第二加强杆，所述第一加强杆的一端与所述支撑脚固接，所述第一加强杆的另一端与相邻所述支撑脚固接；所述第二加强杆的一端与所述支撑脚固接，所述第二加强杆的一端与所述顶部框焊接。

更进一步地，所述移动框包括顶部框以及框体，所述顶部框是滑动连接在所述框体上，所述顶部框上设置有齿条，所述齿条的长度方向与所述顶部框在所述框体上的滑动方向相同；所述框体上设置有伸缩驱动电机，所述伸缩驱动电机与齿轮连接，所述齿轮与所述齿条啮合连接。

更进一步地，所述吊钩把手的前端形成往上翘起状。

本发明的有益效果是：

本发明包括输送层以及位于下方的存放层，存放层是固定在地面上，输送层是安装在存放层的上方，无需像传统设备那样需要安装天轨，结构简单，安装便利；此外，存放层中电池箱紧凑排布安放，输送层中的吊升模块能将电池箱吊起进行更换，操作便利，并且输送层与存放层的叠放设置，能提高空间利用率，充分利用垂直空间，解决了占地面积过大的问题，结构巧妙。

附图说明

为了更清楚地说明具体实施方式，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。

图1是本公开实施例提供的换电站的立体图。

图2是本公开实施例提供的存电层的立体图。

图3是本公开实施例提供的输送层的立体图。

图4是本公开实施例提供的吊升模块与电池箱的结构示意图。

图5是本公开实施例提供的板架及其上方部件的立体图。

图6是本公开实施例提供的平移模块的立体图。

图7是本公开实施例提供的吊钩板的立体图。

图8是本公开实施例提供的电池箱的立体图。

图9是本公开实施例提供的换电站的另一种结构方式的立体图。

图10是图9是本公开实施例提供的移动框的另一种结构方式的立体图。

主要元件符号说明

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如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本公开。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本公开进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，所描述的实施方式仅仅是本公开一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本公开中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本公开保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本公开的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本公开。

在各实施例中，为了便于描述而非限制本公开，本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的术语"连接"并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。"上"、"下"、"下方"、"左"、"右"等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

实施例一

如图1至图8所示，固定臂吊装式集约型换电站包括存放层1以及输送层2，存放层1位于下方，输送层2位于上方，存放层1包括第一支撑框架101，第一支撑框架101是固定在地面上的，第一支撑框架101设置有若干个用于放置电池箱103的电池托架102，电池托架102设置有充电模块，是用于给电池箱103充电的，当电池箱103如图1或图2所示放置在电池托架102上后，即可令电池托架102的充电端口与电池箱103的充电口对接上，从而让令电池托架102的充电端口与电池箱103充电。

输送层2包括移动框201，移动框201沿电池托架102的排列方向滑动设置；并且垂直于移动框201的滑动方向的方向悬伸出该第一支撑框架101。在一些实施方式中，移动框201为固定式悬伸，即移动框201的部分结构沿垂直于滑动方向的方向伸出第一支撑框架101。在另外一些实施方式中，移动框201也可以是移动式悬伸，即移动框201的部分结构可以在换电过程中移动式伸出第一支撑框架101，在不工作的状态下也可以缩回而没有伸出第一支撑框架101。移动框201上设置有移动模块，移动模块上设置有吊升模块，吊升模块与电池箱103匹配使用。

具体是，当需要更换电池箱103的重卡24开至存放层1的前面时，输送层2上的吊升模块会将重卡24上的电池箱103吊走送入至存放层1的电池托架102中进行充电，然后将其他电池托架102中已经充满电的电池箱103吊出送至重卡24上，完成替换。

第一支撑框架101上设置有第一导轨3，移动框201滑动连接在第一导轨3上；移动框201设置有第一平移模块，第一平移模块是用于驱动移动框201相对第一支撑框架101移动。

第一平移模块包括第一链条4以及第一平移电机5，第一平移电机5设于移动框201上，第一平移电机5的输出轴连接第一链轮8，第一链条4沿移动框201的滑动方向延伸，并且两端固定，中部绕过第一链轮8，第一平移电机5通过第一链轮8啮合第一链条4而驱动移动框201移动；当第一平移电机5驱动第一链轮8转动，第一链轮8，会沿着第一链条4走动，从而令移动框201相对第一支撑框架101发生移动。

作为进一步优选实施例，可以增加减速箱以及同步轴达到增大力矩、同步驱动的效果，例如，第一平移电机5还能与第一减速箱6的输入端连接，第一减速箱6的输出端与第一同步轴7连接；第一同步轴7的两端连接有第一链轮8，第一链轮8与第一链条4连接；在该实施例中，第一减速箱6是展开式减速器，第一平移电机5通过第一减速箱6可以带动第一同步轴7的转动，带动第一链轮8转动从而令第一链轮8沿着第一链条4走动；由于第一链条4的设置方向与第一导轨3同向的，即在该第一平移模块的作用下令移动框201在第一支撑框架101左右移动。

移动模块包括板架9，板架9上设置有第二平移模块，第二平移模块用于驱动板架9相对移动框201沿垂直于移动框201移动方向的方向移动。

第二平移模块包括第二链条10以及第二平移电机11，第二链条10的两端固接在移动框201的顶部两端，第二链条10的设置方向与第一链条4的设置方向垂直；第二平移电机11连接有第二链轮14，第二链条10绕过第二链轮14，第二平移电机11通过第二链轮14啮合第二链条10而驱动板架9移动；与第一平移模块运动方式类似，第二平移电机11驱动第二链轮14转动，令第二链轮14沿着第二链条10走动，从而达到令板架9在移动框201的顶部移动的目的。

作为进一步优选实施例，可以增加减速箱以及同步轴达到增大力矩、同步驱动的效果；例如可以令第二平移电机11与第二减速箱12的输入端连接，第二减速箱12的输出端与第二同步轴13连接；第二同步轴13的两端连接有第二链轮14，第二链轮14与第二链条10连接；第二平移电机11与第二减速箱12是固定连接在板架9上。

上述第二平移电机11的结构和第一平移模块的结构以及工作原理都是一样的，第二减速箱12也是展开式减速器，移动框201的顶部设置有第二导轨2017，板架9设置有第二滑块901，第二滑块901滑动连接在第二导轨2017上，第二平移电机11通过第二减速箱12驱动第二链轮14沿着第二链条10运动，从而令板架9能在移动框201上进行前后运动。

吊升模块包括升降电机15、绕线辊筒16、滑轮组17以及吊钩板18，升降电机15与第三减速箱19的输入端连接，第三减速箱19的输出端连接有绕线辊筒16，在该实施例中，第三减速箱19是双轴输出减速器，第三减速箱19的两个输出轴均连接有绕线辊筒16，绕线辊筒16上缠绕有牵引绳20，牵引绳20沿着滑轮组17连接至吊钩板18上，因此升降电机15通过第三减速箱19控制绕线辊筒16的转动进行牵引绳20的出线或收线，从而拉动吊钩板18的升降；吊钩板18的底面设置有吊钩把手1801，电池箱103的顶部设置有横板1031，吊钩把手1801与横板1031匹配使用；具体地，结合图7以及图8看，在吊取电池箱103时，先通过升降电机15控制吊钩板18下降至合适高度，令吊钩把手1801稍微低于电池箱103的横板1031，此时第二平移电机11控制板架9前进，即令吊钩把手1801插入至横板1031的下方，此时升降电机15控制吊钩板18上升即可将电池箱103吊起；要放下电池箱103按上述反向操作即可。

如图7所示，吊钩把手1801的前端形成往上翘起状，此令在吊升电池箱103时，吊钩把手1801的前端上翘位对横板1031有限位作用，避免电池箱103发生往外滑出，有助于提高操作的稳定性。

第一支撑框架101的一侧设置有维修工位21，另一侧设置有控制柜22；电池托架102的电路与控制柜22连通，维修工位21用于放置维修工具，将控制柜22以及维修工位21设置在第一支撑框架101的左右两侧，便于操作人员日常对设备的维护；第一支撑框架101以及移动框201的上方设置有遮雨檐23，达到挡雨的作用。

移动框201包括顶部框2011以及若干支撑脚2012，第二导轨2017以及移动模块均位于顶部框2011上，支撑脚2012的上端与顶部框2011焊接，支撑脚2012的下端焊接有底板2013，第一平移电机5以及第一减速箱6是固定在底板2013上，底板2013的底部设置有第一滑块2014，第一滑块2014滑动连接在第一导轨3上；通过第一滑块2014令移动框201滑动连接在第一支撑框架101的第一导轨3上；包括第一加强杆2015以及第二加强杆2016，第一加强杆2015的一端与支撑脚2012焊接，第一加强杆2015的另一端与相邻支撑脚2012焊接；第一加强杆2015用于增强支撑脚2012之间连接的稳定性；第二加强杆2016的一端与支撑脚2012焊接，第二加强杆2016的一端与顶部框2011焊接；第二加强杆2016用于增强支撑脚2012与顶部框2011之间连接的稳定性，从而令移动框201整体支撑性强。

实施例二

如图9以及图10所示，是换电站的另一种结构方式的立体图，在此种结构中，存放层1与输送层2的布局方式有所不同，并且移动框201的结构方式也不同。具体地，存放层1还是包括第一支撑框架101，第一支撑框架101是固定在地面上的，第一支撑框架101设置有若干个用于放置电池箱103的电池托架102；第一支撑框架102的上方设置有第二支撑框架104，第二支撑框架104上设置有第一导轨3，移动框201是滑动连接在第一导轨3上；移动框201同样是通过第一平移模块进行驱动在第一导轨3滑动的，结构与实施例一相同。

移动框201包括顶部框2011、框体2018和驱动机构，移动模块以及吊升模块是位于顶部框2011上，顶部框2011是滑动连接在框体2018，驱动机构包括设置在顶部框2011上设置有齿条2019和设置在框体2018的伸缩驱动电机2020。齿条2019的长度方向与顶部框2011在框体2018上的滑动方向相同，伸缩驱动电机2020与齿轮2021连接，伸缩驱动电机2020驱动齿轮2021转动，齿轮2021与齿条2019啮合连接，因此从上述结构可知，当伸缩驱动电机2020驱动齿轮2021转动时，由齿轮2021与齿条2019的相互作用，能令顶部框2011在框体2018上进行滑动。

在此布局中，第一支撑框架101上的电池箱103位于后方，重卡24位于前方，第二支撑框架104位于中间，顶部框2011在框体2018上往后移动至第一支撑框架101的上方，通过移动模块以及吊升模块的配合将电池箱103吊起来；然后顶部框2011在框体2018上往前移动至重卡24的上方，通过移动模块以及吊升模块的配合将电池箱103放下至重卡24上，完成换电工作。

在本公开所提供的几个具体实施方式中，对于本领域技术人员而言，显然本公开不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本公开的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本公开。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本公开的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本公开内。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

以上实施方式仅用以说明本公开的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本公开进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本公开的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本公开的技术方案的精神和范围。