佛山哨马智能装备科技有限公司李振获国家专利权
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龙图腾网获悉佛山哨马智能装备科技有限公司申请的专利一种新能源重卡换电方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115837896B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-25发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310026927.1,技术领域涉及:B60S5/06;该发明授权一种新能源重卡换电方法是由李振;全思博;王娇娇;秦俊鑫;吴涛设计研发完成,并于2023-01-09向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种新能源重卡换电方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种新能源重卡换电方法,包括:步骤一:换电小车与重卡对接并锁定;步骤二:重卡解锁重卡电池;步骤三:换电小车将重卡电池从重卡移至换电小车上;步骤四:换电小车与重卡解锁后将重卡电池送至电池站卸下;步骤五:换电小车装载另一重卡电池行走至重卡电池座处;步骤六:换电小车与重卡对接并锁定;步骤七:换电小车将所述另一重卡电池装入重卡电池座;步骤八:重卡锁定所述另一重卡电池;步骤九:换电小车与重卡解锁后脱离重卡,完成重卡电池的更换。本发明具有部署简单,操作便捷,可靠性高,灵活性高,更换电池效率高的特点。
本发明授权一种新能源重卡换电方法在权利要求书中公布了:1.一种新能源重卡换电方法,其特征在于,包括: 新能源重卡换电机器人,包括换电小车,所述换电小车包括电池抬升平台、行走小车、用于对接重卡且对接后与重卡锁定的对接机构、为换电小车提供电源的电池以及用于将所述电池抬升平台推至重卡电池底部和将所述电池抬升平台从重卡电池底部拉回至对接机构的平台拖移机构,所述平台拖移机构和电池抬升平台设置在对接机构上,所述行走小车包括车体以及用于将对接机构举升至与重卡对接高度的举升机构,所述举升机构设置于车体上,对接机构设置于举升机构上; 所述电池抬升平台包括滑轮、底座、用于承托重卡电池的电池托座以及用于抬升和降下所述电池托座的托座抬升机构,所述滑轮连接于底座下部,所述托座抬升机构设置于底座上,电池托座安装于托座抬升机构上,所述底座通过滑轮活动连接于对接机构上; 所述托座抬升机构包括叉剪机构以及用于驱动叉剪机构上升和下降的第一推杆,所述叉剪机构包括两个叉剪,所述电池托座包括两个托座,两个托座中的一个托座安装于一个叉剪上,另一托座安装于另一个叉剪上,两个叉剪底部均与底座连接,第一推杆与叉剪机构连接; 所述平台拖移机构包括齿条、导轨、齿轮、滑块以及将所述电池抬升平台推出至重卡电池底部和将所述电池抬升平台从重卡电池底部拉回至对接机构的驱动平台,所述驱动平台包括平台本体、齿轮驱动电机以及第二推杆,所述齿轮驱动电机设于平台本体上,所述齿轮驱动电机与齿轮连接,所述齿轮与齿条相啮合,第二推杆一端与平台本体铰接,第二推杆另一端与电池抬升平台铰接,所述齿条和导轨均与对接机构固定连接,所述滑块与平台本体固定连接,所述滑块与导轨相配合实现滑动连接; 所述对接机构包括承载平台、电池导向柱、对接锁紧机构、重卡对接导向柱以及当对接机构与重卡对接后与重卡电池座平齐的对接滑道,电池导向柱、对接锁紧机构以及对接滑道均设置于承载平台上,重卡对接导向柱设置于对接滑道与重卡对接处,所述底座通过滑轮活动连接于对接滑道表面上,使底座能沿对接滑道移动,实现电池抬升平台从对接机构移动到重卡电池座上; 对接滑道为两个,两个对接滑道平行设置于承载平台上,所述滑轮分别设置于底座底部两侧; 电池导向柱为四个,四个电池导向柱对应重卡电池四角处的凹槽设置,当重卡电池装入到承载平台时,四个电池导向柱分别插入到重卡电池四角处的凹槽中,使重卡电池稳定地置于承载平台上; 所述重卡对接导向柱呈锥台状,重卡对接导向柱的直径沿伸出方向逐渐缩; 所述重卡对接导向柱为两个,一个重卡对接导向柱设置于一个对接滑道与重卡对接处,另一个重卡对接导向柱设置于另一个对接滑道与重卡对接处,所述对接锁紧机构包括锁销安装座、锁紧销以及将所述锁紧销推出与重卡锁定和收回锁紧销与重卡解锁的锁销推送装置,所述锁销安装座固定设置于承载平台上且位于对接滑道与重卡对接处的下方,锁紧销安装于锁销安装座中,锁销推送装置与锁紧销连接;当对接滑道与重卡对接后,锁销推送装置启动将锁紧销推出,锁紧销被推出后与重卡连接,从而锁定重卡; 还包括控制器以及对接传感器,对接传感器用于换电小车行走至对接位置附近时识别对接位置的对位标签获取当前换电小车在位置坐标系下的位姿,引导换电小车执行对接定位;对接传感器还用于检测换电小车与重卡对接的角度和距离均是否在预设范围内时,若是,对接传感器则向控制器发出对接定位完成的对接信息,控制器则向锁销推送装置发出推出锁紧销指令,完成对接锁定; 对接传感器与控制器连接,控制器与锁销推送装置连接,对接传感器设置在对接机构;控制器接收到对接传感器对接定位完成的对接信息后锁销推送装置推出锁紧销; 还包括分别与所述控制器连接的激光雷达、视觉传感器以及超声波雷达; 激光雷达,用于根据现场环境构建三维地图、基于三维地图导航时用于换电小车的实时定位及用于换电小车基于三维地图导航时进行障碍物的避障;激光雷达选用多线激光雷达; 视觉传感器,换电小车导航行走中,对障碍物进行视觉检测并发布障碍物的标签及位姿信息,并与三维激光雷达检测到的障碍物信息进行位姿融合后输出障碍物的位姿信息,从而引导小车进行障碍物的避障; 超声波雷达,用于换电小车在行走时,检测障碍物的距离并根据与检测障碍物的距离控制换电小车应急避障; 控制器分别与锁销推送装置、行走小车以及举升机构连接; 所述视觉绕障、激光雷达绕障、自动建图功能及自主充电功能,能主动与自动巡航;通过控制器实现后台管理功能;后台管理中包括任务管理模块、机器人设置模块以及用户管理模块; 所述举升机构包括举升电机、举升柱、换向器以及传动轴,所述举升柱为四个,举升电机与换向器的动力输入端连接,换向器的动力输出端通过传动轴与四个举升柱连接,所述举升电机与控制器连接; 所述换向器包括第一换向器、第二换向器以及第三换向器,所述传动轴包括第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴、第四传动轴、第五传动轴以及第六传动轴,举升电机与第一换向器动力输入端连接,第一传动轴两端分别连接到第一换向器的一个动力输出端和第二换向器的动力输入端上,第二传动轴两端分别连接到第一换向器的另一个动力输出端和第三换向器的动力输入端上,第三传动轴两端分别连接到第二换向器的一个动力输出端和一个举升柱上,第四传动轴两端分别连接到第二换向器的另一个动力输出端和一个举升柱上,第五传动轴两端分别连接到第三换向器的一个动力输出端和一个举升柱上,第六传动轴两端分别连接到第三换向器的另一个动力输出端和一个举升柱上; 所述车体上设置有四个导向柱安装座,平台拖移机构上对应四个导向柱安装座的位置设置有四个在平台拖移机构下降时与导向柱安装座一一相配合的导向柱; 包括以下步骤: 步骤一:换电小车与重卡对接并锁定; 步骤二:重卡解锁重卡电池; 步骤三:换电小车将重卡电池从重卡移至换电小车上; 步骤四:换电小车与重卡解锁后将重卡电池送至电池站卸下; 步骤五:换电小车装载另一重卡电池行走至重卡电池座处; 步骤六:换电小车与重卡对接并锁定; 步骤七:换电小车将所述另一重卡电池装入重卡电池座; 步骤八:重卡锁定所述另一重卡电池; 步骤九:换电小车与重卡解锁后脱离重卡,完成重卡电池的更换; 换电小车构建换电场所现场环境的三维地图,并将电池站、重卡、当前障碍物位置标记于三维地图中,换电小车基于所述三维地图信息导航并实时定位; 换电小车基于所述三维地图信息导航行走时,换电小车对障碍物进行视觉检测并发布障碍物的标签及位姿信息,并与检测出的当前障碍物位置进行位姿融合,输出障碍物的位姿信息,引导换电小车对障碍物进行避障; 换电小车感应周边的环境,当障碍物与换电小车距离小于等于设定距离时,换电小车执行减速、停止等待或绕行实现应急避障; 激光雷达构建换电场所现场环境的三维地图,并将电池站的位置、重卡停放位置、当前障碍物位置标记于三维地图中,换电小车基于三维地图导航时,三维激光雷达用于换电小车的实时定位; 换电小车在导航行走中,视觉传感器对障碍物进行视觉检测并发布障碍物的标签及位姿信息,并与三维激光雷达检测出的障碍物信息进行位姿融合,最终输出障碍物的位姿信息,从而引导换电小车进行障碍物的避障; 针对近距离障碍物、倒车或在狭窄道路上行走时,超声波雷达感应周边的环境,避免换电小车与障碍物发生碰撞,当障碍物与换电小车靠近时进行应急避障,即减速、停止等待或绕行从而避开障碍物; 所述换电小车与重卡对接并锁定包括: 换电小车垂直靠近重卡; 换电小车的对接机构抬升; 换电小车向重卡移动与重卡开始对接,对接到位时,换电小车停止移动,换电小车的锁紧销推出与重卡锁定,使对接机构的对接滑道与重卡电池座平齐; 所述换电小车与重卡对接时,换电小车基于三维地图导航至重卡附近并靠近重卡的电池座进行对接前定位; 举升机构升起后,换电小车识别重卡的对位标签,获取当前换电小车在重卡坐标系下的位姿,引导换电小车调整换电小车相对重卡的位置,使换电小车垂直于重卡且与重卡电池座对齐,然后调整对接机构的对接滑道至与重卡电池座处于相同高度; 行走小车向重卡的电池座移动直至对接机构与重卡的电池座对接上; 对接机构与重卡的电池座对接后,当行走小车检测到对接的角度和距离均在预设范围内时,行走小车的锁紧销伸出与重卡的电池座锁定,完成对接锁紧步骤; 换电小车将重卡电池从重卡移至换电小车上包括: 换电小车的电池抬升平台在对接滑道上移动到重卡的电池座中; 电池抬升平台上升将电池抬起; 电池抬升平台移回对接滑道将重卡电池移动到换电小车上; 当重卡电池移动到换电小车上,电池抬升平台下降,重卡电池配合到换电小车的电池导向柱上,重卡电池定位于换电小车上; 所述换电小车与重卡解锁包括:换电小车的锁紧销脱离重卡,换电小车移离重卡,换电小车的对接机构下降复位,完成解锁; 具体的,行走小车向电池站移动,当行走小车靠近电池站电池存放空间时,对接机构与电池站对接并锁紧,具体过程与上述对接机构与重卡电池座对接并锁紧过程相同,行走小车移动至电池站附近,然后,举升机构启动,四个举升柱上升将对接机构抬升,直至对接机构的对接滑道与电池站平齐,接着行走小车移动使重卡对接导向柱插入电池站;对接机构与电池站对接后,锁销推送装置将锁紧销推出使锁紧销与电池站连接,从而固定对接机构与电池站; 对接机构与电池站锁紧后,托座抬升机构启动,电池托座上升抬起重卡电池,重卡电池与四个电池导向柱脱离,重卡电池被电池托座从承载平台上抬起,平台拖移机构向电池站方向移动从而将重卡电池移进电池站,重卡电池移进电池站后托座抬升机构下降将重卡电池放置到电池站中,完成后,平台拖移机构反向移动带动电池抬升平台返回对接机构上; 对接机构与电池站解锁并脱离,锁销推送装置将锁紧销抽回,对接机构与电池站解除锁定,行走小车启动使重卡对接导向柱从电池站中抽出,换电小车的对接机构下降复位,完成解锁,重卡电池回收完成; 在电池站取满电的另一重卡的满电电池,行走小车移动到电池站满电电池所在位置,举升机构启动,四个举升柱上升将对接机构抬升,直至对接机构的对接滑道与电池站平齐,接着行走小车移动使重卡对接导向柱插入电池站,对接机构与电池站对接后,锁销推送装置将锁紧销推出使锁紧销与电池站连接,从而固定对接机构与电池站; 齿轮驱动电机启动,平台拖移机构向电池站方向移动从而推动电池抬升平台在对接滑道上移动到电池站上,具体的,对接滑道移动到满电电池下方,托座抬升机构启动,电池托座上升抬起满电电池,满电电池脱离电池站,齿轮驱动电机反向转动,平台拖移机构向远离电池站方向移动从而将电池抬升平台从电池站上拉回到对接机构上,托座抬升机构下降,满电电池随电池托座下降到承载平台上,与此同时,位于满电电池四角的凹槽配合到四个电池导向柱上; 对接机构与电池站解锁并脱离,锁销推送装置将锁紧销抽回,对接机构与电池站解除锁定,行走小车启动使重卡对接导向柱从电池站中抽出,完成解除,满电电池取下完成; 行走小车载着满电电池向重卡移动,当行走小车靠近重卡电池座时,举升机构启动,举升柱上升将对接机构抬升,直至对接机构的对接滑道与重卡电池座平齐,接着行走小车移动使重卡对接导向柱插入重卡电池座;对接机构与重卡电池座对接后,锁销推送装置将锁紧销推出使锁紧销与重卡电池座连接,从而固定对接机构与重卡电池座; 对接机构与重卡电池座锁紧后,托座抬升机构启动,电池托座上升抬起满电电池,满电电池与四个电池导向柱脱离,满电电池被电池托座从承载平台上抬起,平台拖移机构向重卡电池座方向移动从而将满电电池移进重卡电池座,满电电池移进重卡电池座后托座抬升机构下降将满电电池放置到重卡电池座中,完成后,平台拖移机构反向移动带动电池抬升平台返回对接机构上; 对接机构与重卡电池座解锁并脱离,锁销推送装置将锁紧销抽回,对接机构与重卡电池座解除锁定,行走小车启动使重卡对接导向柱从重卡电池座中抽出,完成解除,满电电池装入重卡电池座完成; 换电小车将重卡电池卸下到电池站包括: 换电小车装载重卡电池行走至电池站处; 换电小车与电池站对接并锁定; 换电小车将所述重卡电池装入电池站; 电池站锁定所述重卡电池; 换电小车与电池站解锁后移离电池站; 换电小车装载另一重卡电池包括: 换电小车与电池站对接并锁定; 电池站解锁另一重卡电池; 换电小车将另一重卡电池从电池站移至换电小车上; 换电小车与电池站解锁后将另一重卡电池送至重卡; 所述换电小车与电池站对接并锁定包括: 换电小车垂直靠近电池站; 换电小车的对接机构抬升; 换电小车向电池站移动与电池站开始对接,对接到位后,换电小车停止移动,换电小车的锁紧销推出与电池站锁定,使对接机构的对接滑道与电池站平齐; 所述换电小车与电池站对接时,换电小车基于三维地图导航至电池站附近并靠近电池站进行对接前定位; 举升机构升起后,换电小车识别电池站的对位标签,获取当前换电小车在电池站坐标系下的位姿,引导换电小车调整换电小车相对电池站的位置,使换电小车垂直于电池站,然后调整对接机构的对接滑道至与电池站处于相同高度; 行走小车向电池站移动直至对接机构与电池站对接上; 对接机构与电池站对接后,行走小车的锁紧销伸出与电池站锁定,完成对接锁紧步骤; 换电小车将另一重卡电池从电池站移至换电小车上包括: 换电小车的电池抬升平台在对接滑道上移动到电池站的另一重卡电池下; 电池抬升平台上升将另一重卡电池抬起; 电池抬升平台移回对接滑道将另一重卡电池移动到换电小车上; 当另一重卡电池移动到换电小车上,电池抬升平台下降,另一重卡电池配合到换电小车的电池导向柱上,另一重卡电池定位于换电小车上; 所述换电小车与电池站解锁包括:换电小车的锁紧销脱离电池站,换电小车移离电池站,换电小车的对接机构下降复位,完成解锁。
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