CN104828028B - 计算机互联网多个机器人组成的电动汽车电池组更换系统 - Google Patents

Abstract

电动汽车车载装置包括主控制模块、CAN总线通信模块、3G/4G无线通信模块、GPS数据接收处理模块和用户交互模块，CAN总线物理接口挂接在电动汽车CAN总线上，CAN总线物理接口实时采集电动汽车的运行状态和电池信息，3G/4G通信芯片通过引脚与主控制板连接，实时数据交互模块向监控中心转发电动汽车的运行状态及电池信息，GPS数据接收处理模块提供导航服务并监控运营网络；电动汽车电池更换监控系统的智能通信终端通过本地工业以太网与充电监控系统的网络交换机连接，电动汽车电池更换站包括第一、二码垛机器人、摆渡机器人、四柱举升机、钢轨、第一、二输送线，用监控中心控制电动汽车更换电池的步骤。

Description

计算机互联网多个机器人组成的电动汽车电池组更换系统

技术领域

本发明涉及汽车制造领域，特别涉及到一种由计算机、多个计算机监控软件、有线互联网/无线互联网、码垛机器人、摆渡机器人、输送线、举升机组成，由计算机互联网与车载3G/4G无线网连接后，用监控计算机远程操控程序分15个步骤完成更换电动汽车电池组更换的系统。

背景技术

纯电动汽车是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车，通过电池向电机提供电能，驱动电动机运转，从而推动汽车前进。从外形上看，电动汽车与日常见到的汽车并没有什么区别，区别主要在于动力源及其驱动系统。即纯电动汽车的电动机相当于传统汽车的发动机，蓄电池相当于原来的油箱。它本身不排放污染大气的有害气体，即使按所耗电量换算为发电厂的排放，除硫和微粒外，其它污染物也显著减少，由于电厂大多建于远离人口密集的城市，对人类伤害较少。由于电力可以从多种能源获得，如煤、核能、水力等，还可以解除人们对石油资源日见枯竭的担心。电动汽车还可以充分利用晚间用电低谷时富余的电力充电，使发电设备日夜都能充分利用，提高其经济效益。电池技术以及充电技术的滞后成为束缚电动汽车产业发展的瓶颈，各国政府和企业下大力度完善电动汽车配套基础服务产业。目前，电动汽车能源补给主要有充电和换电两种模式。充电需要的充电时间较长，大电流充电对电池使用寿命影响较大，且容易对配电网产生谐波污染，该模式有较大的弊端。与此相比，换电操作简单，通过专业化工业机器人可实现电能快速、高效补充。尽管电动汽车作为绿色运输工具具有非常好的应用前景，但要想真正将电动汽车实现社会化并不容易。另外，如何保障充电服务网络安全运行，提供智能、高效的充换电服务，实现电动汽车快捷、有序的充电以及可控、合理的调度，也是需要重点解决的问题。一辆电动汽车运行也可以分为三块来完成，即整车企业、电池制造企业及电动汽车更换电池站运营商分工合作。国内外很多电动汽车生产企业眼巴巴的盼望着电动汽车换电池站的建设，因为电动汽车换电池站是电动汽车上路的必备配套。从技术角度看，现在很多车企都可以生产纯电动汽车，但是如何让电池续航更远、寿命更长、体积更小，同时又能降低消费者的购买成本，这才是企业面临的最大挑战。电动汽车作为一种新型交通工具，配套设施是否跟得上？消费者的使用习惯能否适应？这都需要时间来解决。假如你买了一辆电动汽车，开到半路没电了，找不到充电站；或者说找到充电站了前面排着很多车，还要等5个小时才轮到你；晚上，你从六楼拉一根电线给自已充电，20多安培的电流让全楼跳了闸。以上表明，现有技术条件下，电动汽车具有明显的局限性和欠缺便利性。现有的电动汽车，不能方便的自动更换电池等缺陷都是急需要改进的。因此，需提供一整套经济、稳定的电动汽车电池更换系统及更换方法，实现电动汽车快速、安全、准确的能源补给，满足电动汽车的日常行驶需求，推动电动汽车商业化和产业化发展。

发明内容

为了克服现有的电动汽车驱动电池电池组更换系统体积大、造成占地面积大、自动化程度低、投资大、无实用性等缺点，本发明提供了一种电动汽车电池组更换系统，该系统采用由计算机、多种计算机监控软件、有线互联网/无线互联网、码垛机器人、摆渡机器人、输送线、举升机组成，由计算机互联网与车载3G/4G无线网连接后，由监控计算机前工作人员用远程操控程序用15个步骤完成更换电动汽车电池组更换的系统。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：在电动汽车车载装置包括主控制模块、CAN总线通信模块、3G/4G无线通信模块、GPS数据接收处理模块和用户交互模块；所述CAN总线通信模块通过SPI总线与所述主控制模块双向连接，所述3G/4G无线通信模块、GPS数据接收处理模块和用户交互模块均通过主控制模块包括主控制器和Android/Windows嵌入式操作系统；液晶屏通过液晶插口连接主控制板，用于人机交互显示；嵌入式操作系统提供访问框架应用程序接口的权限，并提供驱动模块和TCP/IP协议栈；主控制器包括通过引脚连接主控制板的ARMCortex-A8系列的32/64位微处理器、ROM时钟、RAM时钟和复位电路。

CAN总线通信模块包括CAN总线物理接口、数据处理和存储单元、CAN总线收发器、CAN总线控制器以及外部晶体；CAN总线物理接口挂接在电动汽车CAN总线上，CAN总线收发器通过CAN_H和CAN_L与CAN总线控制器连接，CAN总线控制器通过SPI接口与主控制板连接；数据处理和存储单元对测量值进行处理，并对装置采集的包括测量值、状态量和报警事件的实时数据和历史数据的集中存储。CAN总线物理接口实时采集电动汽车的运行状态和电池信息，运行状态包括运行速度和运行里程，电池信息包括整车充/放电电压、整车充/放电电流、电池SOC、电池模块温度、单体电池最高电压、单体电池最低电压。3G/4G无线通信模块包括3G/4G通信芯片、实时数据交互模块和实时数据对时模块；3G/4G通信芯片通过引脚与主控制板连接，实时数据交互模块向监控中心转发电动汽车的运行状态及电池信息，并接收监控中心下发包括充/换电站站点信息、电价信息和新闻的服务信息；对时单元接收监控中心下发的同步时钟对时指令，以保证区域内装置时间的一致性。GPS数据接收处理模块提供导航服务并监控运营网络；导航服务包括目的地检索、路线查看、模拟导航和真实导航；通过地图实时显示运营区域内换电站、分散充电桩分布位置及电动汽车运行状态监控运营网络，并显示包括电动汽车地理位置、电动汽车速度和剩余电量的状态信息。

电动汽车更换系统的监控系统硬件部署示意图，配电监控系统的监控工作站、服务器、打印机、配电系统通信管理机和用电信息采集终端通过本地工业以太网与充电监控系统的网络交换机连接，配电监控系统的网络电动汽车电池更换监控系统交换机通过本地工业以太网与上级系统的通信网关连接，配电系统通信管理机通过3G/4G无线网络通信链路与配电系统以及上级系统的通信网关连接，用电信息采集终端通过3G/4G无线网络通信链路与计量系统以及上级系统的通信网关连接；的智能通信终端通过本地工业以太网与充电监控系统的网络交换机连接，电动汽车电池更换系统包括由第一码垛机器人、第二码垛机器人摆渡机器人、四柱举升机、摆渡机器人行走钢轨、第一输送线和第二输送线，用监控中心计算机控制、指挥、引导电动汽车更换电池的各个步骤。视频监控系统的视频服务器通过本地工业以太网与上级系统的通信网关连接。其中数据服务器可以存储监控系统历史数据，前置服务器可以采集和解析相关实时数据，并转发给其他计算机。安防监控工作站用于视频监控系统的监视和控制。通信网关可以实现CAN总线和本地工业以太网之间的转换。网络交换机有24口，可以划分VLAN(Virtual Local Area Network，虚拟局域网，实现各个子系统之间的通信。电动汽车车载装置跟电动汽车换电站监控系统硬件通过工业以太网或者其他网络连接后，所要充电的电动汽车通过3G/4G网络与第三监控工作站计算机联系，查到距离其最近的换电池站，到达换电池站后，汽车驾驶员把电动汽车开上电动汽车电池组更换车间换电池系统的四柱举升机电动汽车驾驶室内的驾驶员在电动汽车车载装置的液晶屏幕上启动由计算机控制远程监控换电池模式，这时候第三监控工作站通过网络把汽车的换电池过程移交给第一监控工作站或者第二监控工作站，由第一监控工作站或者第二监控工作站完成该车换电池的整个过程直到车辆离开四柱举升机。第一监控工作站、第二监控工作站和第三监控工作站的计算机网络通过远程通信网络或者工业以太网连接在一起。

电动汽车更换站监控系统包括上级系统、配电监控系统、电池更换监控系统和视频监控系统，配电监控系统与上级系统之间通过本地工业以太网和GPRS/CDMA(GeneralPacket Radio Service，通用分组无线业务；Code Division Multiple Access，码多分址无线网络)无线网络通信链路通信，配电监控系统与电池更换监控系统之间、视频监控系统与上级系统之间均通过本地工业以太网通信。配电监控系统、电池更换监控系统构建在统一软件平台上，子系统计算机设备实现共用，考虑到网络安全防护以及公安部门对视频监控系统接入要求，视频监控系统独立设置，通过上级系统的通信网关与充电监控系统和配电监控系统实现信息互动。

电动汽车更换站监控系统分为测量采集模块、信号采集模块、控制输出模块、信息管理模块，测量采集模块、信号采集模块、控制输出模块通过本地工业以太网与信息管理模块连接，信息管理模块通过3G/4G/CDMA无线网络通信链路连接上级系统的计算机监控平台；其中测量采集模块包括第一监控监控工作站、服务器、数据服务器、打印机、网络交换机、配电系统通信管理机和用电信息采集终端通过本地工业以太网通信，配电系统通信管理机与配电系统以及上级系统的通信网关之间、用电信息采集终端与计量系统以及上级系统的通信网关之间均通过3G/4G/CDMA无线网络通信链路通信。测量采集模块、信号采集模块、控制输出模块属于并联关系，其中测量采集模块采集二次电流互感器信号和二次电压互感器信号，信号采集模块采集遥信量、开关信号、保护信号、告警信号、事故信号、状态信号等一系列信号量，两类信号通过CAN总线传输至信息管理模块，信息管理模块与上级系统实现信息互动之后，由上级系统下达控制命令至信息管理模块，再通过CAN总线传输至控制输出模块动作。

电池更换站监控系统包括智能通信终端和电动汽车电池更换系统；智能通信终端和电动汽车电池更换系统之间通过CAN总线连接，电动汽车电池更换系统包括由第一码垛机器人、第二码垛机器人、摆渡机器人、四柱举升机、第一输送线和第二输送线；第一码垛机器人、第二码垛机器人摆渡机器人、四柱举升机、第一输送线和第二输送线之间通过本地工业以太网连接，智能通信终端整合有调度软件，调度软件和智能通信终端之间通过数字通信链路连接。调度软件通过智能通信终端下达控制命令到第一码垛机器人、第二码垛机器人、第一输送线和第二输送线；第一码垛机器人、第二码垛机器人、第一输送线、第二输送线和四柱举升机内置有PLC(Programmable logicController，可编程序控制器)程序，可以控制电动汽车第一电池组盒或第二电池组盒的整个更换过程，经内部分析后从工位二B取下电动汽车第一电池组盒或第二电池组盒放置于摆渡机器人上，再由摆渡机器人运走；同时第一码垛机器人、第二码垛机器人、第一输送线、第二输送线和四柱举升机的位置、故障信号，模块充电机工作状态、温度、故障信号、功率、电压、电流、电池组温度、SOC、端电压、电流、电池连接状态、电池故障等信号通过智能通信终端上传至调度软件。

电动汽车电池更换站监控系统视频监控系统包括安防监控工作站、球机、视频服务器；球机与视频服务器之间通过CAN总线以及视频信号线连接，视频服务器与安防监控工作站以及上级系统的通信网关之间通过本地工业以太网连接。

由第一立柱、第二立柱、第三立柱、第四立柱、悬臂梁、横梁、承车跑板组成一个有承车跑板的四柱举升机,在第一立柱和第二立柱之间的横梁上设置开口，以便于摆渡机器人进入四柱举升机内部，在第三立柱和第四立柱之间设置横梁，第一立柱第二立柱、第三立柱和第四立柱安装在移动架上并随移动架做上下运动，提升承车跑板至合适的位置，上车斜板与承车跑板连接在一起方便电动汽车上下四柱举升机的承车跑板。

举升机固定架的底部对称设有四个或四个以上滚动轮，每台举升机立柱由固定架、动力单元、液压缸、起重链条、检测板、检测开关、移动架、链轮座和链轮连接构成。固定架的桩柱内固定连接条状检测板，该检测板设有等分的若干缺口，移动架上端的底部设有检测开关，检测开关与检测板相配套，当检测板处于检测开关检测范围内，检测开关便能输出信号。检测板上开有缺口，当正好检测开关检测到缺口时，检测开关不输出信号，如此往复。每台举升机立柱的检测开关产生的信号均通过数据线连接控制器并进行计算，同时将控制器计算出的数据通过数据线连接显示面板显示。移动架的上端设有链轮座及链轮，链轮配套起重链条，起重链条一端连接移动架，另一端连接固定架。液压缸的一端连接固定架的底座，另一端连接链轮座。当液压缸升降时，带动链轮座上的链轮转动，连带起重链条运行，移动架随之升降的同时，检测板和检测开关工作并产生电信号。

电动汽车电池更换系统的部分硬件由钢轨、摆渡机器人、四柱举升机、后台监控系统、第一输送线、第二输送线、第一码垛机器人和第二码垛机器人组成；电动汽车底盘上面有第一电池组盒和第二电池组盒。

摆渡机器人包括X轴、Z轴、R轴三个方向的自由度，依次为直线行走机构、液压举升机构和角度纠偏机构。直线行走机构位于摆渡机器人的底部，包括滑轮、万向联轴器、皮带、第一伺服电机、第一减速机和底座等几个部分；前端两个滑轮为机器人动力装置，与一组万向联轴器连接，后端两个滑轮为从动装置；第一伺服电机与配套的第一减速机胀套连接，通过皮带实现第一减速机与滑轮的动力传输，驱动滑轮在滑轨上直线行走。直线行走机构下端布置有三个光电开关，依次与原点挡片和前后两个极限挡片配合，提供给PLC控制系统到位开关信号，实现机器人原点搜索和复位，并杜绝其越界运行；前极限挡片、原点挡片及后极限挡片沿铺设的直线滑轨依次排列，原点挡片位于前后极限挡片中间。液压举升举升机构位于直线行走机构底座的上部，包括两个液压伸缩缸；一级液压缸位于二级液压缸的下部，一级液压缸完全伸出后，二级液压缸开展伸缩运动；一、二级液压缸一侧分别焊接横梁并布置有防转梁，防转梁与位于一级液压缸焊接横梁及底座焊接横梁上的两个防转孔配合，防止电池随液压机构举升过程中的旋转；一、二级液压缸另一侧分别设置有齿条(31)、编码器、挡片和第一接近开关；挡片与接近开关相配合，第一接近开关设置于一级液压缸焊接横梁的底端，当一级液压缸完全伸出，挡片触发接近开关的开关信号，二级液压缸开始伸缩运动；位于二级液压缸侧面上的齿条通过齿轮与编码器啮合，通过计算编码器转数获取二级液压缸上升高度；编码器与PLC控制系统连接，PLC控制系统开始高速计数。角度纠偏机构位于液压举升机构的上端，包括安装法兰、大小齿轮、第二伺服电机和第二减速机等几个部分。二级液压缸上安装有安装法兰，第二伺服电机、第二减速机、大小齿轮依次布置于安装法兰上，第二伺服电机上端安装小齿轮，二级液压缸上安装大齿轮，大小齿轮机械啮合，随第二伺服电机驱动配合旋转。大齿轮下端布置有挡片，安装法兰上布置三个第二接近开关；大齿轮在旋转过程中依次触发旋转左右极限、原电复位开关信号，确保大齿轮在规定的范围内旋转动。角度纠偏机构上端安装有电池托盘，大齿轮旋转圆心与电池组盒托盘重心同心。电池组盒托盘安装有四个限位块，与待换电动汽车电池组箱底部四个突起耦合，可实现电池外箱位置微调和可靠固定。电池组盒托盘上安装有超声测距传感器和DMP传感器；超声测距传感器用于测量电池托盘到待换电乘用车底盘的距离；DMP传感器与安装于待换电乘用车底盘上的反光板配合，搜寻计算反光板靶点位置，获取摆渡机器人与待换电乘用车的水平角度偏差。直线行走机构、液压举升机构联动，只有摆渡机器人直线行进和垂直举升到达设定位置时，角度纠偏机构才开始动作，只有角度纠偏机构上的电池托盘达到预期效果，液压举升机构才重新开始动作。直线行走机构、角度纠偏机构采用伺服电机驱动，驱动电机与相应的编码器连接，各编码器与相应的驱动器连接；驱动器发送位置脉冲信号给伺服电机，编码器将采集的电机旋转信息传递回驱动器，形成位置模式全闭环控制。

摆渡机器人控制系统框图PLC控制系统为摆渡机器人动作控制的核心部分，包括触摸屏、无线通信模块、欧姆龙PLC控制器、A/D模块、D/A模块等；无线通信模块通过第二串口RS与触摸屏通信，欧姆龙PLC控制器通过第一串口RS与触摸屏通信，触摸屏通过工业以太网与后台监控系统通信；超声测距传感器、DMP传感器、液压比例流量阀、各编码器、接近开关、光电开关等与PLC控制系统实时数据传输通信。超声测距传感器和DMP传感器与PLC控制系统中的A/D模块连接，将传感器采集的模拟信号转化为数字信号，并传送给PLC控制系统。液压比例流量阀与PLC控制系统中的D/A模块连接，将PLC控制系统的数字控制信号转化为模拟流量控制信息，实现对液压举升机构的速度控制。编码器与PLC控制系统的A/D模块连接，编码器采集二级液压缸单侧齿条的上升高度，经过计算获取二级液压缸举升距离，将该数据反馈给PLC控制系统，形成举升过程中的全闭环控制。接近开关和光电开关与PLC控制系统中的欧姆龙PLC控制器连接，实时传输摆渡机器人各自由度的极限位置信息，触发PLC控制系统的中断模式及高速计数模式，实现摆渡机器人在规定范围内的准确、快速动作。

第一码垛机器人和第二码垛机器人的结构，包括底座、机架、手臂机构和抓手，机架内设有驱动手臂机构动作的驱动机构，机架通过θ轴转动设置在底座上，配以AC伺服电机和减速机实现整机绕θ轴的转动。驱动机构包括垂直部分和水平部分，两者均包括电机、主动轮、从动轮、同步带、滚珠丝杠和移动滑轨，主动轮与电机连接，同步带套设在主动轮和从动轮上，从动轮与滚珠丝杠同轴固连，移动滑轨与滚珠丝杠螺纹连接。垂直部分的滚珠丝杠竖直设置，水平部分的滚珠丝杠水平设置，上述电机、主动轮、从动轮和同步带等附件也随之对应布置。手臂机构包括前臂、后臂和与后臂平行的平行臂，前臂的前端通过P轴与抓手转动连接，后端端部通过J轴与后臂转动连接，后臂的另一端通过Z轴与垂直部分的移动滑轨转动连接。平行臂的上端通过转轴与前臂11转动连接，下端通过R轴与水平部分的移动滑轨转动连接。转轴上还转动连接有转盘，转盘呈三角形，转轴设置在转盘的其中一端，转盘的另外两端分别转动连接有前拉杆和后拉杆，前拉杆和后拉杆的另一端则分别与抓手和气缸连接，在液压缸上安装三维扫描识别器在抓手的一个侧面安装三维扫描识别器，三维扫描识别器与控制装置之间具有信息通讯连接，用于对抓取对象进行三维识别及定位，三维扫描识别器设置于与抓手相向运动方向平行的连接架的侧面上。机器人选用ABB的工业机器人IRB660_180/3.15；三维扫描识别器采用SICKLMS400-2000型号产品。

电动汽车中的电池组盒自动更换系统安装在电动汽车的底盘上，在电池组盒自动更换系统中，在电池组盒自动更换系统中1个真空隔音板与1个冷却箱连接在一起；1个第一电池组盒安装在冷却箱的下面；1个第一上部减震板安装在第一电池组盒的内部；第一减震弹簧安装在第一上部减震板和第一上部封盖之间；1个第一电池组安装在第一电池组盒上部固定和减震板和第一电池组盒下部固定和减震板之间；第三减震弹簧安装在第一电池组盒下部固定和减震板和第一电池组盒底部防撞板之间；1个第二电动千斤顶安装在冷却箱之下，1个第二千斤顶前部托架与第二减震绝缘橡胶安装在一起，1个第二减震橡胶与第一电池组盒接触起固定第一电池组盒的作用；1个电池组盒中间托架与第三减震橡胶和第四减震橡胶安装在一起。1个第二电池组盒安装在冷却箱下面，1个第二电池组安装在第二上部减震板和第二电池组盒底部固定减震板之间，第二减震弹簧安装在第二上部减震板和第二电池组盒上密封板之间；第四减震弹簧安装在1个第一电动千斤顶安装在冷却箱之下，第二千斤顶前部托架和第一绝缘减震橡胶安装在一起，第一绝缘减震橡胶与第二电池组盒接触后起固定作用。

由第一码垛机器人、第二码垛机器人摆渡机器人、四柱举升机、钢轨、第一输送线和第二输送线组成的电动汽车电池更换系统；第一输送线运送卸载下来的亏电的电动汽车第一电池组盒或第二电池组盒；第二输送线运送充满电的电动汽车第一电池组盒或第二电池组盒；第一输送线和第二输送线的作业区域位于第一码垛机器人的工作半径之内；与四柱举升机和摆渡机器人第一码垛机器人配套的第一输送线和第二输送线可以为2～10条并列排列或上下码放排列，也可以只用1条输送线或者1条第二输送线与四柱举升机和摆渡机器人第一码垛机器人配套；与第一输送线和第二输送线配套的四柱举升机、摆渡机器人、第一码垛机器人组成的系统为1～80套；为第一输送线和第二输送线配套进行码垛拆垛的的第二码垛机器人为1～20个。

电动汽车电池更换系统分十五个步骤完成电动汽车的电池更换。

本发明的有益效果是：电动汽车车载装置跟电动汽车换电站监控系统硬件计算机、举升机、输送线、摆渡机器人、码垛机器人通过工业以太网或者其他网络连接，在通过3G/4G无线网络与车载电脑连接实行人机对话，用监控中心计算机控制、指挥、引导电动汽车更换电池的15个步骤，快速安全防止出现不熟练的待换电动汽车内的驾驶员错误操作出现事故，该系统组合巧妙、结构简单占地面积小造价低廉，便于首先在雾霾严重的特大城市多个地下停车场大规模建设，更换电池网站建设形成规模后，电动汽车才可以大量生产，大量使用，逐步减少汽油车的使用，减少汽油汽车尾气排放的各种有害气体对人类的危害。

附图说明

图1是本发明电动汽车车载装置结构示意图；

图2是本发明主控制模块结构示意图；

图3是本发明CAN总线通信模块示意图；

图4是本发明电动汽车车载装置与电动汽车充换电站监控系统连接图；

图5是本发明电动汽车充换电站监控系统示意图；

图6是本发明配电监控系统结构示意图；

图7是本发明电池更换监控系统结构示意图；

图8是本发明视频监控系统结构示意图；

图9是本发明移动式自动调平液压举升机组四台举升机工作状态示意图；

图10是本发明移动式自动调平液压举升机结构示意图；

图11是本发明电动汽车电池更换系统的结构示意图；

图12是本发明摆渡机器人的系统机构左视图；

图13是本发明摆渡机器人的系统机构主视图；

图14是本发明摆渡机器人控制系统框图；

图15是本发明的机器人结构示意图；

图16是本发明电动汽车底盘上的电动汽车电池自动更换系统结构图；

图17是本发明电动汽车电池更换系统部分硬件连接示意图。

具体实施方式

在图1中,电动汽车26车载装置131包括主控制模块、CAN总线通信模块、3G/4G无线通信模块135、GPS数据接收处理模块134和用户交互模块，CAN总线通信模块通过SPI总线与主控制模块双向连接，3G/4G无线通信模块135、GPS数据接收处理模块134和用户交互模块均通过串口与主控制模块双向连接。

在图2中，主控制模块包括主控制器和Android/Windows嵌入式操作系统；液晶屏通过液晶插口连接主控制板，用于人机交互显示，嵌入式操作系统提供访问框架应用程序接口的权限，并提供驱动模块和TCP/IP协议栈，主控制器包括通过引脚连接主控制板的ARMCortex-A8系列的32/64位微处理器、ROM时钟、RAM时钟和复位电路。

在图3中，CAN总线通信模块包括CAN总线物理接口、数据处理和存储单元、CAN总线收发器、CAN总线控制器以及外部晶体，CAN总线物理接口挂接在电动汽车CAN总线上，CAN总线收发器通过CAN_H和CAN_L与CAN总线控制器连接，CAN总线控制器通过SPI接口与主控制板连接；数据处理和存储单元对测量值进行处理，并对装置采集的包括测量值、状态量和报警事件的实时数据和历史数据的集中存储。CAN总线物理接口实时采集电动汽车26的运行状态和电池信息，运行状态包括运行速度和运行里程，电池信息包括整车充/放电电压、整车充/放电电流、电池SOC、电池模块温度、单体电池最高电压、单体电池最低电压。3G/4G无线通信模块包括3G/4G通信芯片、实时数据交互模块和实时数据对时模块，3G/4G通信芯片通过引脚与主控制板连接，实时数据交互模块向监控中心137转发电动汽车26的运行状态及电池信息，并接收监控中心137下发包括充/换电站站点信息、电价信息和新闻的服务信息，对时单元接收监控中心137下发的同步时钟对时指令，以保证区域内装置时间的一致性，GPS数据接收处理模块提供导航服务并监控运营网络，导航服务包括目的地检索、路线查看、模拟导航和真实导航，通过地图实时显示运营区域内换电站、分散充电桩分布位置及电动汽车运行状态监控运营网络，并显示包括电动汽车地理位置、电动汽车26速度和剩余电量的状态信息。

在图4中，电动汽车更换系统的监控系统硬件部署示意图，配电监控系统的监控工作站、服务器、打印机、配电系统通信管理机和用电信息采集终端通过本地工业以太网与充电监控系统的网络交换机连接，配电监控系统的网络交换机通过本地工业以太网与上级系统的通信网关连接，配电系统通信管理机通过3G/4G无线网络通信链路与配电系统以及上级系统的通信网关连接，用电信息采集终端通过3G/4G无线网络通信链路与计量系统以及上级系统的通信网关连接；电动汽车电池更换监控系统的智能通信终端通过本地工业以太网与充电监控系统的网络交换机连接，电动汽车电池组更换车间133包括第一码垛机器人86、第二码垛机器人87、摆渡机器人25、四柱举升机22、钢轨24、第一输送线85和第二输送线88，用监控中心计算机控制、指挥、引导电动汽车更换电池的各个步骤。视频监控系统的视频服务器通过本地工业以太网与上级系统的通信网关连接。其中数据服务器可以存储监控系统历史数据，前置服务器可以采集和解析相关实时数据，并转发给其他计算机。安防监控工作站用于视频监控系统的监视和控制。通信网关可以实现CAN总线和本地工业以太网之间的转换。网络交换机有24口，可以划分VLAN(Virtual Local Area Network，虚拟局域网)，实现各个子系统之间的通信。电动汽车车载装置131跟电动汽车换电站监控系统硬件通过工业以太网或者其他网络连接后，所要充电的电动汽车26通过3G/4G网络136与第三监控工作站129计算机联系，查到距离其最近的换电池站，到达换电池站后，汽车驾驶员把电动汽车26开上电动汽车电池组更换车间133的四柱举升机22电动汽车驾驶室内的驾驶员在电动汽车车载装置131的液晶屏幕上启动由计算机控制远程监控换电池模式，这时候第三监控工作站129通过网络把汽车的换电池过程移交给第一监控工作站127或者第二监控工作站128，由第一监控工作站127或者第二监控工作站128完成该车换电池的整个过程直到车辆离开四柱举升机22。第一监控工作站127、第二监控工作站128和第三监控工作站129的计算机网络通过远程通信网络或者工业以太网连接在一起。

在图5中，电动汽车换站监控系统包括上级系统、配电监控系统、电池更换监控系统和视频监控系统，配电监控系统与上级系统之间通过本地工业以太网和GPRS/CDMA(General Packet Radio Service，通用分组无线业务；Code Division Multiple Access，码多分址无线网络)无线网络通信链路通信，配电监控系统与电池更换监控系统之间、视频监控系统与上级系统之间均通过本地工业以太网通信。配电监控系统、电池更换监控系统构建在统一软件平台上，子系统计算机设备实现共用，考虑到网络安全防护以及公安部门对视频监控系统接入要求，视频监控系统独立设置，通过上级系统的通信网关与充电监控系统和配电监控系统实现信息互动。

在图6中，电动汽车更换站监控系统分为测量采集模块、信号采集模块、控制输出模块、信息管理模块，测量采集模块、信号采集模块、控制输出模块通过本地工业以太网与信息管理模块连接，信息管理模块通过3G/4G/CDMA无线网络通信链路连接上级系统的计算机监控平台；其中测量采集模块包括第一监控监控工作站127、前置服务器，信号采集模块包括第二监控监控工作站128、数据服务器、用电信息采集终端、计量系统，控制输出模块包括打印机、配电系统，信号管理模块包括网络交换机、配电系统通信管理机；第一监控监控工作站127、第二监控监控工作站128、前置服务器、数据服务器、打印机、网络交换机、配电系统通信管理机和用电信息采集终端通过本地工业以太网通信，配电系统通信管理机与配电系统以及上级系统的通信网关之间、用电信息采集终端与计量系统以及上级系统的通信网关之间均通过3G/4G/CDMA无线网络通信链路通信。测量采集模块、信号采集模块、控制输出模块属于并联关系，其中测量采集模块采集二次电流互感器信号和二次电压互感器信号，信号采集模块采集遥信量、开关信号、保护信号、告警信号、事故信号、状态信号等一系列信号量，两类信号通过CAN总线传输至信息管理模块，信息管理模块与上级系统实现信息互动之后，由上级系统下达控制命令至信息管理模块，再通过CAN总线传输至控制输出模块动作。

在图7中，电池更换站监控系统包括智能通信终端和电动汽车电池更换系统：

智能通信终端和电动汽车电池更换系统之间通过CAN总线连接，电动汽车电池更换站133包括的第一码垛机器人86、第二码垛机器人87、摆渡机器人25、四柱举升机22、第一输送线85和第二输送线88；第一码垛机器人86、第二码垛机器人87摆渡机器人25、四柱举升机22、第一输送线85和第二输送线88之间通过本地工业以太网连接，智能通信终端整合有调度软件，调度软件和智能通信终端之间通过数字通信链路连接。调度软件通过智能通信终端下达控制命令到第一码垛机器人86、第二码垛机器人87、第一输送线85和第二输送线88；第一码垛机器人86、第二码垛机器人87、第一输送线85、第二输送线88和四柱举升机22内置有PLC(Programmable logicController，可编程序控制器)程序，可以控制电动汽车第一电池组盒99或第二电池组盒105的整个更换过程，经内部分析后从工位二91取下电动汽车第一电池组盒99或第二电池组盒105放置于摆渡机器人25上，再由摆渡机器人25运走；同时第一码垛机器人86、第二码垛机器人87、第一输送线85、第二输送线88和四柱举升机22的位置、故障信号，模块充电机工作状态、温度、故障信号、功率、电压、电流、电池组温度、SOC、端电压、电流、电池连接状态、电池故障等信号通过智能通信终端上传至调度软件。

在图8中，电动汽车电池更换站监控系统视频监控系统包括安防监控工作站、球机、视频服务器；球机与视频服务器之间通过CAN总线以及视频信号线连接，视频服务器与安防监控工作站以及上级系统的通信网关之间通过本地工业以太网连接。

在图9中，由第一立柱13、第二立柱18、第三立柱19、第四立柱20、悬臂梁16、横梁17、承车跑板15组成一个有承车跑板15的四柱举升机22,在第一立柱13和第二立柱18之间的横梁上设置开口23，以便于摆渡机器人25进入四柱举升机22内部，在第三立柱19和第四立柱20之间设置横梁17，第一立柱13第二立柱18、第三立柱19和第四立柱20安装在移动架7上并随移动架7做上下运动，提升承车跑板15至合适的位置，上车斜板21与承车跑板15连接在一起方便电动汽车26上下四柱举升机22的承车跑板15。

在图10中，举升机固定架1的底部对称设有四个或四个以上滚动轮，每台举升机立柱由固定架1、动力单元2、液压缸3、起重链条4、检测板5、检测开关6、移动架7、链轮座11和链轮12连接构成。固定架1的桩柱内固定连接条状检测板5，该检测板5设有等分的若干缺口，移动架7上端的底部设有检测开关6，检测开关6与检测板5相配套，当检测板5处于检测开关6检测范围内，检测开关6便能输出信号。检测板5上开有缺口，当正好检测开关6检测到缺口时，检测开关6不输出信号，如此往复。每台举升机立柱的检测开关6产生的信号均通过数据线连接控制器8并进行计算，同时将控制器8计算出的数据通过数据线连接显示面板9显示。移动架7的上端设有链轮座11及链轮12，链轮12配套起重链条4，起重链条4一端连接移动架7，另一端连接固定架1。液压缸3的一端连接固定架1的底座，另一端连接链轮座11。当液压缸3升降时，带动链轮座11上的链轮12转动，连带起重链条4运行，移动架7随之升降的同时，检测板5和检测开关6工作并产生电信号。

在图11中，电动汽车电池更换系统的部分硬件由钢轨24、摆渡机器人25、四柱举升机22、后台监控系统52、第一输送线85、第二输送线88、第一码垛机器人86和第二码垛机器人87组成；电动汽车26底盘上面有第一电池组盒99和第二电池组盒105。

在图12和图13中，摆渡机器人25包括X轴、Z轴、R轴三个方向的自由度，依次为直线行走机构27、液压举升机构28和角度纠偏机构29。直线行走机构27位于摆渡机器人25的底部，包括滑轮33、万向联轴器30、皮带34、第一伺服电机35、第一减速机36和底座37等几个部分；前端两个滑轮为机器人动力装置，与一组万向联轴器连接，后端两个滑轮为从动装置；第一伺服电机35与配套的第一减速机36胀套连接，通过皮带实现第一减速机36与滑轮33的动力传输，驱动滑轮33在滑轨上直线行走。直线行走机构33下端布置有三个光电开关，依次与原点挡片和前后两个极限挡片配合，提供给PLC控制系统46到位开关信号，实现机器人原点搜索和复位，并杜绝其越界运行；前极限挡片、原点挡片及后极限挡片沿铺设的直线滑轨依次排列，原点挡片位于前后极限挡片中间。液压举升举升机构28位于直线行走机构27底座的上部，包括两个液压伸缩缸；一级液压缸38位于二级液压缸39的下部，一级液压缸38完全伸出后，二级液压缸39开展伸缩运动；一、二级液压缸一侧分别焊接横梁并布置有防转梁，防转梁与位于一级液压缸焊接横梁及底座焊接横梁上的两个防转孔配合，防止电池随液压机构28举升过程中的旋转；一、二级液压缸另一侧分别设置有齿条31、编码器32、挡片和第一接近开关；挡片与接近开关相配合，第一接近开关设置于一级液压缸焊接横梁的底端，当一级液压缸38完全伸出，挡片触发接近开关的开关信号，二级液压缸39开始伸缩运动；位于二级液压缸39侧面上的齿条31通过齿轮与编码器32啮合，通过计算编码器32转数获取二级液压缸39上升高度；编码器32与PLC控制系统46连接，PLC控制系统46开始高速计数。角度纠偏机构29位于液压举升机构28的上端，包括安装法兰40、大小齿轮41、第二伺服电机42和第二减速机43等几个部分。二级液压缸39上安装有安装法兰40，第二伺服电机42、第二减速机43、大小齿轮41依次布置于安装法兰40上，第二伺服电机42上端安装小齿轮，二级液压缸39上安装大齿轮，大小齿轮机械啮合，随第二伺服电机42驱动配合旋转。大齿轮下端布置有挡片，安装法兰40上布置三个第二接近开关；大齿轮在旋转过程中依次触发旋转左右极限、原电复位开关信号，确保大齿轮在规定的范围内旋转动。角度纠偏机构29上端安装有电池托盘44，大齿轮旋转圆心与电池组盒托盘44重心同心。电池组盒托盘44安装有四个限位块45，与待换电动汽车26电池组箱底部四个突起耦合，可实现电池外箱位置微调和可靠固定。电池组盒托盘44上安装有超声测距传感器53和DMP传感器54；超声测距传感器53用于测量电池托盘44到待换电乘用车底盘的距离；DMP传感器54与安装于待换电乘用车底盘上的反光板配合，搜寻计算反光板靶点位置，获取摆渡机器人25与待换电乘用车的水平角度偏差。直线行走机构27、液压举升机构28联动，只有摆渡机器人25直线行进和垂直举升到达设定位置时，角度纠偏机构29才开始动作，只有角度纠偏机构29上的电池托盘44达到预期效果，液压举升机构28才重新开始动作。直线行走机构27、角度纠偏机构29采用伺服电机驱动，驱动电机与相应的编码器连接，各编码器与相应的驱动器连接；驱动器发送位置脉冲信号给伺服电机，编码器将采集的电机旋转信息传递回驱动器，形成位置模式全闭环控制。

在图14中，摆渡机器人25控制系统框图PLC控制系统46为摆渡机器人25动作控制的核心部分，包括触摸屏47、无线通信模块48、欧姆龙PLC控制器49、A/D模块50、D/A模块51等；无线通信模块48通过第二串口RS130与触摸屏47通信，欧姆龙PLC控制器49通过第一串口RS126与触摸屏47通信，触摸屏47通过工业以太网与后台监控系统52通信；超声测距传感器53、DMP传感器54、液压比例流量阀55、各编码器56、接近开关57、光电开关58等与PLC控制系统46实时数据传输通信。超声测距传感器53和DMP传感器54与PLC控制系统46中的A/D模块50连接，将传感器采集的模拟信号转化为数字信号，并传送给PLC控制系统46。液压比例流量阀55与PLC控制系统46中的D/A模块51连接，将PLC控制系统46的数字控制信号转化为模拟流量控制信息，实现对液压举升机构28的速度控制。编码器与PLC控制系统46的A/D模块50连接，编码器56采集二级液压缸39单侧齿条的上升高度，经过计算获取二级液压缸39举升距离，将该数据反馈给PLC控制系统46，形成举升过程中的全闭环控制。接近开关57和光电开关58与PLC控制系统46中的欧姆龙PLC控制器49连接，实时传输摆渡机器人25各自由度的极限位置信息，触发PLC控制系统46的中断模式及高速计数模式，实现摆渡机器人25在规定范围内的准确、快速动作。

在图15中，第一码垛机器人86和第二码垛机器人87的结构图，包括底座59、机架60、手臂机构和抓手61，机架60内设有驱动手臂机构动作的驱动机构，机架60通过θ轴62转动设置在底座59上，配以AC伺服电机和减速机实现整机绕θ轴62的转动。驱动机构包括垂直部分和水平部分，两者均包括电机63、主动轮64、从动轮65、同步带66、滚珠丝杠67和移动滑轨68，主动轮64与电机63连接，同步带66套设在主动轮64和从动轮65上，从动轮65与滚珠丝杠67同轴固连，移动滑轨68与滚珠丝杠67螺纹连接。垂直部分的滚珠丝杠67竖直设置，水平部分的滚珠丝杠67水平设置，上述电机63、主动轮64、从动轮65和同步带66等附件也随之对应布置。手臂机构包括前臂69、后臂70和与后臂70平行的平行臂71，前臂69的前端通过P轴80与抓手61转动连接，后端端部通过J轴72与后臂70转动连接，后臂70的另一端通过Z轴73与垂直部分的移动滑轨68转动连接。平行臂71的上端通过转轴79与前臂11转动连接，下端通过R轴74与水平部分的移动滑轨68转动连接。转轴79上还转动连接有转盘78，转盘78呈三角形，转轴79设置在转盘78的其中一端，转盘78的另外两端分别转动连接有前拉杆76和后拉杆77，前拉杆76和后拉杆77的另一端则分别与抓手61和气缸75连接，在液压缸3上安装三维扫描识别器81在抓手61的一个侧面安装三维扫描识别器81，三维扫描识别器81与控制装置之间具有信息通讯连接，用于对抓取对象进行三维识别及定位，三维扫描识别器设置81于与抓手61相向运动方向平行的连接架的侧面上。机器人选用ABB的工业机器人IRB660_180/3.15；三维扫描识别器采用SICKLMS400-2000型号产品。

在图16和图11中，电池组盒自动更换系统97安装在电动汽车26的底盘上，在电池组盒自动更换系统97中，1个真空隔音板98与1个冷却箱100连接在一起；1个第一电池组盒99安装在冷却箱100的下面；1个第一上部减震板103安装在第一电池组盒99的内部；第一减震弹簧101安装在第一上部减震板103和第一上部封盖102之间；1个第一电池组104安装在第一上部减震板103和第一下部减震板114之间；第三减震弹簧116安装在第一下部减震板114和第一防撞板115之间；1个第二电动千斤顶111安装在冷却箱100之下，1个第二托架112与第二橡胶113安装在一起，1个第二橡胶113与第一电池组盒99接触起固定第一电池组盒99的作用；1个中间托架118与第三橡胶117和第四橡胶119安装在一起。1个第二电池组盒105安装在冷却箱100下面，1个第二电池组106安装在第二上部减震板107和第二底部减震板123之间，第二减震弹簧109安装在第二上部减震板107和第二密封板108之间；1个第一电动千斤顶110安装在冷却箱100之下，第二托架125和第一橡胶124安装在一起，第一橡胶124与第二电池组盒105接触后起固定作用。

在图17、图4、图11和图16中，由第一码垛机器人86、第二码垛机器人87摆渡机器人25、四柱举升机22、钢轨24、第一输送线85和第二输送线88组成的电动汽车电池更换系统；第一输送线85运送卸载下来的亏电的电动汽车第一电池组盒99或第二电池组盒105；第二输送线88运送充满电的电动汽车第一电池组盒99和第二电池组盒105；第一输送线85和第二输送线88的作业区域位于第一码垛机器人86的工作半径之内；与四柱举升机22和摆渡机器人25第一码垛机器人86配套的第一输送线85和第二输送线88可以为2条并列排列或上下码放排列，也可以只用1条第一输送线85或者1条第二输送线88与四柱举升机22和摆渡机器人25第一码垛机器人86配套；与第一输送线85和第二输送线88配套的由四柱举升机22、摆渡机器人25和第一码垛机器人86组成的系统为1套；为第一输送线85和第二输送线88配套进行码垛拆垛的的第二码垛机器人87为1个.

亏电的第一电池组盒99或第二电池组盒105运送流程:摆渡机器人25载着卸载下来的亏电的第一电池组盒99或第二电池组盒105由四柱举升机22下沿着钢轨24轨道行走到工位一90位置准确定位，第一码垛机器人86将第一电池组盒99或第二电池组盒105取下放到工位七96,亏电的第一电池组盒99或第二电池组盒105随着第一输送线85流到工位五94,机器人使用三维扫描识别器对第一电池组盒99或第二电池组盒105上表面进行一次扫描，扫描速度＞500mm/s；三维扫描识别器通过扫描被检测物的轮廓图，再由多个轮廓图拟合成三维图象；通过其3D检测方式，得到第一电池组盒99或第二电池组盒105的高度及位置的三维坐标及分别与坐标系轴的夹角，再把高度及位置的三维坐标及分别与坐标系轴的夹角发送给第二码垛机器人87进行定位。第二码垛机器人87的控制装置PLC给三维扫描识别器一触发信号，令三维扫描识别器开始扫描，扫描结束后，得到电动汽车第一电池组盒99或第二电池组盒105的位置坐标。根据第一电池组盒99或第二电池组盒105位置数据，第二码垛机器人87行走至工位五94位置抓取第一电池组盒99或第二电池组盒105在工位六95位置进行码垛，码完一垛后人工叉车将整垛第一电池组盒99或第二电池组盒105叉走。

运送充满电的电动汽车第一电池组盒99或第二电池组盒105工作流程：整垛充满电的电动汽车第一电池组盒99或第二电池组盒105由叉车叉入到工位四93后,第二码垛机器人87将第一电池组盒99或第二电池组盒105拆入工位三92处，第一电池组盒99或第二电池组盒105随第二输送线88向工位91位置流去。第一电池组盒99或第二电池组盒105由第二输送线88输入到机器人抓取工位二91，并定位准确；摆渡机器人25沿着钢轨24行走进入到工位一90，第一码垛机器人86在工位二91位置抓取电动汽车第一电池组盒99或第二电池组盒105，放到工位一90位置的摆渡机器人25顶部，摆渡机器人25沿着钢轨24轨道行走四柱举升机22下，由于单个第一电池组盒99或第二电池组盒105在第二输送线88上传输能准确定位，所以三维扫描识别器不工作。第一码垛机器人86抓取前输送线上的第一电池组盒99或第二电池组盒105的高度通过光电开关来判断。第一电池组盒99或第二电池组盒105的高度信息传给第一码垛机器人86，第一码垛机器人86自动行走至夹具抓取位置。

电动汽车电池更换系统分十五个步骤完成电动汽车的电池更换：

第一步、所要充电的电动汽车26驾驶员用电动汽车车载装置131通过3G/4G网络136与第三监控工作站129联系，查到距离其最近的电动汽车电池更换站133，到达电动汽车电池更换站133后，把电动汽车26开上四柱举升机22，电动汽车26驾驶室内的驾驶员在电动汽车车载装置131的LCD液晶屏幕上启动可以由第三监控工作站129控制远程监控换电池模式。

第二步、第三监控工作站129操控人员通过网络把电动汽车26的换电池过程移交给第一监控工作站127，这时候第一监控工作站127开始进行远程监控，启动电动汽车26的底盘下的电池组盒自动更换系统97中的第一电动千斤顶110弹出在电动汽车26底盘下的第二电池组盒105落在四柱举升机22下等待的摆渡机器人25顶部电池托盘44上面，摆渡机器人25载着第二电池组盒105沿着摆渡机器人行走钢轨24轨道行走到工位一90位置，准确定位。

第三步、第一码垛机器人86把在工位一90位置的摆渡机器人25顶部电池托盘44上面的第二电池组盒105抓取到放到工位七96,卸载下来的亏电的第二电池组盒105由第一输送线85输入到第二码垛机器人87抓取工位五94位置，并定位准确。

第四步、第二码垛机器人87在工位五94位置抓取到亏电的第二电池组盒105后，移动到工位六95位置进行码垛，码完一垛后人工叉车将整垛亏电的第二电池组盒105叉走。

第五步、整垛充满电的第二电池组盒105由叉车移动到工位四93后,第二码垛机器人87将第二电池组盒105拆入工位三92处，第二电池组盒105随第二输送线88向工位二91位置流去并定位准确。

第六步、摆渡机器人25沿着摆渡机器人行走钢轨24行走进入到工位一90，第一码垛机器人86到工位二91位置抓取到第二电池组盒105，放到工位一90位置的在等待的摆渡机器人25顶部电池托盘44上面，由于单个第二电池组盒105在第二输送线88上传输能准确定位，所以三维扫描识别器不工作。第一码垛机器人86抓取前输送线上的第二电池组盒105的高度通过光电开关来判断。

第七步、摆渡机器人25沿着摆渡机器人行走钢轨24轨道行走四柱举升机22下，摆渡机器人25完成X/Y方向定位后，机器人上升的过程利用超声测距传感器的输出与液压机构编码器的输出差值运算后，作为PID控制器的输入对比例流量阀进行PID控制，当液压机构举升至预期位置停止上升；定位准确。由第一监控工作站127或者第二监控工作站128向摆渡机器人25发出开始安装电动汽车第二电池组盒105的指令，摆渡机器人25把电动汽车第二电池组盒105顶到电池组盒自动更换系统97上面的电动汽车第二电池组盒105放置位置，第一监控工作站127操控人员启动第一电动千斤顶28把第二电池组盒105固定在电池组盒自动更换系统97上。

第八步、第一监控工作站127开始进行远程监控，启动电动汽车26的底盘下的电池组盒自动更换系统97中的第二电动千斤顶111弹出在电动汽车26底盘下的第一电池组盒99落在四柱举升机22下等待的摆渡机器人25顶部电池托盘44上面，摆渡机器人25载着第一电池组盒99沿着摆渡机器人行走钢轨24轨道行走到工位一90位置，准确定位。

第九步、第一码垛机器人86把在工位一90位置的摆渡机器人25顶部电池托盘44上面的第一电池组盒99抓取到放到工位七96,卸载下来的亏电的第一电池组盒99由第一输送线85输入到第二码垛机器人87抓取工位五94位置，并定位准确。

第十步、第二码垛机器人87在工位五94位置抓取到亏电的第一电池组盒99后，移动到工位六95位置进行码垛，码完一垛后人工叉车将整垛亏电的第一电池组盒99叉走。

第十一步、整垛充满电的第一电池组盒99由叉车移动到工位四93后,第二码垛机器人87将第二电池组盒105拆入工位三92处，第一电池组盒99随第二输送线88向工位二91位置流去并定位准确。

第十二步、摆渡机器人25沿着摆渡机器人行走钢轨24行走进入到工位一90，第一码垛机器人86到工位二91位置抓取到第一电池组盒99，放到工位一90位置的在等待的摆渡机器人25顶部电池托盘44上面，由于单个第二电池组盒105在第二输送线88上传输能准确定位，所以三维扫描识别器不工作。第一码垛机器人86抓取前输送线上的电动汽车第一电池组盒99的高度通过光电开关来判断。

第十三步、摆渡机器人25沿着摆渡机器人行走钢轨24轨道行走四柱举升机22下，摆渡机器人25完成X/Y方向定位后，机器人上升的过程利用超声测距传感器的输出与液压机构编码器的输出差值运算后，作为PID控制器的输入对比例流量阀进行PID控制，当液压机构举升至预期位置停止上升；定位准确。由第一监控工作站127或者第二监控工作站128向摆渡机器人25发出开始安装电动汽车第一电池组盒99的指令，摆渡机器人25把第一电池组盒99顶到电池组盒自动更换系统97上面的第一电池组盒99的放置位置，第一监控工作站127操控人员启动第二电动千斤顶111把第一电池组盒99固定在电池组盒自动更换系统97上。

第十四步、电池更换过程结束，四柱举升机22落下，驾驶员驾驶电动汽车26驶离电动汽车电池组更换车间133。

第十五步、第一监控工作站127发出电池更换完毕信号，整个电池更换系统完成原点复位。

Claims (3)

1.一种计算机互联网多个机器人组成的电动汽车电池组更换系统，其特征是：电动汽车(26)车载装置(131)包括主控制模块、CAN总线通信模块、3G/4G无线通信模块(135)、GPS数据接收处理模块(134)和用户交互模块，CAN总线通信模块通过SPI总线与主控制模块双向连接，3G/4G无线通信模块(135)、GPS数据接收处理模块(134)和用户交互模块均通过串口与主控制模块双向连接，主控制模块包括主控制器和Android/Windows嵌入式操作系统，液晶屏通过液晶插口连接主控制板，用于人机交互显示，嵌入式操作系统提供访问框架应用程序接口的权限，并提供驱动模块和TCP/IP协议栈，主控制器包括通过引脚连接主控制板的ARMCortex-A8系列的32/64位微处理器、ROM时钟、RAM时钟和复位电路，CAN总线通信模块包括CAN总线物理接口、数据处理和存储单元、CAN总线收发器、CAN总线控制器以及外部晶体，CAN总线物理接口挂接在电动汽车CAN总线上，CAN总线收发器通过CAN_H和CAN_L与CAN总线控制器连接，CAN总线控制器通过SPI接口与主控制板连接，数据处理和存储单元对测量值进行处理，并对装置采集的包括测量值、状态量和报警事件的实时数据和历史数据的集中存储，CAN总线物理接口实时采集电动汽车(26)的运行状态和电池信息，运行状态包括运行速度和运行里程，电池信息包括整车充/放电电压、整车充/放电电流、电池SOC、电池模块温度、单体电池最高电压、单体电池最低电压，3G/4G无线通信模块包括3G/4G通信芯片、实时数据交互模块和实时数据对时模块，3G/4G通信芯片通过引脚与主控制板连接，实时数据交互模块向监控中心(137)转发电动汽车(26)的运行状态及电池信息，并接收监控中心(137)下发包括充/换电站站点信息、电价信息和新闻的服务信息，对时单元接收监控中心(137)下发的同步时钟对时指令，以保证区域内装置时间的一致性，GPS数据接收处理模块提供导航服务并监控运营网络，导航服务包括目的地检索、路线查看、模拟导航和真实导航，通过地图实时显示运营区域内换电站、分散充电桩分布位置及电动汽车运行状态监控运营网络，并显示包括电动汽车地理位置、电动汽车(26)速度和剩余电量的状态信息，电动汽车电池更换系统的监控系统硬件部署示意图，配电监控系统的监控工作站、服务器、打印机、配电系统通信管理机和用电信息采集终端通过本地工业以太网与充电监控系统的网络交换机连接，配电监控系统的网络交换机通过本地工业以太网与上级系统的通信网关连接，配电系统通信管理机通过3G/4G无线网络通信链路与配电系统以及上级系统的通信网关连接，用电信息采集终端通过3G/4G无线网络通信链路与计量系统以及上级系统的通信网关连接，电动汽车电池更换监控系统的智能通信终端通过本地工业以太网与充电监控系统的网络交换机连接，电动汽车电池组更换车间(133)包括第一码垛机器人(86)、第二码垛机器人(87)、摆渡机器人(25)、四柱举升机(22)、钢轨(24)、第一输送线(85)和第二输送线(88)，用监控中心计算机控制、指挥、引导电动汽车更换电池的各个步骤，视频监控系统的视频服务器通过本地工业以太网与上级系统的通信网关连接，其中数据服务器可以存储监控系统历史数据，前置服务器可以采集和解析相关实时数据，并转发给其他计算机，安防监控工作站用于视频监控系统的监视和控制，通信网关可以实现CAN总线和本地工业以太网之间的转换，网络交换机有24口，可以划分VLAN(Virtual Local Area Network，虚拟局域网)，实现各个子系统之间的通信，电动汽车电池组更换系统由计算机、多种计算机监控软件、有线互联网/无线互联网、码垛机器人、摆渡机器人、输送线、举升机组成，由计算机互联网与车载3G/4G无线网络连接后，由监控计算机前工作人员用远程操控程序用十五个步骤完成更换电动汽车电池组的更换：

第一步、所要充电的电动汽车(26)驾驶员用电动汽车车载装置主控制器(131)通过3G/4G网络(136)与第三监控工作站(129)联系，查到距离其最近的电动汽车电池组更换车间(133)，到达电动汽车电池组更换车间(133)后，把电动汽车(26)开上四柱举升机(22)，电动汽车(26)驾驶室内的驾驶员在电动汽车车载装置(131)的LCD液晶屏幕上启动可以由第三监控工作站(129)控制远程监控换电池模式；

第二步、第三监控工作站(129)操控人员通过网络把电动汽车(26)的换电池过程移交给第一监控工作站(127)，这时候第一监控工作站(127)开始进行远程监控，启动电动汽车(26)的底盘下的电池盒自动更换系统(97)中的第一电动千斤顶(110)弹出在电动汽车(26)底盘下的第二电池组盒(105)落在四柱举升机(22)下等待的摆渡机器人(25)顶部电池托盘(44上面)，摆渡机器人(25)载着第二电池组盒(105)沿着摆渡机器人行走钢轨(24)轨道行走到工位一(90)位置，准确定位；

第三步、第一码垛机器人(86)把在工位一A位置的摆渡机器人(25)顶部电池托盘(44)上面的第二电池组盒(105)抓取到放到工位七(96),卸载下来的亏电的第二电池组盒(105)由第一输送线(85)输入到第二码垛机器人(87)抓取工位五(94)位置，并定位准确；

第四步、第二码垛机器人(87)在工位五(94)位置抓取到亏电的第二电池组盒(105)后，移动到工位六(95)位置进行码垛，码完一垛后人工叉车将整垛亏电的第二电池组盒(105)叉走；

第五步、整垛充满电的第二电池组盒(105)由叉车移动到工位四(93)后,第二码垛机器人(87)将第二电池组盒(105)拆入工位三(92)处，第二电池组盒(105)随第二输送线(88)向工位二(91)位置流去并定位准确；

第六步、摆渡机器人(25)沿着摆渡机器人行走钢轨(24)行走进入到工位一(90)，第一码垛机器人(86)到工位二(91)位置抓取到第二电池组盒(105)，放到工位一(90)位置的在等待的摆渡机器人(25)顶部电池托盘((44)上面，由于单个第二电池组盒(105)在第二输送线(88)上传输能准确定位，所以三维扫描识别器不工作，第一码垛机器人(86)抓取前输送线上的第二电池组盒(105)的高度通过光电开关来判断；

第七步、摆渡机器人(25)沿着摆渡机器人行走钢轨(24)轨道行走四柱举升机(22)下，摆渡机器人(25)完成X/Y方向定位后，机器人上升的过程利用超声测距传感器的输出与液压机构编码器的输出差值运算后，作为PID控制器的输入对比例流量阀进行PID控制，当液压机构举升至预期位置停止上升；定位准确，由第一监控工作站(127)或者监控工作站(02)向摆渡机器人(25)发出开始安装电动汽车第二电池组盒(105)的指令，摆渡机器人(25)把电动汽车第二电池组盒(105)顶到电池组盒自动更换系统(97)上面的电动汽车第二电池组盒(105)放置位置，监控计算机(01)操控人员启动第一电动千斤顶(28)把第二电池组盒(105)固定在电池组盒自动更换系统(97)上；

第八步、第一监控工作站(127)开始进行远程监控，启动电动汽车(26)的底盘下的电池组盒自动更换系统(97)中的第二电动千斤顶(111)弹出在电动汽车(26)底盘下的第一电池组盒(99)落在四柱举升机(22)下等待的摆渡机器人(25)顶部电池托盘((44)上面，摆渡机器人(25)载着第一电池组盒(99)沿着摆渡机器人行走钢轨(24)轨道行走到工位一(90)位置，准确定位；

第九步、第一码垛机器人(86)把在工位一(90)位置的摆渡机器人(25)顶部电池托盘((44)上面的第一电池组盒(99)抓取到放到工位七(96),卸载下来的亏电的第一电池组盒(99)由第一输送线((85)输入到第二码垛机器人(87)抓取工位五(94)位置，并定位准确；

第十步、第二码垛机器人(87)在工位五(94)位置抓取到亏电的第一电池组盒(99)后，移动到工位六(95)位置进行码垛，码完一垛后人工叉车将整垛亏电的第一电池组盒(99)叉走；

第十一步、整垛充满电的第一电池组盒(99)由叉车移动到工位四(93)后,第二码垛机器人(87)将第二电池组盒(105)拆入工位三(92)处，第一电池组盒(99)随第二输送线(88)向工位二(91)位置流去并定位准确；

第十二步、摆渡机器人(25)沿着摆渡机器人行走钢轨(24)行走进入到工位一(90)，第一码垛机器人(86)到工位二B位置抓取到第一电池组盒(99)，放到工位一(90)位置的在等待的摆渡机器人(25)顶部电池托盘((44)上面，由于单个第二电池组盒(105)在第二输送线(88)上传输能准确定位，所以三维扫描识别器不工作，第一码垛机器人(86)抓取前输送线上的电动汽车第一电池组盒(99)的高度通过光电开关来判断；

第十三步、摆渡机器人(25)沿着摆渡机器人行走钢轨(24)轨道行走四柱举升机(22)下，摆渡机器人(25)完成X/Y方向定位后，机器人上升的过程利用超声测距传感器的输出与液压机构编码器的输出差值运算后，作为PID控制器的输入对比例流量阀进行PID控制，当液压机构举升至预期位置停止上升；定位准确，由第一监控工作站(127)或者监控工作站(02)向摆渡机器人(25)发出开始安装电动汽车第一电池组盒(99)的指令，摆渡机器人(25)把第一电池组盒(99)顶到电池组盒自动更换系统(97)上面的第一电池组盒(99)的放置位置，监控计算机(01)操控人员启动第二电动千斤顶(111)把第一电池组盒(99)固定在电池组盒自动更换系统(97)上；

第十四步、电池更换过程结束，四柱举升机(22)落下，驾驶员驾驶电动汽车(26)驶离电动汽车电池组更换车间(133)；

第十五步、第一监控工作站(127)发出电池更换完毕信号，整个电池更换系统完成原点复位。

2.一种计算机互联网多个机器人组成的电动汽车电池组更换系统，其特征是：电动汽车(26)车载装置(131)包括主控制模块、CAN总线通信模块、3G/4G无线通信模块(135)、GPS数据接收处理模块(134)和用户交互模块，CAN总线通信模块通过SPI总线与主控制模块双向连接，3G/4G无线通信模块(135)、GPS数据接收处理模块(134)和用户交互模块均通过串口与主控制模块双向连接，主控制模块包括主控制器和Android/Windows嵌入式操作系统，液晶屏通过液晶插口连接主控制板，用于人机交互显示，嵌入式操作系统提供访问框架应用程序接口的权限，并提供驱动模块和TCP/IP协议栈，主控制器包括通过引脚连接主控制板的ARMCortex-A8系列的32/64位微处理器、ROM时钟、RAM时钟和复位电路，CAN总线通信模块包括CAN总线物理接口、数据处理和存储单元、CAN总线收发器、CAN总线控制器以及外部晶体，CAN总线物理接口挂接在电动汽车CAN总线上，CAN总线收发器通过CAN_H和CAN_L与CAN总线控制器连接，CAN总线控制器通过SPI接口与主控制板连接，数据处理和存储单元对测量值进行处理，并对装置采集的包括测量值、状态量和报警事件的实时数据和历史数据的集中存储，CAN总线物理接口实时采集电动汽车(26)的运行状态和电池信息，运行状态包括运行速度和运行里程，电池信息包括整车充/放电电压、整车充/放电电流、电池SOC、电池模块温度、单体电池最高电压、单体电池最低电压，3G/4G无线通信模块包括3G/4G通信芯片、实时数据交互模块和实时数据对时模块，3G/4G通信芯片通过引脚与主控制板连接，实时数据交互模块向监控中心(137)转发电动汽车(26)的运行状态及电池信息，并接收监控中心(137)下发包括充/换电站站点信息、电价信息和新闻的服务信息，对时单元接收监控中心(137)下发的同步时钟对时指令，以保证区域内装置时间的一致性，GPS数据接收处理模块提供导航服务并监控运营网络，导航服务包括目的地检索、路线查看、模拟导航和真实导航，通过地图实时显示运营区域内换电站、分散充电桩分布位置及电动汽车运行状态监控运营网络，并显示包括电动汽车地理位置、电动汽车(26)速度和剩余电量的状态信息，电动汽车电池更换系统的监控系统硬件部署示意图，配电监控系统的监控工作站、服务器、打印机、配电系统通信管理机和用电信息采集终端通过本地工业以太网与充电监控系统的网络交换机连接，配电监控系统的网络交换机通过本地工业以太网与上级系统的通信网关连接，配电系统通信管理机通过3G/4G无线网络通信链路与配电系统以及上级系统的通信网关连接，用电信息采集终端通过3G/4G无线网络通信链路与计量系统以及上级系统的通信网关连接，电动汽车电池更换监控系统的智能通信终端通过本地工业以太网与充电监控系统的网络交换机连接，电动汽车电池组更换车间(133)包括第一码垛机器人(86)、第二码垛机器人(87)、摆渡机器人(25)、四柱举升机(22)、钢轨(24)、第一输送线(85)和第二输送线(88)，用监控中心计算机控制、指挥、引导电动汽车更换电池的各个步骤，视频监控系统的视频服务器通过本地工业以太网与上级系统的通信网关连接，其中数据服务器可以存储监控系统历史数据，前置服务器可以采集和解析相关实时数据，并转发给其他计算机，安防监控工作站用于视频监控系统的监视和控制，通信网关可以实现CAN总线和本地工业以太网之间的转换，网络交换机有24口，可以划分VLAN(Virtual Local Area Network，虚拟局域网)，实现各个子系统之间的通信，电动汽车车载装置(131)跟电动汽车换电站监控系统硬件通过工业以太网或者其他网络连接后，所要充电的电动汽车(26)通过3G/4G网络(136)与第三监控工作站(129)计算机联系，查到距离其最近的换电池站，到达换电池站后，汽车驾驶员把电动汽车(26)开上电动汽车电池组更换车间(133)的四柱举升机(22)电动汽车驾驶室内的驾驶员在电动汽车车载装置(131)的液晶屏幕上启动由计算机控制远程监控换电池模式，这时候第三监控工作站(129)通过网络把汽车的换电池过程移交给第一监控工作站127或者第二监控工作站(128)，由第一监控工作站(127)或者第二监控工作站(128)完成该车换电池的整个过程直到车辆离开四柱举升机(22)，第一监控工作站(127)、第二监控工作站(128)和第三监控工作站(129)的计算机网络通过远程通信网络或者工业以太网连接在一起：电动汽车中的电池组盒自动更换系统(97)安装在电动汽车的底盘上，在电池组盒自动更换系统(97)中1个真空隔音板与1个冷却箱连接在一起，1个第一电池组盒安装在冷却箱的下面，1个第一上部减震板安装在第一电池组盒的内部，第一减震弹簧安装在第一上部减震板和第一上部封盖之间，1个第一电池组安装在第一电池组盒上部固定和减震板和第一电池组盒下部固定和减震板之间，第三减震弹簧安装在第一电池组盒下部固定和减震板和第一电池组盒底部防撞板之间，1个第二电动千斤顶安装在冷却箱之下，1个第二千斤顶前部托架与第二减震绝缘橡胶安装在一起，1个第二减震橡胶与第一电池组盒接触起固定第一电池组盒的作用，1个电池组盒中间托架与第三减震橡胶和第四减震橡胶安装在一起，1个第二电池组盒(105)安装在冷却箱下面，1个第二电池组安装在第二上部减震板和底部固定减震板之间，第二减震弹簧安装在第二上部减震板和第二电池组盒上密封板之间，第四减震弹簧安装在1个第一电动千斤顶安装在冷却箱之下，第二千斤顶前部托架和第一绝缘减震橡胶安装在一起，第一绝缘减震橡胶与第二电池组盒接触后起固定作用，由第一码垛机器人(86)、第二码垛机器人(87)、摆渡机器人(25)、四柱举升机(22)、钢轨(24)、第一输送线(85)和第二输送线(88)组成的电动汽车电池更换系统，第一输送线(85)运送卸载下来的亏电的电动汽车第一电池组盒(99)或第二电池组盒(105)，第二输送线(88)运送充满电的电动汽车第一电池组盒(99)和第二电池组盒(105)，第一输送线(85)和第二输送线(88)的作业区域位于第一码垛机器人(86)的工作半径之内，与四柱举升机(22)和摆渡机器人(25)第一码垛机器人(86)配套的第一输送线(85)和第二输送线(88)可以为2～10条并列排列或上下码放排列，也可以只用1条第一输送线(85)或者1条第二输送线(88)与四柱举升机(22)和摆渡机器人(25)第一码垛机器人(86)配套，与第一输送线(85)和第二输送线(88)配套的由四柱举升机(22)、摆渡机器人(25)和第一码垛机器人(86)组成的系统为1～80套，为第一输送线(85)和第二输送线(88)配套进行码垛拆垛的的第二码垛机器人(87)为1～20个。

3.一种计算机互联网多个机器人组成的电动汽车电池组更换系统，其特征是：电动汽车(26)车载装置(131)包括主控制模块、CAN总线通信模块、3G/4G无线通信模块(135)、GPS数据接收处理模块(134)和用户交互模块，CAN总线通信模块通过SPI总线与主控制模块双向连接，3G/4G无线通信模块(135)、GPS数据接收处理模块(134)和用户交互模块均通过串口与主控制模块双向连接，主控制模块包括主控制器和Android/Windows嵌入式操作系统，液晶屏通过液晶插口连接主控制板，用于人机交互显示，嵌入式操作系统提供访问框架应用程序接口的权限，并提供驱动模块和TCP/IP协议栈，主控制器包括通过引脚连接主控制板的ARMCortex-A8系列的32/64位微处理器、ROM时钟、RAM时钟和复位电路，CAN总线通信模块包括CAN总线物理接口、数据处理和存储单元、CAN总线收发器、CAN总线控制器以及外部晶体，CAN总线物理接口挂接在电动汽车CAN总线上，CAN总线收发器通过CAN_H和CAN_L与CAN总线控制器连接，CAN总线控制器通过SPI接口与主控制板连接，数据处理和存储单元对测量值进行处理，并对装置采集的包括测量值、状态量和报警事件的实时数据和历史数据的集中存储，CAN总线物理接口实时采集电动汽车(26)的运行状态和电池信息，运行状态包括运行速度和运行里程，电池信息包括整车充/放电电压、整车充/放电电流、电池SOC、电池模块温度、单体电池最高电压、单体电池最低电压，3G/4G无线通信模块包括3G/4G通信芯片、实时数据交互模块和实时数据对时模块，3G/4G通信芯片通过引脚与主控制板连接，实时数据交互模块向监控中心(137)转发电动汽车(26)的运行状态及电池信息，并接收监控中心(137)下发包括充/换电站站点信息、电价信息和新闻的服务信息，对时单元接收监控中心(137)下发的同步时钟对时指令，以保证区域内装置时间的一致性，GPS数据接收处理模块提供导航服务并监控运营网络，导航服务包括目的地检索、路线查看、模拟导航和真实导航，通过地图实时显示运营区域内换电站、分散充电桩分布位置及电动汽车运行状态监控运营网络，并显示包括电动汽车地理位置、电动汽车(26)速度和剩余电量的状态信息，电动汽车电池更换系统的监控系统硬件部署示意图，配电监控系统的监控工作站、服务器、打印机、配电系统通信管理机和用电信息采集终端通过本地工业以太网与充电监控系统的网络交换机连接，配电监控系统的网络交换机通过本地工业以太网与上级系统的通信网关连接，配电系统通信管理机通过3G/4G无线网络通信链路与配电系统以及上级系统的通信网关连接，用电信息采集终端通过3G/4G无线网络通信链路与计量系统以及上级系统的通信网关连接，电动汽车电池更换监控系统的智能通信终端通过本地工业以太网与充电监控系统的网络交换机连接，电动汽车电池组更换车间(133)包括第一码垛机器人(86)、第二码垛机器人(87)、摆渡机器人(25)、四柱举升机(22)、钢轨(24)、第一输送线(85)和第二输送线(88)，用监控中心计算机控制、指挥、引导电动汽车更换电池的各个步骤，视频监控系统的视频服务器通过本地工业以太网与上级系统的通信网关连接，其中数据服务器可以存储监控系统历史数据，前置服务器可以采集和解析相关实时数据，并转发给其他计算机，安防监控工作站用于视频监控系统的监视和控制，通信网关可以实现CAN总线和本地工业以太网之间的转换，网络交换机有24口，可以划分VLAN(Virtual Local Area Network，虚拟局域网)，实现各个子系统之间的通信，电动汽车车载装置(131)跟电动汽车换电站监控系统硬件通过工业以太网或者其他网络连接后，所要充电的电动汽车(26)通过3G/4G网络(136)与第三监控工作站(129)计算机联系，查到距离其最近的换电池站，到达换电池站后，汽车驾驶员把电动汽车(26)开上电动汽车电池组更换车间(133)的四柱举升机(22)电动汽车驾驶室内的驾驶员在电动汽车车载装置(131)的液晶屏幕上启动由计算机控制远程监控换电池模式，这时候第三监控工作站(129)通过网络把汽车的换电池过程移交给第一监控工作站(127)或者第二监控工作站(128)，由第一监控工作站(127)或者第二监控工作站(128)完成该车换电池的整个过程直到车辆离开四柱举升机(22)，第一监控工作站(127)、第二监控工作站(128)和第三监控工作站(129)的计算机网络通过远程通信网络或者工业以太网连接在一起：第一码垛机器人(86)、第二码垛机器人(87)摆渡机器人(25)、四柱举升机(22)、钢轨(24)、第一输送线(85)和第二输送线(88)组成的电动汽车电池更换系统，第一输送线(85)运送卸载下来的亏电的电动汽车第一电池组盒(99)或第二电池组盒(105)，第二输送线(88)运送充满电池的电动汽车第一电池组盒(99)和第二电池组盒(105)，第一输送线(85)和第二输送线(88)的作业区域位于第一码垛机器人(86)的工作半径之内，与四柱举升机(22)和摆渡机器人(25)第一码垛机器人(86)配套的第一输送线(85)和第二输送线(88)可以为2条并列排列或上下码放排列，也可以只用1条输送线(85)或者1条第二输送线(88)与四柱举升机(22)和摆渡机器人(25)第一码垛机器人(86)配套，与第一输送线(85)和第二输送线(88)配套的由四柱举升机(22)、摆渡机器人(25)和第一码垛机器人(86)组成的系统为1套，为第一输送线(85)和第二输送线(88)配套进行码垛拆垛的的第二码垛机器人(87)为1个，亏电的第一电池组盒(99)或第二电池组盒(105)运送流程:摆渡机器人(25)载着卸载下来的亏电的第一电池组盒(99)或第二电池组盒(105)由四柱举升机(22)下沿着钢轨(24)轨道行走到工位一(90)位置准确定位，第一码垛机器人(86)将第一电池组盒(99)或第二电池组盒(105)取下放到工位七(96),亏电的第一电池组盒(99)或第二电池组盒(105)随着第一输送线(85)流到工位五(94),机器人使用三维扫描识别器对第一电池组盒(99)或第二电池组盒(105)上表面进行一次扫描，扫描速度＞500mm/s，三维扫描识别器通过扫描被检测物的轮廓图，再由多个轮廓图拟合成三维图象，通过其3D检测方式，得到第一电池组盒(99)或第二电池组盒(105)的高度及位置的三维坐标及分别与坐标系轴的夹角，再把高度及位置的三维坐标及分别与坐标系轴的夹角发送给第二码垛机器人(87)进行定位，第二码垛机器人(87)的控制装置PLC给三维扫描识别器一触发信号，令三维扫描识别器开始扫描，扫描结束后，得到电动汽车第一电池组盒(99)或第二电池组盒(105)的位置坐标，根据第一电池组盒(99)或第二电池组盒(105)位置数据，第二码垛机器人(87)行走至工位五(94)位置抓取第一电池组盒(99)或第二电池组盒105)在工位六(95)位置进行码垛，码完一垛后人工叉车将整垛第一电池组盒(99)或第二电池组盒(105)叉走，充满电的第一电池组盒(99)或第二电池组盒(105)运送流程：整垛充满电的电动汽车第一电池组盒(99)或第二电池组盒(105)由叉车叉入到工位四(93)后,第二码垛机器人(87)将第一电池组盒(99)或第二电池组盒(105)拆入工位三(92)处，第一电池组盒(99)或第二电池组盒(105)随第二输送线(88)向工位(91)位置流去，第一电池组盒(99)或第二电池组盒(105)由第二输送线(88)输入到机器人抓取工位二(91)，并定位准确，摆渡机器人(25)沿着钢轨(24)行走进入到工位一(90)，第一码垛机器人(86)在工位二(91)位置抓取电动汽车第一电池组盒(99)或第二电池组盒(105)，放到进入到工位一(90)位置的摆渡机器人(25)顶部，摆渡机器人(25)沿着钢轨(24)轨道行走四柱举升机(22)下，由于单个第一电池组盒(99)或第二电池组盒(105)在第二输送线(88)上传输能准确定位，所以三维扫描识别器不工作，第一码垛机器人(86)抓取前输送线上的第一电池组盒(99)或第二电池组盒(105)的高度通过光电开关来判断，第一电池组盒(99)或第二电池组盒(105)的高度信息传给第一码垛机器人(86)，第一码垛机器人(86)自动行走至夹具抓取位置。