CN114056176B - 换电装置、换电站及换电方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种换电装置、换电站及换电方法，换电装置包括：第一座体；第一抓手装置和第二抓手装置，第一抓手装置和第二抓手装置并排设置在第一座体上；第一驱动机构和第二驱动机构；回转机构，用于驱动第一座体进行回转运动；第二座体，回转机构设置在第二座体上；行走机构，设置于第二座体的下部；第一抓手装置和第二抓手装置都包括：悬臂座，包括座体部和与座体部相连接的悬臂部；浮动吊架，与悬臂部相对应设置；连接组件，设置在浮动吊架上；挠性件，第一端与浮动吊架连接；卷扬机构，设置在座体部上，卷扬机构与挠性件的第二端相连接。本发明提供的换电装置、换电站及换电方法，能够在实现快速换电的基础上，有效减小换电站的占地面积。

Description

换电装置、换电站及换电方法

技术领域

本发明涉及换电技术领域，尤其涉及一种换电装置、换电站及换电方法。

背景技术

随着新能源汽车的不断普及，电动汽车换电环节是电动汽车行业需要解决的重要问题，利用专门的电池更换设备，实现自动换电，是电动汽车充换电站的技术发展方向。

目前，市场上换电站多为行车顶吊式或单工位RGV(Rail Guided Vehicle,有轨制导车辆)换电。充电仓位并排布置在行车的两侧，仓位增加，造成桁车、RGV小车行车行程加长，延长了换电时间，且换电站占地面积较大。

发明内容

本发明提供一种换电装置、换电站及换电方法，能够在实现快速换电的基础上，有效减小换电站的占地面积。

本发明的第一方面提供一种换电装置，包括：

第一座体；

抓手装置，包括第一抓手装置和第二抓手装置，所述第一抓手装置和第二抓手装置并排设置在所述第一座体上；

第一驱动机构和第二驱动机构，分别用于驱动所述第一抓手装置和所述第二抓手装置沿第一轨迹和第二轨迹位移，所述第一轨迹与所述第二轨迹相平行；

回转机构，用于驱动所述第一座体进行回转运动；

第二座体，所述回转机构设置在所述第二座体上；

行走机构，设置于所述第二座体的下部；

其中，所述第一抓手装置和所述第二抓手装置都包括：

悬臂座，包括座体部和与所述座体部相连接的悬臂部；

浮动吊架，与所述悬臂部相对应设置；

连接组件，设置在所述浮动吊架上，所述连接组件用于和电池框相连接；

挠性件，第一端与所述浮动吊架连接；

卷扬机构，设置在所述座体部上，所述卷扬机构与所述挠性件的第二端相连接，所述卷扬机构用于收放所述挠性件，以带动所述浮动吊架靠近或远离所述悬臂部。

根据本发明提供的换电装置，所述卷扬机构包括：

卷筒，可转动地设置在所述座体部上，所述挠性件的第二端与所述卷筒相连接；

导向轮，设置在所述悬臂座上，所述挠性件绕过所述导向轮；

第一驱动装置，与所述卷筒传动连接。

根据本发明提供的换电装置，所述座体部为钢结构框架，所述卷筒和所述第一驱动装置都设置在所述钢结构框架内。

根据本发明提供的换电装置，还包括定位销，所述定位销设置在所述悬臂部和所述浮动吊架其中一者上，所述悬臂部和所述浮动吊架中的另一者设置有供所述定位销伸入的定位孔。

根据本发明提供的换电装置，所述定位销和所述定位孔二者中的至少一者，相靠近的一端设置为锥形结构。

根据本发明提供的换电装置，所述浮动吊架与所述悬臂部相背的一侧设置有导向块，所述导向块与电池框相接触的面设置为导向斜面。

根据本发明提供的换电装置，所述连接组件包括：

锁舌，可伸缩地设置于所述浮动吊架上；

第二驱动装置，与所述锁舌通过传动件相连接，用于带动所述锁舌伸缩。

根据本发明提供的换电装置，所述锁舌的数量设置为多个，多个所述锁舌沿所述浮动吊架的四周方向分布。

根据本发明提供的换电装置，所述第一抓手装置和所述第二抓手装置的抓取方向相反，或者，所述第一抓手装置和所述第二转手装置的抓取方向相同。

本发明的第二方面提供一种换电站，包括多个电池仓和如上任一项所述的换电装置，多个所述电池仓呈环形分布，所述换电装置设置在所述电池仓形成的环形空间中，所述环形空间的外侧设置有供车辆停止的停车位置，并且所述环形空间设置有与所述停车位置对应的开口。

根据本发明提供的换电站，还包括：

定位模块，用于定位所述车辆的位置；

提示模块，根据定位的车辆位置和所述停车位置发出提示信息，所述提示信息包含引导车辆进入所述停车位置的信息。

本发明提供的第三方面提供一种换电方法，基于如上任一项所述的换电装置，或者如上所述的换电站，并且所述第一抓手装置和第二抓手装置的抓取方向相反，包括：

控制第一抓手装置沿第一轨迹位移，使第一抓手装置的浮动吊架位于电池仓中满电电池的上方位置；

控制第一抓手装置的卷扬机构放出挠性件，使浮动吊架上的连接组件与满电电池的连接位置相对正；

控制第一抓手装置的连接组件与满电电池相连接；

控制第一抓手装置的卷扬机构收卷挠性件，使浮动吊架将满电电池提起；

控制第一驱动机构驱动第一抓手装置沿第一轨迹反向位移；

车辆进站后，控制第二抓手装置沿第二轨迹向车辆中的待更换电池方向位移，使第二抓手装置的浮动吊架位于所述待更换电池的上方位置；

控制第二抓手装置的卷扬机构放出挠性件，使所述第二抓手装置的浮动吊架上的连接组件与所述待更换电池的连接位置相对正；

控制所述第二抓手装置的连接组件与所述待更换电池相连接；

控制所述第二抓手装置的卷扬机构收卷挠性件，使浮动吊架将所述待更换电池提起；

控制第二驱动机构驱动第二抓手装置沿第二轨迹反向位移；

通过回转机构驱动第一座体旋转180°，使第一抓手装置和第二抓手装置交换位置；

控制第一抓手装置将满电电池置于车辆上；

第一驱动机构驱动第一抓手装置反向位移；

回转机构驱动第一座体转动，使第二抓手装置与处于空仓状态的电池仓对应；

控制第二抓手装置将待更换电池放置于空仓状态下的电池仓中。

本发明的第四方面提供一种换电方法，基于如上任一项所述的换电装置，或者如上所述的换电站，并且所述第一抓手装置和第二抓手装置的抓取方向相同，包括：

控制第一抓手装置沿第一轨迹位移，使第一抓手装置的浮动吊架位于电池仓中满电电池的上方位置；

控制第一抓手装置的卷扬机构放出挠性件，使浮动吊架上的连接组件与满电电池的连接位置相对正；

控制第一抓手装置的连接组件与满电电池相连接；

控制第一抓手装置的卷扬机构收卷挠性件，使浮动吊架将满电电池提起；

控制第一驱动机构驱动第一抓手装置沿第一轨迹反向位移；

通过回转机构驱动第一座体旋转180°；

车辆进站后，控制第二抓手装置沿第二轨迹向车辆中的待更换电池方向位移，使第二抓手装置的浮动吊架位于所述待更换电池的上方位置；

控制第二抓手装置的卷扬机构放出挠性件，使所述第二抓手装置的浮动吊架上的连接组件与所述待更换电池的连接位置相对正；

控制所述第二抓手装置的连接组件与所述待更换电池相连接；

控制所述第二抓手装置的卷扬机构收卷挠性件，使浮动吊架将所述待更换电池提起；

控制第二驱动机构驱动第二抓手装置沿第二轨迹反向位移；

控制车辆位移或者控制换电装置位移，使第一抓手装置与车辆的电池放置位置对正；

控制第一抓手装置将满电电池置于车辆上；

通过回转机构驱动第一座体旋转，使第二抓手装置与处于空仓状态的电池仓对应；

控制第二抓手装置将待更换电池放置于空仓状态下的电池仓中。

有益效果：

一、本发明提供的换电装置，在车辆进入换电站之前，就可通过第一抓手装置从电池仓先抓取满电电池，然后通过第二抓手装置抓取车辆的待更换电池，最后将第一抓手装置所抓取的满电电池置入车辆的电池安装位，完成车辆的换电。

如此设置，相对于现有技术中需要先从车辆取出待更换电池，再从电池仓取出满电电池，然后再将满电电池置入车辆的方式，本发明提供的换电方法，可在车辆进入换电站前先抓取满电电池进行等待，取出亏电电池后可快速地将满电电池置入电池安装位，有效地减少了换电的时间，提高了换电的效率。

而且换电装置能够从周向取电换电，进而电池仓能够呈环形布置在换电装置的外围，有效减小了电池仓占用空间的面积。此外，需要重点说明的是，本发明提供的第一抓手装置和第二抓手装置为并排设置，当回转机构回转时，第一抓手装置和第二抓手装置可处于缩回状态，有效缩短了回转半径，电池仓可以更近距离地布置在换电装置的四周，进而明显减小了换电站所占用的场地面积。

本发明提供的抓手装置，在进行抓取电池时，抓取过程如下所述：首先，卷扬机构逐渐放出挠性件，浮动吊架在重力作用下逐渐向下位移至电池的电池框顶部；而后，通过连接组件将电池框连接在浮动吊架上；然后，通过卷扬机构逐渐收卷挠性件，将电池提起。

如此设置，本发明提供的抓手装置在与电池接触过程中处于浮动状态，避免了抓手装置与电池发生刚性碰撞的问题。

而且，本发明提供的抓手装置通过卷扬机构即可实现浮动吊架的升降驱动，相较于通过升降整个抓手装置实现浮动吊架的升降驱动，本发明提供的抓手装置，只需较小的动力即可实现浮动吊架的升降驱动。

二、本发明提供的进一步技术方案中，还包括定位销，所述定位销设置在所述悬臂部和所述浮动吊架其中一者上，所述悬臂部和所述浮动吊架中的另一者设置有供所述定位销伸入的定位孔。

如此设置，当电池处于被抓起的状态后，定位销能够插入定位孔中，以使悬臂部和浮动吊架相对定位，避免了浮动吊架晃动的问题。

三、本发明提供的进一步方案中，所述连接组件包括：

锁舌，可伸缩地设置于所述浮动吊架上；

第二驱动装置，与所述锁舌通过传动件相连接，用于带动所述锁舌伸缩。

如此设置，操作浮动吊架与电池的电池框相连接时，可通过控制第二驱动装置驱动锁舌伸出，锁舌伸出后能够实现电池框与浮动吊架的连接。

四、本发明还提供了一种换电站，包括多个电池仓和如上任一项所述的换电装置，多个所述电池仓呈环形分布，所述换电装置设置在所述电池仓形成的环形空间中，所述环形空间的外侧设置有供车辆停止的停车位置，并且所述环形空间设置有与所述停车位置对应的开口。

本发明提供的换电站，多个电池仓呈环形分布，并且换电装置设置在环形空间内，换电装置的操作过程与上述过程类似，此处不再赘述。如此设置，本发明提供的换电站，能够实现车辆的快速换电，而且其占用场地面积较小，有效提高了换电站的空间利用率。

五、本发明还提供了一种换电方法，基于如上所述的换电装置，或者如上所述的换电站，并且所述第一抓手装置和第二抓手装置的抓取方向相反，包括：

控制第一抓手装置沿第一轨迹位移，使第一抓手装置的浮动吊架位于电池仓中满电电池的上方位置；

控制第一抓手装置的卷扬机构放出挠性件，使浮动吊架上的连接组件与满电电池的连接位置相对正；

控制第一抓手装置的连接组件与满电电池相连接；

控制第一抓手装置的卷扬机构收卷挠性件，使浮动吊架将满电电池提起；

控制第一驱动机构驱动第一抓手装置沿第一轨迹反向位移；

车辆进站后，控制第二抓手装置沿第二轨迹向车辆中的待更换电池方向位移，使第二抓手装置的浮动吊架位于所述待更换电池的上方位置；

控制第二抓手装置的卷扬机构放出挠性件，使所述第二抓手装置的浮动吊架上的连接组件与所述待更换电池的连接位置相对正；

控制所述第二抓手装置的连接组件与所述待更换电池相连接；

控制所述第二抓手装置的卷扬机构收卷挠性件，使浮动吊架将所述待更换电池提起；

控制第二驱动机构驱动第二抓手装置沿第二轨迹反向位移；

通过回转机构驱动第一座体旋转180°，使第一抓手装置和第二抓手装置交换位置；

控制第一抓手装置将满电电池置于车辆上；

第一驱动机构驱动第一抓手装置反向位移；

回转机构驱动第一座体转动，使第二抓手装置与处于空仓状态的电池仓对应；

控制第二抓手装置将待更换电池放置于空仓状态下的电池仓中。

如此，本发明提供的换电方法，能够实现车辆的快速换电，而且换电站的占用场地面积较小，有效提高了换电站的空间利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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是本发明的实施例中提供的抓手装置结构示意图；

图2是本发明的实施例中提供的浮动吊架第一视角结构示意图；

图3是本发明的实施例中提供的浮动吊架第二视角结构示意图；

图4是本发明的实施例中提供的换电装置结构示意图；

图5是本发明的实施例中提供的换电装置与电池仓布置示意图；

附图标记：

11：座体部； 12：悬臂部； 13：浮动吊架；

14：卷筒； 15：第一驱动装置； 16：导向块；

17：定位销； 18：挠性件； 19：导向轮；

20：软轴； 21：锁舌； 22：锁舌安装座；

23：第二驱动装置； 24：第一抓手装置； 25：第二抓手装置；

26：回转机构； 27：第一座体； 28：第二座体；

29：导向结构； 30：电池仓； 31：车辆。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1至图5描述本发明的实施例中提供的换电装置、换电站及换电方法。

请参考图4和图5，本发明的实施例,提供的一种换电装置，包括第一座体27和设置于第一座体27上的抓手装置，抓手装置包括第一抓手装置24和第二抓手装置25，第一抓手装置24和第二抓手装置25并排设置在第一座体27上。

换电装置还包括：

第一驱动机构和第二驱动机构，分别用于驱动第一抓手装置24和第二抓手装置25沿第一轨迹和第二轨迹位移，第一轨迹与第二轨迹相平行；在一些实施例中第一驱动机构和第二驱动机构可设置为电缸、气缸等直线驱动机构，第一座体27上可设置有分别与第一抓手装置24和第二抓手装置25相配合的导轨；

回转机构26，用于驱动第一座体27进行回转运动；

第二座体28，回转机构26设置在第二座体28上；该回转机构26可具体包括回转支撑、电机和减速机，第一座体27通过回转支撑安装在第二座体28上，并且电机通过减速机带动第一座体27实现回转运动；

行走机构，设置于第二座体28的下部；在一些实施例中，行走机构可以包括设置在第二座体28底部的行走轮和驱动行走轮的电机；当然，在其它实施例中，也可通过电缸、气缸等驱动第二座体28行走；

导向结构29，行走机构与导向结构29相配合，导向结构29的导向方向与停车位置的长度方向一致。在一些实施例中，上述导向结构29可以设置为导轨，行走轮与导轨相配合，在导轨的约束作用下，导向轮19沿导轨位移。

需要说明的是，第一抓手装置24和第二抓手装置25的抓取方向可相同或者相反设置。下面内容以第一抓手装置和第二抓手装置25的抓取方向反向设置为例进行说明。

当第一抓手装置24和第二抓手装置25的抓取方向反向设置时，本发明实施例提供的换电装置，可通过第一抓手装置24提前在电池仓30中取出替换电池，当车辆31进站后，第二抓手装置25将车辆31上的待更换电池取出后，回转装置驱动第一座体27回转180°，可实现第一抓手装置24与第二抓手装置25的易位，然后，将第一抓手装置24中的替换电池更换至车辆31中即可。

如此设置，本实施例提供的换电装置，在车辆31进入换电站之前，就可通过第一抓手装置24从电池仓30先抓取满电电池，然后通过第二抓手装置25抓取车辆31的待更换电池，最后将第一抓手装置24所抓取的满电电池置入车辆31的电池安装位，完成车辆31的换电。

相对于现有技术中需要先从车辆取出待更换电池，再从电池仓取出满电电池，然后再将满电电池置入车辆的方式，本实施例提供的换电装置，可在车辆31进入换电站前先抓取满电电池进行等待，取出亏电电池后可快速地将满电电池置入电池安装位，有效地减少了换电的时间，提高了换电的效率。

而且换电装置能够从周向取电换电，进而电池仓30能够呈环形布置在换电装置的外围，有效减小了电池仓30占用空间的面积。此外，需要重点说明的是，本实施例提供的第一抓手装置24和第二抓手装置25为并排设置，当回转机构26回转时，第一抓手装置24和第二抓手装置25可处于缩回状态，有效缩短了回转半径，电池仓30可以更近距离地布置在换电装置的四周，进而明显减小了换电站所占用的场地面积。

而且本实施例提供的换电装置设置有行走机构，当车辆31进站并停车入位后，若车辆31停止位置有偏差，抓手装置不能与车辆31上的待更换电池对正。此时，可通过控制行走机构驱动换电装置整体位移，使抓手装置的位置进行微调，进而使抓手装置能够抓取车辆31上的待更换电池。

此外，需要说明的是，请参考图1，本发明实施例提供的第一抓手装置和第二抓手装置，都包括：

悬臂座，包括座体部11和与座体部11相连接的悬臂部12；在一些实施例中，座体部11可以为通过型材焊接形成的立体框，悬臂部12可以通过连接件或焊接的方式连接在座体部11的顶端，并且悬臂部12一端与座体部11的顶端连接，另一端悬空设置，在一些实施例中，悬臂部12可以为通过型材焊接形成的框体结构或者也可为板状结构；

浮动吊架13，与悬臂部12相对应设置；浮动吊架13可以为通过型材焊接形成的框体结构或者也可为板状结构，浮动吊架13设置在上述悬臂部12的下方位置；

连接组件，设置在浮动吊架13上，连接组件用于和电池框相连接；当连接组件与电池框的连接位置相对应时，连接组件能够与电池框实现连接，进而将电池框连接在浮动吊架13上，当连接组件解除与电池框的连接关系时，电池框与浮动吊架13相脱离；

挠性件18，第一端与浮动吊架13连接，挠性件18将浮动吊架13悬吊在悬臂部12；在一些实施例中，挠性件18可以为钢丝绳、链条、柔性绳等；为了保持浮动吊架13的平衡，挠性件18可以为多根，多根挠性件18与浮动吊架13的连接点可均匀分布，具体地，挠性件18可以为四根，四根挠性件18分别连接在浮动吊架13的四个角位置，以保证各根挠性件18受到的浮动吊架13的拉力分布均匀；

卷扬机构设置在座体部11上，卷扬机构与挠性件18的第二端相连接，卷扬机构用于收放挠性件18，以带动浮动吊架13靠近或远离悬臂部12。当卷扬机构放出挠性件18时，浮动吊架13在重力作用下逐渐向下位移，当卷扬机构卷收挠性件18时，浮动吊架13逐渐向上位移。

本发明实施例中提供的抓手装置，在进行抓取电池时，抓取过程如下所述：首先，卷扬机构逐渐放出挠性件18，浮动吊架13在重力作用下逐渐向下位移至电池的电池框顶部；然后，通过连接组件将电池框连接在浮动吊架13上；而后，通过卷扬机构逐渐收卷挠性件18，将电池提起。

如此设置，本发明实施例提供的抓手装置在与电池接触过程中处于浮动状态，避免了抓手装置与电池发生刚性碰撞的问题。而且，本实施例提供的抓手装置通过卷扬机构即可实现浮动吊架13的升降驱动，相较于通过升降整个抓手装置实现浮动吊架13的升降驱动，本实施例提供的抓手装置，只需较小的动力即可实现浮动吊架13的升降驱动。

在进一步的实施例中，卷扬机构包括：

卷筒14，可转动地设置在座体部11上，挠性件18的第二端与卷筒14相连接；在一些实施例中，座体部11可安装有转轴，卷筒14通过转轴安装在座体的座体部11，当挠性件18为多根时，设置在转轴上的卷筒14可设置为多个，每个卷筒14可用于收卷一根挠性件18，由于多个卷筒14都设置在同一个转轴上，保证了各个卷筒14的同步性，避免了因挠性件18收卷不同步造成浮动吊架13失衡的问题；

导向轮19，设置在悬臂座上，挠性件18绕过导向轮19；在一些实施例中，导向轮19可以为多个，每根挠性件18都通过多个导向轮19连接至浮动吊具上，导向轮19的具体数量和布置位置可根据实际情况具体设定，此处不再赘述；

第一驱动装置15，与卷筒14传动连接；在一些实施例中，第一驱动装置15可以包括电机和减速机，电机通过减速机与卷筒14相连接，通过电机和减速机带动卷筒14实现对挠性件18的收卷，进而带动浮动吊架13的上升或下降。

为了方便设置，在进一步的实施例中，座体部11为钢结构框架，卷筒14和第一驱动装置15都设置在钢结构框架内。如此设置，卷筒14和第一驱动装置15都安装在座体部11的内部，能够使结构更为紧凑，且避免了卷扬机构对外部装置造成干涉。

在进一步实施例中，还包括定位销17和定位孔，定位销17和定位孔分别设置在悬臂部12和浮动吊架13上，比如，在一些实施例中，定位销17可以设置在悬臂部12上，定位孔设置在浮动吊架13上，并且定位销17和定位孔相对应设置。当然，在其它实施例中，定位销17可以设置在浮动吊架13上，而定位孔设置在悬臂部12上。

当浮动吊架13向下位移时，定位销17能够与定位孔相脱离，当浮动吊架13向上位移时，定位销17能够插入定位孔中，在定位销17和定位孔的相互约束作用下，浮动吊架13与悬臂部12相对定位。

如此设置，当电池被浮动吊架13提起后，电池被平移时，在定位销17和定位孔相互约束的作用下，浮动吊架13不会产生相对晃动，进而避免了电池在平移时因晃动造成装置损坏或电池脱落的问题。

为了快速准确地实现定位销与定位孔的定位，在定位销和定位孔二者中的至少一者，相靠近的一端设置为锥形结构。在一些实施例中，定位销的与定位孔相靠近的一端设置为锥形结构，定位孔的与定位销相靠近的一端也设置为锥形结构，如此设置，定位销与定位孔的配合过程中，即使定位销没有完全对准定位孔，定位销的小径端首先接触到定位孔的大径端，在锥形结构的相互导向作用下，定位销也能够平顺地滑入定位孔中，实现定位销与定位孔的相互定位。

在进一步的实施例中，浮动吊架13与悬臂部12相背的一侧设置有导向块16，导向块16与电池框相接触的面设置为导向斜面。在一些实施例中，导向块16可以设置为多个，每个导向块16都凸出于浮动吊架13与悬臂部12相背的一侧，并且每个导向块16与电池框相接触的面都设置为导向斜面。具体地，导向块16可以为楔形结构，楔形结构的下端为较薄的一端，楔形结构的楔面构成了上述导向斜面。

如此设置，当浮动吊架13下降过程中，即使浮动吊架13没有完全与电池的电池框相对正，在导向块16的导向斜面的作用下，也能逐渐摆正浮动吊架13的位置，使浮动吊架13与电池框对正，进而浮动吊架13上的连接组件能够与电池框相连接。

在进一步的实施例中，连接组件包括：

锁舌21，可伸缩地设置于浮动吊架13上；在一些实施例中，浮动吊架13上可以设置有锁舌安装座22，锁舌安装座22开设有安装孔，锁舌21可滑动地设置在安装孔内，并且锁舌21在伸出状态下，锁舌21局部露出于安装孔。

第二驱动装置23，与锁舌21通过传动件相连接，用于带动锁舌21伸缩。

抓取电池的过程中，锁舌21先缩回，以使锁舌21可置入电池的电池框。在锁舌21置入电池的电池框后，锁舌21伸出，与电池框卡接连接，从而使浮动吊架13与电池框连接。如此设置，在第二驱动装置23的驱动作用下，锁舌21能够伸出，进而与电池框实现卡接，当第二驱动装置23驱动锁舌21缩回时，电池框与浮动吊架13相脱离。

为了提高电池框与浮动吊架13的连接稳定性，在一些实施例中，锁舌21的数量设置为多个，多个锁舌21沿所述浮动吊架13的四周方向分布。

如此设置，电池可通过多个锁舌21连接在浮动吊架13上，有效提高了连接稳定性。

在一些实施例中，第二驱动装置23可以为电缸、气缸、直线电机等伸缩驱动装置，连接组件还包括弹簧及软轴20。其中，弹簧的第一端与浮动吊架13相抵，第二端与锁舌21的第一端相抵，以向锁舌21的第二端方向推动锁舌21。软轴20的第一端与锁舌21的第一端连接，第二端与第二驱动装置23相连接。第二驱动装置23通过软轴20驱动锁舌21位移。使用时，第二驱动装置23缩回，能够通过驱动软轴20拉动锁舌21缩回，并且，当第二驱动装置23伸出时，弹簧可以使锁舌21和软轴20进行伸出复位。为了保证锁舌21伸缩的同步性，第二驱动装置23的伸缩端可连接有多个软轴20，多个软轴20分别与多个锁舌21一一对应连接。

本实施例还提供了一种换电站，包括多个电池仓30和如上任一项的换电装置，多个电池仓30呈环形分布，换电装置设置在电池仓30形成的环形空间中，环形空间的外侧设置有供车辆31停止的停车位置，并且环形空间设置有与停车位置对应的开口。

本实施例提供的换电站，多个电池仓30呈环形分布，并且换电装置设置在环形空间内，换电装置的操作过程与上述过程类似，此处不再赘述。如此设置，本实施例提供的换电站，能够实现车辆31的快速换电，而且其占用场地面积较小，有效提高了换电站的空间利用率。

在进一步的实施例中，换电站还包括：

定位模块，用于定位车辆31的位置；在一些实施例中，该定位模块可以具体为激光雷达定位装置；

提示模块，根据定位的车辆31位置和停车位置发出提示信息，提示信息包含引导车辆31进入停车位置的信息。

当车辆31进站后，换电站的定位模块对车辆31的位置进行定位监控，并且通过提示模块发出提示信息，该提示信息可以为语音信息或者图像信息，具体可通过换电站设置的语音播放装置或显示屏装置，来指导车辆31驾驶人员向具有满电电池的换电站停车位置驶入。

如此设置，本实施例提供的换电站能够自动指导驾驶人员向具有满电电池的电池仓30位置驶入，有效提升了换电效率。

本实施例还提供了一种换电方法，基于如上任一实施例的换电装置，或者如上实施例中的换电站，并且第一抓手装置24和第二抓手装置25的抓取方向相反，该换电方法包括步骤：

控制第一抓手装置24沿第一轨迹位移，使第一抓手装置24的浮动吊架13位于电池仓30中满电电池的上方位置；

控制第一抓手装置24的卷扬机构放出挠性件，使浮动吊架13上的连接组件与满电电池的连接位置相对正；

控制第一抓手装置24的连接组件与满电电池相连接；

控制第一抓手装置24的卷扬机构收卷挠性件，使浮动吊架13将满电电池提起；

控制第一驱动机构驱动第一抓手装置24沿第一轨迹反向位移；

车辆31进站后，控制第二抓手装置25沿第二轨迹向车辆31中的待更换电池方向位移，使第二抓手装置25的浮动吊架13位于待更换电池的上方位置；

控制第二抓手装置25的卷扬机构放出挠性件，使第二抓手装置25的浮动吊架13上的连接组件与待更换电池的连接位置相对正；

控制第二抓手装置25的连接组件与待更换电池相连接；

控制第二抓手装置25的卷扬机构收卷挠性件，使浮动吊架13将待更换电池提起；

控制第二驱动机构驱动第二抓手装置25沿第二轨迹反向位移；

通过回转机构26驱动第一座体27旋转180°，使第一抓手装置24和第二抓手装置25交换位置；

控制第一抓手装置24将满电电池置于车辆31上；

第一驱动机构驱动第一抓手装置24反向位移；

回转机构26驱动第一座体27转动，使第二抓手装置25与处于空仓状态的电池仓30对应；

控制第二抓手装置25将待更换电池放置于空仓状态下的电池仓30中。

上述实施例是以第一抓手装置24和第二抓手装置25的抓取方向相反时为例，对换电方法展开的说明。下面内容以第一抓手装置24和第二抓手装置25的抓取方向相同时为例，对换电方法展开说明。

当第一抓手装置24和第二抓手装置25的抓取方向相同时，换电方法包括步骤：

控制第一抓手装置24沿第一轨迹位移，使第一抓手装置24的浮动吊架13位于电池仓30中满电电池的上方位置；

控制第一抓手装置24的卷扬机构放出挠性件，使浮动吊架13上的连接组件与满电电池的连接位置相对正；

控制第一抓手装置24的连接组件与满电电池相连接；

控制第一抓手装置24的卷扬机构收卷挠性件，使浮动吊架13将满电电池提起；

控制第一驱动机构驱动第一抓手装置24沿第一轨迹反向位移；

通过回转机构26驱动第一座体27旋转180°；

车辆31进站后，控制第二抓手装置25沿第二轨迹向车辆31中的待更换电池方向位移，使第二抓手装置25的浮动吊架13位于待更换电池的上方位置；

控制第二抓手装置25的卷扬机构放出挠性件，使第二抓手装置25的浮动吊架13上的连接组件与待更换电池的连接位置相对正；

控制第二抓手装置25的连接组件与待更换电池相连接；

控制第二抓手装置25的卷扬机构收卷挠性件，使浮动吊架13将待更换电池提起；

控制第二驱动机构驱动第二抓手装置25沿第二轨迹反向位移；

控制车辆31位移或者控制换电装置位移，使第一抓手装置24与车辆31的电池放置位置对正；

控制第一抓手装置24将满电电池置于车辆31上；

通过回转机构26驱动第一座体27旋转，使第二抓手装置25与处于空仓状态的电池仓30对应；

控制第二抓手装置25将待更换电池放置于空仓状态下的电池仓30中。

如此，本实施例提供的换电方法，能够实现车辆31的快速换电，而且换电站的占用场地面积较小，有效提高了换电站的空间利用率。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (13)

1.一种换电装置，其特征在于，包括：

第一座体；

抓手装置，包括第一抓手装置和第二抓手装置，所述第一抓手装置和第二抓手装置并排设置在所述第一座体上；

第一驱动机构和第二驱动机构，分别用于驱动所述第一抓手装置和所述第二抓手装置沿第一轨迹和第二轨迹位移，所述第一轨迹与所述第二轨迹相平行；

回转机构，用于驱动所述第一座体进行回转运动；

第二座体，所述回转机构设置在所述第二座体上；

行走机构，设置于所述第二座体的下部；

其中，所述第一抓手装置和所述第二抓手装置都包括：

悬臂座，包括座体部和与所述座体部相连接的悬臂部；

浮动吊架，与所述悬臂部相对应设置；所述浮动吊架为通过型材焊接形成的框体结构或者板状结构；

连接组件，设置在所述浮动吊架上，所述连接组件用于和电池框相连接；

挠性件，第一端与所述浮动吊架连接；

卷扬机构，设置在所述座体部上，所述卷扬机构与所述挠性件的第二端相连接，所述卷扬机构用于收放所述挠性件，以带动所述浮动吊架靠近或远离所述悬臂部。

2.根据权利要求1所述的换电装置，其特征在于， 所述卷扬机构包括：

卷筒，可转动地设置在所述座体部上，所述挠性件的第二端与所述卷筒相连接；

导向轮，设置在所述悬臂座上，所述挠性件绕过所述导向轮；

第一驱动装置，与所述卷筒传动连接。

3.根据权利要求2所述的换电装置，其特征在于，所述座体部为钢结构框架，所述卷筒和所述第一驱动装置都设置在所述钢结构框架内。

4.根据权利要求1-3任一项所述的换电装置，其特征在于，还包括定位销，所述定位销设置在所述悬臂部和所述浮动吊架其中一者上，所述悬臂部和所述浮动吊架中的另一者设置有供所述定位销伸入的定位孔。

5.根据权利要求4所述的换电装置，其特征在于，所述定位销和所述定位孔二者中的至少一者，相靠近的一端设置为锥形结构。

6.根据权利要求1所述的换电装置，其特征在于，所述浮动吊架与所述悬臂部相背的一侧设置有导向块，所述导向块与电池框相接触的面设置为导向斜面。

7.根据权利要求1所述的换电装置，其特征在于，所述连接组件包括：

锁舌，可伸缩地设置于所述浮动吊架上；

第二驱动装置，与所述锁舌通过传动件相连接，用于带动所述锁舌伸缩。

8.根据权利要求7所述的换电装置，其特征在于，所述锁舌的数量设置为多个，多个所述锁舌沿所述浮动吊架的四周方向分布。

9.根据权利要求1所述的换电装置，其特征在于，所述第一抓手装置和所述第二抓手装置的抓取方向相反，或者，所述第一抓手装置和所述第二抓手装置的抓取方向相同。

10.一种换电站，其特征在于，包括多个电池仓和如权利要求1-9任一项所述的换电装置，多个所述电池仓呈环形分布，所述换电装置设置在所述电池仓形成的环形空间中，所述环形空间的外侧设置有供车辆停止的停车位置，并且所述环形空间设置有与所述停车位置对应的开口。

11.根据权利要求10所述的换电站，其特征在于，还包括：

定位模块，用于定位所述车辆的位置；

提示模块，根据定位的车辆位置和所述停车位置发出提示信息，所述提示信息包含引导车辆进入所述停车位置的信息。

12.一种换电方法，基于如权利要求1-9任一项所述的换电装置，或者如权利要求10或11所述的换电站，并且所述第一抓手装置和第二抓手装置的抓取方向相反，其特征在于，包括：

控制第一抓手装置沿第一轨迹位移，使第一抓手装置的浮动吊架位于电池仓中满电电池的上方位置；

控制第一抓手装置的卷扬机构放出挠性件，使浮动吊架上的连接组件与满电电池的连接位置相对正；

控制第一抓手装置的连接组件与满电电池相连接；

控制第一抓手装置的卷扬机构收卷挠性件，使浮动吊架将满电电池提起；

控制第一驱动机构驱动第一抓手装置沿第一轨迹反向位移；

车辆进站后，控制第二抓手装置沿第二轨迹向车辆中的待更换电池方向位移，使第二抓手装置的浮动吊架位于所述待更换电池的上方位置；

控制第二抓手装置的卷扬机构放出挠性件，使所述第二抓手装置的浮动吊架上的连接组件与所述待更换电池的连接位置相对正；

控制所述第二抓手装置的连接组件与所述待更换电池相连接；

控制所述第二抓手装置的卷扬机构收卷挠性件，使浮动吊架将所述待更换电池提起；

控制第二驱动机构驱动第二抓手装置沿第二轨迹反向位移；

通过回转机构驱动第一座体旋转180°，使第一抓手装置和第二抓手装置交换位置；

控制第一抓手装置将满电电池置于车辆上；

第一驱动机构驱动第一抓手装置反向位移；

回转机构驱动第一座体转动，使第二抓手装置与处于空仓状态的电池仓对应；

控制第二抓手装置将待更换电池放置于空仓状态下的电池仓中。

13.一种换电方法，基于如权利要求1-9任一项所述的换电装置，或者如权利要求10或11所述的换电站，并且所述第一抓手装置和第二抓手装置的抓取方向相同，其特征在于，包括：

控制第一抓手装置沿第一轨迹位移，使第一抓手装置的浮动吊架位于电池仓中满电电池的上方位置；

控制第一抓手装置的卷扬机构放出挠性件，使浮动吊架上的连接组件与满电电池的连接位置相对正；

控制第一抓手装置的连接组件与满电电池相连接；

控制第一抓手装置的卷扬机构收卷挠性件，使浮动吊架将满电电池提起；

控制第一驱动机构驱动第一抓手装置沿第一轨迹反向位移；

通过回转机构驱动第一座体旋转180°；

车辆进站后，控制第二抓手装置沿第二轨迹向车辆中的待更换电池方向位移，使第二抓手装置的浮动吊架位于所述待更换电池的上方位置；

控制第二抓手装置的卷扬机构放出挠性件，使所述第二抓手装置的浮动吊架上的连接组件与所述待更换电池的连接位置相对正；

控制所述第二抓手装置的连接组件与所述待更换电池相连接；

控制所述第二抓手装置的卷扬机构收卷挠性件，使浮动吊架将所述待更换电池提起；

控制第二驱动机构驱动第二抓手装置沿第二轨迹反向位移；

控制车辆位移或者控制换电装置位移，使第一抓手装置与车辆的电池放置位置对正；

控制第一抓手装置将满电电池置于车辆上；

通过回转机构驱动第一座体旋转，使第二抓手装置与处于空仓状态的电池仓对应；

控制第二抓手装置将待更换电池放置于空仓状态下的电池仓中。