本發(fā)明涉及一種換電設(shè)備防墜落裝置、換電設(shè)備及換電設(shè)備防墜落方法。

背景技術(shù)：

1、對現(xiàn)有的電動車輛進(jìn)行換電時，通常需要將虧電的電池從電動車輛取出并運輸?shù)匠潆娂苌?，并從充電架上將滿電的電池取出并運輸?shù)诫妱榆囕v。其中，充電架上通常通過堆放的形式儲存電池，因此換電設(shè)備在取出或放置電池的時候，不僅需要換電設(shè)備在水平方向進(jìn)行移動，也需要換電設(shè)備在垂直方向進(jìn)行移動。

2、換電設(shè)備在垂直方向的運動中，如果發(fā)生故障失速或者失電，就會導(dǎo)致?lián)Q電執(zhí)行機(jī)構(gòu)失控下落甚至自由落體，由此導(dǎo)致?lián)Q電設(shè)備損壞。并且換電設(shè)備上的電池包也會一起損壞，嚴(yán)重情況下甚至?xí)?dǎo)致電池包受損后的爆燃和爆炸。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中換電設(shè)備在發(fā)生故障和失電后，缺乏安全保障，會失控下落導(dǎo)致?lián)Q電設(shè)備以及電池包的損壞，造成安全隱患的缺陷，提供一種換電設(shè)備防墜落裝置、換電設(shè)備及換電設(shè)備防墜落方法。

2、本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題：

3、一種換電設(shè)備防墜落裝置，用在換電設(shè)備中，所述換電設(shè)備包括用于拆裝電池包的換電執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特點在于，所述換電設(shè)備防墜落裝置包括：

4、卡位機(jī)構(gòu)，所述卡位機(jī)構(gòu)連接于所述換電執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并具有第一狀態(tài)和第二狀態(tài)，當(dāng)所述卡位機(jī)構(gòu)處于第一狀態(tài)時，所述卡位機(jī)構(gòu)與所述換電設(shè)備相卡合連接，以阻止所述換電執(zhí)行機(jī)構(gòu)向上或向下移動；當(dāng)所述卡位機(jī)構(gòu)處于第二狀態(tài)時，所述卡位機(jī)構(gòu)與所述換電設(shè)備脫離卡合連接。

5、本方案中，通過卡位機(jī)構(gòu)實現(xiàn)換電執(zhí)行機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)因故障而失速下落時的緊急制動。其中，故障包括換電設(shè)備失電、驅(qū)動換電執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動力裝置損壞、換電執(zhí)行機(jī)構(gòu)的下降速度過高。在第一狀態(tài)時，卡位機(jī)構(gòu)進(jìn)行卡合從而將換電執(zhí)行機(jī)構(gòu)卡住，避免換電執(zhí)行機(jī)構(gòu)繼續(xù)移動。一旦故障解除，則卡位機(jī)構(gòu)恢復(fù)到第二狀態(tài)而與換電設(shè)備脫離卡合連接并且不影響換電執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正常升降。

6、較佳地，所述卡位機(jī)構(gòu)具有連接于所述換電執(zhí)行機(jī)構(gòu)的伸出部，所述換電設(shè)備具有抵接部，當(dāng)所述卡位機(jī)構(gòu)處于第一狀態(tài)時，所述伸出部向下抵接于所述抵接部。

7、相對于換電執(zhí)行機(jī)構(gòu)的升降移動，通過一個相對固定的抵接部為卡位機(jī)構(gòu)提供阻止繼續(xù)下降的阻力；在進(jìn)行卡合過程中，伸出部向下抵接在抵接部上，，由此卡合產(chǎn)生的沖擊力通過伸出部傳遞到抵接部，此時抵接部為整個換電執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供向上的支撐力，從而有效地起到防墜落阻擋作用，同時，避免了因換電執(zhí)行機(jī)構(gòu)及其運載的電池包的重力過大導(dǎo)致抵接部的損壞。

8、較佳地，所述卡位機(jī)構(gòu)還具有驅(qū)動部，所述驅(qū)動部與所述伸出部連接并用于驅(qū)動所述伸出部伸出或縮回，從而使得所述卡位機(jī)構(gòu)在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間進(jìn)行切換。

9、通過驅(qū)動部驅(qū)動伸出部的伸出或縮回，簡單有效地實現(xiàn)了卡位機(jī)構(gòu)的狀態(tài)切換。伸出部伸出時使卡位機(jī)構(gòu)與換電設(shè)備相卡合連接而相對固定，而且伸出部縮回時可以避開其他結(jié)構(gòu)從而不影響換電執(zhí)行機(jī)構(gòu)的升降。

10、較佳地，所述換電設(shè)備上設(shè)有齒條，其中，所述齒條具有沿高度方向上設(shè)置的多個所述抵接部。

11、齒條在高度方向上延伸，能夠完全覆蓋換電執(zhí)行機(jī)構(gòu)升降過程中的各個高度。由此，通過在齒條上設(shè)置多個抵接部能夠縮短伸出部與抵接部之間的移動距離，使得任意高度的換電執(zhí)行機(jī)構(gòu)在故障和失速時，不需要移動過多距離就能夠與抵接部卡合，從而都能夠及時進(jìn)行制動。

12、較佳地，所述換電設(shè)備具有框架，所述框架的兩側(cè)為縱梁，其中，所述換電執(zhí)行機(jī)構(gòu)被設(shè)置為可沿著所述縱梁的高度方向來回移動，所述齒條設(shè)于所述縱梁上。

13、換電執(zhí)行機(jī)構(gòu)的伸出部直接作用于縱梁，縱梁作為框架的一部分具有足夠的強(qiáng)度從而能夠為換電執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供足夠的防墜落阻力和支撐力。

14、較佳地，所述伸出部為一卡板，所述卡板的一端連接于所述換電執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動部與所述卡板的另一端相連接并驅(qū)動所述卡板的端部伸出或縮回。

15、卡板的結(jié)構(gòu)簡單，便于實現(xiàn)狀態(tài)切換，同時在使用中若卡板發(fā)生損壞的情況，也可以減少更換的成本，有利于重復(fù)使用。

16、較佳地，所述驅(qū)動部包括電磁推桿，所述電磁推桿和所述卡板連接，其中，所述電磁推桿上設(shè)置有彈力元件，所述彈力元件初始為壓縮狀態(tài)，所述彈力元件用于在所述電磁推桿失電時通過彈力將電磁推桿彈出并帶動卡板伸出，使得所述卡板與所述抵接部卡合。

17、電磁推桿能夠及時響應(yīng)控制信號從而及時驅(qū)動卡板的伸出與縮回，有利于在故障時迅速產(chǎn)生制動。正常狀態(tài)下，電磁推桿在磁力作用下而被固定從而對彈力元件進(jìn)行預(yù)緊，使卡板保持縮回狀態(tài)；一旦發(fā)生故障時，通過電信號進(jìn)行控制電磁推桿不再通電，電磁推桿的磁力消失，處于預(yù)緊狀態(tài)的彈簧在彈性作用下迅速彈出使電磁推桿移動，從而及時實現(xiàn)卡板伸出并與對應(yīng)的抵接部相卡合連接。

18、較佳地，所述彈力元件為壓簧。在其他可替代的方式中，也可以采用在電磁推桿軸向方向提高彈性力的其他彈力元件。

19、較佳地，所述換電設(shè)備防墜落裝置包括連接于換電執(zhí)行機(jī)構(gòu)的安裝座，所述卡板的一端連接于所述安裝座并相對于所述安裝座可旋轉(zhuǎn)，所述安裝座上設(shè)置有穿孔，所述電磁推桿上連接有連接元件，所述連接元件穿過所述穿孔的一端與所述卡板的另一端相連接。

20、為了實現(xiàn)卡板的一端的伸出與縮回，將固定在安裝座的一端設(shè)置為可相對安裝座旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)，使得卡板的伸出與縮回更順暢。卡板通過在彈性元件的彈性力作用或電磁推桿的磁力作用的驅(qū)下產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)從而伸出或縮回，整個卡板和電磁推桿的運動結(jié)構(gòu)簡單，可靠性強(qiáng)。同時卡板的伸出的一端能夠及時響應(yīng)電磁推桿的動作，提高了故障時的反應(yīng)速度。

21、較佳地，所述連接元件包含連接帽和連接桿，所述連接桿與所述電磁推桿連接，所述連接帽將所述卡板連接在所述連接桿的另一端。

22、連接帽和連接桿將卡板和電磁推桿連接起來，連接桿和連接帽進(jìn)行拆卸也非常便利，有利于更換卡板。電磁推桿也不會直接與卡板接觸和磨損，易產(chǎn)生磨損的部位設(shè)置于結(jié)構(gòu)簡單且成本低的連接桿和連接帽處，能夠減少替換時的操作難度以及更換成本。

23、較佳地，所述卡板上設(shè)有通孔，所述通孔的四周形成有凹槽平臺，所述連接帽的端部抵接于所述凹槽平臺的表面，所述連接桿抵接于所述卡板上與所述凹槽平臺相反的一側(cè)。

24、連接帽的端部抵住凹槽平臺，凹槽平臺具有限位作用，能夠在卡板的反復(fù)的縮回和伸出過程中，始終保持卡板位于連接帽與連接桿之間，從而使彈性元件的彈性作用對卡板產(chǎn)生推力而伸出。

25、較佳地，所述換電執(zhí)行機(jī)構(gòu)的側(cè)部設(shè)置有直角連接板，所述直角連接板一側(cè)與換電執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，另一側(cè)連接有安裝座，其中，所述驅(qū)動部和所述卡板分別連接于所述安裝座的兩側(cè)。

26、通過直角連接板使得驅(qū)動部和卡板設(shè)置于換電執(zhí)行機(jī)構(gòu)的側(cè)部。直角連接板可以整個更換，也可以根據(jù)與抵接部的對應(yīng)距離設(shè)置不同規(guī)格的直角連接板，從而使得卡板能夠和抵接部正?？ê?。

27、較佳地，所述卡板遠(yuǎn)離所述安裝座的一端具有傾斜面，當(dāng)所述卡位機(jī)構(gòu)處于第一狀態(tài)時，所述卡板伸出使所述傾斜面呈水平狀態(tài)從而與所述抵接部完成卡合到位。

28、在卡板伸出到位后，端部的傾斜面也切換到呈現(xiàn)水平狀態(tài)，從而能夠與抵接部完全貼合，能夠?qū)⒋怪狈较虻闹瘟θ總鬟f給換電執(zhí)行機(jī)構(gòu)，有效地阻止換電執(zhí)行機(jī)構(gòu)繼續(xù)移動。而且在卡板旋轉(zhuǎn)縮回的過程中，傾斜面能夠迅速脫離抵接部，不會與抵接部相互干擾。

29、較佳地，所述換電設(shè)備還包括速度檢測機(jī)構(gòu)，所述速度檢測機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述框架的頂部橫梁上并且用于檢測所述換電執(zhí)行機(jī)構(gòu)的升降速度，當(dāng)升降速度大于預(yù)設(shè)速度范圍時，所述換電設(shè)備的控制單元控制所述卡位機(jī)構(gòu)由所述第二狀態(tài)切換至所述第一狀態(tài)。

30、速度檢測機(jī)構(gòu)可以為激光測速器等常規(guī)的檢測設(shè)備，通過檢測換電執(zhí)行機(jī)構(gòu)的速度從而獲得換電執(zhí)行機(jī)構(gòu)是否發(fā)生故障，并在發(fā)生故障后能夠及時控制啟動卡位機(jī)構(gòu)。

31、一種換電設(shè)備，其特點在于，其包括所述換電設(shè)備防墜落裝置。

32、較佳地，所述換電設(shè)備的兩側(cè)分別設(shè)有所述換電設(shè)備防墜落裝置。

33、一種換電設(shè)備防墜落方法，其特點在于，其利用所述換電設(shè)備防墜落裝置實現(xiàn)，包括：

34、檢測換電執(zhí)行機(jī)構(gòu)的升降狀態(tài)，

35、根據(jù)所述升降狀態(tài)控制所述卡位機(jī)構(gòu)在所述第一狀態(tài)和所述第二狀態(tài)之間切換。

36、較佳地，所述升降狀態(tài)包括所述換電執(zhí)行機(jī)構(gòu)的升降速度，當(dāng)所述升降速度大于預(yù)設(shè)速度范圍時，控制所述卡位機(jī)構(gòu)由第二狀態(tài)切換至第一狀態(tài)使所述卡位機(jī)構(gòu)與所述換電設(shè)備相卡合連接從而阻止所述換電執(zhí)行機(jī)構(gòu)移動。

37、本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于：本發(fā)明通過卡位機(jī)構(gòu)實現(xiàn)換電執(zhí)行機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)因故障而失速下落時的緊急制動。在換電設(shè)備失電、驅(qū)動換電執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動力裝置損壞、換電執(zhí)行機(jī)構(gòu)的下降速度過高時，卡位機(jī)構(gòu)進(jìn)行卡合從而將換電執(zhí)行機(jī)構(gòu)卡住，避免換電執(zhí)行機(jī)構(gòu)繼續(xù)移動。由此避免了換電執(zhí)行機(jī)構(gòu)受到?jīng)_擊而損毀，提高換電設(shè)備的安全性。