專利名稱：一種用于在電池動力車輛中更換電池的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于在電池動力車輛中更換電池的方法。
背景技術：
一種用于更換小汽車電池的系統(tǒng)已經(jīng)為人所知。該系統(tǒng)從下面操作，且該系統(tǒng)涉及，在小汽車已經(jīng)駛上類似于用于加潤滑劑的坑道(lubrication pit)的坡道之后,前行的設備從小汽車下面抬下電池、并用被帶給小汽車的完全充電的電池從下面向上替換它。這樣的解決方案要求在開挖的坑道中安裝電池更換設備，這是相當大的缺點。此外，車輛下面的環(huán)境不適合管理電池的更換，因為小汽車的下表面被暴露于灰塵，而當車輛在車行道中的物體上駛過時，電池可能被損壞。因此，用所描述的現(xiàn)有技術系統(tǒng)有諸多缺點。

發(fā)明內容
本發(fā)明消除這些缺點。本發(fā)明因此涉及一種用于在電池動力車輛中更換電池的方法，包括分別用于向和從該車輛運送電池的機器人，而本發(fā)明的特征在于該車輛配有水平地放置的隔間，供一個或數(shù)個電池相互平行平放；在于該隔間配有能夠被打開的蓋；在于該機器人配有能夠沿一個方向伸出和退回的運送平面；在于該運送平面還能夠沿兩個互相垂直的方向相對于所述方向被位移；在于使該車輛相對于該機器人處于預定地點，這里所述運送平面被定位在車輛的所述蓋上；在于使該蓋被打開；在于使該機器人借助光學裝置確定電池的位置；在于使該機器人位移所述運送平面到相對于電池的預定位置，運送平面在該位置上被伸出；在于使屬于機器人的退回裝置被附著到所述隔間中的并將被更換的電池上；在于該電池借助所述退回裝置從所述隔間被退回，以便使它?？吭谶\送平面上；在于使機器人借助該運送平面和連續(xù)的運送器，把電池運送至充電站；在于可使機器人借助運送器，把已充電的電池從機器人中的已充電電池的貯存間運送到所述運送平面；在于使屬于機器人的位移裝置，在預定位置上把電池插入所述隔間中；以及在于使該蓋被關閉。


本發(fā)明將在下面更詳細地被描述，部分地與附圖出示的實施例相結合，這里-圖1示出其中應用本發(fā)明的設備的概要透視圖，-圖2和3示出車輛的部分和電池，以便說明本發(fā)明，和-圖4示出用于更換電池的設備的一部分和車輛的一部分。
具體實施例方式在電池動力車輛中，用于借助機器人I分別向和從車輛3運送電池2的更換電池的本方法，在圖1和4示出。
按照本發(fā)明車輛3配有水平地放置的隔間4，供一個或數(shù)個電池2相互平行平放。該隔間4被定位在車輛的下部并在車輛的輪軸之間。隔間4配有能夠被打開的蓋5。機器人I配有運送平面6，它能夠沿一個方向9被伸出和退回。最好是該運送平面是這樣的類型，其中環(huán)形皮帶7是用皮帶內的滾筒8驅動，如圖4所示?；蛘?，該運送平面可以由滾筒式傳送機構成。運送平面6還能夠沿兩個互相垂直的方向10、11相對于所述方向9被位移，如圖1所示。能夠使運送平面獨自位移，也能夠使機器人I相對于它的支承12位移而使運送平面位移。最好是使機器人能夠繞它自身的軸旋轉，如圖1中的箭頭13、14所示，以便在必要時補償車輛3相對于機器人I的傾斜站立(standing)。按照本方法，使車輛3相對于機器人I處于預定位置，在該預定位置的所述運送平面6被定位在車輛3的所述蓋5上。其后使蓋5被打開，這可以借助車輛內的操作設備或手動完成。其后，使機器人借助光學裝置，確定電池2在所述隔間4中的位置。按照一個優(yōu)選實施例，所述光學裝置是安裝在機器人上并指向離開機器人I的方向的掃描激光器15?；蛘撸龉鈱W裝置15可以是有與之相關聯(lián)的圖像處理軟件的視頻攝像機。當該隔間中電池的位置已經(jīng)被確定時，使機器人I位移所述運送平面6到相對于電池的預定位置，運送平面在該位置上被伸出。該預定位置靠近車輛，而運送平面的上表面在此與所述隔間4的下表面有相同的高度，如圖4所示。使屬于機器人的夾子被附著于所述隔間4中的并將被更換的電池上。按照一個優(yōu)選實施例，所述夾子包括安裝在拉桿19、20上的吸杯17、18，使該吸杯靠吸力附著在電池面向機器人的表面上。該吸杯按熟知方式被連接到真空泵。該夾子能夠按一些其他適合方式被設計，例如使用被附著于電池的鉤或爪。電池2其后借助所述夾子從所述隔間4被拉出，這樣使它停靠在運送平面6上。使機器人I借助運送平面6和連續(xù)的運送器，把電池運送至充電站21。連續(xù)的運送器被定位在機器人I和充電站21之間的波紋管22內。充電站21還包括已充電電池的貯存間。使機器人I借助所述運送器，把已充電的電池從已充電的電池的貯存間運送到所述運送平面6。這種情況在圖4中示出。其后，使屬于機器人的位移裝置在預定位置上把電池2插進所述隔間4，之后，使蓋5被關閉。按照一個優(yōu)選實施例，使機器人I在電池在移走之前，借助檢測裝置識別電池或多個電池。這樣確保適合該車輛的電池被插進該車輛。更可取的是，該檢測裝置是掃描激光器?；蛘撸摍z測裝置可以是有與之相關聯(lián)的圖像處理軟件的視頻攝像機15。照此，前面所說的掃描激光器能夠被用于該檢測。電池的識別能夠通過掃描附著于電池面向機器人的表面上的條碼完成。另外，RFID發(fā)射機應答器(射頻識別)可以被附著于電池，該發(fā)射機應答器被機器人中的發(fā)射器-接收器設備讀取。按照一個優(yōu)選實施例，上述位移裝置可以包括從機器人I伸出的拉桿，以便以此方式把電池插進所述隔間。為了把電池插進所述隔間4，使用前面描述的拉桿19、20是合適的。按照再一個優(yōu)選實施例，電池，或這些電池的每一個，有突出部23-26或輪子，使該突出部或輪子在所述隔間4中，與被定位成橫向跨越車輛的縱向方向的導軌27、28相互作用，以便把電池定位在所述隔間中。該突出部完全可以取任何合適的形式，導軌也一樣可以。導軌可以被排列成使電池從隔間4中的這些導軌懸掛下來。電池還可以在下側配有輪子(圖中沒有出示)，在突出部與導軌之間的相互作用期間，這些輪子被安排在隔間4的底部滾動。最好是，使所述光學裝置15確定所述導軌27、28的位置和所述突出部23_26或輪子的位置，以便使機器人能夠正確地調整運送平面6的位置。突出部可以伸出電池2的整個長度，如圖3所示。可以有若干突出部34-41在不同的地點，如在圖2和3中所示。目的是，應當能夠把不同電池插進隔間，要看機器人中已充電電池的貯存間內電池的供應。通過機器人確定將要從隔間移出的電池的特征，機器人能夠從車輛和電池性質的數(shù)據(jù)庫，檢索有關哪種電池或哪些電池能夠插進某種具體車輛的隔間4的信息。以上所述給出大的靈活性。上面描述的設備能夠完全被放置在地平面之上，而不需要坑道。而且，按照本發(fā)明，電池被很好保護地定位在利用蓋5封閉的隔間中。此外，電池的更換完全自動地發(fā)生。諸多實施例已經(jīng)在上面被描述。然而，本發(fā)明能夠相對于詳細的實施例被改變，諸如檢測系統(tǒng)、機器人的設計等等，因而，本發(fā)明不被認為受上面描述的實施例的限制，而本發(fā)明能夠在所附專利權利要求書限定的范圍內變化。
權利要求
1.一種用于在電池動力車輛中更換電池的方法，包括分別用于向和從該車輛(3)運送電池(2)的機器人(1)，特征在于:該車輛(3)配有水平地放置的隔間(4)，供一個或數(shù)個電池(2)相互平行平放；在于該隔間(4)配有能夠被打開的蓋(5);在于該機器人(I)配有能夠沿一個方向(9)伸出和退回的運送平面(6);在于該運送平面(6)還能夠沿兩個互相垂直的方向(10、11)相對于所述方向(9)被位移；在于使該車輛(3)相對于該機器人(I)處于預定地點，這里所述運送平面(6)被定位在車輛的所述蓋上；在于使該蓋被打開；在于使該機器人借助光學裝置(15)確定電池在該隔間(4)中的位置；在于使該機器人位移所述運送平面(6)到達相對于電池的預定位置，運送平面在該位置上被伸出；在于使屬于機器人的退回裝置(17-20)被附著到所述隔間中的并將被更換的電池；在于該電池借助所述退回裝置從所述隔間被退回，使它停靠在運送平面(6)上；在于使機器人(I)借助該運送平面(6)和連續(xù)的運送器，把電池運送至充電站(21);在于使機器人(I)借助運送器，把已充電的電池從機器人中的已充電電池的貯存間(21)運送到所述運送平面(6);在于使屬于機器人的位移裝置(17-20)，在預定位置上把電池(2)插入所述隔間(4)中；以及在于使該蓋(5)被關閉。
2.按照權利要求1的方法，其特征在于，可使該機器人(I)在電池取出之前，借助檢測裝置(15)識別電池(2)。
3.按照權利要求1或2的方法，其特征在于，所述光學裝置是掃描激光器(15)。
4.按照權利要求2或3的方法，其特征在于，該檢測裝置是掃描激光器(15)。
5.按照權利要求1或2的方法，其特征在于，所述光學裝置是有與之相關聯(lián)的圖像處理軟件的視頻攝像機(15)。
6.按照權利要求2或3的方法，其特征在于，所述檢測裝置是有與之相關聯(lián)的圖像處理軟件的視頻攝像機(15)。
7.按照權利要求2、3、4、5或6的方法，其特征在于，使電池(2)的識別，通過讀取電池面向機器人的表面上的條碼進行。
8.按照權利要求1的方法，其特征在于，所述退回裝置，包括安裝在拉桿(19、20)上的吸杯(17、18)，使該吸杯靠吸力附著在電池(2)面向機器人(I)的表面上。
9.按照權利要求1的方法，其特征在于，所述位移裝置包括被伸出的拉桿(19、20)，以便它們以此方式把電池(2 )插進所述隔間(4 )。
10.按照前面權利要求的任一項的方法，其特征在于，該電池或這些電池的每一個有突出部(23-26)或輪子，使該突出部或輪子在所述隔間(4)中，與被定位成橫向跨越車輛的縱向方向的導軌(27、28)相互作用，以便把電池定位在所述隔間中。
11.按照權利要求10的方法，其特征在于，使所述光學裝置(15)確定所述導軌(27、28)的位置和所述突出部(23-26)或輪子的位置。
全文摘要
一種用于在電池動力車輛中更換電池的方法，包括用于向和從該車輛(3)運送電池(2)的機器人(1)。本發(fā)明的特征在于該車輛(3)配有水平地放置的隔間(4)，供一個或數(shù)個電池(2)相互平行平放；在于該機器人(1)配有能夠沿一個方向(9)伸出和退回的運送平面(6)；在于該運送平面(6)還能夠沿兩個互相垂直的方向(10、11)相對于所述方向(9)被位移。使該車輛(3)處于相對于靠近該蓋的該機器人(1)的預定地點；在于使該機器人借助光學裝置(15)確定電池在該隔間(4)中的位置；在于使該機器人位移所述運送平面(6)到相對于電池的預定位置；在于使退回裝置(17-20)附著到所述隔間中的電池；在于該電池被用退回裝置從所述隔間退回到運送平面(6)；在于使機器人(1)把電池運送到充電站(21)；在于使機器人(1)把已充電的電池從已充電電池的貯存間(21)運送到所述運送平面(6)；在于使位移裝置(17-20)，在預定位置上把電池(2)插入所述隔間(4)中；以及在于使該蓋(5)被關閉。
文檔編號B60L11/18GK103079912SQ201180037385
公開日2013年5月1日 申請日期2011年6月17日 優(yōu)先權日2010年6月21日
發(fā)明者斯滕·克爾菲特森 申請人:斯滕·克爾菲特森