[发明专利]一种电动汽车电池换装外骨骼机器人系统

说明书

技术领域

本发明属于先进制造技术领域，涉及一种机器人系统，尤其是一种电动汽车电池换装外骨骼机器人系统。

背景技术

环境和能源问题日益严峻，传统燃油汽车环境污染严重，能源消耗大，引起人们越来越多的关注与担忧。据联合国能源发展署统计，汽车耗油占石化能源消耗的比例高达75%，其尾气排放占大气污染的30%~60%。在全球倡导低碳经济的背景下，为节约能源、减少温室气体排放，汽车工业发展的重心正在发生转移，发展新能源汽车已成为业界共识。随着技术的不断进步，我国电动汽车应用重点将逐步从公共服务用车、微型电动汽车过渡到电动乘用车，并形成电动汽车发展的市场化机制，实现电动汽车的大规模产业化。电动汽车与传统燃油汽车相比具有零排放、低噪声、高能效、运行及维修成本低廉等优点，在清洁、环保、节能等方面占据着明显的优势，其广泛普及可有效缓解上述问题。但是，在技术和价格的坚冰逐步消融的过程中，配套电力设施的建设成为严重制约电动汽车产业发展的因素。

电动汽车的动力来源为装载于车体内部的动力蓄电池，当动力电池的电能消耗到一定程度时，就必须对其进行能量补充，以保证电动汽车能够持续循环使用。目前电动汽车的能量补给方式主要分为充电和电池换装两种。所谓充电，是指使用外部交流或直流电源直接对动力电池进行充电；而电池换装则是指用充满电能的动力电池替换电动汽车上电能已经耗尽的动力电池来完成电能补充。电池换装主要应用在大型电动公交车和工程车辆中，该种能量补给形式在整体比例中所占比重较大，影响着社会民生的方方面面。目前，我国普及电动汽车主要是从公共交通业入手，在一些城市试点，将公交车改为电动汽车。但电动公交车的电池较重，一般都在上百公斤，因此需要一种设备来帮助人们实现电池的搬运和装卸。现行的换电机器人，无论是导轨式移动机器人，还是皮带输送机器人，虽然能够完成电池的搬运，但是仍有许多难以克服的缺点：

（1）换电机器人柔性设计较差，不可能完成对各种尺寸的电池进行换装；

（2）换电机器人对工作环境要求较高，必须事先设计好工作路线，抗干扰能力较差；

（3）换电机器人对操作工人的要求较高，不能满足各种人群的操作要求，普遍适用性较差。

基于以上难以克服的缺点以及对于电池换装的迫切性需要，一种可穿戴换电外骨骼机器人应市场的需求会应允而生。外骨骼机器人是一种和人紧密联系的人机结合的机械动力系统，类似于昆虫的外骨骼，能穿戴在人体外部，可以给人提供保护、额外的动力和能力，增强人体机能，使得操作者能轻松地完成艰巨的任务。将外骨骼机器人应用到电动汽车的电池换装中，代替传统的传送带和特定的搬运移动设备，可以充分发挥人体智能决策在电池换装中的优势，克服传统电池换装机器人的缺点，大大加快更换速度且保证其高可靠性，同时又能起到助力作用，在较大程度上增加人体的力量，使工人能轻松胜任重型搬运工作。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种电动汽车电池换装外骨骼机器人系统，该系统和人紧密联系的人机结合的机械动力系统，能够给人提供保护、额外的动力和能力，增强人体机能，使得操作者能轻松地完成艰巨的任务。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

这种电动汽车电池换装外骨骼机器人系统，包括穿戴者运动信息采集模块、穿戴者运动信号分析处理模块、外骨骼机器人控制模块和外骨骼机器人机械结构模块；所述穿戴者运动信息采集模块将采集的穿戴者脑电信号传递给穿戴者运动信号分析处理模块，所述穿戴者运动信号分析处理模块分析处理穿戴者脑电信号，识别穿戴者的运动意图，转换为运动信号传递给外骨骼机器人控制模块，所述外骨骼机器人控制模块接收运动信号并控制外骨骼机器人机械结构模块根据运动信号进行活动。

上述穿戴者运动信号分析处理模块是计算机。

进一步，上述外骨骼机器人控制模块采用DSP实现。

上述DSP采用TMS320F2812。