[实用新型]电动商用车换电机器人控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种机器人控制系统，尤其涉及一种电动商用车换电机器人控制系统。 

背景技术

在电动汽车领域，电动商用车市场容量大，使用面广，其商业化运营具有广阔的市场前景及推广价值。电动商用车通常具有使用频次高，运营连续等特点，其能否成功运营的关键点在于能量是否能够快速补给。目前市面推广的电动商用车能量补给主要分为充电、换电两种，由于充电存在充电时间长、充电站利用率低等缺陷，直接影响了电动商用车的大面积推广应用。 

为了解决电动商用车电能快速补给问题，就当前的工业机器人应用开发技术，电动商用车的换电方案可行性更高。就目前而言，受单箱电池容量的限制，电动商用车动力电池往往采用多电池箱组合来供给电能，每箱电池箱自身重量大，数量多，人工更换效率低，电池箱的快速更换成为电动商用车产业化发展的技术难题。为了解决这一技术难题，出现了电池箱快速更换机器人，通常可在8—10分钟内完成电池组的全部更换。 

目前，国内相关企业机构对电动公交车的电池更换系统有一定的研究，中国专利CN101214814A提出了一种四箱更换的方式，以解决电池箱的更换问题，但是这种方式同时更换，对于机械结构加工要求精度过高，出现变形后，定位难度大。 

中国专利CN102673536A提出了一种独立对称的换电机构，两侧电池架都能够独立旋转、伸缩、升降，当更换电池时需要旋转180度，这样造成占地面积大，而且两侧电池架的旋转功能可以省略，只留中间的换电功能就满足使用要求，重复的旋转功能造成机械机构复杂度提高。 

中国专利CN202641653A的旋转装置安装在托盘的底部，这样会造成高度的增加，对于底盘较低的车辆，会影响换电效果。 

因此，在大力发展电动汽车产业化的同时，相应的换电基础设施也需同步提高，由于现有的电池箱更换方式多是采用多个设备间的相互配合，或是单个设备的重复运动，这种换电方式造成了换电区域面积大、换电时间长、重复定位次数多，控制程序复杂、故障率高等，进而影响了快速、准确、安全的对电动公交车电池进行更换，阻碍了电动车行业的正常发展。 

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供了一种电动商用车换电机器人控制系统，它将多种换电机器人间协同配合来完成的换电任务集成到一个机器人上，换电机器人本体上 安装电池箱暂存架，将待换电的电池箱全部置于电池箱暂存架上，从而有效地缩短了机器人换电时的行程，减少不必要的重复定位工序，使控制系统控制程序实现结构大大简化，使快换机器人的易用性、可靠性明显提高。 

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案: 

一种电动商用车换电机器人控制系统，它包括安装在控制柜内的PLC控制器单元，所述PLC控制器单元与传感器单元、开关单元以及后台计算机连接；PLC控制器单元还分别与触摸屏、伺服驱动器以及控制面板连接；伺服驱动器则与伺服电机连接，伺服电机设有编码器，编码器与伺服驱动器连接。 

所述PLC控制器单元包括电源模块、CPU模块、串口模块、位置模块、模拟量输入模块、开关量输出模块、开关量输入模块；各模块并排安装在控制柜内的导轨上，彼此靠接口相连接；其中，CPU模块与触摸屏连接；串口模块与传感器单元和后台计算机连接；位置模块与伺服驱动器连接；模拟量输入模块也与传感器单元连接；开关量输出模块与控制面板连接；开关量输入模块与开关单元连接。 

所述传感器单元包括长距激光传感器、条码传感器、短距传感器以及DMP定位传感器；其中长距激光传感器和条码传感器与串口模块连接，短距激光传感器和DMP定位传感器与模拟量输入模块连接； 

短距激光传感器、DMP定位传感器安装在换电机器人的电池推拉手上，长距激光传感器安装在换电机器人上横梁，条码传感器安装在换电机器人立梁框架上，分别用于对换电机器人行走和提升方向的测量定位。 

所述开关单元包括按钮、原点开关和极限开关；原点开关及极限开关分别安装在换电机器人各运动轴的机械原点及两轴端部，用于每个运动轴的参考机械零点及轴向运动电气极限保护；按钮包括普通运行按钮和急停按钮，急停按钮用于对换电机器人运行中的异常情况进行急停，优先级为第一。 

所述串口模块通过RS-485总线与后台计算机连接。 

所述CPU模块通过RS-232总线或以太网口与触摸屏连接。 

所述伺服电机有多个，每个伺服电机的轴端部设有编码器。