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第二章 电池输送系统整体方案的选择2.1对现有的东西进行分析，提出不足如下图所示，这是现在常用的一种电池输送机构，他采用的是单轨输送，这种输送机构的缺点如下：（1）把电池从电池架输送到电动汽车下面更换，再把用完的电池再回送到电池架上，每个动作只能一步一步的实现，这样所花的时间会比较长。（2）这种输送机构一次只能给一辆车更换电池，这样会使输送系统的效率低下。2.2在此基础上，提出自己的方案 电池输送系统就是要能快速的把电池从一个地方输送到另一个地方，以便于完成应有的动作，尽量使整个过程快捷且高效。整个方案平面布局图（这里只画出了整个输送机构的一部分）如下：满电池输送系统是把充满电的电池直接输送到预定位置，以便于更换掉已用完电的电池；电动汽车下面输送小车主要横向移动电池，和进行电池的更换。已用电池回送系统，是指把从电动汽车上卸下来的电池输送回电池架上。这套输送机构可以避免上述的缺点，他可以给三辆电动汽车换电池。2.3方案里的每一部分机构方案的分析与选择2.3.1满电池输送系统方案的分析与选择2.3.1.1各输送方案的简介连续输送设备主要有：带式输送机，链式输送机，辊道式输送机，螺旋式输送机，气力输送机等。（1）带式输送机带式输送机是用连续运动的无端输送带输运货物的机械。用胶带作为输送带的称胶带输送机，简称胶带机，俗称皮带机。 带式输送机的结构和工作原理是：输送带既是承载货物的承载构件，又是传递牵引力的牵引构件，依靠输送带与滚筒之间的摩擦力平稳地进行驱动。 带式输送机主要用于水平方向或坡度不大的倾斜方向连续输送散粒货物，也可用于输送重量较轻的大宗成件货物。其特点是：输送货物量大、品种多、输送距离长；输送能力大，生产率高；结构简单，基建投资少，营运费运低；输送线路可以成水平方向、垂直方向弯曲布置，受地形条件限制较小；工作平稳可靠；操作简单，安全可靠，以实现自动控制。正是由于其优越的特点，其应用场合遍及仓库、港口、车站、工厂、煤矿、矿山、建筑工地。但带式输送机不能自动取货，当货流变化时，需要重新布置输送线路，输送角度不大。另外，它不密闭当它运送轻质粉状物料时，在装载点、卸载点和两台带式输送机的连接处，易扬起粉尘，需采取防尘措施。（2）链式输送机链式输送机的特点是：用绕过若干链轮的无端链条作牵引构件，由驱动链轮通过齿轮与链节的啮合将圆周牵引力传递给链条，在链条上或固接着一定的工作构件上输送货物。与带传动相比，链传动无弹性滑动和打滑现象，能够保证准确的平均传动比，传动效率高；由于不需要张紧，作用在轴上的径向力较小；在相同的条件下，链传动的结构较为紧凑。同时能够在高温、低速和恶劣的环境下工作。与齿轮传动相比，链传动的制造和安装精度要求较低，成本低廉；在远距离传动时比齿轮传动轻便。主要缺点：在两平行轴间只能用于同向回转的传动；不能保证恒定的瞬时传动比；磨损后易跳齿；工作时有噪声；不易在载荷变化很大和急速反向的传动中。 （3）辊道式输送机1 辊子；2支架；3支腿；4物品；5传动装置；6驱动装置图（1） 辊道式输送机如 图（1）所示，辊道式输送机是一种结构比较简单、使用最为广泛的输送机械。它由一系列以一定的间距排列的辊子组成，用于输送成件货物或托盘货物。与其他输送成件货物的输送机相比，它的结构简单，运转可靠，布置灵活，输送平稳，使用方便、经济、节能，而且最突出的是它与生产过程和卸载搬运系统能很好的衔接和配置，并有功能的多样性，易于组成流水线作业，可并排组成大宽度的输送机，以运送大型成件物品。由于它具有这些特点，因而在仓库、港口、货场得到了广泛应用。为了方便输送货物，货物和托盘的底部必须有沿输送方向的连续支撑面。为保证货物在辊子上移动时的稳定性，该支撑面至少应该接触四个辊子，即辊子间距应小于货物支撑面长度的四分之一。 圆柱形辊道式输送机通用性好，可输送具有平直底部的各类物品，允许物品的宽度在较大范围内变动，一般用于输送机线路的直线段。 圆锥形辊道式输送机用于输送机线路圆弧段，多与圆柱形辊道式输送机直线段配套使用，可以避免物品在圆弧段运行时发生滑动和错位现象，保持正常方位。 轮型辊道式输送机的辊子自重轻，运行阻力小，多用于立体仓库金属货架的辊道和专用生产流水线作业中。（4）螺旋式输送机 螺旋式输送机是一种没有挠性牵引构件的输送机。它依靠带有螺旋叶片的转轴装在封闭的料槽内旋转，利用螺旋面的推力使散料物资沿着轴向输送的一种连续输送机械。它的优点是：结构简单、紧凑，没有空反分支，因而横断面尺寸小，可再多点装货和卸货；装、卸料点选取灵活，随处可取；工作可靠，易于维修，造价低；输送散货时能在料槽内实现密闭输送，对环境污染小。 它的缺点是：由于物料对螺旋、物料对料槽的摩擦和物料的搅拌，在运送过程中的阻力大，使单位功率消耗较大；螺旋和料槽容易磨损，物料也可能破碎；螺旋输送机对超载较敏感，易产生堵塞现象。因此，一般来说，螺旋输送机输送距离不长、生产率较低，适于输送摩擦力较小的物料，不易输送黏性大、易结块及大块的物料。 （5）气力输送气力输送装置与其他连续作用装卸机械相比，有两个根本不同点，其一是靠密闭的管路输送，其二是输送过程没有回程。气力输送的这两大特点，使其具备了许多优点，这些优点是其他输送机所没有的。2.3.1.2输送方案的选择换电站电池的输送系统就需要它的结构简单，运转可靠，布置灵活，输送平稳，使用方便、经济、节能，而且最重要的是要求它的输送过程和卸载搬运系统能很好的衔接和配置。输送系统与换电设备的电池对接转换是很重要的，合理、快速的对接，可以减少时间的消耗，加快换电过程，还可以防止对电池的损坏。通过以上对各种连续性输送系统的比较，可以看出辊子输送机就具有这些特点，能满足这些要求。辊子输送机还具有的功能多样性和布置的灵活性，这可以方便输送系统的布局，合理的利用换电站的空间，它的标准化、系列化、通用化程度高，易于拼装组成不同的生产线，同时不需要特殊的土建基础。因此在电池输送过程中选择辊子输送机，如 图（2）所示 。图（3）为棍子输送机的传动效果图。电池的输送过程全部采用直线输送，也就是直线并行输送。把电池从仓库输送到换电工位时中间采用转运小车进行中转，把电池转运到需要的换电工位的辊子上，进行输送和使用。从车上换下的电池也是由辊子输送机送回。输送电池和回运电池是分开的，这两个过程互不影响，有各自独立的驱动、控制系统和线路。1链轮 2链条 3辊子图（2）图（3）辊子传动效果图2.3.2满电池输送系统驱动形式的分析与选择2.3.2.1各种驱动方案的介绍（1） 链传动该种传动方式分单链和双链两种形式，是在每个辊子轴或辊筒上装有两个相同的链轮（单链传动用单链轮，双链传动用双链轮），分别用链条与前后辊子上的链轮相连，当驱动装置驱动与它相连的第一个辊子时，其余的辊子则通过链传动依次被带动。（2） 齿轮传动齿轮传动的辊子输送机有两种形式：一是圆锥齿轮传动，该种传动方式是在每个辊子轴或辊筒上装有一个圆锥齿轮，在主动轴上对应于每个辊子都装有与之相啮合的圆锥齿轮，当驱动装置驱动主动轴时，啮合圆锥齿轮使所有的辊子以相同的速度和方向转动，达到输送物品的目的；二是圆柱齿轮传动，该种传动方式是在每个辊子轴或辊筒上装有一个圆柱齿轮，每个辊子上的圆柱齿轮通过一个过渡齿轮相啮合，当驱动装置驱动第一个与其相连的辊子时，过渡齿轮使所有的辊子以同速度向同方向转动达到输送物品的目的。（3）带传动带传动有以下几种形式：(1) V带传动方式 用V带传动原理，与上述链传动方式类似，将每个辊子轴或辊筒上装有两个相同的带轮，分别用V带与前后辊子上的带轮相连。V带传动的成本较链传动的要低。(2) 输送带传动方式 该辊子输送机共有三层辊子，上层辊子与物品直接接触，向物品传递摩擦驱动力；中间的辊子起夹带和支承输送带的作用，使上层辊子与胶带之间产生摩擦力，来驱动上层辊子转动；下层辊子用来支承回程输送带。当驱动装置驱动输送带时，输送带与上层辊子之间的摩擦使辊子转动并带动物品向前移动。物品的运动方向与胶带的运动方向相反。(3) V形带和O形带传动方式 它是利用独立的V形带和O形带传动结构，由V形带和O形带的外表面与辊子之间的摩擦使辊子转动并带动物品向前移动。物品的运动方向与传动带的运动方向相反。2.3.2.2 驱动形式的选择如 图（4）所示，链传动承载能力大，通用性好，布置方便，对环境适应性强，可在经常接触油、水及湿度较高的地方工作。由于它具有这些优点，因此，在电池轨道输送系统中采用链传动，每个辊子轴上装两个链轮。电动机、减速器和链条传动装置驱动第一个辊子，然后再由第一个辊子通过链条传动装置驱动第二个辊子，逐次传递，实现全部辊子成为驱动辊子，来完成电池的输送。1-支架 2-链轮 3-辊子 4-链条 5-电机和减速器图(4)2.3.3驱动装置减速器机构的选择由于输送电池的速度，因此不能直接用电动机带动链轮，而应在其中间放置减速器，初步计算出来的减速比为，若采用齿轮机构来实现减速，则变速箱需要通过两对齿轮方能实现所需减速比。这样一来，会使得齿轮的尺寸显得过大，而且整个机构显得较复杂。而采用蜗杆蜗轮减速，则可较容易实现。而且由于传动比大，零件数目又少，因而结构紧凑。由于蜗杆齿是是连续不断的螺旋齿，它和蜗轮齿是逐渐进入啮合及逐渐退出啮合的，同时啮合的齿对又较多，故冲击载荷小，传动平稳，噪声低。2.3.4电池缓冲限位装置的分析与选择2.3.4.1各种缓冲定位机构的介绍（1） 弹簧缓冲定位机构弹簧缓冲机构，是目前市场上所有的缓冲机构中最简单实用的一种，它不仅结构简单，安装方便，而且使用寿命较长，且价格便宜，而且更换较容易。（2） 液压缸缓冲定位机构以下图片是液压缸缓冲机构液压缓冲器广泛应用于起重、运输、冶金、铁路、车辆等设备上,在港口机械上更是大量使用。液压缓冲器的主要功能是在运行过程中防止刚性碰撞,避免造成设备部件损坏的安全缓冲装置,液压缓冲器是利用限流孔对油液的阻尼效应而设计的，设计时使参加节流的小孔数目随缓冲位移加大而减少，从而达到匀速缓冲。由于缓冲油压力很高，可达10MPa以上，因此要求液压缓冲器结构紧凑、缓冲容量大，必要时可用多个缓冲器，并将其压力油腔连通，以使压力均衡、缓冲效果平稳。其特点是:结构紧凑、吸收能量大、作用平稳、无反弹、对环境要求低等。2.3.4.2缓冲定位机构的选择缓冲定位机构的目的是降低由于电池的惯性所带来的冲击，从而减少对电池的损伤，而电池的惯性不是非常大，因此无需采用液压缓冲机构，采用弹簧缓冲机构就可以满足要求；从定位方面来看，在弹簧缓冲机构上安装定位机构也更方便。2.3.5电池推动装置的分析与选择2.3.5.1各种推动装置的介绍（1） 液压缸推动装置此图是液压缸推动装置，其最主要的的部件就是液压缸，液压缸是将液体的压力能转换成机械能，实现往复直线运动或往复摆动的执行元件，它具有结构简单，工作可靠，和制造容易等优点。（2） 连杆机构推动装置连杆机构是一种应用十分广泛的机构，连杆机构的优点：采用低副，面接触、承载大、便于润滑、不易磨损形状简单、易加工、容易获得较高的制造精度；改变杆的相对长度，从动件运动规律不同；连杆曲线丰富，可满足不同要求。连杆机构的缺点：构件和运动副多，累积误差大，运动精度和效率较低；产生动载荷（惯性力），不适合高速；设计较复杂，难以实现精确的轨迹。上图中通过变速箱输出轴来和曲柄相连，从而使连杆带动连接在其上的电池推板推动电池向前运动，而在回程过程中，由于连杆机构的急回运动特性，可以节省许多时间。2.3.5.2电池推动装置的选择以上两种机构都有各自的优越性，但由于这里推动电池所需要的力不大，而且推动的行程比较大，因此，若采用连杆机构，虽然可以节省少许时间，但会使得整个推动装置所占用的空间比较大；而且考虑到电池的推动速度，会使得变速箱的变速比比较大，初步计算的结果为，这样一来，整个变速箱的结构会比较复杂。因此，用此机构来推动电池所花的成本会远远高于用液压推动装置；除此之外，液压推动装置更容易实现位置控制，工作更可靠，显然，液压缸推动装置更优越一些。2.3.6电池输送小车中举升机构方案的讨论与选择2.3.6.1各种举升方案的介绍（1）伸缩式液压缸举升机构这种举升机构结构简单，容易制造，其主要部件为单杆活塞式液压缸，举升电池时可以同时采用几个液压缸来完成，这种举升机构的特点有：举升的高度就为活塞杆实际伸出去的距离；用几个液压缸来举升时