1.本发明涉及换电技术领域，尤其涉及一种抓手装置及换电装置。


背景技术：

2.随着新能源汽车的不断普及，电动汽车换电环节是电动汽车行业需要解决的重要问题，利用专门的电池更换设备，实现自动换电，是电动汽车充换电站的技术发展方向。
3.现有技术中的顶抓式换电装置主要包括抓手装置和位移驱动装置。抓手装置的部分可置入电池顶部的框架内并与框架连接，以抓取电池。位移驱动装置与抓手装置连接，以带动抓手装置位移。
4.但是，由于误差等原因，在抓取电池的过程中，位移驱动装置带动抓手装置下降时可能具有偏差，从而导致抓手装置无法置入框架内与框架连接。因此，如何解决现有技术中抓取电池过程中，抓手装置下降时易产生偏差，而无法与电池顶部的框架连接的问题是本领域技术人员所亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明提供一种至少能够在一定程度上解决上述问题的抓手装置及换电装置。
6.本发明提供一种抓手装置，包括：
7.第一支座和第二支座，二者相对设置，且所述第一支座用于与位移驱动装置连接；
8.挠性件，其数量设置为至少三个，各个所述挠性件均第一端与所述第一支座连接，第二端与所述第二支座连接；
9.伸缩组件，设置于所述第一支座，并可在伸出状态与缩回状态转换，在所述伸出状态，所述伸缩组件与所述第二支座连接，在所述缩回状态，所述伸缩组件与所述第二支座脱离；
10.连接组件，设置于所述第二支座，并可在锁止状态与解锁状态转换，在所述锁止状态，所述连接组件与电池框连接，在所述解锁状态所述连接组件与所述电池框脱离。
11.根据本发明提供的一种抓手装置，所述伸缩组件包括滑动销和第一驱动机构；
12.其中，所述滑动销与所述第一支座可滑动地相连接，所述第二支座上设有供所述滑动销伸入的定位孔，所述第一驱动机构用于驱动所述滑动销位移，在所述伸出状态，所述滑动销伸入所述定位孔，在所述缩回状态，所述滑动销从所述定位孔脱出。
13.根据本发明提供的一种抓手装置，所述滑动销与所述定位孔配合的一端设有圆锥结构，并且在沿所述滑动销靠近所述定位孔的一端至所述滑动销远离所述定位孔的一端的方向上，所述圆锥结构的横截面直径逐渐变大，所述定位孔包括与所述圆锥结构配合的锥形孔。
14.根据本发明提供的一种抓手装置，所述第一支座上设有安装座，所述安装座设有供所述滑动销伸入的导向孔，所述滑动销可滑动地设置于所述导向孔。
15.根据本发明提供的一种抓手装置，所述第二支座远离所述第一支座的一侧，其边
沿处设置有导向斜面，在沿所述第一支座至所述第二支座的方向上，所述导向斜面逐渐向靠近所述第二支座的中部的方向倾斜。
16.根据本发明提供的一种抓手装置，还包括过渡座和转动驱动机构；
17.其中，所述过渡座用于连接所述第一支座与所述位移驱动装置，所述第一支座与所述过渡座可转动地相连接；
18.所述转动驱动机构用于驱动所述第一支座相对于所述过渡座转动。
19.根据本发明提供的一种抓手装置，还包括第二驱动机构，所述连接组件包括卡块；
20.所述第二支座上设有供所述卡块伸入的支撑孔，所述支撑孔沿垂直于所述伸缩组件的方向延伸，所述卡块的第一端可滑动地伸入所述支撑孔，第二端用于与所述电池框卡接配合；
21.所述第二驱动机构用于驱动所述卡块沿所述支撑孔滑动。
22.根据本发明提供的一种抓手装置，所述连接组件还包括弹簧及软轴；
23.其中，所述弹簧的第一端与所述第二支座相抵，第二端与所述卡块的第一端相抵，以向所述卡块的第二端方向推动所述卡块；
24.所述软轴的第一端与所述卡块的第一端连接，第二端与所述第二驱动机构连接，所述第二驱动机构通过所述软轴驱动所述卡块位移。
25.根据本发明提供的一种抓手装置，所述卡块的数量设置为多个，多个所述卡块沿所述第二支座的周向分布，所述软轴与所述卡块一一对应。
26.本发明还提供一种换电装置，包括位移驱动装置及如上任一项所述的抓手装置，所述位移驱动装置用于带动所述抓手装置位移。
27.本发明提供的抓手装置，通过挠性件连接第一支座与第二支座。抓取过程中，位移驱动装置带动抓手装置下降至靠近电池的电池框，此时伸缩组件处于缩回状态，第一支座与第二支座只通过挠性件连接，第二支座可相对于第一支座晃动。即伸缩组件处于缩回状态时，第二支座处于浮动状态。如此，随着抓手装置进一步下降，第二支座与电池框接触时可自适应调整，以更轻松地置入电池框内，然后通过连接组件将第二支座与电池框连接。最后，可使伸缩组件转换至伸出状态以与第二支座连接，防止运行过程中第二支座相对于第一支座晃动。
28.如此设置，抓手装置通过伸缩组件在缩回状态与伸出状态转换，使得第二支座可在浮动状态和非浮动状态转换，并可在与电池的电池框连接时，使第二支座处于浮动状态，以提高第二支座对电池框的适应性，以便于第二支座与电池框连接，降低抓取难度。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1是本发明的实施例中提供的抓手装置的结构示意图；
31.图2是图1所示抓手装置的左视图；
32.附图标记：
33.1：第一支座；2：第二支座；3：挠性件；
34.4：滑动销；5：圆锥结构；6：安装座；
35.7：过渡座；8：卡块；9：弹簧；
36.10：软轴；11：导向斜面；12：第一传动轮：
37.13：第二传动轮：14：驱动电机。
具体实施方式
38.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.下面结合图1至图2描述本发明的实施例中提供的抓手装置。
40.具体来说，抓手装置包括第一支座1、第二支座2、挠性件3、伸缩组件及连接组件。
41.其中，第一支座1和第二支座2相对设置。第一支座1用于与位移驱动装置连接。例如，第一支座1和第二支座2均可以是由型材等通过焊接或者螺纹紧固件连接形成的框架结构。在抓取电池时，如图1所示，第二支座2位于第一支座1下方。
42.挠性件3的第一端与第一支座1连接，第二端与第二支座2连接。例如，挠性件3包括但不限于是链条、钢丝绳或者吊带。如图1所示，图中所示的挠性件3的数量为四个。挠性件3的数量可根据实际需求进行设置。
43.伸缩组件设置于第一支座1，并且可在伸出状态与缩回状态转换。在伸出状态，伸缩组件与第二支座2连接，在缩回状态，伸缩组件与第二支座2脱离。
44.连接组件设置于第二支座，并可在锁止状态与解锁状态转换。在锁止状态，连接组件与电池框连接；在解锁状态，连接组件与电池框脱离。
45.本发明的实施例中提供的抓手装置，通过挠性件3连接第一支座1与第二支座2。抓取过程中，位移驱动装置带动抓手装置下降至靠近电池的电池框，此时伸缩组件处于缩回状态，第一支座1与第二支座2只通过挠性件3连接，第二支座2可相对于第一支座1晃动。即伸缩组件处于缩回状态时，第二支座2处于浮动状态。
46.随着抓手装置进一步下降，第二支座2与电池框接触时可自适应调整，以更轻松地置入电池框内，然后通过连接组件将第二支座2与电池框连接。最后，可使伸缩组件转换至伸出状态，以是伸缩组件与第二支座2连接，防止运行过程中第二支座2相对于第一支座1晃动，以达到平稳换电的效果。
47.如此设置，抓手装置通过伸缩组件在缩回状态与伸出状态转换，使得第二支座2可在浮动状态和非浮动状态转换。并且，可在抓手装置与电池的电池框连接时，使第二支座2处于浮动状态，提高第二支座2对电池框的适应性，以便于第二支座2与电池框连接，降低抓取难度。
48.需要说明的是，第二支座2在处于浮动状态时可对电池的电池框自适应调整，是因为处于浮动状态的第二支座2与第一支座1之间为通过挠性件3连接，第二支座2可相对于第一支座1摆动、偏转。这样，即使第二支座2与电池的电池框没有对正，只要在抓手装置下降过程中，第二支座2的部分置入电池的电池框内，则在第二支座2自身重力的作用下，第二支
座2就能够进行偏转或摆动，从而调整姿态置入电池框内，完成对电池的抓取，以降低对于电池放置位置的精度要求。例如，在电动车的停放位置不精确时，依旧可以使抓手装置准确地对电动车的电池进行抓取，提高换电的可靠性以及换电的效率。
49.在发明提供的一些实施例中，伸缩组件包括滑动销4和第一驱动机构。
50.其中，滑动销4与第一支座1可滑动地相连接，第二支座2上设有供滑动销4伸入的定位孔。第一驱动机构用于驱动滑动销4位移。在伸出状态，滑动销4伸入定位孔；在缩回状态，滑动销4从定位孔脱出。当滑动销4伸入到定位孔内时，第二支座2无法相对于第一支座1产生摆动，当滑动销4从定位孔脱出时，第二支座2处于浮动状态。
51.进一步地，第一驱动机构可以是气缸、油缸、电缸或者电动推杆。例如，第一驱动机构的壳体与第一支座1连接，伸缩杆与滑动销4传动连接，以带动滑动销4位移。
52.当然，第一驱动机构并不局限于上述形式。例如，第一驱动机构可以包括电机和齿轮。电机安装于第一支座1上，齿轮套装于电机的输出轴上。在滑动销4的外壁上设置有沿滑动销4轴向分布的啮合齿，啮合齿与齿轮传动配合。电机的转动时，即可通过齿轮驱动滑动销4位移。
53.在本发明提供的一些实施例中，滑动销4与定位孔配合的一端设有圆锥结构5。并且在沿滑动销靠近定位孔的一端至滑动销远离定位孔的一端的方向上，圆锥结构的横截面直径逐渐变大。定位孔包括与圆锥结构5配合的锥形孔。通过设置圆锥结构5和锥形孔至少有以下两方面效果。
54.一方面，锥形孔具有对圆锥结构5导向的作用。在滑动销4从缩回状态向伸出状态转换过程中，滑动销4的圆锥结构5的细端与锥形孔的粗端相对，如此，即使换电过程中第二支座2相对于第一支座1出现晃动，滑动销4也能够较为准确地伸入到定位孔内。
55.另一方面，锥形结构与锥形孔贴合后，锥形结构与锥形孔之间的相互作用力会产生向下的分力，即滑动销4能够顶紧第二支座2，从而使第一支座1与第二支座2形成刚性连接。这样，在滑动销4处于伸出状态下，第二支座2除了不能摆动外，也不会向上位移。
56.在本发明提供的一些实施例中，第一支座2上设有安装座6。安装座6设有供滑动销4伸入的导向孔，滑动销4可滑动地设置于导向孔。通过设置安装座6与滑动销4滑动配合，在抓手装置抓取电池转运过程中，电池对第二支座2产生的力传递至滑动销4，并经过滑动销4传递至安装座6，由安装座6承受，从而能够减少甚至避免由第一驱动机构承受冲击，以避免第一驱动机构受损，延长第一驱动机构的使用寿命。
57.参考图1所示，在本发明提供的一些实施例中，第二支座2远离第一支座1的一侧，其边沿处设有导向斜面11。在沿第一支座至第二支座的方向上，导向斜面逐渐向靠近第二支座的中部的方向倾斜。通过设置导向斜面11，在第二支座2置入电池框的过程中，能够起到导向的作用，从而更便于使第二支座2置入到电池框内。可选地，第二支座的四周边沿处均设置有导向斜面11。
58.在本发明提供的一些实施例中，抓手装置还包括过渡座7和转动驱动机构。其中，过渡座7用于连接第一支座1与位移驱动装置，第一支座1与过渡座7可转动地相连接。转动驱动机构用于驱动第一支座1相对于过渡座7转动。
59.第一支座1通过过渡座7与位移驱动装置连接，并且第一支座1与过渡座7转动连接，可使得抓手装置在抓取电池的过程中，能够通过转动驱动机构调整第二支座2的角度方
位，以与电池的角度方位相适配，从而进一步降低对于电池放置位置的精度要求，提高抓取的可靠性以及换电的效率。
60.可选地，过渡座7可以是由型材和板材等通过焊接或者螺纹紧固件连接的形式制成的独立于位移驱动装置之外的零件。即过渡座7的一端与位移驱动装置连接，另一端与第一支座1连接。当然，过渡座7也可以作为位移驱动装置的一部分。
61.可选地，转动驱动机构包括第一传动轮12、第二传动轮13和驱动电机14。例如，第一传动轮12可与过渡座7固定连接，并且第一传动轮12的中心线与第一支座1的转动轴线共线。驱动电机14设置于第一支座1上。第二传动轮13套装于驱动电机14的输出轴上，并且与第一传动轮12传动连接。通过驱动电机14驱动第二传动轮13转动，可使第一支座1相对于过渡座7转动。
62.当然，除了上述的设置方式，通过将第一传动轮12与第一支座1固定连接，并且第一传动轮12的中心线与第一支座1的转动轴线共线。驱动电机14设置于过渡座7上。第二传动轮13套装于驱动电机14的输出轴上，并与第一传动轮12传动连接。通过驱动电机14驱动第二传动轮13转动，同样可使第一支座1相对于过渡座7转动。
63.可选地，第一传动轮12和第二传动轮13均可以为齿轮、同步带轮或者链轮。
64.在本发明提供的一些实施例中，抓手装置还包括第二驱动机构。连接组件包括卡块8。
65.第二支座2上设有供卡块8伸入的支撑孔，支撑孔沿垂直于伸缩组件的方向延伸。卡块8的第一端可滑动地伸入支撑孔，第二端用于与电池框卡接配合。第二驱动机构用于驱动卡块8沿支撑孔滑动。例如，卡块8可以卡入到电池框的两个横杆之间的间隙内，或者也可以在电池框上设置供卡块8伸入的卡接孔。在锁止状态，卡块8从支撑孔伸出与电池框卡接；在解锁状态，卡块8缩回支撑孔内，与电池框脱离。
66.进一步地，第二驱动机构可以是电缸、气缸、油缸或者电动推杆。例如，第二驱动机构的壳体与第二支座2连接，第二驱动机构的伸缩杆与卡块8连接，以带动卡块8位移。
67.抓取电池的过程中，卡块8先缩回，以使第二支座2可置入电池的电池框。在第二支座2置入电池的电池框后，卡块8伸出，与电池框卡接连接，从而使第二支座2与电池框连接。如此设置，连接组件的结构简单。
68.在本发明提供的一些实施例中，连接组件还包括弹簧9及软轴10。
69.其中，弹簧9的第一端与第二支座2相抵，第二端与卡块8的第一端相抵，以向卡块8的第二端方向推动卡块8。软轴10的第一端与卡块8的第一端连接，第二端与第二驱动机构连接。第二驱动机构通过软轴10驱动卡块8位移。使用时，第二驱动机构通过驱动软轴10拉动卡块8缩回，并且弹簧9可以使卡块8和软轴10进行复位。
70.在本发明提供的一些实施例中，卡块8的数量设置为多个，多个卡块8沿第二支座的周向分布。软轴10与卡块8一一对应。通过设置多个卡块8能够提高第二支座2与电池连接的稳固性。各个软轴10的第一端与对应的卡块8连接，第二端可与第二驱动机构连接。
71.第二驱动机构通过软轴10驱动卡块8位移，可以使第二驱动机构的设置位置更加灵活。例如，第二驱动机构可以设置在第一支座1上，也可以设置第二支座2上，从而可以优化抓手装置的各个部件的空间布局。并且通过设置软轴10，可使得利用一个第二驱动机构即可驱动多个卡块8位移，从而减少第二驱动机构的使用数量，简化抓手装置的结构，降低
抓手装置的重量及成本，并且能够提高卡块8伸缩的同步性。
72.可选地，第二驱动机构可以是气缸、油缸、电缸及电动推杆。第二驱动机构的外壳可与第一支座或者第二支座连接，伸缩杆可与软轴10的第二端连接，以驱动软轴10。
73.需要说明的是，在本发明提供的一些实施例中，可以将上述各个实施例中的部件可以进行结合。
74.例如，抓手装置包括第一支座1、第二支座2、挠性件3、伸缩组件及连接组件。第一支座1和第二支座2相对设置，且第一支座1用于与位移驱动装置连接。挠性件3的数量设置为至少三个，各个挠性件3均第一端与第一支座1连接，第二端与第二支座2连接。伸缩组件设置于第一支座1，且朝第二支座2可伸缩设置，伸缩组件可在伸出状态与缩回状态转换，在伸出状态，伸缩组件与第二支座2连接，在缩回状态，伸缩组件与第二支座2脱离。连接组件设置于第二支座，并可在锁止状态与解锁状态转换，在锁止状态，连接组件与电池框连接，在解锁状态，连接组件与电池框脱离。
75.伸缩组件包括滑动销4和第一驱动机构。其中，滑动销4与第一支座1可滑动地相连接，第二支座2上设有供滑动销4伸入的定位孔，第一驱动机构用于驱动滑动销4位移，在伸出状态，滑动销4伸入定位孔，在缩回状态，滑动销4从定位孔脱出。滑动销4与定位孔配合的一端设有圆锥结构5，定位孔包括圆锥结构5配合的锥形孔。并且在沿滑动销靠近定位孔的一端至滑动销远离定位孔的一端的方向上，圆锥结构的横截面直径逐渐变大。第二支座2上设有安装座6，安装座6设有供滑动销4伸入的导向孔，滑动销4可滑动地设置于导向孔。
76.抓手机构还包括过渡座7和转动驱动机构。其中，过渡座7用于连接第一支座1与位移驱动装置，第一支座1与过渡座7可转动地相连接。转动驱动机构用于驱动第一支座1相对于过渡座7转动。
77.抓手装置还包括第二驱动机构。连接组件包括卡块8、弹簧9及软轴10。第二支座2上设有供卡块8伸入的支撑孔，卡块8的第一端可滑动地伸入支撑孔，第二端用于与顶部框架卡接配合。弹簧9的第一端与第二支座2相抵，第二端与卡块8的第一端相抵，以向卡块8的第二端方向推动卡块8。软轴10的第一端与卡块8的第一端连接，第二端与第二驱动机构连接。第二驱动机构通过软轴10驱动卡块8位移。卡块8的数量设置为多个，软轴10与卡块8一一对应。第二支座2远离第一支座1的一侧，其边沿处设有导向斜面11。在沿第一支座至第二支座的方向上，导向斜面逐渐向靠近第二支座的中部的方向倾斜。
78.本发明的实施例中还提供一种换电装置，其包括位移驱动装置及如上任一项的抓手装置。位移驱动装置用于带动抓手装置位移。
79.需要说明的是，换电装置包含了抓手装置也就包含了其所有优点，此处不再赘述。
80.在本发明提供的一些实施例中，位移驱动装置包括底座和机械臂机构。机械臂机构的固定端与底座相连接，机械臂机构的活动端与抓手装置相连接。通过机械臂的活动端带动抓手装置进行位移。机械臂机构的臂节数量可以根据实际需要进行设置。
81.可选地，机械臂机构的固定端可以通过回转支承与底座可转动地相连接。以使机械臂机构能够进行转动，从而更方便地完成取放电池的作业。
82.可选地，位移驱动装置还包括导轨。底座可滑动地设置在导轨上，位移驱动机构还包括驱底座沿导轨滑动的第三驱动机构。从而使得换电装置能够往复运动进行取放电池。第三驱动机构可以是丝杠螺母驱动机构、油缸、气缸或电缸。
83.在本发明提供的一些实施例中，位移驱动装置包括龙门架和升降机构。龙门架可滑动地设置于滑轨上。龙门架可在丝杠螺母驱动机构、油缸、气缸或电缸的驱动下沿滑轨位移。并且龙门架上还设置有导轨，导轨的长度方向与滑轨的长度方向相垂直。升降机构可滑动地设置于导轨上。升降机构可在丝杠螺母驱动机构、油缸、气缸或电缸的驱动下沿导轨位移。抓手装置与升降机构连接，升降机构用于带动抓手装置升降。通过龙门架沿滑轨位移，以及升降机构沿导轨位移，能够调整抓手装置在水平面内的位置。通过升降机构能够调整抓手装置的竖直高度位置。
84.可选地，升降机构可以是丝杠螺母升降机构、油缸、气缸或电缸。
85.在本发明提供的一些实施例中，位移驱动装置包括叉车。抓手装置设置于叉车的叉架上，并通过叉车的升降装置带动抓手装置升降。通过叉车带动抓手装置位移，以达到转移电池的效果。
86.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。