日前，國(guó)網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院申報(bào)的海外專利”電動(dòng)公交車換電機(jī)器人系統(tǒng)”，獲得了美國(guó)國(guó)家專利商標(biāo)局的授權(quán)通知。這是該院在2013年年初取得海外專利授權(quán)之后，成功獲得的第二個(gè)海外專利。

　　10月23日，一輛換電型電動(dòng)公交車在山東臨沂市區(qū)轉(zhuǎn)了一圈后駛?cè)虢骨f電動(dòng)汽車充換電站，在快換機(jī)器人和堆垛機(jī)器人根據(jù)定位協(xié)調(diào)配合下，8分鐘就換好了電池，接著駛出換電站繼續(xù)工作。這是記者在焦莊電動(dòng)汽車充換電站看到的情形。該站的設(shè)計(jì)及建設(shè)全部由山東電科院(300215,股吧)完成。該站作為全國(guó)首批電動(dòng)汽車充換電站，采用了目前技術(shù)最先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)思想，實(shí)現(xiàn)了換電技術(shù)、充換電模式和運(yùn)營(yíng)模式等多方面的創(chuàng)新。

　　臨沂焦莊電動(dòng)汽車充換電站由充電站和換電站組成。充電站內(nèi)有直流充電樁21個(gè)，交流充電樁15個(gè)，可同時(shí)為30輛電動(dòng)汽車提供不間斷的充電服務(wù)，現(xiàn)每天有60余輛城市公交車在站內(nèi)充電。作為臨沂市第一座換電站，可滿足30輛純電動(dòng)公交車更換電池的需要，每天可為電動(dòng)公交車完成換電60余輛次。

　　整個(gè)換電站由電池快換區(qū)、電池維護(hù)區(qū)、站內(nèi)中心監(jiān)控室、配電室等功能區(qū)組成。該項(xiàng)目的主要負(fù)責(zé)人戚暉介紹說，”整個(gè)換電作業(yè)區(qū)約1000平方米，采用的是目前國(guó)內(nèi)僅有的，也是最先進(jìn)的基于直角坐標(biāo)機(jī)器人和中轉(zhuǎn)臺(tái)的平移換電技術(shù)，精密伺服驅(qū)動(dòng)，全自主運(yùn)行完成換電任務(wù)。每個(gè)換電工位由兩個(gè)換電單元協(xié)同工作，完成公交車兩側(cè)電池更換。每個(gè)換電單元由快換機(jī)器人、堆垛機(jī)器人、電池架、電池中轉(zhuǎn)臺(tái)及后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)等組成。”

　　記者在現(xiàn)場(chǎng)看到，換電機(jī)器人像一臺(tái)”變形金剛”當(dāng)公交車進(jìn)入換電車道，機(jī)器人自動(dòng)行駛到電池箱位置，經(jīng)過激光、視覺等多傳感器定位，機(jī)器人伸出機(jī)械臂，調(diào)整好姿態(tài)快速取出乏電池，準(zhǔn)確放到中轉(zhuǎn)臺(tái)上，將滿電池可靠地裝入電動(dòng)汽車電池箱。戚暉介紹說，”該機(jī)器人具有6個(gè)自由度，可自動(dòng)適應(yīng)車體姿態(tài)，包括電動(dòng)汽車進(jìn)站換電時(shí)行進(jìn)方向偏差和車內(nèi)電池與地面夾角的自動(dòng)適應(yīng)。另外，快換機(jī)器人采用托盤平移結(jié)構(gòu)，可擴(kuò)展性較強(qiáng)，可以滿足不同車型的電池更換。”

　　堆垛機(jī)器人像一個(gè)”大力士”，具有4個(gè)自由度，機(jī)器人由龍門結(jié)構(gòu)、貨叉、解鎖機(jī)構(gòu)幾部分組成，沿天軌與地軌平移。電池托盤沿垂直導(dǎo)軌升降并沿前后導(dǎo)軌伸縮，堆垛機(jī)器人取出中轉(zhuǎn)臺(tái)上換下的電池放入充電架內(nèi)充電，并將充滿電的電池放在中轉(zhuǎn)臺(tái)上以備使用。

　　電動(dòng)公交車換電機(jī)器人系統(tǒng)是山東電科院自主研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電動(dòng)公交車電池更換系統(tǒng)。2011年5月1日，山東電科院智能機(jī)器人班組承擔(dān)了臨沂換電機(jī)器人項(xiàng)目，展開了一場(chǎng)艱苦卓絕的攻關(guān)戰(zhàn)。經(jīng)過大約半年的刻苦專研，技術(shù)人員攻克了一個(gè)個(gè)難題，終于在2011年10月10日研制出了樣機(jī)，該成果順利通過省公司驗(yàn)收。該系統(tǒng)利用模式識(shí)別技術(shù)、多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)、多自由度多軸聯(lián)動(dòng)控制技術(shù)、高速機(jī)械視覺定位技術(shù)等多種技術(shù)解決了電動(dòng)公交車電池快換領(lǐng)域定位精度和控制精度低、可靠性差、換電效率低等關(guān)鍵性和重要性難題，縮短了換電時(shí)間、提高了換電效率，為電動(dòng)公交車換電能夠?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)提供了可靠保障。

　　”與省內(nèi)規(guī)模最大的青島薛家島電動(dòng)汽車充換電站內(nèi)采用的換電系統(tǒng)相比，我們的這套系統(tǒng)對(duì)不同的電動(dòng)汽車有更強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，并且可以更換重量更重的電池。”研發(fā)該系統(tǒng)的主要負(fù)責(zé)人姜志鵬說。目前，該系統(tǒng)已經(jīng)在山東臨沂焦莊、山西忻州等充換電站使用，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，為國(guó)網(wǎng)公司電動(dòng)汽車充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建做出了重要貢獻(xiàn)。