AGV电池保养车的方案设计

AGV电池保养车的方案设计

卞长智

四川中烟工业有限责任公司绵阳卷烟厂 621000

摘要：AGV电池保养过程中，存在电池拆装时间长，操作人数多且存在安全风险的问题，小组成员通过借鉴液压吊装车、平板拖车以及输送辊机的功能原理，研制了一种AGV电池保养车，该保养车包含吊装部分和车体部分，能够实现电池搬抬和托运功能，达到了减少人力、提高效率的目的，并得到AGV生产厂商以及电池生产厂商的认可。

关键词： AGV 电池保养

一、背景

绵阳卷烟厂卷包车间2010年引进4台AGV智能小车，主要负责卷包机台辅料、封箱机纸箱及空托盘的送取任务，在生产过程中发挥着关键运输作用。在物流维修团队的精心维护下，4台AGV智能小车已经顺利使用多年，为卷包车间的辅料供应提供了重要保障。

按照《AGV蓄电池使用保养说明》要求，AGV电池需要定期进行日常保养和周期保养，操作时都需要将蓄电池组从车内取出，在操作过程中发现，存在操作人数多、耗时长，且存在安全隐患的问题。经统计，在在保养操作过程中，在把电池从AGV电池仓取和装回的过程中，平均参与人数达到6.2人，耗时达81.5分钟，且存在安全隐患，需要设计一种AGV电池保养车用于电池的拆装，以达到减少人力、提高效率的目的。

二、项目内容

1、方案设计

通过借鉴液压吊装车的吊装功能，以及平板车与辊筒输送机的托运与输送功能，利用发明组合原理把借鉴内容进行整合，得到了初步设计图：

方案初步设计图

吊装部分：吊装部分能够代替人力完成电池的搬抬，能够实现把240kg的电池吊起地面至少20cm高度。

车体部分：车体部分要求尺寸比电池稍大，电池能够在车体上平稳放置。且车体载板高度设计与电池仓高度一致，即可能够达到把电池从电池仓平稳拖到新设计小车上的目的。并且设计车轮，方便电池的运载。

2、方案内容

2.1 吊装方式

吊装方式设计为侧面吊装方式，吊装时电池放置在车体侧面，吊装臂需由旋转功能，吊起电池后，吊装臂带动电池旋转到车体内放置在辊筒上。

2.2 制作方式

小组成员对吊装臂的长度进行计算。按照之前确定的侧面吊装方案，小组成员根据车体结构以及电池尺寸，在solidworks中进行吊装布局、吊装臂旋转模拟，确定旋转半径700mm时，吊装臂旋转到车体中间时，电池偏移车体的偏移量最小，放下电池时车体最稳定。即吊装臂的长度确定为700mm。

经过调查发现，对于满足该技术要求的吊装装置，市场上已有成熟的产品。购买成品可一定程度上节省开发成本，缩短研制周期。市场所售吊装架，虽然没有臂长70cm的产品，但可购买成品后进行改造。

2.3 手动油泵

我们对油泵压力的设计需求进行计算，确定其最小压力为1.6吨。通过查询，目前市场上压力5吨、8吨、12吨的不同型号油泵，其外型尺寸并无太大差异，伸长行程也都能满足抬升电池的设计要求，我们只需要按照使用情况按照吨位值确定所需型号即可，不需要考虑其他因素。于是我们选择5吨手动油泵，并在吊装臂上进行了安装。

2.4吊具

选用合适的吊具，关系到吊装过程的安全。结合到使用场景，选用的吊具需要称重大于480kg（电池重量240kg*安全系数2），并且方便挂钩安装。最终选取钢丝绳为吊具方案。

我们按照承重1吨的标准购置吊装钢丝，并完成钢丝绳改造：分成80cm长两股，并安装挂钩。

2.5 称重辊筒

按照根据电池宽度设计的车体框架尺寸，辊筒长度定为400mm。其组成的辊筒组承重应大于两倍电池重量即480kg。根据GB/T990-1995《无动力滚筒基本参数与尺寸》 国标资料，选取辊筒型号为Φ57*1.5 ，长度400mm，单根承重75kg，所需根数7根。

2.6.加工实物

小组成员按照设计图纸对各部件进行了加工，并按照装配图进行组装，得到AGV电池保养车实体：

AGV电池保养车

三、使用效果

加工完成后，小组成员按照AGV电池保养要求，对AGV电池的拆装过程进行了现场试验，并统计了时间。

AGV电池保养车的使用过程

结论：平均耗时由81.5分钟降低到11分钟，1人即可完成操作，操作过程中未出现安全风险。

四、取得效益

该AGV电池保养车的使用，使得AGV电池的拆装效率提升了了640.9 %，在节约操作工时的同时减少了电池损坏风险，每年累计可节约6.9万元。

该创新成果成功申请了国家专利，已经成功得到AGV生产厂商以及AGV电池生产厂商的推广认可。