CN108791226B - 运输器对接装置、换电运输器及对接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种运输器对接装置、换电运输器及对接方法。该运输器对接装置包括：支架主体；第一导向部，其设置在所述支架主体的下部，并能够为运输器的对接动作提供导向；以及第一定位部，其设置在所述支架主体的上部，并能够与运输器对接定位。根据本发明的运输器对接装置及换电运输器，通过第一导向部与第二导向部的导向配合来实现换电运输器相对于运输器对接装置运动至待定位位置；再通过第一定位部与第二定位部的配合，来实现二者之间的准确接合。此套装置结构简单，体积小，能够在实现快速、方便对接的同时又节约一定的占地面积，特别适用于小型场所与换电量较小的场地。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车电池更换领域；更具体而言，其涉及转运电池的换电运输器与运输器对接装置的定位对接结构。
背景技术
随着传统化石能源消耗所带来的供应压力以及尾气污染，传统燃油汽车的发展进入了迟滞期。针对于此，出于对绿色能源前景的看好，节能环保的电动汽车在近几年呈现出井喷式发展。目前，在电动汽车开发过程中，由于受到当前电池技术的限制，电池容量不足及充电时间较长是现阶段不可回避的问题。为解决此类技术问题，一方面，加大了对电池技术自身的研发投入；另一方面，也加大了对电池周边技术的开发。例如，电池更换即为一种极速、方便、安全的办法。
具体而言，换电（也即电池更换）是指电动汽车通过换电设备将车辆的动力电池取下，并更换另一组动力电池到电动汽车上的补能方式。换电站是为电动汽车的动力电池实现换电的场所，其具有充电、热管理、通信、监控等功能。换电站中可以预先承载一定数量电池箱，并在电池仓中采用专用充电电缆与充电装置快速连接及充电。
在换电过程中，考虑到空间的局限性和对车用电池供应的灵活性，不可避免地需要用到一类电池转运设备，来实现在电池存储平台与电动汽车之间转运电池。且在进行电池交换之前，需要将转运设备和电池存储平台之间方便、快速和准确地对接。
目前，自动化产线上的对接技术大部分都是固定而无法拆卸的，可移动的对接很多都是通过AGV自动化小车来实现，常规的AGV移动小车可以是一台全自动的磁条导向行走搬运小车，其运动轨迹固定、定位精度低、灵活性差、成本高、载重大的情况下体积庞大并占用很大的空间，不适用于小型化电动汽车换电场所。因此，如何提供一种结构空间小且定位准确、对接便捷的运输器对接装置，成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够实现准确定位与对接换电运输器的运输器对接装置。
本发明的另一目的在于提供一种能够实现与运输器对接装置准确定位与对接的换电运输器。
本发明的再一目的在于提供一种运输器对接装置与换电运输器的对接方法。
为实现本发明的目的，根据本发明的一个方面，提供一种运输器对接装置，其包括：支架主体；第一导向部，其设置在所述支架主体的下部，并能够为运输器的对接动作提供导向；以及第一定位部，其设置在所述支架主体的上部，并能够与运输器对接定位。
可选地，所述支架主体包括顶板、基部以及支承在所述顶板与基部之间的支架立柱；其中，所述第一导向部设置在所述基部上，且所述第一定位部设置在所述顶板上。
可选地，还包括设置在所述基部上的高度调整部，其用于调整所述顶板距离所述支架主体的安装基准面之间的高度。
可选地，所述高度调整部包括地脚螺栓，且所述基部包括连接支架立柱的第一底板，与所述第一底板间隔设置并更靠近安装基准面的第二底板；所述地脚螺栓插设在所述第一底板与所述第二底板之间，并用于调整所述第一底板与所述第二底板间的距离。
可选地，所述第一导向部包括朝向运输器对接侧设置的导向叉，所述导向叉前端具有渐扩式导向开口。
可选地，所述第一定位部包括设置在所述支架主体上部的定位销。
可选地，至少两个所述定位销分别设置在所述支架主体上部的两侧。
为实现本发明的目的，根据本发明的另一个方面，提供一种换电运输器，其特征在于，包括：承载部，其用于承载待更换电池；移动部，其设置在所述承载部底部，用于带动所述承载部移动；第二导向部，其设置在所述承载部的下部，并能够与运输器对接装置的第一导向部匹配；以及第二定位部，其设置在所述承载部的上部，并能够与运输器对接装置的第一定位部匹配。
可选地，所述第二导向部包括在垂直方向上延伸的导向轴，所述导向轴与运输器对接装置的第一导向部匹配。
可选地，所述第二导向部还包括同轴设置在所述导向轴下端的导向滚筒，所述导向滚筒能够旋转地与运输器对接装置的第一导向部匹配。
可选地，所述承载部能够沿垂直方向进行升降运动；所述第二定位部包括在所述承载部前部延伸突出的定位端板，所述定位端板上设置定位孔，所述定位孔能够沿垂直方向运动并与运输器对接装置的第一定位部匹配。
可选地，至少两个所述定位端板分别设置在所述承载部前部的两侧。
为实现本发明的目的，根据本发明的再一个方面，还提供一种换电运输器与运输器对接装置的对接方法，其用于如前所述的运输器对接装置及如前所述的换电运输器，其包括：导向步骤，换电运输器的第二导向部与运输器对接装置的第一导向部接触，并沿所述第一导向部运动至待定位位置；以及定位步骤，换电运输器的第二定位部提升至与运输器对接装置的第一定位部在垂直方向上交错并对准，第二定位部降低至与第一定位部接合。
根据本发明的运输器对接装置及换电运输器，通过第一导向部与第二导向部的导向配合来实现换电运输器相对于运输器对接装置运动至待定位位置；再通过第一定位部与第二定位部的配合，来实现二者之间的准确接合。此套装置结构简单，体积小，能够在实现快速、方便对接的同时又节约一定的占地面积，特别适用于小型场所与换电量较小的场地。
附图说明
图1是本发明的运输器对接装置及换电运输器的一个实施例的示意图，其中二者处于分离状态。
图2是图1中的运输器对接装置及换电运输器的一个实施例的示意图，其中二者处于接合状态。
具体实施方式
根据本发明的构想，在此结合附图提供一种运输器对接装置及与其相匹配的换电运输器的实施例。
参见图1及图2，该运输器对接装置100包括：支架主体110、设置在所述支架主体110的下部的第一导向部120以及设置在所述支架主体110的上部的第一定位部130。其中，第一导向部120用于为配套使用的运输器的对接动作提供导向作用，第一定位部130用于与配套使用的运输器提供对接定位。该运输器对接装置通过第一导向部来与配套使用的换电运输器实现导向配合，使换电运输器相对于运输器对接装置运动至待定位位置；再通过第一定位部来与配套使用的换电运输器来实现二者之间的准确接合。此套装置结构简单，体积小，能够在实现快速、方便对接的同时又节约一定的占地面积，特别适用于小型场所与换电量较小的场地。
其中，由于配套使用的换电运输器通常为车辆构造，故其具有车轮等移动零件。因此，将第一导向部设置在支架主体的下部能够有效利用换电运输器的车底空间，在实现导向功能的同时还未增加额外的占地空间。此外，由于配套使用的换电运输器通常具有升降元件以便于实现车用电池的更换。因此第一定位部设置在支架主体的上部能够有效利用换电运输器的现有升降构造来实现与第一定位部接合定位，在实现准确对接的同时还未增加额外的专用结构，有效提高现有设计元件的利用程度。
此外，虽然前述构想中仅提及第一导向部及第一定位部，而并未教示其具体结构，但此构想关键在于结合二者的设置位置来有效地利用与其配套的换电运输器的现有结构与现有占地空间，在尽可能不增设结构与占地空间的同时实现与换电运输器的对接。至于及第一导向部与第一定位部自身的细节构造，可以参考现有技术中的多种成熟的导向元件与定位元件的设计，并将其挪用于此处，以实现本构想。
当然，为更好地实现本构想，下文中也提供了第一导向部及第一定位部的若干具体实现方式及其与支架主体的关联方式，如下将逐一而述。
例如，该运输器对接装置100的支架主体110包括顶板111、基部112以及支承在顶板111与基部112之间的支架立柱113；其中，第一导向部120设置在基部112上，且第一定位部130设置在顶板111上。此种框架式结构对于结构强度及制造成本具有综合考量。
可选地，该支架主体110还可以包括设置在基部112上的高度调整部140，其用于调整顶板111距离支架主体110的安装基准面之间的高度。如此将实现支架主体的高度调节功能，使其能够适用于具有不同车身高度的换电运输器，增强装置适用性。具体而言，该种高度调整部140可以是地脚螺栓141，且基部112包括连接支架立柱113的第一底板112a与第一底板112a间隔设置并更靠近安装基准面的第二底板112b；地脚螺栓141插设在第一底板112a与第二底板112b之间，并用于调整第一底板112a与第二底板112b间的距离。而第一底板112a与第二底板112b之间的距离增减也直接影响到支架主体的整体高度增减，此为一种具体的实现形式。
再如，作为一种具体的实现形式，第一导向部120包括朝向运输器对接侧设置的导向叉121，导向叉121前端具有渐扩式导向开口。此时，配套的运输器上的受引导元件可在接触到该渐扩式导向开口后，逐步被引导至预期的待定位位置，以便继续进行下一步的接合动作。
又如，作为一种具体的实现形式，第一定位部130包括设置在支架主体110上部的定位销131。此时，在配套的运输器已经移动至预期的待定位位置后，其上的待定位元件可与定位销131对准上套设在其上，从而完成了整个对接过程。可选地，至少两个定位销131分别设置在支架主体110上部的两侧。通过多点定位，可以实现更为稳固的对接效果。
同样参见图1及图2，其还示出了一种换电运输器。该换电运输器200包括：用于承载待更换电池的承载部210；设置在承载部210底部并用于带动该承载部210移动的移动部220；设置在承载部210的下部的第二导向部230以及设置在承载部210的上部的第二定位部240。其中，第二导向部230用于与运输器对接装置100的第一导向部120匹配；且第二定位部240用于与运输器对接装置100的第一定位部130匹配。通过在该换电运输器上设置与运输器对接装置相匹配的导向元件及定位元件，有效实现了二者的快速接合。
正如前文所述，由于该配套使用的换电运输器通常为车辆构造，故其自身具有车轮等移动部。因此，将第二导向部设置在承载部的下部能够有效利用承载部下部已被移动部占用部分的剩余车底空间，在实现导向功能的同时还未增加额外的占地空间。此外，由于配套使用的换电运输器的承载部通常具有升降功能以便于实现车用电池的更换。因此第二定位部设置在承载部的上部能够有效利用换电运输器的现有升降功能来实现与第一定位部接合定位，在实现准确对接的同时还未增加额外的专用结构，有效提高现有设计元件的利用程度。
此外，虽然前述构想中仅提及第二导向部及第二定位部，而并未教示其具体结构，但此构想关键在于结合二者的设置位置来有效地利用与其配套的换电运输器的现有结构与现有占地空间，在尽可能不增设结构与占地空间的同时实现与换电运输器的对接。至于及第二导向部与第二定位部自身的细节构造，可以参考现有技术中的多种成熟的导向元件与定位元件的设计，并将其挪用于此处，以实现本构想。
当然，为更好地实现本构想，下文中也提供了第二导向部及第二定位部的若干具体实现方式及其与承载部的关联方式，如下将逐一而述。
例如，该换电运输器200的第二导向部230包括在垂直方向上延伸的导向轴231，导向轴231与运输器对接装置100的第一导向部120匹配。具体而言，当导向轴231与第一导向部120的导向叉121的渐扩式导向开口接触时，将在其引导下逐渐移动至预期位置。而当导向轴231已经运动至预期位置时，与其一体的换电运输器200也将运动至预期的待定位位置，以便继续进行下一步的接合动作。可选地，第二导向部230还包括同轴设置在导向轴231下端的导向滚筒232，导向滚筒232能够旋转地与运输器对接装置100的第一导向部120匹配。在此种布置下，导向滚筒232与导向叉121的配合更为平稳。因此，换电运输器200运动至预期的待定位位置的过程也将更为平稳。
又如，作为一种具体的实现形式，承载部210能够沿垂直方向进行升降运动；第二定位部240包括在承载部210前部延伸突出的定位端板241，定位端板241上设置定位孔242，定位孔242能够沿垂直方向运动并与运输器对接装置100的第一定位部130匹配。此时，在换电运输器已经移动至预期的待定位位置后，通过上移承载部210来使定位端板241上的定位孔242与支架主体110上部的定位销131错开并对准；随后下移承载部210以便定位销131套入定位孔242中，由此实现换电运输器与运输器对接装置的整个对接过程。可选地，至少两个定位端板241分别设置在承载部210前部的两侧。通过多点定位，可以实现更为稳固的对接效果。
再者，根据本构想的另一方面，还提供一种实现前述换电运输器200与运输器对接装置100的对接方法，该对接方法既可以通过简单地自动控制来实现，也可以通过工人手动操作来实现。如下将着重描述其实现过程。该对接方法包括：导向步骤S100，换电运输器200的第二导向部230与运输器对接装置100的第一导向部120接触，并沿第一导向部120运动至待定位位置；以及定位步骤S200，换电运输器200的第二定位部240提升至与运输器对接装置100的第一定位部130在垂直方向上交错并对准，第二定位部240降低至与第一定位部130接合。
参见图1及图2，如下将结合前述方法与装置的实施例来阐述换电运输器200与运输器对接装置100的对接过程。
首先，先将运输器对接装置100的支架主体110固定在适当的位置。例如，将其固定在电池包存储平台交换口前，并通过地脚螺栓141来将支架主体110的整体高度调整成与换电运输器对接的高度相匹配。随后，将导向叉121通过地脚螺栓141固定在支架主体110面向运输器的一侧，且优选地将其固定在中间位置，以便于导向调节。此后将固定在换电运输器200的承载部210底部的导向轴231与导向叉121的渐扩式导向开口大致对准，并沿A方向驱动换电运输器200。换电运输器200运动时将会在导向滚筒232与导向叉121的渐扩式导向开口的协助下校正运动方向，直至运动至预期的待定位位置。随后，可以沿B方向左右摆动换电运输器200，使其上的定位孔242与运输器对接装置100上的定位销131对准。此后，下移承载部210以便定位销131套入定位孔242中，由此实现换电运输器与运输器对接装置的整个对接过程。
以上例子主要说明了运输器对接装置、换电运输器及对接方法。尽管只对其中一些本发明的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下，本发明可能涵盖各种的修改与替换。
Claims (11)
1.一种换电运输器，其特征在于，包括：
承载部，其用于承载待更换电池；
移动部，其设置在所述承载部底部，用于带动所述承载部移动；
第二导向部，其设置在所述承载部的下部，并能够与运输器对接装置的第一导向部匹配，所述运输器对接装置包括：支架主体；所述第一导向部，其设置在所述支架主体的下部，并能够为所述换电运输器的对接动作提供导向；以及第一定位部，其设置在所述支架主体的上部，并能够与所述换电运输器在竖直方向上对接定位，并限定所述换电运输器在水平面上的运动；以及
第二定位部，其设置在所述承载部的上部，并能够与所述第一定位部在竖直方向上匹配，并被限定在水平面上的运动，所述第二导向部包括在垂直方向上延伸的导向轴，所述导向轴与所述运输器对接装置的所述第一导向部匹配。
2.根据权利要求1所述的换电运输器，其特征在于，所述第二导向部还包括同轴设置在所述导向轴下端的导向滚筒，所述导向滚筒能够旋转地与所述运输器对接装置的所述第一导向部匹配。
3.根据权利要求1至2任意一项所述的换电运输器，其特征在于，所述承载部能够沿垂直方向进行升降运动；所述第二定位部包括在所述承载部前部延伸突出的定位端板，所述定位端板上设置定位孔，所述定位孔能够沿垂直方向运动并与所述运输器对接装置的所述第一定位部匹配。
4.根据权利要求3所述的换电运输器，其特征在于，至少两个所述定位端板分别设置在所述承载部前部的两侧。
5.根据权利要求1所述的换电运输器，其特征在于，所述支架主体包括顶板、基部以及支承在所述顶板与基部之间的支架立柱；其中，所述第一导向部设置在所述基部上，且所述第一定位部设置在所述顶板上。
6.根据权利要求5所述的换电运输器，其特征在于，还包括设置在所述基部上的高度调整部，其用于调整所述顶板距离所述支架主体的安装基准面之间的高度。
7.根据权利要求6所述的换电运输器，其特征在于，所述高度调整部包括地脚螺栓，且所述基部包括连接支架立柱的第一底板，与所述第一底板间隔设置并更靠近安装基准面的第二底板；所述地脚螺栓插设在所述第一底板与所述第二底板之间，并用于调整所述第一底板与所述第二底板间的距离。
8.根据权利要求1至2任意一项所述的换电运输器，其特征在于，所述第一导向部包括朝向换电运输器对接侧设置的导向叉，所述导向叉前端具有渐扩式导向开口。
9.根据权利要求1至2任意一项所述的换电运输器，其特征在于，所述第一定位部包括设置在所述支架主体上部的定位销。
10.根据权利要求9所述的换电运输器，其特征在于，至少两个所述定位销分别设置在所述支架主体上部的两侧。
11.一种换电运输器与运输器对接装置的对接方法，其用于如权利要求1、5至10任意一项所述的换电运输器的运输器对接装置及如权利要求1至4任意一项所述的换电运输器，其特征在于，包括：
导向步骤，所述换电运输器的所述第二导向部与所述运输器对接装置的所述第一导向部接触，并沿所述第一导向部运动至待定位位置；以及
定位步骤，所述换电运输器的所述第二定位部提升至与所述运输器对接装置的所述第一定位部在垂直方向上交错并对准，所述第二定位部降低至与所述第一定位部接合。
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