CN109501758A - 定位装置和换电设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种定位装置和换电设备，所述定位装置包括定位部，以及与其连接的动力部，所述定位部包括第一齿轮、第二齿轮和定位销；所述第一齿轮连接于所述动力部，所述动力部带动所述第一齿轮转动；所述第二齿轮与所述第一齿轮垂直啮合，所述第一齿轮带动所述第二齿轮转动；所述第二齿轮设有轴向通孔，所述定位销设于所述轴向通孔内，第二齿轮转动时，带动所述定位销上下移动。所述定位装置结构简单，占据空间小，易于安装和更换。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车换电技术领域，尤其涉及一种定位装置和换电设备。
背景技术
随着电动汽车的发展，如何快速便捷地为电动汽车的动力电池补充电能，成为电动汽车使用和推广的重要因素。采用换电站更换动力电池成为目前方便有效的电动汽车电能补充的方法。在换电过程中，需要通过定位装置准确无误地将换电设备与车身进行定位，从而使满电电池包与安装位置对准。此外，定位装置可相对于换电设备伸缩，在定位过程中位于高于换电设备处，与车身进行定位，在电池包交换过程，即电池包移入或移出换电设备时，定位装置需位于低于换电设备处，从而保证电池包顺利交换。
但是，现有的定位装置至少存在以下缺点：
(1)定位效率和定位准确度低；
(2)结构上需同时占据X、Y、Z三个方向的空间，占据空间大；
(3)当定位装置出现故障时，更换和维护困难，成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种定位装置和换电设备，结构简单，占据空间小，易于安装和更换。
为了解决上述技术问题，根据本发明一方面，提供了一种定位装置，包括定位部，以及与其连接的动力部，所述定位部包括第一齿轮、第二齿轮和定位销；
所述第一齿轮连接于所述动力部，所述动力部带动所述第一齿轮转动；
所述第二齿轮与所述第一齿轮垂直啮合，所述第一齿轮带动所述第二齿轮转动；
所述第二齿轮设有轴向通孔，所述定位销设于所述轴向通孔内，第二齿轮转动时，带动所述定位销上下移动。
进一步的，所述定位销外表面设有外螺纹，所述轴向通孔的孔壁上设有与所述外螺纹相配合的内螺纹。
进一步的，所述定位销一端为锥体结构，可伸入车身定位孔中进行定位，另一端设有挡片，所述挡片与所述轴向通孔接触时相干涉。
进一步的，所述定位销外表面包括多条间隔设置的螺纹部和平面部，所述螺纹部和所述平面部均沿平行于定位销轴线的方向延伸，所述平面部距离所述定位销轴线的距离小于所述螺纹部距离所述轴线的距离。
进一步的，所述定位销上设有第一限位孔和第二限位孔，所述第一限位孔和所述第二限位孔的轴线相平行，且均与所述定位销的轴线相垂直，其中，
所述第一限位孔用于限定所述定位销下降的最低位置；
所述第二限位孔用于限定所述定位销上升的最高位置。
进一步的，所述定位部还包括位置传感器和限位部，其中，
所述位置传感器用于采集所述定位销的位置信息；
所述限位部用于当所述第一限位孔与所述位置传感器位于同一高度时，限制所述定位销不再下降，所述定位销下降至所述最低位置，或者用于，
当所述第二限位孔与所述位置传感器位于同一高度时，限制所述定位销不再上升，所述定位销上升至所述最高位置。
进一步的，所述定位部还包括齿轮箱，所述齿轮箱包括箱体和固定板，所述固定板安装在所述箱体上，封闭所述箱体；
所述第一齿轮和所述二齿轮安装在所述齿轮箱中，所述固定板上设有与所述轴向通孔相对应的导向孔，所述导向孔与定位销横截面形状相匹配，所述定位销可穿过所述导向孔上下移动。
进一步的，所述齿轮箱中还设有一个或多个叠放的轴承，所述第二齿轮安装在所述轴承上。
进一步的，所述动力部包括依次连接的电机和减速机；
所述减速机与所述第一齿轮相连接，带动所述第一齿轮转动。
进一步的，所述第一齿轮的直径小于所述第二齿轮的直径。
根据本发明另一方面，提供了一种换电设备，包括两个以上的所述定位装置。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明一种定位装置和换电设备可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：
(1)本发明所述定位装置，结构组成简单，成本低。
(2)所述定位装置在定位过程中定位推力大，传力效率高，定位效率高。
(3)所述定位装置通过两个齿轮配合，改变动力部的输出方向，定位装置占据较低的高度。
(4)通过设置位置传感器、第一限位孔和第二限位孔来限制定位销上升的最高位置和下降的最低位置，从而避免定位销上升过高或下降过低造成部件损坏。
(5)定位销表面采用螺纹部和平面部相结合，并配合导向孔，既能限定定位销升降的方向，又可防止定位销转动，提高了定位效率和精度。
(6)在换电设备中，每个定位装置可单独设置，分别控制，便于安装和维护。
(7)所述定位装置可实现仅占据相互垂直的两个方向的空间，定位过程仅占据其中一个方向空间，整体占据空间小，减小换电设备的占据空间，从而增加换电站布局的多样性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。
附图说明
图1本发明一实施例提供定位装置示意图；
图2为本发明一实施例提供的定位装置爆炸图；
图3为本发明一实施例提供局部截面图；
图4为本发明一实施例提供定位装置的定位销串出齿轮箱示意图；
图5为本发明一实施例提供的换电站示意图。
【符号说明】
1：定位部 2：动力部
11：第一齿轮 12：第二齿轮
13：定位销 121：轴向通孔
14：挡片 15：齿轮箱
151：箱体 152：固定板
153：导向孔 131：螺纹部
132：平面部 133：第一限位孔
134：第二限位孔 154：位置传感器
21：电机 22：减速机
155：轴承
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种定位装置和换电设备的具体实施方式及其功效，详细说明如后。
本发明实施例提供了一种定位装置，如图1-图3所示，包括:定位部1和动力部2，定位部1和动力部2相连接，动力部2用于为定位部1提供动力。定位部1包括第一齿轮11、第二齿轮12和定位销13；第一齿轮11与动力部2相连接，动力部2带动第一齿轮11绕X轴转动；第二齿轮12与第一齿轮11垂直啮合，第一齿轮11带动第二齿轮12绕Z轴转动，X方向和Z方向相垂直，作为一种示例，第一齿轮11的直径小于第二齿轮12的直径。第二齿轮12设有轴向通孔121，定位销13设于轴向通孔121内，第二齿轮12转动时，带动定位销13沿Z方向上下移动。所述定位装置通过第一齿轮11和第二齿轮12两个齿轮配合，改变动力部2的输出方向，将Z轴方向所述定位装置所占高度降到最低，且所述定位装置仅占据X、Z方向的空间，定位过程中仅占据Z轴方向空间，不占据X、Y轴方向空间，从而使所述装置整体所占空间小，减小换电设备的占据空间，从而可以增加换电站布局的多样性。
如图2和图3所示，作为一种示例，定位销13外表面设有外螺纹，第二齿轮12的轴向通孔壁上设有与外螺纹相配合的内螺纹。外螺纹与内螺纹的相互配合的结构，使定位销13在第二齿轮12转动的带动下，上升或下降，且能实现自锁功能，即定位销13仅能在第二齿轮12转动的带动下，上升或下降，而不会因为外界所施加的压力上升或下降，从而提高了所述定位装置的定位精度。
作为示例，定位销13一端可为锥体结构，可伸入车身定位孔中进行定位，但可以理解的是，定位销13一端为锥体结构仅为一种实施例，但并不限于此，定位销13与车身定位孔相接处，定位销13进行定位的一端的具体结构可根据车身定位孔的形状等因素来具体设定。定位销13另一端设有挡片14，挡片14与定位销13固定连接，具体可采用焊接、铆接、螺栓固定等方式。定位销13相对于第二齿轮12上升时，当挡片14与轴向通孔121接触时相干涉，从而可以防止定位销13从第二齿轮12中向上穿出，损坏所述定位装置。
定位销13外表面包括多条间隔设置的螺纹部131和平面部132，螺纹部131和平面部132均沿平行于定位销13轴线的方向延伸，平面部132距离定位销13轴线的距离小于螺纹部131距离轴线的距离，定位销13横截面呈多边形。作为一种示例，定位销13外表面先设置为螺纹结构，再将定位销13表面均匀磨平出四个平面部132，如图2所示示例，此时，定位销13的横截面接近于方形。
如图3所示，定位销13上设有第一限位孔133和第二限位孔134，第一限位孔133的轴线和第二限位孔134的轴线相平行，且均与定位销13的轴线相垂直，其中，第一限位孔133用于限定定位销13下降的最低位置；第二限位孔134用于限定定位销13上升的最高位置。当定位销13的长度高于齿轮箱15沿定位销13轴向的长度时，定位销13下降过程中，定位销13的底部一端可穿出齿轮箱15，如图4所示示例，但可以理解的是，所述定位装置所在的换电设备上，会设置与定位销13底部一端相对应的通孔，使定位销13穿出齿轮箱15时，进入到所述通孔中，通孔的深度可进一步限定定位销13下降的最低位置，从而防止定位销13过度下降，损坏所述定位装置。
定位部1还包括位置传感器154和限位部(图中未示出)，位置传感器154用于采集定位销13的位置信息；限位部用于当第一限位孔133与位置传感器154位于同一高度时，限制所述定位销13不再下降，定位销13下降至最低位置；或者用于当第二限位孔134与位置传感器154位于同一高度时，限位部限制定位销13不再上升，定位销13上升至最高位置。但可以理解的是，限位部限制定位销13运动时，控制机构将控制所述装置暂停工作，从而使第一齿轮11和第二齿轮12暂停转动。作为一种示例，限位部可为与第一限位孔133和第二限位孔134配合使用的伸缩杆，当第一限位孔133与位置传感器154位于同一高度时，伸缩杆伸入第一限位孔133中，从而限制定位销13升降；当第二限位孔134与位置传感器154位于同一高度时，伸缩杆伸入第二限位孔134中，从而限制定位销13升降。但可以理解的是，限位部还可使用其他结构，满足限制定位销1上下移动即可。作为另一种示例，由于定位销13具有自锁功能，也可不设置限位部，直接通过控制机构暂停所述装置工作，来控制定位销13不再升降。但可以理解的是，第一限位孔133和第二限位孔134仅仅限制了定位销13的最高位置以及最低位置，但所述定位装置在定位过程中，具体上升的高度可根据换电设备与车身定位孔之间的高度，车身定位孔的深度等参数具体设定，只需满足定位销13在最高位置和最低位置之间即可。
定位部1还包括齿轮箱15，齿轮箱15包括箱体151和固定板152，固定板152安装在所述箱体151上，封闭箱体151；第一齿轮11和二齿轮安装在齿轮箱15中。固定板152上设有与轴向通孔121相对应的导向孔153，定位销13可穿过导向孔153相对齿轮箱15上升或下降。导向孔153与定位销13的横截面形状相匹配，从而使导向孔153既能起到导向作用，又可以限制定位销13转动，保障定位销13平稳上升或下降，提高定位精度。作为一种示例，定位销13的横截面接近于方形，对应的，将导向孔153设定为方形孔，与定位销13相匹配。
齿轮箱15中还设有一个或多个叠放的轴承155，第二齿轮12安装在所述轴承155上，定位销13在定位过程中会受力，此时轴承155通过支撑第二齿轮12，来支撑定位销13，此外，轴承155还可以限制第二齿轮12的位置，使第二齿轮12仅能绕Z轴转动，而不会发生其他串动，图2-图3所示示例中，轴承155为一个，但可以理解的是，轴承155也可设定为两个或多个，数量越多越能增加所述定位装置的稳定性，但数量越多，轴承155的高度会越高，所占空间也会越大，因此，轴承155的个可综合所述定位装置需要的稳定度以及所占空间大小等因素来设定。
如图2所示示例，动力部2包括依次连接的电机21和减速机22，电机21为减速机22提供动力；减速机22与所述第一齿轮11相连接，带动第一齿轮11绕X轴转动。
本发明实施例还提供了一种换电设备M，换电设备M为换电站中的一个组成部分，用于运送和更换电池包,作为示例，换电设备M可以为换电小车。如图5所示，换电设备M可包括两个以上的所述定位装置N，每个定位装置可单独设置，分别控制，便于安装和维护。图5所示示例中，换电设备M上表面为矩形结构，可在电池包一条对角线两端分别设置一个所述定位装置N，来实现定位。
需要说明的是，本发明所述定位装置并不仅限于用于换电过程中，也可适用于其他机械制造、产品安装过程中，用于进行定位。
本发明实施例所述定位装置，结构组成简单，成本低。在定位过程中定位推力大，传力效率高，定位效率高。所述定位装置通过两个齿轮配合，改变动力部2的输出方向，使定位装置占据较低的高度。通过设置位置传感器154、第一限位孔133和第二限位孔134来限制定位销13上升的最高位置和下降的最低位置，从而避免定位销13上升过高或下降过低造成部件损坏。此外，定位销13表面采用螺纹部131和平面部132相结合，并配合导向孔153，既能限定定位销13升降的方向，又可防止定位销13转动，提高了定位效率和精度。在换电设备中，每个定位装置可单独设置，分别控制，便于安装和维护。且由于所述定位装置仅占据X、Z向的空间，定位过程仅占据Z轴方向空间，不占据X、Y轴方向空间，整体占据空间小，减小换电设备的占据空间，从而增加换电站布局的多样性。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (11)
1.一种定位装置，其特征在于：包括定位部，以及与其连接的动力部，所述定位部包括第一齿轮、第二齿轮和定位销；
所述第一齿轮连接于所述动力部，所述动力部带动所述第一齿轮转动；
所述第二齿轮与所述第一齿轮垂直啮合，所述第一齿轮带动所述第二齿轮转动；
所述第二齿轮设有轴向通孔，所述定位销设于所述轴向通孔内，第二齿轮转动时，带动所述定位销上下移动。
2.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于：
所述定位销外表面设有外螺纹，所述轴向通孔的孔壁上设有与所述外螺纹相配合的内螺纹。
3.根据权利要求2所述的定位装置，其特征在于：
所述定位销一端为锥体结构，可伸入车身定位孔中进行定位，另一端设有挡片，所述挡片与所述轴向通孔接触时相干涉。
4.根据权利要求2所述的定位装置，其特征在于：
所述定位销外表面包括多条间隔设置的螺纹部和平面部，所述螺纹部和所述平面部均沿平行于定位销轴线的方向延伸，所述平面部距离所述定位销轴线的距离小于所述螺纹部距离所述轴线的距离。
5.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于：
所述定位销上设有第一限位孔和第二限位孔，所述第一限位孔和所述第二限位孔的轴线相平行，且均与所述定位销的轴线相垂直，其中，
所述第一限位孔用于限定所述定位销下降的最低位置；
所述第二限位孔用于限定所述定位销上升的最高位置。
6.根据权利要求5所述的定位装置，其特征在于：
所述定位部还包括位置传感器和限位部，其中，
所述位置传感器用于采集所述定位销的位置信息；
所述限位部用于当所述第一限位孔与所述位置传感器位于同一高度时，限制所述定位销不再下降，所述定位销下降至所述最低位置，或者用于，
当所述第二限位孔与所述位置传感器位于同一高度时，限制所述定位销不再上升，所述定位销上升至所述最高位置。
7.根据权利要求4所述的定位装置，其特征在于：
所述定位部还包括齿轮箱，所述齿轮箱包括箱体和固定板，所述固定板安装在所述箱体上，封闭所述箱体；
所述第一齿轮和所述二齿轮安装在所述齿轮箱中，所述固定板上设有与所述轴向通孔相对应的导向孔，所述导向孔与定位销横截面形状相匹配，所述定位销可穿过所述导向孔上下移动。
8.根据权利要求7所述的定位装置，其特征在于：
所述齿轮箱中还设有一个或多个叠放的轴承，所述第二齿轮安装在所述轴承上。
9.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于：
所述动力部包括依次连接的电机和减速机；
所述减速机与所述第一齿轮相连接，带动所述第一齿轮转动。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的定位装置，其特征在于：
所述第一齿轮的直径小于所述第二齿轮的直径。
11.一种换电设备，其特征在于：所述换电设备包括两个以上的如权利要求1-10中任意一项所述定位装置。
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