CN109927682B - 定位装置以及定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种定位装置以及定位方法。其中，该定位装置用于换电车，换电车用于为电动车换电，电动车的车身底部包括定位结构和电池安装槽；定位装置包括控制器、平台和升降机构。其中，控制器用于控制平台和升降机构。平台包括定位机构，且用于承载换电电池，并在控制器的控制下在水平面内移动或停止移动，以使得定位机构与定位结构相匹配。升降机构用于升降平台，并在定位机构与定位结构相匹配的情况下，将换电电池举升至电池安装槽。通过本发明实施例，解决了如何在换电过程中对换电电池与电池安装槽进行准确定位的技术问题，实现了避免换电电池接头受损伤的技术效果。

Description

定位装置以及定位方法

技术领域

本发明涉及换电技术领域，特别是涉及一种定位装置以及定位方法。

背景技术

随着全球车辆销量的连年激增，燃油车带来的环境问题引起越来越高的关注，保护环境的呼声越来越响，各国分别出台禁售燃油车的时间表，电动车成为未来发展的重点和趋势。但是，电动车的续航是迫切需要解决的问题。

针对上述问题，提出换电措施。换电是一种极速、方便、安全有效的方法。在换电过程中，换电小车载着满电电池行至车身底部，更换换电电池(例如，动力电池)的时候，需要将车体抬升，将换电电池装回车身底部的电池安装槽。

在将换电电池从换电车装到电动车的车身上的过程中，由于不同的电动车所停靠的位置不同；所以，当换电车将换电电池举升至车身底部时，换电车与电动车车身的对接位存在偏差，从而使得换电电池不能准确地定位到电动车的电池安装槽。

因此，现有技术因不同的电动车停靠的位置不同而存在换电电池与电动车的电池安装槽定位不准确的缺陷。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种定位装置以及定位方法，以解决如何在换电过程中对换电电池与电池安装槽进行准确定位的技术问题。

为了实现上述目的，本发明的第一方面，提供了以下技术方案：

一种定位装置，用于换电车，所述换电车用于为电动车换电，所述电动车的车身底部包括定位结构和电池安装槽；所述定位装置包括控制器、平台和升降机构；其中：

所述控制器，用于控制所述平台和所述升降机构；

所述平台，包括定位机构，且用于承载换电电池，并在所述控制器的控制下在水平面内移动或停止移动，以使得所述定位机构与所述定位结构相匹配；

所述升降机构，用于升降所述平台，并在所述定位机构与所述定位结构相匹配的情况下，将所述换电电池举升至所述电池安装槽。

优选地，所述定位结构为定位孔；

所述定位机构包括定位销杆和驱动部件；其中：

所述定位销杆，用于在所述驱动部件的驱动下插入所述定位孔；

所述驱动部件，用于驱动所述定位销杆。

优选地，所述驱动部件为电动推杆；其中：

所述升降机构包括：

第一电机，用于控制所述平台的升降速度；

所述电动推杆包括：第一接触器、第二电机和第一滚珠丝杠副；其中：

所述第一接触器，用于以控制所述第二电机的供电方式来控制所述定位销杆的伸出速度或缩回速度；

所述第二电机，与所述第一接触器相连；

所述第一滚珠丝杠副，包括：

第一丝杠，与所述定位销杆相连；

第一螺母，与所述第一丝杠相连，并与所述第二电机相配合，以将所述第二电机的旋转运动转换为所述第一丝杠的直线运动，以驱动所述定位销杆进行伸出或缩回；

其中，所述平台的升降速度与所述定位销杆的伸出速度或缩回速度保持一致。

优选地，所述第一电机包括第一电机转子和第一编码器；其中：

所述第一电机转子，与所述第一编码器相连；

所述第一编码器，用于记录所述第一电机转子旋转的圈数，并基于机械关系，确定出：所述第一电机转子每转一圈时，所述平台上升或下降的距离。

优选地，所述电动推杆还包括电位计；其中：

所述电位计，与所述控制器和所述第一接触器相连，用于采集所述第一接触器的工作电压信号，并将所述工作电压信号发送至所述控制器；

所述控制器，还用于根据所述工作电压信号确定所述定位销杆伸出或缩回的长度。

优选地，所述驱动部件为伺服推杆；其中：

所述升降机构包括：

第一电机，用于控制所述平台的升降速度；

所述伺服推杆包括第二接触器、伺服电机、伺服驱动器和第二滚珠丝杠副；所述第二滚珠丝杠副包括第二丝杠和第二螺母；其中：

所述第二接触器，用于以控制所述伺服电机的供电方式来控制所述定位销杆的伸出速度或缩回速度；

所述伺服电机，与所述第二接触器相连；

所述伺服驱动器，用于驱动所述伺服电机；

所述第二丝杠，与定位销杆相连；

所述第二螺母与所述第二丝杠相连，并与所述伺服电机相配合，以将所述伺服电机的旋转运动转换为所述第二丝杠的直线运动，以驱动所述定位销杆进行伸出或缩回；

其中，所述平台的升降速度与所述定位销杆的伸出速度或缩回速度保持一致。

优选地，所述第一电机包括第一电机转子和第一编码器。其中：

所述第一电机转子，与所述第一编码器相连；

所述第一编码器，用于记录所述第一电机转子旋转的圈数，并基于机械关系，确定出：所述第一电机转子每转一圈时，所述平台上升或下降的距离。

优选地，所述伺服电机还包括第二编码器；其中：

所述第二编码器，与伺服电机转子相连，用于记录所述伺服电机转子旋转的圈数，并基于机械关系，确定所述定位销杆伸出或缩回的长度。

优选地，

所述驱动部件，还用于当所述平台上升至第一预定高度时，驱动所述定位销杆进行伸出运动，以及当所述平台上升至第二预定高度时，驱动所述定位销杆伸入所述定位孔内预定深度，之后以预定速率驱动所述定位销杆进行缩回运动，并当所述平台上升至第三预定高度时，使得所述换电电池装入所述电池安装槽；

所述升降机构，还用于将所述平台分别举升至所述第一预定高度、所述第二预定高度以及所述第三预定高度，并在所述定位销杆伸入所述定位孔内预定深度时，控制所述平台以所述预定速率上升移动。

优选地，所述定位装置还包括：

加解锁机构，用于将所述换电电池与所述电池安装槽进行加锁或解锁。

为了实现上述目的，本发明的第二方面，还提供了以下技术方案：

一种定位方法，应用于本发明第一方面所述的定位装置；

所述定位方法包括：

控制所述平台在水平面内移动，以使得所述定位机构与所述定位结构相匹配；

在所述定位机构与所述定位结构相匹配的情况下，控制所述升降机构将所述换电电池举升至所述电池安装槽。

优选地，

控制所述平台在水平面内移动，以使得所述定位机构与所述定位结构相匹配的步骤具体包括：

利用所述升降机构将所述换电电池举升至所述第一预定高度；

控制所述平台在水平面内移动，以将所述定位销杆与所述定位孔进行对准；

在所述定位机构与所述定位结构相匹配的情况下，控制所述升降机构将所述换电电池举升至所述电池安装槽的步骤具体包括：

在所述定位销杆与所述定位孔对准的情况下，控制所述升降机构将所述换电电池举升至所述第二预定高度，并将所述定位销杆伸入所述定位孔；

以预定速率，控制所述升降机构举升所述换电电池，同时缩回所述定位销杆，直至所述换电电池达到所述第三预定高度，以使得所述换电电池装入所述电池安装槽。

优选地，所述定位方法还包括：

在通过所述控制器控制所述平台保持不动的情况下，控制所述定位销杆进行缩回运动；

对所述换电电池进行加锁。

本发明实施例提供一种定位装置以及定位方法。其中，该定位装置用于换电车，换电车用于为电动车换电，电动车的车身底部包括定位结构和电池安装槽；定位装置包括控制器、平台和升降机构。其中，控制器用于控制平台和升降机构。平台包括定位机构，且用于承载换电电池，并在控制器的控制下在水平面内移动或停止移动，以使得定位机构与定位结构相匹配。升降机构用于升降平台，并在定位机构与定位结构相匹配的情况下，将换电电池举升至电池安装槽。本发明实施例利用控制器控制平台和升降机构相互配合，并通过平台上的定位机构与电动车车身上的定位结构的匹配，来实现换电电池与电动车车身上的电池安装槽的对准，进而实现了在换电过程中对换电电池与电池安装槽的准确定位；而且，由于换电电池与电池安装槽定位得准确，还可以避免换电电池的接头受到损伤。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能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

为了更清楚地说明本发明实施例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，下面描述中的附图仅仅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。本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：

图1为根据本发明实施例的定位装置将电池安装至电池安装槽的示意图；

图2为根据本发明实施例的定位装置进行定位工作时的俯视图示意图；

图3为根据本发明实施例的定位销杆和驱动部件的连接结构示意图；

图4为根据本发明实施例的定位方法的流程示意图；

图5为根据本发明另一实施例的定位方法的流程示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。实施例中的任何技术特征、任何技术方案均是多种可选的技术特征或可选的技术方案中的一种或几种，为了描述简洁的需要本文件中无法穷举本发明的所有可替代的技术特征以及可替代的技术方案，也不便于每个技术特征的实施方式均强调其为可选的多种实施方式之一，所以本领域技术人员应该知晓：可以将本发明提供的任一技术手段进行替换或将本发明提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到新的技术方案。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。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。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实施例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

现有技术在将换电电池从换电车装到电动车车身上的电池安装槽的过程中，由于换电车与电动车车身的对接位存在偏差，从而使得换电电池不能准确地定位到电动车车身上的电池安装槽。其中，电动车包括但不限于电动汽车、电动三轮车等。

鉴于此，为了解决如何在换电过程中对换电电池与电池安装槽进行准确定位的技术问题，本发明实施例提供一种定位装置。

下面结合图1-3对本发明进行详细说明。

本发明实施例提供的定位装置2用于换电车；该换电车用于为电动车换电；该电动车的车身底部包括定位结构和电池安装槽11。该定位装置2主要包括：控制器(未示出)、平台21和升降机构22。其中，控制器用于控制平台21和升降机构22。平台21包括定位机构23，且用于承载换电电池3，并在该控制器的控制下在水平面内移动或停止移动，以使得定位机构23与定位结构相匹配。升降机构22用于升降该平台21，并在定位机构23与定位结构12相匹配的情况下，将换电电池3举升至电池安装槽11。

上述定位结构12例如可以为定位孔、定位槽等。

平台21在控制器的控制下在水平面内的移动包括但不限于浮动、滑动等。以浮动为例，平台21与换电车之间存在浮动量。该浮动量可以确保定位机构与定位结构相匹配。举例来说，控制器可以包括电磁铁24、磁敏二极管、磁敏三极管、干簧管等，并由此来控制平台21在水平面内的移动或停止移动。具体而言，以电磁铁24为例，控制器控制电磁铁24得电吸合时，平台停止浮动；当控制器控制电磁铁24停止工作时，实现对平台21的释放，使得平台21可以浮动。由此，本发明实施例可以利用平台21浮动的特点，来调整换电电池3与电池安装槽11之间的空间方位。

上述定位机构23可以设置在平台21的四周、对角线等位置。以对角线位置为例，可以在平台21的左前方和右后方位置分别设置该定位机构23。当然，在实际应用中，也可以在平台21的右前方和左后方位置分别设置该定位机构23。为了确保定位精度，还可以在平台21的四周分别设置该定位机构23。本领域技术人员应能理解，定位机构23的安装位置并不局限于前述位置，该定位机构23还可以设置在该平台21的其他位置，而且本发明对设置的数量不作限定。

在本实施例中，定位机构23与定位结构12相匹配的情况包括但不限于定位机构23插入定位结构12、定位机构23与定位结构12对准等情况。这样便于换电电池3定位至电动车1车身上的电池安装槽11。

上述控制器例如可以为PLC(可编程逻辑控制器)、单片机、工控机等。

在本实施例中，当定位装置2处于电动车1的下部时，控制器控制平台21和升降机构22协同工作，平台21在水平面内移动，使得定位机构23与定位结构12相匹配；然后，升降机构22将该换电电池3举升至电池安装槽11，从而实现了换电电池3的定位，由此，可以避免在将该换电电池3定位至电动车1车身的电池安装槽11的过程中损坏电池接头13(例如水/电接头)。

上述升降机构22用于承载平台21进行上升或下降运动，进而可以将换电电池3举升至电池安装槽11。

在一个优选的实施例中，定位结构12为定位孔；上述定位机构23包括定位销杆231和驱动部件232；其中，定位销杆231用于在驱动部件232的驱动下插入定位孔。驱动部件232用于驱动定位销杆231。

具体而言，以通过电磁铁24控制平台21的浮动且定位结构12为定位孔为例，当电磁铁24得电时，可使得平台21与换电车相固定；当电磁铁24失电时，该平台21可以浮动。当该平台21移动至预定高度时，驱动部件232驱动定位销杆231，以使其与定位孔相匹配，例如，定位销杆231插入该定位孔。

在本实施例中，利用定位销杆231和驱动部件232形成的定位机构23，可以更便于与定位孔实现匹配，从而也更便于实现换电电池3与电动车1车身上的电池安装槽11的定位。

上述驱动部件232可以为电动推杆，也可以为伺服推杆，本发明对此不作限定。

下面分别对采用电动推杆、伺服推杆作为驱动部件232的技术方案进行详细说明。

(1)电动推杆作为驱动部件

在一些实施例中，该电动推杆包括第一接触器、第二电机和第一滚珠丝杠副。其中，第一接触器与第二电机相连。该第一滚珠丝杠副包括与定位销杆231相连的第一丝杠和与该第一丝杠相连的第一螺母。该第一螺母与该第二电机相配合，以将该第二电机的旋转运动转换为该第一丝杠的直线运动，以驱动定位销杆231进行伸出或缩回。升降机构22包括第一电机。其中，第一电机用于控制平台21的升降速度；第一接触器用于以控制第二电机的供电方式来控制定位销杆的伸出速度或缩回速度。其中，平台21的升降速度与定位销杆231的伸出速度或缩回速度保持一致。

在本实施例中，第二电机可以为直流电机，也可以为交流电机。

如果第二电机为直流电机，则该接触器通过控制该直流电机的直流供电方式，来控制该定位销杆231的伸出速度或缩回速度。如果该第二电机为交流电机；则该接触器通过控制该交流电机的交流供电方式，来控制该定位销杆231的伸出速度或缩回速度。

在本实施例中，可以通过控制第二电机的正反转来控制第一滚珠丝杠副的伸出和缩回运动。例如，当第二电机正转时，第一滚珠丝杠副进行伸出运动；当第二电机反转时，第一滚珠丝杠副进行缩回运动。其中，第二电机的正反转可以通过改变该第二电机的供电接入方式来实现。其中，该第二电机可以为直流电机、交流电机。具体地，以直流电机为例，可以通过接触器来改变电动推杆的直流电的供电方向来控制直流电机的正反转，进而控制第一滚珠丝杠副的伸出运动和缩回运动。由此，通过接触器可以控制电动推杆的伸出速度和缩回速度。

在实际应用中，可以事先获取到该电动推杆的伸出速度和缩回速度，进而可以使得定位销杆231的伸出速度或缩回速度与平台21的移动速度(例如，上升的速度、下降的速度)保持一致。

在本实施例中，为了使平台21的升降速度(即上升或下降的速度)与定位销杆231的伸出速度或缩回速度保持一致，可以保持平台21的移动速度与定位销杆231的伸出速度或缩回速度两者之间的相对速度为零。例如，可以将两者中任一者以设定的速度进行移动，而调整另一者的速度，从而使得两者之间的相对速度为零。具体而言，可以设定平台21的速度升降，然后，再通过调整定位销杆231的伸出速度或缩回速度，使之与平台21的升降速度之间的相对速度为零。当然，也可以使得定位销杆231以设定的伸出速度或缩回速度移动，再通过调整平台21的升降速度，使之与定位销杆231的伸出速度或缩回速度之间的相对速度为零，本发明对具体实现方式不作限定。

在进一步优选的实施例中，上述第一电机包括第一电机转子和第一编码器。其中，第一电机转子与第一编码器相连；该第一编码器用于记录该第一电机转子旋转的圈数，并基于机械关系，确定出：该第一电机转子每转一圈时，该平台上升或下降的距离。

通过本实施例，可以通过第一编码器实时地反馈当前平台的上升或下降的距离，以便于更好地使得平台的升降速度与定位销杆的伸出速度或缩回速度保持一致，从而能够更准确地实现电池与电池安装槽之间的定位。

(2)伺服推杆作为驱动部件

在一些实施例中，该伺服推杆包括第二接触器、伺服电机、伺服驱动器和第二滚珠丝杠副，该第二滚珠丝杠副包括第二丝杠和第二螺母。其中，第二接触器用于以控制伺服电机的供电方式来控制定位销杆的伸出速度或缩回速度。该伺服电机与第二接触器相连。伺服驱动器用于驱动伺服电机。第二丝杠与定位销杆231相连。第二螺母与第二丝杠相连，并与伺服电机相配合，以将伺服电机的旋转运动转换为第二丝杠的直线运动，以驱动定位销杆231进行伸出或缩回。升降机构22包括第一电机，该第一电机用于控制平台21的升降速度。其中，平台21的升降速度与定位销杆231的伸出速度或缩回速度保持一致。

在本实施例中，通过改变该伺服电机的供电接入方式来改变该伺服电机的正反转方向；通过伺服驱动器向该伺服电机发送正转指令或反转指令，以驱动该伺服电机实现正转或反转，再通过第二滚珠丝杠副将该伺服电机的正转或反转运动转换为第二滚珠丝杠副中第二丝杠的直线运动，进而该第二丝杠可以驱动定位销杆231进行伸出或缩回运动。

在进一步优选的实施例中，上述第一电机包括第一电机转子和第一编码器。其中，第一电机转子与第一编码器相连；该第一编码器用于记录该第一电机转子旋转的圈数，并基于机械关系，确定出：该第一电机转子每转一圈时，该平台21上升或下降的距离。

通过本实施例，可以通过第一编码器实时地反馈当前平台21的上升或下降的距离，以便于更好地使得平台21的升降速度与定位销杆231的伸出速度或缩回速度保持一致，可以确保定位销杆231的一端始终处于定位孔内，从而能够更准确地实现换电电池3与电池安装槽11之间的定位。

在本实施例中，伺服电机通过和第二滚珠丝杠副的配合，将旋转运动转换为第二滚珠丝杠副中第二丝杠的直线运动，例如，垂直伸缩运动，进而实现了伺服推杆的直线运动。

在本实施例中，为了使平台21的升降速度(即上升或下降的速度)与定位销杆231的伸出速度或缩回速度保持一致，可以保持平台21的移动速度与定位销杆23的伸出速度或缩回速度两者之间的相对速度为零。例如，可以将两者中任一者以设定的速度进行移动，而调整另一者的速度，从而使得两者之间的相对速度为零。具体而言，可以设定平台21的速度升降，然后，再通过调整定位销杆231的伸出速度或缩回速度，使之与平台21的升降速度之间的相对速度为零。当然，也可以使得定位销杆231以设定的伸出速度或缩回速度移动，再通过调整平台21的升降速度，使之与定位销杆231的伸出速度或缩回速度之间的相对速度为零，本发明对具体实现方式不作限定。

上述定位销杆231的长度可以根据实际情况来选取。例如，如果该定位销杆231的长度过长，而该定位销杆231本身的挠度较低时，可能会使得换电电池3无法与电池安装槽11准确地对接。上述定位销杆231的长度可以根据该定位销杆231欲伸出时平台21与电动车1车底的间距来确定。本领域技术人员可以根据实际情况，采取比该间距小预定值的长度作为该定位销杆231的长度。在平台21上的换电电池3和电动车1电池安装槽11接触之前，完成定位即可。最优选地，定位销杆231的长度为20厘米。

具体地，上述定位销杆231的长度可以通过以下方式来获得：

(1)电动推杆作为驱动部件

该电动推杆还可以包括电位计；其中，该电位计与控制器和第一接触器相连，用于采集该第一接触器的工作电压信号，并将工作电压信号发送至控制器。该控制器还用于根据工作电压信号确定定位销杆231伸出或缩回的长度。

具体而言，该电位计通过预定的电压范围(例如，0～5V)，以线性关系来代表定位销杆231伸出的长度，例如，可以使用0V来代表定位销杆231伸出的最短长度，使用5V来代表该定位销杆231伸出的最长长度。该电位计可以采集接触器的工作电压信号；然后，电位计将电压信号发送至控制器；然后，该控制器根据电压信号与长度的对应关系，控制该定位销杆231伸出或缩回预定的长度。

在实际应用中，由电动推杆所确定出的定位销杆231长度信息可以通过屏幕进行显示，以便于现场工作人员及时进行定位调整。

(2)伺服推杆作为驱动部件

该伺服电机还可以包括第二编码器；该第二编码器与伺服电机转子相连，用于记录伺服电机转子旋转的圈数，并基于机械关系，确定该定位销杆231伸出或缩回的长度。

在本实施例中，第二编码器根据机械关系，可以确定出该伺服电机单位圈数下定位销杆231伸出或缩回的长度(即每旋转一圈时该定位销杆231伸出或缩回的长度)；然后，再根据单位圈数下定位销杆231伸出或缩回的长度，确定出当前定位销杆231的伸出长度或缩回长度。

在一个优选的实施例中，驱动部件232还用于当平台21上升至第一预定高度时，驱动定位销杆231进行伸出运动，以及当平台21上升至第二预定高度时，驱动定位销杆231伸入定位孔内预定深度，之后以预定速率驱动定位销杆231进行缩回运动，并当平台21上升至第三预定高度时，使得换电电池3装入电池安装槽11。升降机构22用于将平台21分别举升至第一预定高度、第二预定高度以及第三预定高度，并在定位销杆231伸入定位孔内预定深度时，控制平台21以该预定速率上升移动。

其中，平台21上升的高度和速度均可以通过上述第一编码器来设定，由此可以确定出平台21上升至第一预定高度的时间，进而可以通过电机来控制定位销杆231在平台21到达第一预定高度时伸出来。

在本实施例中，驱动部件232驱动定位销杆231从定位孔内缩回移动的速率与升降机构22举升平台21的速率相等，并且，定位销杆231的移动方向与平台21的移动方向相反，以此实现平台21的升降速度与定位销杆231的缩回速度保持一致。其中，平台21与定位销杆231之间的相对速率为零，具体实施方式可以参考前述实施例，在此不再赘述。

在一个优选的实施例中，该定位装置2还可以包括加解锁机构(图中未示出)。该加解锁机构用于将换电电池3与电池安装槽11进行加锁或解锁。

在本实施例中，通过对换电电池3进行加锁，以固定换电电池3。

为了便于理解，下面结合图1至图3以具体实施例对本发明进行详细说明。

在本实施例中，电动车1包括电池安装槽11、定位结构12和电池接头13。其中，定位结构12为定位孔。电池接头13用于对换电电池3进行水冷降温和供电。

本实施例提供的定位装置包括控制器、平台21和升降机构22；其中，控制器包括电磁铁24。该电磁铁24与换电车刚性连接。控制器用于控制平台21和升降机构22。平台21包括定位机构23，且用于承载换电电池3，并在控制器的控制下在水平面内移动或停止移动，以使得定位机构23与定位孔相匹配；定位机构23包括定位销杆231和驱动部件232。其中，定位销杆231用于在驱动部件232的驱动下插入定位孔；驱动部件232用于驱动定位销杆231。该定位销杆231包括圆锥状的头部2311和圆柱状的杆体2312及导向部件2313。其中，该圆锥状的头部2311与电动车1上的定位孔相匹配。其中，导向部件2313用于保持圆锥状的头部2311和圆柱状的杆体2312的行进方向。升降机构22用于升降平台21，并在定位机构23与定位孔相匹配的情况下，将换电电池3举升至电池安装槽11。

综上所述，本发明实施例通过采取上述任一技术方案，利用控制器控制平台21和升降机构22相互配合，并通过平台21上的定位机构与电动车1车身上的定位结构12的匹配，来实现换电电池3与电动车1车身上的电池安装槽11的对准，进而实现了在换电过程中对换电电池3与电池安装槽11的准确定位；而且，由于换电电池3与电池安装槽11定位得准确，还可以避免换电电池的接头受到损伤。

此外，本发明实施例还提供一种定位方法。该定位方法可由上述定位装置实施例执行。如图4所示，该定位方法主要包括步骤S100和步骤S110。其中：

S100：控制平台21在水平面内移动，以使得定位机构23与定位结构12相匹配。

优选地，本步骤S100可以包括：

S101：利用升降机构22将换电电池3举升至第一预定高度；

S102：控制平台21在水平面内移动，以将定位销杆231与定位孔进行对准。

S110：在定位机构23与定位结构12相匹配的情况下，控制升降机构22将换电电池3举升至电池安装槽11。

优选地，本步骤S110可以包括：

S111：在定位销杆231与定位孔对准的情况下，控制升降机构22将换电电池3举升至第二预定高度，并将定位销杆231伸入定位孔；

S112：以预定速率，控制升降机构22举升换电电池3，同时缩回定位销杆231，直至换电电池3达到第三预定高度，以使得换电电池3装入电池安装槽11。

在步骤S112中，升降机构22举升换电电池3的速度与缩回定位销杆231的速度的大小相等且方向相反，以使得承载有换电电池3的平台21的上升与定位销杆231的缩回保持一致，可以确保定位销杆231的一端始终处于定位孔内，从而能够更准确地实现电池与电池安装槽之间的定位。

具体而言，换电车承载着电池3，移动至电动车1的车身下面。平承载有电池3的台21通过升降机构被举升至第一预定高度。定位销杆23由该驱动部件24驱动时，向电动车1的车身方向伸出。当平台21上升至第二预定高度时，定位销杆23的头部231插入电动车1的定位孔12。平台21以第一速度升高；同时定位销杆23以同步的速度下降。在该过程中，平台21上升的速度与定位销杆23下降的速度保持一致(平台21上升的速度与定位销杆23下降的速度的大小相同而方向相反)。当平台21上升至第三预定高度时停止。此时，换电电池3被完全置入换电电池安装槽11。电磁铁24上电吸合，控制该平台21停止浮动，以将平台21与换电车相固定。当换电电池3被固定住时，缩回定位销杆23，并进行加锁操作，从而完成换电电池3的安装。

在一个可选的实施例中，如图5所示，在图4所示基础上，上述定位方法还可以包括：

S120：在通过控制器控制平台21保持不动的情况下，控制该定位销杆231进行缩回运动；

S130：对换电电池3进行加锁。

在本实施例中，当换电电池3被装入电动车1车身上的电池安装槽11后，可以通过控制器来保持平台21稳定不动，例如，通过控制器控制电磁铁24来保持平台21稳定不动；此时，换电电池3保持稳定；然后，缩回定位销杆231；最后对换电电池3进行加锁，从而完成换电车对电动车1的换电操作。

综上所述，本发明实施例利用平台21和升降机构22之间的相互配合，并通过平台21上的定位机构与电动车1车身上的定位结构12的匹配，来实现换电电池3与电动车1车身上的电池安装槽11的对准，进而实现了在换电过程中对换电电池3与电池安装槽11的准确定位；而且，由于换电电池3与电池安装槽11定位得准确，还可以避免换电电池的接头受到损伤。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

术语“相连”、“连接”等应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，亦或是一体连接；既可以是机械连接，也可以是电连接；既可以是直接连接或相连，也可以是通过中间媒介的间接连接或间接相连，还可以是两个元件内部的连通；既可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域普通技术人员来说，可以根据实际的具体情况来理解上述术语在本文中的具体含义。

上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

需要说明的是，出于简要的考虑，本文通过相关的方式描述了实施例。在上述各个实施例中，省略了相同的内容，而详细描述了各个实施例间相区别的内容。本领域技术人员应能理解，上述各个实施例之间可以相互借鉴。

在说明书中描述的特征和优点并非囊括，并且具体而言，许多附加特征和优点将鉴于附图、说明书和权利要求而为本领域普通技术人员所清楚。另外应当注意，在说明书中使用的语言已经主要出于可读性和指导的目的而加以选择，并且可以未被选择用于界定或者限定发明主题内容。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，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做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做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种定位装置，其特征在于，用于换电车，所述换电车用于为电动车换电，所述电动车的车身底部包括定位结构和电池安装槽；所述定位装置包括控制器、平台和升降机构；其中：

所述控制器，用于控制所述平台和所述升降机构；

所述平台，包括定位机构，且用于承载换电电池，并在所述控制器的控制下在水平面内移动或停止移动，以使得所述定位机构与所述定位结构相匹配；所述定位结构为定位孔，所述定位机构包括定位销杆和驱动部件，所述驱动部件用于当所述平台上升至第一预定高度时，驱动所述定位销杆进行伸出运动，以及当所述平台上升至第二预定高度时，驱动所述定位销杆伸入所述定位孔内预定深度，之后以预定速率驱动所述定位销杆进行缩回运动，并当所述平台上升至第三预定高度时，使得所述换电电池装入所述电池安装槽；

所述升降机构，用于将所述平台分别举升至所述第一预定高度、所述第二预定高度以及所述第三预定高度，并在所述定位销杆伸入所述定位孔内预定深度时，控制所述平台以预定速率上升移动，将所述换电电池举升至所述电池安装槽。

2.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述驱动部件为电动推杆；其中：

所述升降机构包括：

第一电机，用于控制所述平台的升降速度；

所述电动推杆包括：第一接触器、第二电机和第一滚珠丝杠副；其中：

所述第一接触器，用于以控制所述第二电机的供电方式来控制所述定位销杆的伸出速度或缩回速度；

所述第二电机，与所述第一接触器相连；

所述第一滚珠丝杠副，包括：

第一丝杠，与所述定位销杆相连；

第一螺母，与所述第一丝杠相连，并与所述第二电机相配合，以将所述第二电机的旋转运动转换为所述第一丝杠的直线运动，以驱动所述定位销杆进行伸出或缩回；

其中，所述平台的升降速度与所述定位销杆的伸出速度或缩回速度保持一致。

3.根据权利要求2所述的定位装置，其特征在于，所述第一电机包括第一电机转子和第一编码器；其中：

所述第一电机转子，与所述第一编码器相连；

所述第一编码器，用于记录所述第一电机转子旋转的圈数，并基于机械关系，确定出：所述第一电机转子每转一圈时，所述平台上升或下降的距离。

4.根据权利要求2所述的定位装置，其特征在于，所述电动推杆还包括电位计；其中：

所述电位计，与所述控制器和所述第一接触器相连，用于采集所述第一接触器的工作电压信号，并将所述工作电压信号发送至所述控制器；

所述控制器，还用于根据所述工作电压信号确定所述定位销杆伸出或缩回的长度。

5.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述驱动部件为伺服推杆；其中：

所述升降机构包括：

第一电机，用于控制所述平台的升降速度；

所述伺服推杆包括第二接触器、伺服电机、伺服驱动器和第二滚珠丝杠副；所述第二滚珠丝杠副包括第二丝杠和第二螺母；其中：

所述第二接触器，用于以控制所述伺服电机的供电方式来控制所述定位销杆的伸出速度或缩回速度；

所述伺服电机，与所述第二接触器相连；

所述伺服驱动器，用于驱动所述伺服电机；

所述第二丝杠，与定位销杆相连；

所述第二螺母与所述第二丝杠相连，并与所述伺服电机相配合，以将所述伺服电机的旋转运动转换为所述第二丝杠的直线运动，以驱动所述定位销杆进行伸出或缩回；

其中，所述平台的升降速度与所述定位销杆的伸出速度或缩回速度保持一致。

6.根据权利要求5所述的定位装置，其特征在于，所述第一电机包括第一电机转子和第一编码器，其中：

所述第一电机转子，与所述第一编码器相连；

所述第一编码器，用于记录所述第一电机转子旋转的圈数，并基于机械关系，确定出：所述第一电机转子每转一圈时，所述平台上升或下降的距离。

7.根据权利要求5所述的定位装置，其特征在于，所述伺服电机还包括第二编码器；其中：

所述第二编码器，与伺服电机转子相连，用于记录所述伺服电机转子旋转的圈数，并基于机械关系，确定所述定位销杆伸出或缩回的长度。

8.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述定位装置还包括：

加解锁机构，用于将所述换电电池与所述电池安装槽进行加锁或解锁。

9.一种定位方法，其特征在于，应用于如权利要求1-8中任一所述的定位装置；

所述定位方法包括：

控制所述平台在水平面内移动，以使得所述定位机构与所述定位结构相匹配，包括：利用所述升降机构将所述换电电池举升至所述第一预定高度；控制所述平台在水平面内移动，以将所述定位销杆与所述定位孔进行对准；

在所述定位机构与所述定位结构相匹配的情况下，控制所述升降机构将所述换电电池举升至所述电池安装槽，包括：在所述定位销杆与所述定位孔对准的情况下，控制所述升降机构将所述换电电池举升至所述第二预定高度，并将所述定位销杆伸入所述定位孔；以预定速率，控制所述升降机构举升所述换电电池，同时缩回所述定位销杆，直至所述换电电池达到所述第三预定高度，以使得所述换电电池装入所述电池安装槽。

10.根据权利要求9所述的定位方法，其特征在于，所述定位方法还包括：

在通过所述控制器控制所述平台保持不动的情况下，控制所述定位销杆进行缩回运动；

对所述换电电池进行加锁。

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