CN110001599A - 换电平台、换电机器人及充换电站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及充换电技术领域，具体涉及一种换电平台、换电机器人及充换电站。本发明旨在解决现有的充换电站存在的机构设置复杂、换电体验差的问题。为此目的，本发明的换电平台包括沿待换电车辆的长度方向设置的第一固定台、第二固定台和设置于第一固定台和第二固定台之间的移动台，第一固定台允许待换电车辆的前轮/后轮停于其上，第二固定台对应地允许待换电车辆的后轮/前轮停于其上，移动台设置成能够沿待换电车辆的宽度方向移动，从而在第一固定台与第二固定台之间形成换电空间。本发明的换电平台大大简化了机构的设置，提升了换电体验。

Description

换电平台、换电机器人及充换电站

技术领域

本发明涉及充换电技术领域，具体涉及一种换电平台、换电机器人及充换电站。

背景技术

随着新能源汽车的普及，如何为能量不足的汽车提供快速有效地能量补给成为车主和各大厂商非常关注的问题。以电动汽车为例，当前主流的电能补给方案之一是电池更换方案。在电池更换方案中，在电动汽车底部进行换电是一种主流的换电方式，其一般在专门的充换电站内完成。具体而言，充换电站内配置有充换电架、换电平台、以及在二者之间运载满电/亏电电池的换电机器人。换电过程中，首先换电平台对停放于其上的待换电车辆进行初定位和举升调平，然后换电机器人通过在充换电架和换电平台之间往复行驶的方式，完成为停于换电平台上的电动汽车更换动力电池的动作。

虽然换电方案能够在很短的时间内完成电能补给，但是当前的换电方案也存在着一定的问题：首先，换电平台需要设置专门的举升装置将电动汽车举升至较高的高度后，换电机器人才能进入车底进行换电，以防止换电机器人在进入车底时与电动汽车发生干涉而损坏电动汽车。但是这样的设置方式使得充换电站的机构设置复杂化，增加了充换电站的建设和运营成本。其次，由于举升装置需要将电动汽车抬升至较高的位置，因此出于安全的考虑，换电过程中驾驶员(无论是乘客还是换电服务人员)需要把车辆停好后，下车等待换电过程结束后再上车将车辆开走。虽然这样的流程出于安全考虑是正确的，但用户体验非常不好。也就是说，现有的充换电站存在机构设置复杂、换电体验差的问题。

相应地，本领域需要一种新的换电平台来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有的充换电站存在的机构设置复杂、换电体验差的问题，本发明提供了一种换电平台，所述换电平台包括沿待换电车辆的长度方向设置的第一固定台、第二固定台和设置于所述第一固定台和所述第二固定台之间的移动台，所述第一固定台允许所述待换电车辆的前轮/后轮停于其上，所述第二固定台对应地允许所述待换电车辆的后轮/前轮停于其上，所述移动台设置成能够沿所述待换电车辆的宽度方向移动，从而在所述第一固定台与所述第二固定台之间形成换电空间。

在上述换电平台的优选技术方案中，所述移动台上设置有第一复位部，所述第一复位部用于实现所述移动台的复位。

在上述换电平台的优选技术方案中，所述第一复位部为磁性件。

在上述换电平台的优选技术方案中，所述第一固定台上设置有第一定位机构，所述第一定位机构设置成够使所述前轮/后轮在所述长度方向上定位的同时，允许所述前轮/后轮沿所述宽度方向移动。

在上述换电平台的优选技术方案中，所述第一定位机构为V型辊筒组。

在上述换电平台的优选技术方案中，所述第二固定台上设置有第二定位机构，所述第二定位机构设置成允许所述后轮/前轮沿所述宽度方向移动。

在上述换电平台的优选技术方案中，所述第二定位机构为I型辊筒组。

在上述换电平台的优选技术方案中，所述第一固定台上还设置有第一对中机构，所述第一对中机构设置成能够使所述前轮/后轮在所述宽度方向上定位。

在上述换电平台的优选技术方案中，所述第一对中机构包括第一驱动部、第一传动部和第一推杆，所述第一驱动部与所述第一传动部连接，所述第一传动部与所述第一推杆连接，所述第一驱动部能够驱动所述第一传动部动作，从而所述第一传动部带动所述第一推杆向外推动所述前轮/后轮或向内拉动所述前轮/后轮。

在上述换电平台的优选技术方案中，所述第二固定台上还设置有第二对中机构，所述第二对中机构设置成能够使所述后轮/前轮在所述宽度方向上定位。

在上述换电平台的优选技术方案中，所述第二对中机构包括第二驱动部、第二传动部和第二推杆，所述第二驱动部与所述第二传动部连接，所述第二传动部与所述第二推杆连接，所述第二驱动部能够驱动所述第二传动部动作，从而所述第二传动部带动所述第二推杆向外推动所述后轮/前轮或向内拉动所述后轮/前轮。

在上述换电平台的优选技术方案中，所述第一固定台具有斜坡。

本发明还提供了一种用于上述优选实施方案中任一项所述的换电平台的换电机器人，所述换电机器人能够停于所述第一固定台与所述第二固定台之间形成的换电空间中，并对停于所述换电平台上的待换电车辆进行换电。

在上述换电机器人的优选技术方案中，所述换电机器人包括本体和设置于所述本体上的浮动机构，所述浮动机构能够以相对于所述本体升降和/或倾斜的方式与所述待换电车辆的底盘对接。

在上述换电机器人的优选技术方案中，所述浮动机构包括第三驱动部、第三传动部和浮动板，所述第三驱动部与所述第三传动部连接，所述第三传动部与所述浮动板连接，所述第三驱动部能够驱动所述第三传动部动作，从而所述第三传动部带动所述浮动板相对于所述本体升降和/或倾斜，以便所述浮动板的倾斜度与待换电车辆的底盘相匹配。

在上述换电机器人的优选技术方案中，所述第三驱动部包括至少一个空气压缩机，所述第三传动部包括多个空气弹簧。

在上述换电机器人的优选技术方案中，部分所述空气弹簧对应于所述浮动板的中部设置，其余的所述空气弹簧对应于所述浮动板的四周设置。

在上述换电平台的优选技术方案中，每个所述空气弹簧配置有充放气电磁阀，所述充放气电磁阀用于控制对应的所述空气弹簧的进气量和放气量。

在上述换电机器人的优选技术方案中，所述换电机器人还包括检测部和控制部，所述检测部设置于所述浮动板上，用于检测所述浮动板与所述底盘之间的匹配程度，所述控制部分别与所述检测部、所述空气压缩机和所述充放气电磁阀连接，所述控制部设置成能够根据所述检测部的检测结果，控制所述空气压缩机的启闭以及每个所述充放气电磁阀的打开和关闭，从而实现所述浮动板相对于所述本体的升降和/或倾斜。

在上述换电机器人的优选技术方案中，所述检测部为距离传感器或压力传感器。

在上述换电机器人的优选技术方案中，所述换电机器人还包括设置于所述本体上的第二复位部，所述第二复位部用于实现所述移动台的复位。

在上述换电机器人的优选技术方案中，所述第二复位部为电磁铁，所述电磁铁与所述控制部连接，所述控制部还设置成在所述换电机器人处于所述待换电车辆的下方时控制所述电磁铁通电，从而所述换电机器人从所述待换电车辆的下方驶出时带动所述移动台一起移动；在所述移动台移动至复位位置时控制所述电磁铁断电，从而实现所述可移动物体的复位。

在上述换电机器人的优选技术方案中，所述本体的上表面开设有凹槽，所述浮动机构设置于所述凹槽中。

在上述换电机器人的优选技术方案中，所述浮动板上还设置有第一定位部，所述待换电车辆上设置有第二定位部，所述第一定位部能够与所述第二定位部配合连接，从而实现所述浮动板相对于所述待换电车辆的定位。

在上述换电机器人的优选技术方案中，所述第一定位部为定位销；并且/或者所述第二定位部对应地为定位销孔。

在上述换电机器人的优选技术方案中，所述本体或所述浮动板上还设置有电池转运机构，所述电池转运机构设置成能够承载动力电池并使所述动力电池相对于所述本体移动。

在上述换电机器人的优选技术方案中，所述电池转运机构包括多个动力辊筒组。

在上述换电机器人的优选技术方案中，所述换电机器人还包括设置于所述浮动板的加解锁机构，所述加解锁机构设置成能够对所述待换电车辆的动力电池加解锁。

在上述换电机器人的优选技术方案中，所述加解锁机构包括第四驱动部和加解锁头，所述第四驱动部能够驱动所述加解锁头转动。

在上述换电机器人的优选技术方案中，所述本体上还设置有行走部，所述行走部能够带动所述换电机器人移动。

本发明还提供了一种充换电站，所述充换电站包括上述优选技术方案中任一项所述的换电平台和/或换电机器人。

本领域技术人员能够理解的是，在本发明的优选技术方案中，换电平台包括沿待换电车辆的长度方向设置的第一固定台、第二固定台和设置于第一固定台和第二固定台之间的移动台，第一固定台允许待换电车辆的前轮/后轮停于其上，第二固定台对应地允许待换电车辆的后轮/前轮停于其上，移动台设置成能够沿待换电车辆的宽度方向移动，从而在所述第一固定台与所述第二固定台之间形成换电空间。

通过将换电平台分成第一固定台、第二固定台和移动台，移动台能够沿换电车辆的宽度方向移动，本发明的换电平台大大简化了机构的设置，提升了换电体验。具体而言，在待换电车辆换电时，首先待换电车辆行驶至换电平台上，其前轮/后轮停于第一固定台，后轮/前轮对应地停于第二固定台，此时位于前后轮之间的底盘和动力电池恰好位于移动台的上方。然后移动台通过沿待换电车辆的宽度方向移动，使得第一固定台和第二固定台之间形成换电空间，换电机器人恰好能够停于该换电空间，也即待换电车辆的下方。此时无需举升机构抬升车辆，即可完成动力电池的更换。换言之，本发明无需设置抬升机构即可完成动力电池的更换，这种换电方式不仅大大简化了换电平台的机构设置，节约了换电平台的建设成本和维护成本，而且还提升了用户的换电体验和换电效率，用户无需下车即可完成车辆的换电。

进一步地，本发明还提供了一种与上述换电平台相匹配的换电机器人，该换电机器人具有本体、设置于本体上的浮动机构以及设置于浮动机构上的加解锁机构。特别的是，浮动机构能够以相对于本体升降和/或倾斜的方式与待换电车辆的底盘对接并主动匹配车辆底盘的倾斜度。如此一来，在待换电车辆无需调平的前提下，即可实现换电机器人与车辆底盘的对接和换电，不仅能够进一步简化换电平台上调平机构的设置、节约换电平台的建设成本和维护成本，而且还大大提升了换电效率和换电成功率。

方案1、一种换电平台，其特征在于，所述换电平台包括沿待换电车辆的长度方向设置的第一固定台、第二固定台和设置于所述第一固定台和所述第二固定台之间的移动台，所述第一固定台允许所述待换电车辆的前轮/后轮停于其上，所述第二固定台对应地允许所述待换电车辆的后轮/前轮停于其上，所述移动台设置成能够沿所述待换电车辆的宽度方向移动，从而在所述第一固定台与所述第二固定台之间形成换电空间。

方案2、根据方案1所述的换电平台，其特征在于，所述移动台上设置有第一复位部，所述第一复位部用于实现所述移动台的复位。

方案3、根据方案2所述的换电平台，其特征在于，所述第一复位部为磁性件。

方案4、根据方案1所述的换电平台，其特征在于，所述第一固定台上设置有第一定位机构，所述第一定位机构设置成够使所述前轮/后轮在所述长度方向上定位的同时，允许所述前轮/后轮沿所述宽度方向移动。

方案5、根据方案4所述的换电平台，其特征在于，所述第一定位机构为V型辊筒组。

方案6、根据方案1所述的换电平台，其特征在于，所述第二固定台上设置有第二定位机构，所述第二定位机构设置成允许所述后轮/前轮沿所述宽度方向移动。

方案7、根据方案6所述的换电平台，其特征在于，所述第二定位机构为I型辊筒组。

方案8、根据方案1所述的换电平台，其特征在于，所述第一固定台上还设置有第一对中机构，所述第一对中机构设置成能够使所述前轮/后轮在所述宽度方向上定位。

方案9、根据方案8所述的换电平台，其特征在于，所述第一对中机构包括第一驱动部、第一传动部和第一推杆，所述第一驱动部与所述第一传动部连接，所述第一传动部与所述第一推杆连接，所述第一驱动部能够驱动所述第一传动部动作，从而所述第一传动部带动所述第一推杆向外推动所述前轮/后轮或向内拉动所述前轮/后轮。

方案10、根据方案1所述的换电平台，其特征在于，所述第二固定台上还设置有第二对中机构，所述第二对中机构设置成能够使所述后轮/前轮在所述宽度方向上定位。

方案11、根据方案10所述的换电平台，其特征在于，所述第二对中机构包括第二驱动部、第二传动部和第二推杆，所述第二驱动部与所述第二传动部连接，所述第二传动部与所述第二推杆连接，所述第二驱动部能够驱动所述第二传动部动作，从而所述第二传动部带动所述第二推杆向外推动所述后轮/前轮或向内拉动所述后轮/前轮。

方案12、根据方案1所述的换电平台，其特征在于，所述第一固定台具有斜坡。

方案13、一种用于方案1至12中任一项所述的换电平台的换电机器人，其特征在于，所述换电机器人能够停于所述第一固定台与所述第二固定台之间形成的换电空间中，并对停于所述换电平台上的待换电车辆进行换电。

方案14、根据方案13所述的换电机器人，其特征在于，所述换电机器人包括本体和设置于所述本体上的浮动机构，所述浮动机构能够以相对于所述本体升降和/或倾斜的方式与所述待换电车辆的底盘对接。

方案15、根据方案14所述的换电机器人，其特征在于，所述浮动机构包括第三驱动部、第三传动部和浮动板，所述第三驱动部与所述第三传动部连接，所述第三传动部与所述浮动板连接，所述第三驱动部能够驱动所述第三传动部动作，从而所述第三传动部带动所述浮动板相对于所述本体升降和/或倾斜，以便所述浮动板的倾斜度与待换电车辆的底盘相匹配。

方案16、根据方案15所述的换电机器人，其特征在于，所述第三驱动部包括至少一个空气压缩机，所述第三传动部包括多个空气弹簧。

方案17、根据方案16所述的换电机器人，其特征在于，部分所述空气弹簧对应于所述浮动板的中部设置，其余的所述空气弹簧对应于所述浮动板的四周设置。

方案18、根据方案16所述的换电机器人，其特征在于，每个所述空气弹簧配置有充放气电磁阀，所述充放气电磁阀用于控制对应的所述空气弹簧的进气量和放气量。

方案19、根据方案18所述的换电机器人，其特征在于，所述换电机器人还包括检测部和控制部，所述检测部设置于所述浮动板上，用于检测所述浮动板与所述底盘之间的匹配程度，所述控制部分别与所述检测部、所述空气压缩机和所述充放气电磁阀连接，

所述控制部设置成能够根据所述检测部的检测结果，控制所述空气压缩机的启闭以及每个所述充放气电磁阀的打开和关闭，从而实现所述浮动板相对于所述本体的升降和/或倾斜。

方案20、根据方案19所述的换电机器人，其特征在于，所述检测部为距离传感器或压力传感器。

方案21、根据方案19所述的换电机器人，其特征在于，所述换电机器人还包括设置于所述本体上的第二复位部，所述第二复位部用于实现所述移动台的复位。

方案22、根据方案21所述的换电机器人，其特征在于，所述第二复位部为电磁铁，所述电磁铁与所述控制部连接，

所述控制部还设置成在所述换电机器人处于所述待换电车辆的下方时控制所述电磁铁通电，从而所述换电机器人从所述待换电车辆的下方驶出时带动所述移动台一起移动；在所述移动台移动至复位位置时控制所述电磁铁断电，从而实现所述移动台的复位。

方案23、根据方案14所述的换电机器人，其特征在于，所述本体的上表面开设有凹槽，所述浮动机构设置于所述凹槽中。

方案24、根据方案15所述的换电机器人，其特征在于，所述浮动板上还设置有第一定位部，所述待换电车辆上设置有第二定位部，所述第一定位部能够与所述第二定位部配合连接，从而实现所述浮动板相对于所述待换电车辆的定位。

方案25、根据方案24所述的换电机器人，其特征在于，所述第一定位部为定位销；并且/或者所述第二定位部对应地为定位销孔。

方案26、根据方案15所述的换电机器人，其特征在于，所述本体或所述浮动板上还设置有电池转运机构，所述电池转运机构设置成能够承载动力电池并使所述动力电池相对于所述本体移动。

方案27、根据方案26所述的换电机器人，其特征在于，所述电池转运机构包括多个动力辊筒组。

方案28、根据方案14所述的换电机器人，其特征在于，所述换电机器人还包括设置于所述浮动板的加解锁机构，所述加解锁机构设置成能够对所述待换电车辆的动力电池加解锁。

方案29、根据方案28所述的换电机器人，其特征在于，所述加解锁机构包括第四驱动部和加解锁头，所述第四驱动部能够驱动所述加解锁头转动。

方案30、根据方案14所述的换电机器人，其特征在于，所述本体上还设置有行走部，所述行走部能够带动所述换电机器人移动。

方案31、一种充换电站，其特征在于，所述充换电站包括方案1至12中任一项所述的换电平台和/或方案13-30中任一项所述的换电机器人。

附图说明

下面参照附图并结合电动汽车来描述本发明的换电平台、换电机器人及充换电站。附图中：

图1为本发明的换电平台的结构图；

图2为本发明的换电平台的第一定位机构的结构图；

图3为本发明的换电平台的第二定位机构的结构图；

图4为本发明的换电平台的第一对中机构的结构图；

图5为本发明的换电平台的第二对中机构的结构图；

图6为本发明的换电机器人的结构图；

图7为本发明的换电机器人去除浮动板后的结构图；

图8为本发明的换电机器人的浮动机构的原理图；

图9A为本发明的换电过程示意图(一)；

图9B为本发明的换电过程示意图(二)；

图9C为本发明的换电过程示意图(三)；

图9D为本发明的换电过程示意图(四)。

附图标记列表

1、换电平台；11、第一固定台；111、第一定位机构；112、第一对中机构；1121、第一驱动部；1122、第一传动部；1123、第一推杆；113、斜坡；12、第二固定台；121、第二定位机构；122、第二对中机构；1221、第二驱动部；1222、第二传动部；1223、第二推杆；13、移动台；131、第一复位部；3、换电机器人；31、本体；311、凹槽；312、第二复位部；321、第三驱动部；322、第三传动部；323、浮动板；324、充放气电磁阀；325、第一定位部；33、电池转运机构；331、动力辊筒组；34、加解锁机构；35、行走部；5、电动汽车；51、动力电池。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。例如，虽然本发明是结合电动汽车进行描述的，但是这种应用场景并非一成不变，本领域技术人员可以对其进行调整，如本发明还可以应用于混合动力汽车等需要更换动力电池的车辆。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

首先参照图1、图9A至图9C，对本发明的换电平台进行描述。其中，图1为本发明的换电平台的结构图；图9A为本发明的换电过程示意图(一)；图9B为本发明的换电过程示意图(二)；图9C为本发明的换电过程示意图(三)；图9D为本发明的换电过程示意图(四)。

如图1所示，为解决现有充换电站存在的机构设置复杂、换电体验差的问题，本发明的换电平台1主要包括沿电动汽车(以下或简称汽车)的长度方向依次设置的第一固定台11、移动台13和第二固定台12。第一固定台11上设置有斜坡113，电动汽车能够通过该斜坡113倒车至换电平台1上。第一固定台11的台面上还设置有第一定位机构111和第一对中机构112，第一定位机构111能够使电动汽车的前轮在汽车的长度方向上定位的同时，允许前轮在汽车的宽度方向上移动，第一对中机构112则能够使前轮在汽车的宽度方向上移动并定位，从而实现前轮的整体定位。第二固定台12上设置有第二定位机构121和第二对中机构122，第二定位机构121允许汽车的后轮沿宽度方向移动，第二对中机构122能够使后轮在汽车的宽度方向上移动并定位，从而实现后轮的整体定位。定位好后，汽车的前轮停于第一固定台11，后轮停于第二固定台12，位于前后轮之间的安装有动力电池的底盘则位于移动台13的上方。特别地，移动台13设置成能够沿电动汽车的宽度方向移动(即图1中箭头所示方向)，从而在第一固定台11与第二固定台12之间形成一换电空间，以便换电机器人3停于该换电空间为电动汽车更换动力电池。

参照图9A至图9D，在为电动汽车5换电时，首先电动汽车5倒车至换电平台1上，在第一定位机构111、第一对中机构112、第二定位机构121以及第二对中机构122的作用下，实现在换电平台1上的整体定位。然后，换电机器人3沿汽车5的宽度方向移动并推开移动台13后到达汽车5下方的换电空间，为电动汽车5更换动力电池51。动力电池51更换好后，换电机器人3移出，移动台13随之回到第一固定台11与第二固定台12之间，电动汽车5驶出换电平台1。

从上述描述可以看出，通过将换电平台1分成第一固定台11、第二固定台12和移动台13，移动台13能够沿换电车辆的宽度方向移动，本发明的换电平台1大大简化了机构的设置，提升了换电体验。具体而言，在待换电车辆换电时，通过换电机器人3沿电动汽车5的宽度方向移动并推走移动台13，使得换电机器人3能够停于第一固定台11与第二固定台12之间，也即待换电车辆的下方，此时无需举升机构抬升车辆，即可完成动力电池51的更换。换言之，本发明无需设置抬升机构即可完成动力电池51的更换，这种换电方式不仅大大简化了换电平台1的机构设置，节约了换电平台1的建设成本和维护成本，而且还提升了用户的换电体验和换电效率，用户无需下车即可完成汽车5的换电。

下面参照图1至图5，对本发明的换电平台1进行详细描述。其中，图2为本发明的换电平台的第一定位机构的结构图；图3为本发明的换电平台的第二定位机构的结构图；图4为本发明的换电平台的第一对中机构的结构图；图5为本发明的换电平台的第二对中机构的结构图。

如图1和图2所示，在一种可能的实施方式中，换电平台1包括第一固定台11、第二固定台12和移动台13，移动台13设置于第一固定台11与第二固定台12之间并能够沿汽车5的宽度方向被换电机器人3推动(即图1中箭头所示的方向)，如移动台13下设置万向轮，或在地面上设置滑轨等方式实现换电机器人3推动移动台13。参照图1和图2，第一定位机构111为V型辊筒组，V型辊筒组包括多个并排排列的V型辊筒，在车轮经过V型辊筒组时，V型辊筒组在汽车5的长度方向对车轮进行定位的同时，还允许车轮在汽车5的宽度方向滑动。参照图1和图3，第二定位机构121为I型辊筒组，I型辊筒组包括多个并排排列的I型辊筒，在车轮经过I型辊筒组时，I型辊筒组对车轮进行支撑的同时，还允许车轮在汽车5的宽度方向滑动。参照图1和图4，第一对中机构112进包括第一驱动部1121、第一传动部1122和第一推杆1123，第一驱动部1121为电机，第一传动部1122包括对称设置的两个主动齿轮、两个从动齿轮和两个丝杠组件，从动齿轮套接在丝杠组件的丝杠上并与电机输出轴上的主动轮啮合，丝杠组件的螺母与第一推杆1123固定连接，第一推杆1123能够抵接在前轮的内侧。电机转动时，通过齿轮传动和丝杠组件的传动，实现第一推杆1123的伸出和缩回，从而实现前轮的对中。相似地，参见图1和图5，第二对中机构122包括第二驱动部1221、第二传动部1222和第二推杆1223，其工作原理与第一传动机构的工作原理相同，在此不再赘述。

下面参照图6至图8，对本发明的换电机器人3进行详细描述。其中，图6为本发明的换电机器人的结构图；图7为本发明的换电机器人去除浮动板后的结构图；图8为本发明的换电机器人的浮动机构的原理图。

如图6至图8所示，在一种可能的实施方式中，换电机器人3包括本体31，本体31上开设有凹槽311，凹槽311中设置有浮动机构(图中未示出)，浮动机构能够相对于本体31升降和/或倾斜，以便浮动板323的倾斜度与电动汽车5的底盘相匹配。浮动机构进一步包括第三驱动部321、第三传动部322和浮动板323，第三驱动部321为设置于本体31上的空气压缩机，第三传动部322包括多个空气弹簧，空气弹簧与本体31连接，浮动板323与空气弹簧连接。图7中示出了空气弹簧较为优选的布置方式，其中空气弹簧设置有五个，对应于浮动板323的中部设置一个，浮动板323的四角各设置有一个，如此一来可实现浮动板323沿不同角度的倾斜。参照图8，每个空气弹簧还配置有一个充放气电磁阀324，所有的充放气电磁阀324并联后与空气压缩机连接。换电机器人还包括检测部(图中未示出)和控制部(图中未示出)，检测部设置于浮动板323上，用于检测浮动板323与底盘之间的匹配程度，控制部分别与检测部、空气压缩机和充放气电磁阀连接。其中，检测部优选地为距离传感器，通过设置于浮动板323不同位置的距离传感器分别检测浮动板323与底盘之间的距离，然后控制部控制空气压缩机的启闭以及每个充放气电磁阀324的打开和关闭的时机，能够精确地控制每个空气弹簧的进气量和放气量，从而实现空气弹簧的不同高度控制，也即浮动板323的升降和/或倾斜。

需要说明的是，上述控制部可以设置于换电机器人3上并通过有线的方式与检测部、空气压缩机和充放气电磁阀324等元器件连接，也可以是通过无线的方式与上述元器件连接。其物理上可以是专门用于控制检测部、空气压缩机和充放气电磁阀324的控制器，也可以是集成在换电机器人3的总控制器中的用于控制上述元器件的一个功能模块或功能单元。

参照图6，浮动板323上还设置有第一定位部325，电动汽车5上对应地设置有第二定位部(图中未示出)，第一定位部325能够与第二定位部配合连接，从而实现浮动板323相对于电动汽车5底盘的定位。其中，第一定位部325为定位销，如图6所示，定位销沿浮动板323的对角线方向设置有两个。第二定位部为设置于汽车5底盘上的定位销孔，通过在浮动板323上升过程中定位销插入定位销孔的导向，再加上空气弹簧的不同高度控制，能够保证浮动板323相对于汽车5底面始终平行。

继续参照图6，本体31上还设置有电池转运机构33和加解锁机构34，电池转运机构33设置成能够承载动力电池51并使动力电池51相对于本体31移动，加解锁机构34能够对动力电池51加解锁。电池转运机构33包括多个动力辊筒组331，图6中示出的为四个，在动力辊筒组331启动时，动力电池51能够进入或退出换电机器人3。加解锁机构34包括第四驱动部和加解锁头，如电机带动内六角锁头等，图6中示出的为八个，分别沿浮动板323的外缘设置，在电机启动时电机带动内六角锁头正反转，从而实现动力电池51的加解锁。

参照图1和图6，为实现移动台13的自动回位，在一种可能的实施方式中，移动台13上还设置有第一复位部131，换电机器人3上对应地设置有第二复位部312，第一复位部131能够与第二复位部312对接，从而实现换电机器人3与移动台13的连接或分离。如第一复位部131为磁性件(磁性金属或磁铁等)，第二复位部312为电磁铁，电磁铁与控制部连接。通过控制电磁铁通断电，在电磁铁通电时，处于汽车5下方的换电机器人3能够与移动台13吸合，从而移动台13能够随换电机器人3移动；在电磁铁断电时，换电机器人3与移动台13分离，从而移动台13能够固定于复位位置。其中，复位位置可以是移动台13与第一固定台11和第二固定台12恰好重合时的位置(即初始位置)，也可以是能够使汽车5顺利驶离换电平台1的任意位置。

此外，在本实施方式中，换电机器人3选用的为自动导引型换电机器人3(Automated Guided Vehicle，简称AGV)，其本体31上设置有行走部35，如行走部35为麦克纳姆轮或舵轮等，换电机器人3能够在行走部35的带动下实现自由移动，从而通过该自由移动实现与电动汽车5的精确定位。

上述设置方式的优点在于：通过将换电平台1分为第一固定台11、第二固定台12和移动台13，并且在换电过程中通过换电机器人3推动移动台13而到达第一固定台11与第二固定台12之间的换电空间，本发明能够取消抬升机构的设置，大大简化换电平台1的结构，使得换电过程中无需抬升汽车5即可完成换电。斜坡113的设置，使得电动汽车5倒车进入换电平台1的动作更加方便。换电机器人3的本体31上设置凹槽311，将浮动机构设置于凹槽311中的设置方式，降低了换电机器人3的高度的同时，还使得换电平台1的高度能够进一步降低。经发明人反复试验、观测、对比和分析，在采用上述设置方式的条件下，换电平台1的高度可以降低至40厘米、甚至30厘米以下，这个高度足够换电机器人3携带动力电池51自由进出，并且斜坡113的斜率也能够大大减小，从而使汽车5倒入换电平台1的过程也更加方便。

浮动机构的设置，使得电动汽车5无需调平即可实现换电，进一步简化了换电平台的机构设置，提高了换电效率。实际上，由于车辆制造精度、胎压、车身质量分布不均等因素的存在，汽车5在停于换电平台1时底盘不能保证水平度。而通过浮动机构的设置，特别是采用空气压缩机带动空气弹簧实现浮动板323升降和倾斜的方式，可以使浮动板323主动适应底盘和电池的倾斜，有效地保证了浮动板323上升时能够与汽车5底盘保持平行，避免了汽车5底盘没有调平的情况下进行换电时，电气接头卡住导致的换电失败等问题，提高了换电成功率。而利用空气弹簧的弹性和拉伸特性，可以将电池在换电机器人3内的高度充分降低，进一步降低换电平台1的高度。

电磁铁和磁性件的设置，使得移动台13能够在换电机器人3的带动下回到第一固定台11与第二固定台12之间，从而在换电结束后保证换电平台1的配合关系，方便电动汽车5的驶出。行走部35的设置，使得换电机器人3能够自动调整与电动汽车5之间的位置关系，保证水平方向的定位精度。

需要说明的是，上述优选的实施方式仅仅用于阐述本发明的原理，并非旨在于限制本发明的保护范围。在不偏离本发明原理的前提下，本领域技术人员可以对上述设置方式进行调整，以便本发明能够适用于更加具体的应用场景。

例如，在一种可替换的实施方式中，第一定位机构111和第二定位机构121的设置方式并非唯一，本领域技术人员能够对其进行调整，只要该调整能够使电动汽车5在长度方向实现定位即可。如第一定位机构111与第二定位机构121还可以对调、或者不设置第一定位部111和/或第二定位部121等。

再如，在另一种可替换的实施方式中，第一对中机构112、第二对中机构122的设置也并非一成不变，只要该设置方式能够使电动汽车5在宽度方向上实现对中定位即可。如第一对中机构112和第二对中机构122的运动形式还可以设置成由外向内拉动车轮，从而实现车辆的对中定位。第一对中机构112和第二对中机构122的形式可以相同也可以不同，如还可以将其中一个对中机构的驱动部替换为气缸或液压缸，通过液压缸带动板体往复运动。当然，在保证对中的前提下，也可以不设置第一对中机构112和第二对中机构122。

再如，在另一种可替换的实施方式中，第一复位部131与第二复位部312的形式还可以进行替换，只要该替换形式能够使换电机器人3带动移动台13回到原位即可。如将第一复位部131与第二复位部312对调，或者第一复位部131和第二复位部312还可以为电动锁扣/插销与锁环，通过电动锁扣/插销与锁环之间的锁合实现换电机器人3与移动台13之间的连接和分离。再如，第一复位部131还可以设置为主动复位的形式，如通过电机带动滚轮或链轮的形式实现移动台13的往复移动等，此时可省略第二复位部312的设置，并且只要保证换电机器人与移动台相互间的先后动作顺序即可。

再如，在另一种可替换的实施方式中，换电平台1设置的足够低的情况下，也可以省略斜坡113的设置，以减小换电平台1的占地面积。

再如，在另一种可替换的实施方式中，浮动机构形式也非一成不变，本领域技术人员可以对其进行调整，只要该调整满足能够使浮动板323浮动和倾斜的条件即可。如使用气泵替代空气压缩机、使用液压缸替代空气弹簧等。再如，浮动板323与本体31之间的连接不仅限于空气弹簧这种主动式结构，也可以采用普通弹簧等被动式结构。空气压缩机的数量、设置位置也可以随意更改，如为每个或每几个空气弹簧配置一个空气压缩机等。同样地，空气弹簧的数量设置位置也可以调整，只要该设置方式满足部分对应于浮动版323的中部设置，其余对应浮动板323的四周设置的条件即可；如浮动板323的中部对应设置两个空气弹簧、浮动板323的两长边侧各设置有三个空气弹簧等。此外，充放气电磁阀324也并非必须，其设置数量和连接形式均可以调整，如可以不设置充放气电磁阀324等，而是使用空气压缩机自带的放气阀等。

再如，在另一种可替换的实施方式中，检测部除距离传感器外，还可以为其他检测元器件，只要该元器件能够检测浮动板323与底盘之间的匹配程度即可。如检测部还可以为压力传感器，通过检测浮动板每个部位与底盘之间的压力，同样可以实现浮动板323与底盘之间的倾斜度匹配。

再如，在另一种可替换的实施方式中，换电机器人3的凹槽311并非必须，其可以不设置，或也可以设置为其他形式，如封闭的凹槽等。

再如，在另一种可替换的实施方式中，第一定位部325和第二定位部的形式、数量、设置位置等均可以调整，只要该调整能够在浮动板323上升时起到导向的作用即可。如第一定位部325还可以是定位销孔，第二定位部为设置于底盘上的定位销等。

再如，在另一种可替换的实施方式中，电池转运机构33和加解锁机构34的形式、数量、设置位置等也可以调整，只要该调整能够满足各自的功能需求即可，如电池转运机构33还可以设置在浮动板323上等。再如，加解锁机构34和电池转运机构33也可以不设置，在该种情况下，只要换电机器人3能够成功实现动力电池的转运和安装即可。

再如，在另一种可替换的实施方式中，换电机器人3除使用自动导引型换电机器人3外，当然也可以使用轨道导引型换电机器人3(Rail Guided Vehicle，简称RGV)。电动汽车5除倒入换电平台1外，正向驶入也同样可以，此时电动汽车5的前轮和后轮位置分别处于第二固定台12和第一固定台11。进一步地，本实施方式中所介绍的换电机器人3仅仅是一种较为优选的实施方式，除本实施方式中的换电机器人3之外，任何能够进行换电的换电机器人均可以与换电平台1匹配使用，该换电机器人3的更换并未偏离本发明的发明原理。如，将本实施方式中的换电机器人3更换为带有剪式举升架和水平浮动平台的自动导引型换电机器人或轨道导引型换电机器人等。同样地，本实施方式中的换电机器人3除与上述换电平台1相配合使用外，还可以与任何其他底部换电的换电平台相配合使用。

此外，本发明还提供了一种充换电站，该充换电站包括换电平台1、换电机器人3和电池仓，其中，换电平台1和换电机器人3为上述优选实施方式中所述的换电平台1和换电机器人3。

下面并参照图9A至图9D并结合图1至图8，对本发明的一种可能的换电过程进行描述。

首先参照9A，电动汽车5倒车进入换电平台1，其前轮固定于V型辊筒组中，后轮支撑于I型辊筒组中，实现长度方向的定位，在第一对中机构112和第二对中机构122的作用下，实现宽度方向的定位。参照图9B，换电机器人3沿宽度方向移动并推走移动台13，来到电动汽车5的下方，并通过行走部35的自由移动调整与汽车5底盘之间的定位。参照图9C，控制部控制空气压缩机启动为空气弹簧充气，使浮动板323上升，上升过程中，浮动板323通过定位销与汽车5底盘的定位销孔插合定位，并逐渐贴合在动力电池51上，贴合过程中，在距离传感器的检测下，控制部对多个空气弹簧的高度进行闭环控制，最终使浮动板323的倾斜度与汽车5的底盘保持一致。参照图9D，加解锁机构34为电池解锁，然后在导向销和空气弹簧的共同作用下，浮动板323始终保持与底盘平行的状态下落，最终降至水平状态。在换电机器人3移动至电池仓换取满电动力电池51后，以与上述相反的流程为电动汽车5更换动力电池51。更换好后，控制部控制电磁铁通电，换电机器人3从汽车5的下方移出并带动移动台13共同移动，待移动台13回位后电磁铁断电，此时换电机器人3移出换电平台1。换电完毕，电动汽车5驶出换电平台1。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种换电平台，其特征在于，所述换电平台包括沿待换电车辆的长度方向设置的第一固定台、第二固定台和设置于所述第一固定台和所述第二固定台之间的移动台，所述第一固定台允许所述待换电车辆的前轮/后轮停于其上，所述第二固定台对应地允许所述待换电车辆的后轮/前轮停于其上，所述移动台设置成能够沿所述待换电车辆的宽度方向移动，从而在所述第一固定台与所述第二固定台之间形成换电空间。

2.根据权利要求1所述的换电平台，其特征在于，所述移动台上设置有第一复位部，所述第一复位部用于实现所述移动台的复位。

3.根据权利要求2所述的换电平台，其特征在于，所述第一复位部为磁性件。

4.根据权利要求1所述的换电平台，其特征在于，所述第一固定台上设置有第一定位机构，所述第一定位机构设置成够使所述前轮/后轮在所述长度方向上定位的同时，允许所述前轮/后轮沿所述宽度方向移动。

5.根据权利要求4所述的换电平台，其特征在于，所述第一定位机构为V型辊筒组。

6.根据权利要求1所述的换电平台，其特征在于，所述第二固定台上设置有第二定位机构，所述第二定位机构设置成允许所述后轮/前轮沿所述宽度方向移动。

7.根据权利要求6所述的换电平台，其特征在于，所述第二定位机构为I型辊筒组。

8.根据权利要求1所述的换电平台，其特征在于，所述第一固定台上还设置有第一对中机构，所述第一对中机构设置成能够使所述前轮/后轮在所述宽度方向上定位。

9.根据权利要求8所述的换电平台，其特征在于，所述第一对中机构包括第一驱动部、第一传动部和第一推杆，所述第一驱动部与所述第一传动部连接，所述第一传动部与所述第一推杆连接，所述第一驱动部能够驱动所述第一传动部动作，从而所述第一传动部带动所述第一推杆向外推动所述前轮/后轮或向内拉动所述前轮/后轮。

10.根据权利要求1所述的换电平台，其特征在于，所述第二固定台上还设置有第二对中机构，所述第二对中机构设置成能够使所述后轮/前轮在所述宽度方向上定位。