CN110329220A - 一种无侧向力的浮动平台 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种无侧向力的浮动平台，包括固定基板、浮动基板、浮动柱本体、夹紧机构本体；浮动柱本体连接固定基板与浮动基板；夹紧机构本体安装于固定基板与浮动基板之间；其中；固定基板用于形成换电平台的固定基础；浮动基板用于承载电池组件；浮动柱本体用于浮动支撑浮动基板，以使得浮动基板相对固定基板可上下浮动与水平浮动；夹紧机构本体用于固定浮动基板，以使得在换电过程中抵消浮动柱本体带来的侧向力。本发明结构巧妙，设计合理，使换电平台可各向浮动，降低换电平台定位要求，同时消除浮动过程中产生的侧向力，避免电池组件发生不必要的磕碰；满足新能源车快速换电的要求，便于推广应用。

Description

一种无侧向力的浮动平台
技术领域
本发明属于快速更换电池领域，具体涉及一种无侧向力的浮动平台。
背景技术
随着电动汽车、混合动力汽车等多种类型的新能源汽车日益获得广泛使用，涉及到电池快换等方面的技术也越来越成为人们关注和研究的课题。如何及时有效地为电量不足的电动汽车提供电能补给已成为厂商和车主都非常关注的问题。通过建立换电系统对电动汽车进行换电的方式，即直接用充满电的动力电池更换能量已耗尽的动力电池，能够在分钟级的时间内完成电能的补给，因而换电方式是一种非常高效的电能补充方式。
在通过换电系统换电过程中，需要准确无误地将底部电池包进行更换，则需要对车辆或换电平台的位置进行调整，但是在对车辆或换电平台等进行定位和调整时，难免还会存在误差，为了让定位和对准动作顺利进行，需要目标对象可以自由浮动，即需要换电平台与电池包接触面和与车辆接触的支撑面是可浮动的，但现有的浮动机构仅仅能满足上下范围内小幅度的浮动，同时无法在水平面内进行位置下的调整，致使换电过程很难准确高效地进行；但在水平方向上的浮动过程中极易发生偏离中间位置而产生回中的侧向力，使得电池更换过程无法稳定，导致安装与拆卸时易发生不必要的磕碰，影响电池寿命。
对此，急需对现有的浮动平台进行改进，优化其结构设计，设计出一种新型的浮动机构解决上述问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提出的一种无侧向力的浮动平台，采用万向结构支撑件，使换电平台可各向浮动，降低换电平台定位要求，同时消除浮动过程中产生的侧向力，避免电池组件发生不必要的磕碰；满足新能源车快速换电需求。
本发明提供一种无侧向力的浮动平台，包括固定基板、浮动基板、浮动柱本体、夹紧机构本体；所述浮动柱本体连接固定基板与浮动基板；所述夹紧机构本体安装于所述固定基板与所述浮动基板之间；其中；
所述固定基板用于形成换电平台的固定基础；所述浮动基板用于承载电池组件；
所述浮动柱本体用于浮动支撑所述浮动基板，以使得所述浮动基板相对所述固定基板可上下浮动与水平浮动；
所述夹紧机构本体用于固定所述浮动基板，以使得在换电过程中抵消所述浮动柱本体带来的侧向力。
优选地，所述浮动柱本体包括浮动限位杆、浮动底板、弹性件、支撑件；所述浮动底板套设于所述浮动限位杆外；所述浮动限位杆位于所述浮动底板两侧；所述浮动限位杆一端固定于所述固定基板；所述浮动基板包括第一浮动板；所述浮动限位杆穿过第一浮动板；所述浮动底板靠近固定基板的一端面上固定有若干所述支撑件；所述弹性件一端抵触固定基板；所述支撑件与所述弹性件分别抵触第一浮动板相对的两端面，浮动底板受外力作用，以使得所述第一浮动板可沿垂直第一浮动板端面方向上相对所述固定基板浮动；所述第一浮动板与所述浮动限位杆之间存在间隙，以使得所述第一浮动板相对所述固定基板沿水平方向移动。
优选地，所述弹性件套设于所述浮动限位杆外壁；所述支撑件为万向球，所述万向球壳体固定于所述浮动底板上，所述万向球的主球体接触第一浮动板。
优选地，所述浮动柱本体还包括套筒；所述套筒套设于所述浮动限位杆外壁，部分所述弹性件容置于所述套筒内；所述套筒固定于第一浮动板底部；所述套筒与所述浮动限位杆之间存在间隙。
优选地，所述夹紧机构本体包括夹块、夹紧驱动件、夹紧结构、第一转轴；所述夹块与浮动基板固定连接；所述夹紧驱动件与所述夹紧结构固定于固定基板上；所述夹紧驱动件的可移动端与所述夹紧结构连接，所述夹紧驱动件驱使所述夹紧结构运动夹持所述夹块外壁，以使得所述夹块连接的浮动基板与固定基板保持相对位置不变；所述第一转轴用于连接两所述夹紧结构，以使得两所述夹紧结构同步运动。
优选地，所述夹紧结构包括摩擦块、收缩结构；所述摩擦块两端连接所述收缩结构；所述夹紧驱动件可移动端连接一所述收缩结构，所述夹紧驱动件驱使所述收缩结构收缩，以使得所述摩擦块紧压所述夹块。
优选地，所述收缩结构包括第一杆件、第二杆件；所述第一杆件与所述第二杆件枢接，所述摩擦块两端分别枢接一所述第一杆件或一所述第二杆件；所述第一杆件与所述第二杆件的一枢接轴连接所述夹紧驱动件可移动端。
优选地，所述夹紧机构本体还包括传动块、支撑架；所述支撑架用于支撑所述夹紧驱动件与所述夹紧结构；所述传动块穿设于所述支撑架；所述传动块一端连接所述夹紧驱动件可移动端，另一端连接所述第一杆件与所述第二杆件的枢接轴。
优选地，所述夹紧机构本体还包括固定柱；所述固定柱一端固定连接所述夹块，另一端固定连接浮动基板；两所述夹紧结构关于所述固定柱对称。
优选地，两所述浮动柱本体对称分布于所述夹紧机构本体两侧。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明提供一种无侧向力的浮动平台，包括固定基板、浮动基板、浮动柱本体、夹紧机构本体；浮动柱本体连接固定基板与浮动基板；夹紧机构本体安装于固定基板与浮动基板之间；其中；固定基板用于形成换电平台的固定基础；浮动基板用于承载电池组件；浮动柱本体用于浮动支撑浮动基板，以使得浮动基板相对固定基板可上下浮动与水平浮动；夹紧机构本体用于固定浮动基板，以使得在换电过程中抵消浮动柱本体带来的侧向力。本发明结构巧妙，设计合理，使换电平台可各向浮动，降低换电平台定位要求，同时消除浮动过程中产生的侧向力，避免电池组件发生不必要的磕碰；满足新能源车快速换电的要求，便于推广应用。
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，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，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。在附图中：
图1为本发明在一实施例中的一种无侧向力的浮动平台整体结构示意图；
图2为本发明在一实施例中的一种无侧向力的浮动平台局部结构示意图一；
图3为本发明在一实施例中应用浮动柱本体的浮动平台结构示意图；
图4为本发明在图3实施例中的正视图的局部示意图；
图5为本发明在一实施例中的浮动柱本体整体结构示意图；
图6为本发明在一实施例中的浮动柱本体局部结构示意图；
图7为本发明在图1实施例中的正视图；
图8为本发明在图1实施例中的侧视图；
图9为本发明在一实施例中的夹紧机构本体的整体结构示意图；
图10为本发明在一实施例中的夹紧机构本体的正视图；
图11为本发明在一实施例中的夹紧机构本体的局部结构示意图；
图中所示：
浮动平台600、第二浮动板601、浮动孔6011、第一固定板602、第一浮动板603、浮动柱本体650、浮动限位杆651、浮动底板652、弹性件653、套筒654、支撑件655、夹紧机构本体660、固定柱661、夹块662、夹紧驱动件663、传动块664、第一杆件665、摩擦块666、第一转轴667、第二杆件668、支撑架669。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，本发明的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词为基于附图所示的方位或位置关系。特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸。这些相对术语是为了说明方便起见并且通常并不旨在需要具体取向。涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系，除非以其他方式明确地说明。
接下来，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
一种无侧向力的浮动平台，如图1所示，包括固定基板、浮动基板、浮动柱本体650、夹紧机构本体660；浮动柱本体650连接固定基板与浮动基板；夹紧机构本体660安装于固定基板与浮动基板之间；其中；
浮动柱本体650用于浮动支撑浮动基板，以使得浮动基板相对固定基板可上下浮动与水平浮动；
夹紧机构本体660用于固定浮动基板，以使得在换电过程中抵消浮动柱本体650带来的侧向力。
在一实施例中，结合图1、图7、图8所示，浮动基板包括第一浮动板603、第二浮动板601，用于承载电池组件；固定基本包括第一固定板602，用于形成换电平台的固定基础。在本实施例中，如图7、图8所示，两浮动柱本体650对称分布于夹紧机构本体660两侧，同时夹紧机构本体660固定浮动基板的等效作用力的方向或方向上的分量位于两浮动柱本体650的中心平衡位置的所在平面，如图7所示，夹紧机构本体660夹持夹块662的部位近似与两浮动柱本体650中心位置重合，平衡整体各向受力，
在一实施例中，第二浮动板601用于支撑电池组件；第一浮动板603与第二浮动板601之间夹持有浮动柱本体650的浮动底板652。如图2所示，第二浮动板601位于第一浮动板603上方，第二浮动板601上设有浮动孔6011，浮动限位杆651在浮动孔6011内可沿水平面内任一方向相对移动；当电池组件放置于第二浮动板601上的支撑架上时，根据车底距离电池组件高度不同，第二浮动板601在弹性件653作用下可在垂直方向上浮动，同时由于第二浮动板601、第一浮动板603与浮动限位杆651之间的间隙，使得第二浮动板601与第一浮动板603携带电池组件一起在水平方向上移动；从而降低电池组件的定位难度，避免因定位误差导致电池组件无法安装及更换的问题。
固定基板与浮动基板之间至少分布有三个浮动柱本体650。如图1、图3所示，固定基板与浮动基板之间分布有四个浮动柱本体650，通过对称的结构确保各向受力相对分散至每一个浮动柱本体650的支撑件655上，确保换电平台的可靠性。
如图3-图6所示，浮动柱本体650包括浮动底板652、弹性件653、支撑件655；浮动底板652靠近固定基板的一端面上固定有若干支撑件655；弹性件653一端抵触固定基板；支撑件655与弹性件653分别抵触第一浮动板603相对的两端面，浮动底板652受外力作用，以使得第一浮动板603可沿垂直第一浮动板603端面方向上相对固定基板浮动。在本实施例中，固定基板为第一固定板602，应当理解，通过置于第一浮动板603上的浮动底板652即可传递弹性件653的可回复的弹力，当电池组件在换电过程中根据需要调整实际高度时，因弹性件653的存在，使得配备有浮动柱本体650的换电平台具备有上下浮动的能力，从而降低换电的定位要求，便于实现快速换电。
在一优选实施例中，如图4-6所示，浮动柱本体650还包括浮动限位杆651；浮动底板652套设于浮动限位杆651外；浮动限位杆651位于浮动底板652两侧；浮动限位杆651一端固定于固定基板；浮动限位杆651穿过第一浮动板603；第一浮动板603与浮动限位杆651之间存在间隙，以使得第一浮动板603相对固定基板沿水平方向移动。在本实施例中，浮动限位杆651形成第一浮动板603、第二浮动板601在水平方向上的中心位置，同时，通过支撑件655与第一浮动板603摩擦形成相对运动，使得承载电池组件的第一浮动板603或第二浮动板601在水平方向上可相对第一固定板602移动，降低水平面内定位要求，提高换电的效率。
在一优选实施例中，如图5所示，弹性件653套设于浮动限位杆651外壁。在本实施例中，弹性件653为弹簧，应当理解，图中弹簧仅为示意用，并无任何长度尺寸及比例关系上的限定。
在一优选实施例中，如图4-6所示，浮动柱本体650还包括套筒654；套筒654套设于浮动限位杆651外壁，部分弹性件653容置于套筒654内。如图4所示，套筒654固定于第一浮动板603底部；套筒654与浮动限位杆651之间存在间隙。应当理解，套筒654还可设置于第一固定板602上，用于限定靠近第一固定板602部分的弹簧；在本实施例中，靠近第一固定板602部分的弹簧位置固定，当发生水平方向的位置浮动时，固定于第一浮动板603底部的套筒654同时发生水平面内位移，使得弹簧呈现顶部末端向旁边偏移的现象，待外力消失后，在弹簧恢复力作用下可实现自行恢复至初始平衡位置。
在一优选实施例中，为防止浮动底板652从浮动限位杆651的末端脱离，靠近浮动基板的浮动限位杆651端部还设有止退部；在本实施例中，止退部可采用抵触浮动底板652上端面的轴肩或螺纹连接的若干螺母，防止因弹簧回复力过大，浮动底板652运动过度而脱离浮动限位杆651。
在一优选实施例中，如图5、图6所示，支撑件655为万向球，万向球壳体固定于浮动底板652上，万向球的主球体接触第一浮动板603；优选地，万向球的数量至少为三个。在本实施例中，采用四个万向球抵触第一浮动板603，充分降低摩擦力，使各向浮动自由顺畅。
如图9-图11所示，夹紧机构本体660包括夹块662、夹紧驱动件663、夹紧结构；夹块662与浮动基板固定连接；夹紧驱动件663与夹紧结构固定于固定基板上；夹紧驱动件663的可移动端与夹紧结构连接，夹紧驱动件663驱使夹紧结构运动夹持夹块662外壁，以使得夹块662连接的浮动基板与固定基板保持相对位置不变。在本实施例中，通过夹紧结构夹紧夹块662，实现第二浮动板601相对第一固定板602的相对位置固定，此时第二浮动板601不可浮动也不可恢复，从而消除侧向力，确保电池组件以正确的位置安装进车底部，防止碰伤电器接头，影响电池及车辆使用寿命。夹紧驱动件663包括但不限于电动推杆、气缸、直线电机、液压推杆。
如图9所示，在一优选实施例中，夹紧结构包裹夹块662的外轮廓。应当理解，夹紧结构包括但不限于夹爪、可伸缩的连杆机构；在一实施例中，夹紧结构包括摩擦块666、收缩结构；摩擦块666两端连接收缩结构；夹紧驱动件663可移动端连接一收缩结构，夹紧驱动件663驱使收缩结构收缩，以使得摩擦块666紧压夹块662。为增加摩擦块666与夹块662的接触面的摩擦力，接触面可设置有带有滚花的表面结构，或采用橡胶包覆摩擦块666与夹块662。
在一优选实施例中，如图10、图11所示，收缩结构包括第一杆件665、第二杆件668；第一杆件665与第二杆件668枢接，摩擦块666两端分别枢接一第一杆件665或一第二杆件668；第一杆件665与第二杆件668的一枢接轴连接夹紧驱动件663可移动端。应当理解，收缩结构用于牵拉摩擦块666，使得两摩擦块666位置发生变化，呈现收缩或扩张的现象，实现对夹块662的夹紧或放松。在本实施例中，夹块662呈一矩形块，当两摩擦块666呈放松状态时，摩擦块666可防止浮动平台600浮动过大，导致夹块662脱离夹紧结构。
在一优选实施例中，如图9、图10所示，夹紧机构本体660还包括传动块664、支撑架669；支撑架669用于支撑夹紧驱动件663与夹紧结构；传动块664穿设于支撑架669；传动块664一端连接夹紧驱动件663可移动端，另一端连接第一杆件665与第二杆件668的枢接轴。在本实施例中，如图9-11所示，夹紧驱动件663为电动推杆，电动推杆可移动端固定连接传动块664，传动块664穿设于中间的支撑架669并与第一杆件665与第二杆件668的枢接轴连接，如图10所示，横向拉动传动块664，第一杆件665与第二杆件668之间的夹角变小，对夹块662进行夹紧。
在一实施例中，如图9、图10所示，摩擦块666抵触夹块662的顶面与底面。在本实施例中，通过夹块662顶面与底面的摩擦力消除侧向力。应当理解，在另一实施例中，摩擦块666抵触夹块662两相对的侧面，摩擦块666夹持夹块662的侧面(图未示)，同样可实现夹块662的固定。
在一优选实施例中，为全方位固定住夹块662，夹紧机构本体660还包括第一转轴667；第一转轴667用于连接两夹紧结构，以使得两夹紧结构同步运动。在本实施例中，夹紧机构本体660还包括固定柱661；固定柱661一端固定连接夹块662，另一端固定连接浮动基板；两夹紧结构关于固定柱661对称。
本发明结构巧妙，设计合理，采用万向结构支撑件，使换电平台可各向浮动，降低换电平台定位要求，同时消除浮动过程中产生的侧向力，避免电池组件发生不必要的磕碰，满足新能源车快速换电的要求，便于推广应用。
以上，仅为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；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无侧向力的浮动平台，其特征在于：包括固定基板、浮动基板、浮动柱本体(650)、夹紧机构本体(660)；所述浮动柱本体(650)连接固定基板与浮动基板；所述夹紧机构本体(660)安装于所述固定基板与所述浮动基板之间；其中；
所述固定基板用于形成换电平台的固定基础；所述浮动基板用于承载电池组件；
所述浮动柱本体(650)用于浮动支撑所述浮动基板，以使得所述浮动基板相对所述固定基板可上下浮动与水平浮动；
所述夹紧机构本体(660)用于固定所述浮动基板，以使得在换电过程中抵消所述浮动柱本体(650)带来的侧向力。
2.如权利要求1所述的一种无侧向力的浮动平台，其特征在于：所述浮动柱本体(650)包括浮动限位杆(651)、浮动底板(652)、弹性件(653)、支撑件(655)；所述浮动底板(652)套设于所述浮动限位杆(651)外；所述浮动限位杆(651)位于所述浮动底板(652)两侧；所述浮动限位杆(651)一端固定于所述固定基板；所述浮动基板包括第一浮动板(603)；所述浮动限位杆(651)穿过第一浮动板(603)；所述浮动底板(652)靠近固定基板的一端面上固定有若干所述支撑件(655)；所述弹性件(653)一端抵触固定基板；所述支撑件(655)与所述弹性件(653)分别抵触第一浮动板(603)相对的两端面，浮动底板(652)受外力作用，以使得所述第一浮动板(603)可沿垂直第一浮动板(603)端面方向上相对所述固定基板浮动；所述第一浮动板(603)与所述浮动限位杆(651)之间存在间隙，以使得所述第一浮动板(603)相对所述固定基板沿水平方向移动。
3.如权利要求2所述的一种无侧向力的浮动平台，其特征在于：所述弹性件(653)套设于所述浮动限位杆(651)外壁；所述支撑件(655)为万向球，所述万向球壳体固定于所述浮动底板(652)上，所述万向球的主球体接触第一浮动板(603)。
4.如权利要求2所述的一种无侧向力的浮动平台，其特征在于：所述浮动柱本体(650)还包括套筒(654)；所述套筒(654)套设于所述浮动限位杆(651)外壁，部分所述弹性件(653)容置于所述套筒(654)内；所述套筒(654)固定于第一浮动板(603)底部；所述套筒(654)与所述浮动限位杆(651)之间存在间隙。
5.如权利要求1所述的一种无侧向力的浮动平台，其特征在于：所述夹紧机构本体(660)包括夹块(662)、夹紧驱动件(663)、夹紧结构、第一转轴(667)；所述夹块(662)与浮动基板固定连接；所述夹紧驱动件(663)与所述夹紧结构固定于固定基板上；所述夹紧驱动件(663)的可移动端与所述夹紧结构连接，所述夹紧驱动件(663)驱使所述夹紧结构运动夹持所述夹块(662)外壁，以使得所述夹块(662)连接的浮动基板与固定基板保持相对位置不变；所述第一转轴(667)用于连接两所述夹紧结构，以使得两所述夹紧结构同步运动。
6.如权利要求5所述的一种无侧向力的浮动平台，其特征在于：所述夹紧结构包括摩擦块(666)、收缩结构；所述摩擦块(666)两端连接所述收缩结构；所述夹紧驱动件(663)可移动端连接一所述收缩结构，所述夹紧驱动件(663)驱使所述收缩结构收缩，以使得所述摩擦块(666)紧压所述夹块(662)。
7.如权利要求6所述的一种无侧向力的浮动平台，其特征在于：所述收缩结构包括第一杆件(665)、第二杆件(668)；所述第一杆件(665)与所述第二杆件(668)枢接，所述摩擦块(666)两端分别枢接一所述第一杆件(665)或一所述第二杆件(668)；所述第一杆件(665)与所述第二杆件(668)的一枢接轴连接所述夹紧驱动件(663)可移动端。
8.如权利要求7所述的一种无侧向力的浮动平台，其特征在于：所述夹紧机构本体(660)还包括传动块(664)、支撑架(669)；所述支撑架(669)用于支撑所述夹紧驱动件(663)与所述夹紧结构；所述传动块(664)穿设于所述支撑架(669)；所述传动块(664)一端连接所述夹紧驱动件(663)可移动端，另一端连接所述第一杆件(665)与所述第二杆件(668)的枢接轴。
9.如权利要求8所述的一种无侧向力的浮动平台，其特征在于：所述夹紧机构本体(660)还包括固定柱(661)；所述固定柱(661)一端固定连接所述夹块(662)，另一端固定连接浮动基板；两所述夹紧结构关于所述固定柱(661)对称。
10.如权利要求1-9任一项所述的一种无侧向力的浮动平台，其特征在于：两所述浮动柱本体(650)对称分布于所述夹紧机构本体(660)两侧。
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