CN111376774A - 一种自动对接和分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动对接和分离装置，包括：主动装置，其具有执行机构和卡爪，其中所述卡爪在主动装置与被动装置未对接的情况下能够在执行机构的带动下从主动装置伸出并与被动装置咬合并且在执行机构的带动下缩回以使主动装置与被动装置对接，并且所述卡爪在主动装置与被动装置对接的情况下能够在执行机构的带动下将被动装置与主动装置分离；以及被动装置，其能够以可松开的方式与卡爪咬合。通过本发明，可以在无需插头和插座良好地对准的情况下，实现插头和插座的自动对接，并且还可以实现插头和插座的自动分离。

Description

一种自动对接和分离装置

技术领域

本发明总体上涉及电动车辆领域，具体而言，涉及一种自动对接和分离装置。

背景技术

由于环保、节能、整车轻便以及国家优惠政策等诸多优点，电动车辆近年来受到越来越多消费者的青睐。从长远来看，电动车辆的推广是减少温室气体排放和城市环境污染的有效措施。然而，目前电动车辆推广的一个较大障碍是充电问题。

为了解决电动车辆的充电问题，在许多停车场都设立了充电桩。这样的充电桩是安装在电动车专用车位内的不可移动的固定设施，因此电动车辆需要在停车场内寻找这样的专用车位。随着电动车辆的增多，电动车专用车位越来越紧张，这给电动车出行带来不便。另外，设立电动车专用车位需要较大建设成本或改造成本，这给专用车位的普及带来较大阻力。

目前，为了解决充电难题，出现了充电车。充电车是指可以给电动车辆充电的移动小车。充电车的一个技术难点是如何自动化地与电动汽车对接以进行充电。

从名为“一种车用动力电池充电的自动拔插装置”的中国实用新型专利CN201020529602.3中公开了一种车用动力电池充电的自动拔插装置，其包括支架；支架上设有导轨，导轨与推板滑动连接，推板与气动或电动缸的活塞杆连接，气动或电动缸的缸体与导轨一端连接；推板与插接组件弹性连接，插接组件上设有插接件。该实用新型设有两锥形导向销，导向组件在气动或电动缸的作用下自动导正插接件。该专利使用活塞杆来进行定位和连接，这要求在进行插拔前插座和插头之间已经良好地对准，否则插拔将具有较大难度。

从名为“用于动力电池的自动插拔充电装置”的中国发明专利申请CN201610597310.5中公开了一种用于动力电池的自动插拔充电装置，其包括固定底座、升降机构、驱动机构和充电插座，所述升降机构顶端与所述固定底座连接，所述升降机构底端与所述充电插座连接，所述升降机构用于使所述充电插座沿竖直方向插入或拔出动力电池的电源连接器，所述驱动机构与所述升降机构连接，用于驱动所述升降机构运动。该申请的自动插拔充电装置采用升降台来进行定位和连接，这同样要求在进行插拔前插座和插头之间已经良好地对准，否则在升降台的升降过程中容易因错位而导致对接失败。

目前，需要一种灵活性更强、对准要求更低的对接和分离装置。

发明内容

从现有技术出发，本发明的任务是提供一种自动对接和分离装置，通过该装置，可以在无需插头和插座良好地对准的情况下，实现插头和插座的自动对接，并且还可以实现插头和插座的自动分离。

根据本发明，该任务通过一种自动对接和分离装置，包括：

主动装置，其具有执行机构和卡爪，其中所述卡爪在主动装置与被动装置未对接的情况下能够在执行机构的带动下从主动装置伸出并与被动装置咬合并且在执行机构的带动下缩回以使主动装置与被动装置对接，并且所述卡爪在主动装置与被动装置对接的情况下能够在执行机构的带动下将被动装置与主动装置分离；以及

被动装置，其能够以可松开的方式与卡爪咬合。

在本发明的一个优选方案中规定，该装置还具有电插拔装置，所述电插拔装置被配置为传输电能，所述电插拔装置具有第一连接器以及能够与第一连接器连接的第二连接器，其中所述第一连接器布置在主动装置中，并且第二连接器布置被动装置中。本发明优选用作用于给电动车辆充电的自动对接和分离装置。但是本发明的应用领域并不限于此，而是可以应用于其它需要可靠对接的领域。

在本发明的另一优选方案中规定，所述主动装置的第一连接器与可充电电池电连接，并且被动装置固定在充电桩上并且被动装置的第二连接器与电源或机动车辆的蓄电池电连接或者能够与电源或机动车辆的蓄电池电耦合和/或磁耦合和/或电磁耦合。通过该优选方案，可以实现移动充电方案，其中充电桩也是可移动的，充电桩例如具有可连接到机动车辆的充电枪。此外，充电桩也可以具有用于电磁感应充电、即无线充电的线圈。在本发明中，“充电桩”是指可实现电动车辆与充电车之间对接的设施，其中充电桩能够分别与充电车和电动车辆对接并提供二者之间的输电线路。充电桩可分为固定的充电桩和可移动的充电桩，其中在固定的充电桩的情况下，主动装置通过卡爪将自身拉近被动装置以实现对接，而在可移动的充电桩的情况下，主动装置和被动装置中的一方或双方移动使得二者完成对接。在一个特定的实施例中，配备有被动装置的充电桩也可以自主地移动以促进与主动装置对接。为此，充电桩例如配备有执行机构和定位装置。

在本发明的又一优选方案中规定，主动装置还包括：

横向运动机构，其被配置为致使卡爪横向地运动；和/或

纵向运动机构，其被配置为致使卡爪纵向地运动；和/或

上下运动机构，其被配置为致使卡爪上下地运动。

通过设置横向和纵向移动机构，可以实现卡爪的横向和纵向移位，从而提供自适应对准能力并且有利于分离操作。在此应当指出，在本发明中，“横向”、“纵向”和“上下”是相对垂直的方向，而不一定是指两个水平和一个竖直方向。例如，“横向”是指横向于卡爪的长度的方向，而“纵向”是卡爪的长度方向，“上下”是指垂直于横向和纵向所构成平面的方向。

在本发明的另一优选方案中规定，横向运动机构包括横向运动导轨和横向驱动同步带，并且执行机构包括横向执行机构，其中卡爪能够被横向执行机构通过横向同步带带动以便沿着横向运动导轨横向地移动；和/或

其中纵向运动机构包括纵向运动导轨和纵向驱动同步带，并且执行机构包括纵向执行机构，其中卡爪能够分别被纵向执行机构通过纵向同步带带动以便沿着纵向运动导轨纵向地移动；和/或

其中上下运动机构包括上下运动导轨和上下驱动同步带，并且执行机构包括上下执行机构，其中卡爪能够分别被上下执行机构通过上下同步带带动以便沿着上下运动导轨上下地移动。

通过该优选方案，可以实现平稳、可靠的横向和纵向移动。

在本发明的另一优选方案中规定，横向运动机构具有两个横向运动导轨和两个横向驱动同步带；和/或

其中纵向运动机构具有两个纵向运动导轨和两个纵向驱动同步带。

通过设置双驱动轨道和双同步带，可以实现更好的横向和纵向移动的平稳性，从而有利于可靠的对接和分离。也就是说，卡爪的伸出和收回更加稳定，不易出现抖动和歪斜，从而保证对接和分离的顺利进行。

在本发明的又一优选方案中规定，所述被动装置包括容差装置，所述容差装置与第二连接器活动地连接，使得第二连接器能够在与第一连接器连接的情况下与第一连接器相对移动。由于在对接和分离的过程中以及在对接以后，主动装置和被动装置有可能发生相对移位，因此通过设置容差装置，可以保证该装置能够不受所述相对移位的影响、如可防止因相对移位导致对接失败或部件受损等等。容差装置例如可以是万向节、球轴、弹簧等。在本发明的教导下，还可设想其它用于实现容差的装置。

在本发明的另一优选方案中规定，所述容差装置包括下列各项中的一项或多项：

球轴，其以一定余隙被第二连接器穿过，使得第二连接器上能够执行俯仰运动、偏航运动以及沿自身中心轴的滚转运动；以及

弹簧和套件，其中所述弹簧通过套件与第二连接器连接，所述弹簧被配置为在弹簧的方向上提供移动容差。

通过该优选方案，可以实现多个自由度、如俯仰运动、偏航运动、滚转运动、以及前后上下运动的自由度，从而提供更好的容差耐受能力。

在本发明的一个扩展方案中规定，所述弹簧包括布置在横向上的推力弹簧和布置在纵向上的顶升弹簧。通过该扩展方案，可以以简单的结构实现横向和纵向上的容差耐受能力。此外，例如通过配置弹簧的弹性系数和最大伸缩量，可以设置容差耐受范围。

在本发明的另一扩展方案中规定，该装置还具有定位装置，其被配置为对主动装置进行定位，使得主动装置与被动装置对准。通过定位装置，可以实现初步对准和/或初步定位，使得承载自动对接和分离装置的充电车能够准确到达充电桩，和/或使得主动装置能够基本上或大致对准被动装置，以便为对接操作提供便利。

在本发明的又一扩展方案中规定，横向运动导轨包括横向运动行程开关，其中所述横向运动行程开关被配置为限制横向运动的范围；和/或

其中纵向运动导轨包括纵向运动行程开关，其中所述纵向运动行程开关被配置为限制总线运动的范围。

通过该扩展方案，可以限制横向和/或纵向运动的范围，防止卡爪脱出或者防止因过度运动导致对接或分离失败。

在本发明的一个优选方案中规定，卡爪包括第一卡爪和第二卡爪，其中第一卡爪和第二卡爪分别包括凹形部，并且第一卡爪的凹形部和第二卡爪被布置为使得它们的凹形部围成用于容纳第一连接器的空间。凹形部例如为V形或凹圆柱形。通过设置凹形、尤其是V形卡爪，可以在对接时实现自动找心和配准，从而提高对接的精度和可靠性。

在本发明的另一优选方案中规定，卡爪被配置为能够执行下列动作中的一个或多个：

旋转；以及

在多个卡爪的情况下多个卡爪依次伸出和/或依次收回。

通过该优选方案，可以更好地实现对接，例如卡转可以在旋转后抱紧被动装置或者抱紧后旋转以实现促进卡合或增加卡合的牢固性；此外通过多个卡爪依次伸出和/或依次缩回或收回，还可以实现更大的对接范围或更好的配合精度。

在本发明的又一优选方案中规定，该装置还具有带磁体的导向装置，所述导向装置被配置为能够对被动装置或充电桩的位置和/或姿态进行调整,以方便卡爪抱紧被动装置。磁体包括铁磁体或电磁体。通过该优选方案，可以促进卡爪与被动装置的卡合。

本发明还涉及一种充电车，其具有根据本发明的自动对接和分离装置，其中所述充电车承载有充电电池，并且被动装置具有能够与待充电的机动车辆连接或电磁耦合的端子，其中所述充电车能够移动以给机动车辆充电。通过使用本发明的自动对接和分离装置，充电车可以快速、准确和可靠地实现插头和插座的对接，从而实现充电的自动化。在此，驾驶员例如仅需将充电枪与车辆充电口连接，然后充电车例如自动定位到车辆附近并且使其主动装置与连接在充电桩上的被动装置对接，由于充电桩与充电枪连接，由此可实现自动充电过程。

本发明至少具有下列有益效果：(1)在本发明中，通过主动装置的卡爪伸出以与被动装置卡锁，从而实现对接，可以在无需插头和插座准确对准的情况下实现可靠的对接，因为卡爪可以实现较大的捕获范围和容易的卡锁(例如，通过横向和纵向移动来捕获被动装置并与之卡锁或解锁)；(2)本发明的自动对接和分离装置的被动装置具有多个自由度，由此可实现多个方向上的容差，从而有利于顺利对接；(3)在本发明中，卡爪采用内凹结构，可容易地与被动装置卡锁到位并可实现容易的解锁而无需额外的调整步骤，从而实现可靠的对接和分离。

附图说明

下面结合附图参考具体实施例来进一步阐述本发明。

图1示出了根据本发明的自动对接和分离装置的一个实施例；

图2示出了根据本发明的自动对接和分离装置的主动装置的一个实施例；

图3示出了根据本发明的自动对接和分离装置的主动装置的执行机构的一个实施例；以及

图4示出了根据本发明的自动对接和分离装置的被动装置的一个实施例的截面图。

具体实施方式

应当指出，各附图中的各组件可能为了图解说明而被夸大地示出，而不一定是比例正确的。在各附图中，给相同或功能相同的组件配备了相同的附图标记。

在本发明中，除非特别指出，“布置在…上”、“布置在…上方”以及“布置在…之上”并未排除二者之间存在中间物的情况。

在本发明中，各实施例仅仅旨在说明本发明的方案，而不应被理解为限制性的。

在本发明中，除非特别指出，量词“一个”、“一”并未排除多个元素的场景。

在此还应当指出，在本发明的实施例中，为清楚、简单起见，可能示出了仅仅一部分部件或组件，但是本领域的普通技术人员能够理解，在本发明的教导下，可根据具体场景需要添加所需的部件或组件。

在此还应当指出，在本发明的范围内，“相同”、“相等”、“等于”等措辞并不意味着二者数值绝对相等，而是允许一定的合理误差，也就是说，所述措辞也涵盖了“基本上相同”、“基本上相等”、“基本上等于”。

另外，本发明的各方法的步骤的编号并未限定所述方法步骤的执行顺序。除非特别指出，各方法步骤可以以不同顺序执行。

还应当指出，尽管本发明是以机动车辆充电的场景示出的，但是本发明不限于此，而是还可以用于其它用途的对接。而且在本发明中，插头和插座的位置可以互换，并且其它形式的连接器也是可设想的。

图1示出了根据本发明的自动对接和分离装置100的一个实施例的示意图。

如图1所示，自动对接和分离装置100包括主动装置101和被动装置102。主动装置101具有执行机构(未示出，详见图3)和卡爪103。在此，卡爪103包括两个卡爪，以用于稳定抓取。卡爪103在此被构造为V形内凹，以便在与被动装置102配合时实现自动找心和配准。主动装置100可选地包括连接器、如插头104，而被动装置102具有可与主动装置相配合的连接器、如插座105，其中在对接过程中，实现插头与插座之间的连接，从而实现充电、放电等操作。被动装置102例如可以安装在移动充电桩处，用于实现与主动装置101之间的对接。被动装置102具有容差装置以用于提供对被动装置102与主动装置101之间的相对移动的耐受性，例如：通过球轴与套管的连接实现被动装置102的插座的俯仰运动、偏航运动、小角度滚转运动这三种容差；通过推力弹簧，实现插座的前后运动容差设计；通过顶升弹簧，实现插头上下运动的容差设计。

充电桩例如可以配备有各种传感器以实现相应的参数检测，例如可配备温度传感器以实现温度监测。充电桩还可以配备有用于与被动装置连接或接合的安装部、如螺孔、卡锁连接部等等。

对接和分离的过程如下：卡爪103在主动装置101与被动装置102未对接的情况下在执行机构的带动下从主动装置101伸出并与被动装置102咬合并且在执行机构的带动下缩回以使主动装置101与被动装置102对接，并且所述卡爪103在主动装置101与被动装置102已经对接的情况下能够在执行机构的带动下将被动装置102与主动装置101分离、如推离、提离、抽离或断开。在此，“咬合”是指机械接触并卡锁，使得卡爪103能够在缩回主动装置时与被动装置相对固定，并且所述卡锁能够在分离时松开。执行机构的带动过程例如为：首先，两个卡爪103横向地(即横向于其长度方向)向两边移动以张开，使得两个卡爪103之间的空间可以容纳被动装置102或其插座105，然后纵向地(即在其长度方向上)移动以将被动装置102或其插座105包围，最后两个卡爪103横向地向内移动以与被动装置102或其插座105卡锁。卡爪103的移动范围可以设置为较大，以以便在主动装置101与被动装置102存在较大错位时仍然实现可靠的对接。在此应当指出，卡爪103的数目仅仅是示例性的，在其它实施例中，可以设置其它数目的卡爪、如一个或三个卡爪。

图2示出了根据本发明的自动对接和分离装置的主动装置101的一个实施例。

主动装置101是可移动的、主动与被动装置对接的装置。在本发明中，主动装置101可以在极其有限的空间内(如380mm*293mm*165mm)，最大化的实现了大范围捕捉与对接，可以实现在以插头为中心的一定横向范围(如±93mm)内实现捕捉与对接。

如图2所示，主动装置101包括下列部件(其中一些部件是可选的)：

·壳体203，其被配置为容纳主动装置101的各部件。壳体203可以由硬质材料、如塑料、金属制成以提供一定强度。

·卡爪103，在此配置有两个卡爪103以实现更稳定的对接。卡爪103具有连接在其端部的支臂206。支臂206用于承载卡爪103的用于卡锁的凹形头部。卡爪103的凹形头部通过支臂与横向运动导轨101和纵向运动导轨202连接，以实现卡爪103的横向和纵向运动。卡爪103不限于2个，可能3个或者更多。左右设置的卡爪103可以分别依次伸出，以配合充电车的运动，实现对被动装置或充电桩的位置及姿态进行微调。卡爪103附加地也可以上下运动。在一些实施例中，卡爪103可以旋转(如抱紧后旋转，或者旋转后抱紧)以形成一个锁扣从而更好地抱紧被动装置。附加于卡爪103，还可以设置额外的带磁铁拉杆，其可以对被动装置(或充电桩)的位置及姿态进行微调，以方便卡爪抱紧被动装置。

·运动机构，包括横向运动机构和纵向运动机构，其中横向运动机构包括横向运动导轨201和横向驱动装置208，而纵向运动机构包括纵向运动导轨202和纵向驱动装置207。驱动装置可以是电机、如步进电机。横向和纵向导轨201和202分别成对设置以便为两个卡爪103提供引导。横向驱动装置208和纵向驱动装置207分别通过横向驱动同步带和纵向驱动同步带(未示出)来驱动卡爪横向和纵向移动。运动机构可选地配备有横向运动行程开关204和纵向运动行程开关205以用于限制横向和纵向运动的范围。行程开关204和205例如成对地设置在相应导轨的端部处或中间某处。行程开关作为信号的触发点，控制各向运动的行程，保护系统安全运行，避免电机飞车对结构件造成损害。

·插头210，其被配置为能够与被动装置的插座对接。插头210例如居中地布置在两个卡爪103之间。插头210可选地具有对接探测器209以用于检测插头与插座是否成功对接。对接探测器209可以是磁传感器、接近传感器、霍尔传感器、压力传感器等等，其中在插头与插座对接成功后，传感器提供相应信号。

·控制器211，其例如被配置为对主动装置101进行定位，使得主动装置101与被动装置102大致对准。该定位过程例如可以通过GPS信号、图像处理以及测距来实现。此外，控制器211还可选地可以执行异常情况处理、对接或断开信号的远程接收和处理、用户鉴权、充电计费等操作。

·电源212，其例如包括多个可充电电池或蓄电池。电源212被配置为给对接的待充电设备、或者可选地还可以附加地给主动装置101和/或被动装置102的各部件、尤其是驱动装置进行供电。在其它实施例中，充电车可以配备有附加的大容量蓄电池以用于给机动车辆充电。

图3示出了根据本发明的自动对接和分离装置的主动装置的执行机构300的一个实施例。在此，仅仅示出了横向和纵向运动机构，关于上下运动机构，可类似于横向和纵向运动机构来实现。

执行机构300用于提供卡爪103的横向和纵向运动能力，其中横向运动是通过电机驱动同步带轮转动，利用同步带上下两层之间的相对运动，带动支臂和卡爪运动，以实现卡爪的抱紧和张开从而自动对心；纵向运动能够实现卡爪的伸出和收回，为插头与插座的对接和分离提供动力。

下面阐述执行机构300的各部件(其中一些部件是可选的)：

·纵向运动机构，其包括纵向运动导轨202、纵向运动行程开关205、纵向驱动装置207、纵向驱动同步带304、以及导轨支架303。纵向运动机构用于为卡爪103提供纵向、即平行于卡爪长度方向的运动能力。为此，纵向驱动装置207、如电机驱动纵向驱动同步带304转动，纵向驱动同步带304又带动卡爪103沿着纵向运动导轨202移动。纵向运动行程开关205布置在纵向运动导轨202上的相应位置处(如端部或中间某处)，以限制纵向移位的范围。导轨支架303用于支承纵向运动导轨202。

·横向运动机构，其包括横向运动导轨208、横向驱动同步带(未示出)、横向运动行程开关204、横向运动导轨安装板302、横向驱动装置(未示出)。横向运动机构用于为卡爪103提供横向、即横向于(如垂直于)卡爪长度方向的运动能力。为此，横向驱动装置、如电机驱动横向驱动同步带转动，横向驱动同步带又带动卡爪103沿着横向运动导轨208移动。横向运动行程开关204布置在横向运动导轨208上的相应位置处(如端部或中间某处)，以限制横向移位的范围。横向运动导轨安装板30用于支承横向运动导轨208。

图4示出了根据本发明的自动对接和分离装置的被动装置102的一个实施例的截面图。

被动装置102采用多关节柔性设计方案，可以增加对公差的耐受能力，并可降低结构的复杂性。在本发明中，插座105具有5个自由度，分别为：

(1)(2)插座105在球轴307与限位套管304之间进行俯仰运动(即图中上下运动)和偏航运动(即垂直附图方向上的运动)；

(3)插座105绕自身中心轴的小角度滚转运动；

(4)利用推力弹簧309的弹性伸缩，实现插座105的前后运动；

(5)利用顶升弹簧310的弹性伸缩，实现插座105的上下运动。

通过设置这些自由度，可实现插头与插座之间的高度自适应的对接，而且结构简单，加工成本大大降低。

下面阐述被动装置102的各部件(其中一些部件是可选的)：

·插座105，其用于与主动装置101的插头连接以传输电能、如充电和放电。其它形式的连接器也是可设想的。此外，主动装置101也可以采用插座，并且被动装置102采用插头。插座105通过插头固定座306被固定，其中二者之间例如形状配合而相互固定，而插头固定座306又通过固定件、如螺钉或螺母与导向管305固定连接。

·容差装置，其用于为插座105提供多个自由度。容差组件包括下列组件。球轴307以一定余隙被插座105穿过以便为插座105提供一定的活动能力。球轴307的开口例如可以在水平和竖直方向上具有一定尺寸，以提供对插座105的活动限制。球轴307与限位套管304和喇叭口308相连接，限位套管304的前端通过球轴307连接插头固定座306，球轴307的后端与喇叭口308前端的锥面配合连接。喇叭口308设置在推力弹簧导向座303和限位套管304内，与球轴307接触或接合。喇叭口308具有喇叭状或圆锥形的外形以用于接收插座105的推力以实现前后运动，其中喇叭口105具有用于推动推力弹簧308的突起部。推力弹簧309的另一端抵靠在推力弹簧导向座303上以为推力弹簧309的弹力提供反作用力。推力弹簧309设置在喇叭口308与推力弹簧导向座303之间的轴向上。推力弹簧导向座303又与导向组件固定座311接触或接合以实现各导向组件的固定。导向固定座311在垂直方向上与顶升弹簧310接触以便推动顶升弹簧310来实现在导向组件301的方向上的上下运动。顶升弹簧310的另一端可以与相应部件的端部接触以提供弹力的反作用力。限位套管304套接在球轴307、喇叭口308、以及推力弹簧导向座303的一部分上并与其相对固定，以便为这些组件提供固定部和容纳部。

·安装和支承组件(未示出)，其用于提供安装能力和支承。对外安装座布置在外侧，以用于提供外部安装能力。工装支架布置于被动装置的下部，以用于支承被动装置102的各组件。工装支架上的滑足用于提供被动装置102的移动性。

本发明至少具有下列有益效果：(1)在本发明中，通过主动装置的卡爪伸出以与被动装置卡锁，从而实现对接，可以在无需插头和插座准确对准的情况下实现可靠的对接，因为卡爪可以实现较大的捕获范围和容易的卡锁(例如，通过横向和纵向移动来捕获被动装置并与之卡锁或解锁)；(2)本发明的自动对接和分离装置的被动装置具有多个自由度，由此可实现多个方向上的容差，从而有利于顺利对接；(3)在本发明中，卡爪采用内凹结构，可容易地与被动装置卡锁到位并可实现容易的解锁而无需额外的调整步骤，从而实现可靠的对接和分离。

虽然本发明的一些实施方式已经在本申请文件中予以了描述，但是本领域技术人员能够理解，这些实施方式仅仅是作为示例示出的。本领域技术人员在本发明的教导下可以想到众多的变型方案、替代方案和改进方案而不超出本发明的范围。所附权利要求书旨在限定本发明的范围，并藉此涵盖这些权利要求本身及其等同变换的范围内的方法和结构。

Claims (15)

1.一种自动对接和分离装置，包括：

主动装置，其具有执行机构和卡爪，其中所述卡爪在主动装置与被动装置未对接的情况下能够在执行机构的带动下从主动装置伸出并与被动装置咬合并且在执行机构的带动下缩回以使主动装置与被动装置对接，并且所述卡爪在主动装置与被动装置对接的情况下能够在执行机构的带动下将被动装置与主动装置分离；以及

被动装置，其能够以可松开的方式与卡爪咬合。

2.根据权利要求1所述的装置，还具有电插拔装置，所述电插拔装置被配置为传输电能，所述电插拔装置具有第一连接器以及能够与第一连接器连接的第二连接器，其中所述第一连接器布置在主动装置中，并且第二连接器布置被动装置中。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述主动装置的第一连接器与可充电电池电连接，并且被动装置固定在充电桩上并且被动装置的第二连接器与电源或机动车辆的蓄电池电连接或者能够与电源或机动车辆的蓄电池电耦合和/或磁耦合和/或电磁耦合。

4.根据权利要求1所述的装置，其中主动装置还包括：

横向运动机构，其被配置为致使卡爪横向地运动；和/或

纵向运动机构，其被配置为致使卡爪纵向地运动；和/或

上下运动机构，其被配置为致使卡爪上下地运动。

5.根据权利要求4所述的装置，其中横向运动机构包括横向运动导轨和横向驱动同步带，并且执行机构包括横向执行机构，其中卡爪能够被横向执行机构通过横向同步带带动以便沿着横向运动导轨横向地移动；和/或

其中纵向运动机构包括纵向运动导轨和纵向驱动同步带，并且执行机构包括纵向执行机构，其中卡爪能够分别被纵向执行机构通过纵向同步带带动以便沿着纵向运动导轨纵向地移动；和/或

其中上下运动机构包括上下运动导轨和上下驱动同步带，并且执行机构包括上下执行机构，其中卡爪能够分别被上下执行机构通过上下同步带带动以便沿着上下运动导轨上下地移动。

6.根据权利要求1所述的装置，其中横向运动机构具有两个横向运动导轨和两个横向驱动同步带；和/或

其中纵向运动机构具有两个纵向运动导轨和两个纵向驱动同步带。

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述被动装置包括容差装置，所述容差装置与第二连接器活动地连接，使得第二连接器能够在与第一连接器连接的情况下与第一连接器相对移动。

8.根据权利要求1所述的装置，其中所述容差装置包括下列各项中的一项或多项：

球轴，其以一定余隙被第二连接器穿过，使得第二连接器上能够执行俯仰运动、偏航运动以及沿自身中心轴的滚转运动；以及

弹簧和套件，其中所述弹簧通过套件与第二连接器连接，所述弹簧被配置为在弹簧的方向提供移动容差。

9.根据权利要求8所述的装置，其中所述弹簧包括布置在横向上的推力弹簧和布置在纵向上的顶升弹簧。

10.根据权利要求1所述的装置，还具有定位装置，其被配置为对主动装置进行定位，使得主动装置与被动装置对准。

11.根据权利要求1所述的装置，其中横向运动导轨包括横向运动行程开关，其中所述横向运动行程开关被配置为限制横向运动的范围；和/或

其中纵向运动导轨包括纵向运动行程开关，其中所述纵向运动行程开关被配置为限制总线运动的范围。

12.根据权利要求1所述的装置，其中卡爪包括第一卡爪和第二卡爪，其中第一卡爪和第二卡爪分别包括凹形部，并且第一卡爪的凹形部和第二卡爪被布置为使得它们的凹形部围成用于容纳第一连接器的空间。

13.根据权利要求1所述的装置，其中卡爪被配置为能够执行下列动作中的一个或多个：

旋转；以及

在多个卡爪的情况下多个卡爪依次伸出和/或依次收回。

14.根据权利要求1所述的装置，还具有带磁体的导向装置，所述导向装置被配置为能够对被动装置或充电桩的位置和/或姿态进行调整,以方便卡爪抱紧被动装置。

15.一种充电车，其具有根据权利要求1至14之一所述的自动对接和分离装置，其中所述充电车承载有充电电池，并且被动装置具有能够与待充电的机动车辆连接或电磁耦合的端子，其中所述充电车能够移动以给机动车辆充电。

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