CN114401888A - 用于电池供电的个人移动车辆的对接和再充电系统 - Google Patents

用于电池供电的个人移动车辆的对接和再充电系统 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种接合单元(40)，用于与用于电力辅助个人移动车辆(10)的对接和再充电系统(100)中的单独的附接单元(20)协作，该电力辅助个人移动车辆具有蓄积要供应给电动机的电力的电池。根据本发明，所述接合单元(40)包括：电端子模块(44)，被配置成与设置在附接单元(20)处的对应的电端子模块(82)建立电连接；锁定装置，被配置成当附接单元(20)处于可锁定位置并且附接单元(20)的致动装置(81)与接合单元(40)完全接合时固定附接单元(20)；以及控制模块，其被配置成从设置在附接单元(20)中的识别装置接收识别信号。此外，用于与接合单元(40)协作的附接单元(20)包括：电端子模块(82)，其被配置成与设置在附接单元(20)处的对应的电端子模块(44)建立电连接；致动装置(81)，其设置成与接合单元(40)接合；以及识别装置，其被布置成与接合单元(40)的控制模块通信，其中附接单元(20)可附接至电池供电的个人移动车辆(10)。

Description

用于电池供电的个人移动车辆的对接和再充电系统
技术领域
本发明涉及一种用于电池供电的个人移动车辆的对接和再充电系统，更具体地，涉及一种对接和再充电系统中的接合单元和相关的附接单元，以用于对滑板车或电动自行车进行附接和再充电。
背景技术
考虑到增加的能量成本和减少的交通排放的需求，电动车辆变得更加重要。目前，尤其是重量不超过500kg的轻型电动车辆，例如电动两轮车或滑板车或电动自行车，被广泛使用。
在现有技术中，诸如自行车的个人移动车辆被附接在停车基座中，以防止它们会被人释放。这些停车基座具有通过电气操作基于机械释放元件的附接装置。然而，对于轻型电动车辆，没有提供识别、锁定和充电功能的本地或通用的标准规定。这会引起不规则性并导致安全问题。特别是在公共区域中，在对公众开放的自助服务站处，不存在对车辆或对接站之间是否发生正确连接的控制。考虑到上述缺点，需要改进用于轻型电动车辆的对接和再充电系统。
本发明的技术领域中的现有技术出版物可参见US2013314205(A1)，该文献公开了一种模块化车辆系统，其具有轻型电动车辆和至少一个可以连接到电动车辆的模块。
发明内容
本发明的目的
本发明的主要目的是克服现有技术中遇到的上述缺点。
本发明的另一个目的是提供一种具有增加的操作安全性的对接和再充电系统，其中可以特别容易地、安全地进行连接，并且可以防止未经授权的人的干扰。
本发明的另一个目的是提供一种对接和再充电系统，其允许安装在个人移动车辆上的附接单元和对接站之间的安全连接。
本发明的另一个目的是提供一种用于轻型电动车辆(例如，滑板车、电动自行车)的对接和再充电系统，其消除了对锁定和识别系统的需要。
本发明的另一个目的是提供一种用于对接和再充电系统的附接单元，该对接和再充电系统能够使用具有可调节锁环的不同大小的机动车辆。
本发明的另一个目的是提供一种用于对接和再充电系统的接合单元，该接合单元适于与附接单元一起使用，用于有效地识别和锁定电池供电的个人移动车辆。
发明内容
本发明提出了一种接合单元，该接合单元用于与用于电力辅助个人移动车辆的对接和再充电系统中的单独的附接单元协作，该电力辅助个人移动车辆具有蓄积要供应给电动机的电力的电池。根据本发明，所述接合单元包括电端子模块，其被配置成与设置在附接单元处的对应的电端子模块建立电连接；锁定装置，其被配置成当附接单元处于可锁定位置并且附接单元的致动装置完全接合在接合单元内时固定附接单元；以及控制模块，其被配置成从设置在附接单元中的识别装置接收识别信号。根据本发明，其它相关的产品附件可附接到用于对接和再充电的电力辅助个人移动车辆。用于与接合单元协作的附接单元包括：电端子模块，其被配置成与设置在附接单元处的对应的电端子模块建立电连接；致动装置，其被布置成接合在接合单元内；以及识别装置，设置成与接合单元的控制模块通信，其中附接单元可附接到电池供电的个人移动车辆。用于电池供电的个人移动车辆的对接和再充电系统包括可拆卸的附接单元和接合单元。
附图说明
附图仅仅是为了举例说明本发明而给出的，本发明的优点已在上面作出概述，并且将在下面详细说明。
图1是根据本发明的接合单元的透视图。
图2是根据本发明的接合单元的透视图，其中接合单元的保护罩缩回。
图3是图1所示的接合单元的俯视图。
图4是根据本发明的具有接合单元和附接单元的对接和再充电系统的透视图。
图5是图4所示的对接和再充电系统的俯视图。
图6是图4所示的对接和再充电系统的另一透视图。
图7是根据本发明的对接和再充电系统的透视图，其中，在相对于接合单元的电端子模块推动保护罩之前，附接单元的致动装置位于接合单元的槽中。
图8是图7所示的对接和再充电系统的俯视图。
图9是以附接单元和接合单元的电触点接触的方式推动附接单元的对接和再充电系统的透视图。
图10是图9所示的对接和再充电系统的俯视图。
图11是根据本发明示出锁定环的两部分形式的附接单元的透视图。
图12是图11所示的附接单元的另一透视图。
图13是图11所示的附接单元的后透视图。
图14是根据本发明另一实施例的对接和再充电系统的对接站的透视图。
图15是根据本发明的对接和再充电系统的两个对接站的透视图。
图16是根据本发明的另一实施例的其中安装有两个接合单元的对接和再充电系统的双型对接站的透视图。
图17是具有图16所示的两个附接单元的对接站的透视图。
图18是根据本发明的对接和再充电系统的示意图，其中附接单元安装到轻型电动车辆以与具有接合单元的对接站接合。
图19是根据本发明的对接和再充电系统的示意图，其中轻型电动车辆处于停放位置。
图20是图19所示的对接和再充电系统的上部示意图。
具体实施方式
参照上面所概述的附图，本发明提出了一种用于电池辅助个人移动车辆(10)的接合单元(40)、附接单元(20)、以及对接和再充电系统(100)。
根据本发明，接合单元(40)与用于电力辅助个人移动车辆(10)的对接和再充电系统(100)中的单独的附接单元(20)协作，电力辅助个人移动车辆(10)具有蓄积要供应给电动机的电力的电池，电动机用于将电能转换为机械能。根据本发明，接合单元(40)包括：电端子模块(44)，被配置成与设置在附接单元(20)处的对应的电端子模块(82)建立电连接；锁定装置，被配置成在附接单元(20)处于可锁定位置并且附接单元(20)的致动装置(81)完全接合在接合单元(40)内时固定附接单元(20)；以及控制模块，被配置成从设置在附接单元(20)中的识别装置接收识别信号。
锁定装置可以包括机械锁、电子锁、计算机化锁或这些锁的任意组合。例如，计算机化锁能够与控制模块通信。个人移动车辆(10)的锁定可以以任何适当的方式实现，并且附接单元(20)和接合单元(40)的相应的配合部分可以以任何方式构造，以提供在它们之间的可靠的锁定连接。锁定装置可以通过控制模块被无线地激活或停用，并且部件的解锁可以被电子地控制。例如，控制模块可以具有通信模块，以便通过GSM/GPRS/LTE、TCP/IP(传输控制协议/因特网协议)或RFID信号来远程控制锁定装置。锁定装置的一个实例包括钩形锁，该钩形锁可被触发并围绕旋转轴线旋转，从而牢固地防止附接单元(20)的致动装置(81)向后移动。例如，如果检测到个人移动车辆(10)的未经授权的使用，则与控制模块通信的锁定装置防止个人移动车辆(10)移动并向用户的运营商或预定中央单元发送报警信号。
当用户想要乘坐个人移动车辆(10)时，控制模块通过向锁定装置发送信号来允许附接单元(20)的解锁。在一些实施例中，通过在接合单元(40)和用户的远程设备(即，蜂窝电话、平板电脑等)之间建立牢固的配对，致动锁定装置以脱离接合。一旦设备配对，用户就向控制模块发送解锁呼叫。在接收到解锁呼叫时，控制模块检查信号是有效的，如果信号是有效的，则致动锁定装置，并且用户能够从接合单元(40)的槽(42)中移除致动装置(81)。
在可选实施例中，如果用户在特定时间段内不进行交互，则对接和再充电系统(100)可以再次锁定个人移动车辆(10)。当个人移动车辆(10)未停放时，接合单元(40)可以处于待机模式，直到控制模块感测到识别信号。一旦已经执行了插入个人移动车辆(10)，系统被锁定，并且根据控制模块也执行车辆(10)的电池的再充电。
根据本发明，用于与相关的接合单元(40)协作的附接单元(20)包括：电端子模块(82)，被配置成与设置在接合单元(40)处的对应的电端子模块(44)建立电连接；致动装置(81)，设置成与接合单元(40)接合；以及识别装置，被布置成与接合单元(40)的控制模块通信，其中附接单元(20)可附接至电池供电的个人移动车辆(10)。接合单元和附接单元(20)可分别实现为端口和适配器；其中端口与适配器相互作用并且被布置成彼此通信。
参照图9和图10，通过电端子模块(82,44)之间的接触建立允许个人移动车辆(10)电池被再充电的电连接。可以进行再充电直到车辆(10)被完全再充电。在一些实施例中，车辆(10)可以仅被部分再充电。当用户想要对接和再充电个人移动车辆(10)时，他/她朝向接合单元的引导部(41)中的槽(42)驱动个人移动车辆(10)，直到保护罩(45)缩回。从图1中可以清楚地看出，接合单元(40)具有用于覆盖其电端子模块(82)的保护罩(45)，其中，该保护罩(45)被布置成被致动装置(81)的平坦末端部分(83)推动。保护罩(45)可以形成为具有覆盖其电端子模块(44)的大致U形横截面的壳体。参照附图，电端子模块(82、44)可以具有多于一个的连接部分，优选地具有两个刚性足以被按压的类似部分。
在一个可能的实施例中，保护罩(45)是弹簧偏压的，并且可以通过致动装置(81)在接合单元(40)的槽(42)中的运动而移动。每个电端子模块(44、82)具有导电层，该导电层被布置成接触充电端子中的一个，从而建立被传输到个人移动车辆(10)的电池的电压差。保护罩(45)具有孔(43)，孔(43)的形状和尺寸相对于接合单元(40)的对应的电端子模块(44)设置，使得电端子模块(44)通过相应的孔(43)伸出。保护罩(45)允许简单且安全地进行充电，并且限制对电端子模块(44)的接近。在优选实施例中，两个孔(43)具有矩形横截面。
图7和图8示出了附接单元(20)的致动装置(81)在完全接合在接合单元(40)的槽(42)内之前的位置，其中致动装置(81)的末端部分(83)接触用于覆盖电端子模块(82)的保护罩(45)。在该状态下，当附接单元(20)相对于接合单元(40)的电端子模块(44)被更多地推动时，致动装置(81)被带入接合单元(40)的槽(42)内的可锁定位置，并且根据如图10所示的控制模块建立电连接。槽(42)主要形成为具有预定宽度的通道或孔。
参照图11，附接单元(20)优选地具有与致动装置(81)相关联的主体(80)和夹持环(90)，其中，致动装置(81)的形状和尺寸相对于接合单元(40)中的槽(42)设置。夹持环(90)附接到主体(80)，并且设置成在使用时安装在个人移动车辆(10)的一部分上。图18-20示出了连接到个人移动车辆(10)上的夹持环(90)的位置和定位。在优选实施例中，夹持环(90)可拆卸地集成到个人移动车辆(10)的杆上，从而也可使用不同类型的车辆(10)。此外，在本发明的一个实施例中，可以在识别之后容易地将新的个人移动设备添加到系统中。
特别地，主体(80)设置有电端子模块(82)，该电端子模块(82)设置成与设置在接合单元(40)中的相应电端子模块(44)接触，以通过接触向其施加电压。在优选实施例中，致动装置(81)具有U形横截面，并形成为主体(80)的延伸部分。此外，附接单元(20)具有至少一个连接端口(23)，该连接端口(23)用于与传送装置连接，该传送装置用于将电力从与接合单元(40)通信的电源传送到个人移动车辆(10)的电池。连接端口(23)形成为与发送装置的凸形部分相匹配的凹形部分。再次参照图11，夹持环(90)为两部分形式，具有前夹持部(24)和后夹持部(25)，其中，夹持环(90)的前夹持部(24)和后夹持部(25)在其端部设有向外延伸的翼片(28)，翼片(28)设有用于容纳紧固装置(27)的孔(29)。前夹持部(24)和后夹持部(25)可以形成为构成环形夹持环(90)的第一锁环和第二锁环，其中第一锁环和第二锁环可以相同。前夹持部(24)具有至少一个连接孔(26)，用于容纳附接单元(20)的主体(80)的紧固装置(27)。紧固装置(27)可以形成为具有螺旋脊的螺钉、螺栓等。由于夹持环(90)形成为两部分形状，附接单元(20)可以容易地机械连接和/或拆卸到个人移动车辆(10)上。通过这种布置，可以将不同类型的滑板车或类似车辆集成在一起，并在对接和再充电系统(100)中使用。此外，这种构造有利地使得能够使用不同尺寸和形状的电动车辆。
对接和再充电系统(100)通常包括可拆卸的附接单元(20)和接合单元(40)，其中附接单元被布置成安装在个人移动车辆(10)上，并且接合单元(40)优选地被布置成安装在对接站(30)上，如图15-17所示。参照图14，个人移动车辆(10)被布置成连接到至少一个对接站(30)以进行对接和/或再充电，该对接站(30)包括接合单元(40)，该接合单元(40)被布置成在使用中与个人移动车辆(10)的附接单元(20)协作，以将个人移动车辆(10)和对接站(30)锁定在一起并建立电连接，以允许对个人移动车辆(10)的电池进行再充电。
在可选实施例中，对接和再充电系统(100)可以包括多于一个的单独对接站(30)，每个对接站具有如图16所示的单独接合单元(40)。这种系统中的对接站(30)可以被称为双端口充电站。当用户想要驱动个人移动车辆(10)以与对接站(30)接合时，设置在接合单元(40)处的引导部(41)可以经由接合单元(40)的槽(42)来帮助引导致动装置(81)。引导部(41)向外延伸，用于将附接单元(20)的致动装置(81)引导到可锁定位置。每个对接站(30)可包括电源或设置成使用公共电源。对接和再充电系统(100)的控制模块被配置成通过执行与附接单元(20)和接合单元(40)的数据信息交互来允许从远程设备进行远程控制。控制模块的位置可以变化，但是在优选实施例中，控制模块设置在接合单元(40)中。
由控制装置感测来自设置在附接单元(20)中的识别装置的识别信号，以进行与至少一个兼容性参数的比较，从而进行关于接合单元(40)的操作的兼容性的判定。例如，识别信号能够使控制装置开始再充电。该系统可以具有服务器以获得锁定和再充电的授权，服务器被配置成将个人移动车辆(10)的数据保持在系统中。控制模块可以例如通过无线电、无线或其它方式与该服务器通信。在一个实施例中，控制模块可以与服务器通信以获得从接合单元(40)释放车辆(10)的授权。服务器可以位于一个位置或者可以分布在多个位置。由于这些车辆(10)通过通信接口与中央单元通信，所以所有车辆都可以由中央单元来识别。用户可以通过该中央单元获得授权。
控制模块适于确定个人移动车辆(10)是否被锁定在对接站(30)上，并且仅当个人移动车辆(10)被锁定在对接站(30)上时才使再充电电路工作以对电池充电。在图15所示的一个实施例中，对接站(30)可以被布置成一次只对接一个车辆，图16和17所示的对接站(30)的另一实施例被布置成使得多个车辆(10)可以同时对接到其上。对接站(30)可以是独立的对接站或对接结构的一部分。然后，可以在柱的不同侧上提供多组接合单元(40)，用于接收多个车辆。
控制模块被配置成从设置在附接单元(20)中的识别装置接收识别信号。识别装置可以包括可由控制模块读取或检测的电子识别码。识别信号可以具有不同的形式，例如电子地址、机器可读数字或代码，物理特性或参数、或这些的任意组合。识别装置优选地形成为RFID标签或蓝牙信标或任何唯一的识别装置。蓝牙信标可以是由电池或任何其它电池单元供电的小型蓝牙无线电发射机。
识别信号可以对应于识别参数，例如入口或PIN码、序列号和/或型号ID，如果需要具有制造商ID。可替换地或附加地，识别信号可以对应于关于车辆(10)的电子部件的功能的功能ID。当控制装置检测到来自识别装置的信号时，控制装置检查与兼容性参数相对应的信号，如果该信号与预定值相匹配，则控制装置向接合单元(40)发送信号以开始从连接到对接和再充电系统(100)的电源系统供电。
根据本发明，接合单元(40)和附接单元(20)形成为单独的装置，但是它们被配置成彼此互补并且一起工作。接合单元(40)、附接单元(20)和对接站(30)形成为刚性的，这提供了更加简单和安全的系统，因为用户不需要执行除了将车辆(10)呈现给对接站(30)以开始再充电之外的任何动作。在优选实施例中，个人移动车辆(10)是具有把手组件、支撑组件和枢轴组件的滑板车或电动自行车。附接单元(20)优选地连接到滑板车或电动自行车的枢轴组件的一部分。附接单元(20)布置成成与上述接合单元(40)的所有不同类型的实施例配合。
参考符号列表
10.个人移动车辆
20.附接单元
23.连接端口
24.前夹持部
25.后夹持部
26.连接孔
27.紧固装置
28.翼片
29.孔
30.对接站
40.接合单元
41.引导部
42.槽
43.孔
44.电端子模块
45.保护罩
80.主体
81.致动装置
82.电端子模块
83.末端部分
90.夹持环
100.对接和再充电系统

Claims (17)

1.一种用于与附接单元(20)协作的接合单元(40)，所述附接单元(20)能够附接至电力辅助个人移动车辆(10)以用于对接和再充电，所述接合单元(40)包括：
电端子模块(44)，其被配置成与设置在所述附接单元(20)处的对应的电端子模块(82)建立电连接；
锁定装置，其被配置成当所述附接单元(20)处于可锁定位置并且所述附接单元(20)的致动装置(81)完全接合在所述接合单元(40)内时固定所述附接单元(20)；以及
控制模块，其被配置成从设置在所述附接单元(20)中的识别装置接收识别信号。
2.根据权利要求1所述的接合单元(40)，其中，所述接合单元(40)具有用于覆盖所述电端子模块(82)的保护罩(45)，其中，所述保护罩(45)布置成当所述致动装置(81)被推靠在所述保护罩(45)上时相对于所述接合单元(40)的所述电端子模块(44)移动。
3.根据权利要求1或2所述的接合单元(40)，其中，所述接合单元(40)具有槽(42)，所述槽(42)的形状和尺寸相对于所述附接单元(20)的所述致动装置(81)设置。
4.根据前述权利要求中任一项所述的接合单元(40)，其中，所述接合单元(40)包括向外延伸的引导部(41)，用于将所述附接单元(20)的所述致动装置(81)引导到所述可锁定位置。
5.根据前述权利要求中任一项所述的接合单元(40)，其中，所述控制模块被配置成与服务器通信，并且被配置成控制所述电端子模块(44、82)之间的电连接。
6.一种用于与根据前述权利要求中任一项所述的接合单元(40)协作的附接单元(20)，包括：
电端子模块(82)，其被配置成与设置在所述接合单元(40)处的对应的电端子模块(44)建立电连接；
致动装置(81)，其布置成与所述接合单元(40)接合；以及
识别装置，其被布置成与所述接合单元(40)的控制模块通信，其中所述附接单元(20)能够附接至电池供电的个人移动车辆(10)。
7.根据权利要求6所述的附接单元(20)，其中，所述附接单元(20)包括夹持环(90)，所述夹持环(90)在使用时能够附接到所述个人移动车辆(10)的一部分上。
8.根据权利要求6或7所述的附接单元(20)，其中，所述附接单元(20)具有与所述致动装置(81)相关联的主体(80)，所述致动装置(81)的形状和尺寸相对于所述接合单元(40)中的槽(42)设置。
9.根据权利要求8所述的附接单元(20)，其中，所述主体(80)设置有电端子模块(82)，所述电端子模块(82)布置成与设置在所述接合单元(40)处的相应电端子模块(44)接触，以通过接触向所述主体(80)施加电压。
10.根据权利要求7、8或9所述的附接单元(20)，其中，所述夹持环(90)为具有前夹持部(24)和后夹持部(25)的两部分形式，其中，所述夹持环(90)的所述前夹持部和后夹持部(24、25)在其端部设有向外延伸的翼片(28)，所述翼片(28)设有用于容纳紧固装置(27)的孔(29)。
11.根据权利要求10所述的附接单元(20)，其中，所述前夹持部(24)设有至少一个连接孔(26)，用于容纳所述紧固装置(27)以附接所述附接单元(20)的主体(80)。
12.一种用于电池供电的个人移动车辆(10)的对接和再充电系统(100)，包括：
根据权利要求6至11中任一项所述的可拆卸附接单元(20)；以及
根据权利要求1至5中任一项所述的接合单元(40)。
13.根据权利要求12所述的对接和再充电系统(100)，还包括至少一个对接站(30)，所述个人移动车辆(10)被布置成连接到所述至少一个对接站(30)以在使用中进行对接和再充电；其中，所述对接站(30)包括所述接合单元(40)，所述接合单元(40)被设置成在使用中与所述个人移动车辆(10)的所述附接单元(20)协作，以将所述个人移动车辆(10)和所述对接站(30)锁定在一起并建立电连接，从而允许对所述个人移动车辆(10)的电池进行再充电。
14.根据权利要求12或13所述的对接和再充电系统(100)，还包括一个以上的单独对接站(30)，每个对接站(30)具有单独的接合单元(40)。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的对接和再充电系统(100)，还包括服务器，以从所述用户获得锁定和再充电的授权，所述服务器被配置成保持所述个人移动车辆(10)的数据并且与所述控制模块通信，其中所述控制模块被配置成通过执行与所述服务器和所述接合单元(40)的数据信息交互来允许来自远程设备的远程控制。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的对接和再充电系统(100)，其中，所述电池供电的个人移动车辆(10)是具有电池的滑板车或电动自行车。
17.根据权利要求6至11中任一项所述的附接单元(20)，其中，所述附接单元(20)具有至少一个连接端口(23)，所述连接端口(23)用于与传送装置连接，所述传送装置用于将电力从与所述接合单元(40)相关联的电源传送到所述个人移动车辆(10)的电池。
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