CN114523872A - 用于更换移动体结构的电池的系统 - Google Patents

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李大熙
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Abstract

本申请涉及用于更换移动体结构的电池的系统，该系统包括：电池安装部分，该电池安装部分设置在移动体的外表面上，并且具有在其中限定的安装空间，安装空间向外部打开，并且电池安装在安装空间中；以及电池更换模块，该电池更换模块具有设置在其中的新电池，并且当电池更换模块接近移动体的电池安装部分时，在通过使新电池和现有电池一起旋转来在移除要更换的现有电池之后，将新电池安装在电池安装部分的安装空间中。

Description

用于更换移动体结构的电池的系统
技术领域
本公开涉及一种用于更换移动体的电池的系统和电池更换模块。
背景技术
本节中的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，并且可能不构成现有技术。
随着近年来电池相关产业的快速发展，电池不仅广泛地用于各种电子设备和移动设备中，还广泛地用于诸如电动车辆的地面移动体与诸如无人机的空中移动体中。当电池的尺寸较小时，可以很容易地更换电池。然而，当电池安装在诸如车辆或城市空中移动体的移动体中时，更换电池花费相当大的时间量，并且电池的更换系统不可避免地复杂。
随着安装有电池的移动体(诸如车辆或城市空中移动体)的功率或性能增加，安装的电池的尺寸或性能不可避免地增加。在这种情况下，难以更换移动体的电池，并且电池的快速更换也很困难，影响了供电并增加了断电时间。
前述内容仅旨在帮助理解本公开的背景，而不旨在表示本公开落入本领域技术人员已知的相关技术的范围内。
发明内容
本公开提供了一种用于更换移动体结构的电池的系统，该系统使用电池安装部分，该电池安装部分设置在移动体结构的外表面上并限定安装空间，该安装空间被配置为在其中安装现有电池；并且系统使用电池更换模块，该电池更换模块被配置为接近电池安装部分，旋转新电池和现有电池，从安装空间移除现有电池，并且将新电池安装在安装空间中。
在一种形式中，本公开提供了一种用于更换移动体结构的电池的系统，该系统包括：电池安装部分，该电池安装部分设置在移动体结构的外表面上并限定安装空间，该安装空间向外部打开并被配置为在其中安装电池；以及电池更换模块，该电池更换模块包括安装在其中的新电池并且被配置为，当电池更换模块接近移动体结构的电池安装部分时，一起旋转新电池和现有电池，移除现有电池，并且将新电池安装在安装空间中。
可在电池更换模块中限定向外部打开并允许在其中安装新电池的更换空间，其中，当电池更换模块接近电池安装部分时，更换空间与电池安装部分的安装空间可彼此匹配以限定内部空间，并且在内部空间中，要更换的现有电池和新电池可以一起旋转，因此可以更换移动体结构的电池。
要更换的现有电池和新电池中的每一个可以形成为具有半圆柱形，并且当电池更换模块接近电池安装部分时，要更换的现有电池和新电池可以彼此紧密接触以形成圆柱形，由此电池更换模块可以在其圆周方向旋转要更换的现有电池和形成圆柱形的新电池。
可在电池更换模块中限定向外部打开并允许在其中安装新电池的更换空间，其中，安装空间和更换空间中的每一个可以具有向外部打开的半圆柱形凹槽的形状，并且当电池更换模块接近电池安装部分时，安装空间与更换空间可以彼此匹配以限定圆柱形空间，由此，在圆柱形空间中，要更换的现有电池和新电池可以一起旋转，因此可以更换移动体的电池。
驱动部分可以设置在电池更换模块中，其中，当电池更换模块接近电池安装部分时，驱动部分可旋转新电池，因此由于新电池的旋转，要更换的现有电池可与新电池一起旋转。
耦合部分可以设置在电池更换模块或电池安装部分中，其中，当电池更换模块接近电池安装部分时，耦合部分可将电池更换模块和电池安装部分彼此耦合。
组合部分可以设置在电池安装部分中，当电池安装在安装空间中时，组合部分防止电池从安装空间中移除。
组合部分可以是形成在安装空间内部的组合凹槽，并且组合突起或组合辊可以设置在电池上，由此组合突起或组合辊可以装配到组合凹槽中，从而防止电池从安装空间中移除。
旋转止动件可以设置在电池安装部分中，其中，当新电池和要更换的现有电池一起旋转以彼此更换时，旋转止动件可将要更换的现有电池保持在其预定位置处，并停止新电池和要更换的现有电池的旋转。
接触部分可以设置在电池上或电池安装部分的安装空间中，当电池安装在安装空间中时，接触部分将电池电连接到移动体。
冷却器可以设置在电池安装部分中并移除由电池生成的热量。
电池安装部分可以设置在空中移动体的下端，并且电池更换模块可以与电池安装部分组装在空中移动体的下端，由此电池更换模块可以从电池安装部分中移除要更换的现有电池，并且将新电池安装在电池安装部分的安装空间中。
电池更换模块可以设置在地面移动体或空中移动体的上端，其中，具有电池更换模块的地面移动体或空中移动体可以在地面上或在空中接近具有电池安装部分的空中移动体的下端，并且可将电池更换模块与电池安装部分组装。
车轮可以设置在地面移动体中，使得地面移动体在地面上驱动并接近空中移动体的下端，并且可以在空中移动体中设置螺旋桨，使得空中移动体在空中飞行并接近空中移动体的下端。
本公开的用于更换移动体的电池的系统使用设置在移动体的外表面上并且具有在其中形成的安装空间的电池安装部分，电池安装在安装空间中，并且电池更换模块在通过接近电池安装部分并使新电池和现有电池一起旋转而从安装空间中移除要更换的现有电池之后将新电池安装在安装空间中，从而能够用新电池更换现有电池。
通过本文提供的描述，进一步的适用性领域将变得显而易见。应当理解，描述和具体示例仅旨在说明的目的，而不旨在限制本公开的范围。
附图说明
为了能够很好地理解本公开，现在将参考附图以示例的方式描述其各种形式，在附图中：
图1是示出了根据本公开的一种形式的用于更换移动体的电池的系统的电池安装部分、电池更换模块和电池的视图；
图2是示出了通过使用根据本公开的一种形式的用于更换移动体的电池的系统来更换空中移动体的电池的视图；
图3是示出了在根据本公开的一种形式的用于更换移动体的电池的系统中，在电池更换模块与空中移动体的电池安装部分组合之后，更换空中移动体的电池的视图；
图4是示出了在根据本公开的一种形式的用于更换移动体的电池的系统中，允许将电池安装到电池安装部分的组合部分的视图；并且
图5是示出了在根据本公开的一种形式的用于更换移动体的电池的系统中，在将电池安装到电池安装部分之后防止电池的旋转的旋转止动件的视图。
这里描述的附图仅用于说明目的，并且不旨在以任何方式限制本公开的范围。
具体实施方式
以下描述本质上仅为示例性的，并且不旨在限制本公开、应用或用途。应当理解，在整个附图中，相应的附图标记指示相似或相应的部分和特征。
图1是示出了根据本公开的一种形式的用于更换移动体的电池的系统的电池安装部分、电池更换模块和电池的视图。图2是示出了通过使用根据本公开的一种形式的用于更换移动体的电池的系统来更换空中移动体的电池的视图。图3是示出了在根据本公开的一种形式的用于更换移动体的电池的系统中，在电池更换模块与空中移动体的电池安装部分组合之后，更换空中移动体的电池的视图。图4是示出了在根据本公开的一种形式的用于更换移动体的电池的系统中允许将电池安装到电池安装部分的组合部分的视图。图5是示出了在根据本公开的一种形式的用于更换移动体的电池的系统中在将电池安装到电池安装部分之后防止电池的旋转的旋转止动件的视图。
图1示出了根据本公开的一种形式的用于更换移动体的电池的系统的电池安装部分、电池更换模块和电池。图3示出了在根据本公开的一种形式的用于更换移动体的电池的系统中，在电池更换模块与空中移动体的电池安装部分组合之后更换空中移动体的电池。根据本公开的一种形式的用于更换移动体的电池的系统包括：电池安装部分100，该电池安装部分100设置在移动体的外表面上并具有在其中限定的安装空间，该安装空间向外部打开，并且现有电池110安装在安装空间中；以及电池更换模块200，该电池更换模块200在其中安装有新电池210，并且当电池更换模块200接近移动体的电池安装部分100时，在通过使新电池210和现有电池110一起旋转而移除要更换的现有电池110之后，将新电池210安装在电池安装部分100的安装空间中。
根据本公开的一种形式，根据用于更换移动体的电池的系统，电池更换模块200与移动体外部的电池安装部分100组合，并且通过旋转新电池210将新电池210和现有电池110一起旋转，从而将要更换的现有电池110移除到电池更换模块200，并且将新电池210安装到电池安装部分100。每个电池都是机械旋转的，以更换要更换的现有电池，因此要更换的现有电池可以被容易并且快速地更换。此外，电池安装部分100可以安装到除了移动体之外的各种结构，并且向结构供电，并且要更换的现有电池可以由电池更换模块200更换。可替换地，电池更换模块200可以安装到各种结构中的每一个结构，并且移动体可以停放或着陆在该结构上，使得要更换的现有电池被容易地更换。
此外，在根据本公开的一种形式的用于更换移动体的电池的系统中，在电池更换模块200中形成更换空间，该更换空间是向外部打开的，并且允许在其中安装新电池210，其中，当电池更换模块200接近电池安装部分100时，更换空间与电池安装部分100的安装空间匹配以限定内部空间，并且要更换的现有电池110和新电池210在内部空间中一起旋转，因此移动体的现有电池可以被更换。
具体地，要更换的现有电池110安装在电池安装部分100的安装空间中，新电池210安装在电池更换模块200的更换空间中。电池安装部分100设置在移动体的外表面上，并且在现有电池的更换期间，电池更换模块200与电池安装部分100组合，并且旋转更换空间的新电池210。由于新电池210的旋转，扭矩被施加到安装在电池安装部分100的安装空间中的要更换的现有电池110。因此，新电池210和要更换的现有电池110一起旋转。最后，在通过每个电池的旋转，现有电池110被更换为新电池210之后，将要更换的现有电池110移除到电池更换模块200的更换空间，并且将新电池210安装在电池安装部分100的安装空间中。
同时，在根据本公开的一种形式的用于更换移动体的电池的系统中，要更换的现有电池110和新电池210中的每一个形成为具有半圆柱形，并且当电池更换模块200接近电池安装部分100时，要更换的现有电池110和新电池210彼此紧密接触以形成圆柱形，由此电池更换模块200可以在其圆周方向旋转要更换的现有电池110和形成圆柱形的新电池210。此外，在电池更换模块200中限定向外部打开并允许在其中安装新电池210的更换空间，其中，安装空间和更换空间中的每一个具有向外部打开的半圆柱形凹槽的形状，并且当电池更换模块200接近电池安装部分100时，安装空间与更换空间彼此匹配以限定圆柱形空间，由此在圆柱形空间中，要更换的现有电池110和新电池210一起旋转，因此可以更换要更换的现有电池。
具体地，在电池安装部分100和电池更换模块200中分别地限定安装空间和更换空间，安装空间和更换空间中的每一个都具有半圆柱形。现有电池110和新电池210也根据安装空间和更换空间的形状形成为具有半圆柱形状，并分别地安装在安装空间和更换空间中。现有电池110和新电池210中的每一个被形成为具有半圆柱形状，并且因此当彼此组合时，现有电池110和新电池210形成一个圆柱形状以被容易地旋转，由此，每个电池即使通过小功率也被容易地旋转，并且可以容易且简单地更换电池安装部分100的现有电池110。
此外，在根据本公开的一种形式的用于更换移动体的电池的系统中，驱动部分220设置在电池更换模块200中。当电池更换模块200接近电池安装部分100时，驱动部分220旋转新电池210，并且由于新电池210的旋转，要更换的现有电池110与新电池一起旋转。驱动部分220设置为诸如齿轮和电动机的致动器，并且设置在电池更换模块200的更换空间的内圆周表面上，并且与新电池210接触。驱动部分220通过使用辊或齿轮旋转新电池210。由于新电池210的旋转，扭矩被施加到电池安装部分100的现有电池110，因此现有电池110与新电池210一起旋转。在其中每个电池被形成为具有半圆柱形状的情况下，每个电池即使通过小功率也被更容易地旋转，因此可以容易地更换现有电池110。
同时，在根据本公开的一种形式的用于更换移动体的电池的系统中，耦合部分140设置在电池更换模块200或电池安装部分100中。当电池更换模块200接近电池安装部分100时，耦合部分140可以将电池更换模块200和电池安装部分100彼此耦合。耦合部分140可以设置在电池更换模块200和电池安装部分100彼此耦合的部分的每个顶点上。每个耦合部分140允许电池更换模块200和电池安装部分100通过电磁铁或通过销与孔的耦合而彼此耦合，使得要更换的现有电池被更换。耦合部分140允许分别位于电池更换模块200和电池安装部分100中的新电池210和现有电池110在匹配位置处相遇，使得现有电池110被更换为新电池210。
图4示出了在根据本公开的一种形式的用于更换移动体的电池的系统中允许将电池安装到电池安装部分的组合部分。在根据本公开的一种形式的用于更换移动体的电池的系统中，组合部分300设置在电池安装部分100中。当电池安装在安装空间中时，组合部分300可以防止电池从安装空间中移除。此外，组合部分300是形成在安装空间内部的组合凹槽，并且组合突起或组合辊设置在电池上。组合突起或组合辊装配到组合凹槽上，从而防止电池从安装空间中移除。
具体地，在电池的安装或更换期间，电池安装在电池安装部分100中，从而不会从电池安装部分100中移除。由于组合部分300，电池的安装得以维持。组合凹槽沿着电池安装部分100和电池更换模块200的每个安装空间的内部的外圆周表面形成。组合凹槽起到旋转路径的作用，在电池的更换期间，电池在该旋转路径中滑动并旋转。电池具有设置在其上的组合突起或组合辊，并且在现有电池的更换期间沿着组合凹槽移动。在现有电池的更换之后，将新电池装配到组合凹槽中，并且维持在组合凹槽中新电池的安装。在这种情况下，当将新电池的组合辊装配到组合凹槽中时，新电池滚动。因此，在新电池的更换期间，新电池高效地滚动并且可以被容易地更换。
图5示出了在根据本公开的一种形式的用于更换移动体的电池的系统中，在电池安装到电池安装部分之后防止电池的旋转的旋转止动件。在根据本公开的一种形式的用于更换移动体的电池的系统中，旋转止动件400设置在电池安装部分100中。当新电池210和要更换的现有电池110一起旋转以彼此更换时，旋转止动件400将现有电池110保持在其预定位置处，并且停止新电池210和现有电池110的旋转。
具体地，在新电池210和要更换的现有电池110通过在预定方向上一起旋转而彼此更换之后，新电池210在电池安装部分100的预定位置处停止其旋转并安装在电池安装部分100中。因此，旋转止动件400由弹簧和止动突起构成，并且允许电池在预定方向旋转，例如，仅逆时针旋转，并且在电池的外表面上形成凹槽。因此，当电池旋转到预定点时，弹簧允许止动突起装配到电池的凹槽中，因此电池的旋转停止。此外，旋转止动件400由致动器和锁定杆构成。在电池的旋转期间，锁定杆从电池的凹槽中移除，并且当电池的旋转停止时，锁定杆装配到电池的凹槽中，使得电池的旋转停止。
同时，在根据本公开的一种形式的用于更换移动体的电池的系统中，接触部分120或130分别地设置在现有电池110或电池安装部分100的安装空间中。当电池安装在安装空间中时，接触部分120或130可以将电池电连接到移动体。接触部分120或130被配置为电极接触型，并且电池安装部分100和电池通过电极接触彼此接触，而在它们之间没有单独的电缆连接，因此电池和移动体彼此电连接。当电池安装在电池安装部分100的安装空间中时，或者当在现有电池被更换为新电池之后在安装空间中安装新电池时，设置在电池安装部分100的安装空间中的电极与安装在安装空间中的新电池的电极接触，因此新电池容易与移动体电连接，并且能够向移动体供电。具有半圆柱形状的电池的电极可以沿着其外圆周表面设置。电池安装部分100的电极可以设置在安装空间的位置处(在安装空间中的电池的安装期间，电池的电极位于该位置处)，使得电池安装部分的电极与电池的电极接触。当电池安装在安装空间中时，设置在电池安装部分100的安装空间中的电极可以经由弹簧或板簧与电池的电极维持接触区域。
此外，在根据本公开的一种形式的用于更换移动体的电池的系统中，冷却器设置在电池安装部分100中，并且可以移除由电池生成的热量。冷却器设置在与电池安装部分100的电池相邻的位置处，并且冷却电池，由此防止电池的性能劣化和过热。
图2示出了通过使用根据本公开的一种形式的用于更换移动体的电池的系统来更换空中移动体的电池。在根据本公开的一种形式的用于更换移动体的电池的系统中，电池安装部分100设置在空中移动体的下端，并且电池更换模块200与在空中移动体的下端的电池安装部分100组合，由此电池更换模块从电池安装部分中移除现有电池110，并且将新电池210安装在电池安装部分100的安装空间中。
此外，电池更换模块200设置在地面移动体或空中移动体的上端，其中，具有电池更换模块的地面移动体或空中移动体可以在地面上或在空中接近具有电池安装部分的空中移动体的下端，并且可以将电池更换模块200与电池安装部分100组合。因此，在地面移动体中设置车轮，使得地面移动体在地面上驱动并接近空中移动体的下端，并且在空中移动体中设置螺旋桨，使得空中移动体在空中飞行并接近空中移动体的下端。
同时，电池更换模块200不限于安装到移动体上，而是可以位于诸如结构的固定的位置上。因此，当电池更换模块200设置在地面移动体或空中移动体上时，地面移动体或空中移动体分别地通过驱动或飞行接近移动的移动体，并且移动的移动体的现有电池可以被电池更换模块200快速地更换。当电池更换模块200位于诸如结构的固定的位置上时，具有安装在其上的电池安装部分的移动体移动并且停放或着陆在该结构上，并且电池更换模块200与电池安装部分100组合，因此移动体的现有电池可以被更换。
尽管为了说明性的目的描述了本公开的示例性形式，但本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，各种修改、添加和替换是可能的。

Claims (14)

1.用于更换移动体结构的电池的系统，所述系统包括：
电池安装部分，所述电池安装部分设置在所述移动体结构的外表面上，并限定向外部打开的安装空间，所述安装空间被配置为在所述安装空间中安装电池；以及
电池更换模块，所述电池更换模块包括在所述电池更换模块中安装的新电池，并且被配置为：
当所述电池更换模块接近所述移动体结构的所述电池安装部分时，将现有电池和所述新电池一起旋转，
移除所述现有电池，以及
将所述新电池安装在所述安装空间中。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电池更换模块限定了向所述外部打开的更换空间，并且所述更换空间被配置为在所述更换空间中安装所述新电池，
其中，当所述电池更换模块接近所述电池安装部分时，所述更换空间与所述电池安装部分的所述安装空间彼此匹配并限定内部空间，并且在所述内部空间中，所述现有电池和所述新电池一起旋转。
3.根据权利要求1所述的系统，其中：
所述现有电池和所述新电池中的每一个形成为半圆柱形，并且当所述电池更换模块接近所述电池安装部分时，所述现有电池和所述新电池彼此紧密接触并形成圆柱形状，并且所述电池更换模块使形成圆柱形状的所述现有电池和所述新电池在所述圆柱形状的圆周方向旋转。
4.根据权利要求3所述的系统，其中：
所述电池更换模块限定了向所述外部打开的更换空间，所述更换空间被配置为在所述更换空间中安装所述新电池，
所述安装空间和所述更换空间中的每一个形成为半圆柱形凹槽的形状，所述半圆柱形凹槽向所述外部打开，并且
当所述电池更换模块接近所述电池安装部分时，所述安装空间与所述更换空间彼此匹配并限定圆柱形空间，所述现有电池和所述新电池一起在所述圆柱形空间中旋转。
5.根据权利要求1所述的系统，还包括设置在所述电池更换模块中的驱动部分，并且所述驱动部分被配置为当所述电池更换模块接近所述电池安装部分时，旋转所述新电池，
其中，所述现有电池由于所述新电池的旋转而与所述新电池一起旋转。
6.根据权利要求1所述的系统，还包括设置在所述电池更换模块或所述电池安装部分中的耦合部分，
其中，当所述电池更换模块接近所述电池安装部分时，所述耦合部分被配置为将所述电池更换模块和所述电池安装部分彼此耦合。
7.根据权利要求1所述的系统，还包括组合部分，所述组合部分设置在所述电池安装部分中，并且被配置为当所述电池安装在所述安装空间中时，防止所述电池从所述安装空间中移除。
8.根据权利要求7所述的系统，还包括设置在所述电池上的组合突起或组合辊，
其中，所述组合部分是形成在所述安装空间内部的组合凹槽，并且所述组合突起或所述组合辊被配置为装配到所述组合凹槽中。
9.根据权利要求1所述的系统，还包括设置在所述电池安装部分中的旋转止动件，
其中，当所述新电池和所述现有电池一起旋转时，所述旋转止动件被配置为：
将所述现有电池保持在预定位置处，以及
停止所述新电池和所述现有电池的旋转。
10.根据权利要求1所述的系统，还包括设置在电池上或在所述电池安装部分的所述安装空间中的接触部分，所述接触部分被配置为当所述电池安装在所述安装空间中时将所述电池与所述移动体结构电连接。
11.根据权利要求1所述的系统，还包括设置在所述电池安装部分中的冷却器。
12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电池安装部分设置在空中移动体结构的下端，并且所述电池更换模块被配置为与所述电池安装部分组装在所述空中移动体结构的下端。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述电池更换模块设置在地面移动体结构或第二空中移动体结构的上端，并且
在所述电池更换模块设置在所述地面移动体结构的上端的情况下，在地面上，所述地面移动体结构的上端接近所述空中移动体结构的下端，并且所述地面移动体结构的所述电池更换模块与所述空中移动体结构的所述电池安装部分组合，并且
在所述电池更换模块设置在所述第二空中移动体结构的上端的情况下，在空中，所述第二空中移动体结构的上端接近所述空中移动体结构的下端，并且所述第二空中移动体结构的所述电池更换模块与所述空中移动体结构的所述电池安装部分组合。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述地面移动体结构包括车轮，并且被配置为在地面上驱动并接近所述空中移动体结构的下端，以及
所述第二空中移动体结构包括螺旋桨，并且被配置为在空中飞行并接近所述空中移动体结构的下端。
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