CN115848321A - 换电站停车机构和换电设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种换电站停车机构和换电设备。换电站停车机构包括停车平台和升降机构。升降机构包括升降座和第一移动平台，所述升降座沿竖直方向移动地连接所述停车平台；所述第一移动平台沿所述车辆移动方向移动地连接所述升降座，用于沿车辆移动方向移动以适应所述车辆的轴距以承载所述车辆沿竖直方向移动。上述的换电站停车机构和换电设备在车辆停靠于对应于第一移动平台的位置后，第一移动平台沿车辆移动方向移动以适应车辆的轴距，从而可以承载所述车辆沿竖直方向移动，实现为不同轴距的车辆更换电池箱的操作。

Description

换电站停车机构和换电设备

技术领域

本公开涉及换电领域，尤其是一种换电站停车机构和换电设备。

背景技术

换电设备在为车辆更换电池箱的过程中，在车辆行驶至换电站停车机构后，需要将车辆抬起，换电小车将从车辆底部为车辆更换电池箱。由于不同的车辆的前轮和后轮之间的轴距不同，现有的换电站停车机构只能为某款车辆提供换电服务，应用范围小，兼容性差。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种换电站停车机构和换电设备，可以为多种轴距的车辆更换电池箱。

为此，本公开首先提供了一种换电站停车机构，包括：

停车平台；

升降机构，包括升降座和第一移动平台，所述升降座沿竖直方向移动地连接所述停车平台；所述第一移动平台沿所述车辆移动方向移动地连接所述升降座，用于沿车辆移动方向移动以适应所述车辆的轴距以承载所述车辆沿竖直方向移动。

根据所述的换电站停车机构，其特征在于，还包括第二移动平台，所述第二移动平台沿车辆移动方向移动地连接所述停车平台，并且沿车辆移动方向卡接所述第一移动平台，在第一移动平台沿车辆移动方向移动时，所述第一移动平台带动所述第二移动平台移动。

根据所述的换电站停车机构，所述停车平台包括沿车辆移动方向延伸的第一伸出件，所述第二移动平台包括沿车辆移动方向延伸的第二伸出件，所述第一伸出件与所述第二伸出件相互错开。

根据所述的换电站停车机构，所述第一伸出件和第二伸出件为梳齿，所述第一伸出件插接于所述第二伸出件之间的间隙内。

根据所述的换电站停车机构，所述第二移动平台沿车辆移动方向移动地连接所述停车平台，所述第一移动平台沿水平方向卡接所述第二移动平台；在所述第一移动平台沿水平方向移动所述第二移动平台后，脱离所述第二移动平台跟随所述升降座沿竖直方向移动。

根据所述的换电站停车机构，所述第二移动平台包括敞口的容腔，所述容腔用于收容所述第一移动平台。

根据所述的换电站停车机构，所述升降机构包括用于驱动所述升降座沿竖直方向移动的第一驱动组件，以及用于驱动所述第一移动平台移动的第二驱动组件。

根据所述的换电站停车机构，还包括用于调整所述车辆姿态的对中机构，所述对中机构包括：

一对移动连接所述第一移动平台的推板；

对中驱动组件，连接所述推板，用于驱动所述推板同时靠近或者远离以推动所述车辆的车轮。

根据所述的换电站停车机构，所述对中机构还包括多组转动连接所述第一移动平台的滚轮，所述滚轮用于承载所述车轮移动。

根据所述的换电站停车机构，还包括用于承载换电小车沿车辆的行驶方式移动的横移机构，所述横移机构包括横移平台，所述横移平台沿所述车辆行驶方向移动地连接所述停车平台，用于承载所述换电小车沿车辆行驶方向移动。

根据所述的换电站停车机构，所述横移机构还包括用于驱动所述横移平台沿车辆行驶方向移动的第三驱动组件。

此外，本公开还提供了一种换电设备，包括：

所述的换电站停车机构，用于在车辆行驶至所述车辆的车辆位于所述第一移动平台后，所述升降座带动所述第一移动平台抬升所述车辆；

换电小车，用于在所述车辆抬升后移动至所述车辆的下方以为所述车辆更换电池箱。

相较于现有技术，上述的换电站停车机构和换电设备通过第一移动平台在车辆停靠于对应于第一移动平台的位置后，第一移动平台通过升降座沿车辆移动方向移动以适应车辆的轴距，从而可以承载所述车辆沿竖直方向移动，实现为不同轴距的车辆更换电池箱的操作。

附图说明

为了更清楚地说明具体实施方式，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是换电站停车机构的结构示意图。

图2是第一移动平台和第二移动平台的结构示意图。

图3是第二移动平台的结构示意图。

图4是升降机构和所述第二移动平台的结构示意图。

图5是升降机构脱离所述第二移动平台的结构示意图。

图6是图5中A处的局部放大图。

图7是对中机构的结构示意图。

图8是横移机构的结构示意图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本公开。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本公开进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，所描述的实施方式仅仅是本公开一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本公开中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本公开保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本公开的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本公开。

在各实施例中，为了便于描述而非限制本公开，本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的术语"连接"并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。"上"、"下"、"下方"、"左"、"右"等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

本实施方式提供了一种换电设备，换电设备用于为车辆更换电池箱，即将车辆上乏电的电池箱取下，然后将满电的电池箱安装至车辆上，完成更换电池箱的作业流程。具体的，换电设备包括换电站停车机构和换电小车。换电站停车机构用于停靠需要更换电池箱的车辆。换电小车用于完成搬运电池箱和从车辆取得电池箱以及将电池箱安装至车辆的操作。在更换电池箱的过程中，在车辆行驶行驶至换电站停车机构后，换电站停车机构调整好车辆的姿态，将车辆抬升至预定的高度后移动至所述车辆的下方以为所述车辆更换电池箱。

换电站停车机构在抬升车辆前，需要将前后两个升降机构30位于对应于车辆的前轮和后轮的位置。然而，对于不同的车辆类型，其前轮和后轮之间的轴距是不同的。为此，需要在车辆停靠前调整前后两个升降机构30之间的距离以适应车辆的轴距。由于调整前后升降机构30之间的间距需要预留一些间隙，导致车辆在移动至换电站停车机构较为困难。为此，本实施方式提供的换电站停车机构能够在具有调整升降机构30之间的距离的情况下，对车辆具有较好的通行能力。

图1是换电站停车机构的结构示意图。如图1所示，换电站停车机构包括停车平台10、第二移动平台20和升降平台，其中，第二移动平台20和升降机构30均两个，分别对应车辆的前轮和后轮。

停车平台10用于承载其他部件，并且作为车辆的通行平台。具体的，停车平台10大体呈平板状结构，至少具有两个通行口：车辆沿图1示出的X方向进入停车平台10，沿另外一端驶出停车平台10；换电小车沿图1示出的Y方向进入停车平台10为车辆更换电池箱，以及搬运电池箱沿Y方向驶入或者驶出停车平台10。

第二移动平台20用于填充停车平台10的间隙，防止停车平台10存在较大的间隙而导致车辆通行困难。升降平台用于升降车辆，以便于换电小车与车辆交接电池箱。

图2是第一移动平台32和第二移动平台20的结构示意图。为了在预留升降平台沿X方向移动而预留出间隙的情况下不影响车辆的通行能力，如图2所述，停车平板还包括沿X方向(即车辆移动方向)延伸的第一伸出件11。本实施方式中，第一伸出件11包括两组，一组大体设于车辆的两个前轮的位置，另外一组大体设置于车辆的两个后轮的位置。每组第一伸出件11的数量为多个，沿Y方向排列设置。

图3是第二移动平台20的结构示意图。如图2和图3所示，第二移动平台20大体为框架状结构，包括沿车辆移动方向延伸的第二伸出件21，所述第二伸出件21与所述第一伸出件11相互错开。所述的“错开”是指第二伸出件21与第一伸出件11不处于对准状态，例如第二伸出件21至少部分位于第一伸出件11的上方或者下方，同样，第一伸出件11也至少部分位于第二伸出件21的上方或者下方。同时，第一伸出件11和第二伸出件21之间沿X方向具有一定的间隙，第一伸出件11和第二伸出件21得以沿X方向相互靠近或者远离移动。在另外一些实施方式中，所述第一伸出件11和第二伸出件21为梳齿，第一伸出件11和第二伸出件21相互交错设置，所述第一伸出件11插接于所述第二伸出件21之间的间隙内,。这样，在升降机构30调整间距的过程中，第一伸出件11和第二伸出件21之间仅仅存在重叠长度地变化，对车辆的通行不会造成较大的影响。

图5是升降机构30和所述第二移动平台20的结构示意图，图5是升降机构30脱离所述第二移动平台20的结构示意图。如图4和图5所示，升降机构30包括升降座33和第一移动平台32。所述升降座33沿竖直方向移动地连接所述停车平台10。本实施方式中，停车平台10还包括架体，架体设置在两侧。升降座33通过滑轨-滑块结构或者滚轮等方式沿竖直方向移动地连接所述架体，使得升降座33可以可以相对停车平台10沿竖直方向移动。为了驱动升降座33升降移动，本实施方式中，升降机构30还包括用于驱动所述升降座33沿竖直方向移动的第一驱动组件31。第一驱动组件31可以包括第一电机311和提升链条312，通过第一电机311牵引提升链条312，带动升降座33沿竖直方向移动。但第一驱动组件31也可以是其他结构，例如电机和螺母丝杠等机构驱动升降座33移动，本申请对此不作限制。

图6是图5中A处的局部放大图。如图4-6所示，第一移动平台32大体呈平板状结构，所述第一移动平台32沿所述车辆移动方向移动地连接所述升降座33，用于牵引所述第二移动平台20相对所述停车平台10沿车辆移动方向移动以适应所述车辆的轴距，以及承载所述车辆沿竖直方向移动。在所述车辆的车轮位于所述第一移动平台32后，所述升降座33带动所述第一移动平台32抬升所述车辆。为了能够适应车辆的轴距，所述第一移动平台32沿Y方向的两端沿X方向移动地连接所述升降座33。具体的，第一移动平台32的端部通过滑块-滑轨结构移动连接升降块，但本领域技术人员也可以通过其他方式实现第一移动平台32与升降块的移动连接。为了驱动第一移动平台32相对升降块的移动，本实施方式中，升降机构30还可以包括用于驱动所述第一移动平台32移动的第二驱动组件34。第二驱动组件34可以包括第二电机341和齿条342，第二电机341通过齿轮驱动齿条342沿X方向移动，带动第一移动平台32移动。本领域技术人员也可以采用直线电机、滚珠丝杠结构或者气动或者液压等方式实现对第一移动平台32的驱动，本申请对此不作限制。

为了调整第一移动平台32之间的距离以适应车辆的轴距，在一些实施方式中，所述第二移动平台20固定连接所述第一移动平台32形成一体式结构，第二移动平台20可以带动第一移动平台32沿X方向移动，即第二移动平台20通过第一移动平台32沿X方向移动。同时，在第二移动平台20升降时，带动第一移动平台32升降。该结构简单，但由于需要带动第一移动平台32升降，需要第一驱动组件31具有较大的驱动功率，同时在驱动过程中耗费较大的能源，设备的运行成本较高。

在另外一些实施方式中，所述第二移动平台20沿车辆移动方向移动地连接所述停车平台10，所述第一移动平台32沿水平方向卡接所述第二移动平台20。在所述第一移动平台32沿水平方向移动所述第二移动平台20后，脱离所述第二移动平台20跟随所述升降座33沿竖直方向移动。具体的，请重新参阅图5，所述第二移动平台20包括敞口的容腔22，所述容腔22用于收容所述第一移动平台32。在第一移动平台32位于停车平台10的高度位置时，第一移动平台32嵌入该第二移动平台20的容腔22内。在第一移动平台32沿X方向移动时，带动第二移动平台20移动，第一伸出件11和第二伸出件21相对移动，从而实现调整第一移动平台32之间的距离而不会影响车辆的通行能力。车辆行驶行驶至停车平台10，在车辆前轮和后轮分别位于第一移动平台32后，第一移动平台32通过升降块脱离第二移动平台20而上升，带动车辆向上移动。这样，由于第二移动平台20不会跟随第一移动平台32升降，在更换电池箱的过程中，既可以实现对间距的调整，也可以降低第一驱动组件31的驱动功率和能耗。

在车辆的车轮位于第一移动平台32后，可能存在车辆并非完全沿X方向延伸的情况，即车辆处于“倾斜”状态，对换电小车对接电池箱造成影响。本实施方式中，换电站停车机构还可以包括对中机构，对中机构用于调整所述车辆姿态，即矫正车辆姿态，使之沿X方向延伸以便于换电小车对准车辆的电池箱。

图7是对中机构的结构示意图。如图7所示，对中机构包括一对推板50和对中驱动组件51。具体的，推板50沿车辆的宽度方向(即Y方向)移动地连接所述第一移动平台32，例如可以通过滑块-滑轨结构或者滚轮结构等方式移动地连接第一移动平台32。本实施方式中，一对推板50之间的距离小于车辆的两个前轮或者两个后轮之间的距离，在车辆停靠至第一移动平台32时，推板50位于车轮的内侧，推板50从内向外推动车轮的内侧来调整车辆的姿态。

对中驱动组件51连接所述推板50，用于驱动所述推板50同时靠近或者远离以推动所述车辆的车轮。作为示例性的，如图6所示，对中驱动组件51包括电机(未示出)、对中齿轮511和两个对中齿条512，对中齿轮511连接电机，对中齿条512分别位于对中齿轮511的两侧并且与对中齿轮511啮合，并且分别连接一推板50。对中齿轮511在电机驱动下，同时带动两条对中齿条512伸出或者缩回，带动推板50同时向Y方向伸出或者缩回。

本实施方式中，为了降低车辆姿态调整过程中车轮与第一移动平台32的摩擦力，防止轮胎过度磨损，所述对中机构还包括多组转动连接所述第一移动平台32的滚轮321，所述滚轮321用于承载所述车轮移动，起到保护轮胎的作用。

对于不同类型的车辆而言，电池箱的安装位置与前轮之间的距离是不同的。而换电小车从Y方向驶入车辆的下方后，因换电小车的结构空间的限制，现有的换电小车仅能沿Y方向前后移动，而不能沿X方向移动，导致换电小车难以准确对接电池箱，造成换电失败的问题。为此，在一些实施方式中，换电站停车机构还可以包括横移机构40，用于承载所述换电小车沿车辆行驶行驶方向移动，从而可以在不改变换电小车的结构的基础上，沿X方向调整换电小车与电池箱之间的相对位置。

图8是横移机构40的结构示意图。如图1和图8所示，横移机构40沿所述车辆行驶行驶方向移动地连接所述停车平台10，用于承载换电小车沿车辆的行驶行驶方式移动。具体的，横移机构40包括包括横移平台41和第三驱动组件42。所述横移平台41沿所述车辆行驶方向移动地连接所述停车平台10，用于承载所述换电小车沿车辆行驶方向移动。本实施方式中，横移平台41大体呈平板状结构，两端连接波纹连接体43，通过滑块-滑轨或者滚轮等方式沿X方向移动地连接停车平台10。第三驱动组件42用于驱动所述横移平台41沿车辆行驶方向移动的。本实施方式中，第三驱动组件42包括电机和滚珠丝杠结构驱动横移平台41沿X方向移动，但本领域技术人员也可以采用其他方式实现横移平台41的驱动。

以下详细描述该换电设备的工作过程。

在收到换电指令后，根据车辆类型或者对车辆前后轴距的测量数据，第二驱动组件34通过第一移动平台32带动第二移动平台20的第二伸出件21在第一伸出件11的间隙内沿X方向移动，调整第一移动平台32之间的距离，以适应目标车辆的轴距。

然后，所述对中机构的对中驱动组件51驱动推板50从车轮内侧推动车辆，使车辆的左右方向移动调整，达到正中的位置并且车辆的长度方向沿X方向延伸。这样，通过所述第二移动平台20的第二伸出件21和停车平台10的第一伸出件11之间距离的缩小或扩大，达到适应不同车型的前后轮之间的距离的目的。

接着，所述升降机构30的第一驱动组件31通过升降座33带动第二移动平台20的两端同时上升或下降，第二移动平台20脱离第一移动平台32带动车辆升降，实现车辆被抬起或下降。

然后，换电小车沿Y方向移动至车辆的下方，并且位于横移平台41上。所述横移机构40的第三驱动组件42驱动所述横移平台41沿X方向移动，使在所述横移平台41上的换电小车到达对应电池箱的位置，达到适应不同车型的不同电池箱定位点的目的。

上述的换电站停车机构和换电设备通过第一移动平台32牵引所述第二移动平台20相对所述停车平台10沿车辆移动方向移动至对应于车辆的轴距的位置，在第二移动平台20移动过程中，第二移动平台20的第二伸出件21和停车平台10的第一伸出件11相互嵌合而不会影响车辆的行驶；在车辆停靠于对应于第一移动平台32的位置后，第一移动平台32通过升降座33承载所述车辆沿竖直方向移动，实现为不同轴距的车辆更换电池箱的操作。

而且，所述第一移动平台32在升降过程中会与第二移动平台20脱离，不仅为换电小车留出了更为充足的更换电池箱的空间，也可以降低第一驱动组件31的输出功率，降低第一驱动组件31的能耗。

进一步，上述的换电站停车机构和换电设备还可以通过横移机构40沿车辆行驶方向调整换电小车的位置，从而可以适应电池箱和前轮位置不同的车辆，因而上述的换电站停车机构和换电设备具有更大的柔性和自由度，为更多类型的车辆提供换电服务。

在本公开所提供的几个具体实施方式中，对于本领域技术人员而言，显然本公开不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本公开的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本公开。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本公开的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本公开内。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

以上实施方式仅用以说明本公开的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本公开进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本公开的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本公开的技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种换电站停车机构，其特征在于，包括：

停车平台；

升降机构，包括升降座和第一移动平台，所述升降座沿竖直方向移动地连接所述停车平台；所述第一移动平台沿所述车辆移动方向移动地连接所述升降座，用于沿车辆移动方向移动以适应所述车辆的轴距以承载所述车辆沿竖直方向移动。

2.如权利要求1所述的换电站停车机构，其特征在于，还包括第二移动平台，所述第二移动平台沿车辆移动方向移动地连接所述停车平台，并且沿车辆移动方向卡接所述第一移动平台，在第一移动平台沿车辆移动方向移动时，所述第一移动平台带动所述第二移动平台移动。

3.如权利要求2所述的换电站停车机构，其特征在于，所述停车平台包括沿车辆移动方向延伸的第一伸出件，所述第二移动平台包括沿车辆移动方向延伸的第二伸出件，所述第一伸出件与所述第二伸出件相互错开。

4.如权利要求3所述的换电站停车机构，其特征在于，所述第一伸出件和第二伸出件为梳齿，所述第一伸出件插接于所述第二伸出件之间的间隙内。

5.如权利要求2所述的换电站停车机构，其特征在于，所述第二移动平台沿车辆移动方向移动地连接所述停车平台，所述第一移动平台沿水平方向卡接所述第二移动平台；在所述第一移动平台沿水平方向移动所述第二移动平台后，脱离所述第二移动平台跟随所述升降座沿竖直方向移动。

6.如权利要求5所述的换电站停车机构，其特征在于，所述第二移动平台包括敞口的容腔，所述容腔用于收容所述第一移动平台。

7.如权利要求1所述的换电站停车机构，其特征在于，所述升降机构包括用于驱动所述升降座沿竖直方向移动的第一驱动组件，以及用于驱动所述第一移动平台移动的第二驱动组件。

8.如权利要求1所述的换电站停车机构，其特征在于，还包括用于调整所述车辆姿态的对中机构，所述对中机构包括：

一对移动连接所述第一移动平台的推板；

对中驱动组件，连接所述推板，用于驱动所述推板同时靠近或者远离以推动所述车辆的车轮。

9.如权利要求8所述的换电站停车机构，其特征在于，所述对中机构还包括多组转动连接所述第一移动平台的滚轮，所述滚轮用于承载所述车轮移动。

10.如权利要求1所述的换电站停车机构，其特征在于，还包括用于承载换电小车沿车辆的行驶方式移动的横移机构，所述横移机构包括横移平台，所述横移平台沿所述车辆行驶方向移动地连接所述停车平台，用于承载所述换电小车沿车辆行驶方向移动。

11.如权利要求8所述的换电站停车机构，其特征在于，所述横移机构还包括用于驱动所述横移平台沿车辆行驶方向移动的第三驱动组件。

12.一种换电设备，其特征在于，包括：

如权利要求1-11任一项所述的换电站停车机构，用于在车辆行驶至所述车辆的车辆位于所述第一移动平台后，所述升降座带动所述第一移动平台抬升所述车辆；

换电小车，用于在所述车辆抬升后移动至所述车辆的下方以为所述车辆更换电池箱。

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