CN216101653U - 换电装置及换电系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种换电装置及换电系统，涉及用电设备换电技术领域。换电装置包括浮动平台、加解锁机构和定位机构；加解锁机构设置于浮动平台；定位机构设置于浮动平台，定位机构用于实现浮动平台与用电设备的定位；定位机构包括定位件和驱动件，驱动件被配置为驱动定位件沿换电装置的高度方向移动，以调节定位件的高度。驱动件驱动定位件向下移动以降低定位件的高度，从而降低换电装置的高度尺寸，减小换电装置在高度方向上占用的空间尺寸。驱动件驱动定位件向上移动，以调高定位件的高度，以使定位件与用电设备定位配合，以将浮动平台与用电设备定位，方便实现用电设备与定位件定位配合，操作简单，效率高。

Description

换电装置及换电系统

技术领域

本申请涉及用电设备换电技术领域，具体而言，涉及一种换电装置及换电系统。

背景技术

随着新能源技术发展，使用电池的设备增多，用电设备电能告罄时，常通过连接充电设备的方式补充电能。同时，也有通过更换电池的方式快速补充电能，通常情况下，需要专用的装置(即换电装置)更换电池。

现有的换电装置因其结构限制，导致换电操作不方便，电池更换更换效率低。

实用新型内容

本申请实施例提供一种换电装置及换电系统，以改善换电装置换电操作不方便的问题。

第一方面，本申请实施例提供一种换电装置，包括浮动平台、加解锁机构和定位机构；所述加解锁机构设置于所述浮动平台，所述加解锁机构用于将所述电池锁定于所述用电设备或将所述电池从所述用电设备上解锁；所述定位机构设置于所述浮动平台，所述定位机构用于实现所述浮动平台与所述用电设备的定位；其中，所述定位机构包括定位件和驱动件，所述驱动件被配置为驱动所述定位件沿所述换电装置的高度方向移动，以调节所述定位件的高度。

上述技术方案中，驱动件能够驱动定位件沿换电装置的高度方向移动，以调节定位件的高度。在换电装置运输电池或者换电装置不工作的情况下，驱动件驱动定位件向下移动以降低定位件的高度，从而降低换电装置的高度尺寸，减小换电装置在高度方向上占用的空间尺寸。在换电装置运输电池的过程中，通过降低换电装置的高度尺寸，能够提高换电装置的通过性，降低用电设备的举升高度。在换电装置更换用电设备的电池的过程中，通过驱动件驱动定位件向上移动，以调高定位件的高度，以使定位件与用电设备定位配合，以将浮动平台与用电设备定位，方便实现用电设备与定位件定位配合。通过定位件的移动实现与用电设备定位配合，操作简单，效率高，且将定位件调整至不同的高度位置，定位件能够适应不同高度的用电设备。

在本申请第一方面的一些实施例中，所述定位机构包括传动组件，所述驱动件与所述定位件通过所述传动组件传动连接；所述传动组件被配置为将所述驱动件的输出端的转动转化为所述定位件的直线移动。

上述技术方案中，传动组件能够将驱动件的输出端的转动转化为定位件的直线移动，这样能够减小定位机构在高度方向的尺寸，减小定位机构在高度方向占用的空间。

在本申请第一方面的一些实施例中，所述传动组件包括第一齿轮、第二齿轮和丝杆，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，所述第一齿轮连接于所述驱动件的输出端，所述第二齿轮套设于所述丝杆且与所述丝杆螺纹连接，所述定位件连接于所述丝杆；其中，所述第一齿轮的转动轴线、所述第二齿轮的转动和所述丝杆的轴线均与所述换电装置的高度方向一致。

上述技术方案中，第一齿轮和第二齿轮啮合、第二齿轮套设于丝杆且与丝杆螺纹，且第一齿轮的转动轴线、第二齿轮的转动轴线和丝杆的轴线均与换电装置的高度方向一致，因此，第一齿轮、第二齿轮和丝杆三者配合，能够将驱动件的输出端的转动转化为定位件的直线移动。通过该传动组件在驱动件和定位件之间传动连接，能够减小定位机构在高度方向的尺寸，减小定位机构在高度方向占用的空间。

在本申请第一方面的一些实施例中，所述定位机构还包括第一安装座、连接板和第一导向轴，所述安装座固定于所述浮动平台，所述驱动件、所述第一齿轮和所述第二齿轮均安装于所述安装座，所述连接板连接于所述丝杆，所述定位件连接于所述连接板，所述第一导向轴可滑动地穿设于所述第一安装座且与所述连接板连接。

上述技术方案中，第一导向轴连接于连接板，第一导向轴可滑动的穿设于第一安装座，能够在定位件沿换电装置的高度方向移动时起到导向作用，提高定位件移动的稳定性，从而提高定位件与用电设备定位配合的准确性。

在本申请第一方面的一些实施例中，所述定位机构还包括第一检测单元，用于检测所述定位件的高度信息。

上述技术方案中，通过第一检测单元检测定位件的高度信息，能够为判断定位件是否与用电设备实现定位配合提供参考，以保证定位件与用电设备实现定位配合。通过第一检测单元检测定位件的高度信息，还能避免定位件的高度调节不够或者过度调节。

在本申请第一方面的一些实施例中，所述换电装置还包括支撑机构，所述支撑机构包括第二安装座、支撑件和弹性件，所述第二安装座固定于所述浮动平台，所述弹性件弹性支撑于所述支撑件和所述第二安装座之间，所述支撑件被配置为支撑所述电池。

上述技术方案中，弹性件弹性支撑于支撑件和第二安装座之间，支撑件用于支撑电池，当用电设备或电池存在一定量的倾斜时，支撑机构可通过弹性件压缩来实现适配用电设备或者电池的倾斜，保持电池与用电设备贴合，从而提高电池安装或者取下的成功率。

在本申请第一方面的一些实施例中，所述支撑机构还包括第二导向轴，所述第二导向轴可滑动地穿设于所述第二安装座且与所述支撑件连接。

上述技术方案中，第二导向轴连接于支撑件，第二导向轴可滑动的穿设于第二安装座，能够在弹性件被压缩或者伸展的过程中起到导向作用，保证弹性件沿固定的路径压缩或者伸展和保证支撑件沿固定的路径移动，提高支撑件移动的稳定性，从而提高支撑件对电池的支撑稳定性。

在本申请第一方面的一些实施例中，所述支撑机构还包括第二检测单元，所述第二检测单元用于检测所述支撑件是否与所述电池接触。

上述技术方案中，通过第二检测单元检测支撑件是否与电池接触，若是支撑件与电池未接触或者未完全接触，则可以调整将支撑件调整至与电池接触，从而提高将电池从用电设备上解锁的成功率。

在本申请第一方面的一些实施例中，所述换电装置还包括移动底座、升降平台和举升机构；所述浮动平台浮动连接于所述升降平台；所述举升机构设置于所述移动底座和所述升降平台之间，所述举升机构用于举升所述升降平台。

上述技术方案中，浮动平台浮动连接于升降平台，以使浮动平台能够相对升降平台浮动，通过浮动平台相对升降平台浮动便于实现定位机构的定位件与用电设备定位。举升机构能够将设置于浮动平台和设置于浮动平台上的定位机构举升至不同的高度，以适应不同用电设备。

在本申请第一方面的一些实施例中，所述换电装置还包括锁定组件，所述锁定组件被配置为将所述浮动平台锁定于所述升降平台或者将所述浮动平台从所述升降平台释放。

上述技术方案中，锁定组件被配置为将浮动平台锁定于升降平台或者将浮动平台从升降平台释放，当需要定位机构的定位件与用电设备定位时，锁定组件将浮动平台从升降平台释放，以使浮动平台能够将相对升降平台浮动，便于定位件与用电设备实现定位。在加解锁机构将电池锁定于用电设备或将电池从用电设备上解锁的过程中和在换电装置运输电池的过程中，锁定组件将浮动平台锁定于升降平台，以使电池稳定的放置于浮动平台上放，提高拆装电池的稳定性和电池运输的稳定性。

在本申请第一方面的一些实施例中，所述锁定组件包括电磁铁和磁铁吸附板，所述电磁铁设置于所述升降平台和所述浮动平台中的一者，所述磁铁吸附板设置于所述升降平台和所述浮动平台中的另一者。

上述技术方案中，通过电磁铁和磁铁吸附板配合，将浮动平台锁定于升降平台或者将浮动平台从升降平台释放的动作响应快，能够及时的实现将浮动平台锁定于升降平台或者将浮动平台从升降平台释放，提高电池更换效率。

第二方面，本申请实施例提供一种换电系统，包括轨道、换电平台、电池取放装置和第一方面实施例提供的换电装置；所述换电装置可移动地设置于所述轨道；所述换电平台位于所述轨道的一端；所述电池取放装置位于所述轨道的另一端。

上述技术方案中，换电装置的驱动件能够驱动定位件沿换电装置的高度方向移动，以调节定位件的高度。在换电装置运输电池或者换电装置不工作的情况下，驱动件驱动定位件向下移动以降低定位件的高度，从而降低换电装置的高度尺寸，减小换电装置在高度方向上占用的空间尺寸。在换电装置运输电池的过程中，通过降低换电装置的高度尺寸，能够提高换电装置的通过性，降低用电设备的举升高度。在换电装置更换用电设备的电池的过程中，通过驱动件驱动定位件向上移动，以调高定位件的高度，以使定位件与用电设备定位配合，方便实现用电设备与定位件定位配合。且将定位件调整至不同的高度位置，定位件能够适应不同高度的用电设备，使得该换电系统能够适应不同的用电设备的换电。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请一些实施例提供的换电系统的结构示意图；

图2为本申请一些实施例提供的换电装置的结构示意图；

图3为本申请一些实施例提供的定位机构的爆炸图；

图4为本申请一些实施例提供的定位机构的结构示意图；

图5为图2中I处的放大图；

图6为图2中II处的放大图；

图7为本申请一些实施例提供的支撑机构的结构示意图；

图8为本申请另一些实施例提供换电装置的结构示意图；

图9为图8中举升机构的部分结构示意图；

图10为浮动平台和升降平台未连接的示意图；

图11为本申请又一些实施例提供的换电装置的爆炸图；

图12为本申请又一些实施例提供的换电装置的结构示意图；

图13为车辆被举升后的示意图；

图14为换电装置移动至车辆的下方的示意图；

图15为举升机构驱动升降平台上升且定位件上升的示意图；

图16为车辆上的电池被从车辆解锁；

图17为举升机构驱动升降平台下降且定位件下降的示意图；

图18位为换电装置将电池运走的示意图。

图标：1000-换电系统；100-换电装置；10-浮动平台；11-安装件；12-固定块；111-第一连接部；112-第二连接部；20-加解锁机构；21-加解锁驱动电机；22-螺栓套筒；30-定位机构；31-驱动件；32-定位件；33-传动组件；331-第一齿轮；332-第二齿轮；333-丝杆；34-第一安装座；341-第一导向孔；35-连接板；36-第一导向轴；37-第一检测单元；40-支撑机构；41-第二安装座；411-第二导向孔；42-支撑件；43-弹性件；44-第二导向轴；45-第二检测单元；50-移动底座；51-底板；511-第一滑轨；52-驱动电机；53-齿轮；54-滚轮；60-升降平台；61-浮动链条；62-第二滑轨；70-举升机构；71-剪叉单元；711-第一剪叉臂；7111-第一滑块；712-第二剪叉臂；7121-第二滑块；72-驱动部件；73-第一传动件；74-第二传动件；741-斜面；75-丝杠；76-螺母；77-安装轴；80-锁定组件；81-电磁铁；82-磁铁吸附板；90-防护罩；91-第一开口；92-第二开口；93-第三开口；94-插槽；95-缺口；200-电池取放装置；210-货叉；300-轨道；400-换电平台；410-避让口；2000-电池；3000-车辆。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

随着新能源技术发展，使用电池的设备增多，用电设备电能告罄时，常通过连接充电设备的方式补充电能，例如电动车辆可以连接充电桩充电。相比连接充电桩等充电设备来补充电能的方式，更换电池能够更快实现补充电能，目前也有专门用于更换电池的换电系统，换电系统设置有电池取放装置和可移动的换电装置，换电装置用于更换用电设备的电池。

目前的换电装置包括浮动平台、加解锁机构和定位机构。加解锁机构设置于浮动平台，加解锁机构用于将电池锁定于用电设备或将电池从用电设备上解锁；定位件设置于浮动平台，定位件通过与用电设备定位配合实现浮动平台与用电设备的定位。

发明人发现，定位件固定于定位平台。定位件限定出换电装置在高度方向上的最高位置，导致换电装置的高度尺寸较大，在高度方向上占用较大的空间。且由于定位销固定于定位平台，需要用电设备适应定位销的高度，一般用电设备的体积较大，通过用电设备适应定位销的高度操作不方便，电池更换更换效率低。

为了解决换电装置在高度方向占用空间较大和因需要用电设备适应定位件的高度导致的电池更换效率低的问题。本申请提供一种技术方案，通过驱动件驱动定位件沿换电装置的高度方向移动，以调节定位件的高度，在换电装置运输电池或者换电装置不工作的情况下，驱动件驱动定位件向下移动以降低定位件的高度，从而降低换电装置的高度尺寸，减小换电装置在高度方向上占用的空间尺寸。在换电装置运输电池的过程中，通过降低换电装置的高度尺寸，能够提高换电装置的通过性，降低用电设备的举升高度。在换电装置更换用电设备的电池的过程中，通过驱动件驱动定位件向上移动，以调高定位件的高度，以使定位件与用电设备定位配合，方便实现用电设备与定位件定位配合。通过定位件的移动实现与用电设备定位配合，操作简单，效率高，且将定位件调整至不同的高度位置，定位件能够适应不同高度的用电设备。

本申请实施例公开的换电装置及换电系统，可以但不限于用于更换车辆的电池，还可以用于更换船舶、飞行器等其他用电设备的电池，如电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等。其中电动玩具可以包括固定式或移动式，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等；电动工具可以包括固定式或移动式，例如，电动机床、电动清扫车等等；航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。

以下以用电设备是车辆为例，对换电装置及换电系统进行说明。

请参照图1、图2，换电系统1000包括换电装置100和电池取放装置200。

换电系统1000还包括电池充电装置(图中未示出)，电池充电装置用于存放电池2000并给电池2000充电。电池取放装置200可以是垛机，电池取放装置200设有货叉210(货叉210也可以替换为机械臂)，利用货叉210将换电装置100上的待充电的电池2000取走并放入电池充电装置回收，并将满电的电池2000从电池充电装置取出并放在换电装置100上。

为了实现车辆电池2000的更换，需要通过换电装置100将车辆上的电能耗尽的电池2000取下并运输到电池充放电装置处充电，再将充满电的电池2000通过换电装置100运输至车辆出并将电池2000安装于车辆。在一些实施例中，换电系统1000还包括轨道300换电装置100可移动地设置于轨道300。

换电装置100在轨道300上往复移动，以使换电装置100在车辆和电池取放装置200之间移动，换电装置100拆卸车辆上的待充电的电池2000沿轨道300运送至电池取放装置200，并将通过电池取放装置200更新的满电的电池2000安装至车辆。

换电系统1000还包括换电平台400，换电平台400位于轨道300的一端；电池取放装置200位于轨道300的另一端。换电平台400用于停放车辆，车辆在换电平台400上更换电池2000。换电平台400用于使车辆整体抬升，车辆位于换电平台400的上方，换电平台400形成有避让口410，车辆的电池2000安装位(图中未示出)对应避让口410，换电装置100停放在避让口410下方，换电装置100上的换电机构穿过避让口410拆卸或安装电池2000。换电装置100在换电平台400和电池取放装置200之间移动。

需要说明的是，电池2000安装位是指用的用电设备上形成的用于容纳电池2000的空间，例如，车辆的底盘上形成的向上凹进的凹槽，该凹槽使得电池2000位于该凹槽内时，电池2000的表面与底盘的其他部位大致齐平。

请参照图2，在一些实施例中，换电装置100包括浮动平台10、加解锁机构20和定位机构30；加解锁机构20设置于浮动平台10，加解锁机构20用于将电池2000锁定于用电设备或将电池2000从用电设备上解锁；定位机构30设置于浮动平台10，定位机构30用于实现浮动平台10与所述用电设备的定位；其中，定位机构30包括定位件32和驱动件31，驱动件31被配置为驱动定位件32沿换电装置100的高度方向移动，以调节定位件32的高度。

根据电池2000和用电设备的连接关系不同，加解锁机构20对应设置不同形式。比如，在一些实施例中，电池2000上设有紧固螺栓，车辆的底盘上设有活动螺母，紧固螺栓与活动螺母螺纹配合，加解锁机构20用于将紧固螺栓拧入活动螺母以将电池2000固定安装于电池2000安装位，以及架解锁机构用于将紧固螺栓拧出活动螺母以使电池2000从车辆上解锁。例如，加解锁机构20包括加解锁驱动电机21和螺栓套筒22，螺栓套筒22的一端连接加解锁驱动电机21的输出端，螺栓套筒22的另一端配合于紧固螺栓，加解锁驱动电机21驱动螺栓套筒22正向或反向转动，以带动紧固螺栓拧入或拧出活动螺母。在其他实施例中，加解锁机构20也可以采用其他锁定和解锁电池2000的方式。

由于浮动平台10能够相对用电设备浮动，通过定位机构30将浮动平台10与用电设备固定，方便加解锁机构20将电池2000锁定于用电设备或者将电池2000从用电设备解锁，提高拆装电池2000的成功率。

换电装置100的高度方向垂直浮动平台10所在平面。

驱动件31的可以电机、气缸、液压缸等。驱动件31可以是直接驱动定位件32沿换电装置100的高度方向移动，也可以是间接驱动定位件32沿换电装置100的高度方向移动。

定位机构30的数量可以是一个或者多个，根据实际应用所需的定位机构30进行合理设置。在定位机构30的数量为多个的实施例中，多个定位机构30可以共同将浮动平台10与用电设备定位，也可以是部分定位机构30将浮动平台10与用电设备定位。多个是指两个及两个以上的数量。

驱动件31能够驱动定位件32沿换电装置100的高度方向移动，以调节定位件32的高度。在换电装置100运输电池2000或者换电装置100不工作的情况下，驱动件31驱动定位件32向下移动以降低定位件32的高度，从而降低换电装置100的高度尺寸，减小换电装置100在高度方向上占用的空间尺寸。在换电装置100运输电池2000的过程中，通过降低换电装置100的高度尺寸，能够提高换电装置100的通过性，降低用电设备的举升高度。在换电装置100更换用电设备的电池2000的过程中，通过驱动件31驱动定位件32向上移动，以调高定位件32的高度，以使定位件32与用电设备定位配合，以将浮动平台10与用电设备定位，方便实现用电设备与定位件32定位配合。通过定位件32的移动实现与用电设备定位配合，操作简单，效率高，且将定位件32调整至不同的高度位置，定位件32能够适应不同高度的用电设备。

请结合参见图3、图4，在一些实施例中，定位机构30包括传动组件33，驱动件31与定位件32通过传动组件33传动连接；传动组件33被配置为将驱动件31的输出端的转动转化为定位件32的直线移动。

驱动件31可以与定位件32直接连接，从而直接驱动定位件32移动，也可以间接连接。驱动件31通过传动组件33与定位件32传动连接，即驱动件31通过传动组件33间接驱动定位件32沿换电装置100的高度方向移动。

传动组件33能够将驱动件31的输出端的转动转化为定位件32的直线移动，这样能够减小定位机构30在高度方向的尺寸，减小定位机构30在高度方向占用的空间。

实现将驱动件31的输出端的转动转化为定位件32的直线移动。传动组件33的结构形式有很多，比如，如图3、图4所示，在一些实施例中，传动组件33包括第一齿轮331、第二齿轮332和丝杆333，第一齿轮331与所述第二齿轮332啮合，第一齿轮331连接于驱动件31的输出端，第二齿轮332套设于丝杆333且与丝杆333螺纹连接，定位件32连接于丝杆333；其中，第一齿轮331的转动轴线、第二齿轮332的转动和丝杆333的轴线均与换电装置100的高度方向一致。

驱动件31为电机，驱动件31的输出轴转动带动第一齿轮331转动，第二齿齿转动连接于浮动平台10，第一齿轮331转动带动第二齿轮332转动，第二齿轮332具有螺纹孔，丝杆333螺纹连接于螺纹孔。第一齿轮331带动第二齿轮332绕丝杆333的轴线转动，第二齿轮332与丝杆333螺纹连接，第二齿轮332转动带动丝杆333沿换电装置100的高度方向移动，从而带动定位件32沿换电装置100的高度方向移动。

在其他实施例中，传动组件33还可以是带传动组件33、链传动组件33等其他结构形式，比如，传动组件33为待传动组件33，传动组件33包括主动轮、从动轮、传动带和丝杆333，主动轮连接于驱动件31的输出端，从动轮套设于丝杆333且与丝杆333螺纹连接，驱动件31的输出轴转动驱动主动轮转动，主动轮通过传动带带动从动轮转动，从动轮转动带动丝杆333沿换电装置100的高度方向直线移动，从而带动定位件32沿换电装置100的高度方向移动。

第一齿轮331和第二齿轮332啮合、第二齿轮332套设于丝杆333且与丝杆333螺纹，且第一齿轮331的转动轴线、第二齿轮332的转动轴线和丝杆333的轴线均与换电装置100的高度方向一致，因此，第一齿轮331、第二齿轮332和丝杆333三者配合，能够将驱动件31的输出端的转动转化为定位件32的直线移动。通过该传动组件33在驱动件31和定位件32之间传动连接，能够减小定位机构30在高度方向的尺寸，减小定位机构30在高度方向占用的空间。

请结合参照图4、图5，在一些实施例中，定位机构30还包括第一安装座34、连接板35和第一导向轴36，安装座固定于浮动平台10，驱动件31、第一齿轮331和第二齿轮332均安装于安装座，连接板35连接于丝杆333，定位件32连接于连接板35，第一导向轴36可滑动地穿设于第一安装座34且与连接板35连接。

驱动件31、第一齿轮331和第二齿轮332均安装于安装座，即驱动件31、第一齿轮331和第二齿轮332均通过安装座间接安装于浮动平台10。在其他实施例中，驱动件31、第一齿轮331和第二齿轮332也可以直接固定于浮动平台10。

第一安装座34上设有第一导向孔341，第一导向轴36插设于第一导向孔341内。第一导向轴36和第一导向孔341的数量均为多个，第一导向轴36和第一导向孔341一一对设置，第一导向孔341插设于对应的第一导向孔341内，当驱动件31驱动定位件32沿换电装置100的高度方向移动时，第一导向轴36在对应的第一导向孔341轴向滑动。在其他实施例中，第一导向孔341也可以设置于连接板35，第一导向件设置于安装座。在驱动件31、第一齿轮331和第二齿轮332均直接固定于浮动平台10的实施例中，第一导向孔341可以设置于浮动平台10上。

第一导向轴36连接于连接板35，第一导向轴36可滑动的穿设于第一安装座34，能够在定位件32沿换电装置100的高度方向移动时起到导向作用，提高定位件32移动的稳定性，从而提高定位件32与用电设备定位配合的准确性。

在一些实施例中，定位机构30还包括第一检测单元37(图4中示出)，用于检测定位件32的高度信息。

第一检测单元37安装于第一安装座34并位于连接板35的下方，第一检测单元37可以通过检测连接板35的高度，从而间接检测到定位件32的高度。第一检测单元37可以是距离传感器、接近开关、触发式开关等。

通过第一检测单元37检测定位件32的高度信息，能够为判断定位件32是否与用电设备实现定位配合提供参考，以保证定位件32与用电设备实现定位配合。通过第一检测单元37检测定位件32的高度信息，还能避免定位件32的高度调节不够或者过度调节。

请结合参见图6、图7，在一些实施例中，换电装置100还包括支撑机构40，支撑机构40包括第二安装座41、支撑件42和弹性件43，第二安装座41固定于浮动平台10，弹性件43弹性支撑于支撑件42和第二安装座41之间，支撑件42被配置为支撑电池2000。

弹性件43弹性支撑于支撑件42和第二安装座41之间，可以理解为，弹性件43通过第二安装座41间接连接于浮动平台10。在其他实施例中，弹性件43也可以直接连接于浮动平台10，即弹性件43支撑于支撑件42和浮动平台10之间。

弹性件43可以是橡胶垫、弹簧等。图6和图7中示出了弹性件43为弹簧，弹簧轴向的一端连接于支撑件42，另一端连接于第二安装座41。每个支撑机构40可以包括一个或者多个弹性件43。

支撑机构40的数量可以是一个或者多个，根据实际应用所需的支撑机构40进行合理设置。在支撑机构40的数量为多个的实施例中，多个支撑机构40可以共同支撑电池2000，也可以是多个支撑机构40中的部分支撑机构40支撑电池2000。

弹性件43弹性支撑于支撑件42和第二安装座41之间，支撑件42用于支撑电池2000，当用电设备或电池2000存在一定量的倾斜时，支撑机构40可通过弹性件43压缩来实现适配用电设备或者电池2000的倾斜，保持电池2000与用电设备贴合，从而提高电池2000安装或者取下的成功率。

请参照图7，在一些实施例中，支撑机构40还包括第二导向轴44，第二导向轴44可滑动地穿设于第二安装座41且与支撑件42连接。

第二安装座41上设有第二导向孔411，第二导向轴44插设于第二导向孔411内。第二导向轴44和第二导向孔411的数量可以均为多个，第二导向轴44和第二导向孔411一一对设置，第二导向孔411插设于对应的第二导向孔411内，当弹性件43压缩或者伸展时，第二导向轴44在对应的第二导向孔411轴向滑动。在弹性件43直接连接于浮动平台10的实施例中，第二导向孔411也可以设置于浮动平台10。

第二导向轴44连接于支撑件42，第二导向轴44可滑动的穿设于第二安装座41，能够在弹性件43被压缩或者伸展的过程中起到导向作用，保证弹性件43沿固定的路径压缩或者伸展和保证支撑件42沿固定的路径移动，提高支撑件42移动的稳定性，从而提高支撑件42对电池2000的支撑稳定性。

请继续参见图7，在一些实施例中，支撑机构40还包括第二检测单元45，第二检测单元45用于检测支撑件42是否与电池2000接触。

第二检测件安装于支撑件42，支撑件42用于与电池2000接触的表面的位置高于第二检测件靠近电池2000的一端面，第二检测件靠近电池2000的一端面与支撑件42用于与电池2000接触的表面的高度差恒定。第一检测单元37可以是距离传感器、接近开关、触发式开关等。

在支撑机构40的数量为多个的实施例中，第二检测单元45的数量也为多个。比如，浮动平台10上一般设置三个以上第二检测单元45，可检测支撑件42上是否有电池2000，当加解锁机构20安装或拆卸完电池2000并下降时，多个第二检测单元45如果信号不一致，则表示电池2000没有完全上锁或解锁，电池2000发生倾斜，则换电装置100的浮动平台10停止下降，重新上锁或解锁，或者进行故障报警。此第二检测单元45可避免电池只有单侧锁止或解锁的情况下，换电装置100的浮动平台10下降时电池2000发生跌落。

通过第二检测单元45检测支撑件42是否与电池2000接触，若是支撑件42与电池2000未接触或者未完全接触，则可以调整将支撑件42调整至与电池2000接触，从而提高将电池2000从用电设备上解锁的成功率。

请参见图8，在一些实施例中，换电装置100还包括移动底座50、升降平台60和举升机构70；浮动平台10浮动连接于升降平台60；举升机构70设置于移动底座50和升降平台60之间，举升机构70用于举升升降平台60。

移动底座50包括底板51、驱动电机52和齿轮53。驱动电机52安装于底板51，齿轮53安装于驱动电机52的输出端，齿轮53与齿条(图中未示出)啮合，其中齿条可以是固定于地面，齿条也可以是固定于轨道300。驱动电机52驱动齿轮53转动，由于齿轮53与齿条啮合，在齿轮53转动的过程中，能够带动移动底座50沿齿条的延伸方向移动，从而使换电装置100沿齿条的延伸方向移动移动，齿条的延伸方向与轨道300的延伸方向相同。

在一些实施例中，移动底座50还包括滚轮54。滚轮54与轨道300配合。驱动电机52驱动齿轮53转动，滚轮54沿轨道300滚动，从而实现换电装置100沿轨道300移动。驱动电机52也可以用驱动马达、液压驱动杆等替换。

浮动平台10浮动连接于升降平台60，使得浮动平台10能够相对升降平台60在水平面移动，以便于定位件32与用电设备定位配合。

实现浮动平台10和升降平台60浮动连接的方式有很多，比如，如图8所示，浮动平台10下方间隔设置多个安装件11，安装件11包括第一连接部111和第二连接部112，第一连接部111一端与浮动平台10连接，第一连接部111的另一端延伸至升降平台60的下方并与第二连接部112连接，第二连接部112与第一连接部111形成L形的安装件11。升降平台60连接有多个浮动链条61，浮动链条61的数量与安装件11的数量相同，浮动链条61与安装件11一一对应设置。浮动链条61的一端连接于升降平台60，浮动链条61的另一端连接于对应的安装件11的第二连接部112。在没有其他外力作用下，浮动链条61的长度使得浮动平台10与升降平台60之间悬空不接触，以便于浮动平台10相对升降平台60水平浮动，避免在浮动平台10相对升降平台60水平浮动时浮动平台10与升降平台60之间摩擦接触，而造成浮动受阻。

举升机构70也可以有多种形式，比如举升机构70为升降气缸、液压缸等动力部件，以驱动升降平台60沿换电装置100的高度方向升降。再比如，如图8、图9所示，举升机构70为剪叉式升降机构，换电装置100还包括移动底座50。举升机构70设置于移动底座50与升降平台60之间。

剪叉式升降机构包括两个剪叉单元71、驱动部件72、两个第一传动件73、两个第二传动件74、丝杠75和螺母76。两个剪叉单元71相对设置，剪叉单元71包括相互铰接的第一剪叉臂711和第二剪叉臂712，第一剪叉臂711的一端铰接于加升降平台60，第一剪叉臂711的另一端可移动地设置于移动底座50。第二剪叉臂712的一端铰接于移动底座50，第二剪叉臂712的另一端可移动地设置于升降平台60。移动底座50的底板51上设有第一滑轨511，第一剪叉臂711的一端铰接有第一滑块7111，第一滑块7111滑动配合与第一滑轨511；升降平台60设有第二滑轨62，第二剪叉臂712的一端铰接有第二滑块7121，第二滑块7121滑动配合于第二滑轨62。第二传动件74与安装于安装轴77的第一传动件73斜面741配合，第二传动件74移动时，第一传动件73带动安装轴77升降，第一滑块7111沿第一滑轨511移动、第二滑块7121沿第二滑轨62移动，第一剪叉臂711和第二剪叉臂712相对转动，以使剪叉单元71做剪叉运动。

剪叉式升降机构还包括安装轴77，安装轴77设置于两个剪叉单元71之间，安装轴77连接于第一剪叉臂711和第二剪叉臂712的铰接处且沿第一剪叉臂711和第二剪叉臂712的铰接轴线延伸，第一传动件73安装于安装轴77。螺母76套设于丝杠75且与丝杠75螺纹配合，驱动部件72用于驱动丝杠75转动。

第一传动件73为转动安装于安装轴77的滚轮54，第二传动件74具有与滚轮54配合的斜面741。第二传动件74固定于螺母76。

当需要驱动升降平台60上升时，驱动部件72驱动丝杠75正转，螺母76沿丝杠75正向移动，滚轮54相对第二传动件74的斜面741做“爬坡”运动，以使安装轴77上升且剪叉单元71做剪叉运动，以实现剪叉式升降机构驱动加解锁机构20上升。

当需要驱动升降平台60下升时，驱动部件72驱动丝杠75反转，螺母76沿丝杠75反向移动，滚轮54相对第二传动件74的斜面741做“下坡”运动，以使安装轴77下降且剪叉单元71做剪叉运动，以实现剪叉式升降机构驱动加解锁机构20下降。

举升机构70用于举升升降平台60，间接举升浮动平台10和设置于浮动平台10上的定位机构30，以使定位机构30的定位件32与用电设备定位配合，以将浮动平台10与用电设备定位。举升机构70能够将设置于浮动平台10和设置于浮动平台10上的定位机构30举升至不同的高度，以适应不同用电设备。且浮动平台10浮动连接于升降平台60，以使浮动平台10能够相对升降平台60浮动，通过浮动平台10相对升降平台60浮动便于实现定位机构30的定位件32与用电设备定位。

请参照图10，在一些实施例中，换电装置100还包括锁定组件80，锁定组件80被配置为将浮动平台10锁定于升降平台60或者将浮动平台10从升降平台60释放。

浮动平台10锁定于升降平台60，是指浮动平台10不相对升降平台60运动，并非限定浮动平台10固定于升降平台60，浮动平台10可以相对升降平台60悬空静止，即浮动平台10与升降平台60不直接接触，但是浮动平台10相对升降平台60不运动。浮动平台10从升降平台60释放，是指浮动平台10能够相对升降平台60在与升降平台60所在平面平行的平面内运动。

锁定组件80被配置为将浮动平台10锁定于升降平台60或者将浮动平台10从升降平台60释放，当需要定位机构30的定位件32与用电设备定位时，锁定组件80将浮动平台10从升降平台60释放，以使浮动平台10能够将相对升降平台60浮动，便于定位件32与用电设备实现定位。在加解锁机构20将电池2000锁定于用电设备或将电池2000从用电设备上解锁的过程中和在换电装置100运输电池2000的过程中，锁定组件80将浮动平台10锁定于升降平台60，以使电池2000稳定的放置于浮动平台10上放，提高拆装电池2000的稳定性和电池2000运输的稳定性。

锁定组件80的结构形式有很多，比如，在一些实施例中，锁定组件80包括电磁铁81和磁铁吸附板82，电磁铁81设置于升降平台60和浮动平台10中的一者，磁铁吸附板82设置于升降平台60和浮动平台10中的另一者。

如图10所示，电磁铁81设置于升降平台60，磁铁吸附板82设置于浮动平台10。当电磁铁81通电时，产生吸附磁铁吸附板82的磁性吸力，以将浮动平台10锁定于升降平台60。当电磁铁81断电时，吸附磁铁吸附板82的磁性吸力消失，以将浮动平台10从升降平台60释放。在其他实施例中，电磁铁81也可以设置于浮动平台10，磁铁吸附板82设置于升降平台60。

通过电磁铁81和磁铁吸附板82配合，将浮动平台10锁定于升降平台60或者将浮动平台10从升降平台60释放的动作响应快，能够及时的实现将浮动平台10锁定于升降平台60或者将浮动平台10从升降平台60释放，提高电池2000更换效率。

请结合参照图11、图12，在一些实施例中，换电装置100还包括防护罩90，防护罩90覆盖在浮动平台10的上方，并固定于设置在浮动平台10上的固定块12。可保证外观面整洁，防止换电装置100被水或灰尘污染。

防护罩90设置有供定位件32伸出的第一开口91、供加解锁机构20伸出的第二开口92和供支撑件42伸出的第三开口93。驱动件31驱动定位件32伸出第一开口91与用电装置定位配合，以将浮动平台10与用电设备定位，解锁机构伸出的第二开口92，以实现将电池2000锁定于用电设备或者将电池2000从用电设备解锁。支撑件42伸出的第三开口93，以支撑电池2000。

防护罩90面向的外表面还设置有插槽94，插槽94用于供货叉210插入以取放电池2000。防护罩90还设有避让移动底座50的滚轮54的缺口95。

本申请实施例提供一种换电装置100，换电装置100包括浮动平台10、加解锁机构20、定位机构30、支撑机构40、移动底座50、升降平台60、举升机构70和锁定组件80。

定位机构30和支撑机构40均安装于浮动平台10。浮动平台10浮动连接于升降平台60。举升机构70连接于升降平台60和移动底座50之间，用于举升升降平台60。锁定组件80用于将浮动平台10锁定于升降平台60或者将升降平台60从浮动平台10释放。

定位机构30包括驱动件31、定位件32、传动组件33、第一安装座34、连接板35、第一导向轴36和第一检测单元37。第一安装座34固定于浮动平台10。传动组件33包括第一齿轮331、第二齿轮332和丝杆333，第一齿轮331连接于所述驱动件31的输出端，第一齿轮331与第二齿轮332啮合，第二齿轮332套设于丝杆333且与丝杆333螺纹连接，定位件32通过连接板35间接连接于丝杆333。第一导向轴36可滑动地穿设于第一安装座34上的第一导向孔341且与连接板35连接。驱动件31与定位件32通过传动组件33传动连接，以驱动定位件32沿换电装置100的高度方向移动。第一检测单元37用于检测定位件32的高度信息。

支撑机构40包括第二安装座41、支撑件42、弹性件43、第二导向轴44和第二检测单元45，第二安装座41固定于浮动平台10，弹性件43弹性支撑于支撑件42和第二安装座41之间，支撑件42用于支撑电池2000。第二导向轴44可滑动地穿设于第二安装座41的第二导向孔411且与支撑件42连接。第二检测单元45用于检测所述支撑件42是否与电池2000接触。

锁定组件80包括设置于升降平台60的电磁铁81和设置于浮动平台10的电磁铁81吸附板，电磁铁81和电磁铁81吸附板配合作用以将浮动平台10锁定于升降平台60或者将浮动平台10从升降平台60释放。

换电装置100的工作原理如下：当需要将用电设备上的电池2000取下时，通过锁定组件80将浮动平台10从升降平台60解锁，举升机构70举升升降平台60，且驱动件31驱动定位件32上升，以使定位件32与用电设备定位配合，并使支撑件42支撑于电池2000。通过锁定组件80将浮动平台10锁定于升降平台60。加解锁机构20工作，以将电池2000从用电设备上取下，直至电池2000完全脱离用电设备。举升机构70下降升降平台60，且驱动件31驱动定位件32下将，以使定位件32与用电设备脱离，移动底座50的齿轮53和滚轮54转动，带动换电装置100移动，从而带动电池2000转移。

当需要将电池2000安装于用电设备上时，通过锁定组件80将浮动平台10锁定于升降平台60，举升机构70将升降平台60下降至最低点，将电池2000支撑于支撑件42上。移动底座50的齿轮53和滚轮54转动，带动载有电池2000的换电装置100移动至换电装置100处。通过锁定组件80将浮动平台10从升降平台60解锁，举升机构70举升升降平台60，且驱动件31驱动定位件32上升，以使定位件32与用电设备定位配合，并使电池2000与用电设备的安装为对齐。加解锁机构20工作，以将电池2000安装于用电设备。举升机构70下降升降平台60，且驱动件31驱动定位件32下将。

本申请实施例还提供一种换电系统1000，换电系统1000包括轨道300、换电平台400、电池取放装置200和上述任意实施例提供的换电装置100；换电装置100可移动地设置于轨道300；换电平台400位于轨道300的一端；电池取放装置200位于轨道300的另一端。

换电平台400用于停放车辆，车辆在换电平台400上更换电池2000。换电平台400用于使车辆整体抬升，车辆位于换电平台400的上方。电池取放装置200用于将换电装置100上的待充电的电池2000取走或者将电池2000放至换电装置100上。

以从车辆3000上取下电能耗尽的电池2000为例对换电系统1000的工作过程进行说明。

如图13-图18所示，将车辆3000停放在换电平台400上并通过换电平台400抬升车辆3000离地。换电装置100沿轨道300移动至车辆3000下方正对电池2000的位置。剪叉式举升机构70驱动升降平台60上升，且驱动件31驱动定位件32上升并伸出防护罩90，直至定位件32与车辆3000完成定位配合。通过加解锁机构20将电池2000从车辆3000解锁，电池2000完全落至换电装置100。电池2000完全落至换电装置100后，剪叉式举升机构70驱动加解锁机构20下降，以使电池2000完全脱离车辆3000，且驱动件31驱动定位件32下降。换电装置100沿轨道300移动至电池取放装置200处，电池取放装置200将换电装置100上的电池2000取下。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种换电装置，用于更换用电设备的电池，其特征在于，包括：

浮动平台；

加解锁机构，设置于所述浮动平台，用于将所述电池锁定于所述用电设备或将所述电池从所述用电设备上解锁；以及

定位机构，设置于所述浮动平台，用于实现所述浮动平台与所述用电设备的定位；

其中，所述定位机构包括定位件和驱动件，所述驱动件被配置为驱动所述定位件沿所述换电装置的高度方向移动，以调节所述定位件的高度。

2.根据权利要求1所述的换电装置，其特征在于，所述定位机构包括传动组件，所述驱动件与所述定位件通过所述传动组件传动连接；

所述传动组件被配置为将所述驱动件的输出端的转动转化为所述定位件的直线移动。

3.根据权利要求2所述的换电装置，其特征在于，所述传动组件包括第一齿轮、第二齿轮和丝杆，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，所述第一齿轮连接于所述驱动件的输出端，所述第二齿轮套设于所述丝杆且与所述丝杆螺纹连接，所述定位件连接于所述丝杆；

其中，所述第一齿轮的转动轴线、所述第二齿轮的转动轴线和所述丝杆的轴线均与所述换电装置的高度方向一致。

4.根据权利要求3所述的换电装置，其特征在于，所述定位机构还包括第一安装座、连接板和第一导向轴，所述安装座固定于所述浮动平台，所述驱动件、所述第一齿轮和所述第二齿轮均安装于所述安装座，所述连接板连接于所述丝杆，所述定位件连接于所述连接板，所述第一导向轴可滑动地穿设于所述第一安装座且与所述连接板连接。

5.根据权利要求1所述的换电装置，其特征在于，所述定位机构还包括第一检测单元，用于检测所述定位件的高度信息。

6.根据权利要求1-5任一项所述的换电装置，其特征在于，所述换电装置还包括支撑机构，所述支撑机构包括第二安装座、支撑件和弹性件，所述第二安装座固定于所述浮动平台，所述弹性件弹性支撑于所述支撑件和所述第二安装座之间，所述支撑件被配置为支撑所述电池。

7.根据权利要求6所述的换电装置，其特征在于，所述支撑机构还包括第二导向轴，所述第二导向轴可滑动地穿设于所述第二安装座且与所述支撑件连接。

8.根据权利要求6所述的换电装置，其特征在于，所述支撑机构还包括第二检测单元，所述第二检测单元用于检测所述支撑件是否与所述电池接触。

9.根据权利要求1-8任一项所述的换电装置，其特征在于，所述换电装置还包括：

移动底座；

升降平台，所述浮动平台浮动连接于所述升降平台；

举升机构，设置于所述移动底座和所述升降平台之间，所述举升机构用于举升所述升降平台。

10.根据权利要求9所述的换电装置，其特征在于，所述换电装置还包括锁定组件，所述锁定组件被配置为将所述浮动平台锁定于所述升降平台或者将所述浮动平台从所述升降平台释放。

11.根据权利要求10所述的换电装置，其特征在于，所述锁定组件包括电磁铁和磁铁吸附板，所述电磁铁设置于所述升降平台和所述浮动平台中的一者，所述磁铁吸附板设置于所述升降平台和所述浮动平台中的另一者。

12.一种换电系统，其特征在于，包括：

轨道；

根据权利要求1-11任一项所述的换电装置，可移动地设置于所述轨道；

换电平台，位于所述轨道的一端；

电池取放装置，位于所述轨道的另一端。

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