TW201917088A - 運輸器對接裝置、換電運輸器及對接方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種運輸器對接裝置、換電運輸器及對接方法。該運輸器對接裝置包括：支架主體；第一導向部，其設置在所述支架主體的下部，並能夠為運輸器的對接動作提供導向；以及第一定位部，其設置在所述支架主體的上部，並能夠與運輸器對接定位。根據本發明的運輸器對接裝置及換電運輸器，通過第一導向部與第二導向部的導向配合來實現換電運輸器相對於運輸器對接裝置運動至待定位位置；再通過第一定位部與第二定位部的配合，來實現二者之間的準確接合。此套裝置結構簡單，體積小，能夠在實現快速、方便對接的同時又節約一定的占地面積，特別適用於小型場所與換電量較小的場地。

Description

運輸器對接裝置、換電運輸器及對接方法
本發明涉及電動汽車電池更換領域；更具體而言，其涉及轉運電池的換電運輸器與運輸器對接裝置的定位對接結構。
隨著傳統化石能源消耗所帶來的供應壓力以及尾氣污染，傳統燃油汽車的發展進入了遲滯期。針對於此，出於對綠色能源前景的看好，節能環保的電動汽車在近幾年呈現出井噴式發展。目前，在電動汽車開發過程中，由於受到當前電池技術的限制，電池容量不足及充電時間較長是現階段不可回避的問題。為解決此類技術問題，一方面，加大了對電池技術自身的研發投入；另一方面，也加大了對電池周邊技術的開發。例如，電池更換即為一種極速、方便、安全的辦法。
具體而言，換電(也即電池更換)是指電動汽車通過換電設備將車輛的動力電池取下，並更換另一組動力電池到電動汽車上的補能方式。換電站是為電動汽車的動力電池實現換電的場所，其具有充電、熱管理、通信、監控等功能。換電站中可以預先承載一定數量電池箱，並在電池倉中採用專用充電電纜與充電裝置快速連接及充電。
在換電過程中，考慮到空間的局限性和對車用電池供應的靈活性，不可避免地需要用到一類電池轉運設備，來實現在電池存儲平臺與電動汽車之間轉運電池。且在進行電池交換之前，需要將轉運設備和電池存儲平臺之間方便、快速和準確地對接。
目前，自動化產線上的對接技術大部分都是固定而無法拆卸的，可移動的對接很多都是通過AGV自動化小車來實現，常規的AGV移動小車可以是一台全自動的磁條導向行走搬運小車，其運動軌跡固定、定位精度低、靈活性差、成本高、載重大的情況下體積龐大並佔用很大的空間，不適用於小型化電動汽車換電場所。因此，如何提供一種結構空間小且定位準確、對接便捷的運輸器對接裝置，成為亟待解決的技術問題。
本發明的目的在於提供一種能夠實現準確定位與對接換電運輸器的運輸器對接裝置。
本發明的另一目的在於提供一種能夠實現與運輸器對接裝置準確定位與對接的換電運輸器。
本發明的再一目的在於提供一種運輸器對接裝置與換電運輸器的對接方法。
為實現本發明的目的，根據本發明的一個方面，提供一種運輸器對接裝置，其包括：支架主體；第一導向部，其設置在所述支架主體的下部，並能夠為運輸器的對接動作提供導向；以及第一定位部，其設置在所述支架主體的上部，並能夠與運輸器對接定位。
可選地，所述支架主體包括頂板、基部以及支承在所述頂板與基部之間的支架立柱；其中，所述第一導向部設置在所述基部上，且所述第一定位部設置在所述頂板上。
可選地，還包括設置在所述基部上的高度調整部，其用於調整所述頂板距離所述支架主體的安裝基準面之間的高度。
可選地，所述高度調整部包括地腳螺栓，且所述基部包括連接支架立柱的第一底板，與所述第一底板間隔設置並更靠近安裝基準面的第二底板；所述地腳螺栓插設在所述第一底板與所述第二底板之間，並用於調整所述第一底板與所述第二底板間的距離。
可選地，所述第一導向部包括朝向運輸器對接側設置的導向叉，所述導向叉前端具有漸擴式導向開口。
可選地，所述第一定位部包括設置在所述支架主體上部的定位銷。
可選地，至少兩個所述定位銷分別設置在所述支架主體上部的兩側。
為實現本發明的目的，根據本發明的另一個方面，提供一種換電運輸器，其特徵在於，包括：承載部，其用於承載待更換電池；移動部，其設置在所述承載部底部，用於帶動所述承載部移動；第二導向部，其設置在所述承載部的下部，並能夠與運輸器對接裝置的第一導向部匹配；以及第二定位部，其設置在所述承載部的上部，並能夠與運輸器對接裝置的第一定位部匹配。
可選地，所述第二導向部包括在垂直方向上延伸的導向軸，所述導向軸與運輸器對接裝置的第一導向部匹配。
可選地，所述第二導向部還包括同軸設置在所述導向軸下端的導向滾筒，所述導向滾筒能夠旋轉地與運輸器對接裝置的第一導向部匹配。
可選地，所述承載部能夠沿垂直方向進行升降運動；所述第二定位部包括在所述承載部前部延伸突出的定位端板，所述定位端板上設置定位孔，所述定位孔能夠沿垂直方向運動並與運輸器對接裝置的第一定位部匹配。
可選地，至少兩個所述定位端板分別設置在所述承載部前部的兩側。
為實現本發明的目的，根據本發明的再一個方面，還提供一種換電運輸器與運輸器對接裝置的對接方法，其用於如前所述的運輸器對接裝置及如前所述的換電運輸器，其包括：導向步驟，換電運輸器的第二導向部與運輸器對接裝置的第一導向部接觸，並沿所述第一導向部運動至待定位位置；以及定位步驟，換電運輸器的第二定位部提升至與運輸器對接裝置的第一定位部在垂直方向上交錯並對準，第二定位部降低至與第一定位部接合。
根據本發明的運輸器對接裝置及換電運輸器，通過第一導向部與第二導向部的導向配合來實現換電運輸器相對於運輸器對接裝置運動至待定位位置；再通過第一定位部與第二定位部的配合，來實現二者之間的準確接合。此套裝置結構簡單，體積小，能夠在實現快速、方便對接的同時又節約一定的占地面積，特別適用於小型場所與換電量較小的場地。
根據本發明的構想，在此結合圖式提供一種運輸器對接裝置及與其相匹配的換電運輸器的實施例。
參見圖1及圖2，該運輸器對接裝置100包括：支架主體110、設置在所述支架主體110的下部的第一導向部120以及設置在所述支架主體110的上部的第一定位部130。其中，第一導向部120用於為配套使用的運輸器的對接動作提供導向作用，第一定位部130用於與配套使用的運輸器提供對接定位。該運輸器對接裝置通過第一導向部來與配套使用的換電運輸器實現導向配合，使換電運輸器相對於運輸器對接裝置運動至待定位位置；再通過第一定位部來與配套使用的換電運輸器來實現二者之間的準確接合。此套裝置結構簡單，體積小，能夠在實現快速、方便對接的同時又節約一定的占地面積，特別適用於小型場所與換電量較小的場地。
其中，由於配套使用的換電運輸器通常為車輛構造，故其具有車輪等移動零件。因此，將第一導向部設置在支架主體的下部能夠有效利用換電運輸器的車底空間，在實現導向功能的同時還未增加額外的占地空間。此外，由於配套使用的換電運輸器通常具有升降元件以便於實現車用電池的更換。因此第一定位部設置在支架主體的上部能夠有效利用換電運輸器的現有升降構造來實現與第一定位部接合定位，在實現準確對接的同時還未增加額外的專用結構，有效提高現有設計元件的利用程度。
此外，雖然前述構想中僅提及第一導向部及第一定位部，而並未教示其具體結構，但此構想關鍵在於結合二者的設置位置來有效地利用與其配套的換電運輸器的現有結構與現有占地空間，在盡可能不增設結構與占地空間的同時實現與換電運輸器的對接。至於及第一導向部與第一定位部自身的細節構造，可以參考現有技術中的多種成熟的導向元件與定位元件的設計，並將其挪用於此處，以實現本構想。
當然，為更好地實現本構想，下文中也提供了第一導向部及第一定位部的若干具體實現方式及其與支架主體的關聯方式，如下將逐一而述。
例如，該運輸器對接裝置100的支架主體110包括頂板111、基部112以及支承在頂板111與基部112之間的支架立柱113；其中，第一導向部120設置在基部112上，且第一定位部130設置在頂板111上。此種框架式結構對於結構強度及製造成本具有綜合考量。
可選地，該支架主體110還可以包括設置在基部112上的高度調整部140，其用於調整頂板111距離支架主體110的安裝基準面之間的高度。如此將實現支架主體的高度調節功能，使其能夠適用於具有不同車身高度的換電運輸器，增強裝置適用性。具體而言，該種高度調整部140可以是地腳螺栓141，且基部112包括連接支架立柱113的第一底板112a與第一底板112a間隔設置並更靠近安裝基準面的第二底板112b；地腳螺栓141插設在第一底板112a與第二底板112b之間，並用於調整第一底板112a與第二底板112b間的距離。而第一底板112a與第二底板112b之間的距離增減也直接影響到支架主體的整體高度增減，此為一種具體的實現形式。
再如，作為一種具體的實現形式，第一導向部120包括朝向運輸器對接側設置的導向叉121，導向叉121前端具有漸擴式導向開口。此時，配套的運輸器上的受引導元件可在接觸到該漸擴式導向開口後，逐步被引導至預期的待定位位置，以便繼續進行下一步的接合動作。
又如，作為一種具體的實現形式，第一定位部130包括設置在支架主體110上部的定位銷131。此時，在配套的運輸器已經移動至預期的待定位位置後，其上的待定位元件可與定位銷131對準上套設在其上，從而完成了整個對接過程。可選地，至少兩個定位銷131分別設置在支架主體110上部的兩側。通過多點定位，可以實現更為穩固的對接效果。
同樣參見圖1及圖2，其還示出了一種換電運輸器。該換電運輸器200包括：用於承載待更換電池的承載部210；設置在承載部210底部並用於帶動該承載部210移動的移動部220；設置在承載部210的下部的第二導向部230以及設置在承載部210的上部的第二定位部240。其中，第二導向部230用於與運輸器對接裝置100的第一導向部120匹配；且第二定位部240用於與運輸器對接裝置100的第一定位部130匹配。通過在該換電運輸器上設置與運輸器對接裝置相匹配的導向元件及定位元件，有效實現了二者的快速接合。
正如前文所述，由於該配套使用的換電運輸器通常為車輛構造，故其自身具有車輪等移動部。因此，將第二導向部設置在承載部的下部能夠有效利用承載部下部已被移動部佔用部分的剩餘車底空間，在實現導向功能的同時還未增加額外的占地空間。此外，由於配套使用的換電運輸器的承載部通常具有升降功能以便於實現車用電池的更換。因此第二定位部設置在承載部的上部能夠有效利用換電運輸器的現有升降功能來實現與第一定位部接合定位，在實現準確對接的同時還未增加額外的專用結構，有效提高現有設計元件的利用程度。
此外，雖然前述構想中僅提及第二導向部及第二定位部，而並未教示其具體結構，但此構想關鍵在於結合二者的設置位置來有效地利用與其配套的換電運輸器的現有結構與現有占地空間，在盡可能不增設結構與占地空間的同時實現與換電運輸器的對接。至於及第二導向部與第二定位部自身的細節構造，可以參考現有技術中的多種成熟的導向元件與定位元件的設計，並將其挪用於此處，以實現本構想。
當然，為更好地實現本構想，下文中也提供了第二導向部及第二定位部的若干具體實現方式及其與承載部的關聯方式，如下將逐一而述。
例如，該換電運輸器200的第二導向部230包括在垂直方向上延伸的導向軸231，導向軸231與運輸器對接裝置100的第一導向部120匹配。具體而言，當導向軸231與第一導向部120的導向叉121的漸擴式導向開口接觸時，將在其引導下逐漸移動至預期位置。而當導向軸231已經運動至預期位置時，與其一體的換電運輸器200也將運動至預期的待定位位置，以便繼續進行下一步的接合動作。可選地，第二導向部230還包括同軸設置在導向軸231下端的導向滾筒232，導向滾筒232能夠旋轉地與運輸器對接裝置100的第一導向部120匹配。在此種佈置下，導向滾筒232與導向叉121的配合更為平穩。因此，換電運輸器200運動至預期的待定位位置的過程也將更為平穩。
又如，作為一種具體的實現形式，承載部210能夠沿垂直方向進行升降運動；第二定位部240包括在承載部210前部延伸突出的定位端板241，定位端板241上設置定位孔242，定位孔242能夠沿垂直方向運動並與運輸器對接裝置100的第一定位部130匹配。此時，在換電運輸器已經移動至預期的待定位位置後，通過上移承載部210來使定位端板241上的定位孔242與支架主體110上部的定位銷131錯開並對準；隨後下移承載部210以便定位銷131套入定位孔242中，由此實現換電運輸器與運輸器對接裝置的整個對接過程。可選地，至少兩個定位端板241分別設置在承載部210前部的兩側。通過多點定位，可以實現更為穩固的對接效果。
再者，根據本構想的另一方面，還提供一種實現前述換電運輸器200與運輸器對接裝置100的對接方法，該對接方法既可以通過簡單地自動控制來實現，也可以通過工人手動操作來實現。如下將著重描述其實現過程。該對接方法包括：導向步驟S100，換電運輸器200的第二導向部230與運輸器對接裝置100的第一導向部120接觸，並沿第一導向部120運動至待定位位置；以及定位步驟S200，換電運輸器200的第二定位部240提升至與運輸器對接裝置100的第一定位部130在垂直方向上交錯並對準，第二定位部240降低至與第一定位部130接合。
參見圖1及圖2，如下將結合前述方法與裝置的實施例來闡述換電運輸器200與運輸器對接裝置100的對接過程。
首先，先將運輸器對接裝置100的支架主體110固定在適當的位置。例如，將其固定在電池包存儲平臺交換口前，並通過地腳螺栓141來將支架主體110的整體高度調整成與換電運輸器對接的高度相匹配。隨後，將導向叉121通過地腳螺栓141固定在支架主體110面向運輸器的一側，且優選地將其固定在中間位置，以便於導向調節。此後將固定在換電運輸器200的承載部210底部的導向軸231與導向叉121的漸擴式導向開口大致對準，並沿A方向驅動換電運輸器200。換電運輸器200運動時將會在導向滾筒232與導向叉121的漸擴式導向開口的協助下校正運動方向，直至運動至預期的待定位位置。隨後，可以沿B方向左右擺動換電運輸器200，使其上的定位孔242與運輸器對接裝置100上的定位銷131對準。此後，下移承載部210以便定位銷131套入定位孔242中，由此實現換電運輸器與運輸器對接裝置的整個對接過程。
以上例子主要說明了運輸器對接裝置、換電運輸器及對接方法。儘管只對其中一些本發明的實施方式進行了描述，但是本領域普通技術人員應當瞭解，本發明可以在不偏離其主旨與範圍內以許多其他的形式實施。因此，所展示的例子與實施方式被視為示意性的而非限制性的，在不脫離如所附各申請專利範圍所定義的本發明精神及範圍的情況下，本發明可能涵蓋各種的修改與替換。
100‧‧‧運輸器對接裝置
110‧‧‧支架主體
111‧‧‧頂板
112‧‧‧基部
112a‧‧‧第一底板
112b‧‧‧第二底板
113‧‧‧支架立柱
120‧‧‧第一導向部
121‧‧‧導向叉
130‧‧‧第一定位部
131‧‧‧定位銷
140‧‧‧高度調整部
141‧‧‧地腳螺栓
200‧‧‧換電運輸器
210‧‧‧承載部
220‧‧‧移動部
230‧‧‧第二導向部
231‧‧‧導向軸
232‧‧‧導向滾筒
240‧‧‧第二定位部
241‧‧‧定位端板
242‧‧‧定位孔
A‧‧‧方向
B‧‧‧方向
S100‧‧‧導向步驟
S200‧‧‧定位步驟
圖1是本發明的運輸器對接裝置及換電運輸器的一個實施例的示意圖，其中二者處於分離狀態。
圖2是圖1中的運輸器對接裝置及換電運輸器的一個實施例的示意圖，其中二者處於接合狀態。

Claims (13)

  1. 一種運輸器對接裝置，其特徵在於，包括： 　　支架主體； 　　第一導向部，其設置在所述支架主體的下部，並能夠為運輸器的對接動作提供導向；以及 　　第一定位部，其設置在所述支架主體的上部，並能夠與運輸器對接定位。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的運輸器對接裝置，其特徵在於，所述支架主體包括頂板、基部以及支承在所述頂板與基部之間的支架立柱；其中，所述第一導向部設置在所述基部上，且所述第一定位部設置在所述頂板上。
  3. 根據申請專利範圍第2項所述的運輸器對接裝置，其特徵在於，還包括設置在所述基部上的高度調整部，其用於調整所述頂板距離所述支架主體的安裝基準面之間的高度。
  4. 根據申請專利範圍第3項所述的運輸器對接裝置，其特徵在於，所述高度調整部包括地腳螺栓，且所述基部包括連接支架立柱的第一底板，與所述第一底板間隔設置並更靠近安裝基準面的第二底板；所述地腳螺栓插設在所述第一底板與所述第二底板之間，並用於調整所述第一底板與所述第二底板間的距離。
  5. 根據申請專利範圍第1至4項之任意一項所述的運輸器對接裝置，其特徵在於，所述第一導向部包括朝向運輸器對接側設置的導向叉，所述導向叉前端具有漸擴式導向開口。
  6. 根據申請專利範圍第1至4項之任意一項所述的運輸器對接裝置，其特徵在於，所述第一定位部包括設置在所述支架主體上部的定位銷。
  7. 根據申請專利範圍第6項所述的運輸器對接裝置，其特徵在於，至少兩個所述定位銷分別設置在所述支架主體上部的兩側。
  8. 一種換電運輸器，其特徵在於，包括： 　　承載部，其用於承載待更換電池； 　　移動部，其設置在所述承載部底部，用於帶動所述承載部移動； 　　第二導向部，其設置在所述承載部的下部，並能夠與運輸器對接裝置的第一導向部匹配；以及 　　第二定位部，其設置在所述承載部的上部，並能夠與運輸器對接裝置的第一定位部匹配。
  9. 根據申請專利範圍第8項所述的換電運輸器，其特徵在於，所述第二導向部包括在垂直方向上延伸的導向軸，所述導向軸與運輸器對接裝置的第一導向部匹配。
  10. 根據申請專利範圍第9項所述的換電運輸器，其特徵在於，所述第二導向部還包括同軸設置在所述導向軸下端的導向滾筒，所述導向滾筒能夠旋轉地與運輸器對接裝置的第一導向部匹配。
  11. 根據申請專利範圍第8至10項之任意一項所述的換電運輸器，其特徵在於，所述承載部能夠沿垂直方向進行升降運動；所述第二定位部包括在所述承載部前部延伸突出的定位端板，所述定位端板上設置定位孔，所述定位孔能夠沿垂直方向運動並與運輸器對接裝置的第一定位部匹配。
  12. 根據申請專利範圍第11項所述的換電運輸器，其特徵在於，至少兩個所述定位端板分別設置在所述承載部前部的兩側。
  13. 一種換電運輸器與運輸器對接裝置的對接方法，其用於如申請專利範圍第1至7項之任意一項所述的運輸器對接裝置及如申請專利範圍第8至12項之任意一項所述的換電運輸器，其特徵在於，包括： 　　導向步驟，換電運輸器的第二導向部與運輸器對接裝置的第一導向部接觸，並沿所述第一導向部運動至待定位位置；以及 　　定位步驟，換電運輸器的第二定位部提升至與運輸器對接裝置的第一定位部在垂直方向上交錯並對準，第二定位部降低至與第一定位部接合。
TW107136240A 2017-10-16 2018-10-15 運輸器對接裝置、換電運輸器及對接方法 TWI806908B (zh)

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