TWM579115U - 用於充換電站的車輛定位裝置 - Google Patents

Abstract

本創作涉及充換電領域，具體涉及一種用於充換電站的車輛定位裝置。本創作旨在解決現有車輛定位裝置的電機易超載、無法差異化調節等問題。為此目的，本創作的車輛定位裝置包括設置於換電平台的第一定位部和第二定位部，第一定位部用於使車輛在第一方向定位；第二定位部用於使車輛在第二方向上定位；第二定位部包括兩個第一對中機構，每個第一對中機構包括設置於換電平台中部的動力傳動部，以及由動力傳動部向一側延伸出的拉板，拉板配置成能夠在動力傳動部的驅動下使車輛的前輪/後輪在第二方向上定位。上述設置方式，避免了電機超載的情況出現，實現了車輛的單邊差異化調節。

Description

用於充換電站的車輛定位裝置

本創作涉及充換電領域，具體涉及一種用於充換電站的車輛定位裝置。

隨著電動汽車的推廣，如何快速有效地為電動汽車提供電能補給成為車主和各大廠商非常關注的問題。當前市場上的主流電能補給方案主要分為充電方案和電池更換方案。其中充電方案主要是通過充電樁（充電站或者停車位配置）對電動汽車進行快速或慢速充電，而電池更換方案主要是直接用滿電電池更換下車載的虧電電池。相對於充電方案，電池更換方案由於可以在很短的時間完成電動汽車的電能補給，並且不會對動力電池的使用壽命產生影響，因此是電能補給的主要發展方向之一。電池更換方案通常在充換電站內進行。換電站一般包括用於電動汽車電池更換的換電平台、用於儲藏以及對虧電電池進行電能補給的電池倉以及在換電平台和電池倉之間運載滿電/虧電動力電池的換電小車。

當進行電池更換時，首先需要將電動汽車駕駛至換電平台上，利用換電平台上的車輛定位裝置對車體進行定位，以便換電小車能夠與車輛底部的動力電池準確定位，然後進行更換動力電池的動作。公告號為CN205997867U的實用新型專利公開了一種用於換電站的車輛輪胎定位裝置，包括底板以及安裝在底板上的引導柱、前輪滾軸組件、前輪對齊推桿、後輪滾軸組件和後輪對齊推桿。其中，前輪對齊推桿和後輪對齊推桿分別用於推動汽車的前輪和後輪在左右方向上移動，使汽車左右方向精確定位。每個對齊推桿都包括推桿電機、減速箱、以及對稱設置的兩個聯軸器、兩個螺桿和兩個推板。工作時，推桿電機通過減速器、聯軸器、螺桿將動力傳至對稱的兩個推板，進而兩個推板分別從輪胎內側推動兩個輪胎，完成車輛的定位。雖然這種設置方式可以實現車輛的精確定位功能，但是在實際應用中仍然存在一定的缺陷。首先，使用一個推桿電機帶動兩個推桿從內向外推動輪胎的設置方式，不僅使得推桿電機容易產生超載，影響電機的使用壽命，而且兩個推桿只能同時做伸縮移動，還使得定位裝置無法進行差異化調節。其次，由於前輪對齊推桿和後輪對齊推桿都佈局在換電平台的中間位置，佔用了一定的停車空間，這就使得車輛在進入換電平台時需要更加精准的停車技術，增加了車主的停車難度，帶來不好的換電體驗。

相應地，本領域需要一種新的用於充換電站的車輛定位裝置來解決上述問題。

為了解決現有技術中的上述問題，即為了解決現有用於充換電站的車輛定位裝置的電機易超載、無法差異化調節以及導致停車難度增加的問題，本創作提供了一種用於充換電站的車輛定位裝置，所述車輛定位裝置包括設置於換電平台的第一定位部和第二定位部，所述第一定位部用於使車輛在第一方向定位；所述第二定位部用於使所述車輛在第二方向上定位；所述第二定位部包括兩個第一對中機構，每個所述第一對中機構包括設置於所述換電平台中部的動力傳動部，以及由所述動力傳動部向一側延伸出的拉板，所述拉板配置成能夠在所述動力傳動部的驅動下使所述車輛的前輪/後輪在所述第二方向上定位。

在上述用於充換電站的車輛定位裝置的優選技術方案中，所述拉板進一步配置成能夠在所述動力傳動部的驅動下從所述車輛的前輪/後輪外側向內側拉動所述前輪/後輪，進而使所述車輛的前輪/後輪在所述第二方向上定位。

在上述用於充換電站的車輛定位裝置的優選技術方案中，所述動力傳動部包括驅動電機和螺桿螺母單元，所述驅動電機與所述螺桿螺母單元的螺桿連接，所述拉板與所述螺桿螺母單元的螺母連接。

在上述用於充換電站的車輛定位裝置的優選技術方案中，所述第一對中機構還包括沿所述第二方向設置的導軌以及與所述導軌匹配的滑塊，所述滑塊與所述拉板連接，用於使所述拉板沿所述第二方向移動。

在上述用於充換電站的車輛定位裝置的優選技術方案中，所述兩個第一對中機構安裝於所述換電平台，並且/或者所述兩個第一對中機構對稱設置。

在上述用於充換電站的車輛定位裝置的優選技術方案中，所述第二定位部還包括兩個第二對中機構，所述第二對中機構配置成能夠對應的使所述車輛的後輪/前輪沿所述第二方向移動並定位。

在上述用於充換電站的車輛定位裝置的優選技術方案中，每個所述第二對中機構包括設置於所述換電平台中部的所述動力傳動部，以及由所述動力傳動部向一側延伸出的所述拉板，所述拉板能夠在所述動力傳動部的驅動下從所述車輛的後輪外側向內側拉動所述後輪，進而使所述車輛的後輪在所述第二方向上定位。

在上述用於充換電站的車輛定位裝置的優選技術方案中，所述第一定位部包括兩個第一輥筒組，所述兩個第一輥筒組能夠使所述車輛的前輪/後輪在所述第一方向定位，並且所述第一輥筒組允許所述前輪/後輪沿所述第二方向移動。

在上述用於充換電站的車輛定位裝置的優選技術方案中，所述第一輥筒組包括沿所述第二方向並列排布的多個V型輥筒單元，所述車輛的前輪/後輪能夠嵌入所述V型輥筒單元內。

在上述用於充換電站的車輛定位裝置的優選技術方案中，所述第一定位部還包括第二輥筒組，所述第二輥筒組能夠對應的使所述車輛的後輪/前輪沿所述第二方向移動。

在上述用於充換電站的車輛定位裝置的優選技術方案中，所述第二輥筒組包括沿所述第二方向並列排布的多個沿第一方向設置的I型輥筒單元，所述後輪/前輪能夠支撐於所述I型輥筒單元上。

本領域技術人員能夠理解的是，在本創作的優選技術方案中，車輛定位裝置包括設置於換電平台的第一定位部和第二定位部。第一定位部用於使車輛在第一方向定位並且允許車輛在第二方向移動，第二定位部用於使車輛在第二方向定位。其中，第二定位部包括兩個第一對中機構，每個第一對中機構包括設置於換電平台中部的動力傳動部，以及由動力傳動部向一側延伸出的拉板，拉板配置成能夠在動力傳動部的驅動下從車輛的前輪/後輪外側向內側拉動車輪，進而使車輛的前輪/後輪在第二方向上定位。通過兩個第一對中機構從車輪外側向內側拉動車輪進行定位，本創作不僅可以實現車輛位移的單邊差異化調節，即通過單邊微調的方式提高車輛的定位精准度，而且每個第一對中機構對應一個動力傳動部的設置方式還大大降低了電機的負荷，避免了電機超載的情況出現。此外，採用換電平台中部設置動力傳動部、兩側設置拉板的佈局方式，還有效地減小了第一對中機構在換電平台的佔用面積，降低了停車難度，改善了換電體驗。

下面參照附圖來描述本創作的優選實施方式。本領域技術人員應當理解的是，這些實施方式僅僅用於解釋本創作的技術原理，並非旨在限制本創作的保護範圍。例如，雖然附圖中的I型輥筒單元只包括一個第二輥筒，但是這種設置方式非一成不變，本領域技術人員可以根據需要對其作出調整，以便適應具體的應用場合。如I型輥筒單元還可以設置為多根第二輥筒串聯。

需要說明的是，在本創作的描述中，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水準”、“內”、“外”等指示的方向或位置關係的術語是基於附圖所示的方向或位置關係，這僅僅是為了便於描述，而不是指示或暗示所述裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本創作的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

此外，還需要說明的是，在本創作的描述中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域技術人員而言，可根據具體情況理解上述術語在本創作中的具體含義。

參照圖1、圖2和圖3，圖1為本創作的用於充換電站的車輛定位裝置的結構示意圖；圖2為圖1在A處的局部放大圖；圖3為圖1在B處的局部放大圖。

如圖1所示，本創作的用於充換電站的車輛定位裝置主要包括設置於換電平台1的第一定位部2和第二定位部3。第一定位部2用於將使駛入換電平台1的電動汽車在第一方向上定位，並且第一定位部2還允許電動汽車在與第一方向垂直的第二方向上移動，第二定位部3用於電動汽車在第二方向上的定位。在第一定位部2和第二定位部3的定位完成後，換電機器人可以對電動汽車進動力電池更換。需要說明的是，第一方向可以為電動汽車駛入換電平台1時的行駛方向（即圖1中的X軸方向，下同），第二方向可以為與電動汽車的行駛方向相垂直的電動汽車的寬度方向（即圖1中的Y軸方向，下同）。

繼續參照圖1並結合圖2和圖3，具體而言，第一定位部2可以包括前輪輥筒組21（即第一輥筒組）和後輪輥筒組22（即第二輥筒組）。前輪輥筒組21包括沿Y軸方向並列排布的多個V型輥筒單元211（沿Y軸方向觀察，呈V型），電動汽車的前輪可以通過嵌入V型輥筒單元211的方式在X軸方向固定，並且前輪在X軸方向固定後，還可以隨著V型輥筒單元211的滾動在Y軸方向移動。參照圖2，優選地，沿Y軸方向觀察，V型輥筒單元211可以為呈V型設置的兩個第一輥筒2111。本領域技術人員可以想到的是，前輪輥筒組21中V型輥筒單元211的數量以及V型輥筒單元211中輥筒的數量和設置方式並非一成不變，在滿足電動汽車的前輪可以沿Y軸方向移動以及沿X軸方向固定的條件下，可以根據具體使用環境進行調整。參照圖3，後輪輥筒組22包括沿Y軸方向並列排布的多個沿X軸方向設置的I型輥筒單元221，支撐於I型輥筒單元221上的後輪可以在Y軸方向移動。優選地，I型輥筒單元221可以為水準設置的第二輥筒2211。當然，本領域技術人員可以想到的是，I型輥筒單元221也可以設置為若干根水平串聯的輥筒等方式。

進一步參照圖1並結合圖2和圖3，第二定位部3包括兩個前輪對中機構31（即第一對中機構）和兩個後輪對中機構32（即第二對中機構）。兩個前輪對中機構31和兩個後輪對中機構32分別能夠使電動汽車的前輪和後輪沿Y軸方向移動並定位。結合圖2和圖3，優選地，兩個前輪對中機構31沿換電平台1的對稱軸（如圖1中點劃線所示）對稱設置，每個前輪對中機構31包括沿Y軸方向設置於換電底板中部的動力傳動部，以及由動力傳動部向一側延伸出的拉板34，動力傳動部整體嵌入到換電平台1，拉板34部分則凸出於換電平台1。後輪對中機構32可以與前輪對中機構31同步運動。優選地，後輪對中機構32可以採用與前輪對中機構31採用相同的結構和佈置方式，即兩個後輪對中機構32也採用對稱佈置，並且每個後輪對稱機構包括動力傳動部以及向一側延伸的拉板。通過動力傳動部向拉板34輸出動力，拉板34可以從電動汽車的前/後輪外側向內側拉動前/後輪，使電動汽車的前/後輪分別在第二方向上定位，進而使電動汽車在第二方向定位。本領域技術人員可以想到的是，後輪對中機構32也可以採用其他形式，只要該形式可以使得電動汽車的後輪沿橫向運動並且最終可以在橫向固定即可。

需要說明的是，此處為清楚描述設置位置，特將換電平台1頂層省略。實際上，換電平台1至少分為頂層和底層，該頂層能夠與前輪輥筒組21和後輪輥筒組22共同組成一個支撐電動汽車前進的平面。

按圖2和圖3方位所示，具體而言，動力傳動部包括驅動電機331和螺桿332螺母333單元，驅動電機331優選的為伺服電機，其與螺桿332螺母333單元的螺桿332連接，拉板34與螺桿332螺母333單元的螺母333連接。此外，前/後輪對中機構32還包括沿Y軸方向設置的導軌334以及與導軌334匹配的滑塊335，滑塊335與螺母333連接，用於使拉板34沿導軌334的設置方向移動。結合圖2，在一種可能的實施方式中，伺服電機通過聯軸器與螺桿332連接，螺桿332從前輪輥筒組21的下方穿過。拉板34與螺母333之間設置有安裝架35，拉板34通過安裝架35與螺母333連接。在螺桿332遠離電機一側的兩邊設置有平行導軌334和與之匹配的滑塊335，滑塊335中部與螺母333固定連接，滑塊335兩端以可滑動的方式與該平行導軌334連接，限制拉板34沿平行導軌334的方向移動，該移動使拉板34恰好可以從前輪輥筒組21的中間穿過。結合圖3，在另一種可能的實施方式中，伺服電機通過聯軸器與螺桿332連接，螺桿332有後輪輥筒組22一側的下方穿過。螺桿332遠離電機一側的兩邊設置有平行導軌334和與之匹配的滑塊335，滑塊335中部與螺母333固定連接，滑塊335兩端以可滑動的方式與該平行導軌334連接。拉板34與滑塊335之間設置有安裝架35，拉板34通過安裝架35與滑塊335固定連接。拉板34在滑塊335的限制下沿平行導軌334的方向移動，該移動使拉板34恰好可以從後輪輥筒組22的上方穿過。

通過上述描述可以看出，通過兩個前輪對中機構31和兩個後輪對中機構32的設置，本創作可以實現從車輪外側向內側拉動車輪的定位。這種定位方式的優點在於：一方面，可以實現電動汽車移動的單邊差異化調節，如通過單邊微調的方式提高電動汽車與換電機器人的定位精准度，進而確保了換電的成功率和準確度。另一方面，每個前/後輪對中機構32配置一個動力傳動部的設置方式還大大降低了伺服電機的負荷，避免了伺服電機超載的情況出現。此外，採用換電平台1中部設置動力傳動部、兩側設置拉板34、並且動力傳動部嵌入換電平台1的佈局方式，還有效地減小了前/後輪對中機構32在換電平台1的佔用面積，降低了停車難度。

可以理解的是，雖然上述前輪對中機構31和後輪對中機構32的優選設置方式為以對稱的方式嵌設於換電平台1，但是這種設置方式僅僅用來闡述本創作的原理，並非旨在於限制本創作的保護範圍，在不偏離本創作原理的前提下，本領域技術人員能夠對其設置方式做出調整，以便其適應更加具體的應用場景。例如，還可以把兩個伺服電機由沿Y軸放置改為並排的沿X軸設置，並且每個伺服電機通過一對錐齒輪完成與螺桿332的連接；或者將兩個伺服電機沿圖1中的對稱軸前後並排放置，並相應的調整螺桿332和拉板34的位置，使兩個拉板34仍然可以對稱佈置。再如，還可以使用氣缸或者電缸來代替伺服電機完成驅動力的輸出，以及將前輪對中機構31和/或後輪對中機構32設置於換電平台1的頂層或其他任何位置，只要其能滿足從車輪的外側向內側拉動車輪的條件即可。

結合圖1，在一種可能實施方式中，本創作的用於充換電站的車輛定位裝置的定位過程可以為：

電動汽車行駛至換電平台1，切斷電源並掛入空檔，汽車的前輪駛入V型的前輪輥筒組21，並以嵌入的方式沿行駛方向固定在前輪輥筒組21內；電動汽車的後輪則支撐於I型的後輪輥筒組22上，此時汽車完成在X軸方向上的定位。兩個前輪對中機構31和兩個後輪對中機構32同時使拉板34從車輪外側向內側移動，率先接觸電動汽車車輪的拉板34拉動車輪在前輪輥筒組21和/或後輪輥筒組22上沿橫向移動。當四個拉板34同時與車輪接觸時，電動汽車完成在Y軸方向的初步定位，並被拉板固定。獲取當前位置偏差，利用單個對中機構對車體進行微調。調整完成後，電動汽車定位完畢，即可進行後續的更換電池作業。

最後需要說明的是，儘管本實施方式是以第一對中機構為前輪對中機構31、第二對中機構為後輪對中機構32進行描述的，但是這並非旨在於限制本創作的保護範圍，在不偏離創作原理的前提下，本領域技術人員還可以對上述對應關係進行調整，以便適用更加具體的應用場景。例如，第一對中機構為後輪對中機構32，第二對中機構為前輪對中機構31等。同樣地，第一輥筒組、第二輥筒組與前輪輥筒組21、後輪輥筒組22的對應關係也可以互換。

至此，已經結合附圖所示的優選實施方式描述了本創作的技術方案，但是，本領域技術人員容易理解的是，本創作的保護範圍顯然不局限於這些具體實施方式。在不偏離本創作的原理的前提下，本領域技術人員可以對相關技術特徵作出等同的更改或替換，這些更改或替換之後的技術方案都將落入本創作的保護範圍之內。

1‧‧‧換電平臺

2‧‧‧第一定位部

21‧‧‧前輪輥筒組

211‧‧‧V型輥筒單元

2111‧‧‧第一輥筒

22‧‧‧後輪輥筒組

221‧‧‧I型輥筒單元

2211‧‧‧第二輥筒

3‧‧‧第二定位部

31‧‧‧前輪對中機構

32‧‧‧後輪對中機構

331‧‧‧驅動電機

332‧‧‧螺桿

333‧‧‧螺母

334‧‧‧導軌

335‧‧‧滑塊

34‧‧‧拉板

35‧‧‧安裝架。

下面參照附圖並結合純電動汽車來描述本創作的用於充換電站的車輛定位裝置。附圖中： 圖1為本創作的用於充換電站的車輛定位裝置的結構示意圖； 圖2為圖1在A處的局部放大圖； 圖3為圖1在B處的局部放大圖。

Claims (11)

1. 一種用於充換電站的車輛定位裝置，包括設置於一換電平台的一第一定位部和一第二定位部，所述第一定位部用於使一車輛在一第一方向定位，所述第二定位部用於使所述車輛在一第二方向上定位； 所述第二定位部包括兩個第一對中機構，每個所述第一對中機構包括設置於所述換電平台中部的一動力傳動部，以及由所述動力傳動部向一側延伸出的一拉板，所述拉板配置成能夠在所述動力傳動部的驅動下使所述車輛的前輪或後輪在所述第二方向上定位。
2. 如請求項1所述的用於充換電站的車輛定位裝置，其中，所述拉板進一步配置成能夠在所述動力傳動部的驅動下從所述車輛的前輪或後輪外側向內側拉動所述前輪或後輪，進而使所述車輛的前輪或後輪在所述第二方向上定位。
3. 如請求項2所述的用於充換電站的車輛定位裝置，其中，所述動力傳動部包括一驅動電機和一螺桿螺母單元，所述驅動電機與所述螺桿螺母單元的螺桿連接，所述拉板與所述螺桿螺母單元的螺母連接。
4. 如請求項3所述的用於充換電站的車輛定位裝置，其中，所述第一對中機構還包括沿所述第二方向設置的一導軌以及與所述導軌匹配的一滑塊，所述滑塊與所述拉板連接，用於使所述拉板沿所述第二方向移動。
5. 如請求項4所述的用於充換電站的車輛定位裝置，其中，所述兩個第一對中機構安裝於所述換電平台，並且/或者所述兩個第一對中機構對稱設置。
6. 如請求項2、3、4或5所述的用於充換電站的車輛定位裝置，其中，所述第二定位部還包括兩個第二對中機構，所述第二對中機構配置成能夠對應的使所述車輛的後輪或前輪沿所述第二方向移動並定位。
7. 如請求項6所述的用於充換電站的車輛定位裝置，其中，每個所述第二對中機構包括設置於所述換電平台中部的一動力傳動部，以及由所述第二對中機構的動力傳動部向一側延伸出的一拉板，所述第二對中機構的拉板能夠在所述第二對中機構的動力傳動部的驅動下從所述車輛的後輪外側向內側拉動所述後輪，進而使所述車輛的後輪在所述第二方向上定位。
8. 如請求項1所述的用於充換電站的車輛定位裝置，其中，所述第一定位部包括兩個第一輥筒組，所述兩個第一輥筒組能夠使所述車輛的前輪或後輪在所述第一方向定位，並且所述第一輥筒組允許所述前輪或後輪沿所述第二方向移動。
9. 如請求項8所述的用於充換電站的車輛定位裝置，其中，所述第一輥筒組包括沿所述第二方向並列排布的多個V型輥筒單元，所述車輛的前輪或後輪能夠嵌入所述V型輥筒單元內。
10. 如請求項8所述的用於充換電站的車輛定位裝置，其中，所述第一定位部還包括一第二輥筒組，所述第二輥筒組能夠對應的使所述車輛的後輪或前輪沿所述第二方向移動。
11. 如請求項10所述的用於充換電站的車輛定位裝置，其中，所述第二輥筒組包括沿所述第二方向並列排布的多個沿第一方向設置的I型輥筒單元，所述後輪或前輪能夠支撐於所述I型輥筒單元上。