CN111559274A - 车轮定位装置以及车辆换电平台 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种车轮定位装置以及车辆换电平台。车轮定位装置包括：底板，用于承载车辆的重量；设置在所述底板上的定位机构，用于车轮的定位；位于车辆两侧的推板，用于在车辆横向方向上从车辆外部向车辆内部推动车轮，从而调整车轮的位置；设置在所述底板上的横向驱动机构，所述横向驱动机构位于两侧的推板之间，以及在所述底板上顺次设置在所述横向驱动机构与所述推板之间的丝杠传动机构和动力传动件；所述横向驱动机构带动所述丝杠传动机构，所述丝杠传动机构带动所述动力传动件，通过所述动力传动件来驱动所述推板在车辆横向方向上从车辆外部向车辆内部运动。根据本发明的车轮定位装置能够方便地对车辆进行定位。
Description
技术领域
本发明涉及汽车领域，具体而言，涉及一种车轮定位装置以及带有这样的车轮定位装置的车辆换电平台。
背景技术
随着环境保护标准的不断提高，越来越多的车辆开始采用电力来驱动。为了存储电力，车辆上通常需要设计动力电池。现有的动力电池通常提供合适的行驶里程。然而，充满电之前需要进行若干小时的充电。较长的充电时间带来了不良的用户体验。
换电是一种电动汽车快速补能的方式，具体而言，是指通过换电设备将汽车的动力电池取下，并即刻更换另一组动力电池。换电站是实现汽车的动力电池换电的场所。换电技术的一个主要挑战是换电设备与车、电池的定位。这是因为：定位完成后，换电设备才能执行换电动作，完成电池与车的分离与安装，也即对电池和汽车之间连接的紧固装置完成加锁和解锁的操作；每辆汽车进入换电站的位置并不一致，换电设备需具备应对这种不确定性的能力。
存在一种丝杠传动机构，其用于将来自动力源的旋转运动转化成直线运动。然而，对于设置得较长的丝杠的不利之处在于，较长的丝杠导致较大的生产成本和维护成本；此外，如果在车轮定位装置中设置较长的丝杠，粘附在车轮表面的污物容易掉落到丝杠上，导致丝杠易受污染，进而导致缩短了丝杠的使用寿命以及提高维护成本。
发明内容
本发明提出一种车轮定位装置，其能够方便地对车辆进行定位。
根据本发明一个方面提出的车轮定位装置，包括：
底板，用于承载车辆的重量；
设置在所述底板上的定位机构，用于车轮的定位；
位于车辆两侧的推板，用于在车辆横向方向上从车辆外部向车辆内部推动车轮，从而调整车轮的位置；
设置在所述底板上的横向驱动机构，所述横向驱动机构位于两侧的推板之间，以及在所述底板上顺次设置在所述横向驱动机构与所述推板之间的丝杠传动机构和动力传动件；所述横向驱动机构带动所述丝杠传动机构，所述丝杠传动机构带动所述动力传动件，通过所述动力传动件来驱动所述推板在车辆横向方向上从车辆外部向车辆内部运动。
根据本发明一个方面提出的车轮定位装置，所述横向驱动机构包括驱动电机，所述驱动电机的动力通过减速箱分别输出给两侧的推板。
根据本发明一个方面提出的车轮定位装置，所述丝杠传动机构包括：
与所述减速箱的输出轴耦合的联轴器；
与所述联轴器抗转动地连接的丝杠；
轴承座，用于支承所述丝杠；以及
螺母，其与所述丝杠相配合使得所述丝杠的转动能够带动所述螺母作直线运动，所述螺母与所述动力传动件固定连接。
根据本发明一个方面提出的车轮定位装置，所述动力传动件围绕所述定位机构构造为框形。
根据本发明一个方面提出的车轮定位装置，所述动力传动件围绕所述定位机构构造为U形。
根据本发明一个方面提出的车轮定位装置，与所述定位机构固定连接有横向导轨，在所述动力传动件上设置有横向滑块，所述横向滑块能够沿着所述横向导轨滑动。
根据本发明一个方面提出的车轮定位装置，所述定位机构包括构造成凹槽形的支撑组件，用于支撑车轮。
根据本发明一个方面提出的车轮定位装置，所述凹槽形的支撑组件构造成V形。
根据本发明一个方面提出的车轮定位装置，在所述凹槽形的支撑组件上设有多个滚子。
根据本发明一个方面提出的车轮定位装置，所述车轮定位装置还包括：纵向引导机构，用于引导所述底板在车辆纵向的运动；以及纵向驱动机构，用于驱动所述底板在车辆纵向运动。
根据本发明一个方面提出的车轮定位装置，所述纵向引导机构包括纵向导轨以及与所述底板固定连接的纵向滑块，所述纵向滑块能够沿着所述纵向导轨滑动。
此外，本发明提出一种带有这样的车轮定位装置的车辆换电平台。由于该车辆换电平台带有根据本发明的车轮定位装置，因此能够具有如上面所述的优点。
根据本发明一个方面提出的车辆换电平台，所述车辆换电平台还包括升降装置，用于在竖直方向上调整车辆的高度。
本发明的有益效果包括：通过设置在丝杠传动机构与推板之间的动力传动件，能够显著地缩短丝杠传动机构的长度，从而防止丝杠传动机构损坏以及节省成本。
附图说明
参照附图来说明本发明的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。在附图中，除非另有说明，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：
图1示意性显示了根据本发明一个实施方式提出的车轮定位装置；
图2示意性显示了根据本发明一个实施方式提出的车辆换电平台。
具体实施方式
容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。
在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。
在下面的描述中，为不同构造的实施例描述了各种参数和部件，这些具体的参数和部件仅作为示例而不对本申请的实施例做出限制。
下面对本文中所建立的方向进行说明。当车辆在水平路面上处于静止状态时，车辆的前进方向为纵向，对应于车辆坐标系的X向，在水平面内垂直于纵向的方向为横向，对应于车辆坐标系的Y向。
根据本发明的一实施方式结合图1示出，其中可看出：车轮定位装置包括：底板1，用于承载车辆的重量；设置在所述底板1上的定位机构2，用于车轮的定位；位于车辆两侧的推板3，用于在车辆横向方向上从车辆外部向车辆内部推动车轮，从而在车轴方向调整车轮的位置，将整车推正；设置在所述底板1上的横向驱动机构4，所述横向驱动机构4位于两侧的推板3之间（例如设置在两侧的推板3的连线的中点）；以及在所述底板1上顺次设置在所述横向驱动机构4与所述推板3之间的丝杠传动机构5和动力传动件6；所述横向驱动机构4带动所述丝杠传动机构5，所述丝杠传动机构5带动所述动力传动件6，通过所述动力传动件6来驱动所述推板3在车辆横向方向上从车辆外部向车辆内部运动。在根据本发明的车轮定位装置中，通过设置在丝杠传动机构5与推板3之间的动力传动件6，能够显著地缩短丝杠传动机构5的长度，节约了生产和维护成本；而且，丝杠不必从定位机构下方经过，粘附在车轮表面的污物不容易掉落到丝杠上，使得丝杠免受污染，从而提高了丝杠的使用寿命以及降低维护成本。
本文中所述“车轮”可以指车辆的前轮或后轮。在实际的车辆上，相同的车型具有大致相等的前后轮距离，并且不同车型的前后轮距离通常是已知的。例如，所述车轮定位装置可以仅应用在车辆的前轮处，通过调整底板1的位置来适应不同轴距的车辆。当然，所述车轮定位装置也可以同时应用在车辆的前轮和后轮处。
根据本发明的一个实施方式，所述横向驱动机构4例如包括驱动电机41，所述驱动电机41的动力通过减速箱42分别输出给两侧的推板3。使用单个驱动电机能够节省驱动电机的数量，简化车轮定位装置的结构。
所述横向驱动机构4、所述减速箱42以及所述丝杠传动机构5在所述底板1上的高度设置成不妨碍所述动力传动件6以及推板3的运动。
优选地，所述横向驱动机构4驱动位于车辆两侧的推板同步地从车辆外部向车辆内部推动车轮，通过这样的方式，在车辆被推板推动到位后，车辆的纵向中心线与车轮定位装置的纵向中心线重合，使得车辆相对于车轮定位装置的纵向中心线具有确定的相对位置关系，并且以此为定位基准从而方便后续更换电池的操作。
在所示出的实施例中，所述丝杠传动机构5包括：与所述减速箱42的输出轴耦合的联轴器51；与所述联轴器51抗转动地连接的丝杠52；轴承座53，用于支承所述丝杠52；以及螺母（在图中位于动力传动件6下方），其与所述丝杠52相配合使得所述丝杠52的转动能够带动所述螺母作直线运动，所述螺母与所述动力传动件6固定连接。优选地，所述螺母与所述丝杠52相对运动的行程设置成在不同的车辆轮距的情况下确保推板能够将车辆在横向方向上推到正确的位置。通过所述丝杠传动机构5保证推板3推移车轮的距离能够精确地调整。
在本发明的一个实施例中，所述动力传动件6围绕所述定位机构2构造为框形，框形的动力传动件是指动力传动件6围绕所述定位机构2形成封闭的环。在本发明的另一个实施例中，所述动力传动件6围绕所述定位机构2构造为U形，U形的动力传动件是指动力传动件6连同推板3围绕所述定位机构2大致形成封闭的环。框形或者U形构造的动力传动件6优选设置成平行于所述底板1，并且紧贴所述定位机构2，但不妨碍动力传动件6与定位机构2之间的相对运动。通过所设置的框形或者U形构造的动力传动件6，相比较于通过单个丝杠驱动所述推板3的方式，存在两个或多个施力点到所述推板上，优化了推板上的受力结构，提高了零件的使用寿命，并且使得推板的运行更加平稳可靠。此外，通过所设置的框形或者U形构造的动力传动件6，优化了在横向驱动机构4与推板3之间的传动机构（包括丝杠传动机构5和动力传动件6）的布置，通过另外设置的盖板能够将大部分的传动机构覆盖住，从而提高车轮定位装置的整体美观度，并且防止传动机构积灰、受污染。
与所述定位机构2固定连接有横向导轨7，在所述动力传动件6上设置有横向滑块（在图中与横向导轨7接触的部分），所述横向滑块能够沿着所述横向导轨7滑动。
所述定位机构2包括构造成凹槽形的支撑组件21，用于支撑车轮。凹槽形的支撑组件21能够简单地实现车轮的定位。例如，当车轮由于重力作用落入凹槽的中心时，可以认为车轮与凹槽实现了准确定位。凹槽形可以是碗形、楔形、U形和方形等。
所述支撑组件21也可以构造成V形，V形凹槽两条边的夹角优选为钝角。V形凹槽的两边为车轮提供支撑以及定位，此外，可以通过车辆的前轮或后轮是否移动到V形凹槽的中间来判断车辆在纵向方向上是否已经完成定位。在凹槽形的支撑组件21上设有多个滚子（例如V形的支撑组件21的每条边上设有多个滚子），相邻的滚子之间留有间隙使得每个滚子能够独立地滚动。通过这样的方式，当推板3推动车轮在支撑组件21上沿车轴方向移动时，通过滚子的滚动能够减小车轮与支撑组件21之间的摩擦力，有利于车轮的横向调整，防止车轮的磨损。
所述车轮定位装置还包括：纵向引导机构8，用于引导所述底板1在车辆纵向的运动；以及纵向驱动机构9，用于驱动所述底板1在车辆纵向运动。所述纵向引导机构8包括纵向导轨以及与所述底板1固定连接的纵向滑块，所述纵向滑块能够沿着所述纵向导轨滑动。所述纵向驱动机构9例如包括驱动电机41，所述驱动电机41通过另一套丝杠传动机构5带动所述底板1在车辆纵向调整位置。
本发明还包括一种车辆换电平台，带有前述的任意一项或多项实施方式的车轮定位装置，其因此带有的技术特征以及具有的技术效果相应于前面的描述，故在此不再赘述。
根据本发明的一个实施方式的换电站结合图2示出，其中可看出：所述车辆换电平台还包括升降装置10，用于在竖直方向上调整车辆的高度。利用升降装置10可以将车辆上升到合适的高度，从而有利于更换电池的过程。此外，通过分别设置在车辆前侧和后侧的升降器能够调整车辆的前倾或后仰角度。进一步地，可以在车辆的每个车轮附近分别设置一个升降装置，实现对车辆姿态的精确调整。
根据本发明的一实施方式，换电站包括两个前后布置的车轮定位装置，分别用于车辆的前轮和后轮。用于前轮的车轮定位装置带有V形的支撑组件，用于后轮的车轮定位装置带有平面形的支撑组件。调整用于前轮的车轮定位装置与用于后轮的车轮定位装置的间距，使得前轮落入V形的支撑组件的中心，此时汽车与换电站实现了初步定位。换电站还包括用于引导汽车驶入换电站的导引坡。
应当理解的是，在本文中所使用的技术术语“电池”包括但不限于用于为车辆提供动力的电池、电池组、电池包等。前文中所提及的“车辆”包括纯电动车辆、混合动力车辆等各类新能源车辆。
本发明的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本发明技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本发明的保护范围内。
Claims (13)
1.一种车轮定位装置，其特征在于，所述车轮定位装置包括：
底板（1），用于承载车辆的重量；
设置在所述底板（1）上的定位机构（2），用于车轮的定位；
位于车辆两侧的推板（3），用于在车辆横向方向上从车辆外部向车辆内部推动车轮，从而调整车轮的位置；
设置在所述底板（1）上的横向驱动机构（4），所述横向驱动机构（4）位于两侧的推板（3）之间，以及
在所述底板（1）上顺次设置在所述横向驱动机构（4）与所述推板（3）之间的丝杠传动机构（5）和动力传动件（6）；所述横向驱动机构（4）带动所述丝杠传动机构（5），所述丝杠传动机构（5）带动所述动力传动件（6），通过所述动力传动件（6）来驱动所述推板（3）在车辆横向方向上从车辆外部向车辆内部运动。
2.根据权利要求1所述的车轮定位装置，其特征在于，所述横向驱动机构（4）包括驱动电机（41），所述驱动电机（41）的动力通过减速箱（42）分别输出给两侧的推板（3）。
3.根据权利要求2所述的车轮定位装置，其特征在于，所述丝杠传动机构（5）包括：
与所述减速箱（42）的输出轴耦合的联轴器（51）；
与所述联轴器（51）抗转动地连接的丝杠（52）；
轴承座（53），用于支承所述丝杠（52）；以及
螺母，其与所述丝杠（52）相配合使得所述丝杠（52）的转动能够带动所述螺母作直线运动，所述螺母与所述动力传动件（6）固定连接。
4.根据权利要求1所述的车轮定位装置，其特征在于，所述动力传动件（6）围绕所述定位机构（2）构造为框形。
5.根据权利要求1所述的车轮定位装置，其特征在于，所述动力传动件（6）围绕所述定位机构（2）构造为U形。
6.根据权利要求1所述的车轮定位装置，其特征在于，与所述定位机构（2）固定连接有横向导轨（7），在所述动力传动件（6）上设置有横向滑块，所述横向滑块能够沿着所述横向导轨（7）滑动。
7.根据权利要求1所述的车轮定位装置，其特征在于，所述定位机构（2）包括构造成凹槽形的支撑组件（21），用于支撑车轮。
8.根据权利要求7所述的车轮定位装置，其特征在于，所述凹槽形的支撑组件（21）构造成V形。
9.根据权利要求7所述的车轮定位装置，其特征在于，在所述凹槽形的支撑组件（21）上设有多个滚子。
10.根据权利要求1所述的车轮定位装置，其特征在于，所述车轮定位装置还包括：纵向引导机构（8），用于引导所述底板（1）在车辆纵向的运动；以及纵向驱动机构（9），用于驱动所述底板（1）在车辆纵向的运动。
11.根据权利要求10所述的车轮定位装置，其特征在于，所述纵向引导机构（8）包括纵向导轨以及与所述底板（1）固定连接的纵向滑块，所述纵向滑块能够沿着所述纵向导轨滑动。
12.一种车辆换电平台，其特征在于，其包含有根据权利要求1至11中任一项所述的车轮定位装置。
13.根据权利要求12所述的车辆换电平台，其特征在于，所述车辆换电平台还包括升降装置（10），用于在竖直方向上调整车辆的高度。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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