CN111605431A - 一种用于车辆电池的伸缩机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种用于车辆电池的伸缩机构，包括用于传输车辆电池的推送组件，推送组件包括：推板，其上设置有用于取放车辆电池的抓取部件；固定支座，用于将推送机构固定在基面上，固定支座与推板滑动连接；第一驱动部，用于驱动推板；通过第一驱动部驱动推板沿固定支座限定的方向滑动，以使得抓取部件伸出至固定支座的外部，该推送机构适用于一种侧向换电平台，通过推送组件传输车辆电池，推送组件内的抓取部件方便拆装电池，以使得换电平台的换电效率提高。

Description

一种用于车辆电池的伸缩机构

技术领域

本发明属于电动汽车的充换电技术领域，具体涉及一种用于车辆电池的伸缩机构。

背景技术

针对传统化石能源的供应和污染问题，车主和各大厂商开始关注新能源汽车，节能环保的电动汽车在近几年呈现出井喷式发展，目前，电动汽车受电池限制，现有的电动汽车电池的续航里程普遍在200-500KM的范围内，其中电池充电时间较长的问题尤为突出，而为了解决这个问题，现主流的电能补给方案之一是电池更换方案，为了方便将车辆电池快速从车辆上拆卸下，并将满电电池更换安装至车辆上，需要方便传输电池的伸缩机构。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出的一种用于车辆电池的伸缩机构。

本发明提供的一种用于车辆电池的伸缩机构，包括用于传输车辆电池的推送组件，所述推送组件包括：

推板，用于承放车辆电池；

固定支座，用于将所述推送组件固定在基面上；

第一驱动部，用于驱动所述推板；

通过所述第一驱动部驱动所述推板，以使得所述推板伸出至所述固定支座的外部。

优选地，所述推板上设置有抓取部件，所述抓取部件用于抓取车辆电池；

所述推板伸出至所述固定支座的外部，所述抓取部件靠近车辆电池。

优选地，所述抓取部件包括抓取机构本体；

所述抓取机构本体包括锁定部；

通过所述锁定部与车辆电池连接形成限位结构，所述推板回缩至所述固定支座内，所述抓取部件带动车辆电池。

优选地，所述锁定机构本体包括用于驱使所述锁定部转动的锁定驱动器，通过所述锁定部转动，使得所述锁定部解锁车辆电池，同时所述锁定部与车辆电池固定连接。

优选地，所述锁定机构本体还包括感应元件，通过所述感应元件检测所述锁定驱动器的旋转角度。

优选地，所述抓取部件内配置有第二驱动部，通过所述第二驱动部驱动所述抓取部件，以使得所述抓取部件相对于所述推板运动，所述抓取部件将抓取的车辆电池承放在所述推板上。

优选地，所述推板上设置有限定所述抓取部件移动方向的导向模组，所述导向模组沿所述推板滑动方向延伸，通过所述第二驱动部驱动，使得所述抓取部件沿所述导向模组限定方向移动。

优选地，所述第一驱动部、第二驱动部通过齿轮齿条传动，使得所述推板、抓取部件。

优选地，所述第一驱动部安装在所述推板上，所述第一驱动部驱动第一齿轮转动；

所述固定支座包括侧板，所述侧板设置在所述推板两侧，所述侧板上安装有用于与所述第一齿轮耦合的第一齿条；

所述第一驱动部内设置有同步轴，所述第一驱动部驱动所述同步轴转动，所述同步轴两端安装有所述第一齿轮，使得所述第一驱动部同步驱动两所述第一齿轮。

优选地，所述推板伸出所述固定支座的一端处安装有导滑轮，车辆电池压设在所述导滑轮上；

通过所述抓取部件带动车辆电池，所述导滑轮受车辆电池牵引作用力滚动。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明提供的一种用于车辆电池的伸缩机构，通过第一驱动部驱动推板滑动，以使得设置在推板上伸出至固定支座的外部，推板靠近车辆电池，方便车辆电池承放在推板，以适应侧向换电车辆，该推送机构方便将车辆电池从车辆上拆卸或安装，从而提高换电效率，本发明结构简单、使用方便。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明在一实施例中的立体结构示意图；

图2为图1的局部放大示意图；

图3为本发明在一实施例中的***示意图；

图4为本发明在一实施例中拆装部件的立体结构示意图一；

图5为本发明在一实施例中拆装部件的立体结构示意图二；

图6为本发明在一实施例中车辆电池的立体结构示意图。

图中所示：

111、推送组件；

1111、固定支座；1112、第一齿条；1113、推板；11131、导向模组；11132、导滑轮；11133、接近传感器；1114、第一驱动部；11141、第一齿轮；11142、减速器；11143、同步轴；1115、第二驱动部；11151、驱动模组；11152、第二齿轮；11153、第二齿条；1116、移载板；

160、抓取机构本体；

161、锁定驱动器；1611、转轴；

162、支撑座；

163、抓取电池；

164、感应元件；

165、固定安装支架；

400、车辆电池；

410、电池本体；

420、连接部。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，本发明的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词为基于附图所示的方位或位置关系。特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸。这些相对术语是为了说明方便起见并且通常并不旨在需要具体取向。涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系，除非以其他方式明确地说明。

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图6所示，一种用于车辆电池的伸缩机构,该推送机构主要用于一种侧向换电设备中，相较于目前市面上的车辆底盘上设置电池，通过抬升车辆车身进行换电的方法，适合于小型汽车，而随着科技的进步，尤其是在汽车电池方面的研究取得了较大的成果，目前电动的货车以及巴士等大型电动汽车已开始陆续上市，对于大型车辆而言，将其抬升换电的方案显然并不实际，为此，为了解决这类问题，目前，侧向换电是大型电动汽车换电的重要方案，其主要的方案包括在电池方案在车身的侧面上，从而避免了将车辆抬升的步骤，方便简化换电流程，但是，这也使得电池的隐蔽性较低，汽车电池容易成为不法分子的目标，因此，车辆电池400包括用于提供车辆动能的电池本体410以及连接组件420，连接组件420安装在电池本体410的一侧面上，连接组件420内置有锁体方便将车辆电池400锁定在汽车内部；

电池本体410的对应的另一侧面上设置有输入输出口，车辆上的连接端口与电池本体410上的输入输出口电性连接，可使得电池本体410实现放电工作；具体地，通过外部的传输机构带动车辆电池400脱离车辆或电池仓的连接端口，以实现拆卸电池的工作，而同理地，通过外部的传输机构将车辆电池400推入车辆或电池仓，以使得输入输出口接入连接端口，进而实现车辆电池400的安装，并通过锁体锁定，简化了现有的换电平台中拆装螺丝步骤，使得拆装电池更加方便，节省换电时间，提高了换电效率。

如图1、3所示，该推送机构包括用于传输车辆电池400的推送组件111，具体地，推送组件111包括：固定支座1111、推板1113、第一驱动部1114，其中，

推板1113，其上设置有用于取放车辆电池400的抓取部件；固定支座1111，用于将该推送机构固定在基面上，固定支座1111与推板1113滑动连接；第一驱动部1114，用于驱动推板1113；

工作过程包括，通过第一驱动部1114驱动推板1113沿固定支座1111限定的方向滑动，以使得抓取部件伸出至固定支座1111的外部，便于抓取部件取放车辆电池400，其中，当抓取部件抓取车辆电池400后第一驱动部1114驱动推板1113回缩，使得电池承放在该推送机构上；推送电池的过程类似，通过第一驱动部1114驱动推板1113，使得抓取部件带动车辆电池400伸出至固定支座1111的外部以便将车辆电池400送入车辆车身内。

需要指出的是，该推送机构并不仅限于对车身实施拆装电池工作，由于将车辆电池400存放至电池仓内的步骤与拆装电池基本一致，因此本发明中的推送机构同样可以实现车辆电池400的存放工作，从而进一步地，方便实现自动化换电过程中的车辆电池400的传输工作，通过推送机构配合移载设备方便将车辆电池400在车辆与电池仓间进行传输。

该推送机构简单工作可靠，配合简单的传感器以及控制指令即可实现自动化控制，以便于提高换电效率，其中，传感器包括位置传感器，在一优选实施例中，位置传感器为光电传感器，通过光电传感器检测车辆电池400是否推送到位，光电传感器包括对射式传感器、反射式传感器、槽开传感器、光纤传感器、光栅尺等的常见光电传感器，位置检测器还可选择如电磁式、霍尔式等常见的位置传感器，常见的方便检测位置关系的位置传感器都应视为本发明的具体实施方案。

抓取部件与推板1113滑动连接，使得抓取部件沿推板1113滑动方向滑动，抓取部件单独运动，使得抓取部件相对推板1113运动，从而抓取部件带动车辆电池400，并将车辆电池400承放在推板1113上，方便通过推板1113承载车辆电池400重量，减少抓取部件的受力从而延长了抓取部件的使用寿命。

进一步地，抓取部件内配置有第二驱动部1115，通过第二驱动部1115驱动抓取部件，以使得抓取部件相对于推板1113运动，自动控制抓取部件的运动。

推板1113上设置有限定抓取部件移动方向的导向模组11131，所导向模组11131沿推板1113滑动方向延伸，通过第二驱动部1115驱动，使得抓取部件沿导向模组11131限定方向移动。

如图4所示，在一优选实施例中，第二驱动部1115包括驱动模组11151、第二齿轮11152、第二齿条11153；

第二齿条11153安装在推板1113上，第二齿条11153沿推板1113滑动方向延伸，通过第二齿条11153与第二齿轮11152耦合，驱动模组11151驱动第二齿轮11152，使得抓取部件移动。

进一步地，第一驱动部1114同样通过齿轮齿条传动，驱使推板1113滑动。

第一驱动部1114安装在推板1113上，第一驱动部1114驱动第一齿轮11141转动，固定支座1111上安装用于与第一齿轮11141耦合的第一齿条1112。

利用齿轮齿条的传动方式，结构简单便于维修，同时齿轮齿条的成本较低，便于减少该推送机构的制造成本，需要指出的是，在本申请中利用齿轮齿条传动实现推板1113以及抓取部件水平移动的技术方案为本发明的一优选方案，而常见的丝杆传动、链条传动、皮带轮传动、气动传动、液压传动等同样可以实现驱动水平移动的技术效果，应视为本发明的具体实施方案。

如图1、2所示，再进一步地，固定支座1111包括侧板，所述侧板设置在推板1113两侧，第一齿条1112安装在侧板上；第一驱动部1114内设置有同步轴11143，第一驱动部1114驱动同步轴11143转动，同步轴11143两端安装有第一齿轮11141，使得第一驱动部1114同步驱动两第一齿轮11141。

由于在传输过程中，车辆电池400承放在推板1113，这使得推板1113受力较大，通过一第一驱动部1114同步驱动两第一齿轮11141，使得推板1113在运动过程中更加稳定。

在本申请中，第一驱动部1114、第二驱动部1115中均采用齿轮齿条传动，由于齿轮齿条传动较为稳定，使得在传输车辆电池400时稳定性提高，同时齿轮齿条承载力大，便于推送本申请中的大型的车辆电池400，且传动精度较高，使得推送组件111方便精确的取放电池，齿轮齿条传动简单，便于简化设备结构。

同时，第一驱动部1114还包括减速器11142，由于推板1113受力较大，通过减速器11142减小第一驱动部1114的输出转速，从而提高第一驱动部1114的输出扭矩以提高推板1113在运动过程中的稳定性。

推板1113伸出固定支座1111的一端处安装有导滑轮11132，车辆电池400压设在导滑轮11132上，随着车辆电池400拖动导滑轮11132滚动；

如图3所示，通过抓取部件带动车辆电池400，导滑轮11132受车辆电池400牵引作用力滚动；由于车辆电池400受抓取部件的牵引滑动，若车辆电池400在推板1113表面滑动所受的摩擦力较大，需要增加第二驱动部1115的扭矩从而造成第二驱动部1115的使用寿命减短，通过导滑轮11132将滑动摩擦变为滚动摩擦，减小了摩擦力，使得减小第二驱动部1115的扭矩。

推板1113上设置有导滑轮11132的一端处还安装有接近传感器11133,通过接近传感器11133检测推板1113与车辆或电池仓间的距离，避免产生碰撞；进一步的，抓取部件受第二驱动部1115驱动，其运动距离保证在固定距离，通过接近传感器11133同时便于检测取机构本体160是否与连接组件420连接。

如图5所示，抓取部件包括抓取机构本体160，在一优选实施例中，抓取机构本体160包括与连接组件420内锁体的锁孔相匹配的锁定部163，通过推送组件111驱使抓取机构本体160朝车辆电池400的连接组件420方向移动，使得锁定部163与连接组件420锁定以形成限位结构，从而使得电池移载机构带动车辆电池400，以便于车辆电池400在电池仓与车辆间移动。

进一步地，连接组件420还包括设置有锁孔的锁头；

锁体内设置有锁舌，锁舌用于限制车辆电池400的位置从而将车辆电池400固定在基座上内，在本优选实施例中，锁舌用于将车辆电池400固定在车辆内，通过驱动锁头转动，使得锁舌运动；

锁定部163与锁头耦合，以使得锁定部163传动锁头，从而实现锁定部163带动锁头转动，通过转动锁定部163，带动锁舌，使得锁舌与车辆实现解锁或锁止。

进一步地，连接组件420还包括连杆，通过连杆将锁舌与锁头连接，通过锁头转动，使得连杆拉动锁舌运动，从而实现了锁舌解锁或锁止。

锁体的数量为两个，两锁体设置在锁头的两侧，锁体内锁头的分别通过连杆连接到锁头上，锁舌的位置伸出于电池本体410，便于与车辆的卡接位连接，通过两侧布置的方式，使得车辆电池400在车辆受两个限位点限制，使得固定更加稳定。

再进一步地，锁体内设置有用于锁舌复位的弹性块，转动锁头时，锁舌向锁体内收缩；而当撤去转动锁头的作用力后，弹性块驱动锁舌回弹，锁舌伸出锁体，同时锁头受连杆牵引回转复位，便于抓取机构本体160的驱动，由于通过弹性块复位，使得抓取机构本体160仅需要控制向一个方向转动，从而简化了控制逻辑；具体如下，由于锁头受弹性块弹力反向复位，因此，使得抓取机构本体160在转动过程中仅需要检测一个初始位置以及一终止位置，当锁定部163从初始位置转动至终止位置时，锁舌收缩至锁体内同时抓取机构本体160与车辆电池400锁定形成限位结构，而当锁定部163从终止位置反向转动至初始位置时，锁舌伸出，同时抓取机构本体160与车辆电池400解除锁定连接关系。

锁定部163包括固定爪，固定爪边缘处设置有向外伸出的限位块；锁头上开设用于所述固定爪伸入的锁槽，锁头端面上的锁槽形状大小与固定爪间隙配合，锁头内的锁槽形状为固定爪转动形成的形状，锁槽内安装有限位杆；

固定爪伸入锁槽内，通过固定爪转动，使得固定爪上的限位块与限位杆相抵触，从而带动锁头转动，锁舌与车辆或电池仓实现解锁。

同时，当固定爪与限位杆相抵触时，通过锁槽限制固定爪伸入方向的位置，以便于电池移载机构带动车辆电池移动。

抓取机构本体160包括用于驱使锁定部163转动的锁定驱动器161，通过锁定驱动器161驱动锁定部163转动，以使得锁定部163与连接组件420实现锁定连接；

在一优选实施例中，固定爪以转动轴向为圆心圆周排布三限位块，限位杆的数量对限位块，锁定驱动器161的转轴上安装有一用于控制锁定驱动器161开关的感应元件164。

具体地，由于固定爪伸入锁槽内，锁定驱动器161驱动固定爪转动一定的角度后，限位块才与限位杆接触，在此之前，锁定部163相对于锁头转动，而当限位块与限位杆接触后，锁定部163相对于锁头静止，锁定驱动器161带动锁头转动，使得锁舌运动，而完成解锁过程时，锁定驱动器161转过一周，因此，仅需一个感应元件164，同时作为初始位置和终止位置，当锁定驱动器161转过一周后，感应元件164控制锁定驱动器161暂停，在抓取机构本体160带动车辆电池400移动后锁定驱动器161反向转动一周，使得固定爪从锁槽内退出，从而节省电子元器件，同时简化控制逻辑。

锁定驱动器161用于驱动锁定部163转动，锁定驱动器161可选择为伺服电机、旋转气缸以及常见的转动驱动设备，在一优选实施例中，锁定驱动器161需要转过一周，优选的是伺服电机，伺服电机方便对其进行控制，由于锁定驱动器161需要在一定的转动角度内的往复转动，因此，旋转气缸也可作为本发明的一实施例，由于，旋转气缸的转动距离是固定的，可省去感应元件164，从而简化控制逻辑；但是本发明所选择的锁定驱动器161不仅限于伺服电机、旋转气缸，常见的转动驱动设备都应视为本发明的具体实施方案。

进一步地，感应元件164包括光电传感器，其中，光电传感器的感应片安装在转轴1611上，光电传感器的感应端安装在固定基座上；抓取机构本体160包括支撑座162，通过支撑座162支撑转轴1611，支撑座162内安装有轴承，从而减小了转轴1611旋转过程中的摩擦，光电传感器的感应端安装在支撑座162上。

抓取机构本体160包括用于将抓取机构本体160连接形成整体的固定安装支架165，固定安装支架165安装在电池移载机构上。

抓取部件还包括移载板1116，抓取机构本体160、驱动模组11151安装在移载板1116上，移载板1116与导向模组11131连接。

该推送机构还包括控制器，控制器内配置有控制该推送机构的用电器工作的工作指令，同时，传感器通过检测向控制器传输检测结果，通过控制器内部存储的工作指令控制该推送机构自动工作。

本发明提供的推送机构，还应包括供电装置，相应动作机构都应具有相应的动力机构等，同时具有总装箱体等，相应的也具有推送机构所具有的有益效果，不再赘述。

以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于车辆电池的伸缩机构,包括用于传输车辆电池(400)的推送组件(111)，其特征在于,所述推送组件(111)包括：

推板(1113)，用于承放车辆电池(400)；

固定支座(1111)，用于将所述推送组件(111)固定在基面上；

第一驱动部(1114)，用于驱动所述推板(1113)；

通过所述第一驱动部(1114)驱动所述推板(1113)，以使得所述推板(1113)伸出至所述固定支座(1111)的外部。

2.如权利要求1所述的一种用于车辆电池的伸缩机构，其特征在于，所述推板(1113)上设置有抓取部件，所述抓取部件用于抓取车辆电池(400)；

所述推板(1113)伸出至所述固定支座(1111)的外部，所述抓取部件靠近车辆电池(400)。

3.如权利要求2所述的一种用于车辆电池的伸缩机构，其特征在于，所述抓取部件包括抓取机构本体(160)；

所述抓取机构本体(160)包括锁定部(163)；

通过所述锁定部(163)与车辆电池(400)连接形成限位结构，所述推板(1113)回缩至所述固定支座(1111)内，所述抓取部件带动车辆电池(400)。

4.如权利要求3所述的一种用于车辆电池的伸缩机构，其特征在于，所述锁定机构本体(160)包括用于驱使所述锁定部(163)转动的锁定驱动器(161)，通过所述锁定部(163)转动，使得所述锁定部(163)解锁车辆电池(400)，同时所述锁定部(163)与车辆电池(400)固定连接。

5.如权利要求4所述的一种用于车辆电池的伸缩机构，其特征在于，所述锁定机构本体(160)还包括感应元件(164)，通过所述感应元件(164)检测所述锁定驱动器(161)的旋转角度。

6.如权利要求2所述的一种用于车辆电池的伸缩机构，其特征在于，所述抓取部件内配置有第二驱动部(1115)，通过所述第二驱动部(1115)驱动所述抓取部件，以使得所述抓取部件相对于所述推板(1113)运动，所述抓取部件将抓取的车辆电池(400)承放在所述推板(1113)上。

7.如权利要求6所述的一种用于车辆电池的伸缩机构，其特征在于，所述推板(1113)上设置有限定所述抓取部件移动方向的导向模组(11131)，所述导向模组(11131)沿所述推板(1113)滑动方向延伸，通过所述第二驱动部(1115)驱动，使得所述抓取部件沿所述导向模组(11131)限定方向移动。

8.如权利要求6所述的一种用于车辆电池的伸缩机构，其特征在于，所述第一驱动部(1114)、第二驱动部(1115)通过齿轮齿条传动，使得所述推板(1113)、抓取部件。

9.如权利要求8所述的一种用于车辆电池的伸缩机构，其特征在于，所述第一驱动部(1114)安装在所述推板(1113)上，所述第一驱动部(1114)驱动第一齿轮(11141)转动；

所述固定支座(1111)包括侧板，所述侧板设置在所述推板(1113)两侧，所述侧板上安装有用于与所述第一齿轮(11141)耦合的第一齿条(1112)；

所述第一驱动部(1114)内设置有同步轴(11143)，所述第一驱动部(1114)驱动所述同步轴(11143)转动，所述同步轴(11143)两端安装有所述第一齿轮(11141)，使得所述第一驱动部(1114)同步驱动两所述第一齿轮(11141)。

10.如权利要求6所述的一种用于车辆电池的伸缩机构，其特征在于，所述推板(1113)伸出所述固定支座(1111)的一端处安装有导滑轮(11132)，车辆电池(400)压设在所述导滑轮(11132)上；

通过所述抓取部件带动车辆电池(400)，所述导滑轮(11132)受车辆电池(400)牵引作用力滚动。

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