车轮定位装置以及换电站的制作方法

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换电站。

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。

所以，很有必要针对包括上述这些情况在内的现有问题或弊端进行充分研究，以便加以改进。

技术实现要素：

本发明提出一种车轮定位装置，其能够实现车辆与换电站的定位。

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；

引导机构，用于引导所述底板在车辆纵向的运动；以及

驱动机构，用于调整所述底板在车辆纵向的位置。

根据本发明一个方面提出的车轮定位装置，所述引导机构包括与地面固定的第一导轨和能够沿着所述第一导轨滑动的滑块，所述底板与所述滑块固定连接。

根据本发明一个方面提出的车轮定位装置，所述驱动机构包括第一线性电机。

根据本发明一个方面提出的车轮定位装置，所述车轮定位装置包括推板，用于在车轴方向调整车轮。

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，在所述底板与所述定位机构之间设有升降机构，用于在竖直方向上调整车轮。

根据本发明一个方面提出的车轮定位装置，在所述底板与所述定位机构之间设有基板，所述基板用于承载所述定位机构，所述升降机构设置在所述基板与所述底板之间。

根据本发明一个方面提出的车轮定位装置，在所述基板上设有第二线性电机，用于驱动所述推板。

根据本发明一个方面提出的车轮定位装置，所述第二线性电机通过滚珠丝杠机构驱动所述推板。

根据本发明一个方面提出的车轮定位装置，在所述基板上设有第二导轨，用于引导所述推板的移动。

根据本发明一个方面提出的车轮定位装置，所述升降机构包括：

刚性链，其自由端与所述基板固定连接；

第三电机，用于驱动所述刚性链；以及

叉剪式结构，用于引导所述基板在竖直方向的运动。

根据本发明一个方面提出的车轮定位装置，设置有两套升降机构，分别用于在竖直方向上调整左侧轮和右侧轮。

此外，本发明提出一种带有这样的车轮定位装置的换电站。由于该换电站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。

本发明的有益效果包括：通过驱动机构带动底板在车辆纵向运动，使得换电站能够适应不同轴距的车辆做出调整；并且通过定位机构对车轮进行定位，使得车辆相对于换电站能够准确定位。

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，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示意性显示图1中的车轮定位装置，其中升降机构处于升起状态；

图3示意性显示了根据本发明一个实施方式提出的换电站。

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。

根据本发明的一实施方式结合图1和图2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，起到安装和承重的作用；设置在所述底板1上的定位机构2，用于车轮的定位；引导机构3，用于引导所述底板1在车辆纵向的运动；以及驱动机构4，用于调整所述底板1在车辆纵向的位置。车辆纵向是指车辆前进或后退的方向，大致对应于车辆坐标系的x向。所述引导机构3包括与地面固定的第一导轨31和能够沿着所述第一导轨31滑动的滑块32，所述底板1与所述滑块32例如通过侧板固定连接。第一导轨31可以直接与地面固定，或者可以与换电站中其它的固定的部分固定。所述驱动机构4包括第一线性电机41，用于驱动所述底板1在车辆纵向的运动。通过驱动机构4带动底板1在车辆纵向运动，使得换电站能够适应不同轴距的车辆做出调整；并且通过定位机构2对车轮进行定位，使得车辆相对于换电站能够准确定位。

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。

所述车轮定位装置包括推板5，用于在车轴方向调整车轮，将整车推正。车轴方向是指车辆的两侧车轮连线的方向，大致对应于车辆坐标系的y向。在所述车轮定位装置上能够设置多个推板5分别推移左右两侧的车轮。推板5可以从车辆外部向车辆内部地推移车轮，当然推板5也可以从车辆内部向车辆外部地推移车轮。

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211（例如v形的支撑组件21的每条边上设有多个滚子211），相邻的滚子211之间留有间隙使得每个滚子211能够独立地滚动。通过这样的方式，当车轮在支撑组件21上沿车轴方向移动时，通过滚子211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。

请参考图2，在所述底板1与所述定位机构2之间设有升降机构6，用于在竖直方向上调整车轮。利用升降机构6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，通过对车辆前轮和/或后轮的升降能够调整车辆的前倾或后仰角度。可以设置有两套升降机构6，分别用于在竖直方向上调整左侧轮和右侧轮，通过对这样的方式能够进一步调整车辆在车轴方向的倾斜。

在所述底板1与所述定位机构2之间设有基板7，所述基板7用于承载所述定位机构2，所述升降机构6设置在所述基板7与所述底板1之间。所述车轮定位装置还包括推板5，用于在车轴方向调整车轮，在所述基板7上设有第二线性电机71，用于驱动所述推板5，第二线性电机71也固定在基板7上。所述第二线性电机71通过滚珠丝杠机构72驱动所述推板5，由此推板5推移车轮的距离能够实现精确调整。在所述基板7上设有第二导轨73，用于引导所述推板5的移动。在所述升降机构6工作过程中，基板7以及位于其上的推板5、第二线性电机71和定位机构2一起在竖直方向上移动。

所述升降机构6可以包括：刚性链（未示出），其自由端与所述基板7固定连接；第三电机61，用于驱动所述刚性链在竖直方向上升降所述基板7；以及叉剪式结构62，用于引导所述基板7在竖直方向的运动。

本发明还包括一种换电站，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3示出，其中可看出：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81带有v形的支撑组件，用于后轮的车轮定位装置82带有平面形的支撑组件。调整用于前轮的车轮定位装置81与用于后轮的车轮定位装置82的间距，使得前轮落入v形的支撑组件的中心，此时可以认为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83以及设置在车轮定位装置两侧的充电仓84。

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。

如前所述，采用本发明的技术方案成功克服了现有技术中所存在的弊端和不足之处，尤其能够根据工作现场情况相当灵活且紧凑地布置相应装备来实现快速换电，并且可以有效降低设备投资成本，增强系统整体的空间利用率和可扩展性，这对于进一步推广使用新能源汽车、促进环境保护等均具有重要意义。

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。