导向机构及包含其的换电设备的制作方法

1.本发明涉及电动车辆换电领域，特别涉及一种导向机构及包含其的换电设备。


背景技术：

2.目前，汽车尾气的排放仍然是环境污染问题的重要因素，为了治理汽车尾气，人们研制出了天然汽车、氢燃料汽车、太阳能汽车和电动汽车以替代燃油型汽车。而其中最具有应用前景的是电动汽车。目前的电动汽车主要包括直充式和快换式两种。由于受充电时间和地点的限制，目前很多新能源电动汽车逐步采用快换式(即、快速更换电池的模式)进行能源补给。而快换式的换电设备由于需要在换电车辆和电池存放区之间来回移动，为了避免行走方向和位置发生偏移，产生故障，影响换电效率，需要有合适的导向机构。现有的导向机构一般直接与换电设备连接，导向机构的导向轮安装在换电设备上离地距离是固定的。因此，在换电设备行走过程中，地面轨道若是有不平整之处会影响导向轮与轨道的配合作用，有可能出现导向失效的情况。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术的换电设备的导向机构与地面轨道配合不佳的问题，提供一种导向机构及包含其的换电设备。
4.本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
5.一种导向机构，用于换电设备，以为所述换电设备的行走装置的行走提供引导，所述导向机构包括轮体以及设在所述轮体上的至少一个浮动组件，所述轮体可与地面轨道配合使得所述行走装置沿着所述轨道行走，所述浮动组件用于使所述轮体上下浮动从而所述轮体可产生朝向所述轨道的作用力。
6.在本方案中，通过轮体与轨道的配合，限定了轮体的行走方向，实现了导向机构对行走装置的行走导向；通过浮动组件使得轮体上下浮动，有效缓冲了行走过程中行走不平稳时对轮体的冲击，轮体行走更平稳，也避免轮体受到冲击而损坏；同时，还能保证轮体始终可以和轨道有效接触，有利于提高导向效果。
7.较佳地，所述轮体包括轮毂和轮座，所述轮毂嵌设于所述轮座内，且所述轮毂的中心轴两端固定于所述轮座上，使得所述轮毂可绕所述中心轴滚动，以在所述轨道上行走，所述浮动组件设置在所述轮座上并向所述轮座施加向下的作用力。
8.在本方案中，将轮毂嵌设于轮座内，保护了轮毂；通过浮动组件设置在轮座上，使得浮动过程中，浮动组件不容易受到滚动不平衡而发生偏摆，使缓冲作用更平稳；通过轮毂在轨道上的滚动实现了行走。
9.较佳地，所述轮座沿高度方向的上方还设有固定板，所述浮动组件设置在所述固定板和所述轮座之间，使得所述轮座与所述固定板可相对浮动，从而所述轮毂可产生朝向所述轨道的作用力。
10.在本方案中，通过固定板，可以与换电设备连接，从而使得换电设备的浮动可通过
固定板向轮体传递，实现浮动作用；通过将浮动组件设置在固定板和轮座之间，限定了浮动距离，保证有效的缓冲作用；通过轮座与固定板可相对浮动，实现了换电设备通过固定板相对于轮座的浮动，或者轮体通过轮座相对于固定板的浮动，吸收了轨道对轮毂的反作用力，实现了缓冲效果。
11.较佳地，所述导向机构还包括至少一个导向柱，所述导向柱分别与所述轮座和所述固定板连接，且所述导向柱与所述轮座和所述固定板中的至少一个可相对移动的套接。
12.在本方案中，通过设置导向柱，并使其与轮座和固定板中至少一个可相对移动的套接，使得导向柱对轮座的浮动方向产生了导向作用，避免轮座的浮动方向产生偏移，保证了有效的缓冲。
13.较佳地，所述导向柱固定在所述轮座上，并能够沿高度方向自由贯穿所述固定板的通孔，所述浮动组件套设于所述导向柱外。
14.在本方案中，通过将导向柱固定在轮座上，并沿高度方向自由贯穿固定板的通孔，实现了轮体在轨道上浮动时，带动轮座相对固定板沿高度方向的浮动方式，使整个导向机构产生了浮动效果；而固定板沿高度方向浮动时，导向柱可自由贯穿通孔而不影响导向机构；通过将浮动组件套设在导向柱外，实现了对浮动方向的导向，避免偏移。
15.较佳地，当所述浮动组件未受力、所述轮座相对所述固定板未发生浮动时，所述导向柱沿高度方向的最高点不低于所述固定板的所述通孔的下沿。
16.在本方案中，通过未发生浮动时对导向柱的最高点的位置限定，保证导向柱在贯穿固定板的通孔时，始终不会脱离固定板的下表面而失去套接作用，保证有效的导向作用。
17.较佳地，所述导向柱的上端伸出所述固定板的所述通孔，且所述导向柱的上端具有端面凸台，所述端面凸台的直径大于所述通孔的直径。
18.在本方案中，通过设置导向柱的上端伸出固定板的通孔，保证导向柱有足够的长度穿梭整个通孔，避免导向柱的长度不够而使得只能穿梭部分的通孔，从而导致导向柱的上端与通孔的内壁产生摩擦，影响导向效果；通过在导向柱的末端设置端面凸台，并使其直径大于通孔直径，保证导向柱始终不会脱离固定板的上表面，失去套接作用，保证了有效的导向作用。
19.较佳地，至少有三个不共线的所述浮动组件，均匀分布在所述轮座上。
20.在本方案中，通过在轮座上设置至少三个不共线的浮动组件并且均匀分布，使得多个浮动组件在轮座的表面形成面接触，而不是单一的点接触，从而使得轮座的受力更均匀，避免不均匀受力而影响浮动效果，也避免受力不均匀而造成对轮座的冲击，提高了导向轮的使用寿命和导向效果。
21.较佳地，所述浮动组件为压簧。
22.在本方案中，通过压簧的压缩和释放实现了有效的浮动效果。
23.较佳地，所述固定板上还设有至少一个垂直于所述行走方向的横向安装孔，所述横向安装孔用于与所述换电设备相连接以使得所述导向机构可安装于所述换电设备上。
24.在本方案中，通过横向安装孔，实现了导向机构在换电设备上的固定，使得导向机构能够对换电设备的行走装置的行走产生导向作用。
25.较佳地，所述轮毂为槽轮，所述槽轮包括滚动部及其两侧的限位部，两个所述限位部的直径大于所述滚动部的直径，所述滚动部的宽度大于所述轨道的宽度使得所述轮毂在
所述轨道上行走时所述限位部卡合于所述轨道两侧。
26.在本方案中，通过该槽轮结构，实现了轮毂与轨道的配合，限制了轮毂在宽度方向的移动空间，从而实现了对行走方向的导向作用；设置滚动部的宽度大于轨道的宽度，还避免了轮毂与轨道卡死，保证有一定的移动空间。
27.一种换电设备，所述换电设备包括本体以及设于所述本体上的行走装置和至少一个如上述的导向机构；
28.所述行走装置包括驱动机构和行走轮毂，所述驱动机构用于驱动所述行走轮毂旋转以使得所述行走装置可行走。
29.在本方案中，该换电设备通过行走装置实现了行走，采用上述的导向机构，实现了行走导向，避免了位置不准确而影响换电效率，同时提高了行走的平稳性，有效保证沿设定路径行走，减少了故障概率。并能缓冲行走过程中的不平稳，行走更平稳。
30.较佳地，所述导向机构设在所述本体沿所述行走方向的一侧或两侧，所述导向机构可与地面轨道配合，以引导所述本体沿所述轨道行走。
31.在本方案中，通过导向机构与轨道的配合，实现了本体按照设定的行走路径行走；将导向机构设在本体沿行走方向的一侧或两侧，有利于对本体的整体导向效果。
32.在本体的单侧设置导向机构时，避免了两侧导向机构同时作用而容易卡死的情况，也节约了导向轮的数量；在本体的两侧都设置导向机构时，可以平衡滚动的力量但又不对导向产生限制。
33.较佳地，所述导向机构不少于两个，各所述导向机构沿所述行走方向间隔设置。
34.在本方案中，采用至少两个导向机构，并沿行走方向间隔设置，平衡了对本体前后位置的导向力。
35.较佳地，沿所述行走方向，所述导向机构的所述轮毂和所述行走轮毂的运动轨迹不重叠。
36.在本方案中，通过设置导向机构的轮毂与行走轮毂的运动轨迹不重叠，使得导向机构和行走轮毂在本体上可以合理布局，避免导向机构与行走轮毂之间的相互干扰，有利于行走平稳。
37.较佳地，所述行走装置沿行走方向的两侧分别设有至少有两组行走轮毂，所述导向机构沿行走方向设在两组所述行走轮毂之间。
38.在本方案中，通过在行走装置沿行走方向的两侧分别设有至少两组行走轮毂，使得整个换电设备的行走平稳，同时有利于提高整个换电设备的电池承载能力；将导向机构沿行走方向方向设在两组行走轮毂之间，有利于导向机构平衡两个行走轮毂不同的偏移角度所产生的导向力比例，也有利于导向机构与行走轮毂在本体上的空间布置，避免冲突。
39.本发明的积极进步效果在于：该导向机构及包含其的换电设备通过轮体与轨道的配合，限定了轮体的行走方向，实现了导向机构对行走装置的行走导向；通过浮动组件使得轮体上下浮动，有效缓冲了行走过程中行走不平稳时对轮体的冲击，轮体行走更平稳，也避免轮体受到冲击而损坏；同时，还能保证轮体始终可以和轨道有效接触，有利于导向效果。通过采用上述的导向机构，实现了行走导向，避免了位置不准确而影响换电效率，提高了行走的平稳性，有效保证沿设定路径行走，减少了故障概率。并能缓冲行走过程中的不平稳，换电设备行走更平稳。
附图说明
40.图1为本发明实施例1的导向机构的三维结构示意图。
41.图2为本发明实施例1的导向机构的主视图。
42.图3为图2的的右视图。
43.图4为图1沿b-b方向的剖视图。
44.图5为本发明实施例2的换电设备的结构示意图。
45.图6为图5沿c-c方向的剖视图。
46.图7为图6中局部d的放大结构示意图。
47.附图标记说明：
48.导向机构1
49.轮体11
50.轮毂111
51.滚动部1111
52.限位部1112
53.轮座112
54.压簧12
55.固定板13
56.通孔131
57.横向安装孔132
58.导向柱14
59.端面凸台141
60.换电设备2
61.本体4
62.导向安装板41
63.导向安装轴42
64.行走装置5
65.驱动电机51
66.行走轮毂52
67.传动轴53
68.行走方向a。
具体实施方式
69.下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。
70.实施例1
71.如图1所示，本实施例提供了一种导向机构1，用于换电设备2，以为换电设备2的行走装置的行走提供引导，该导向机构1包括轮体11以及设在轮体11上的4个浮动组件，本实施例中，浮动组件具体为压簧12，但其他实施例中，浮动组件的数量不限于4个，可以依据实际需求增加或减少，同时，浮动组件也可以为其他能否实现浮动效果的产品。
72.轮体11可与地面轨道(图中未显示)配合使得行走装置沿着轨道行走，压簧12的压
缩和释放使轮体11上下浮动从而轮体11可产生朝向轨道的作用力。
73.通过轮体11与轨道的配合，限定了轮体11的行走方向a，实现了导向机构1对行走装置的行走导向；通过压簧12的压缩和释放实现了有效的浮动效果，使得轮体11上下浮动，有效缓冲了行走过程中行走不平稳时对轮体11的冲击，轮体11行走更平稳，也避免轮体11受到冲击而损坏；同时，还能保证轮体11始终可以和轨道有效接触，有利于提高导向效果。
74.其中，如图1所示，轮体11包括轮毂111和轮座112，轮毂111嵌设于轮座112内，且轮毂111的中心轴两端固定于轮座112上，使得轮毂111可绕中心轴滚动，以在轨道上行走，压簧12设置在轮座112上并向轮座112施加向下的作用力。
75.将轮毂111嵌设于轮座112内，保护了轮毂111；通过压簧12设置在轮座112的平面上，接触面大，使得浮动过程中，压簧12不容易受到滚动不平衡而发生偏摆，使缓冲作用更平稳；通过轮毂111在轨道上的滚动实现了行走。
76.其中，如图1和图2所示，轮座112沿高度方向的上方还设有固定板13，压簧12设置在固定板13和轮座112之间，使得轮座112与固定板13可相对浮动，从而轮毂111可产生朝向轨道的作用力。
77.通过固定板13，其可以与换电设备连接，这样，换电设备的浮动可通过固定板13向轮体11传递，实现浮动作用；通过将压簧12设置在固定板13和轮座112之间，限定了浮动距离，保证有效的缓冲作用；通过轮座112与固定板13之间相对浮动，使得既可以是换电设备通过固定板13相对于轮座112浮动，也可以是轮体11通过轮座112相对于固定板13浮动，吸收了行走不平稳时轨道对轮毂111的反作用力，实现了缓冲效果。
78.其中，如图2和图4所示，该导向机构1还包括与压簧12对应数量的导向柱14，本实施例中，设置为4个导向柱14，导向柱14的下端通过螺纹或者焊接等形式连接固定在轮座112上，导向柱14的上端沿高度方向自由贯穿固定板13的通孔131，压簧12套设于导向柱14外。
79.通过将导向柱14固定在轮座112上，并沿高度方向自由贯穿固定板13的通孔131，实现了轮体11在轨道上浮动时，带动轮座112相对固定板13沿高度方向的浮动方式，使整个导向机构1产生了浮动效果；而固定板13沿高度方向浮动时，导向柱14可自由贯穿通孔131而不影响导向机构1；通过将压簧12套设在导向柱14外，实现了对浮动方向的导向，避免偏移。
80.在其他实施例中，导向柱14与轮座112和固定板13之间的连接还可以采用其他能够实现可相对移动的连接方式，例如：
81.导向柱14的上端固定在固定板13上，导向柱14的下端沿高度方向自由贯穿轮座112的通孔，实现与轮座112可相对移动的套接；
82.或者，
83.导向柱14的上下端分别与固定板13和轮座112实现可相对移动的套接，同时，导向柱14的上下端设置凸台或其他限位装置使得导向柱14不脱离轮座112和固定板13。
84.通过设置导向柱14，并使其与轮座112和固定板13中至少一个可相对移动的套接，使得导向柱14对轮座112的浮动方向产生了导向作用，避免轮座112的浮动方向产生偏移，保证了有效的缓冲。
85.其中，当压簧12未受力、轮座112相对固定板13未发生浮动时，选择合适长度的导
向柱14，使其沿高度方向的最高点不低于固定板13的通孔131的下沿。
86.通过未发生浮动时对导向柱14的最高点的位置限定，保证导向柱14在贯穿固定板13的通孔131时，始终不会脱离固定板13的下表面而失去套接作用，保证有效的导向作用。
87.其中，如图4所示，导向柱14的上端伸出固定板13的通孔131，且导向柱14的上端具有端面凸台141，端面凸台141的直径大于通孔131的直径。
88.通过设置导向柱14的上端伸出固定板13的通孔131，保证导向柱14有足够的长度穿梭整个通孔131，避免导向柱14的长度不够而使得只能穿梭部分的通孔131，从而导致导向柱14的上端与通孔131的内壁产生摩擦，影响导向效果；通过在导向柱14的末端设置端面凸台141，并使其直径大于通孔131直径，保证导向柱14始终不会脱离固定板13的上表面而失去套接作用，保证了有效的导向作用。
89.其中，如图1所示，4个压簧12分为两组，均匀分布在轮座112的前后位置上，在设置方向上不共线。
90.通过在轮座112上设置4个不共线的压簧12并且均匀分布，使得多个压簧12在轮座112的表面形成面接触，接触面更大，而不是单一的点接触，从而使得轮座112的受力更均匀，避免不均匀受力而影响浮动效果，也避免受力不均匀而造成对轮座112的冲击，提高了导向轮的使用寿命和导向效果。
91.如图3所示，固定板13上还设有两个垂直于行走方向a的横向安装孔132，横向安装孔132用于与行走装置相连接，以使得该导向机构1可安装于行走装置上。
92.通过横向安装孔132，实现了该导向机构1在行走装置上的固定，使得导向机构1能够对行走装置的行走产生导向作用。
93.其中，如图2所示，轮毂111为槽轮，槽轮包括滚动部1111及其两侧的限位部1112，两个限位部1112的直径大于滚动部1111的直径，滚动部1111的宽度大于轨道的宽度使得轮毂111在轨道上行走时限位部1112卡合于轨道两侧。
94.通过该槽轮结构，实现了轮毂111与轨道的配合，限制了轮毂111在宽度方向的移动空间，从而实现了对行走方向a的导向作用；设置滚动部1111的宽度大于轨道的宽度，还避免了轮毂111与轨道卡死，保证有一定的移动空间。
95.在本实施例中，压簧12、导向柱14、横向安装孔132的数量是根据本实施例中导向机构1和行走装置的具体结构进行选择的，在其他实施例中，根据结构的不同，压簧12、导向柱14、横向安装孔132的数量可相应地调整。
96.实施例2
97.如图5所示，本实施例提供了一种换电设备2，该换电设备2包括本体4以及设于本体4上的行走装置5和两个如实施例1中的导向机构1；行走装置5有两个，分别位于换电设备2沿行走方向a的首端和尾端；
98.每个行走装置5包括驱动机构和行走轮毂52，驱动机构包括驱动电机51和与驱动电机51相连接的传动轴53，传动轴53与两个行走轮毂52连接，驱动电机51驱动传动轴53，带动两个行走轮毂52旋转以使得行走装置5可行走。在其他实施例中，驱动电机51也可以是其他能实现行走驱动功能的设备或装置。
99.该换电设备2通过行走装置5实现了行走，采用如实施例1中的导向机构1，实现了行走导向，避免了位置不准确而影响换电效率，同时提高了行走的平稳性，有效保证沿设定
路径行走，减少了故障概率。并能缓冲行走过程中的不平稳，行走更平稳。
100.其中，两个导向机构1均设在本体4沿行走方向a的右侧，导向机构1可与地面轨道(图中未显示)配合，以引导本体4在行走装置5的带动下沿轨道行走。
101.通过导向机构1与轨道的配合，实现了本体4按照设定的行走路径行走；将导向机构1设在本体4沿行走方向a的单侧，有利于避免了两侧导向机构1同时作用可能卡死的情况，也节约了导向轮的数量；但在其他实施例中，根据具体结构需要，导向机构也可以都设在本体4沿行走方向a的左侧或本体4的中间位置；还可以在本体4的两侧都设置导向机构1时，可以平衡滚动的力量但又不对导向产生限制，有利于对本体4的整体导向效果。
102.其中，两个导向机构1沿行走方向a间隔设置。
103.采用两个导向机构1，并沿行走方向a间隔设置，平衡了对本体4前后位置的导向力。
104.其中，如图5-7所示，沿行走方向a，两个导向机构1设在本体4的框架内，并位于框架内的两个导向安装板41之中，两个导向安装轴42穿过固定板13上的两个横向安装孔132，并与两个导向安装板41连接，以此将导向机构1安装于行走装置5上。行走轮毂52设在导向机构1的外侧，使得导向机构1的轮体11和行走轮毂52的运动轨迹不重叠。
105.通过设置导向机构1的轮毂111与行走轮毂52的运动轨迹不重叠，使得导向机构1和行走轮毂52在本体4上可以合理布局，避免导向机构1与行走轮毂52之间的相互干扰，有利于行走平稳。
106.其中，如图5所示，由于沿行走方向a在换电设备2的首端和尾端均有设有行走装置5，相应的行走轮毂52设有两组；一组位于换电设备2的首端，另一组位于换电设备2的尾端，导向机构1沿行走方向a设在两组行走轮毂52之间，一组包括两个行走轮毂52。
107.通过在行走装置5沿行走方向a的两侧分别设有两组行走轮毂52，使得整个换电设备2的行走平稳，同时有利于提高整个换电设备2的电池承载能力；将导向机构1沿行走方向a方向设在两组行走轮毂52之间，有利于导向机构1平衡两个行走轮毂52不同的偏移角度所产生的导向力比例，也有利于导向机构1与行走轮毂52在本体4上的空间布置，避免冲突。
108.在其他实施例中，导向机构1、行走轮毂52的数量也可以根据导向、行走的需要以及具体的本体4结构做相应地调整。
109.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
110.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。