專利名稱：用于電動(dòng)車輛的電池的附接與拆卸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于附接/拆卸電動(dòng)車輛的電池的裝置，更具體地涉及電動(dòng)車輛電池附接/拆卸裝置，該裝置適于對(duì)安裝在電動(dòng)車輛的電池安裝單元上且即將放完電的電池、和完成充電且裝載在單獨(dú)的裝載器上的電池進(jìn)行附接/拆卸和更換。
背景技術(shù)：
一般而言，車輛通常使用石油(例如汽油、輕油)和氣體燃料(例如LPG、LNG)作為其燃料，這些燃料的礦藏是有限的，并且價(jià)格呈上漲趨勢(shì)，還造成環(huán)境污染。因此，對(duì)替代燃料的需求日益增長(zhǎng)。最近，電池在相當(dāng)大程度上已經(jīng)被商業(yè)化為車輛的替代燃料，但是電池需要較長(zhǎng)時(shí)間的充電，這降低了效率且使其難以廣泛使用。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題因此，根據(jù)上述問(wèn)題進(jìn)行了本發(fā)明的開(kāi)發(fā)，本發(fā)明的一方面提供了電動(dòng)車輛電池附接/拆卸裝置取代對(duì)電動(dòng)車輛的電池進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的充電，該電動(dòng)車輛電池附接/拆卸裝置在短時(shí)間內(nèi)自動(dòng)且方便地用充滿電的電池來(lái)更換幾乎沒(méi)電的電池。本發(fā)明的另一方面提供了電動(dòng)車輛電池附接/拆卸裝置，在公共汽車的情況下，該電動(dòng)車輛電池附接/拆卸裝置具有布置在特定車站的多個(gè)充滿電的電池，并且可容易地將公共汽車的幾乎沒(méi)電的電池拆卸且更換為充滿電的電池。本發(fā)明的另一方面 提供了電動(dòng)車輛電池附接/拆卸裝置，其能夠保證即使由于多種原因(輪胎氣壓差、乘客的集中分布、駕駛員難以將電動(dòng)車輛停在精確的更換位置等)電動(dòng)車輛的電池安裝單元沒(méi)有與移動(dòng)裝置的電池附接/拆卸單元定位在同一豎直線上而是具有某種程度的移位，電池都可容易地被附接/拆卸。本發(fā)明的另一方面提供了電動(dòng)車輛電池附接/拆卸裝置，其以這樣的方式配置，即當(dāng)電池就位且設(shè)定在電池安裝單元的精確位置中時(shí)，安裝在電池安裝單元上以上升/下降的連接銷才受控地上升，然后插入電池的連接銷孔以建立電連接，即使在電動(dòng)車輛運(yùn)行時(shí)發(fā)生振動(dòng)，連接銷也不會(huì)從連接銷孔脫出，而是仍維持穩(wěn)定的電連接。技術(shù)方案根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了電動(dòng)車輛電池附接/拆卸裝置，其包括:電池安裝單元，形成于電動(dòng)車輛上以可拆卸地安裝電池，并設(shè)有適于由升起/降下裝置升起/降下的連接銷模塊；裝載器，具有多個(gè)電池座，每個(gè)電池座適于可拆卸地安裝充滿電的電池，該充滿電的電池將由安裝在電池安裝單元上的電池更換；以及電池附接/拆卸單元，適于通過(guò)移動(dòng)裝置沿X軸、Y軸和Z軸在電池安裝單元與電池座之間移動(dòng)，拆卸安裝在電池安裝單元或電池座上的電池，以及在電池座或電池安裝單元上更換/安裝電池。優(yōu)選地，電池具有:引入空間單元，引入空間單元形成于電池底面的一側(cè)上，從而使連接銷模塊在升起時(shí)被引入引入空間單元；連接銷孔，形成于引入空間單元的表面上，從而使連接銷模塊的連接銷插入連接銷孔。優(yōu)選地，抓取凸起形成于連接銷的兩側(cè)上，裝配槽形成于每個(gè)抓取凸起的圓周面上，抓取孔形成于連接銷孔的兩側(cè)上，從而抓取凸起裝配到抓取孔中，板簧安裝在每個(gè)抓取孔的圓周面上以裝配在裝配槽中。升起/降下裝置可包括:致動(dòng)器，致動(dòng)器響應(yīng)于電信號(hào)進(jìn)行操作；活塞，通過(guò)致動(dòng)器的操作來(lái)移動(dòng)；滑動(dòng)部件，連接至活塞的端部以使滑動(dòng)部件的移動(dòng)與活塞的移動(dòng)相關(guān)聯(lián)；以及聯(lián)接件，聯(lián)接件的端部分別連接至滑動(dòng)部件，從而在滑動(dòng)部件移動(dòng)時(shí)，聯(lián)接件從水平方向向豎直方向旋轉(zhuǎn)或從豎直方向向水平方向旋轉(zhuǎn)并使連接銷模塊升起/降下。有益效果根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)車輛電池附接/拆卸裝置的優(yōu)點(diǎn)如下:例如，在短時(shí)間內(nèi)，可用安裝于車站的裝載器上的一個(gè)充滿電的電池容易地更換安裝于電動(dòng)車輛的電池安裝單元上的幾乎沒(méi)電的電池，由此顯著改進(jìn)效率。電動(dòng)車輛電池附接/拆卸裝置保證即使由于多種原因(輪胎氣壓差、乘客的集中分布、駕駛員難以將電動(dòng)車輛停在精確的更換位置等)電動(dòng)車輛的電池安裝單元沒(méi)有與移動(dòng)裝置的電池附接/拆卸單元定位在同一豎直線上而是具有某種程度的移位，電池都可容易地被附接至電池安裝單元/從電池安裝單元拆卸。此外，僅當(dāng)電池就位且設(shè)定在電池安裝單元的精確位置中時(shí)，安裝在電池安裝單元上以上升/下降的連接銷才受控地上升，然后插入電池的連接銷孔以建立電連接，由此保證電池安裝單元與電池之間的穩(wěn)定的電連接。此外，即使在電動(dòng)車輛運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生振動(dòng)，連接銷也不會(huì)從連接銷孔脫出，由此保證穩(wěn)定的電連接。


圖1是示出安裝在電動(dòng)車輛的上表面的一側(cè)上的電池以使用根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的電動(dòng)車輛電池附接/拆卸裝置的局部立體圖；圖2是示出使用如圖1所示的根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的電動(dòng)車輛電池附接/拆卸裝置來(lái)取下安裝在電動(dòng)車輛上的電池的過(guò)程的局部立體圖；圖3是圖2的正視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的電動(dòng)車輛電池附接/拆卸裝置的分解立體圖；圖5至圖13是示出使用根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的電動(dòng)車輛電池附接/拆卸裝置附接/拆卸及更換電池的連續(xù)過(guò)程的立體圖和正視圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的電動(dòng)車輛電池附接/拆卸裝置的電池和電池安裝單元的分解立體圖；圖15是展現(xiàn)如圖14所示的電池的底部結(jié)構(gòu)的分解立體圖；圖16是圖14所示的組裝立體圖；圖17和圖18是圖16的正視圖和側(cè)視圖；圖19和圖20是示出與根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的電動(dòng)車輛電池附接/拆卸裝置相關(guān)的安裝在電池安裝單元的底部的一側(cè)上以上升/下降的連接銷插入電池的連接銷孔中的過(guò)程的截面構(gòu)造圖；圖21和圖22是示出如圖19和圖20所示的連接銷從不同方向插入連接銷孔的過(guò)程的截面構(gòu)造圖。
具體實(shí)施例方式在下文中，將參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。第一實(shí)施方式圖1是示出安裝在電動(dòng)車輛的上表面一側(cè)上的電池以使用根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的電動(dòng)車輛電池附接/拆卸裝置的局部立體圖；圖2是示出使用如圖1所示的根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的電動(dòng)車輛電池附接/拆卸裝置取下安裝在電動(dòng)車輛上的電池的過(guò)程的局部立體圖；圖3是圖2的正視圖；以及圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的電動(dòng)車輛電池附接/拆卸裝置的分解立體圖。如圖所示，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的電動(dòng)車輛電池附接/拆卸裝置包括:裝載器(未不出)，其上裝載有多個(gè)已完成充電的電池(在下文中被稱為充滿電的電池);電動(dòng)車輛電池安裝單元100 ；以及電池附接/拆卸單元300，其適于通過(guò)移動(dòng)裝置200沿X軸、Y軸和Z軸在電池安裝單元100與裝載器之間移動(dòng)，從而拆卸安裝在電池安裝單元100或裝載器上的電池10，又在裝載器或電池安裝單元100上更換/安裝電池10。在本發(fā)明的第一實(shí)施方式的描述中可以假設(shè)電動(dòng)車輛為公共汽車2。電池附接/拆卸單元300應(yīng)相對(duì)于裝載有多個(gè)充滿電的電池的裝載器和公共汽車2的電池安裝單元100沿X軸、Y軸和Z軸移動(dòng)。由此，電池安裝單元100優(yōu)選地安裝在公共汽車2的頂部，充滿電的電池的裝載器優(yōu)選地被定位為高于公共汽車2。電池附接/拆卸單元300通過(guò)移動(dòng)單元200相對(duì)于裝載器和公共汽車2的電池安裝單元100沿X軸、Y軸和Z軸移動(dòng)。因此，移動(dòng)單元200包括:一對(duì)固定導(dǎo)軌210，水平地安裝在裝載器上；可變導(dǎo)軌220，垂直地安裝在固定導(dǎo)軌210上并適于沿X軸或Y軸水平移動(dòng)；以及可移動(dòng)軌230，適于相對(duì)于可變導(dǎo)軌220沿Y軸或X軸水平移動(dòng)以及沿Z軸豎直移動(dòng)。電池附接/拆卸單元300優(yōu)選地安裝在可移動(dòng)軌230的下端。特別地，可變導(dǎo)軌220適于相對(duì)于平行安裝在裝載有多個(gè)充滿電的電池的裝載器上的一對(duì)固定導(dǎo)軌210沿X軸或Y軸水平移動(dòng)。可移動(dòng)軌230適于相對(duì)于可變導(dǎo)軌220沿Y軸或X軸水平移動(dòng)以及沿Z軸豎直移動(dòng)。因此，安裝在可移動(dòng)軌230的下端的電池附接/拆卸單元300可取下和更換裝載在裝載器上的充滿電的電池和安裝在公共汽車2的電池安裝單元100上的即將放完電的電池(在下文中被稱為放完電的電池)。根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的電池附接/拆卸單元300應(yīng)沿X軸、Y軸和Z軸移動(dòng)電池10，使其對(duì)于安全抓取電池10是至關(guān)重要的。電池10還需要被穩(wěn)固地保持在公共汽車2的電池安裝單元100上以及裝載器的各個(gè)電池支撐部(未示出)上。因此，電池10被構(gòu)造成穩(wěn)固地保持在電池安裝單元100上和裝載器的各個(gè)電池座上以及電池附接/拆卸單元300上。應(yīng)用于本發(fā)明的這種電池10結(jié)構(gòu)將在下面描述。應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的電池附接/拆卸裝置的電池10具有:耦合孔12，耦合孔12形成于各個(gè)拐角附近以使電池保持在公共汽車2的電池安裝單元100或裝載器的電池座上的精確位置；上表面切口 14，分別形成在兩個(gè)側(cè)表面上并在從底部起的預(yù)定高度處設(shè)有接合突出16;以及下表面切口 18，分別形成在前表面和后表面上并在從頂部起的預(yù)定高度處設(shè)有接合突出20。具有上述構(gòu)造的電池10被安裝并由電池安裝單元100或電池座保持，將在下文中進(jìn)行描述。電池安裝單元100或電池座具有底部102，底部102具有預(yù)定面積，電池10就位且支撐在底部102上。底部102具有接合棒104，接合棒104適于插入形成于電池10的各個(gè)拐角上的耦合孔12。此外，抓取保持器106被形成為通過(guò)彈力與電池10的上表面切口 14的接合突出16接合或脫離。形成于電池安裝單元100或電池座上的接合棒104被定位成與電池10的耦合孔12豎直對(duì)應(yīng)并具有相對(duì)應(yīng)的數(shù)量。抓取保持器106還具有與電池10的上表面切口 14的位置與數(shù)量相對(duì)應(yīng)的位置與數(shù)量。抓取保持器106適于通過(guò)彈性部件112 (例如彈簧)以向前/向后的方向鉸接旋轉(zhuǎn)。每個(gè)抓取保持器106具有臺(tái)階式部分108和傾斜表面110，臺(tái)階式部分108適于與形成在電池10的上表面切口 14上的相應(yīng)接合突出16水平接合，傾斜表面110從臺(tái)階式部分108的內(nèi)端面以向外的方向向上傾斜。因此，當(dāng)電池10安裝在電池安裝單元100或電池座上時(shí)(如圖5所示)，接合棒104保持插入至電池10的耦合孔12中以阻止電池10向前/向后/向左/向右水平移動(dòng)。此夕卜，抓取保持器106的臺(tái)階式部分108與電池10的上表面切口 14的接合突出16水平接合，并阻止電池10向上/向下豎直移動(dòng)，從而使電池10被抓取且保持。應(yīng)注意，盡管在上文描述中已假設(shè)了電池安裝單元100和電池座具有相同的構(gòu)造，并因此分別設(shè)有接合棒104和抓取保持器106，但省略抓取保持器106的底部102和接合棒104的單獨(dú)構(gòu)造可能就足夠了，因?yàn)楣财?的電池安裝單元100應(yīng)對(duì)公共汽車2運(yùn)行時(shí)電池10的向前/向后/向左/向右以及向上/向下方向的移動(dòng)進(jìn)行約束，而裝載器的電池座僅應(yīng)將電池保持在適當(dāng)位置。電池附接/拆卸單元300如上所述安裝在可移動(dòng)軌230的下端以沿X軸、Y軸和Z軸移動(dòng)。電池附接/拆卸單元300包括:主單元302，主單元302的形狀和尺寸與電池10相符；抓取單元310，分別形成于主單元302的前表面和后表面上，并響應(yīng)于電信號(hào)進(jìn)行豎直和水平鉸接旋轉(zhuǎn)；以及脫離單元320，分別形成于主單元302的左表面和右表面上，并響應(yīng)于電信號(hào)進(jìn)行豎直和水平鉸接旋轉(zhuǎn)。抓取單元310被定位成與電池10的下表面切口 18豎直對(duì)應(yīng)并具有相應(yīng)的數(shù)量。每個(gè)抓取單元310包括:豎直單元312，豎直單元312響應(yīng)于電信號(hào)進(jìn)行豎直和水平鉸接旋轉(zhuǎn)；以及水平單元314，水平單元314垂直于豎直單元312的端部延伸。當(dāng)抓取單元310收起時(shí)，水平單元314與形成于電池10的下表面切口 18上的接合突出20水平接合并因此抓取電池10。脫離單元320也被定位成與電池10的上表面切口 14和電池安裝單元100或電池座的抓取保持器106豎直對(duì)應(yīng)并具有相應(yīng)的數(shù)量。下面將參照?qǐng)D5至圖13對(duì)使用上述配置的電池附接/拆卸裝置對(duì)安裝和保持在公共汽車2的電池安裝單元100或裝載器的電池座上的電池進(jìn)行更換的過(guò)程進(jìn)行描述。應(yīng)注意，公共汽車2的電池安裝單元100和形成于裝載器上的電池座具有相同的結(jié)構(gòu)(如上所述)，即在圖5-13中安裝電池10的結(jié)構(gòu)為公共汽車2的電池安裝單元100或形成于裝載器上的電池座，但出于方便描述的目的，隨后的描述會(huì)被限制于公共汽車2的電池安裝單元100。首先，如圖5所示，電池10被安裝和保持在公共汽車2的電池安裝單元100上。具體地，從電池安裝單元100的底部102突出的接合棒104豎直插入電池10的耦合孔12中以阻止電池10向前/向后/向左/向右移動(dòng)。此外，電池安裝單元100的抓取保持器106通過(guò)彈性部件(彈簧)112保持直立，從而使抓取保持器106的臺(tái)階式部分108保持水平就位于電池10的上表面切口 14的接合突出16的上部上并與其接合，電池10被保持和安裝且不會(huì)豎直移動(dòng)。在這種情況下，通過(guò)移動(dòng)裝置200將電池附接/拆卸單元300與電池安裝單元100定位在同一豎直線上。具體地，可變導(dǎo)軌220相對(duì)于裝載器的固定導(dǎo)軌210沿X軸或Y軸水平移動(dòng)，可移動(dòng)軌230相對(duì)于可變導(dǎo)軌220沿Y軸或X軸水平移動(dòng)以與電池安裝單元100定位在同一豎直線上。電池附接/拆卸單元300的抓取單元310響應(yīng)于電信號(hào)而向外展開(kāi)；脫離單元320響應(yīng)于電信號(hào)而向內(nèi)收起成豎直狀態(tài)；可移動(dòng)軌230相對(duì)于可變導(dǎo)軌220沿Z軸下降。結(jié)果，使電池10與電池安裝單元100分離然后被抓取。具體地，如圖6和圖7所示，當(dāng)電池附接/拆卸單元300下降時(shí)，脫離單元320滑過(guò)電池安裝單元100的抓取保持器106的傾斜表面110并進(jìn)入電池10的上表面切口 14。然后，電池安裝單元100的抓取保持器106向外展開(kāi)，同時(shí)壓縮彈性部件112并因此將電池10從豎直接合釋放。接下來(lái)，電池附接/拆卸單元300的抓取單元310響應(yīng)于電信號(hào)向內(nèi)收起至豎直狀態(tài)，從而使抓取單元310的水平部分314進(jìn)入電池10的下表面切口 18并水平接合在下表面切口 18的接合突出20的下方。在這種情況下，可移動(dòng)軌230相對(duì)于可變導(dǎo)軌220沿Z軸上升，從而使電池附接/拆卸單元300 —同上升。與電池附接/拆卸單元300接合并由其抓取的電池10同時(shí)上升。豎直插入電池10的耦合孔12的電池安裝單元100的接合棒104不會(huì)干擾上升的電池10。當(dāng)電池10與電池附接/拆卸單元300—同上升時(shí)，電池安裝單元100的抓取保持器106通過(guò)彈性部件112的恢復(fù)力旋轉(zhuǎn)至初始狀態(tài)(豎直狀態(tài))。如此，電池附接/拆卸單元300抓取電池10并沿Z軸上升；可移動(dòng)軌230相對(duì)于可變導(dǎo)軌220沿Y軸或X軸水平移動(dòng)；可變導(dǎo)軌220相對(duì)于電池座固定導(dǎo)軌210沿X軸或Y軸水平移動(dòng)以與裝載器的電池座定位在同一豎直線上；可移動(dòng)軌230再次沿Z軸下降以將電池10安裝在電池座上。應(yīng)注意，通過(guò)電池附接/拆卸單元300將電池10安裝在裝載器的電池座上的過(guò)程與將電池10安裝在公共汽車2的電池安裝單元100上的過(guò)程等同，如下面將描述的那樣。接下來(lái)，可移動(dòng)軌230沿X軸/Y軸/Z軸移動(dòng)，從而通過(guò)與從公共汽車2的電池安裝單元100取下電池10的過(guò)程(如上所述)相同的過(guò)程，電池附接/拆卸單元300取下安裝在裝載器的另一電池座上的充滿電的電池，可移動(dòng)軌230再次沿X軸/Y軸/Z軸移動(dòng)，從而使電池附接/拆卸單元300定位在公共汽車2的電池安裝單元100之上的同一豎直線上。當(dāng)電池附接/拆卸單元300抓取電池10時(shí)(如圖7和圖8所示)，已被引入電池10的上表面切口 14的電池附接/拆卸單元300的脫離單元320響應(yīng)于電信號(hào)向外展開(kāi)。這是出于避免干擾抓取保持器106的目的，當(dāng)電池10下降且被安裝在電池安裝單元100上時(shí)，抓取保持器106進(jìn)入電池10的上表面切口 14并將其抓取。在這種情況下，可移動(dòng)軌230相對(duì)于可變導(dǎo)軌220沿Z軸下降。然后，如圖9和圖10所示，電池10的底部特別是上表面切口 14的接合突出16之下的底部沿電池安裝單元100的抓取保持器106的傾斜表面110滑動(dòng)并在抓取保持器106向外展開(kāi)的同時(shí)繼續(xù)下降。與此同時(shí)，電池安裝單元100的接合棒104插入電池10的耦合孔12中。電池附接/拆卸單元300和電池10繼續(xù)下降以就位在電池安裝單元100的底部102上，從而使抓取保持器106的臺(tái)階式部分108定位在電池10的上表面切口 14之上。然后，抓取保持器106通過(guò)來(lái)自彈性部件112的彈性恢復(fù)力再次向內(nèi)收起直至其處于直立狀態(tài)。因此，抓取保持器106的臺(tái)階式部分108水平定位在電池10的上表面切口 14的接合突出16上并與其接合，由此限制電池10的豎直移動(dòng)。電池安裝單元100的接合棒104插入電池10的耦合孔12 (如上所述)，電池10被限制不能向前/向后/向左/向右移動(dòng)。在這種狀態(tài)下，電池附接/拆卸單元300的抓取單元310通過(guò)電信號(hào)鉸接旋轉(zhuǎn)并向外展開(kāi)(如圖11至圖13所示)，從而使抓取單元310的水平部分314與電池10的下表面切口 18的接合突出20脫離。然后，可移動(dòng)軌230與電池附接/拆卸裝置一同沿Z軸上升，而充滿電的電池被保持且安裝在公共汽車2的電池安裝單元100上。因此，可使用安裝在裝載器的電池座上的充滿電的電池容易且快速地更換公共汽車2的放完電的電池。第二實(shí)施方式圖14是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的電動(dòng)車輛電池附接/拆卸裝置的電池和電池安裝單元的分解立體圖；圖15是展現(xiàn)如圖14所示的電池的底部結(jié)構(gòu)的分解立體圖；圖16是圖14所不的組裝立體圖；圖17和圖18是圖16的正視圖和側(cè)視圖。如圖所示，根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的電動(dòng)車輛電池附接/拆卸裝置包括:裝載器(未不出)，其上裝載有多個(gè)已完成充電的電池(在下文中被稱為充滿電的電池);電動(dòng)車輛電池安裝單元500 ；以及電池附接/拆卸單元(在第二實(shí)施方式中未示出)，其適于通過(guò)移動(dòng)裝置(在第二實(shí)施方式中未示出)沿X軸、Y軸和Z軸在電池安裝單元500與裝載器之間移動(dòng)，從而拆卸安裝在電池安裝單元500或裝載器上的電池，并又在裝載器上或電池安裝單元500上更換/安裝電池。在本發(fā)明的第二實(shí)施方式的描述中可以假設(shè)電動(dòng)車輛為公共汽車2。電池附接/拆卸單元應(yīng)相對(duì)于裝載有多個(gè)充滿電的電池的裝載器和公共汽車2的電池安裝單元500沿X軸、Y軸和Z軸移動(dòng)。由此，電池安裝單元500優(yōu)選地安裝在公共汽車2的頂部，充滿電的電池的裝載器優(yōu)選地被定位為高于公共汽車2。電池附接/拆卸單元通過(guò)移動(dòng)裝置相對(duì)于裝載器和公共汽車2的電池安裝單元500沿X軸、Y軸和Z軸移動(dòng)。移動(dòng)裝置具有與根據(jù)第一實(shí)施方式的移動(dòng)裝置200相同的構(gòu)造和功能，此處省略其重復(fù)描述。根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的構(gòu)造包括電池附接/拆卸單元、電池400和電池安裝單元500或電池座，有機(jī)功能與第一實(shí)施方式中的情況相同或基本類似，除了具有更好操作效果的具體構(gòu)造差別之外，將在下文中對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)描述?，F(xiàn)在將描述應(yīng)用于本發(fā)明第二實(shí)施方式的電池400的結(jié)構(gòu)。應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的電池附接/拆卸裝置的電池400包括具有小深度的錐形凹槽420，錐形凹槽420形成于各個(gè)拐角附近，從而使電池400保持在公共汽車2的電池安裝單元500或裝載器的電池座上的精確位置。電池400還具有分別形成于兩個(gè)側(cè)表面上的切槽，每個(gè)切槽410具有上接合突出414和下接合突出412，上接合突出414和下接合突出412分別形成于從底部和頂部起的預(yù)定高度處。錐形凹槽420具有錐形形狀，即在進(jìn)入端處間隔較大且間隔向內(nèi)逐漸減小。電池400具有錐面402，錐面402形成于各個(gè)側(cè)表面的下部直至預(yù)定高度并以預(yù)定角度傾斜，從而使截面積向下逐漸減少。錐面402的傾斜角度優(yōu)選地約為10度至20度，最優(yōu)選地為15度。電池400具有抗磨損蓋板(ant1-wear cover plates) 404,抗磨損蓋板404聯(lián)接至前、后、左和右表面的靠近拐角的各個(gè)端部，從而以預(yù)定間隔位于表面兩端。特別地，抗磨損蓋板404聯(lián)接至電池400的前、后、左和右表面的靠近拐角的各個(gè)端部，從而以預(yù)定間隔位于錐面402兩端和位于錐面402上部附近的前、后、左和右表面兩端?？鼓p蓋板404優(yōu)選地由特殊合金材料制成，該特殊合金材料具有足夠抗磨損性以承受與電池安裝單元500 (下面將描述)的導(dǎo)向件530的頻繁摩擦以及產(chǎn)生的熱。具體地，抗磨損蓋板404優(yōu)選地適于附接至電池/從電池拆卸，從而使抗磨損蓋板在受到頻繁摩擦和產(chǎn)生的熱而磨損時(shí)能夠被單獨(dú)更換。上述構(gòu)造的電池400被安裝同時(shí)由電池安裝單元500或電池座(下面將描述)保持。電池安裝單元500和電池座具有相同的構(gòu)造，所以在下文中將僅關(guān)于電池安裝單元500相關(guān)進(jìn)行描述。電池安裝單元500具有底部502，底部502具有預(yù)定面積，電池400就位且支撐在底部502上。底部502包括具有小高度的錐形凸起510，錐形凸起510被形成為插入形成于電池400底部402拐角上的錐形凹槽420中。錐形凸起510具有錐形形狀，即，在前端處間隔較小但間隔向下逐漸增大。因此，當(dāng)電池安裝單元500的錐形凸起510插入電池400的錐形凹槽420中時(shí)，每個(gè)錐形凸起510的前端比每個(gè)錐形凹槽420的進(jìn)入端窄，這使得引入過(guò)程容易，如下面將要描述的那樣。錐形凹槽420和錐形凸起510的傾斜角度優(yōu)選地約為60度。電池安裝單元500具有抓取保持器520，抓取保持器520形成于底部502的兩側(cè)上并適于與電池切槽410的下接合突出412接合或脫離。抓取保持器520響應(yīng)于電信號(hào)繞中心軸旋轉(zhuǎn)預(yù)定角度，從而與下接合突出412接合或脫離。抓取保持器520具有臺(tái)階式部分522，臺(tái)階式部分522適于與形成于電池的切槽410上的下接合突出412水平接合。 電池安裝單元500具有導(dǎo)向件530，導(dǎo)向件530安裝在底部502的各個(gè)前、后、左和右拐角附近，從而以這樣的方式導(dǎo)向電池，即當(dāng)電池400下降至電池安裝單元500時(shí)，導(dǎo)向件530與電池400的抗磨損蓋板404接觸并使電池通過(guò)滑動(dòng)就位于合適的位置。
每個(gè)導(dǎo)向件530具有傾斜表面532，傾斜表面532以與電池的錐面402相同的角度即10度至20度形成于導(dǎo)向件530的內(nèi)表面上。因此，如圖17和圖18所示，當(dāng)電池400就位在電池安裝單元500或電池座上時(shí)，錐形凸起510插入電池的錐形凹槽420并阻止電池400向前/向后/向左/向右水平移動(dòng)，抓取保持器520的臺(tái)階式部分522與電池切槽410的下接合突出412水平接合并阻止電池400向上/向下豎直移動(dòng)，從而使電池400被保持和抓取。盡管在第二實(shí)施方式中沒(méi)有單獨(dú)示出電池附接/拆卸單元，但電池附接/拆卸單元安裝在可移動(dòng)軌的下端以沿X軸、Y軸和Z軸移動(dòng)，并可包括:主單元，其具有與電池400相對(duì)應(yīng)的形狀和尺寸；以及抓取單元，分別形成于主單元的兩個(gè)側(cè)表面上，并響應(yīng)于電信號(hào)進(jìn)行水平和豎直鉸接旋轉(zhuǎn)。抓取單元被定位成與電池400的切槽410豎直對(duì)應(yīng)并具有相應(yīng)的數(shù)量。每個(gè)抓取單元均可包括:豎直單元，響應(yīng)于電信號(hào)進(jìn)行豎直和水平鉸接旋轉(zhuǎn)；以及水平單元，垂直地從豎直單元的端部延伸。當(dāng)抓取單元收起時(shí)，水平單元與形成于電池400的切槽410上的上接合突出414水平接合，并因此抓取電池400。下面將對(duì)使用上述構(gòu)造的電池附接/拆卸裝置更換被保持和安裝在公共汽車2的電池安裝單元500或裝載器的電池座上的電池的操作過(guò)程進(jìn)行描述。應(yīng)注意，公共汽車2的電池安裝單元500和形成于裝載器上的電池座具有相同的結(jié)構(gòu)(如上所述)，即在圖14-18中安裝電池400的結(jié)構(gòu)為公共汽車2的電池安裝單元500或形成于裝載器上的電池座，但出于方便描述的目的，隨后的描述會(huì)被限制于公共汽車2的電池安裝單元500。當(dāng)電池附接/拆卸單元抓取電池400時(shí)，可移動(dòng)軌沿Z軸、X軸和Y軸移動(dòng)以將其定位在公共汽車2的電池安裝單元500之上的同一豎直線上。然而，很有可能由于多種原因，例如由于輪胎氣壓差、乘客的集中分布、駕駛員難以將電動(dòng)車輛停在精確的更換位置等，電動(dòng)車輛的電池安裝單元500可能沒(méi)有與移動(dòng)裝置的電池附接/拆卸單元定位在同一豎直線上而是具有某種程度的移位。因此，即使由電池附接/拆卸單元抓取的電池400和電池安裝單元500沒(méi)有位于同一豎直線上而是具有某種程度的移位，只要移位程度在預(yù)定的公差范圍內(nèi)，則下降的電池附接/拆卸單元就可將電池400安裝在電池安裝單元500上。顯然，如果抓取電池400的電池附接/拆卸單元與電池安裝單元500之間的移位程度在預(yù)定的公差范圍之外，則在不降低電池附接/拆卸單元的情況下，公共汽車需要被再次啟動(dòng)和停止到公差范圍內(nèi)。假設(shè)抓取電池400的電池附接/拆卸單元與電池安裝單元500之間的移位程度在公差范圍內(nèi)(如上所述)，則可移動(dòng)軌相對(duì)于可變導(dǎo)軌沿Z軸下降。如果電池400的底部的外周定位在安裝在電池安裝單元500的各個(gè)拐角附近的導(dǎo)向件530之內(nèi)，以及如果至少一個(gè)部分接觸，則電池附接/拆卸單元釋放電池400，然后電池400由于自身重量下降。然后，如圖14、16、17和18所示，位于錐面402和側(cè)面兩端且位于電池400各個(gè)拐角附近的抗磨損蓋板404沿安裝在電池安裝單元500的底部502的各個(gè)拐角附近的導(dǎo)向件530的傾斜表面532滑動(dòng)，從而使電池400和電池安裝單元500被定位在適當(dāng)?shù)奈恢眉炊ㄎ辉谕回Q直線上，并就位。
與此同時(shí)，電池安裝單元500的錐形凸起510插入電池400的錐形凹槽420。電池400的底部具有形成于側(cè)表面下部的錐面402，從而使底部的截面積向下逐漸減少(如上所述)。形成于電池安裝單元500的底部502的各個(gè)拐角附近的各個(gè)導(dǎo)向件530還具有傾斜表面532，從而使上端連接的截面積大于電池底部的截面積。因此，即使電池400相對(duì)于與電池安裝單元500共享的同一豎直線在預(yù)定公差范圍內(nèi)傾斜或扭歪，電池400可被引入且精確裝配。電池安裝單元500的每個(gè)錐形凸起510的前端的間隔小于電池400的每個(gè)錐形凹槽420的進(jìn)入端，使得引入容易。在電池400就位在電池安裝單元500的底部502上的精確位置之后，電池安裝單元500的抓取保持器520通過(guò)動(dòng)力裝置向內(nèi)收起以到達(dá)直立狀態(tài)。然后，抓取保持器520的臺(tái)階式部分522水平定位在電池400的切槽410的下接合突出412的頂部上并與其接合，由此限制電池400的豎直移動(dòng)。已對(duì)當(dāng)抓取電池400的電池附接/拆卸單元和電池安裝單元500從同一豎直線的移位處于預(yù)定的公差范圍內(nèi)時(shí)將電池400安裝至電池安裝單元500的過(guò)程進(jìn)行了描述。然而，沒(méi)有對(duì)使用電池附接/拆卸單元將電池400從電池安裝單元500拆卸的過(guò)程進(jìn)行描述。這是因?yàn)橹灰姵馗浇?拆卸單元從同一豎直線的移位處于預(yù)定的范圍內(nèi)則其取下電池沒(méi)有困難，在這種情況下，抓取單元可收起且與電池400的切槽410的上接合突出414接
八
口 ο由此，根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的電動(dòng)車輛電池附接/拆卸裝置可在短時(shí)間內(nèi)容易地用裝載器的電池座上的充滿電的電池更換公共汽車2的放完電的電池。同時(shí)，當(dāng)電池400就位在電池安裝單元500上時(shí)，需要建立電連接來(lái)將存儲(chǔ)在電池400中的電力提供給電動(dòng)車輛。這樣的電連接通常通過(guò)將從電池安裝單元500突出的連接銷插入形成于電池底部上的連接銷孔來(lái)實(shí)現(xiàn)。應(yīng)注意，在根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的電動(dòng)車輛電池附接/拆卸裝置的情況下，即使由于多種原因(輪胎氣壓差、乘客的集中分布、駕駛員難以將電動(dòng)車輛停在精確的更換位置等)電動(dòng)車輛的電池安裝單元500沒(méi)有與移動(dòng)裝置的電池附接/拆卸單元定位在同一豎直線上而是有某種程度的移位，電池400仍可容易地附接至電池安裝單元500/從電池安裝單元500拆卸。換句話說(shuō)，電池安裝單元500通常設(shè)有連接銷，當(dāng)電池400被降低且就位時(shí)連接銷插入形成于電池400底部上的連接銷孔。然而，如果電池400豎直且水平地移位某種程度而沒(méi)有與電池安裝單元500定位在同一豎直線上然后被降低以就位，則連接銷不能被容易地引入連接銷孔。這可能干擾就位過(guò)程。此外，由于電池400的重量，連接銷可能彎曲或甚至折斷。考慮到這點(diǎn)，根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式，只有在電池400就位且設(shè)定在電池安裝單元500的精確位置中時(shí)，安裝于電池安裝單元500上并適于上升/下降的連接銷552才受控地上升，然后插入電池400的連接銷孔432以在電池400與電池安裝單元500之間建立穩(wěn)定的電連接。圖19和圖20是示出與根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的電動(dòng)車輛電池附接/拆卸裝置相關(guān)的連接銷插入過(guò)程的截面構(gòu)造圖，其中，將安裝于電池安裝單元的底部的一側(cè)上以上升/下降的連接銷插入電池的連接銷孔中；圖21和圖22是從不同的方向示出如圖19和圖20所示的連接銷插入連接銷孔的過(guò)程的截面構(gòu)造圖。如圖14至圖22所示，連接銷模塊550安裝在電池安裝單元500的底部下方并適于上升/下降。引入空間單元430形成于電池400的底部的一側(cè)上以在連接銷模塊550上升時(shí)為其提供引入空間。連接銷孔432形成于引入空間單元430的底部附近，從而與連接銷模塊550的連接銷552相對(duì)應(yīng)。連接銷模塊550具有安裝于其上的多個(gè)連接銷552 (如圖21和圖22所示)，抓取凸起570形成于連接銷552的兩側(cè)上。抓取孔440形成在連接銷孔432的兩側(cè)上，從而與抓取凸起570相對(duì)應(yīng)。板簧442沿圓周部分安裝在每個(gè)抓取孔440之內(nèi)，裝配槽572繞每個(gè)抓取凸起570的圓周部分形成，從而使板簧442被裝配在裝配槽572內(nèi)。連接銷模塊550通過(guò)升起/降下裝置(例如致動(dòng)器)被升起或降下。特別地，連接銷模塊550由支撐臺(tái)566支撐，支撐臺(tái)566與多個(gè)聯(lián)接件564連接，多個(gè)聯(lián)接件564連接至滑動(dòng)部件562，滑動(dòng)部件562連接至致動(dòng)器的活塞560的端部。因此，當(dāng)電信號(hào)被施加至致動(dòng)器時(shí)，活塞560側(cè)向移動(dòng)且使滑動(dòng)部件562滑動(dòng)(如圖20所示)。然后，聯(lián)接件564從水平向豎直方向旋轉(zhuǎn)并使支撐臺(tái)566升起以及因此使連接銷模塊550升起。換句話說(shuō)，當(dāng)電池400就位于電池安裝單元500上的精確位置時(shí)，相應(yīng)的信號(hào)被施加至致動(dòng)器。然后，致動(dòng)器的活塞560、滑動(dòng)部件562和聯(lián)接件564操作并使連接銷模塊550升起，連接銷模塊550的連接銷552插入電池400的連接銷孔432以建立電連接。位于連接銷模塊550兩側(cè)上的抓取凸起570也插入形成于連接銷孔432兩側(cè)上的抓取孔440。抓取孔440的板簧442卡合到抓取凸起570的裝配槽572中，從而使連接銷552保持牢固地插入連接銷孔432中。這意味著，即使在電動(dòng)車輛的運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生振動(dòng)，連接銷552也不容易從連接銷孔423中脫出，而是仍維持穩(wěn)定的電連接。另一方面，當(dāng)電池400被更換時(shí)，電信號(hào)被施加至升起/降下裝置(致動(dòng)器)以降下連接銷模塊550，從而使連接銷從連接銷孔432釋放。然后可更換電池。結(jié)合本發(fā)明的實(shí)施方式描述的技術(shù)概念可獨(dú)立實(shí)施或聯(lián)合實(shí)施。盡管已描述且示出了本發(fā)明的實(shí)施方式，但其旨在示例，多種修改和其等同物對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見(jiàn)的。本發(fā)明的技術(shù)范圍由所附的權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.電動(dòng)車輛電池附接/拆卸裝置，包括: 電池安裝單元，形成于電動(dòng)車輛上以可拆卸地安裝電池，并設(shè)有適于由升起/降下裝置升起/降下的連接銷模塊； 裝載器，具有多個(gè)電池座，每個(gè)電池座適于可拆卸地安裝充滿電的電池，所述充滿電的電池將由安裝在所述電池安裝單元上的電池更換；以及 電池附接/拆卸單元，適于通過(guò)移動(dòng)裝置沿X軸、Y軸和Z軸在所述電池安裝單元與所述電池座之間移動(dòng)，拆卸安裝在所述電池安裝單元或所述電池座上的電池，以及在所述電池座或所述電池安裝單元上更換/安裝電池。
2.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車輛電池附接/拆卸裝置，其中，所述電池具有:引入空間單元，形成于所述電池的底面的一側(cè)上，從而使所述連接銷模塊在升起時(shí)被引入所述引入空間單元；以及連接銷孔，形成于所述引入空間單元的表面上，從而使所述連接銷模塊的連接銷插入所述連接銷孔。
3.如權(quán)利要求2所述的電動(dòng)車輛電池附接/拆卸裝置，其中，抓取凸起形成于所述連接銷的兩側(cè)上，裝配槽形成于每個(gè)抓取凸起的圓周面上，抓取孔形成于所述連接銷孔的兩側(cè)上，從而所述抓取凸起裝配在所述抓取孔中，板簧安裝在每個(gè)抓取孔的圓周面上以裝配在所述裝配槽內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車輛電池附接/拆卸裝置，其中，所述升起/降下裝置包括: 致動(dòng)器，響應(yīng)于電信號(hào)操作； 活塞，通過(guò)所述致動(dòng)器的操作來(lái)移動(dòng)； 滑動(dòng)部件，連接至所述活塞的端部以使所述滑動(dòng)部件的移動(dòng)與所述活塞的移動(dòng)相關(guān)聯(lián)；以及 聯(lián)接件，所述聯(lián)接件的端部分別連接至所述滑動(dòng)部件，從而當(dāng)所述滑動(dòng)部件移動(dòng)時(shí)，所述聯(lián)接件從水平方向向豎直方向旋轉(zhuǎn)或從豎直方向向水平方向旋轉(zhuǎn)并使所述連接銷模塊升起/降下。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電動(dòng)車輛電池附接/拆卸裝置，包括電池安裝單元，形成于電動(dòng)車輛上以可拆卸地安裝電池，并設(shè)有適于由升起/降下裝置升起/降下的連接銷模塊；裝載器，具有多個(gè)電池座，每個(gè)電池座適于可拆卸地安裝充滿電的電池，充滿電的電池將由安裝在電池安裝單元上的電池更換；以及電池附接/拆卸單元，適于通過(guò)移動(dòng)裝置沿X軸、Y軸和Z軸在電池安裝單元與電池座之間移動(dòng)，拆卸安裝在電池安裝單元或電池座上的電池，以及在電池座或電池安裝單元上更換/安裝電池。僅當(dāng)電池就位且設(shè)定在電池安裝單元的精確位置中時(shí)，安裝在電池安裝單元上且適于上升/下降的連接銷才受控地上升，并且插入電池的連接銷孔以在電池與電池安裝單元之間建立穩(wěn)定的電連接。此外，即使在電動(dòng)車輛運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生振動(dòng)，連接銷也不會(huì)從連接銷孔脫出，而是維持穩(wěn)定的電連接。
文檔編號(hào)B60S5/06GK103158680SQ20121021706
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者劉致萬(wàn), 沈周爕, 樸龍奎, 張雄圣, 金允河, 樸準(zhǔn)奭, 崔雄喆, 鄭在一 申請(qǐng)人:摩特克斯產(chǎn)品有限公司, 國(guó)民大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團(tuán), 韓國(guó)航空大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團(tuán)