用于动力电池的自动插拔充电装置的制造方法
【专利摘要】本发明属于电动汽车充换电领域，具体提供一种用于动力电池的自动插拔充电装置。本发明旨在解决现有充电机构不能为上方安装电源连接器的动力电池提供充电作业和不能实现动力电池自动脱离充电机构的问题。本发明的用于动力电池的自动插拔充电装置包括固定底座、升降机构、驱动机构和充电插座，所述升降机构顶端与所述固定底座连接，所述升降机构底端与所述充电插座连接，所述升降机构用于使所述充电插座沿竖直方向插入或拔出动力电池的电源连接器，所述驱动机构与所述升降机构连接，用于驱动所述升降机构运动。该自动插拔充电装置能够实现对上方安装电源连接器的动力电池充电的自动连接、断开。
【专利说明】
用于动力电池的自动插拔充电装置
技术领域
[0001]本发明属于电动汽车充换电领域，具体提供一种用于动力电池的自动插拔充电装置。
【背景技术】
[0002]目前随着电动汽车产业化进程的加快，电动汽车的电源补给方式一般有对电动汽车的动力电池进行集中充电和快速更换两种，较之集中充电，动力电池的快速更换因其便捷性被越来越广的应用。但是动力电池的快速更换需要有与之相应的充电和存储装置，现有的充电机构只能为在侧方安装电源连接器的动力电池提供服务，对于上方安装电源连接器的动力电池无法进行充电，并且不能实现与动力电池的自动脱离。
[0003]相应地，本领域需要一种新的充电机构来解决上述问题。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有充电机构不能为上方安装电源连接器的动力电池提供充电作业和不能实现动力电池自动脱离充电机构的问题，本发明提供了一种用于动力电池的自动插拔充电装置，该自动插拔充电装置包括固定底座、升降机构、驱动机构和充电插座，所述升降机构顶端与所述固定底座连接，所述升降机构底端与所述充电插座连接，所述升降机构用于使所述充电插座沿竖直方向插入或拔出动力电池的电源连接器，所述驱动机构与所述升降机构连接，所述驱动机构用于驱动所述升降结构运动。
[0005]在本发明的优选技术方案中，所述升降机构包括V形连杆、上齿轮箱和下齿轮箱，所述V形连杆的顶端枢转地与所述上齿轮箱铰接，所述V形连杆的底端枢转地与所述下齿轮箱铰接，所述上齿轮箱与所述固定底座连接，所述下齿轮箱与所述充电插座连接。
[0006]在本发明的优选技术方案中，所述升降机构包括四个V形连杆，所述四个V形连杆沿水平方向对称地布置在所述上齿轮箱和所述下齿轮箱的四个边角上，并且/或者每个所述V形连杆都包括上连杆和下连杆，所述上连杆的底端与所述下连杆的顶端枢转地铰接。
[0007]在本发明的优选技术方案中，所述驱动机构包括电机、丝杠、螺母滑块，所述电机的输出轴与所述丝杠固定连接，所述螺母滑块与所述丝杠螺纹连接，所述四个V形连杆中的两个V形连杆的上连杆的底端和下连杆的顶端都枢转地铰接到所述螺母滑块。
[0008]在本发明的优选技术方案中，所述自动插拔充电装置还包括转轴，所述转轴与所述螺母滑块固定连接，并且所述转轴与所述两个V形连杆的上连杆的底端和下连杆的顶端枢转地铰接。
[0009]在本发明的优选技术方案中，所述驱动机构还包括可转动地支撑所述丝杠的丝杠轴承，所述四个V形连杆中的另外两个V形连杆的上连杆的底端和下连杆的顶端都枢转地铰接到所述丝杠轴承。
[0010]在本发明的优选技术方案中，所述上齿轮箱和所述下齿轮箱之间设置有直线轴承，所述直线轴承的上半部分与所述上齿轮箱连接，所述直线轴承的下半部分与所述下齿轮箱连接。
[0011]在本发明的优选技术方案中，所述上齿轮箱和所述下齿轮箱之间设置有接近开关，所述接近开关用于控制所述下齿轮箱相对于所述上齿轮箱的竖向距离。
[0012]在本发明的优选技术方案中，所述自动插拔充电装置还包括一层万向牛眼浮动结构，所述固定底座通过所述万向牛眼浮动结构连接到充电架上。
[0013]—种动力电池充换电站，包括根据权利要求1至9中任一项所述的自动插拔充电装置。
[0014]根据本发明的技术方案，用于动力电池的自动插拔充电装置包括固定底座、升降机构、驱动机构和充电插座，升降机构顶端与固定底座连接，升降机构底端与充电插座连接，升降机构用于驱动充电插座的升降，驱动机构与升降机构连接，驱动机构用于驱动升降结构运动，并且固定底座通过一层万向牛眼浮动结构与充电架连接使得整个充电机构在水平方向具有一定浮动能力，保证电池在充电架上的定位有误差的情况下，充电也能顺利进行。该自动插拔充电装置能够实现对上方安装电源连接器的动力电池充电的自动连接、断开。
【附图说明】
[0015]图1是本发明的自动插拔充电装置的前视图。
[0016]图2是本发明的自动插拔充电装置的仰视图。
[0017]图3是本发明的自动插拔充电装置的俯视图。
[0018]图4是本发明的固定底座与充电架之间的牛眼万向结构示意图。
[0019]图5是本发明的自动插拔充电装置的使用场景示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。例如，虽然附图中的充电架是六层结构，但这种数量关系并非一成不变，本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。
[0021]在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0022]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0023]如图1-3所示，本发明的用于动力电池的自动插拔充电装置包括固定底座1、升降机构2、驱动机构3和充电插座4，升降机构2的顶端与固定底座I连接，升降机构2的底端与充电插座4连接，驱动机构3通过与升降机构2连接，用于驱动充电插座4升降。
[0024]如图1和图3所示，升降机构2呈对称结构，包括上齿轮箱21、下齿轮箱22、上连杆23、下连杆24、直线轴承25、接近开关26和连接轴27。上连杆23的上端与上齿轮箱21枢转地铰接，上连杆23的下端与下连杆24的上端枢转地铰接，上连杆23与下连杆24形成一个V形的连杆副，下连杆24的下端与下齿轮箱22枢转地铰接，上齿轮箱21与固定底座I固定连接，下齿轮箱22与充电插座4固定连接，连接轴27的两端分别与左侧的两个V形连杆副的铰接点28连接。直线轴承25安装在上齿轮箱21和下齿轮箱22之间，直线轴承25的上半部分与上齿轮箱21连接，直线轴承25的下半部分与下齿轮箱22连接，用于保证下齿轮箱22竖直升降时平稳。接近开关26也安装在上齿轮箱21和下齿轮箱22之间，用于检测两个上下两个齿轮箱之间的距离，或者本领域技术人员也可以将接近开关26单独安装在上齿轮箱21或下齿轮箱22上。
[0025]如图1和图2所示，驱动机构3包括电机31、丝杠32和螺母滑块33，电机31的输出轴通过联轴器直接与丝杠32连接，螺母滑块33与丝杠32通过螺纹连接，螺母滑块33与连接轴27固定连接(例如焊接)在一起。如图2中所示，电机31的法兰上设置有轴承34，并且轴承34套在丝杠32上，轴承34的右端与电机31的法兰优选地通过螺栓连接，轴承34的左端用于可旋转地托起丝杠32，并且轴承34的左端上下两侧(图2中所示位置)分别与V形连杆副的铰接点29铰接。本领域技术人员能够理解的是，电机31需要设置单独的支撑结构，用来保持自动插拔充电装置。
[0026]电机31驱动丝杠32旋转，并通过丝杠螺母副将旋转运动转化为螺母滑块33的直线运动，进而驱动左侧的两个V形连杆副的铰接点28沿丝杠32方向移动，同时铰接点29会被迫沿丝杠32移动，并且运动方向与铰接点28的运动方向相反。
[0027]如图2和图3所示，上连杆23与下连杆24形成的V形结构共有四个，分别固定在上齿轮箱21和下齿轮箱22的四个边角上。
[0028]如图2所示，充电插座4与下齿轮箱22通过螺栓41固定连接，本领域技术人员能够理解的是，充电插座4与下齿轮箱22的连接方式还可以有其他的方式，例如插接、扣接等。
[0029]如图4和图5所示，用于动力电池的自动插拔充电装置通过固定底座I固定在充电架7上，但是固定底座I与充电架7并不是完全地紧固，而是通过一层万向牛眼浮动结构5连接，该结构能够使整个用于动力电池的自动插拔充电装置在水平方向上有一定的浮动空间。万向牛眼浮动结构5包括固定板51和固定在其上的多个万向轴承52，万向轴承52位于固定板51和固定底座I之间。
[0030]自动插拔充电装置工作时，先将动力电池放入充电架7上，然后电机31驱动丝杠32带动螺母滑块33向右移动，上连杆23受到向右的力，于是沿着铰接点28逆时针旋转，导致右侧上连杆绕铰接点29被迫顺时针运动，铰接点28和交接点29逐渐向中间靠拢，两侧V形连杆副夹角同步增大，迫使下齿轮箱22竖直向下运动，并通过万向牛眼浮动结构5在水平方向上浮动调整位置，实现充电插座4与下方电池的自动对插，此时，直线轴承25靠近接近开关26，接近开关26发出信号，电机31停止转动，开始充电。反之，当充电完成后，电机31反转，螺母滑块33向左运动，两侧V形连杆副夹角同步缩小，下齿轮箱22竖直向上运动，实现与电池的自动脱离。
[0031]至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些【具体实施方式】。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于动力电池的自动插拔充电装置，其特征在于，所述自动插拔充电装置包括固定底座、升降机构、驱动机构和充电插座， 所述升降机构的顶端与所述固定底座连接，所述升降机构的底端与所述充电插座连接，所述升降机构用于使所述充电插座沿竖直方向插入或拔出动力电池的电源连接器， 所述驱动机构与所述升降机构连接，用于驱动所述升降机构运动。2.根据权利要求1所述的用于动力电池的自动插拔充电装置，其特征在于，所述升降机构包括V形连杆、上齿轮箱和下齿轮箱，所述V形连杆的顶端枢转地与所述上齿轮箱铰接，所述V形连杆的底端枢转地与所述下齿轮箱铰接，所述上齿轮箱与所述固定底座连接，所述下齿轮箱与所述充电插座连接。3.根据权利要求2所述的用于动力电池的自动插拔充电装置，其特征在于，所述升降机构包括四个V形连杆，所述四个V形连杆沿水平方向对称地布置在所述上齿轮箱和所述下齿轮箱的四个边角上，并且/或者每个所述V形连杆都包括上连杆和下连杆，所述上连杆的底端与所述下连杆的顶端枢转地铰接。4.根据权利要求3所述的用于动力电池的自动插拔充电装置，其特征在于，所述驱动机构包括电机、丝杠、螺母滑块，所述电机的输出轴与所述丝杠固定连接，所述螺母滑块与所述丝杠螺纹连接，所述四个V形连杆中的两个V形连杆的上连杆的底端和下连杆的顶端都枢转地铰接到所述螺母滑块。5.根据权利要求4所述的用于动力电池的自动插拔充电装置，其特征在于，所述自动插拔充电装置还包括转轴，所述转轴与所述螺母滑块固定连接，并且所述转轴与所述两个V形连杆的上连杆的底端和下连杆的顶端枢转地铰接。6.根据权利要求5所述的用于动力电池的自动插拔充电装置，其特征在于，所述驱动机构还包括可转动地支撑所述丝杠的丝杠轴承，所述四个V形连杆中的另外两个V形连杆的上连杆的底端和下连杆的顶端都枢转地铰接到所述丝杠轴承。7.根据权利要求6所述的用于动力电池的自动插拔充电装置，其特征在于，所述上齿轮箱和所述下齿轮箱之间设置有直线轴承，所述直线轴承的上半部分与所述上齿轮箱连接，所述直线轴承的下半部分与所述下齿轮箱连接。8.根据权利要求7所述的用于动力电池的自动插拔充电装置，其特征在于，所述上齿轮箱和所述下齿轮箱之间设置有接近开关，所述接近开关用于控制所述下齿轮箱相对于所述上齿轮箱的竖向距离。9.根据权利要求8所述的用于动力电池的自动插拔充电装置，其特征在于，所述自动插拔充电装置还包括一层万向牛眼浮动结构，所述固定底座通过所述万向牛眼浮动结构连接到充电架上。10.—种动力电池充换电站，其特征在于包括根据权利要求1至9中任一项所述的自动插拔充电装置。
【文档编号】H02J7/00GK106099537SQ201610597310
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月26日 公开号201610597310.5, CN 106099537 A, CN 106099537A, CN 201610597310, CN-A-106099537, CN106099537 A, CN106099537A, CN201610597310, CN201610597310.5
【发明人】赵志凌, 朱浩, 侯文洁
【申请人】蔚来汽车有限公司