本发明涉及一种用于对物体，例如电动或混合动力机动车辆底盘的结构下面的该车辆的驱动电机的供电电池进行锁定和/或解锁的系统，该系统包括多个工具从而允许对用于将该物体固定在该结构上的螺杆进行致动。
此外，本发明的目标是一种通过将这样一种锁定和/或解锁系统与多个物体/结构固定螺杆组合以用于对该结构下面的物体进行安装和/或拆卸的装置。本发明还涉及一种用于拆卸该结构下面的物体的方法以及一种用于将物体安装在该结构下面的方法。
背景技术：
某些机动车辆，如电动车辆或混合动力车辆，包括用于一台电驱动电机的、电力电池的类型的供电容器。在下面的说明中，为简化起见，术语“电池”用来在广泛意义上指代用于车辆的电驱动电机的任何电力容器。可以证实有用的是在该电池的能量水平变低时用一个新的充好电的电池来更换这个电池。这可以在更换站点中完成，例如在类似于对与内燃发动机相关联的油箱进行加注的服务站的一个站点。
文件US 2011223459披露了一种用于对至少部分电动的车辆上的电池进行安装和拆卸的方法。若干锁定单元被安装在车辆上，这些锁定单元可以是单独控制的，并且各锁定单元包括一个被配置成与电池相连的固定螺杆。该方法包括致动这些锁定单元中的各个锁定单元，以导致对应的螺杆枢转以便与该电池接合或脱离接合。该方法包括测量这些锁定单元的每个螺杆的位置，以根据其对应的螺杆位置来单独监测每个锁定单元，以便使所有这些螺杆的位置同步。这种解决方案的主要缺陷是缺少使得该车辆就座的过程，该过程需要将一个复杂的致动机构(至少一台电机以及若干传动轴)装配在该车辆上以用于自动释放电池。这种解决方案的成本是非常高的，通常是高不可及的，并且对客户而言是不经济的。这种复杂性使这种解决方案不能独立存在并且意味着其操作不是鲁棒的。
对于建立这样一种电池更换概念而言额外的困难在于：存在的许多机动车辆可能包括不同类型的、被以不同方式固定到机动车辆上的电池。增加用于安装和拆卸这些不同类型电池的系统不是经济可行的，而由于手动解决方案的成本以及这些电池的重量，建立一种手动解决方案也不是经济可行的。因此对于通用的且可以标准化的安装/拆卸的解决方案存在需要。
技术实现要素：
为了允许电池更换的解决方案的简单开发，必需使这些解决方案的作用可靠、鲁棒、柔性和通用，而同时还限制其成本。
本发明的目标是提供一种有可能排除先前所提出的这些问题的安装和/或拆卸的解决方案。具体地讲，本发明提出一种简单、可靠且鲁棒、柔性且通用而且仍具有经济性的解决方案。
本发明的第一方面涉及一种用于对物体，例如电动或混合动力机动车辆底盘的结构下面的该车辆的驱动电机的供电电池进行锁定和/或解锁的系统。该系统包括多个工具，每个工具包括：
-多个对齐元件，用于沿该结构的纵向轴线以及沿该结构的横向轴线使所述工具相对于该物体对齐；
-多个支承元件，用于抵靠在该结构的底侧上从而允许该结构关于该结构的纵向轴线和/或关于该结构的横向轴线地就座；
-多个锁定和/或解锁元件，旨在用于在锁止该结构下面物体的一种锁定构形与相对于该结构释放该物体的一种解锁构形之间对一个固定螺杆进行致动。
这些支承元件可以允许沿一条竖直轴线将该结构提升到不依赖该结构的高度上。
这些对齐元件可以被配置成与整合在该物体中的多个定中心元件合作，这些对齐元件被插入在这些定中心元件中和/或这些定中心元件被插入在这些对齐元件中。
每个工具都可以包括多个释放元件，这些释放元件旨在用于在其中该固定螺杆不能从一种构形转变成另一种构形的一种锁止构形与其中该固定螺杆能从一种构形转变成另一种构形的一种释放构形之间对该固定螺杆的安全机构进行致动。
这些支承元件和/或这些释放元件可以由这些对齐元件中的至少一个对齐元件的上部末端形成。
这些释放元件可以被配置成使这些支承元件在该结构的底座上并且在适当情况下在其提升过程中接触该结构的底侧而由这些释放元件自动开始朝其释放构形致动该安全机构。
这些支承元件可以被配置成在该结构的底座上并且在适当情况下在其提升过程中与插入在该固定螺杆与该结构之间的螺杆支架发生接触。
每个工具可以包括一个承载元件，该承载元件被设计成在通过这些固定螺杆使该物体相对于该结构释放之后由该承载元件支撑该物体。
该系统还可以包括其上安装有这些工具的多个提升元件，这些提升元件被配置成使这些工具在以下位置之间移动：
-一个下部位置，该下部位置被安排成基本上邻近一个输送器或者在该输送器的下方，从而确保有待安装在该结构上的多个物体的供应，如多个充好电的电池，并且确保从该结构上拆卸的多个物体撤出，如多个放完电的电池，
-以及一个上部位置，在该上部位置中这些工具可以与该结构接触以确保其就座以及其在适当的情况下的提升，并且可以致动这些固定螺杆。
本发明的第二方面涉及一种用于对物体，例如在电动或混合动力机动车辆底盘的结构下面的该车辆的驱动电机的供电电池进行安装和/或拆卸的装置，该装置包括这种锁定和/或解锁系统以及与该物体和/或该结构整合的多个固定螺杆，每个螺杆都可以在将该物体锁止到该结构上的一种锁定构形与相对于该结构释放该物体的一种解锁构形之间致动，并且每个螺杆被安排成使该锁定和/或解锁系统的每个工具的这些锁定和/或解锁元件对这些固定螺杆中的一个固定螺杆致动以改变其构形。
本发明的第三方面涉及一种用于拆卸物体，例如电动或混合动力机动车辆底盘的结构下面的该车辆的驱动电机的供电电池的方法，该方法包括：
-沿该结构的一条纵向轴线以及沿该结构的一条横向轴线使多个工具相对于该结构所承载的物体对齐的一个步骤；
-通过使这些工具抵靠在该结构的底侧上从而使得该结构关于该结构的纵向轴线和/或关于该结构的横向轴线就座并且在适当的情况下沿该结构的竖直轴线提升该结构的一个步骤；
-一个解锁步骤，在该解锁步骤中各工具使与该物体和/或该结构整合的一个固定螺杆从起初将物体锁止到该结构上的一种锁定构形致动到相对于该结构释放该物体的一种解锁构形。
最后，本发明的第四方面涉及一种用于安装物体，例如电动或混合动力机动车辆底盘的结构下面的该车辆的驱动电机的供电电池的方法，该方法包括：
-沿该结构的一条纵向轴线以及沿该结构的一条横向轴线使多个工具相对于该物体对齐的一个步骤；
-通过使这些工具抵靠在该结构的底侧上从而使得该结构关于该结构的纵向轴线和/或关于该结构的横向轴线就座并且在适当的情况下沿该结构的竖直轴线提升该结构的一个步骤；
-一个锁定步骤，在该锁定步骤中各工具使与该物体和/或该结构整合的一个固定螺杆从起初相对于该结构释放该物体的一种解锁构形致动到将该物体锁止到该结构上的一种锁定构形。
附图说明
另外的优点和特征在以下对作为过非限制性实例给出的并且在这些附图中示出的本发明的具体实施例的说明中将变得更清楚，在附图中：
-图1至图8展示了根据本发明用于拆卸车辆底盘下面的电池的解决方案的多个相继的步骤，
-并且图9至图14展示了根据本发明用于将电池安装在车辆底盘下面的解决方案的多个相继的步骤。
具体实施方式
本发明总体上涉及对结构下面的物体进行安装和/或拆卸的领域。将参照一个具体的非限制性应用来说明本发明的原理，在该应用中该物体是电动或混合动力机动车辆的驱动电机的供电电池10并且在该应用中该结构是车辆的底盘11或车身。然而，本发明可以应用在物体必须安装在结构下面和/或物体必须从结构下面被拆卸的其他区域中。
在这个具体应用中，该结构是底盘或车身，本说明是参照一个常规与机动车辆相关联的正交参考标准(X，Y，Z)给出的，其中，轴线X是车辆的从前至后的指向后方的纵向方向，轴线Y是水平的且垂直于X的从左至右的指向右的横向方向，并且轴线Z是指向上的竖直方向。
在图1至图14的每个图中，图的右手部分概略示出了根据本发明的安装和/或拆卸装置的结构和实例。每个图的左手部分详细地展示了该锁定和/或解锁系统的这些工具中的一个工具(这个工具形成了这个安装和/或拆卸装置的一部分)与该结构和/或该物体之间的合作。
根据本发明的本质特征，一种用于对结构(在此是车辆底盘11)下面的物体(在此是供电电池10)进行锁定和/或解锁的系统包括多个致动工具12(优选数量为四且沿框X、Y分布的致动工具)，其中这些工具12中的每一个都包括：
-元件13、14，用于沿该结构的纵向轴线X以及沿该结构的横向轴线Y使所述工具12相对于该物体对齐；
-多个元件15，用于抵靠该结构的底侧25从而允许具体在一个平面(X，Y)中、关于该结构的纵向轴线X和/或关于该结构的横向轴线Y使得该结构就座，并且允许在适当的情况下沿该结构的竖直轴线Z提升该结构到优选地不依赖于该结构的高度上；
-多个锁定和/或解锁元件16，旨在用于在将物体锁止在该结构下面的一种锁定构形与将物体相对于该结构释放的一种解锁构形之间对一个固定螺杆17进行致动。
术语“就座”意味着由将机械力施加于该结构从而允许该结构根据给定的空间取向(包括或不包括)来相对于平面(X，Y)定向所构成的操作，这样给出的定向也不依赖于该车辆的结构类型以及其任何载荷条件。
因此，该系统的每个工具12都旨在同与其相关联的一个螺杆17合作。优选地是，每个螺杆17包括一个蜗杆，该蜗杆转动形成了一个钩18的小齿轮。当通过使用在此情况下是手动或自动旋紧/旋松的工具的这些锁定/解锁元件16来转动该蜗杆的头部时，每个钩18的形状允许该物体(电池10)逐步压靠在该结构(底盘11)的底侧上，该底侧在适当的情况下插入多个弹性返回元件，未示出，(例如橡胶栓)，该蜗杆的头部是从该蜗杆所属的这个螺杆17的下方可触及的。
在一个具有简易性及有效性的优点的实施例中，这些对齐元件13、14被配置成通过引入或插入与该物体整合的定中心元件19、20来合作，即这些对齐元件13、14被插入在这些定中心元件19、20中和/或这些定中心元件19、20被插入在这些对齐元件13、14中。在所示的具体的变体中，每个工具12的两个对齐元件13、14由多个导向销构成，这些导向销是至少部分圆锥形的以用于自定中心、是从与工具12整合的底座21中伸出的。这两个导向销被插入在两个孔(或接片或开口或等效物)中从而对应地形成这些定中心元件19、20，并且被容纳在认为是与电池10整合的一个电池支架22(还已知为滑行架)中。换言之，允许这些导向销定中心(通过引入合作)的这些孔是与该物体整合的。每个工具12的高度处至少两个导向销的这种安排还允许在通过引入合作的情况下使得相对于工具12沿轴线Z的旋转被锁止。
此外，电池支架22可以装配有一个额外的孔23，该额外的孔用于这些锁定元件/解锁元件16穿过该结构上待安装的这个物体，以便得以触及这个有待致动的螺杆17。这个孔23的存在性和特性取决于这些元件16的特性，这些元件本身是随这些螺杆17的特性改变的。
在一个具体的实施例中，每个螺杆17被装配有一个安全机构，这个安全机构可以在其中该固定螺杆17不能从一种构形转变成另一种构形的一种锁止构形与其中该固定螺杆17能从一种构形转变成另一种构形的一种释放构形之间变化。在这个具体的情况下，每个工具12都可以包括多个释放元件24，这些释放元件旨在用于将这个固定螺杆的安全机构从该锁止构形致动到该释放构形或者反之亦然。
从以上清楚的是，每个工具12都整合了以下元件，即：元件13、14，用于沿轴线X以及轴线Y相对于该物体对齐；这些元件15，用于沿轴线Z抵靠在该结构的底侧上；这些锁定/解锁元件16，用于由该结构和/或由该物体承载的这些螺杆17；以及在适当的情况下这些释放元件24。
有利的是，为了简易，这些支承元件15和/或这些释放元件24是由这些对齐元件13、14中的至少一个对齐元件的上部末端(沿轴线Z)形成的。在所展示的变体中，这些支承元件15是由该对齐元件13的上部末端形成的，而在此被设计成通过竖直推力起作用的这些释放元件24是由对齐元件14的上部末端形成的。
在一个具体的实施例中，这些释放元件24被配置成使这些支承元件15相对于该平面(X，Y)在该结构的底座上并且在适当的情况下在其沿方向Z提升过程中接触该结构的底侧25使得这些释放元件24自动开始朝其释放构形致动这个安全机构。
优选的是，这些支承元件15被配置成在该结构的底座上并且适合的情况下在其提升过程中与插入在该固定螺杆17与该结构之间的一个螺杆支架26发生接触。换言之，这个螺杆支架26允许给定的螺杆17与该结构(即，与该车辆底盘11)链接。该结构的底侧25在实践中是由螺杆支架26的下部面形成的，这些支承元件15在使得该结构就座并且在适合的情况下在其提升时接触该结构的底侧。这类特性允许该解决方案被制作成不依赖于该结构类型，从而易于使其标准化。
为了能够在这些螺杆17释放该电池10之后支撑该电池，每个工具12都包括一个承载元件27，这个承载元件被设计成在通过这些固定螺杆17使该物体(电池10)相对于该结构(底盘11)释放之后由该承载元件支撑该物体。在所示的变体中，这个承载元件27是简单地由提供在该导向销(构成该对齐元件13)上的一个肩台形成的，这个肩台例如接近其连接到底座21上的区域。
为了使用包括沿轴线Z运动(这种运动至少对于该对齐操作、对于该就座操作以及对于适合的情况下的该提升操作是必需的)的工具12，这个锁定和/或解锁系统(包括多个这种工具12)还包括其上安装有这些工具12的多个提升元件28，这些提升元件28被配置成使这些工具12在以下位置之间移动(单独地或者共同地)：
-一个下部位置(图8、图9、图14)，该下部位置被安排成基本上邻近一个输送器29或在该输送器下方，从而确保该结构上有待安装的多个物体的供应，例如，多个充好电的电池(“满”)，并且确保从该结构上拆卸下的多个物体撤出，例如，放完电的电池(“空”)(见图9)，
-以及一个上部位置，在该上部位置中这些工具12可以与该结构接触以确保其就座(X，Y)并且在适当的情况下其沿轴线Z提升，并且可以致动这些固定螺杆17。
以上描述的锁定和/或解锁系统可以更通常地形成一种用于对结构下面的物体进行安装和/或拆卸的装置的一部分，该系统还包括与该物体和/或该结构整合的多个这种固定螺杆17。这些螺杆17每个都可以在将物体锁止到该结构上的一种锁定构形与相对于该结构释放该物体的一种解锁构形之间致动。这些螺杆17被安排成使该锁定和/或解锁系统的每个工具12的这些锁定和/或解锁元件16对这些固定螺杆17中的一个固定螺杆致动以改变其构形。
该锁定和/或解锁系统、以及更概括地讲使该安装和/或拆卸装置的功能的一个实例是在以下参照图1至图14说明的：
图1至图8展示了在拆卸车辆底盘11下面的电池10的过程中的多个相继步骤。总的来说，以下更详细地说明了如在结构(如车辆底盘11)下面的物体(如电池10)的拆卸，包括：
-沿该结构的纵向轴线X以及沿该结构的横向轴线Y使多个工具12相对于该结构(即，底盘11)承载的物体(即，电池10或者具体的讲是其支架22)对齐的一个步骤(图2)；
-通过将这些工具12抵靠在该结构的底侧25上从而使得该结构关于纵向轴线X和/或关于横向轴线Y就座的一个步骤(图3)，以及在适当的情况下通过将这些工具12抵靠在该结构的底侧25上从而沿竖直轴线Z提升该结构的一个步骤(图4)；
-一个解锁步骤(图5和图6)，在该步骤中每个工具12使与该物体和/或该结构整合的一个固定螺杆17从起初将该物体锁止到该结构上的一种锁定构形致动到相对于该结构释放该物体的一种解锁构形。
从如图1所示的初始情形开始，在此由于螺杆17采取其锁定构形，电池10及其支架22是由车辆底盘11承载，这些工具12沿轴线Z被向上移动F1直到它们通过与电池支架22整合的这些定中心元件19、20引入C了该工具12的这些对齐元件13、14而引起合作(图2)。这些工具12的运动F1是由这些提升元件28的一种对应的运动F2引起的。在这些定中心元件19、20中引入这些对齐元件13、14允许该多个工具12相对于由于这些螺杆17而与底盘11承载的电池10(或者具体地讲是其支架22)对齐，这种对齐是沿纵向轴线X以及沿横向轴线Y进行的。而底盘11可能在某些情况下并未相对于根据(X，Y)定向的水平面P正确定位，这是因为车辆的构形以及因此该底盘的构形只取决于其具体情况(自身高度，负载等)。
接下来，这些提升元件28经历一种沿轴线Z的向上的补偿运动F3(图3)使这些工具12同步移动，以便通过将这些工具12抵靠A在该结构的底侧25上从而根据一个预定的取向(对齐或未对齐)使底盘相对于平面P定向来确保底盘关于纵向轴线X和/或关于横向轴线Y的就座(图3)，而不依赖于该底盘11以及其可能的负载。
接下来，这些提升元件28经历一种沿轴线Z的向上的补偿运动F4(图4)使这些工具12同步移动，以便这些工具12沿轴线Z向上移动F5，从而确保电池10和底盘11沿竖直轴线Z提升F6，这是通过使这些工具12抵靠B在该结构的底侧25上，从而致使底盘11相对于平面P移位F6到平面P的高度H。因此，在拆卸电池10时该车辆所采取的参照位置可以有利地不依赖于该底盘的特性并且因此不依赖于车辆的特性，以及电池、地面等的特性。
参照图5，每个工具12的这些解锁元件16使该固定螺杆17从起初将电池10锁止到底盘11上的一种锁定构形致动到相对于底盘11释放该电池10的一种解锁构形。这种解锁例如是由旋松动作(由这些旋转箭头F9来表现)导致的。底盘11相对于平面P仍保持在高度H上而电池10在这些钩18作用之下沿轴线Z被下降F11，这些钩在旋松过程中向下枢转从而在重力下停靠F7在工具12的承载元件27上并且导致电池10的受控的断开连接。在所示的变体中，该螺杆17的致动是以这些释放元件24释放F8该螺杆17的安全机构为条件的。
接下来，这些提升元件28沿轴线Z下降F10(图6)，这样使得该底盘11也下降从而逐渐地更接近平面P。在这些操作过程中，保持了这些螺杆支架26与这些支承元件15之间的接触。
这些提升元件28的下降F12被延长(图7)从而使这些工具12以及电池10(以及其支架22)所形成的这个组件移动F13直到这些支承元件15与底盘11的底侧25之间失去接触。这种就座操作被终止并且车辆(因此该底盘11)相对于平面P恢复任意且自由的定向。
最后，参照图8，这些提升元件28下降F14，从而使得电池10被放在输送器29上并且采取其下部位置。一旦这个电池10放下，理论上而言有故障或者放完电(“空”)，它就被通过输送器29撤出F15。
接下来，图9至图14展示了在将电池10安装在车辆底盘11下面的过程中的多个相继步骤。总的来说，以下更详细地说明一个物体，例如车辆底盘11的结构下面的电池10的安装，包括：
-沿纵向轴线X以及沿横向轴线Y使多个工具12相对于该物体(即，电池10或具体地讲是其支架22)对齐的一个步骤(图10)；
-通过将这些工具抵靠在该结构的底侧上从而使得该结构关于纵向轴线X和/或关于横向轴线Y就座的一个步骤(图11)，以及在适当情况下通过将这些工具12抵靠在该结构的底侧上从而沿竖直轴线Z提升该结构的一个步骤(图11)；
-一个锁定步骤(图12)，在该步骤中每个工具12使与该物体和/或该结构整合的一个固定螺杆17从相对于该结构释放该物体的一种解锁构形致动到在该物体已被定位之后将该物体锁止到该结构上的一种锁定构形。
在这个对齐步骤之前，充好电的电池10(“满”)是由这个输送器29(图9)来供应的。在这些工具12与停放在输送器29上的电池10之间的这个对齐步骤(图10)是在这些提升元件28的向上运动F16导致的这些工具12的运动F17的过程中在这些对齐元件13、14被引入到这些定中心元件19、20中时自动进行的。
接下来，这些提升元件28被向上移动F18用于使得该底盘11相对于平面P就座并且在适当情况下用于将底盘11提升到平面P的一个高度H(图11)。在这些操作过程中，在这些支承元件15与底盘11的底侧25之间建立一种接触D，即在这些螺杆支架26的高度处。
参照图12，每个工具12的这些锁定元件16使相关联的固定螺杆17从起初相对于底盘11释放该电池10的一种解锁构形致动到将电池10锁止到底盘11上的一种锁定构形。这种锁定例如是由一种旋紧动作(由这些旋转箭头F19表现)导致的。底盘11相对于平面P仍保持在高度H，而电池10在这些钩18的作用之下沿轴线Z被提升F20，这些钩在旋紧过程中向上枢转而停靠在底盘11上，并且致使电池10受控连接。在所示的变体中，该螺杆17的致动是以这些释放F21元件24释放该螺杆17的安全机构的F8为条件的。
最后，这些提升元件28沿轴线Z的下降运动F23使这些工具12下降F22直到失去这些支承元件15与底盘11的底侧25之间的接触(图13)。这种就座操作被终止并且车辆(因此该底盘11)相对于平面P恢复任意且自由的定向。接下来，这个锁定和/或解锁系统在图14中采取的整体构形与图1中所示的完全相同。
以上通过针对电池和车辆的应用所阐述的这种概念可以延伸至被放置或悬吊在结构下面、并且例如旨在引起运动(通过载重汽车、铁路货运、船舶、航空器、货物等)的任何重的重物。
以上所述的解决方案还具有以下优点：
-经济地提供工具以及电池更换站点，
-能使之有可能不再投资对该设计的和/或这些电池固定件的位置的每种改进进行工具加工，
-通过使用带有提升钩18的螺杆17限制了与几何学误差有关的故障风险，
-通过使得车辆参照螺杆支架26上而不是参照该车辆上的轴线Z就座，使之不依赖于车辆且因此是可标准化的，
-这种解锁和锁定可以通过标准旋紧操作而不仅是通过要求特殊工具的直角回转系统来实现的，
-电池10可以被存放在一个常规输送器29上，因此其成本低，
-在撤出这个放完电的电池10(“空”)的过程中，提供这个充好电的电池10(“满”)：这两个操作因此是重叠进行的而不是顺序进行的，因此具有对用户有益的节省时间的循环。