CN102785637B - 一种侧位正推半自动电动汽车电池更换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种侧位正推半自动电动汽车电池更换装置，包括半电动堆高车、托盘支撑机构、解锁机构和Y向微调机构；所述托盘支撑机构和解锁机构通过X向推拉机构联接，所述Y向微调机构的法兰连接板与托盘支撑机构通过螺钉联接，其光轴支承座与半电动堆高车的货叉通过螺栓联接，所述X向推拉机构包括直线滑块和直线导轨。本发明适用于侧位解锁的电池箱更换，自身质量小，载重大，可靠性高，操作简便，设备成本低，生产制造周期短。
Description
技术领域
本发明属于电动汽车技术领域，具体涉及一种侧位正推半自动电动汽车电池更换装置。
背景技术
随着社会的进步与发展，传统能源越来越接近于枯竭，因此开发新能源势在必行，包括核能、太阳能和可燃冰等多种新型能源将是未来能源科技发展的趋势，也将成未来汽车动力的来源。交通运输行业发展较快的是铁路运输的电气化发展，经过十一五计划的重点发展，目前，我国铁路电气化水平已经超过了80%，电力技术在汽车上的发展缺相对缓慢。随着电池技术的发展进步，研究者开发出了基于电能的新型汽车，以其节能特点备受关注，电动汽车将是未来汽车产业以及整个动力技术领域的重要发展趋势。
近几年，我国的重点城市已经开始逐步推广电动汽车，深圳市规划在2012年以前建成200个快速充电站，以促进和普及电动汽车的发展；2011年初国家发改委也宣布要在京津地区建设电动汽车充换电池服务网络，推广更换电池的电动汽车续电方式。现在电动汽车面临的一个很难突破的问题是：当车载电池电量耗尽时，快速充电站充满一梁汽车供电电池一般需要几十分钟，耗费时间较长，影响汽车的连续运行。
针对上述问题，目前最好的解决办法是更换电池，通过更换电动汽车电池来增加汽车的续航能力。电动汽车电池更换设备是指为采用电池更换方式的电动汽车提供电池更换服务的专用设备，设备主要包括电池取放机构、电池电动提升机构、设备移动机构等组成部分。电池更换设备是电动汽车电池更换站的重要组成部分，可以适用不同规模的换电站，电池更换设备的选取是电动汽车更换站的设计要素之一，所以如何有效降低电动汽车电池更换设备成本和环境要求是电动汽车电池更换站设计的一个重要问题。
目前电动汽车电池更换设备，能够非常快速的更换电池箱，但是，由于高昂的采购成本、复杂的设备运行环境要求和较长的施工周期，使得电动汽车电池更换站不能够经济快速地建立起来。此外，复杂的设备也带来了设备维护的成本增加和维护难度的提高。另外，电动汽车电池技术还在不断的完善发展当中，因此电池更换设备也需要不断的更新换代。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种侧位正推半自动电动汽车电池更换装置，适用于侧位解锁的电池箱更换，自身质量小，载重大，可靠性高，操作简便，设备成本低，生产制造周期短。
为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
一种侧位正推半自动电动汽车电池更换装置，包括半电动堆高车、托盘支撑机构、解锁机构和Y向微调机构；所述托盘支撑机构和解锁机构通过X向推拉机构联接，所述Y向微调机构的法兰连接板与托盘支撑机构通过螺钉联接，其光轴支承座与半电动堆高车的的货叉通过螺栓联接，所述X向推拉机构包括直线滑块和直线导轨。
所述托盘支撑机构包括托盘、托盘支架、圆导轨、锁扣、单槽托辊、托辊、托辊支座、方法兰套筒轴承、轴支轨和弹性限位机构，所述弹性限位机构包括导向销和弹簧A；所述托盘支架、托盘和弹性限位机构均通过轴支轨上的孔螺栓固定安装在所述轴支轨上，所述圆导轨设有两条，均通过所述方法兰套筒轴承安装在所述托盘支架的两侧，所述锁扣通过所述托盘支架后端孔螺栓固定联接，所述托辊支座设有两对，分别支撑单槽托辊和托辊，两对托辊支座均根据电池箱底部导向槽的位置螺栓固定在所述托盘上，所述单槽托辊和托辊均通过托辊支座的缺口嵌入到托辊支座上。
所述单槽托辊和托辊均有5～15个。
所述解锁机构包括解锁下压机构、锁舌、可自锁的四杆增力机构、可转位的侧位把手和X向锁止机构；所述解锁下压机构通过自身端部孔与解锁固定板上端面两侧的孔螺栓连接，所述锁舌通过解锁固定板前端面两侧的孔进行螺钉连接，所述可自锁的四杆增力机构通过推拉机架中间部分的两个孔利用轴联接，所述可转位的侧位把手通过推拉机架左右两侧的孔利用轴联接，所述X向锁止机构外壳焊接在推拉机架的正后方。
两条圆导轨均设置于所述推拉机架上部，通过方法兰套筒轴承联接；所述直线导轨设有两条，均通过所述推拉机架底部的直线滑块与推拉机架滑动联接；所述直线滑块有两个，两者与所述推拉机架之间均通过间隙轴和轴承在X、Y方向浮动联接。
所述解锁下压机构包括压片、压片螺杆、弹簧B、下压板和开槽螺母；所述压片螺杆和压片焊接，所述弹簧B位于所述压片和下压板之间，其上端设有开槽螺母。
所述锁舌设有拉和推台阶结构，其尾端与所述解锁固定板螺栓联接。
所述可自锁的四杆增力机构包括主操作杆、副操作杆、回位弹簧、摇杆A和摇杆B；所述摇杆A的一端与所述推拉机架通过轴联接，其另一端与所述主操作杆的端部通过轴联接，所述摇杆B的一端与所述推拉机架通过轴联接，其另一端与所述主操作杆的中间部分通过轴联接，所述回位弹簧的一端设于联接所述摇杆A的主操作杆的端部与连接摇杆B的中间部分之间，其另一端与所述推拉机架通过轴联接，所述副操作杆设于所述推拉机架上。
所述可转位的侧位把手设有两个，分别通过轴安装在所述推拉机架上部空心方管两端，所述空心方管两端的内部分别装有聚氨酯块，在所述方管内部形成Y、Z两个方向的相贯圆柱槽，两个可转位的侧位把手分别挤压聚氨酯块进行转位。
所述X向锁止机构位于所述空心方管下部的中间位置，其包括锁芯、按钮和按钮操纵杆，所述锁芯焊接在所述空心方管上，其回退到锁扣后，被撞击上锁，解锁时按下所述按钮，所述按钮带动按钮操纵杆松开锁芯，所述解锁机构在其底部的弹性限位机构作用下回退离开锁扣。
所述Y向微调机构包括滚珠丝杠、丝杠螺母、法兰连接板、手柄、螺纹铁块和光轴支承座，所述滚珠丝杠通过法兰连接板与所述托盘支撑机构联接，其通过光轴支承座与半电动堆高车的货叉固定联接，通过所述滚珠丝杠的台阶和手柄限制滚珠丝杠的Y向行程，所述螺纹铁块位于所述光轴支承座和托盘支撑机构之间。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1.满足电池内外箱采用两侧设置锁止机构的安装方式，克服了电池箱与汽车安装误差；
2.可自锁的四杆增力机构具备省力效果，并在按压解锁时形成自锁状态，可以保证解除外箱设置的两道锁，车体左右侧设置可转位的侧位把手，推拉电池的操作方式为侧位正推，避免中间操作难以发力，把手可以向下限位折叠，避免把手非工作状态戳碰其他物体；
3.解锁机构可在设置直线导轨和圆导轨上推拉，上方圆导轨安装在支架上用于导向，下方直线导轨设置为浮动连接用来支撑，上方的方法兰套筒轴承有浮动能力，避免由安装误差造成的锁死；解锁机构可以浮动，解决了电池外箱解锁按钮安装高度不平不能同时解锁的问题；整个解锁机构还设计有锁止机构，防止电池箱进入设备后从托盘中滑落；
4.托盘支撑机构设计成桁架结构，托盘设计有电池箱弹性限位机构，托盘中设计有导向托辊，防止电池箱Y向移动；
5.本发明采用的半电动堆高车是一种轻便的控制和装置实体分离设备，采用电动液压驱动链条吊起重物，负载大，自身重量很轻，易操作，易推动；其车体采用桁架结构，刚性好，后轮设计为8寸铁心聚氨酯万向轮，整车可通过换电站路面减速带；
6.本发明的工作模式满足大质量电动汽车快速更换要求，尤其对于小型换电站和测试阶段的车辆，成本低，对环境要求低，设备生产和加工周期短、运输方便。
附图说明
图1是侧位正推半自动电动汽车电池更换装置实施例整体结构图；
图2是侧位正推半自动电动汽车电池更换装置实施例中解锁机构左视图；
图3是侧位正推半自动电动汽车电池更换装置实施例中解锁机构正视图；
图4是侧位正推半自动电动汽车电池更换装置实施例中托盘支撑机构结构图；
图5是侧位正推半自动电动汽车电池更换装置实施例中解锁机构及托盘支撑机构示意图；
图6是侧位正推半自动电动汽车电池更换装置实施例中Y向微调机构结构图；
其中，1.半电动堆高车，2.托盘支撑机构，3.解锁机构，4.Y向微调机构，5.锁舌，6.压片，7.弹簧B，8.开槽螺母，9.压片螺杆，10.下压板，11.摇杆A，12.回位弹簧，13.主操作杆，14.摇杆B，15.副操作杆，16.可转位的侧位把手，17.聚氨酯块，18.推拉机架，19.轴承，20.间隙轴，21.直线滑块，22.锁芯，23.按钮操纵杆，24.按钮，25.方法兰套筒轴承，26.圆导轨，27.弹簧A，28.导向销，29.托辊，30.锁扣，31.直线导轨，32.单槽托辊，33.滚珠丝杠，34.丝杠螺母，35.法兰连接板，36.光轴支承座，37.手柄，38.托盘，39.托盘支架，40.托辊支座，41.轴支轨，42.解锁固定板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1，一种侧位正推半自动电动汽车电池更换装置，包括半电动堆高车1、托盘支撑机构2、解锁机构3和Y向微调机构4；所述托盘支撑机构2和解锁机构3通过X向推拉机构联接，所述Y向微调机构4的法兰连接板35与托盘支撑机构2通过螺钉联接，其光轴支承座36与半电动堆高车1的的货叉通过螺栓联接，所述X向推拉机构包括直线滑块21和直线导轨31。
如图2和图3，所述解锁机构3包括解锁下压机构、锁舌5、可自锁的四杆增力机构、可转位的侧位把手16和X向锁止机构；所述解锁下压机构通过自身端部孔与解锁固定板42上端面两侧的孔螺栓连接，所述锁舌5通过解锁固定板42前端面两侧的孔进行螺钉连接，所述可自锁的四杆增力机构通过推拉机架18中间部分的两个孔利用轴联接，所述可转位的侧位把手16通过推拉机架左右两侧的孔利用轴联接，所述X向锁止机构外壳焊接在推拉机架18的正后方。
两条圆导轨26均设置于所述推拉机架18上部，通过方法兰套筒轴承25联接；所述直线导轨31设有两条，均通过所述推拉机架18底部的直线滑块21与推拉机架18滑动联接；所述直线滑块21有两个，两者与所述推拉机架18之间均通过间隙轴20和轴承19在X、Y方向浮动联接。
所述解锁下压机构包括压片6、压片螺杆9、弹簧B 7、下压板10和开槽螺母8；所述压片螺杆9和压片6焊接，所述弹簧B 7位于所述压片6和下压板10之间，其上端设有开槽螺母8。
所述锁舌5设有拉和推台阶结构，其尾端与所述解锁固定板42螺栓联接。
所述可自锁的四杆增力机构包括主操作杆13、副操作杆15、回位弹簧12、摇杆A 11和摇杆B 14；所述摇杆A 11的一端与所述推拉机架18通过轴联接，其另一端与所述主操作杆13的端部通过轴联接，所述摇杆B 14的一端与所述推拉机架18通过轴联接，其另一端与所述主操作杆13的中间部分通过轴联接，所述回位弹簧12的一端设于联接所述摇杆A 11的主操作杆13的端部与连接摇杆B 14的中间部分之间，其另一端与所述推拉机架18通过轴联接，所述副操作杆15设于所述推拉机架18上。操作时，按压推拉机架18向下直到推拉机架18与摇杆A或摇杆B共线，处于自锁状态，按压副操作杆15撬动推拉机架18向上并在回位弹簧12的作用下解除自锁。
所述可转位的侧位把手16设有两个，分别通过轴安装在所述推拉机架18上部空心方管两端，所述空心方管两端的内部分别装有聚氨酯块17，在所述方管内部形成Y、Z两个方向的相贯圆柱槽，两个可转位的侧位把手16分别挤压聚氨酯块17进行转位。
所述X向锁止机构位于所述空心方管下部的中间位置，其包括锁芯22、按钮24和按钮操纵杆23，所述锁芯22焊接在所述空心方管上，其回退到锁扣30后，被撞击上锁，解锁时按下所述按钮24，所述按钮24带动按钮操纵杆23松开锁芯22，所述解锁机构3在其底部的弹性限位机构作用下回退离开锁扣30。
如图4和图5，所述托盘支撑机构2包括托盘38、托盘支架39、圆导轨26、锁扣30、单槽托辊32、托辊29、托辊支座40、方法兰套筒轴承25、轴支轨41和弹性限位机构，所述弹性限位机构包括导向销28和弹簧A 27；所述托盘支架39、托盘38和弹性限位机构均通过轴支轨41上的孔螺栓固定安装在所述轴支轨41上，所述圆导轨26设有两条，均通过所述方法兰套筒轴承25安装在所述托盘支架39的两侧，所述锁扣30通过所述托盘支架39后端孔螺栓固定联接，所述托辊支座40设有两对，分别支撑单槽托辊32和托辊29，两对托辊支座均根据电池箱底部导向槽的位置螺栓固定在所述托盘38上，所述单槽托辊32和托辊29均通过托辊支座40的缺口嵌入到托辊支座40上。
所述单槽托辊32和托辊29均有5～15个。
如图6，所述Y向微调机构4包括滚珠丝杠33、丝杠螺母34、法兰连接板35、手柄37、螺纹铁块和光轴支承座36，所述滚珠丝杠33通过法兰连接板35与所述托盘支撑机构2联接，其通过光轴支承座36与半电动堆高车1的货叉固定联接，通过所述滚珠丝杠33的台阶和手柄37限制滚珠丝杠33的Y向行程，所述螺纹铁块位于所述光轴支承座36和托盘支撑机构2之间。
综上所述，本发明提供的电动汽车电池更换装置满足了电池内外箱采用两侧设置锁止机构的安装方式，克服了电池箱与汽车安装误差；其工作模式满足大质量电动汽车快速更换要求，尤其对于小型换电站和测试阶段的车辆，成本低，对环境要求低，设备生产和加工周期短、运输方便。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种侧位正推半自动电动汽车电池更换装置，包括半电动堆高车、托盘支撑机构、解锁机构和Y向微调机构；其特征在于：所述托盘支撑机构和解锁机构通过X向推拉机构联接，所述Y向微调机构的法兰连接板与托盘支撑机构通过螺钉联接，其光轴支承座与半电动堆高车的的货叉通过螺栓联接，所述X向推拉机构包括直线滑块和直线导轨；
所述Y向微调机构包括滚珠丝杠、丝杠螺母、法兰连接板、手柄、螺纹铁块和光轴支承座，所述滚珠丝杠通过法兰连接板与所述托盘支撑机构联接，其通过光轴支承座与半电动堆高车的货叉固定联接，通过所述滚珠丝杠的台阶和手柄限制滚珠丝杠的Y向行程，所述螺纹铁块位于所述光轴支承座和托盘支撑机构之间；
所述托盘支撑机构包括托盘、托盘支架、圆导轨、锁扣、单槽托辊、托辊、托辊支座、方法兰套筒轴承、轴支轨和弹性限位机构，所述弹性限位机构包括导向销和弹簧A；所述托盘支架、托盘和弹性限位机构均通过轴支轨上的孔螺栓固定安装在所述轴支轨上，所述圆导轨设有两条，均通过所述方法兰套筒轴承安装在所述托盘支架的两侧，所述锁扣通过所述托盘支架后端孔螺栓固定联接，所述托辊支座设有两对，分别支撑单槽托辊和托辊，两对托辊支座均根据电池箱底部导向槽的位置螺栓固定在所述托盘上，所述单槽托辊和托辊均通过托辊支座的缺口嵌入到托辊支座上。
2.根据权利要求1所述的侧位正推半自动电动汽车电池更换装置，其特征在于：所述单槽托辊和托辊均有5～15个。
3.根据权利要求1所述的侧位正推半自动电动汽车电池更换装置，其特征在于：所述解锁机构包括解锁下压机构、锁舌、可自锁的四杆增力机构、可转位的侧位把手和X向锁止机构；所述解锁下压机构通过自身端部孔与解锁固定板上端面两侧的孔螺栓连接，所述锁舌通过解锁固定板前端面两侧的孔进行螺钉连接，所述可自锁的四杆增力机构通过推拉机架中间部分的两个孔利用轴联接，所述可转位的侧位把手通过推拉机架左右两侧的孔利用轴联接，所述X向锁止机构外壳焊接在推拉机架的正后方。
4.根据权利要求3所述的侧位正推半自动电动汽车电池更换装置，其特征在于：两条圆导轨均设置于所述推拉机架上部，通过方法兰套筒轴承联接；所述直线导轨设有两条，均通过所述推拉机架底部的直线滑块与推拉机架滑动联接；所述直线滑块有两个，两者与所述推拉机架之间均通过间隙轴和轴承在X、Y方向浮动联接。
5.根据权利要求3所述的侧位正推半自动电动汽车电池更换装置，其特征在于：所述解锁下压机构包括压片、压片螺杆、弹簧B、下压板和开槽螺母；所述压片螺杆和压片焊接，所述弹簧B位于所述压片和下压板之间，其上端设有开槽螺母。
6.根据权利要求3所述的侧位正推半自动电动汽车电池更换装置，其特征在于：所述锁舌设有拉和推台阶结构，其尾端与所述解锁固定板螺栓联接。
7.根据权利要求3所述的侧位正推半自动电动汽车电池更换装置，其特征在于：所述可自锁的四杆增力机构包括主操作杆、副操作杆、回位弹簧、摇杆A和摇杆B；所述摇杆A的一端与所述推拉机架通过轴联接，其另一端与所述主操作杆的端部通过轴联接，所述摇杆B的一端与所述推拉机架通过轴联接，其另一端与所述主操作杆的中间部分通过轴联接，所述回位弹簧的一端设于联接所述摇杆A的主操作杆的端部与连接摇杆B的中间部分之间，其另一端与所述推拉机架通过轴联接，所述副操作杆设于所述推拉机架上。
8.根据权利要求3所述的侧位正推半自动电动汽车电池更换装置，其特征在于：所述可转位的侧位把手设有两个，分别通过轴安装在所述推拉机架上部空心方管两端，所述空心方管两端的内部分别装有聚氨酯块，在所述方管内部形成Y、Z两个方向的相贯圆柱槽，两个可转位的侧位把手分别挤压聚氨酯块进行转位。
9.根据权利要求8所述的侧位正推半自动电动汽车电池更换装置，其特征在于：所述X向锁止机构位于所述空心方管下部的中间位置，其包括锁芯、按钮和按钮操纵杆，所述锁芯焊接在所述空心方管上，其回退到锁扣后，被撞击上锁，解锁时按下所述按钮，所述按钮带动按钮操纵杆松开锁芯，所述解锁机构在其底部的弹性限位机构作用下回退离开锁扣。
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