CN108428831B - 一种适用于微重力环境的电池盒 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于微重力环境的电池盒，包括盒体和盒盖，盒体包括一端具有凹槽的本体，另一端设置有开口槽，并通过开孔的铰链盖板封盖，且该开口槽的底部设置有销轴槽，盒盖设置在盒体之上，其一端设置有连接部，通过该连接部与盒体铰接，另一端设置有垂直凸出的挡板，盒盖被驱动在其长度方向上的移动可带动销轴在销轴槽内往复移动，使得第二连接部被所述铰链盖板约束而压紧在盒体上并通过锁紧及解锁部件锁紧，或者该第二连接部脱离铰链盖板的约束而使得连接部可绕销轴转动，实现对盒盖的打开。本发明的电池盒通过铰链与盒盖连接部的优化设计可防止微重力环境下的误操作使得电池盒内电池产生漂移，实现快速锁紧方便微重力环境下的电池更换操作。

Description

一种适用于微重力环境的电池盒

技术领域

本发明属于电池盒技术领域，具体涉及一种适用于微重力环境的电池盒。

背景技术

随着载人航天技术的发展和航天空间站的建造，空间站或者载人飞行器上需要配备一些低压直流电器设备，因此，需要适合在微重力环境下使用的电池盒。

常规的电池盒通常包括盒体、盖体以及盒体与盖体组合形成的可容置电池的中空腔，中空腔内设置用于实现电池与电器电池端子之间电连接的导体。如中国专利文献201420581591.1中公开了一种电池盒，其中，电池盒的壳体和盖体之间采用卡钩与卡扣的锁紧机构将壳体与盖体紧锁，卡钩和卡扣分别设置于盖体与壳体的对应位置，通过将卡钩卡入卡扣中实现壳体与盖体的紧锁。这种结构的电池盒并不适用于微重力环境，在微重力环境中，物体容易产生漂浮并发生碰撞，在碰撞过程中如果产生误操作起动了锁紧机构的开关，电池盒盒盖失去卡扣的控制会被完全打开，从而使得盒体的电池不受保护容易产生漂移或者被弹簧弹出影响电器的使用。另外，这种卡扣式的电池盒不能选用较硬材质否则卡扣难以卡入，同时在使用过程中这种锁紧机构的卡钩容易断或是变形，导致锁紧机构失效或者卡不紧，从而造成壳体与盖体的开合十分不方便。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种适用于微重力环境的电池盒，适用于微重力环境下对电池稳定可靠的锁紧和解锁，开合简单方便。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种适用于微重力环境的电池盒，其特征在于，该电池盒包括盒体和盒盖，其中，

所述盒体包括一端具有凹槽的本体，该本体上的凹槽作为电池安装槽，本体另一端设置有开口槽，并通过开孔的铰链盖板封盖，且该开口槽的底部设置有销轴槽；所述盒盖设置在盒体之上，该盒盖呈长条板体，其一端设置有连接部，通过该连接部与盒体铰接，另一端设置有垂直凸出的挡板，且该挡板上安装设置有锁紧及解锁部件，以用于封盖盒体上的电池容置槽；

其中，所述连接部整体呈阶梯板体结构，其宽度窄于盒盖宽度，包括第一连接部、第二连接部以及铰接部，其中第一连接部与盒盖板体固定连接，第二连接部一端与第一连接部连接，铰接部设置在第二连接部的另一端，该铰接部包括设置在第二连接部端部的中心开有通孔的环形体、以及同轴容置在其中的圆柱形销轴；所述销轴容置在销轴槽中，所述第二连接部穿过所述铰链盖板上的开孔后通过第一连接部与盒盖板体固定连接；

所述盒盖被驱动在其长度方向上的移动可带动所述销轴在销轴槽内往复移动，使得所述第二连接部被所述铰链盖板约束而压紧在盒体上并通过所述锁紧及解锁部件锁紧，或者使得该第二连接部脱离铰链盖板的约束而使所述连接部可绕所述销轴转动，实现盒盖在盒体上的开合。

作为本发明的进一步改进，铰链盖板开口的大小介于第二连接部的宽度和销轴的长度之间，使得所述第二连接部可以伸入该开口但所述铰接部被所述开口限位。

作为本发明的进一步改进，第一电极压板、接线电极和第一绝缘垫板依次叠置在所述安装槽一端的内壁上，并与其紧固连接，形成用于与电池正极或负极端连接的接线端。

作为本发明的进一步改进，第二电极压板、连通电极和第二绝缘垫板依次与盒盖的挡板内侧紧固连接，形成用于与电池负极或正极端连接的接线端。

作为本发明的进一步改进，所述锁紧及解锁部件包括锁紧块以及解锁推块，所述锁紧块为舌形锁紧块，其一端伸入挡板上的孔中，并通过孔中设置的弹簧连接，可在外力作用下向所述挡板上的孔中被压入，另一端为楔形端面，在盒盖移动到位后该锁紧块可在弹簧作用下插入所述锁孔中，从而将盒盖与盒体锁紧，并在所述锁紧块，并在解锁推块带动下压缩所述弹簧从所述锁孔中拔出，实现解锁。

所述电池盒的外壳选用金属材料，电极片上下表面均设置有非金属绝缘垫板。由于微重力环境中物体容易漂移产生碰撞，电池外壳需要选用牢固且稳定性好的材质。

作为本发明的进一步改进，所述电池盒的解锁部位设置有防误撞安全凸台。

作为本发明的进一步改进，所述安装槽中设置有电池限位机构，该限位机构包括限位本体，其具有用于容置电池的环形槽，环形槽在轴向上的长度与电池轴向长度适应匹配，环形槽上沿环形方向设置有凸出的限位部，用于约束容置于环形槽中的电池。

作为本发明的进一步改进，所述限位部为弧形片，其曲率与环形槽曲率相同。

作为本发明的进一步改进，所述电池槽中的电池横向并列排布为两个或多个，相应地，所述环形槽对应为两个或多个，各环形槽之间的部分设置所述限位部。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

1)本发明的电池盒，其中通过选用铰链盖板的限位设计以及铰链与盒盖连接部的特殊设计使得盒盖误操作被解锁的情况下电池盒盖不会完全打开，电池仍然被限位在电池盒中，并在盒盖的端部设计有带自复位弹簧的楔形结构锁舌实现盒盖能快速实现锁紧及解锁，同时在解锁部位设置防撞安全凸台以防误操作，该电池盒尤其适用于微重力环境。

2)本发明的电池盒，其中电池采用推入式的装入方式并在电池安装部位设有限位凸台，手指拨动电池即可依次取出电池，使得在微重力环境中电池盒中的电池不会由于失重漂浮出电池盒。

3)本发明的电池盒选用金属作为电池盒外表面，金属材质要比塑料等材质坚固，因此更加适用于微重力环境，同时在在所有的电极片上下表面均设计有非金属绝缘垫板防止电气短路和/或与电池盒导通。

附图说明

图1是本发明优选实施例中的电池盒结构的示意图；

图2是本发明优选实施例中的电池盒电气连接结构的示意图；

图3是本发明优选实施例中的电池盒电池限位结构的示意图；

图4是本发明优选实施例中的电池盒内电池槽位结构的示意图；

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-盒体、2-铰链盖板、3-盒盖、4-电极压板、5-连通电极、6-绝缘垫板、7-复位弹簧、8-舌形锁紧块、9-解锁推块、10-接线电极、11-电池。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本发明进一步详细说明。

图1为本发明实施例的一种电池盒的结构示意图。如图1所示，本实施例的电池盒包括盒体1、铰链盖板2、盒盖3、电极压板4、连通电极5、绝缘垫板6、复位弹簧7、舌形锁紧块8、解锁推块9、接线电极10、电池11及紧固件。

盒体1包括具有凹槽的本体，本体上的凹槽作为电池容置槽，用于容置电池，盒盖3设置在盒体1之上，以用于封盖盒体1上的电池容置槽。如图1所示，盒盖3一端与盒体1的一端铰接，另一端设置有与盒体1另一端匹配的锁紧及解锁部件。

如图1所示，盒体1内的电池安装槽开设在盒体本体的中部或一端，其深度及长度根据容纳电池数量具体设定。如图1所示，在安装槽一端(本实施例中优选是靠近盒体与盒盖铰接的端部，在本实施例的图1中显示为左端)的侧壁，电极压板4、接线电极10和绝缘垫板6依次与盒体1的端部紧固连接，形成用于与电池正极或负极端连接的接线端。相应地，在盒盖上相对的一端的端部，设置有挡板，电极压板4、连通电极5和绝缘垫板6与盒盖3的该端部的挡板内侧紧固连接，形成用于与电池负极或正极端连接的接线端。

如图1和2所示，在盒盖3端部的挡板上还设置有锁紧块8以及解锁推块9，优选地，锁紧块8为舌形锁紧块，其一端伸入挡板上的孔中，并通过孔中设置的弹簧连接，另一端为楔形端面，锁紧块8可以在外力作用下向所述挡板上的孔中被压入，并在外力解除后弹出。所述盒体本体对应位置设置有锁孔，在盒盖3移动到位后，锁紧块8可在弹簧作用下插入所述锁孔中，从而将盒盖与盒体锁紧。

优选地，舌形锁紧块8可以为两个或者其他数量。挡板外侧面上设置有解锁推块，其与舌形锁紧块8固定连接，优选地，舌形锁紧块8上设置有销孔，销钉穿过销孔后与解锁推块9固定连接，外力作用于解锁推块即可带动舌形锁紧块8在挡板中的孔中伸缩，进而解锁或锁紧。

如图1所示，盒盖3呈长条板体，其一端的挡板优选与其垂直设置，盒盖3的另一端设置有连接部，通过该连接部与盒体铰接。具体地，如图1和2所示，连接部整体呈阶梯条形板结构，其宽度窄于盒盖宽度，包括第一连接部、第二连接部以及铰接部，其中第一连接部与盒盖板体固定连接，优选是一体形成，并优选与盒盖板体等厚度，即底部(即靠近电池槽的侧面)与盒盖的底部(即靠近电池槽的侧面)位于一个平面，顶部与盒盖的顶部位于一个平面，第二连接部一端与第一连接部连接，优选是一体成型，其厚度比第一连接部小，优选是其底部与盒盖本体底部(即靠近电池槽的侧面)平齐，位于一个平面，顶部低于盒盖的顶部。铰接部设置在第二连接部的另一端，其包括设置在第二连接部端部的中心开有通孔的环形体、以及同轴容置在其中的圆柱形销轴，环形体中空部分能容纳圆柱形的销轴，并使得所述圆环状的中空构件可沿销轴轴向运动，如图1和2所示，优选中空环形体与盒盖第二连接部宽度(如图1和2所示为垂直纸面方向)相同，销轴的宽度宽于盒盖第二连接部的宽度，即销轴两端伸出于环形体两端。优选地，环形体、盒盖第二连接部一体成型。

如图1所示，盒体1端部设置有开口槽，用于容置所述盒盖3上的连接部，并通过铰链盖板2封盖该开口槽，从而形成铰链连接。具体地，开口槽的底部设置有槽，其呈长条形，用于容置销轴，该销轴槽沿电池轴向上的宽度大于销轴的直径，使得销轴可以在该槽内沿该方向往复移动。铰链盖板2为T形结构，其中，铰链盖板2靠近盒体1的端部的端部宽度小于另一端部宽度，铰链盖板2的偏宽的端部设有开口，该开口的宽度介于第二连接部的宽度和销轴的宽度之间，使得连接部的第二连接部可以伸入该开口。安装时，盒盖3的连接部中的销轴置于开口槽的所述圆槽中，通过铰链盖板2封盖开口槽，并约束销轴的位移，同时第二连接部嵌入铰链盖板2的开口中，该开口恰好容纳与盒盖第二连接部连接的铰链位于开口位置时可以沿铰链销钉向上转动而不被铰链盖板限制。

在销轴位于销轴槽最远端(如图1和2所示为左端)，连接部的第二连接部通过铰链盖板2上的开口伸入盒体1上的开口槽中并从而被铰链盖板2压紧约束，而在销轴位于销轴槽最近端(如图1和2所示为右端)，连接部的第二连接部仅容置于铰链盖板2的开口内，不被铰链盖板2约束，仅有销轴被铰链盖板2约束，第二连接部可在开口内绕销轴转动，进而形成盒盖与盒体的铰接连接。

在本发明实施例中，锁定状态下，电池盒中销轴位于第二凹槽的最左端，当电池盒被解锁时，销轴仍然位于第二凹槽的左部，由于铰链盖板2的限位作用使得盒盖连接部无法沿着销轴轴向运动，只有当铰链的销轴移动到第二凹槽的最右端时盒盖连接部才可以沿销轴轴向运动，即电池盒的盒盖3在被解锁的情况下需要向右移动盒盖3使得铰链的销轴移动到第二凹槽的最右端才能实现向上移动盒盖，从而才能完全打开电池盒的盒盖进而进行电池的更换等操作。在微重力环境下，即使发生由于物体碰撞或者其他原因产生误操作使得电池盒的解锁装置被打开的情况时，电池盒内的电池仍然能被限位在电池盒的盒体和盒盖中而不会从电池盒中漂移出来。

如图1所示，盒盖3右侧设置有例如两块带自复位弹簧7的舌形锁紧块8，舌形锁紧块8与解锁推块9连接，解锁推块9可上下移动，盒体1的上方对应有方形锁孔，该舌形锁紧块为楔形结构，当盒盖3向右推入盒体1时，舌形锁紧块8在推入力的作用下向上移动，到达锁孔部位时，锁舌在复位弹簧的作用下插入锁孔，实现锁紧，而向上拨动解锁推块9即可实现解锁。

本实施例中，优选电池盒采用金属材质，并在所有的电极片上下表面均设计有非金属绝缘垫板防止电气短路和/或与电池盒导通，这是由于微重力环境中物体容易漂移产生碰撞，为防止碰撞导致电池盒受损电池外壳需要选用牢固且稳定性好的材质。

图2为本发明实施例的一种电池盒电气连接结构示意图。如图2所示，接线电极通过紧固件固定在盒体上，连通电极通过紧固件固定在盒盖3上。

图3是本发明优选实施例中的电池盒电池限位结构示意图。如图3所示，依据电池的尺寸大小在电池盒电池安装部位设置了电池限位机构，优选地，限位机构包括限位本体，其具有用于容置电池的环形槽，环形槽在轴向上的长度与电池轴向长度适应匹配，环形槽上沿环形方向设置有凸出的限位部，用于在周向上约束容置于环形槽中的电池，使得其安装后不易因微重力环境而脱离电池环形槽。优选地，限位部为弧形片，其曲率与环形槽曲率相同，优选限位部为弹性材质制成。在一个优选实施例中，电池槽中的电池横向并列排布为两个或多个，相应地，所述环形槽对应为两个或多个，各环形槽之间的部分设置所述限位部。电池盒电池安装部位的限位部使得在微重力环境下电池在安装过程中不会由于失重漂浮出电池盒，装入电池后接线电极和连通电极上的电极片正极为圆柱形凸台，其正极与电池正极连接，而其负极为圆柱弹簧与电池负极连接，电极片上下表面均设计有非金属绝缘垫板，防止电气短路和/或与电池盒导通，电源连接导线从接线电极上引出，从而实现电池的电气连接。

电池安装结构为推入式安装，手指拨动即可依次取出电池，具体更换过程可以如此操作：向上拨动解锁推块9将盒盖3解锁，盒盖3安装有锁舌的端部在电极弹簧的作用下会以其与盒体连接的端部为轴心自动向右侧移动，拉动盒盖3安装有锁舌的端部向右侧移动并向上旋转，完成盒盖开启，拨动电池将其依次从盒体1内滑出，然后将电池按极性要求依次从盒体1右侧推入，向下旋转盒盖3安装有锁舌的端部并向左侧推入盒体1内，楔形锁舌在推入力的作用下向上移动到锁孔部位时，锁舌在复位弹簧的作用下插入锁孔，实现锁紧，完成电池的更换，同时，在电池盒的解锁部位设置有防误撞安全凸台以防误操作。

图4为一个优选实施例的电池盒内电池槽位结构的示意图，如图4所示，本实施例中，该电池盒内一个用于安装电池的单排槽位内可安装的电池个数为2个，且该电池盒有两个槽位，但本发明中对槽位个数及单排槽位中可安装电池的个数不做限制，实际应用过程中可根据具体需要设置槽位个数及单排槽位中可安装电池的个数。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种适用于微重力环境的电池盒，其特征在于，该电池盒包括盒体和盒盖，其中，所述盒体包括一端具有凹槽的本体，该本体上的凹槽作为电池安装槽，本体另一端设置有开口槽，并通过开孔的铰链盖板封盖，且该开口槽的底部设置有销轴槽；所述盒盖设置在盒体之上，该盒盖呈长条板体，其一端设置有连接部，通过该连接部与盒体铰接，另一端设置有垂直凸出的挡板，且该挡板上安装设置有锁紧及解锁部件，以用于封盖盒体上的电池安装槽；

其中，所述连接部整体呈阶梯板体结构，其宽度窄于盒盖宽度，包括第一连接部、第二连接部以及铰接部，其中第一连接部与盒盖板体固定连接，第二连接部一端与第一连接部连接，铰接部设置在第二连接部的另一端，该铰接部包括设置在第二连接部端部的中心开有通孔的环形体、以及同轴容置在其中的圆柱形销轴；所述销轴容置在销轴槽中，所述第二连接部穿过所述铰链盖板上的开孔后通过第一连接部与盒盖板体固定连接；

所述盒盖被驱动在其长度方向上的移动能够带动所述销轴在销轴槽内往复移动，使得所述第二连接部被所述铰链盖板约束而压紧在盒体上并通过所述锁紧及解锁部件锁紧，或者使得该第二连接部脱离铰链盖板的约束而使所述连接部能够绕所述销轴转动，以此实现盒盖在盒体上的开合；

其中，所述锁紧及解锁部件包括锁紧块以及与其固定连接的解锁推块，所述锁紧块为舌形锁紧块，其一端伸入挡板上的孔中，并通过孔中设置的弹簧连接，另一端为楔形端面，所述锁紧块能够在外力作用下向所述挡板上的孔中被压入，所述盒体本体对应位置设置有锁孔，在盒盖移动到位后该锁紧块能够在弹簧作用下插入所述锁孔中，从而将盒盖与盒体锁紧；

电池安装结构为推入式安装，手指拨动即可依次取出电池，具体更换过程操作为：向上拨动解锁推块将盒盖解锁，盒盖安装有锁舌的端部在电极弹簧的作用下会以其与盒体连接的端部为轴心自动向右侧移动，拉动盒盖安装有锁舌的端部向右侧移动并向上旋转，完成盒盖开启，拨动电池将其依次从盒体内滑出，然后将电池按极性要求依次从盒体右侧推入，向下旋转盒盖安装有锁舌的端部并向左侧推入盒体内，楔形锁舌在推入力的作用下向上移动到锁孔部位时，锁舌在复位弹簧的作用下插入锁孔，实现锁紧，完成电池的更换。

2.根据权利要求1所述的适用于微重力环境的电池盒，其中，所述铰链盖板具有开口，该开口的大小介于第二连接部的宽度和销轴的长度之间，使得所述第二连接部能够伸入该开口但所述铰接部被该开口限位。

3.根据权利要求1或2所述的适用于微重力环境的电池盒，其中，第一电极压板、接线电极和第一绝缘垫板依次叠置在所述电池安装槽的一端内壁上，并与其紧固连接，形成用于与电池正极或负极端连接的接线端。

4.根据权利要求1至2中任一项所述的适用于微重力环境的电池盒，其中，第二电极压板、连通电极和第二绝缘垫板依次与盒盖的挡板内侧紧固连接，形成用于与电池负极或正极端连接的接线端。

5.根据权利要求1至2中任一项所述的适用于微重力环境的电池盒，所述电池盒的外壳选用金属材料，电极片上下表面均设置有非金属绝缘垫板。

6.根据权利要求5所述的适用于微重力环境的电池盒，其中，所述电池盒的锁紧及解锁部件设置有防误撞安全凸台。

7.根据权利要求1至2中任一项所述的适用于微重力环境的电池盒，其中，所述电池安装槽中设置有电池限位机构，该限位机构包括限位本体，其具有用于容置电池的环形槽，环形槽在轴向上的长度与电池轴向长度适应匹配，环形槽上沿环形方向设置有凸出的限位部，用于约束容置于环形槽中的电池。

8.根据权利要求7所述的适用于微重力环境的电池盒，其中，所述限位部为弧形片，其曲率与环形槽曲率相同。

9.根据权利要求8所述的适用于微重力环境的电池盒，其中，所述电池安装槽中的电池横向并列排布为两个或多个，相应地，所述环形槽对应为两个或多个，各环形槽之间的部分设置所述限位部。

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