具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本申请的电动小客车是指乘坐9人以下的小型轻便载客电动车辆,以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶的车辆。电动小客车区别于电动的特种车辆(例如:以车载电源为动力的垃圾运输车辆、以车载电源为动力的城市货物运输车辆和以车载电源为动力的公共交通车辆等等)
如图1所示,本发明的用于不同换电车型的(即可适用于不同轮距/不同轴距的不同车型的电动小客车)的车载电池智能快拆快装的锁止机构,包括:
锁止机构包括一主体框架1;其中,所述主体框架的前部侧面设置一插座单元C,用于与动力电池的插头进行耦合;所述主体框架1的两侧横梁 11的内壁上各对称设置两组连杆锁紧装置2;所述连杆锁紧装置2可包括多个锁固组合体3和电池锁固定位单元T(电池锁固定位单元T包括:在所述主体框架1的两侧横梁11上各设置一锥形定位套17);如图3所示,所述锁固组合体包括固定在横梁内壁上的锁紧块31、齿条板,连杆4、拨动板5、连杆复位单元F、连杆保险单元B,以及与锁紧块31相配合的锁止扇形齿轮32。
其中,每组连杆锁紧装置2上设置锁固组合体3的数量至少为2个,如果在每组连杆锁紧装置2上设置锁固组合体3的数量多,则会确保锁止机构与动力电池耦合时稳定性更好,但生产成本会较高;如果在每组连杆锁紧装置2上设置锁固组合体3的数量为1个,则锁止机构与动力电池耦合时稳定性不好;经过实际使用的测试,每组连杆锁紧装置包括3个锁固组合体时,既可确保锁止机构与动力电池耦合时稳定性好,而且生产成本控制较好,是优选实施例。
其中,锁止机构的主体框架1为一矩形结构框架,主体框架1用于根据不同轮距/不同轴距的电动小客车的底部结构,在各电动小客车底部设定的相应安装位置,将主体框架1固定安装在不同车型的电动小客车底部。
主体框架1的尺寸可以适用于不同车型电动小客车的底部(即可适用于不同轮距/不同轴距的不同车型的电动小客车的底部),即可以根据不同车型(即可适用于不同轮距/不同轴距的不同车型的电动小客车)在各电动小客车底部设定相应的安装位置,将主体框架1固定安装在不同车型的电动小客车底部。本申请不限定主体框架1的尺寸,只要主体框架1的尺寸都可以安装在不同车型的电动小客车的底部,且可以通过主体框架1将不同型号的动力电池安装在对应的电动小客车的底部,均适用于不同车型电动小客车的底部都为本申请所应用。这样不需要改变主体框架1的结构,通过安装在电动小客车底部的主体框架1,就可以适用于不同尺寸的动力电池能够安全、方便快速的完成更换,形成了锁止机构的标准化,可以在多种车型的电动小客车使用同一种锁止机构,使得锁止机构在生产制造中降低了成本,便于电动小客车的大规模商业推广应用。
其中,动力电池由锁止机构固定安装在电动小客车底盘上,电动小客车驶入换电站,通过锁止机构与换电站内换电机器人(换电机器人具有举升、平移、定位和解锁等,可以拆卸和安装动力电池)的配合下,可在短时间内可靠完成动力电池更换。
所述主体框架1的两侧横梁11安装在电动小客车底部后,横梁的轴线方向与电动小客车的车体轴线方向一致(其中,设定电动小客车的车体轴线方向为车辆在水平地面保持直线行驶的方向)。
如图2所示,所述动力电池20为板状立方体(其中动力电池20可以为平板状立方体,设置有凸起或凹槽结构的板状立方体等也为本申请所应用,本申请对此不作限定),板状立方体左右两侧部的端面上设置多个动力电池的定位销P,定位销P的形状为一圆柱体的形状。所述锁固组合体中所述锁紧块为非封闭的中空结构,所述锁紧块的中空结构的形状与定位销的圆柱体的形状相配合,在所述锁止机构与动力电池处于锁紧状态中,定位销P被锁紧在锁紧块中(定位销P与主体框架的锁固组合体中所述锁紧块相对应,正是这二者的紧密耦合使动力电池锁紧固定在车体上,而二者的分离使动力电池与车辆底部解锁,完成动力电池的更换)。动力电池的插头与锁止机构中插座单元C进行接插配合,将动力电池的电力能源和电池信息,提供给电动小客车,保证正常电动小客车的正常行驶及车辆上人员的安全。
图3是本申请中连杆锁紧装置2的示意图(锁紧状态)。
图4是本申请中连杆锁紧装置2的示意图(解锁状态)。
如图5所示,所述锁固组合体3可包括固定在横梁内壁上的锁紧块31、与锁紧块31相配合的锁止扇形齿轮32以及连杆4;其中,所述锁紧块31 内设有台阶状园环形槽,锁紧块31的底部设有与园环形槽相通的喇叭形槽口。所述锁止扇形齿轮32的回转中心孔与外部相连形成U型槽孔;在锁紧块31上方设置有齿条板与锁止扇形齿轮32的啮合通道,方便齿条板的齿条进行安装。通过齿条板使锁止扇形齿轮32嵌在锁紧块31内并可进行转动;所述喇叭形槽口设置为动力电池上定位销伸入的位置,可以给动力电池侧部上的定位销提供一定的导入作用,喇叭形槽口的开口尺寸确保动力电池侧部上的定位销准确导入锁止机构的主体框架的1锁固组合体3中,完成锁止机构与动力电池20的锁紧。所述喇叭形槽口的开口角度为不小于60度,确保动力电池侧部上的定位销准确导入锁止机构的主体框架的1锁固组合体3 中,并且有较高的适应性,在实际进行了5000多次的测试中,动力电池侧部上的定位销都可以顺利导入锁止机构的主体框架的锁固组合体中,具有很高的稳定性和成功率。(假设:电动小客车1天换一次动力电池,5000多次需要13年多,基本确保了电动小客车的车主的使用)
其中,如图3和图5所示,所述连杆4呈T字形结构,在连杆4下面设置一拨动板5,连杆4的杆身与锁紧块31的连接位置设置有通过螺钉固定的齿条板,连杆4的杆身与锁紧块31连接的位置设置长圆孔,通过销钉将连杆4与锁紧块31连接,限制连杆4的移动距离。连杆4中的齿条板与锁止扇形齿轮32啮合,移动连杆4使锁止扇形齿轮32转动(设置齿条板的结构使锁止扇形齿轮32在连杆4的控制下的转动位置准确,既降低了成本,同时可靠性较高)。本申请通过连杆在设定范围内的移动(即定值移动),完成锁止机构对动力电池的锁紧及解锁功能(即完成锁止机构与动力电池的锁紧/解锁操作)。
如图3所示,每组连杆锁紧装置2中包括一连杆复位单元F,所述连杆复位单元F包括限位块6、导向块7和复位弹簧8,所述限位块6固定在横梁11的内壁上,所述导向块7固定在连杆4的尾端,限位块6与导向块7 之间通过一导向杆相连,其中导向杆的一端固定在限位块6上,导向杆的另一端穿过限位块6侧面上的腰孔;复位弹簧8套设在导向杆上,复位弹簧8 的两端分别与限位块6和导向块7的侧壁相抵接。(连杆复位单元可以使在完成锁止机构与动力电池的锁紧/解锁操作后,连杆回到预设位置,以便于下一次进行锁止机构与动力电池的锁紧/解锁操作,连杆复位单元结构简单,稳定性好,经过实际使用测试,正常使用次数达到1万次以上,节约了使用成本,有很好的可靠性,可以确保多年的正常工作,满足了电动小客车的车主的使用)
具体工作流程:
如图5所示,当锁止机构未接收任何信号动作时,连杆4控制多个锁止扇形齿轮32(例:假设锁止机构包括3个锁固组合体,则相应有3个锁止扇形齿轮,同理可推)将动力电池侧部相对应的定位销(定位销的形状为一圆柱体的形状,如图6所示)抱住,将动力电池锁紧在锁止机构之中,完成锁止机构与动力电池的锁紧操作;当拨动板5受到换电站内换电机器人驱动时,与之相连的连杆4控制3个锁止扇形齿轮32,旋转预设角度(该预设角度确保定位销可以从锁紧块31中解锁)将U形槽孔打开,可使动力电池侧部的定位销从锁紧块中退出,动力电池与锁止机构解锁,可通过换电站内换电机器人将动力电池从电动小客车的锁止机构的主体框架1上换下。
如图6所示,每组连杆4上设置一连杆保险单元B,所述连杆保险单元 B包括支架13、限位件14、弹性元件15和弹性销16。所述支架13固定在横梁11的内壁上,所述弹性元件15装入弹性销16内插入到支架13中,所述弹性销16是通过弹性元件15自动和限位件14相抵接。限位件14通过弹性元件15对弹性销16的锁定,可自动对连杆4进行限位锁定(图6中所示,限位件14通过对连杆4上限位卡头LK限位锁定,确保了对连杆4进行限位锁定),保证动力电池在车辆的可靠固定,实现动力电池在车辆前进方向前后定位和上下方向的定位。(如图3所示处于锁紧状态时,连杆保险单元 B的弹性元件15处于非压缩状态,连杆4的动作会受到弹性元件15的限制;如图4所示处于解锁状态时,连杆保险单元B的弹性元件15处于压缩状态) 弹性元件15(可以采用弹簧或弹性橡胶等具有弹性力的元件,弹簧可以采用碟形簧等弹簧结构,本发明对此不作任何限定)可以消除动力电池在车辆上的定位间隙,使动力电池和车辆成为一个整体结构,这需要弹性元件有足够的弹力保证动力电池不在车辆行驶或颠簸时没有松动。弹性元件在设计时需进行精确计算弹性驱动力,在动力电池可靠固定在车辆的同时,保证人在车辆上的安全。限位件14通过弹性元件15对弹性销16的锁定,可自动对连杆4进行限位锁定,可确保车辆行驶过程中遇到极端情况(例如车辆在剧烈撞击)后,确保连杆4的位置不会变化,连杆4控制多组锁止扇形齿轮 32将动力电池侧部的相对应的定位销抱住,进一步保障了将动力电池锁紧在锁止机构之中,保证电池不会从车辆脱落,提高了车辆的安全。
本申请无需在电动小客车的车体上进行复杂的结构设置,仅仅通过在车体底部安装的锁止机构上加入一些结构件的设置,将更多的机电控制结构设置在运营设备侧,这样有利于降低电动小客车的生产成本,便于电动小客车的大规模商业推广。弹性元件可以确保动力电池在电池仓内的初始锁紧状态而不致使动力电池意外掉落而造成危险,因此能够极大地保证动力电池和车辆的安全。
具体工作流程:
如图6所示,当锁止机构未接收任何信号动作时,弹性销16通过弹性元件15自动和限位件14相抵接,限位件14与连杆4相抵接,对连杆4形成锁止状态;而当限位件14受到驱动,即通过换电站内换电机器人的顶杆解锁装置,推动限位件14往上转动。如图3所示,解锁后,限位件14上端与支架13齐平,此时连杆4的限位解除,可通过换电站内换电机器人推动拨动板5移动(图中示为向右移动方向),便可对连杆锁紧装置进行解锁。连杆保险单元结构简单,稳定性好,经过实际使用测试(弹性元件采用碟形簧时),正常使用次数达到1万次以上,节约了使用成本,有很好的可靠性,可以确保多年的正常工作,保障了车辆的安全)
如图6所示,本申请的一种电池锁固定位单元T,用于在换电站内通过设置在换电机器人的定位锥销使换电机器人与所述锁止机构进行对接过程中的定位操作,其中,在所述主体框架1的两侧横梁11上各设置一或多个锥形定位套17(如图6所示,在所述主体框架1的两侧横梁11上各设置一锥形定位套17,其中所述主体框架1的两侧横梁11上各设置多个锥形定位套17也为本申请所应用,由于在两侧横梁11上各设置一锥形定位套17,通过两点定位即可对动力电池与锁止机构进行定位,当然超过两点也可以定位,由于定位锥销与锥形定位套17的物理接触会产生正常磨损,且在所述主体框架1的两侧横梁11上各设置多个锥形定位套17,对应的换电机器人也会相应增加定位锥销的数量,导致系统的复杂度高,成本高,因此在两侧横梁11上各设置一锥形定位套17是本申请的最佳实施方式);锥形定位套17的开口角度A为大于35度小于90度(即图6中锥形定位套17的圆锥的母线的延长线形成的圆锥角A,图6中用虚线显示出),设定的开口角度确保圆锥形的定位锥销可以插入锥形定位套17,并且有较高的适应性,在20 毫米公差范围内圆锥形的定位锥销都可以顺利插入锥形定位套17,提高了定位的成功率。
具体工作流程:通过机械定位实现换电站内换电机器人与锁止机构的对接,锁止机构的主体框架1的两侧横梁11各设置一锥形定位套17。换电机器人的上部有与锥形定位套17的形状对应配合的定位锥销,通过换电机器人的上升,使定位锥销的顶端与锥形定位套17的边缘先接触,然后通过缓慢的上升推动定位锥销进入锥形定位套17,通过圆锥面自动导正特性自动完成定位。
在此处所提供的说明书中,说明了大量具体细节。然而,能够理解,本申请的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中,并未详细示出公知的方法、结构和技术,以便不模糊对本说明书的理解。
类似地,应当理解,为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个,在上面对本申请的示例性实施例的描述中,本申请的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而,并不应将该公开的方法解释成反映如下意图:即所要求保护的本申请要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说,如下面的权利要求书所反映的那样,发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此,遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式,其中每个权利要求本身都作为本申请的单独实施例。
本领域那些技术人员可以理解,可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件,以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外,可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述,本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
此外,本领域的技术人员能够理解,尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如,在下面的权利要求书中,所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
应该注意的是上述实施例对本申请进行说明而不是对本申请进行限制,并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中,不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本申请可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中,这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。