CN112952278A - 一种锁止机构及具有其的换电车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种锁止机构及具有其的换电车辆，涉及锁具技术领域。锁止机构包括：锁止部和配合部，锁止部包括外壳、传动装置和锁芯；所述传动装置包括可转动地设置在所述外壳内的传动轴、以及设置在所述外壳内且套设在所述传动轴上的本体，所述本体设置成在所述传动轴转动时沿所述传动轴的轴向移动；且所述锁芯与所述本体相接，且设置成在所述本体沿所述传动轴的轴向朝第一方向移动时伸出所述外壳并与所述配合部锁紧配合、在所述本体沿所述传动轴的轴向朝与所述第一方向相反的第二方向移动时解除与所述配合部的锁紧配合并缩回所述外壳内。本发明提供的锁止机构承重较大。

Description

一种锁止机构及具有其的换电车辆

技术领域

本发明涉及锁具技术领域，特别是涉及一种锁止机构及具有其的换电车辆。

背景技术

目前市场上的换电锁止机构多为乘用车用锁止机构，由于乘用车电量较小，其锁止机构承重较小，对于电量需求更多、换电模块重量更大的商用车并不适用。且现有技术中的锁止机构大都通过弹簧装置使得锁止部分回位，存在弹簧失效无法回位的问题。

发明内容

本发明第一方面的一个目的是提供一种承重较大的锁止机构。

本发明第一方面的进一步的目的是提供一种安装精度要求低的锁止机构。

本发明第二方面的目的是提供一种包括上述锁止机构的车辆。

根据上述第一方面，本发明提供了一种锁止机构，包括锁止部和配合部，所述锁止部包括外壳、传动装置和锁芯，所述传动装置包括

可转动地设置在所述外壳内的传动轴、以及设置在所述外壳内且套设在所述传动轴上的本体，所述本体设置成在所述传动轴转动时沿所述传动轴的轴向移动；且

所述锁芯与所述本体相接，且设置成在所述本体沿所述传动轴的轴向朝第一方向移动时伸出所述外壳并与所述配合部锁紧配合、在所述本体沿所述传动轴的轴向朝与所述第一方向相反的第二方向移动时解除与所述配合部的锁紧配合并缩回所述外壳内。

可选的，所述锁芯包括第一部分和第二部分，所述本体上设置有供所述第一部分卡入的滑槽，所述第二部分具有相对的两端，其中一端与所述第一部分连接，另一端穿过所述外壳上开设的第一过孔后与所述配合部锁紧配合。

可选的，所述滑槽的长度方向与所述传动轴的轴线按照第一预设角度设置。

可选的，所述本体沿所述传动轴的径向截面呈方形，所述滑槽的数量为两个，且两个所述滑槽镜像地设置在所述本体相对的两侧。

可选的，所述滑槽沿所述本体的底部延伸至其顶部。

可选的，所述本体的底部面积小于顶部面积，且所述本体上设置所述滑槽的侧面沿所述本体的底部向上设置呈斜面。

可选的，所述外壳包括壳体和上端盖，所述上端盖上开设有用于供所述传动轴穿设的第一通孔，所述传动轴上套设有轴承，且所述轴承内嵌在所述第一通孔内，所述第一通孔的内壁和/或所述传动轴上设置有用于限制所述轴承在所述传动轴的轴向运动的限位凸台。

可选的，所述壳体的内壁上设置有导向销，所述本体的外壁上设置有与所述导向销配合的导向槽。

可选的，所述安装部为贯穿所述本体的贯通孔，所述壳体的底部与所述贯通孔对应的位置上开设有第二通孔。

根据上述第二方面，本发明还提供了一种换电车辆，包括：

换电装置，包括固定结构和转运结构，所述固定结构与所述换电车辆固定连接，所述转运结构用于将所述换电车辆的电池卸载以换电，所述转运结构与所述固定结构所述的锁止机构进行锁止和解锁。

本发明提供的锁止机构一般性地包括锁止部和配合部，在实际应用中锁止部和配合部可分别安装在两个待锁止件上，从而实现两个待锁止件的锁止和解锁，例如将锁止部安装在换电车辆端，将配合部安装在电池端，通过锁止部和安装部的锁止和解锁实现电池的装配和卸载。锁止部包括外壳、传动装置和锁芯，传动装置包括本体和传动轴，传动轴与驱动结构连接，本体接受传动轴的转动而沿传动轴的轴向在外壳内部运动，锁芯在本体进行轴向运动时伸出或缩回外壳，从而与配合部锁紧配合或解除锁紧配合。

进一步地，配合部上设置有与第二部分配合的导槽，第二部分具有与导槽接触的上接触面和下接触面，上接触面和下接触面与传动轴的径向分别呈第二预设角度和第三预设角度布置，使得上接触面和下接触面为斜面。第二部分还具有与导槽接触的左接触面和右接触面，左接触面和右接触面与第二部分的竖向截面之间具有预设角度，使左接触面和右接触面也为斜面。斜面的设计可以使得第二部分与配合部的接触更加紧密，有效实现锁紧的功能，增加锁体的可靠性，能够承受更大的载荷，也能吸收在竖直与水平方向上的加工、装配误差，可有效降低系统的加工精度要求。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的锁止机构的锁止部的结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的锁止机构的本体的结构示意图；

图3是根据本发明一个实施例的锁止机构的本体的剖视图；

图4是根据本发明一个实施例的锁止机构的局部结构示意图；

图5是根据本发明一个实施例的锁止机构的壳体的结构示意图；

图6是根据本发明一个实施例的锁止机构的局部剖视图；

图7是根据本发明另一个实施例的锁止机构的局部剖视图；

图8是根据本发明一个实施例的锁止机构的锁芯的结构示意图；

图9是根据本发明另一个实施例的锁止机构的锁芯的结构示意图；

图10是根据本发明又一个实施例的锁止机构的锁芯的结构示意图；

图11是根据本发明再一个实施例的锁止机构的锁芯的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

图1是根据本发明一个实施例的锁止机构的锁止部的结构示意图。图2是根据本发明一个实施例的锁止机构的本体的结构示意图。图3是根据本发明一个实施例的锁止机构的本体的剖视图。图4是根据本发明一个实施例的锁止机构的局部结构示意图。图5是根据本发明一个实施例的锁止机构的壳体的结构示意图。图6是根据本发明一个实施例的锁止机构的局部剖视图。如图1所示，也可以参见其他附图，本发明提供了一种锁止机构，其一般性地包括锁止部100和配合部200，锁止部100包括外壳110、传动装置120和锁芯130，传动装置120包括本体121和传动轴122，本体121设置在外壳110内，传动轴122可转动的设置在外壳110内，本体121套设在传动轴122上，本体121设置成在传动轴122转动时沿传动轴122的轴向移动，且锁芯130与本体121相接，可以为抵接，也可以为连接，锁芯130设置成在本体121沿传动轴122的轴向朝第一方向移动时伸出外壳110并与配合部200锁紧配合、在本体121沿传动轴122的轴向朝与第一方向相反的第二方向移动时解除与配合部200的锁紧配合并缩回外壳110内，第一方向可以为从外壳顶部向底部的方向，第二方向可以为从外壳底部至顶部的方向。

本实施例提供的锁止机构一般性地包括锁止部100和配合部200，在实际应用中锁止部100和配合部200可分别安装在两个待锁止件上，从而实现两个待锁止件的锁止和解锁，例如将锁止部100安装在换电车辆端，将配合部200安装在电池端，通过锁止部100和安装部1212的锁止和解锁实现电池的装配和卸载。锁止部100包括外壳110、传动装置120和锁芯130，传动装置120包括本体121和传动轴122，传动轴122与驱动结构连接，本体121接受传动轴122的转动而沿传动轴122的轴向在外壳110内部运动，锁芯130在本体121进行轴向运动时伸出或缩回外壳110，从而与配合部200连接或断开以实现锁止或解锁。传动轴122与本体121配合，锁芯130与配合部200配合，两级配合承载待锁止件的重量，提升了锁止机构的承载能力。

在一个实施例中，本体上设置有安装部1212，传动轴122穿入在安装部1212中。

在一个实施例中，锁芯130包括第一部分131和第二部分132，本体121上还设置有供第一部分131卡入的滑槽1211，第二部分132具有相对的两端，其中一端与第一部分131连接，另一端穿过外壳110上开设的第一过孔1111后与配合部200连接，第二部分132穿过外壳110上的第一过孔1111后可插入配合部200中以实现锁止，锁芯130在锁止后还承载了其中一个待锁止件的重量(例如电池)，将滑槽1211进一步的设置成与传动轴122的轴线安装预设角度布置，实现了锁芯130的径向运动。

进一步的，滑槽1211的长度方向与传动轴122的轴线按照第一预设角度设置。假设以传动轴122的径向为X轴、轴向为Y轴建立坐标系，第一预设角度为坐标轴第一象限中Y轴与滑槽1211的夹角，优选的，第一预设角度为大于0°小于等于45°，将滑槽1211如此设置加长了锁芯130的径向运动距离，也即加长了锁芯130第二部分132的长度，进而加强了锁止机构的承载能力和锁止能力。

在一个具体的实施例中，安装部1212上设置有内螺纹，传动轴122上设置有与内螺纹配合的外螺纹，螺纹结构为锁止机构的主驱动，具有自锁紧功能，防松效果较好。螺纹之间的配合既实现了本体121和传动轴122在轴向的相对运动，又增加了本体121和传动轴122之间的连接紧密性，间接提高了锁止机构的承载能力。

在一个具体的实施例中，本体121沿传动轴122的径向截面呈方形，滑槽1211的数量为两个，且两个滑槽1211镜像地设置在本体121相对的两侧。在其他实施例中，传动轴122的径向截面也可以呈圆形、三角形、其他规则或不规则形状，而滑槽1211的数量也可以为多个，例如三个、四个、五个或更多个，本领域技术人员能够想到在其他条件相同的情况下，滑槽1211的数量越多，锁止机构的承载能力和锁止能力越强。

在一个具体的实施例中，滑槽1211沿本体121的底部延伸至其顶部，当然滑槽1211的长度可以根据实际承载能力进行设置。

在一个具体的实施例中，本体121的底部面积小于顶部面积，且本体121上设置滑槽1211的侧面沿本体121的底部向上设置呈斜面，优选的，该斜面的角度与滑槽1211的角度相同。相对应的，外壳110上与本体121锁止后配合的部分设置呈与本体121的形状相同的斜面，从而在与配合部200配合的过程中可以起到定位导向作用。

继续参见图4，在一个进一步的实施例中，配合部200上设置有凹槽220，该凹槽220与外壳110的外壁配合使得外壳110承受载荷，进而增加锁止机构的承载能力，提升锁止能力和系统的可靠性。

在一个进一步的实施例中，外壳110包括壳体111和上端盖112，上端盖112上开设有用于供传动轴122穿设的第一通孔1121，传动轴122上套设有轴承，且轴承内嵌在第一通孔1121内，第一通孔1121的内壁和/或传动轴122上设置有用于限制轴承在传动轴122的轴向运动的限位凸台。

继续参见图6，在一个具体的实施例中，上端盖112包括第一端盖1125和第二端盖1126，第一端盖1125的底部与第二端盖1126的顶部贴合，第二端盖1126与本体121临近。第一端盖1125和第二端盖1126上与安装部1212对应的位置上分别开设有用于供传动轴122穿入的第三通孔和第四通孔。第四通孔的孔径呈阶梯状分布使得第四通孔包括孔径从小至大的第四段1129、第五段1128和第六段1127，第四段1129靠近第二端盖1126的底部，第六段1127靠近第二端盖1126的顶部，第五段1128位于第四段1129和第六段1127之间。传动轴122上沿其径向向外延伸有第二凸台1222，第二凸台1222在传动轴122轴向上的两侧分别布置第二轴承116，且靠近本体121的第二轴承116与第四段1129的顶部贴合。进一步，第一端盖1125的底部设置有向第四通孔延伸的第三凸台119，且第三凸台119位于第六段1127与靠近第一端盖1125的第二轴承116之间。第三凸台119和第五段1128均是用来固定第二轴承116，第一端盖1125、第二端盖1126及第二轴承116共同限制传动轴122的轴向运动。优选的，第二轴承116为止推轴承。

图7是根据本发明另一个实施例的锁止机构的局部剖视图，如图7所示，在另一个具体的实施例中，上端盖112上设置有第五通孔，第五通孔用于供传动轴122穿过后与安装部1212连接。在该实施例中，上端盖112为一个整体。进一步地，第五通孔的孔径呈阶梯状分布使得第五通孔包括孔径从小至大的第一段1124、第二段1123和第三段1122，且第一段1124最靠近本体121、第二段1123位于第一段1124和第三段1122之间，传动轴122上对应于第一段1124、第二段1123和第三段1122的位置分布设置沿传动轴122的径向向外延伸有第一凸台1221、第一轴承113和第一限位件114。第一凸台1221和第一限位件114均用于将传动轴122与第一轴承113内圈固定。第一限位件114通过内螺纹与传动轴122螺接。优选的，第一轴承113为四点接触球轴承。进一步地，第三段1122上内套第二限位件115，第二限位件115通过外螺纹与第三段1122螺接，第二限位件115用于固定第一轴承113的外圈。第一限位件114和第二限位件115之间限定有一定的空间，以便于两者的安装。

在一个具体的实施例中，壳体111的内壁上设置有导向销1113，本体121的外壁上设置有与导向销1113配合的导向槽1213。导向销1113与导向槽1213的数量相同，优选的，导向销1113的数量至少为两个。

在一个具体的实施例中，配合部200上设置有与第二部分132配合的导槽210，第二部分132具有与导槽210接触的上接触面1321和下接触面1322，上接触面1321和下接触面1322与传动轴122的径向分别呈第二预设角度和第三预设角度布置，使得上接触面1321和下接触面1322为斜面。进一步的，第二部分132还具有与导槽210接触的左接触面和右接触面，左接触面和右接触面与第二部分132的竖向截面之间具有预设角度，使左接触面和右接触面也为斜面。斜面的设计可以使得第二部分132与配合部200的接触更加紧密，有效实现锁紧的功能，增加锁体的可靠性，能够承受更大的载荷，也能吸收在竖直与水平方向上的加工、装配误差，可有效降低系统的加工精度要求。

在一个进一步的实施例中，安装部1212为贯穿本体121的贯通孔，壳体111的底部与贯通孔对应的位置上开设有第二通孔，第二通孔的孔径稍大于传动轴122的孔径。在安装过程中，传动轴122依次穿过上端盖112、本体121和第二通孔。优选的，第二通孔下方设置下端盖，下端盖上与第二通孔对应的位置上也开设有用于穿设传动轴122的通孔，从而能够进一步的提升传动轴122的稳定性，提高锁体的承载能力。

在一个进一步的实施例中，壳体111的内部还设置有从上至下排列的第一限位块1114和第二限位块1115，第一限位块1114和第二限位块1115远离壳体111内壁的一面与本体121贴合。第一过孔1111位于第一限位块1114和第二限位块1115之间，第一限位块1114的顶部设置有用于上端盖112安装的安装孔1116。并且第一限位块1114和第二限位块1115可以有效增加本体121与壳体111的接触面积，增加承载能力，并且具有导向功能。进一步的，壳体111的外部设置有支耳1112，支耳1112用于固定锁止部100。优选的，支耳1112的数量为两个。

在一个可选的实施例中，上端盖112和壳体111之间设置密封圈，保证外壳110内部的密封性能。

在一个优选的实施例中，本体121的侧面与壳体111的内壁贴合，第一部分131与滑槽1211贴合，第二部分132与配合部200贴合，通过面与面的贴合，可以有效驱动锁芯130的缩回，实现解锁功能。

在上述实施例中，锁芯130在传动轴122的径向的截面形状为T字形。

图8是根据本发明一个实施例的锁止机构的锁芯130的结构示意图。如图8所示，锁芯130在传动轴122的径向的截面形状为锥形。图9是根据本发明另一个实施例的锁止机构的锁芯130的结构示意图。图10是根据本发明又一个实施例的锁止机构的锁芯130的结构示意图。图11是根据本发明再一个实施例的锁止机构的锁芯130的结构示意图。在其他实施例中，该形状也可以为其他，例如图9-图11所示的形状。

本发明还提供了一种换电车辆，其一般性地包括换电装置，换电装置包括固定结构和转运结构，固定结构与换电车辆固定连接，转运结构用于将换电车辆的电池卸载以换电，转运结构与固定结构可通过上述任意一个实施例提供的锁止机构进行锁止和解锁，因该锁止机构具有较高的承载能力，从而能够解决商用车的换电装置承载力不足的问题。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种锁止机构，其特征在于，包括锁止部和配合部，其中

所述锁止部包括外壳、传动装置和锁芯；

所述传动装置包括可转动地设置在所述外壳内的传动轴、以及设置在所述外壳内且套设在所述传动轴上的本体，所述本体设置成在所述传动轴转动时沿所述传动轴的轴向移动；且

所述锁芯与所述本体相接，且设置成在所述本体沿所述传动轴的轴向朝第一方向移动时伸出所述外壳并与所述配合部锁紧配合、在所述本体沿所述传动轴的轴向朝与所述第一方向相反的第二方向移动时解除与所述配合部的锁紧配合并缩回所述外壳内。

2.根据权利要求1所述的锁止机构，其特征在于，所述锁芯包括第一部分和第二部分，所述本体上设置有供所述第一部分卡入的滑槽，所述第二部分具有相对的两端，其中一端与所述第一部分连接，另一端穿过所述外壳上开设的第一过孔后与所述配合部锁紧配合。

3.根据权利要求2所述的锁止机构，其特征在于，所述滑槽的长度方向与所述传动轴的轴线按照第一预设角度设置。

4.根据权利要求2所述的锁止机构，其特征在于，所述本体沿所述传动轴的径向截面呈方形，所述滑槽的数量为两个，且两个所述滑槽镜像地设置在所述本体相对的两侧。

5.根据权利要求3或4所述的锁止机构，其特征在于，所述滑槽沿所述本体的底部延伸至其顶部。

6.根据权利要求5所述的锁止机构，其特征在于，所述本体的底部面积小于顶部面积，且所述本体上设置所述滑槽的侧面沿所述本体的底部向上设置呈斜面。

7.根据权利要求6所述的锁止机构，其特征在于，所述外壳包括壳体和上端盖，所述上端盖上开设有用于供所述传动轴穿设的第一通孔，所述传动轴上套设有轴承，且所述轴承内嵌在所述第一通孔内，所述第一通孔的内壁和/或所述传动轴上设置有用于限制所述轴承在所述传动轴的轴向运动的限位凸台。

8.根据权利要求7所述的锁止机构，其特征在于，所述壳体的内壁上设置有导向销，所述本体的外壁上设置有与所述导向销配合的导向槽。

9.根据权利要求8所述的锁止机构，其特征在于，所述配合部上设置有与所述第二部分配合的导槽，所述第二部分具有与所述导槽接触的上接触面和下接触面，所述上接触面和所述下接触面与所述传动轴的径向分别呈第二预设角度和第三预设角度布置。

10.一种换电车辆，其特征在于，包括：

换电装置，包括固定结构和转运结构，所述固定结构与所述换电车辆固定连接，所述转运结构用于将所述换电车辆的电池卸载以换电，所述转运结构与所述固定结构通过权利要求1-9任一项所述的锁止机构进行锁止和解锁。

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