CN113526321A - 刚柔一体十字撑式同步升降机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种刚柔一体十字撑式同步升降机构，其设有升降机固定架、同步升降机、十字撑吊具和十字撑导向机构，同步升降机固定安装在升降机固定架上，同步升降机的负载轴与十字撑吊具相连，十字撑导向机构安装在升降机固定架的下端面，在同步升降机的作用下，十字撑吊具沿十字撑导向机构上下运动。当电永磁吊装底座的圆柱面与十字撑导向轮的弧形导向槽相切滑动时，十字撑吊具与十字撑导向机构在水平方向形成限位结构，电永磁铁只能做竖直运动，保证了负载运行的稳定性，避免使用吊钩引起负载晃动导致损坏；当电永磁吊装底座的圆锥面下行至十字撑导向轮时，电永磁铁可随吊环扭动在水平方向旋转调整，满足负载最终精确定位的要求。

Description

刚柔一体十字撑式同步升降机构

技术领域

本发明涉及新能源换电技术领域之重卡换电工程，特别涉及升降过 程中需要刚柔交替转换领域的刚柔一体十字撑式同步升降机构。

背景技术

以动力电池作为驱动能源的新能源车辆具有绿色环保的巨大优势。 由于重卡车辆的用电量大，制约了新能源重卡汽车的经济性和可推广性， 于是换电型重型卡车应运而生。

目前在电动重卡换电领域，电池箱采用快速、全自动换电模式，在 固定或移动换电站内，利用专用换电装置，将已放电的电池箱取下，放 入充电工位上，将已经充电的电池箱，装到电动重卡上。电池箱在换电 过程中通常采用吊装方式，使用吊钩钩住电池箱，吊装夹具采用卷绕钢 丝绳或起重环链等方式实现上下动作。该方式吊装电池箱，吊钩与电池箱的吊环之间需要精准定位，吊装夹具复杂，且电池箱在上下动作时容 易晃动，不稳定，位移摩擦易对电池箱和吊装夹具造成损坏，影响其使 用寿命。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术的不足，提供一种刚柔一体十字 撑式同步升降机构，在更换电池箱的过程中，既能保证电池箱的稳定升 降，又能满足电池箱的柔性精准定位要求，且相对于传统起吊方式，起 升高度小，可大幅度提高生产效率。

为此，本发明提供刚柔一体十字撑式同步升降机构，其设有升降机 固定架、同步升降机、十字撑吊具和十字撑导向机构，同步升降机固定 安装在升降机固定架上，同步升降机的负载轴与十字撑吊具相连，十字 撑导向机构安装在升降机固定架的下端面，在同步升降机的作用下，十 字撑吊具沿十字撑导向机构上下运动。

优选的，十字撑吊具包括同步升降横担、柔性吊装组件、电永磁吊 装底座和电永磁铁，同步升降横担的上端与同步升降机的负载轴相连， 同步升降横担的下端与柔性吊装组件的上端相连；柔性吊装组件设有两 组，对称安装在同步升降横担的下方；柔性吊装组件的下端连接设有电 永磁吊装底座，电永磁吊装底座的上部呈柱状中空结构，柔性吊装组件 固定在电永磁吊装底座中空结构的内部，电永磁铁栓接于电永磁吊装底 座的下端；

十字撑导向机构包括十字撑固定架和十字撑导向轮，十字撑固定架 设于两个柔性吊装组件之间，其上端穿过同步升降横担与升降机固定架 的底面固定连接，十字撑固定架的下端两侧分别设有一个十字撑导向轮； 十字撑导向轮设有弧形导向槽，弧形导向槽与电永磁吊装底座的圆柱面 适配滚动连接，电永磁吊装底座的圆柱面上边缘还延伸设有圆锥面，圆 锥面的横截面积小于圆柱面的横截面积。

优选的，当同步升降机的负载轴带动电永磁吊装底座的圆柱面沿十 字撑导向轮上下运动时，十字撑导向机构在水平方向对十字撑吊具实施 限位，电永磁铁做竖直运动；当电永磁吊装底座的圆锥面下行至十字撑 导向轮时，十字撑吊具受十字撑导向机构在水平方向的限位解除，由于 柔性吊装组件的存在，电永磁铁可在水平方向旋转。

优选的，十字撑固定架的下端两侧通过十字撑导向轮耳板、十字撑 导向轮支座与十字撑导向轮相连，十字撑导向轮支座的底面与十字撑固 定架固定连接，十字撑导向轮支座的上端与十字撑导向轮耳板相连，十 字撑导向轮耳板与十字撑导向轮的中心轴相连。

优选的，柔性吊装组件可以为软索或钢丝绳或吊环组件。

优选的，吊环组件由吊环、锯齿环串联而成。

本发明提供一种刚柔一体十字撑式同步升降机构，有如下有益效果：

(1)本发明利用电永磁吊装底座的圆柱面与十字撑导向轮的弧形导 向槽适配滚动配合，使十字撑吊具与十字撑导向机构在水平方向形成限 位结构，十字撑吊具、电永磁铁以及负载只能做竖直运动，保证了负载 上下运行的稳定性，避免使用吊钩引起负载晃动导致摩擦损坏。

当电永磁吊装底座的圆锥面下行至十字撑导向轮时，十字撑吊具与 十字撑导向机构的水平限位关系解除，电永磁铁可随柔性吊环组件扭动 实现水平方向的旋转调整，满足下放负载时精确定位的要求。

(2)本发明采用电永磁铁代替吊钩起吊负载，一方面起吊时无需精 准定位，简洁方便，另一方面起吊后负载与电永磁铁保持固定状态，不 会产生晃动导致移位摩擦，影响其使用寿命。

并且，本发明采用电永磁铁吊钩负载，结构简单，降低了生产成本， 且电永磁铁工作时无需用电，断电或供电线路故障均不会使其丧失工作 力，安全、可靠、节能；也无需特别维护，相应的也延长了整个装置的 使用寿命。

综上所述，本发明利用电永磁吊装底座的圆柱面及圆锥面与十字撑 导向轮的配合，实现电永磁铁在水平方向的限位与解除，既能满足负载 稳定升降的要求又能满足下放负载精确定位的需要。并且，本发明利用 电永磁铁起吊负载，结构简单，方便快捷，无需吊钩式精准定位，相对 于传统起吊方式，起升高度小，可大幅度提高生产效率，可广泛应用于新能源换电技术领域。

附图说明

图1是本发明主视图的结构示意图；

图2是本发明立体图的结构示意图；

图3是本发明十字撑吊具的结构示意图；

图4是本发明柔性吊装组件与电永磁吊装底座装配的结构示意图；

图5是本发明十字撑导向机构的结构示意图；

图6是本发明十字撑固定架的结构示意图；

图7是本发明十字撑导向轮装配的结构示意图。

图中标记：1.升降机固定架，2.同步升降机，3.十字撑吊具，31.同 步升降横担，32.柔性吊装组件，33.电永磁吊装底座，331.圆柱面，332. 圆锥面，34.电永磁铁，35.吊装连接座，4.十字撑导向机构，41.十字撑 固定架，42.十字撑导向轮，421.弧形导向槽，43.十字撑导向轮耳板， 44.十字撑导向轮支座。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以助于理解本 发明的内容。本发明中所使用的方法如无特殊规定，均为常规的方法； 所使用的原料和装置，如无特殊规定，均为常规的市售产品。

由图1～图2所示，本发明提供一种刚柔一体十字撑式同步升降机构， 其设有升降机固定架1、同步升降机2、十字撑吊具3和十字撑导向机构 4，同步升降机2固定安装在升降机固定架1上，十字撑吊具3设于升降 机固定架1的下方，其上端与同步升降机2的负载轴相连。十字撑导向 机构4安装在升降机固定架1的下端面，在同步升降机2的作用下，十 字撑吊具3沿十字撑导向机构4上下运动，起吊负载。

由图3～图4所示，十字撑吊具3包括同步升降横担31、柔性吊装 组件32、电永磁吊装底座33和电永磁铁34，同步升降横担31的上端与 同步升降机2的负载轴相连，同步升降横担31的下端通过吊装连接座35 与柔性吊装组件32的上端相连，柔性吊装组件32设有两组，对称安装 在同步升降横担31的下方。进一步的，柔性吊装组件32可以为软索、 钢丝绳或吊环组件，在本实施例中吊环组件由吊环、锯齿环串联而成， 以满足吊装负载在水平方向的旋转位移要求。柔性吊装组件32的下端连 接设有电永磁吊装底座33，电永磁吊装底座33的上部呈柱状中空结构， 柔性吊装组件32固定在电永磁吊装底座33中空结构的内部，电永磁铁 34栓接于电永磁吊装底座33的下端。电永磁吊装底座33柱状中空结构 的下部设有圆柱面331，圆柱面331的上边缘延伸设有圆锥面332，圆锥 面332的横截面积小于圆柱面331的横截面积，圆柱面331与圆锥面332 的设置实现了吊装负载在水平方向的限位与否。

电永磁吊装底座33的下端连接设有电永磁铁34，电永磁铁34用于 起吊负载。采用电永磁铁34代替吊钩起吊负载，一方面起吊时无需精准 定位，简洁方便，另一方面起吊后负载与电永磁铁34保持固定状态，不 会产生晃动导致位移摩擦，影响其寿命。并且，电永磁铁34仅在充退磁 状态转换时通入瞬间电源，工作过程无需用电，断电或供电线路故障均不会使其丧失工作力，安全可靠节能；电永磁铁34内部也无任何移动部 件，整体强度高，可靠耐用，无需特别维护，相应的也延长了整个装置 的使用寿命。

由图5～图7所示，十字撑导向机构4包括十字撑固定架41和十字 撑导向轮42，十字撑固定架41设于两个柔性吊装组件32之间，其上端 穿过同步升降横担31中部的通孔与升降机固定架1的底面固定连接，十 字撑固定架41的下端两侧分别设有一个十字撑导向轮42，十字撑导向轮 42通过十字撑导向轮耳板43、十字撑导向轮支座44与十字撑固定架41的下端相连。具体的，十字撑导向轮支座44的底面与十字撑固定架41 固定连接，十字撑导向轮支座44的上端与十字撑导向轮耳板43相连， 十字撑导向轮耳板43与十字撑导向轮42的中心轴相连，十字撑导向轮 42与中心轴转动连接。十字撑导向轮42的外周设有弧形导向槽421，弧 形导向槽421与电永磁吊装底座33的圆柱面331适配滚动连接。

当同步升降机2的负载轴带动电永磁吊装底座33的圆柱面331沿十 字撑导向轮42上下运动时，电永磁吊装底座33的圆柱面331与十字撑 导向轮42的弧形导向槽421相切滚动连接，十字撑导向机构4在水平方 向对十字撑吊具3实施限位,在同步升降机2的作用下，十字撑吊具3只 能做竖直升降运动，与十字撑吊具3固定连接的电永磁铁34以及被电永 磁铁34吸住的负载也只能做竖直运动。当电永磁吊装底座33的圆锥面 332下行至十字撑导向轮42时，因为圆锥面332半径变小，电永磁吊装 底座33的圆锥面332与十字撑导向轮42脱离，十字撑吊具3受十字撑 导向机构4在水平方向的限位解除，由于电永磁铁34与同步升降横担31 之间采用吊环组件柔性连接，故电永磁铁34可在水平方向旋转微调，满 足下放负载最终精确定位需求。

本发明的工作过程为：

首先利用电永磁铁34将负载吸住抓起，运行至需要放置的位置，启 动同步升降机2，负载随十字撑吊具3下行。下行的过程中，电永磁吊装 底座33的圆柱面331与十字撑导向轮42的弧形导向槽421相切滚动， 十字撑吊具3与十字撑导向机构4在水平方向形成限位结构，十字撑吊 具3、电永磁铁34、负载只能做竖直运动，保证了负载运行的稳定性， 避免使用吊钩引起负载晃动导致摩擦损坏。当电永磁吊装底座33的圆锥 面332下行至十字撑导向轮42时，电永磁吊装底座33的圆锥面332与 十字撑导向轮42脱离，水平限位关系解除，由于电永磁铁34与同步升 降横担31之间采用吊环组件柔性连接，电永磁铁34可随吊环扭动在水 平方向旋转调整，满足下放负载最终精确定位的要求。

本发明利用电永磁吊装底座33的圆柱面331及圆锥面332与十字撑 导向轮42的配合，实现电永磁铁34在水平方向的限位与解除，既能满 足负载稳定升降的要求又能满足负载精确定位的需要。并且，本发明利 用电永磁铁34起吊负载，结构简单，方便快捷，无需吊钩式精准定位， 相对于传统起吊方式，起升高度小，可大幅度提高生产效率，可广泛应 用于新能源换电技术领域。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“上”、“下”、 “顶”、“底”、“前”、“后”、“内”、“外”、“背”、“中间”等指示的方位 或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发 明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具备特定的方 位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

惟以上所述者，仅为本发明的具体实施例而已，当不能以此限定本 发明实施的范围，故其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作 的等同变化与修改，皆应仍属本发明权利要求书涵盖之范畴。

Claims (6)

1.刚柔一体十字撑式同步升降机构，其特征在于，其设有升降机固定架、同步升降机、十字撑吊具和十字撑导向机构，所述同步升降机固定安装在所述升降机固定架上，所述同步升降机的负载轴与所述十字撑吊具相连，所述十字撑导向机构安装在所述升降机固定架的下端面，在所述同步升降机的作用下，所述十字撑吊具沿所述十字撑导向机构上下运动。

2.根据权利要求1所述的刚柔一体十字撑式同步升降机构，其特征在于，所述十字撑吊具包括同步升降横担、柔性吊装组件、电永磁吊装底座和电永磁铁，所述同步升降横担的上端与所述同步升降机的负载轴相连，所述同步升降横担的下端与所述柔性吊装组件的上端相连；所述柔性吊装组件设有两组，对称安装在所述同步升降横担的下方；所述柔性吊装组件的下端连接设有所述电永磁吊装底座，所述电永磁吊装底座的上部呈柱状中空结构，所述柔性吊装组件固定在所述电永磁吊装底座中空结构的内部，所述电永磁铁栓接于所述电永磁吊装底座的下端；

所述十字撑导向机构包括十字撑固定架和十字撑导向轮，所述十字撑固定架设于两个柔性吊装组件之间，其上端穿过所述同步升降横担与所述升降机固定架的底面固定连接，所述十字撑固定架的下端两侧分别设有一个十字撑导向轮；所述十字撑导向轮设有弧形导向槽，所述弧形导向槽与所述电永磁吊装底座的圆柱面适配滚动连接，所述电永磁吊装底座的圆柱面上边缘还延伸设有圆锥面，所述圆锥面的横截面积小于所述圆柱面的横截面积。

3.根据权利要求2所述的刚柔一体十字撑式同步升降机构，其特征在于，当所述同步升降机的负载轴带动所述电永磁吊装底座的圆柱面沿所述十字撑导向轮上下运动时，所述十字撑导向机构在水平方向对所述十字撑吊具实施限位，所述电永磁铁做竖直运动；当所述电永磁吊装底座的圆锥面下行至所述十字撑导向轮时，所述十字撑吊具受所述十字撑导向机构在水平方向的限位解除，由于柔性吊装组件的存在，所述电永磁铁可在水平方向旋转。

4.根据权利要求2所述的刚柔一体十字撑式同步升降机构，其特征在于，所述十字撑固定架的下端两侧通过十字撑导向轮耳板、十字撑导向轮支座与所述十字撑导向轮相连，所述十字撑导向轮支座的底面与所述十字撑固定架固定连接，所述十字撑导向轮支座的上端与所述十字撑导向轮耳板相连，所述十字撑导向轮耳板与所述十字撑导向轮的中心轴相连。

5.根据权利要求2所述的刚柔一体十字撑式同步升降机构，其特征在于，所述柔性吊装组件可以为软索或钢丝绳或吊环组件。

6.根据权利要求5所述的刚柔一体十字撑式同步升降机构，其特征在于，所述吊环组件由吊环、锯齿环串联而成。

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