CN113581002A - 换电电池箱固定及快速安装机构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种换电电池箱固定及快速安装机构，其包括锁杆轴、上盖板、法兰盘、啮合组件和弹簧，锁杆轴依次穿过上盖板、法兰盘、弹簧和啮合组件；锁杆轴的顶部设有盲孔，下部设有防滑槽；上盖板设在法兰盘上方，上盖板的端面圆周设有多个圆孔；法兰盘的上端面设置有多组通孔，通过两种特征的通孔分别与上盖板和电池箱体固定连接；啮合组件上部设有轮齿，与法兰盘啮合，啮合组件的下部设有与锁杆轴相匹配的防滑槽。本发明通过换电设备端解锁套筒卡入锁杆轴底部防滑槽，推动啮合机构克服弹簧力使得啮合脱离，进而锁杆轴可以旋转，从而实现电池箱的锁紧和解锁。

Description

换电电池箱固定及快速安装机构
技术领域
本发明属于换电技术领域，具体涉及一种换电电池箱固定及快速安装机构。
背景技术
随着电动汽车的大量普及，如何高效的为电动汽车进行快速能量补给成为普遍关注的问题，目前，能量补给模式主要有充电模式和换电模式两种。相对于充电模式，换电模式由于可以采用车电分离的商业模式，使得用户购车成本大幅降低，也提高了二手车残值率，促进了电动汽车的发展。同时采用换电模式可以快速对电动汽车进行能量补给，消除了用户对充电等待时间长的顾虑。由于采用换电模式的电池箱处于换电站内恒温恒湿的环境中充电，并有专业人员维护，有利于提高电池寿命及充电安全性。
对于换电模式，电池箱加解锁装置作为连接电池箱和车体的关键载体之一尤其重要。由于电池箱体积大、质量重的特点，为保证锁止可靠，目前很多加解锁装置结构设计复杂，锁止点多，对精度要求高，成本也高。因此我们提出了一种换电电池箱固定及快速安装机构来解决以上问题。
发明内容
针对以上现有技术的不足，本发明旨在提供一种换电电池箱固定及快速安装机构，通过法兰盘与上盖板和电池箱的固定连接加强锁紧装置与电池箱体的稳固性，再通过设置啮合组件与法兰盘配合，使啮合组件沿锁杆轴的轴向运动，在结构上进行了优化，使得本发明结构简单，操作方便，能有效解决现有加解锁装置结构复杂，车体行走时的电池箱不稳固等问题，实现对电池箱刚性可靠固定。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种换电电池箱固定及快速安装机构，其包括锁杆轴、上盖板、法兰盘、啮合组件和弹簧，所述锁杆轴依次穿过所述上盖板、法兰盘、弹簧和啮合组件；所述锁杆轴的外周为阶梯轴结构，所述锁杆轴的顶部中心位置处开设有盲孔，且所述盲孔的内部设置有内螺纹，所述内螺纹与电池箱体端设置的固定螺栓的外螺纹相匹配；所述锁杆轴的下部的外周均匀设置有多组防滑槽；所述上盖板设置在所述锁杆轴的第一台阶上，且所述上盖板的下底面与所述第一台阶的上端面贴合，所述上盖板的中心处设置有圆形通孔，所述锁杆轴通过所述圆形通孔进行固定；所述上盖板的端面圆周均匀设置有多个圆孔，所述上盖板通过多个所述圆孔借助于固定螺栓分别与法兰盘和箱体固定连接；所述法兰盘套设在所述锁杆轴上且位于所述上盖板的下方，所述法兰盘的截面设置为Z字型，所述法兰盘上设置有中心通孔，所述中心通孔的下端的内壁上设置有若干组齿槽；所述法兰盘的上端面沿外边缘间隔设置有两组第一通孔和两组第二通孔，每一组所述第一通孔和第二通孔均设置为两个且对称设置，所述法兰盘通过两组所述第一通孔借助于固定螺栓与所述上盖板固定连接，所述法兰盘通过两组所述第二通孔借助于固定螺栓穿过所述上盖板上相对应的圆孔与电池箱体固定连接；所述啮合组件设置为法兰结构且套设在所述锁杆轴的下部，所述啮合组件的上部外周均匀设置有若干组轮齿，所述啮合组件的上部插入所述法兰盘的底部，与所述法兰盘内部设置的齿槽啮合连接，所述啮合组件的底部端面开设有一个圆孔，所述圆孔的圆周设置有防滑槽，与所述锁杆轴下部的防滑槽能滑动连接；所述弹簧套设在所述锁杆轴上，所述弹簧的上端与所述锁杆轴的第一台阶的底面相贴合，所述弹簧的下端通过所述啮合组件的底端面支撑。
优选地，所述盲孔的开口端设置为喇叭口形状，所述盲孔的底端为圆锥形结构，所述盲孔的结构与电池箱体端的固定螺栓的结构相匹配，便于固定螺栓拧入。
优选地，所述法兰盘上设置的第一通孔和第二通孔在所述法兰盘端面上间隔设置，且所述第一通孔和第二通孔的位置均与所述上盖板上的多个圆孔的位置一一相对应。
优选地，所述上盖板的中心位置设置的所述圆形通孔的直径等于所述锁杆轴的上端的直径且小于所述其第一台阶的直径。
优选地，所述上盖板上用于与所述法兰盘固定连接的两组圆孔为沉孔结构。
优选地，所述法兰盘下部设置的所述齿槽和所述啮齿组件上设置的轮齿数量相等且规格相匹配，所述法兰盘与所述啮合组件通过所述轮齿和齿槽呈啮合连接。
优选地，所述啮合组件的底部圆孔的直径等于所述锁杆轴的下部的直径且小于所述第一台阶的直径，所述啮合组件上半部分的外径等于所述法兰盘的中心通孔的内径。
优选地，所述弹簧设置在所述锁杆轴第一台阶的下端面和所述啮齿组件之间，所述弹簧的上端和下端分别借助于所述锁杆轴的第一台阶和所述啮合组件的内底面进行限位。
与现有技术相比较，本发明的有益效果如下：
1、本发明结构简单，便于操作，并且大大降低了成本。
2、本发明的法兰盘与上盖板和电池箱体的固定连接增强了加解锁装置的稳固性。
3、本发明的锁杆轴上设置的盲孔与电池箱体端的螺栓相匹配，能有效避免电池箱体在振动环境下容易松动的问题。
4、本发明的啮合组件与法兰盘和锁杆轴配合，能方便拆缷，且待安装完毕后，根据弹簧的应力能够使啮合组件和法兰盘啮合，确保对电池箱体的刚性固定。
5、本发明的锁杆轴采用阶梯轴的结构，相对于普通的圆柱形旋转轴来讲，设置了不同直径的台阶面，使得锁杆轴能有效的被限位，操作时既安全又不易脱落。
附图说明
图1为本发明换电电池箱固定及快速安装机构的整体结构示意图；
图2为本发明换电电池箱固定及快速安装机构的截面剖视图；
图3为本发明换电电池箱固定及快速安装机构的爆炸视图。
图中标记说明：
法兰盘1，齿槽11，啮合组件2，轮齿21，锁杆轴3，弹簧4，上盖板5，第一通孔6，第二通孔7，防滑槽8，盲孔9，第一台阶10。
具体实施方式
以下，将参照附图详细说明本发明的示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件，尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
本发明的一种换电电池箱固定及快速安装机构，如图1至图3所示，其包括锁杆轴3、上盖板5、法兰盘1、啮合组件2和弹簧4，锁杆轴3从上至下依次穿过上盖板5、法兰盘1、弹簧4和啮合组件2。
锁杆轴3的外周为阶梯轴结构，相对于圆形旋转轴来讲，能够借助于多个直径不等的阶梯台阶进行有效限位，操作时起到安全又不易脱落的效果。在锁杆轴3的第一台阶10上面设置有上盖板5。锁杆轴3的顶部中心位置处，即轴端处开设有盲孔9，且盲孔9的内部设置有内螺纹，用于与电池箱体端设置的固定螺栓的外螺纹锁止匹配且位置相对应。盲孔9的开口端设置为喇叭口形状，盲孔9的底端为圆锥形结构，盲孔9的结构也与电池箱体端的固定螺栓的结构相匹配，便于固定螺栓拧入并起到导向作用。锁杆轴3的下部的外周均匀设置有多组防滑槽8，用于与啮合组件2的滑动配合，实现啮合组件2在锁杆轴上的滑动，从而实现啮合组件2与法兰盘1的脱离与啮合。
上盖板5设置在锁杆轴3的第一台阶10上，且上盖板5的下底面与第一台阶10的上端面贴合。上盖板5的中心处设置有圆形通孔，圆形通孔的直径等于锁杆轴3的上端部的直径且小于其第一台阶10的直径，用于与锁杆轴3套合匹配固定，恰好再借助于第一台阶10对上盖板5进行限位。上盖板5的端面圆周均匀设置有多个与法兰盘1上的通孔相匹配的圆孔。上盖板5通过多个圆孔借助于固定螺栓，分别与法兰盘1和电池箱体固定连接。上盖板5上设置的圆孔有两种，其中用于与法兰盘1固定连接的两组圆孔为沉孔结构，确保沉孔螺钉安装后不凸出上盖板5端面，实现上盖板与电池箱体的端面贴合。
法兰盘1套设在锁杆轴3上且位于上盖板5的下方，法兰盘1的上端面与上盖板5固定连接。法兰盘1的截面设置为Z字型，法兰盘1上设置有中心通孔，中心通孔的下端的内壁上设置有若干组齿槽11，用于与啮合组件2在径向啮合匹配，从而实现本装置的自锁功能。法兰盘1的上端面沿外边缘间隔设置有两种特征孔，均为通孔，其中包括两组第一通孔6和两组第二通孔7，每一组第一通孔6和第二通孔7均设置为两个且对称设置，法兰盘1通过两组第一通孔借助于固定螺栓，穿过上盖板5上相对应的圆孔与上盖板5固定连接。法兰盘1通过两组第二通孔7借助于固定螺栓，穿过上盖板5上相对应的圆孔与电池箱体固定连接，形成法兰盘、上盖板和电池箱体的贴合状态，使上盖板和法兰盘固定在电池箱体上。法兰盘1上设置的第一通孔6和第二通孔7在法兰盘1端面上间隔设置，且第一通孔6和第二通孔7的数量之和与上盖板5上的圆孔的数量相同，且其位置均与上盖板5上的圆孔的位置一一相对应。
啮合组件2设置为法兰结构且套设在锁杆轴3的下部，啮合组件2的上部径向外侧均匀设置有若干组与法兰盘1上的齿槽11规格和数量均相匹配的轮齿21，在径向圆周均匀布置，啮合组件2上半部分的外径等于法兰盘1的中心通孔的内径，刚好使啮合组件2插入法兰盘1的底部，与法兰盘1内部设置的齿槽11啮合连接。啮合组件2的底部端面开设有一个圆孔，啮合组件2的底部圆孔的直径等于锁杆轴3的下部的直径且小于第一台阶10的直径，圆孔的圆周设置有防滑槽8，使啮合组件2能与锁杆轴3下部的防滑槽8相匹配，啮合组件2沿锁杆轴3的轴向滑动，从而实现啮合组件2和法兰盘1啮合脱离后的正向反向旋转。
弹簧4套设在锁杆轴3上，且呈收缩状态设置，弹簧4的上端与第一台阶10的底面相贴合，弹簧4的下端通过啮合组件2的底端面支撑；弹簧4设置在锁杆轴3第一台阶10的下端面和啮齿组件2之间，弹簧4的上端借助于锁杆轴3的第一台阶10用于垂直方向上的限位，弹簧4的下端通过啮齿组件2的内底板进行支撑。
具体实施例：
本发明包括上盖板5、弹簧4、阶梯结构的锁杆轴3、啮合组件2和法兰盘1，锁杆轴3从上至下依次穿过上盖板5、法兰盘1、弹簧4和啮合组件2。
本发明是锁在车体上的，可以水平放置，也可以竖直放置。现以竖直放置的锁紧装置为例，针对其具体实施方法具体描述如下：
首先，将上盖板5、法兰盘1、弹簧4和啮合组件2依次套在锁杆轴3上，上盖板5位于锁杆轴3的上部，法兰盘1和弹簧4均位于锁杆轴3的中部，啮合组件2位于锁杆轴3的下部，上盖板5的下端面与锁杆轴3的第一台阶10的上端面贴合，调整上盖板5的位置，使上盖板5上设置的圆孔与法兰盘1上设置的第一通孔6和第二通孔7的位置相对应，借助于固定螺栓穿过圆孔和第一通孔6将法兰盘1和上盖板5固定连接。借助于固定螺栓穿过相对应的圆孔和第二通孔7将法兰盘1和电池箱体固定连接。
法兰盘1的下部设置的齿槽11和与之相匹配的啮合组件2的上部设置的轮齿21啮合连接，啮合组件2的底端部与锁杆轴3下部的防滑槽8能滑动连接，并且啮合组件2下滑归位时通过法兰盘的底部进行限位，即啮合组件2向下归位自锁时刚好与法兰盘上设置的齿槽11相咬合，使啮合组件不滑出齿槽实现自锁功能。弹簧4的上部与第一台阶10的下端面相连接，弹簧4的底部与啮合组件2的内底面相连接，通过弹簧4的弹性使得锁杆轴3与端盖紧密相连。
锁杆轴3的的顶部中心位置设置有盲孔9，和电池箱体端的固定螺栓相匹配且位置相对应，便于固定螺栓拧入到盲孔9内对电池箱体进行固定，同时起到导向作用。上盖板5上的用于与法兰盘1固定连接的圆孔为沉孔设计，使得固定螺栓固定时确保不凸出上盖板5的端面，保证上盖板5和法兰盘1上端面的紧密贴合的同时，实现上盖板与电池箱体的端面的紧密贴合，加强稳固性。
将本装置的法兰盘1穿过上盖板5与电池箱体固定后，通过换电设备端解锁套筒卡入锁杆轴3底部防滑槽8，推动啮合组件2沿锁杆轴3的轴向运动，克服弹簧4力使得啮合组件2和锁杆轴3的啮合关系脱离，进而锁杆轴3可以正向或反向旋转，使电池箱体端的固定螺旋拧入或者拧出锁杆轴3的盲孔9内，从而实现电池箱的锁紧和解锁。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种换电电池箱固定及快速安装机构，其特征在于，其包括锁杆轴、上盖板、法兰盘、啮合组件和弹簧，所述锁杆轴依次穿过所述上盖板、法兰盘、弹簧和啮合组件；
所述锁杆轴的外周为阶梯轴结构，所述锁杆轴的顶部中心位置处开设有盲孔，且所述盲孔的内部设置有内螺纹，所述内螺纹与电池箱体端设置的固定螺栓的外螺纹相匹配；所述锁杆轴的下部的外周均匀设置有多组防滑槽；
所述上盖板设置在所述锁杆轴的第一台阶上，且所述上盖板的下底面与所述第一台阶的上端面贴合，所述上盖板的中心处设置有圆形通孔，所述锁杆轴通过所述圆形通孔进行固定；所述上盖板的端面圆周均匀设置有多个圆孔，所述上盖板通过多个所述圆孔借助于固定螺栓分别与法兰盘和箱体固定连接；
所述法兰盘套设在所述锁杆轴上且位于所述上盖板的下方，所述法兰盘的截面设置为Z字型，所述法兰盘上设置有中心通孔，所述中心通孔的下端的内壁上设置有若干组齿槽；所述法兰盘的上端面沿外边缘间隔设置有两组第一通孔和两组第二通孔，每一组所述第一通孔和第二通孔均设置为两个且对称设置，所述法兰盘通过两组所述第一通孔借助于固定螺栓与所述上盖板固定连接，所述法兰盘通过两组所述第二通孔借助于固定螺栓穿过所述上盖板上相对应的圆孔与电池箱体固定连接；
所述啮合组件设置为法兰结构且套设在所述锁杆轴的下部，所述啮合组件的上部外周均匀设置有若干组轮齿，所述啮合组件的上部插入所述法兰盘的底部，与所述法兰盘内部设置的齿槽啮合连接，所述啮合组件的底部端面开设有一个圆孔，所述圆孔的圆周设置有防滑槽，与所述锁杆轴下部的防滑槽能滑动连接；
所述弹簧套设在所述锁杆轴上，所述弹簧的上端与所述锁杆轴的第一台阶的底面相贴合，所述弹簧的下端通过所述啮合组件的底端面支撑。
2.根据权利要求1所述的换电电池箱固定及快速安装机构，其特征在于，所述盲孔的开口端设置为喇叭口形状，所述盲孔的底端为圆锥形结构，所述盲孔的结构与电池箱体端的固定螺栓的结构相匹配，便于固定螺栓拧入。
3.根据权利要求1所述的换电电池箱固定及快速安装机构，其特征在于，所述法兰盘上设置的第一通孔和第二通孔在所述法兰盘端面上间隔设置，且所述第一通孔和第二通孔的位置均与所述上盖板上的多个圆孔的位置一一相对应。
4.根据权利要求1所述的换电电池箱固定及快速安装机构，其特征在于，所述上盖板的中心位置设置的所述圆形通孔的直径等于所述锁杆轴的上端的直径且小于所述其第一台阶的直径。
5.根据权利要求1所述的换电电池箱固定及快速安装机构，其特征在于，所述上盖板上用于与所述法兰盘固定连接的两组圆孔为沉孔结构。
6.根据权利要求1所述的换电电池箱固定及快速安装机构，其特征在于，所述法兰盘下部设置的所述齿槽和所述啮齿组件上设置的轮齿数量相等且规格相匹配，所述法兰盘与所述啮合组件通过所述轮齿和齿槽呈啮合连接。
7.根据权利要求1所述的换电电池箱固定及快速安装机构，其特征在于，所述啮合组件的底部圆孔的直径等于所述锁杆轴的下部的直径且小于所述第一台阶的直径，所述啮合组件上半部分的外径等于所述法兰盘的中心通孔的内径。
8.根据权利要求1所述的换电电池箱固定及快速安装机构，其特征在于，所述弹簧设置在所述锁杆轴第一台阶的下端面和所述啮齿组件之间，所述弹簧的上端和下端分别借助于所述锁杆轴的第一台阶和所述啮合组件的内底面进行限位。
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