CN114312459A

CN114312459A - 一种锁紧机构

Info

Publication number: CN114312459A
Application number: CN202111589726.XA
Authority: CN
Inventors: 洪木南; 刘波
Original assignee: Suzhou Ruili Iot Technology Co ltd
Current assignee: Suzhou Ruili Iot Technology Co ltd
Priority date: 2021-12-23
Filing date: 2021-12-23
Publication date: 2022-04-12

Abstract

本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种锁紧机构。该锁紧机构包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆以及驱动件。第二连杆与第一连杆铰接，第三连杆与第二连杆铰接，第四连杆与第一连杆铰接，且第四连杆与第三连杆铰接，第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆以及驱动件之间的每个铰接点并不相同，驱动件用于驱动第二连杆转动，带动第三连杆以及第四连杆转动，使第四连杆的自由端压紧工件并固定工件。该结构通过第二连杆、第三连杆以及第四连杆将驱动件的输出力放大，有利于降低锁紧机构成本，且提高锁固工件的稳定性，同时，该锁紧机构结构简单，对应用空间的要求低，增强锁紧机构的兼容性。

Description

一种锁紧机构

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种锁紧机构。

背景技术

随着新能源技术的发展，新能源电池的应用日趋广泛。但现有的新能源电池面临着续航里程短、充电慢的问题，因此提出了一种换电技术，通过快速换电解决上述问题。为了既提高换电效率，又能够保持电池包固定的稳定性，一般在电池包和车架之间设置锁紧机构，以固定电池包。

现有技术中，常用的锁紧机构有钩爪形式、压紧装置以及插销形式。其中，钩爪形式锁紧机构通过杠杆调整传动比可放大驱动装置的推力，但受结构限制，驱动力的放大比例一般为1～2倍，压紧装置通过斜面将推力转化为下压力，此部分结构的传动比是恒定值，且对压紧力方向的高度误差兼容能力较差。插销形式的锁紧机构，采用楔形锁止销锁紧，也是通过斜面将推力转化为下压力，斜面角度和钩爪接近，同样存在高度误差兼容能力差的问题，为了提高高度误差的兼容能力，斜面的斜度不能太小，所以对驱动力的放大作用也较小。

为解决上述问题，亟待提供一种锁紧机构，解决驱动力的放大比例小或者占用空间大的问题。

发明内容

本发明的目的是提出一种锁紧机构，以达到提高驱动力的放大比例和减小占用空间效果。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种锁紧机构，包括：

第一连杆，所述第一连杆为固定设置；

第二连杆，与所述第一连杆铰接于枢转点A；

第三连杆，与所述第二连杆铰接于枢转点C；

第四连杆，与所述第一连杆铰接于枢转点B，且所述第四连杆与所述第三连杆铰接于枢转点D；

驱动件，所述驱动件被配置为驱动所述第二连杆转动，带动所述第三连杆以及第四连杆转动，使所述第四连杆的自由端压紧工件。

作为一种可选方案，在压紧状态时，第二连杆与第三连杆的夹角为0°～10°。

作为一种可选方案，所述第一连杆为基座。

作为一种可选方案，所述第二连杆为具有三个不重合铰接点的连杆，所述驱动件的输出端与所述第二连杆铰接于枢转点X。

作为一种可选方案，所述第二连杆的自由端设有齿部，所述齿部与所述驱动件的输出端啮合。

作为一种可选方案，所述枢转点A到所述枢转点B的距离为AB，所述枢转点A到所述枢转点C的距离为AC，所述枢转点C到所述枢转点D的距离为CD，所述枢转点B到所述枢转点D的距离为BD，其中，AB：AC：CD：BD＝(40～50)：(65～75)：(36～46)：(33～43)。

作为一种可选方案，所述枢转点C到所述枢转点D的距离为CD，所述第四连杆的所述自由端为E点，所述枢转点D到所述E点的距离为DE，所述DE小于所述CD。

作为一种可选方案，所述第二连杆上开设有腰型槽，所述锁紧机构还包括限位销，所述限位销穿过所述腰型槽并固定在所述基座上，所述第二连杆绕枢转点A转动时，所述限位销通过所述腰型槽限制第二连杆转动的极限位置。

作为一种可选方案，所述驱动件的输出方向为竖向向上。

作为一种可选方案，所述驱动件为直线驱动或旋转驱动。

本发明的有益效果为：

本发明提供一种锁紧机构，该锁紧机构包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆以及驱动件。第一连杆为固定设置，第二连杆与第一连杆铰接与枢转点A，第三连杆与第二连杆铰接于枢转点C，第四连杆与第一连杆铰接于枢转点B，且第四连杆与第三连杆铰接于枢转点D，第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆以及驱动件之间的每个铰接点并不相同，驱动件用于驱动第二连杆转动，带动第三连杆以及第四连杆转动，使第四连杆的自由端压紧工件并对所述工件保持预定的压紧力。该结构通过第二连杆、第三连杆以及第四连杆将驱动件的输出力放大近十倍，相比现有方案，相同输出力的驱动件可以放大更大的倍数，或者保持预定的压紧输出力，驱动件的输出力可以更小，有利于降低锁紧机构成本，且提高锁固工件的稳定性，同时，该锁紧机构相比现有方案，对压紧回转的空间路径要求更小，对应用空间的要求低，使得锁紧机构更紧凑。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的锁紧机构的结构示简图；

图2是本发明实施例一提供的锁紧机构打开状态的结构示意图；

图3是本发明实施例一提供的锁紧机构锁紧状态的结构示意图；

图4是本发明实施例一提供的锁紧机构对驱动件输出力的放大比例曲线图。

图中标记如下：

100-第一连杆；

200-第二连杆；210-腰型槽；

300-第三连杆；

400-第四连杆；

500-驱动件；

600-限位销。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的结构分而非全结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内结构的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

实施例一

如图1和图2所示，本实施例提供一种锁紧机构，该锁紧机构包括第一连杆100、第二连杆200、第三连杆300、第四连杆400以及驱动件500。第一连杆100为固定设置，第二连杆200与第一连杆100铰接于枢转点A，第三连杆300与第二连杆200铰接于枢转点C，第四连杆400与第一连杆100铰接于枢转点B，且第四连杆400与第三连杆300铰接于枢转点D，第一连杆100、第二连杆200、第三连杆300、第四连杆400以及驱动件500之间的每个铰接点并不相同，驱动件500被配置为驱动第二连杆200转动，带动第三连杆300以及第四连杆400转动，使第四连杆400的自由端压紧电池包并对所述电池包保持预定的压紧力。该结构通过第二连杆200、第三连杆300以及第四连杆400将驱动件500的输出力放大，有利于降低锁紧机构成本，且提高锁固电池包的稳定性，同时，该锁紧机构结构简单，对应用空间的要求低，增强锁紧机构的兼容性。示例性地，每个铰接点可以通过销轴连接，该连接方法便于操作者组装与维护，且运动过程的稳定性高，有利于保证锁紧机构稳定运行。

如图1和图2所示，工作时，当驱动件500在行程初始状态时，锁紧机构处于松开状态。驱动件500驱动第二连杆200相对其与第一连杆100的铰接点转动，通过第二连杆200与第三连杆300的铰接点带动第三连杆300相对该铰接点转动，然后再通过第三连杆300驱动第四连杆400绕第四连杆400与第一连杆100的铰接点转动，从而使第四连杆400的自由端能够朝向转动方向施加压紧力，使得第四连杆400的自由端能够压紧电池包。

具体而言，第一连杆100形成于基座，起到对锁紧机构的固定作用，使锁紧机构能够在第一连杆100的固定作用下对电池包施力，使其固定。示例性地，第一连杆100可以选用固定座，固定座结构简单，且便于与车体等结构固定，能够为锁紧机构提供稳定的支撑力。

如图2和图3所示，作为一种可选方案，第二连杆200为具有三个不重合铰接点的连杆，所述驱动件500的输出端与所述第二连杆200铰接于枢转点X，使第二连杆200与第一连杆100、第三连杆300以及驱动件500相互铰接的铰接点可以不再同一条直线上，使三个铰接点便于形成三角支撑结构，有利于根据具体需要布置驱动件500的驱动以及驱动方式，如气缸类直线驱动或者齿轮齿条、蜗轮蜗杆类旋转驱动，且有利于简化锁紧机构的整体结构。

请继续参见图2和图3，具体而言，第二连杆200上开设有第一铰接孔、第二铰接孔以及第三铰接孔，第二连杆200与第一连杆100的铰接点为第一铰接孔，第二连杆200与第三连杆300的铰接点为第二铰接孔，第二连杆200与驱动件500的铰接点为第三铰接孔，第一铰接孔、第二铰接孔以及第三铰接孔位于靠近三角形的第二连杆200的三个尖角位置，从而使驱动件500的输出力能够稳定传递到第二连杆200对第三连杆300的驱动，较少能量损耗。同时，三个铰接点同时位于三角形的三个尖角位置，能够有效运用三角形第二连杆200的使用面积，有利于充分利用第二连杆200整体结构的惯性推力。

当然，在其他实施例中，第二连杆200也可以为具有四个或四个以上铰接点的多边形连杆，从而有利于增加第二连杆200与第一连杆100第三连杆300以及驱动件500相互铰接的铰接点设置的灵活性，同时能够保持三角形第二连杆200的结构优势。当然，在其他实施例中，第二连杆200也可以使单杆、双杆或者三杆，操作者可以根据需求进行选择。

如图2～图4所示，作为一种可选方案，枢转点A点到枢转点B点的距离为AB，枢转点A点到枢转点C点的距离为AC，枢转点C点到枢转点D点的距离为CD，枢转点B点到枢转点D点的距离为BD，AB：AC：CD：BD＝(40～50)：(65～75)：(36～46)：(33～43)，通过该比例能够最大限度的放大驱动件500的输出力，提高锁紧机构锁固电池包稳定性和安全性。具体而言，该结构随着驱动件500输出行程的增加，锁固电池包的压力持续增加，且驱动件500的输出力的放大比例能够增加到14倍，当驱动件500输出行程增加到一定数值后，输出力的放大比例快速提高。示例性地，如图4中，当驱动件500的输出行程为50cm时，输出力的放大比例为1.22倍，当驱动件500的输出行程为60mm时，输出力的放大比例为3.4倍，当驱动件500的输出行程为64mm时，输出力的放大比例为9倍。当然，在其他实施例中，操作者也可以通过设置其他的AB：AC：CD：BD的数值，从而获得其他的输出力的放大比例，本实施例仅提供这种锁紧机构的结构设计思路，并不对具体比例竖直做限定。

示例性地，本实施例的锁紧机构对驱动件500的输出力放大的极限比例优选为9倍。当到达锁紧电池包的状态时，驱动件500到达锁紧要求的行程终点或第一连杆100、第二连杆200、第三连杆300以及第四连杆400接近死点位置，此时第四连杆400接近于水平状态，此时传动比快速增大，力被急剧的放大，压紧位置获得巨大的压紧力。

作为一种可选方案，在压紧状态时，第二连杆200与第三连杆300的夹角为0°～10°，此时锁紧机构能够达到最大锁紧力，从而实现最佳压紧状态。

枢转点C点到枢转点D点的距离为CD，第四连杆400的自由端为E点，枢转点D点到E点的距离为DE，DE小于CD，从而保证锁紧机构的驱动件500的输出力能够有效传递到电池包上，以保证稳定固定电池包。同时，该结构有利于减小锁紧机构的尺寸，从而有利于节约空间。

如图2和图3所示，进一步地，第二连杆200上开始有腰型槽210，锁紧机构还包括限位销600，限位销600穿过腰型槽210并固定在基座上，第二连杆200绕其与第一连杆100的枢转点A转动时，限位销600在腰型槽210中滑动，从而约束第二连杆200能够转动的角度，以便于固定锁固电池包的角度以及锁紧机构占用的空间，使锁紧机构达到锁紧点的时候被限位停止，避免锁紧机构被过锁紧。具体而言，当驱动件500驱动第二连杆200转动到极限位置，驱动件500到达锁紧要求的行程终点或第一连杆100、第二连杆200、第三连杆300以及第四连杆400接近死点位置，此时第四连杆400接近于水平状态，限位销600位于腰型槽210的下端极限位置，此时传动比快速增大，力被急剧的放大，压紧位置获得巨大的压紧力，锁紧机构对输出力的放大比例为9倍，且此时锁紧机构处于稳定锁固电池包状态。

请继续参见图2和图3，作为一种可选方案，驱动件500的输出方向为竖直向上，该结构有利于减少该锁紧机构的占用空间。在本实施例第二连杆200为三角形的情况下，驱动件500竖直设置，结构紧凑，可以充分利用机构的上下空间，减少空间需求，并且通过第一连杆100、第二连杆200、第三连杆300以及第四连杆400的长度比例关系和结构，可以使压紧机构在压紧前的空行程获得巨大的第二连杆200的自由端的摆角，实现快速压紧和松开回弹。可以理解的是，在其他实施例中，驱动件500也可以选择横向驱动或者其他角度驱动，操作者可以根据使用工况进行具体选择。

更优地，驱动件500为直线驱动，有利于节约空间。具体而言，直线驱动可以选用气缸、电动推杆或齿轮齿条驱动等结构，这几种结构属于常规部件，便于采购。

可以理解的是，本实施例的锁紧机构不限于锁固电池包，还可以用于锁紧任何其他需要锁紧的结构。

实施例二

本实施提供一种锁紧机构，该锁紧机构与实施例一种的结构基本相同，为了方便起见，仅描述与实施例一的不同之处。

本实施例中，驱动件500还可以选用旋转驱动，如涡轮蜗杆减速机等，该驱动件500属于常规部件，成本低且便于采购。

作为一种可选方案，旋转驱动的驱动件500的输出端与驱动齿轮连接，第二连杆200为绕枢转点A为圆形的齿轮，该齿轮与驱动齿轮啮合，从而将驱动件500的转动输出转化为第二连杆200的转动，进而带动第三连杆300和第四连杆400转动，实现压紧固定电池包的目的。

注意，以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施方式的限制，上述实施方式和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种锁紧机构，其特征在于，包括：

第一连杆(100)，所述第一连杆(100)为固定设置；

第二连杆(200)，与所述第一连杆(100)铰接于枢转点A；

第三连杆(300)，与所述第二连杆(200)铰接于枢转点C；

第四连杆(400)，与所述第一连杆(100)铰接于枢转点B，且所述第四连杆(400)与所述第三连杆(300)铰接于枢转点D；

驱动件(500)，所述驱动件(500)被配置为驱动所述第二连杆(200)转动，带动所述第三连杆(300)以及第四连杆(400)转动，使所述第四连杆(400)的自由端压紧工件。

2.根据权利要求1所述的锁紧机构，其特征在于，在压紧状态时，第二连杆(200)与第三连杆(300)的夹角为0°～10°。

3.根据权利要求1所述的锁紧机构，其特征在于，所述第一连杆(100)为基座。

4.根据权利要求1所述的锁紧机构，其特征在于，所述第二连杆(200)为具有三个不重合铰接点的连杆，所述驱动件(200)的输出端与所述第二连杆(200)铰接于枢转点X。

5.根据权利要求1所述的锁紧机构，其特征在于，所述第二连杆(200)的自由端设有齿部，所述齿部与所述驱动件(500)的输出端啮合。

6.根据权利要求1所述的锁紧机构，其特征在于，所述枢转点A到所述枢转点B的距离为AB，所述枢转点A到所述枢转点C的距离为AC，所述枢转点C到所述枢转点D的距离为CD，所述枢转点B到所述枢转点D的距离为BD，其中，AB：AC：CD：BD＝(40～50)：(65～75)：(36～46)：(33～43)。

7.根据权利要求1所述的锁紧机构，其特征在于，所述枢转点C到所述枢转点D的距离为CD，所述第四连杆(400)的所述自由端为E点，所述枢转点D到所述E点的距离为DE，所述DE小于所述CD。

8.根据权利要求3任一项所述的锁紧机构，其特征在于，所述第二连杆(200)上开设有腰型槽(210)，所述锁紧机构还包括限位销(600)，所述限位销(600)穿过所述腰型槽(210)并固定在所述基座上，所述第二连杆(200)绕枢转点A转动时，所述限位销(600)通过所述腰型槽(210)限制第二连杆转动的极限位置。

9.根据权利要求1所述的锁紧机构，其特征在于，所述驱动件(500)的输出方向为竖向向上。

10.根据权利要求1所述的锁紧机构，其特征在于，所述驱动件(500)为直线驱动或旋转驱动。