CN114314362B - 一种高稳定性的换电起重装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高稳定性的换电起重装置，包括主梁和端梁，主梁上设置有小车运行机构，小车运行机构的下方设置有吊具，小车运行机构包括车架，车架上平行转动连接有两个卷筒，车架的一侧固定连接有双输出轴的减速机，减速机的输入端安装有驱动电机；吊具的顶部设置有四个防乱绳装置，每个防乱绳装置内包括一个动滑轮组，车架底部设置有四个定滑轮，每个卷筒上对称缠绕有两根钢丝绳，每根钢丝绳对应一个防乱绳装置和一个定滑轮；吊具内部设置有旋锁装置，旋锁装置包括驱动机构、连接机构和锁紧机构，驱动机构驱动连接机构使锁紧机构与电池固定连接；本发明用于解决现有技术中换电起重装置容易出现乱绳情况，吊具的稳定性和安全性不足的问题。

Description

一种高稳定性的换电起重装置

技术领域

本发明涉及起重设备技术领域，特别是一种高稳定性的换电起重装置。

背景技术

随着人们环保、节能的意识的不断增强，新能源车越来越受到人们的重视，然而新能源车主要是利用电池作为动力来源，但是电池的充电速度和续航能力都不是很好，所以在这种情况之下，出现了一种崭新的充电模式：换电。而换电操作需要相应的起重装置来完成电池的装卸，现有技术中的起重装置在吊具与电池连接的时候，当吊具的底部与电池架的顶部完全贴合时，由于信号传递、卷筒惯性等因素，钢丝绳还是会再下降一定的距离，而此时吊具受到电池架的阻挡无法再下降，这就会造成钢丝绳的松弛，从而导致钢丝绳出现脱槽、跳绳的情况，影响吊具的稳定性；而且吊具安全性不足，钢丝绳断裂后，吊具和电池极易发生坠落的风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种高稳定性的换电起重装置，用于解决现有技术中换电起重装置，由于信号传递、卷筒惯性等因素容易导致乱绳情况，从而造成吊具的稳定性和安全性不足的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种高稳定性的换电起重装置，包括主梁和端梁，主梁上设置有小车运行机构，小车运行机构的下方设置有吊具，小车运行机构包括车架，车架上平行转动连接有两个卷筒，车架的一侧固定连接有双输出轴的减速机，减速机的输出轴分别与两个卷筒传动连接，减速机的输入端安装有驱动电机；吊具的顶部设置有四个防乱绳装置，四个防乱绳装置呈矩形布置，防乱绳装置包括动滑轮组和两块相对设置的安装板，安装板固定连接在吊具的顶部，动滑轮组设置在两块安装板之间，安装板上开设有竖直方向上的滑槽，动滑轮组滑动连接在安装板的滑槽内；动滑轮组上设置有提升结构，吊具上设置有限位结构，吊具能够沿着提升结构上下滑动；每个动滑轮组包括两个动滑轮，车架底部设置有四个定滑轮，每个定滑轮对应一个动滑轮组，每个卷筒上对称缠绕有两根钢丝绳，每根钢丝绳对应一个防乱绳装置和一个定滑轮，钢丝绳的一端固定在卷筒的端部，钢丝绳的另一端依次绕过一个动滑轮、定滑轮、第二个动滑轮，最后固定在卷筒的中部；吊具内部设置有旋锁装置，旋锁装置包括驱动机构、连接机构和锁紧机构，驱动机构驱动连接机构使锁紧机构与电池固定连接。

可选地，提升结构包括滑杆，滑杆的顶部固定连接在动滑轮组上，滑杆的底部穿过吊具的顶部设置在吊具内，滑杆的底部固定连接有提升板。

可选地，提升结构为水平设置的限位板，限位板固定连接在动滑轮组上，限位结构包括竖杆，竖杆的底部固定连接在吊具顶部，竖杆的顶部穿过限位板并设置有调整螺母，竖杆滑动连接在限位板上。

可选地，定滑轮的转轴处设置有销轴式压力传感器。

可选地，驱动电机设置在两个卷筒之间。

可选地，驱动机构包括电动推杆，连接机构包括传动轴，电动推杆铰接在吊具内壁和传动轴之间，传动轴转动连接在吊具内部，传动轴的两端分别固定连接有第一连接板，第一连接板上设置有两个连接轴，连接轴上设置有连接头，连接头通过关节轴承连接在连接轴上；锁紧机构有四个且呈矩形结构布置，传动轴的每一端对应两个锁紧机构，锁紧机构包括竖直设置的旋转轴，旋转轴的底部穿过吊具的底部且固定连接有锁头，旋转轴的顶部固定连接有第二连接板，第二连接板上也设置有连接轴，连接轴上设置有连接头，连接头通过关节轴承连接在连接轴上，第二连接板上的连接头与其对应的第一连接板上的连接头之间通过双向丝杠连接。

可选地，传动轴上固定连接有挡板，电动推杆的一端铰接在吊具的内壁上，电动推杆的另一端铰接在挡板上，吊具的内部还固定连接有固定板，固定板与挡板间隔设置，固定板上设置有两个限位开关；旋锁装置处于打开、锁紧状态时，挡板分别与两个限位开关相对应。

可选地，吊具的底部设置有限位槽，限位槽内竖直设置有滑动杆，滑动杆的顶端穿过限位槽设置在吊具内部，吊具内部的滑动杆外侧套设有套筒，套筒固定连接在吊具的内壁上，滑动杆滑动连接在套筒内，滑动杆的底部固定连接有触板，触板与限位槽之间设置有压缩弹簧，滑动杆顶部固定连接有触发板，吊具内部固定连接有与触发板相匹配的闭锁开关。

可选地，吊具的顶部设置有竖直向上的防摇定位杆，车架顶部设置有与防摇定位杆相匹配的防摇定位套筒。

本发明的高稳定性的换电起重装置具有以下优点：

（1）防乱绳装置能够时刻保证钢丝绳处于被拉紧的状态，防止卷筒上的钢丝绳出现脱槽、跳绳的现象，使吊具的四个吊点时刻保持平衡，确保吊具的稳定性；四个吊点处的钢丝绳互相独立，其中一根钢丝绳发生断裂，剩余三根钢丝绳仍能够牵引住吊具，不会使吊具和电池发生坠落，提高吊具使用的安全性。

（2）销轴式压力传感器能够检测到各定滑轮承受的拉力，四个定滑轮承受的拉力相同，则说明吊具的四个吊点受力平衡，吊具能够保持稳定；若突然出现某个定滑轮承受的拉力与其他定滑轮承受的拉力不同，则说明吊具的四个吊点受力不平衡，吊具不再保持平衡状态。

（3）驱动电机设置在两个卷筒之间，电机内置有效缩小了小车运行机构的体积，小车运行机构的活动范围更广，有利于电池的装卸操作。

（4）吊具与电池连接时，需要吊具的底部完全与电池顶部贴合，然后旋锁装置才能动作；当吊具下降逐渐接近电池顶部时，触板优先与电池顶部接触，随着吊具逐渐下降，电池顶部慢慢将滑动杆向上推动，当电池顶部将触板完全推入限位槽内时，吊具的底部与电池顶部完全贴合，此时滑动杆顶部的触发板遮挡住闭锁开关，旋锁装置才能够动作。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是卷筒与吊具的连接示意图。

图3是防摇定位杆与防摇定位套筒的配合示意图。

图4是钢丝绳的绕绳方式示意简图。

图5是实施例一中防乱绳装置的结构示意图。

图6是旋锁装置与吊具的连接示意图。

图7是旋锁装置的结构示意图。

图8是闭锁状态时触板与触发板的位置示意图。

图9是解除闭锁状态时触板与触发板的位置示意图。

图10是实施例二中防乱绳装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

实施例一：

如图1-图2所示，一种高稳定性的换电起重装置，包括主梁1和端梁2，主梁1上设置有小车运行机构，小车运行机构的下方设置有吊具3，小车运行机构包括车架4，车架4上平行转动连接有两个卷筒5，车架4的一侧固定连接有双输出轴的减速机6，减速机6的输出轴分别与两个卷筒5传动连接，减速机6的输入端安装有驱动电机7，减速机6的输入端和输出端在同一侧，驱动电机7设置在两个卷筒5之间。驱动电机7内置，能够缩小小车运行机构的宽度，减少小车运行机构的占用空间，增加小车运行机构的活动范围，便于电池的吊运。

如图4-图5所示，吊具3的顶部设置有四个吊点，四个吊点呈矩形布置，每个吊点处设置有一个防乱绳装置8，防乱绳装置8包括动滑轮组10和两块相对设置的安装板11，安装板11固定连接在吊具3的顶部，动滑轮组10设置在两块安装板11之间，安装板11上开设有竖直方向上的滑槽16，动滑轮组10滑动连接在安装板11的滑槽16内，动滑轮组10能够在竖直方向上滑动。动滑轮组10上设置有提升结构，提升结构包括滑杆40，滑杆40的顶部固定连接在动滑轮组10上，滑杆40的底部穿过吊具3的顶部并设置在吊具3内部，滑杆40的底部固定连接有提升板41；吊具3上设置有限位结构，本实施例中限位结构为吊具3本体，吊具3能够沿着滑杆40上下滑动一定的距离。每个动滑轮组10包括两个动滑轮14，车架4底部设置有四个定滑轮9，定滑轮9的转轴处设置有销轴式压力传感器，定滑轮9与动滑轮组10相匹配，每个卷筒5上对称缠绕有两根钢丝绳38，如果减速机6的两个输出轴转向相同，则两个卷筒5上的钢丝绳38缠绕方式相同，若减速机6的两个输出轴转向相反，则两个卷筒5上的钢丝绳38缠绕方式相反。每根钢丝绳38对应一个防乱绳装置8和一个定滑轮9，钢丝绳38的一端固定在卷筒5的端部，钢丝绳38的另一端依次绕过一个动滑轮14、定滑轮9、第二个动滑轮14，最后固定在卷筒5的中部。动滑轮14和定滑轮9的数量并不限于上述，可根据实际情况选用不同的钢丝绳38倍率。四个吊点处的钢丝绳38互相独立，其中一根钢丝绳38发生断裂，剩余三根钢丝绳38仍能够牵引住吊具3，不会使吊具3和电池发生坠落，提高吊具3使用的安全性。

吊具3与电池连接时，需要吊具3的底部与电池的顶部完全贴合，而当吊具3的底部与电池的顶部完全贴合时，由于信号传递、卷筒5惯性等因素，钢丝绳38还是会再下降一定的距离，而此时吊具3受到电池的阻挡无法再下降，就可能造成钢丝绳38松弛，容易出现钢丝绳38脱槽、跳绳的情况。在本实施例中，动滑轮组10和吊具3之间不是固定连接的，当吊具3下降至与电池贴合时，钢丝绳38继续下降，此时动滑轮组10会利用自身的重力与钢丝绳38一起下降一段距离，确保钢丝绳38处于拉紧的状态，避免卷筒5上的钢丝绳38出现脱槽、跳绳的现象，使吊具3的四个吊点保持平衡，确保吊具3的稳定性，在动滑轮组10随着钢丝绳38一起下降时，提升板41与吊具3分离；当吊具3与电池连接完毕，需要提升电池时，卷筒5收卷钢丝绳38带动动滑轮组10向上移动，动滑轮组10上的提升板41也随之向上移动，当提升板41与吊具3的顶部贴合时，提升板41就能够带动吊具3向上移动，完成吊具3的提升动作。

销轴式压力传感器能够检测到各定滑轮9承受的拉力，也就是钢丝绳38的拉力，四个定滑轮9承受的拉力相同，则说明吊具3的四个吊点受力平衡，吊具3能够保持稳定。在起重装置运行过程中，若突然出现某个定滑轮9承受的拉力与其他定滑轮9承受的拉力不同，则说明吊具3的四个吊点受力不平衡，吊具3不再保持平衡状态，起重装置运行出现危险情况，报警器发出警报信号。

如图6-图7所示，吊具3内部设置有旋锁装置，旋锁装置包括驱动机构、连接机构和锁紧机构，驱动机构包括电动推杆17，连接机构包括传动轴18，传动轴18转动连接在吊具3内部，传动轴18的中部固定连接有挡板26，电动推杆17的一端铰接在吊具3的内壁上，电动推杆17的另一端铰接在挡板26上，电动推杆17能够通过推动挡板26来带动传动轴18转动。吊具3的内部还固定连接有固定板19，固定板19与挡板26平行设置，固定板19与挡板26之间稍有间隔，固定板19上设置有两个限位开关20，两个限位开关20分别对应旋锁装置的打开状态和锁紧状态。当电动推杆17向前推动挡板26直到挡住一个限位开关20时，电动推杆17停止动作，此时旋锁装置为锁紧状态；当电动推杆17向后拉动挡板26直到挡住另一个限位开关20时，电动推杆17停止动作，此时旋锁装置为打开状态，固定板19上设置有弧形的调整孔27，可根据实际情况调整限位开关20的位置，使得锁头24的打开、锁紧位置更加精确。

传动轴18的两端分别固定连接有竖直设置的第一连接板21，传动轴18转动能带动第一连接板21在第一连接板21上设置有两个连接轴39，连接轴39上设置有连接头28，连接头28通过关节轴承连接在连接轴39上；锁紧机构有四个且呈矩形结构布置，传动轴18的每一端对应两个锁紧机构，锁紧机构包括竖直设置的旋转轴23，旋转轴23的底部穿过吊具3的底部且固定连接有锁头24，旋转轴23的顶部固定连接有水平设置的第二连接板22，第二连接板22上也设置有连接轴39，连接轴39上设置有连接头28，连接头28通过关节轴承连接在连接轴39上，第二连接板22上的连接头28与其对应的第一连接板21上的连接头28之间通过双向丝杠25连接，第一连接板21转动时，会向中间或向两侧驱动双向丝杠25，从而带动第二连接板22转动，进而使得锁头24向内收缩或向外释放。当锁头24向内收缩时，吊具3能够与电池贴合，然后锁头24再向外释放，锁头24卡在电池架上，实现吊具3和电池之间的固定。

如图8-图9所示，吊具3的底部设置有限位槽29，限位槽29内竖直设置有滑动杆30，滑动杆30的顶端穿过限位槽29设置在吊具3内部，吊具3内部的滑动杆30外侧套设有套筒31，套筒31固定连接在吊具3的内壁上，滑动杆30滑动连接在套筒31内，滑动杆30的底部固定连接有触板32，触板32与限位槽29之间设置有压缩弹簧34，滑动杆30顶部固定连接有触发板33，吊具3内部固定连接有与触发板33相匹配的闭锁开关35。吊具3与电池连接的过程中，旋锁装置是处于闭锁状态的，电动推杆17无法动作，避免吊具3与电池没有完全配合，旋锁装置动作出现锁头24卡涩的情况。当吊具3下降逐渐接近电池顶部时，触板32优先与电池顶部接触，随着吊具3逐渐下降，电池顶部慢慢将滑动杆30向上推动，当电池顶部与吊具3的底部完全贴合，触板32被推入限位槽29内时，滑动杆30顶部的触发板33被推到闭锁开关35的高度，触发板33遮挡住闭锁开关35，旋锁装置的闭锁状态解除，电动推杆17才能够动作。

如图3所示，吊具3的顶部设置有竖直向上的防摇定位杆36，车架4顶部设置有与防摇定位杆36相匹配的防摇定位套筒37，将电池提升到指定高度时，防摇定位杆36和防摇定位套筒37相互配合能够实现刚性防摇摆功能，避免移动电池时出现剧烈晃动的情况，提高电池的更换效率。

实施例二：

如图10所示，本实施例的结构与实施例一的结构区别在于：提升结构为水平设置的限位板13，限位板13固定连接在动滑轮组10上，限位结构包括竖杆12，竖杆12的底部固定连接在吊具3顶部，竖杆12的顶部穿过限位板13，竖杆12滑动连接在限位板13上，竖杆12的顶部设置有调整螺母15，调整螺母15螺纹连接在竖杆12的顶部。

本实施例中的防乱绳原理与实施例一相同，只是在实现结构上有所不同，在本实施例中：当动滑轮组10随着钢丝绳38一起下降时，限位板13沿着竖杆12向下滑动，限位板13与调整螺母15分离；当需要提升电池时，钢丝绳38带动动滑轮组10向上移动，限位板13沿着竖杆12向上滑动与调整螺母15贴合，当卷筒5继续收卷钢丝绳38时，限位板13会向上带动调整螺母15，进而带动吊具3向上移动，完成吊具3的提升动作。销轴式压力传感器在本实施例中仍具有实施例一中的检测作用，除此之外，在吊具3空载时，可根据销轴式压力传感器检测数值判断吊具3是否平衡，若四个销轴式压力传感器的数值不同，则调整相应的调整螺母15，使四个销轴式压力传感器的数值大致相同，对吊具3的平衡进行校准。

以上所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，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的前提下所获得的其他所有实施例，都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种高稳定性的换电起重装置，包括主梁和端梁，主梁上设置有小车运行机构，小车运行机构的下方设置有吊具，其特征在于：小车运行机构包括车架，车架上平行转动连接有两个卷筒，车架的一侧固定连接有双输出轴的减速机，减速机的输出轴分别与两个卷筒传动连接，减速机的输入端安装有驱动电机；吊具的顶部设置有四个防乱绳装置，四个防乱绳装置呈矩形布置，防乱绳装置包括动滑轮组和两块相对设置的安装板，安装板固定连接在吊具的顶部，动滑轮组设置在两块安装板之间，安装板上开设有竖直方向上的滑槽，动滑轮组滑动连接在安装板的滑槽内；动滑轮组上设置有提升结构，吊具上设置有限位结构，吊具能够沿着提升结构上下滑动；每个动滑轮组包括两个动滑轮，车架底部设置有四个定滑轮，每个定滑轮对应一个动滑轮组，每个卷筒上对称缠绕有两根钢丝绳，每根钢丝绳对应一个防乱绳装置和一个定滑轮，钢丝绳的一端固定在卷筒的端部，钢丝绳的另一端依次绕过一个动滑轮、定滑轮、第二个动滑轮，最后固定在卷筒的中部；吊具内部设置有旋锁装置，旋锁装置包括驱动机构、连接机构和锁紧机构，驱动机构包括电动推杆，连接机构包括传动轴，锁紧机构包括锁头，电动推杆铰接在吊具内壁和传动轴之间，锁头有四个且呈矩形结构分布，锁头转动连接在吊具底部，锁头与传动轴之间传动连接，电动推杆推动传动轴带动锁头与电池固定连接。

2.如权利要求1所述的高稳定性的换电起重装置，其特征在于：提升结构包括滑杆，滑杆的顶部固定连接在动滑轮组上，滑杆的底部穿过吊具的顶部设置在吊具内，滑杆的底部固定连接有提升板。

3.如权利要求1所述的高稳定性的换电起重装置，其特征在于：提升结构为水平设置的限位板，限位板固定连接在动滑轮组上，限位结构包括竖杆，竖杆的底部固定连接在吊具顶部，竖杆的顶部穿过限位板并设置有调整螺母，竖杆滑动连接在限位板上。

4.如权利要求1所述的高稳定性的换电起重装置，其特征在于：定滑轮的转轴处设置有销轴式压力传感器。

5.如权利要求1所述的高稳定性的换电起重装置，其特征在于：驱动电机设置在两个卷筒之间。

6.如权利要求1所述的高稳定性的换电起重装置，其特征在于：传动轴转动连接在吊具内部，传动轴的两端分别固定连接有第一连接板，第一连接板上设置有两个连接轴，连接轴上设置有连接头，连接头通过关节轴承连接在连接轴上；传动轴的每一端对应两个锁头，锁头的顶部固定连接有竖直设置的旋转轴，旋转轴的顶部穿过吊具且固定连接有第二连接板，第二连接板上也设置有连接轴，连接轴上设置有连接头，连接头通过关节轴承连接在连接轴上，第二连接板上的连接头与其对应的第一连接板上的连接头之间通过双向丝杠连接。

7.如权利要求6所述的高稳定性的换电起重装置，其特征在于：传动轴上固定连接有挡板，电动推杆的一端铰接在吊具的内壁上，电动推杆的另一端铰接在挡板上，吊具的内部还固定连接有固定板，固定板与挡板间隔设置，固定板上设置有两个限位开关；旋锁装置处于打开、锁紧状态时，挡板分别与两个限位开关相对应。

8.如权利要求1所述的高稳定性的换电起重装置，其特征在于：吊具的底部设置有限位槽，限位槽内竖直设置有滑动杆，滑动杆的顶端穿过限位槽设置在吊具内部，吊具内部的滑动杆外侧套设有套筒，套筒固定连接在吊具的内壁上，滑动杆滑动连接在套筒内，滑动杆的底部固定连接有触板，触板与限位槽之间设置有压缩弹簧，滑动杆顶部固定连接有触发板，吊具内部固定连接有与触发板相匹配的闭锁开关。

9.如权利要求1所述的高稳定性的换电起重装置，其特征在于：吊具的顶部设置有竖直向上的防摇定位杆，车架顶部设置有与防摇定位杆相匹配的防摇定位套筒。

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