CN114537122A - 一种电池锁紧装置、下换电电动卡车及换电方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电池锁紧装置、下换电电动卡车及换电方法，涉及电动卡车电池锁紧技术领域，采用的方案是：包括支撑框架和锁紧件，支撑框架的下部设置有缺口，支撑框架设置有锁钩支撑件，锁钩支撑件上可转动地设置有锁钩，锁钩包括钩头和钩柄；锁紧件下端连接有电池箱连接件，锁紧件上端设置有锁柱，当锁紧件通过缺口上升时，锁柱与钩头卡合实现锁定，支撑框架上可移动地设置有定位锁块，当锁钩处于锁定状态时，定位锁块位于钩头下方且与钩头抵接，支撑框架下表面设置有限位轴，限位轴能够与限位套配合，限位套设置在电池箱连接件上。本发明能够实现对电池箱可靠、牢固地固定，避免电池占据货箱空间。

Description

一种电池锁紧装置、下换电电动卡车及换电方法

技术领域

本发明涉及电动卡车电池锁紧技术领域，尤其涉及一种电池锁紧装置、下换电电动卡车及换电方法。

背景技术

电动卡车成为新能源车型的一个重要的发展方向，能够有助于解决碳排放的问题，提高环境质量；目前电动卡车用电池通过电池锁紧机构进行限位固定，但现有技术中的电池自动锁紧机构存在以下缺点：锁紧机构可靠性较差，运动冗余，效率低，没有考虑自动锁紧部件承受扭矩的情况，对电池箱的锁定不牢靠，设计上存在部分缺陷，存在安全隐患；另外，现有技术中的电池位于驾驶室后侧，车架上侧，采用此种上换电动力电池方案有以下技术缺陷：电池占据了货箱空间，影响车辆载货量，在车辆上坡及下坡时，轴荷分配不合理，影响整车行驶安全性。

因此，针对上述现有技术存在的现状，研发一种电池锁紧装置、下换电电动卡车及卡车换电方法是急需解决的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供了一种电池锁紧装置、下换电电动卡车及卡车换电方法，能够实现对电池箱可靠、牢固地固定，且能够避免电池占据货箱空间。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种电池锁紧装置，包括支撑框架和锁紧件，所述支撑框架的下部设置有缺口，所述锁紧件能够通过所述缺口出入所述支撑框架，所述支撑框架的内腔设置有锁钩支撑件，所述锁钩支撑件上可转动地设置有锁钩，所述锁钩包括钩头和钩柄；所述锁紧件下端连接有电池箱连接件，所述锁紧件上端设置有锁柱，当所述锁紧件上升时，所述锁柱能够推动所述锁钩转动，使所述钩头与所述锁柱卡合实现锁定，所述支撑框架上设置有定位锁块，所述定位锁块能够水平移动，当所述锁钩处于锁定状态时，所述定位锁块位于所述钩头下方且与所述钩头抵接，所述定位锁块能够锁定所述锁钩，所述支撑框架下表面设置有限位轴，所述限位轴能够与限位套配合，所述限位套设置在所述电池箱连接件上。能够通过定位锁块定位锁钩，锁钩定位锁紧件，从而实现对电池箱的锁定防止其在上下方向移动，通过限位轴和限位孔的配合，限定了电池箱在前后及左右方向的自由度，具有可靠性高、更加牢固的有益效果。

进一步的，所述支撑框架包括右侧板，所述右侧板上设置有导孔，所述定位锁块上设置有导轴，所述导轴可移动地设置在所述导孔内，所述定位锁块的一端与连杆下端滑动连接，所述连杆的上端与所述支撑框架铰接，所述连杆还与驱动气缸的活塞杆铰接，所述驱动气缸的缸体与所述支撑框架铰接，所述驱动气缸能够带动所述连杆转动，当所述连杆转动时，所述连杆能够带动所述定位锁块水平移动。能够代替人工驱动定位锁块，提高工作效率且不卡顿。

进一步的，所述定位锁块为楔形结构，所述定位锁块的前端设置有凹型槽，所述凹型槽与所述钩柄的下端适配，当解锁完成后，所述钩柄的下端位于所述凹型槽内。能够有效防止锁钩在非锁定状态下转动，实现对锁钩的定位。

进一步的，所述钩头的右上方可转动地设置有定位销，所述定位销的两端分别与所述锁钩支撑件连接，所述连杆的中部与弹簧二的一端连接，所述弹簧二的另一端与所述支撑框架连接，当解锁完成时，所述弹簧二处于伸长状态，所述钩头的开口于所述锁紧件相对。当解锁完成时即定位锁块处于初始位置时，弹簧二处于伸长状态，连杆有向上转动的趋势，定位锁块受到连杆对其的推力，但由于定位锁块的凹型槽内抵接有锁钩，对定位锁块有压力作用，定位锁块在推力和压力作用下处于平衡状态，保持静止，由于锁钩受到凹型槽的限制，锁钩无法转动，在其自身重力的作用下，锁钩在解锁后即非锁定状态下可具有一定的倾斜角度，避免锁紧件在上升时与锁钩发生干涉不能顶推锁钩向下转动，省去了人工调整锁钩角度的工作。

进一步的，所述钩头的左上方与弹簧一的一端连接，所述弹簧一的另一端与所述支撑框架连接。能够实现锁钩的自动转动解锁。

进一步的，所述限位轴为锥形轴，所述限位套与所述限位轴适配。能够更好地实现对电池箱的限位。

进一步的，所述锁紧件上与所述锁柱背对的一侧设置限位块，所述锁钩支撑件设置有止口，当所述限位块与所述止口抵接时，所述锁柱与所述钩头卡合。能够实现对锁紧件移动的定位，防止其过度移动，对受力部件造成损害。

进一步的，所述支撑框架上设置有控制装置，所述控制装置与电磁阀信号连接，所述电磁阀与所述驱动气缸的缸体通过气管连通，当所述控制装置向所述电磁阀发出解锁信号时，所述驱动气缸伸出，当所述控制装置向所述电磁阀发出锁定信号时，所述驱动气缸回缩，所述连杆带动所述定位锁块移动至所述钩头下方。能够实现自动解锁和锁定，提升效率，减少人工操作。

本发明还提供了一种下换电电动卡车，包括车架、电池箱和上述的电池锁紧装置，所述电池锁紧装置设置有至少两个，所述支撑框架对称布置在所述车架两侧，所述电池箱连接件对应设置在电池箱上。能够避免电池占据货箱空间，影响整车行驶安全性，便于从车架下方换电。

本发明还提供了一种换电方法，采用上述的电池锁紧装置，包括以下步骤：

S1：将电池箱转运装置升起并与亏电电池箱下表面接触；

S2：将电池锁紧装置解锁：控制装置向电磁阀发出解锁信号，驱动气缸伸长，定位锁块向初始位置移动，锁钩在弹簧一回缩的作用下向上转动至非锁定状态，锁柱与钩头脱离；

S3:电池箱转运装置将亏电电池箱下放，当限位轴从限位套中脱离，完成解锁；

S4：电池箱转运装置将亏电电池箱转运至充电位置；

S5：电池箱转运装置将满电的电池箱向上举升；

S6：将电池锁紧装置锁定：当限位块开始进入止口时，控制装置向电磁阀发出锁定信号，驱动气缸回缩，定位锁块向锁紧件的方向移动，同时，锁钩在锁柱顶推作用下向下转动，当限位块与止口抵接后，锁紧件停止上移，锁钩停止转动，钩头与锁柱卡合，定位锁块继续移动，当定位锁块移动至与钩头紧密贴合时停止移动，完成锁定；

S7：电池箱转运装置下降复位。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

本方案提供了一种电池锁紧装置、下换电电动卡车及换电方法，通过支撑框架、锁钩、锁紧件和定位锁块的协同作用，能够实现锁钩对锁紧件的锁定，锁定可靠且牢固；通过驱动气缸和连杆驱动定位锁块，代替人工操作，效率高；通过弹簧一、弹簧二和定位锁块的配合使锁钩在非锁定状态时其开口与锁紧件相对，避免锁定过程中产生干涉；通过控制装置，实现自动解锁和锁定，减少人工操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施方式一的结构示意图一。

图2为本发明具体实施方式一的结构示意图二。

图3为本发明具体实施方式一的非锁定状态。

图4为本发明具体实施方式一的锁定状态。

图5为本发明具体实施方式一中的锁钩的结构示意图。

图6为本发明具体实施方式一中的定位锁块的结构示意图。

图7为本发明具体实施方式一中的锁紧件的结构示意图。

图中，1、左侧板，2、弹簧一，3、上侧板，4、定位销，5、电磁阀，6、控制装置，7、锁钩支撑件，8、弹簧二，9、右侧板，10、连杆，11、导轴，12、下侧板，13、定位锁块，14、锁钩，15、止口，16、限位轴，17、驱动气缸，18、电池箱连接件，19、限位套，20、定位孔，21、凹型槽，22、导柱，23、限位块，24、锁柱，25、锁紧件，26、缺口，27、钩头，28、钩柄。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。

具体实施方式一

如图1至图7所示，本发明提供了一种电池锁紧装置，包括支撑框架、锁钩14、锁紧件25、电池箱连接件18、定位锁块13、弹簧一2、弹簧二8、驱动气缸17、控制装置6、电磁阀5；支撑框架为四边形结构，以图3视图方向为参考，包括左侧板1、右侧板9、上侧板3和下侧板12，支撑框架的下侧板12中部设置有缺口26，可为锁紧件25出入移动提供通道，支撑框架的下侧板12的一端还设置有限位轴16，限位轴16为锥形轴，右侧板9上设置有导孔，支撑框架的内腔中部设置有锁钩支撑件7，锁钩支撑件7的上下两端分别与上侧板3和下侧板12连接，锁钩支撑件7上设置有止口15，止口15呈马蹄状用于限制锁紧件25的移动范围；锁钩14包括钩头27和钩柄28，钩头27的右上方设置有定位孔20，定位孔20内可转动地设置有定位销4，定位销4的两端分别与锁钩支撑件7连接，锁钩14的左上方与弹簧一2的一端连接，弹簧一2的另一端与上侧板3连接，对锁钩14有拉力作用，弹簧一2能够使得锁钩14向上转动实现自动解锁；电池箱连接件18为板件用于与电池箱连接，其一端还设置有限位套19，限位套19与限位轴16适配，电池箱连接件18上方垂直连接有锁紧件25，锁紧件25上端设置有锁柱24，锁紧件25为圆柱结构，锁紧件25与锁柱24可以设置成一体成型结构，锁紧件25能够在电池举升工具的作用下上升通过缺口26，当锁紧件25上升时，锁柱24能够顶推锁钩14向下转动，锁钩14转动一定角度后，锁柱24能够与锁钩14配合实现锁定，当锁钩14与锁紧件25配合时，锁柱24的圆弧面能够最大程度的与锁钩14的内表面贴合，锁紧件25上与锁柱24背对的位置设置限位块23，当限位块23与止口15抵接时，锁紧件25停止上移；定位锁块13设置在支撑框架的下侧板12上，定位锁块13的长度大于下侧板12上缺口26的长度，定位锁块13的一端设置有导轴11，导轴11可移动地设置在导孔内，定位锁块13为楔形结构，其上表面与下表面的夹角为5°，定位锁块13的前端还设置有凹型槽21，凹型槽21与钩柄28下端适配，凹型槽21用于防止锁钩14在非锁定状态下转动，能够使其保持在设定位置，使锁紧件25顺利进入并顶推其向下转动；定位锁块13安装有导轴11的一端设置有导柱22，导柱22与连杆10下端的导槽滑动连接，连杆10的上端与右侧板9上端铰接，连杆10的中部与驱动气缸17的活塞杆铰接，驱动气缸17的缸体与上侧板3铰接，连杆10的与驱动气缸17的活塞杆铰接的位置与弹簧二8的一端连接，弹簧二8的另一端与上侧板3连接，弹簧二8用于将定位锁块13保持在初始位置，当驱动气缸17带动连杆10转动时，连杆10能够带动定位锁块13水平移动；上侧板3上设置有控制装置6，控制装置6与电磁阀5信号连接，电磁阀5与驱动气缸17的缸体通过气管连通，当控制装置6向电磁阀5发出解锁信号时，驱动气缸17伸出，当控制装置6向电磁阀5发出锁定信号时，驱动气缸17回缩。

当锁钩14处于非锁定状态时，锁柱24不与锁钩14接触，定位锁块13位于初始位置，钩柄28的下端与定位锁块13的凹型槽21抵接，弹簧一2对锁钩14有拉力作用，弹簧二8对定位锁块13有拉力作用，且由于定位孔20位于锁钩14的右上端，锁钩14在重力、弹簧一2拉力和定位锁块13的作用下处于受力平衡的状态，且具有一定的倾斜角度其开口正对锁紧件25，另外，定位锁块13在弹簧二8和锁钩14的作用力下也均处于受力平衡的状态，保持在初始位置。

当锁钩14处于锁定状态时，电池箱连接件18被转运装置提升至最高处，限位块23与止口15抵接，锁钩14在锁紧件25的顶推作用向下转动一定角度，锁紧件25与钩头27卡合，定位锁块13移动至钩头27的下方并与钩头27相应的表面紧密贴合，防止锁钩14回转，限位轴16位于限位套19中。

当锁钩14处于非锁定状态时，弹簧一2在锁钩14的作用下处于拉伸状态，当锁钩14处于锁定状态时，弹簧一2仍处于拉伸状态，但其拉伸程度比非锁定状态时大很多，有助于锁钩14自动回位实现解锁。

该电池锁紧装置装置的解锁和锁定的过程为：

S1：控制装置6向电磁阀5发出解锁信号，电磁阀5控制驱动气缸17伸长，定位锁块13向初始位置移动，直到凹型槽21与钩柄28配合；

S2：锁钩14在弹簧一2回缩的作用下向上转动复位至非锁定状态，锁柱24与钩头27脱离，当限位轴16从限位套19中脱离，完成解锁；

S3：当限位块23开始进入止口15时，控制装置6向电磁阀5发出锁定信号，电磁阀5控制驱动气缸17回缩，定位锁块13向锁钩14的方向移动，同时，锁钩14在锁紧件25顶推作用下向下转动，当限位块23与止口15抵接后，锁紧件25停止上移，锁钩14停止转动，锁柱24与钩头27实现配合，定位锁块13继续移动；

S4：当定位锁块13移动至与钩头27紧密贴合时，定位锁块13停止移动，限位轴16插入限位套19中，完成锁定。

具体实施方式二

在具体实施方式一的基础上，本发明还提供了一种下换电电动卡车，包括车架、电池箱和如上述的电池锁紧装置，电池锁紧装置设置有两个，支撑框架对称布置在车架两侧，电池箱连接件对应设置在电池箱上；通过电池锁紧装置将电池箱固定在车架上，减少对车厢的占用，避免了电池箱对整车安全驾驶的不良影响。

本发明还提供了一种下换电方法，采用上述的电池锁紧装置，包括以下步骤：

S1：将电池箱转运装置升起到亏电电池箱下方；

S2：将电池锁紧装置解锁：控制装置6向电磁阀5发出解锁信号，驱动气缸17伸长，定位锁块13向初始位置移动，锁钩14在弹簧一2回缩的作用下向上转动复位至非锁定状态，锁柱24与钩头27脱离；

S3：电池箱转运装置下降，限位轴16从限位套19中脱离，完成解锁；

S4：电池箱转运装置将亏电电池箱转运至充电位置；

S5：电池箱转运装置将满电的电池箱向上举升；

S6：将电池锁紧装置锁定：当限位块23开始进入止口15时，控制装置6向电磁阀5发出锁定信号，驱动气缸17回缩，定位锁块13向锁钩14的方向移动，同时，锁钩14在锁紧件25顶推作用下向下转动，当限位块23与止口15抵接后，锁紧件25停止上移，锁钩14停止转动，锁柱24与钩头27卡合，定位锁块13继续移动，当定位锁块13移动至与钩头27紧密贴合时，定位锁块13停止移动，限位轴16插入限位套19中，完成锁定；

S7：电池箱转运装置下降复位。

本换电方法能够实现从车架下方更换电池，安全性高、操作便捷高效。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“上”、“下”、“外侧”、“内侧”等（如果存在）是用于区别位置上的相对关系，而不必给予定性。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电池锁紧装置，其特征在于，包括支撑框架和锁紧件（25），所述支撑框架的下部设置有缺口（26），所述锁紧件（25）能够通过所述缺口（26）出入所述支撑框架，所述支撑框架的内腔设置有锁钩支撑件（7），所述锁钩支撑件（7）上可转动地设置有锁钩（14），所述锁钩（14）包括钩头（27）和钩柄（28）；所述锁紧件（25）下端连接有电池箱连接件（18），所述锁紧件（25）上端设置有锁柱（24），当所述锁紧件（25）上升时，所述锁柱（24）能够推动所述锁钩（14）转动，所述钩头（27）与所述锁柱（24）卡合实现锁定，所述支撑框架上设置有定位锁块（13），所述定位锁块（13）能够水平移动，当所述锁钩（14）处于锁定状态时，所述定位锁块（13）位于所述钩头（27）下方且与所述钩头（27）抵接，所述定位锁块（13）能够锁定所述锁钩（14），所述支撑框架下表面设置有限位轴（16），所述限位轴（16）能够与限位套（19）配合，所述限位套（19）设置在所述电池箱连接件（18）上。

2.如权利要求1所述的电池锁紧装置，其特征在于，所述支撑框架包括右侧板（9），所述右侧板（9）上设置有导孔，所述定位锁块（13）上设置有导轴（11），所述导轴（11）可移动地设置在所述导孔内，所述定位锁块（13）的一端与连杆（10）下端滑动连接，所述连杆（10）的上端与所述支撑框架铰接，所述连杆（10）还与驱动气缸（17）的活塞杆铰接，所述驱动气缸（17）的缸体与所述支撑框架铰接，所述驱动气缸（17）能够带动所述连杆（10）转动，当所述连杆（10）转动时，所述连杆（10）能够带动所述定位锁块（13）水平移动。

3.如权利要求2所述的电池锁紧装置，其特征在于，所述定位锁块（13）为楔形结构，所述定位锁块（13）的前端设置有凹型槽（21），所述凹型槽（21）与所述钩柄（28）的下端适配，当解锁完成时，所述钩柄（28）的下端位于所述凹型槽（21）内。

4.如权利要求3所述的电池锁紧装置，其特征在于，所述钩头（27）的右上方可转动地设置有定位销（4），所述定位销（4）的两端分别与所述锁钩支撑件（7）连接，所述连杆（10）的中部与弹簧二（8）的一端连接，所述弹簧二（8）的另一端与所述支撑框架连接，当解锁完成时，所述弹簧二（8）处于伸长状态，所述钩头（27）的开口与所述锁紧件（25）相对。

5.如权利要求4所述的电池锁紧装置，其特征在于，所述钩头（27）的左上方与弹簧一（2）的一端连接，所述弹簧一（2）的另一端与所述支撑框架连接。

6.如权利要求5所述的电池锁紧装置，其特征在于，所述限位轴（16）为锥形轴，所述限位套（19）与所述限位轴（16）适配。

7.如权利要求6所述的电池锁紧装置，其特征在于，所述锁紧件（25）上与所述锁柱（24）背对的一侧设置限位块（23），所述锁钩支撑件（7）设置有止口（15），当所述限位块（23）与所述止口（15）抵接时，所述锁柱（24）与所述钩头（27）卡合。

8.如权利要求7所述的电池锁紧装置，其特征在于，所述支撑框架上设置有控制装置（6），所述控制装置（6）与电磁阀（5）信号连接，所述电磁阀（5）与所述驱动气缸（17）的缸体通过气管连通，当所述控制装置（6）向所述电磁阀（5）发出解锁信号时，所述驱动气缸（17）伸出，当所述控制装置（6）向所述电磁阀（5）发出锁定信号时，所述驱动气缸（17）回缩，所述连杆（10）带动所述定位锁块（13）移动至所述钩头（27）下方。

9.一种下换电电动卡车，其特征在于，包括车架、电池箱和如权利要求1-8任一项权利要求所述的电池锁紧装置，所述电池锁紧装置设置有至少两个，所述支撑框架对称布置在所述车架两侧，所述电池箱连接件（18）对应设置在电池箱上。

10.一种卡车换电方法，其特征在于，采用如权利要求8所述的电池锁紧装置，包括以下步骤：

S1：将电池箱转运装置升起并与亏电电池箱下表面接触；

S2：将电池锁紧装置解锁：控制装置向电磁阀发出解锁信号，驱动气缸伸长，定位锁块向初始位置移动，锁钩在弹簧一回缩的作用下向上转动至非锁定状态，锁柱与钩头脱离；

S3:电池箱转运装置将亏电电池箱下放，当限位轴从限位套中脱离，完成解锁；

S4：电池箱转运装置将亏电电池箱转运至充电位置；

S5：电池箱转运装置将满电的电池箱向上举升；

S6：将电池锁紧装置锁定：当限位块开始进入止口时，控制装置向电磁阀发出锁定信号，驱动气缸回缩，定位锁块向锁紧件的方向移动，同时，锁钩在锁柱顶推作用下向下转动，当限位块与止口抵接后，锁紧件停止上移，锁钩停止转动，钩头与锁柱卡合，定位锁块继续移动，当定位锁块移动至与钩头紧密贴合时停止移动，完成锁定；

S7：电池箱转运装置下降复位。

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