CN114789974A - 一种电动搬运机械 - Google Patents

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Abstract

本发明属于煤矿设备技术领域，具体涉及一种电动搬运机械，包括前部车体和后车架；后车架包括电池箱体、快速接口机构、电池电缆快插接口、电池控制箱和主能源电池组；前部车体包括用于驱动前部车体行走的传动系统、电控系统、驾驶操作系统、机架、工作装置和快换机构；电控系统包括备用电池；快换机构包括锁紧油缸、提升夹持件和电缆快插件；提升夹持件包括快换机构底座、滑动钩爪、固定钩爪和提升油缸；电缆快插件包括滑动柱、电缆和触点；锁紧油缸固定于前部车体内，用于驱动滑动柱沿电缆快插孔滑动并使触点插入电池电缆快插接口。本发明提供的电动搬运机械占用空间小，能够快速的自主更换备用电池。

Description

一种电动搬运机械
技术领域
本发明属于煤矿设备技术领域，具体涉及一种电动搬运机械。
背景技术
目前，煤矿井下作业的移动设备大多采用防爆柴油机为原动机，对井下作业环境污染严重，同时影响井下作业人员的身心健康。现有技术中也有采用防爆电动机为原动机的铲板式搬运车，但由于防爆蓄电池的电能容量有限，需要在防爆蓄电池电能用完后，快速将用完电能的防爆蓄电池组从铲板式搬运车上卸下，同时将充满电能的备用防爆蓄电池组安装在铲板式搬运车上，从而使铲板式搬运车再次投入生产使用。而现有的铲板式搬运车其采用的防爆蓄电池更换机构既增加了车辆的长度，使其转弯半径过大不便井下巷道行驶，同时电池更换十分耗时，使其整体性能受限。
由于防爆蓄电池组重量较大，在换电时，如何采用较小的机构保证防爆蓄电池组的快速更换成为一个难题。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供一种电动搬运机械，占用空间小，能够快速的更换备用电池。
为解决现有技术的不足，本发明提供的技术方案为：
一种电动搬运机械，包括前部车体和后车架；
所述后车架包括电池箱体、快速接口机构、电池电缆快插接口、电池控制箱和主能源电池组；所述电池控制箱、主能源电池组位于所述电池箱体内；电池控制箱与主能源电池组电连接，与电池电缆快插接口电连接；所述快速接口机构和电池电缆快插接口位于所述电池箱体前端；
所述前部车体包括用于驱动前部车体行走的传动系统、电控系统、液压系统、驾驶操作系统、机架、工作装置和快换机构；所述电控系统包括备用电池；
所述快换机构包括锁紧油缸、提升夹持件和电缆快插件；所述提升夹持件包括快换机构底座、滑动钩爪、固定钩爪和提升油缸；所述快换机构底座固定于前部车体的尾部，设有电缆快插孔；所述固定钩爪与快换机构底座固定连接，快换机构底座与固定钩爪形成使所述滑动钩爪能够上下滑动且其他自由度限定的滑动槽；所述提升油缸与液压系统相连，能够带动滑动钩爪上下滑动使滑动钩爪和固定钩爪与快速接口机构锁定或解锁；
所述电缆快插件包括滑动柱、电缆和触点；所述滑动柱套设在所述电缆上；所述电缆一端与所述触点相连，另一端与电控系统相连；
所述锁紧油缸与液压系统相连，固定于前部车体内，用于驱动滑动柱沿所述电缆快插孔滑动并使所述触点插入所述电池电缆快插接口。
优选的，所述电池箱体前端还设有锁紧槽；
所述快换机构还包括锁止固定机构；所述锁止固定机构包括锁紧柱；
所述快换机构底座与所述锁紧槽相对应的位置固定有水平的锁紧柱导向套；
所述锁紧油缸的输出端与所述锁紧柱的内端相连，驱动所述锁紧柱沿锁紧柱导向套滑动伸入或滑出锁紧槽。
优选的，所述锁紧柱导向套下方固定有导向套肋板；所述锁紧槽和所述锁紧柱均有导向坡口。
优选的，所述电缆快插件还包括架臂；
所述架臂与所述滑动柱相互垂直、固定连接；架臂上设有用于套设所述锁紧柱的固定孔；
所述电缆上还依次套设有绝缘弹簧、定位套以及绝缘套；所述绝缘弹簧一端与滑动柱相贴，另一端与所述定位套相贴；
所述定位套与绝缘套相连的一端设有锥面。
优选的，所述后车架还包括两个电池端导向定位块；所述电池端导向定位块与所述电池箱体的前端固定连接，电池端导向定位块竖直设置，组成形状呈内喇叭口或外喇叭口的导向面一；
所述快换机构底座还设有两个车架端导向定位块；所述车架端导向定位块组成与所述导向面一形状相匹配的导向面二。
优选的，所述电池端导向定位块前端设有耐磨层；所述电池端导向定位块与所述电池箱体的前端下部固定连接，位于电池箱体的两侧部；
所述车架端导向定位块固定于快换机构底座的下部，位于快换机构底座的两侧部。
优选的，所述快换机构底座包括底座板、两个垫板、两个挡板和围板；
所述底座板竖直设立；
所述垫板竖直设立，固定在底座板外表面，位于底座板的两侧部；
所述挡板竖直设立，外侧搭接在垫板上并与垫板固定连接；
所述围板与所述底座板的四周固定连接；固定于底座板下方的围板设有滑动钩爪伸出口；固定于底座板上方的围板设有油缸上耳座；
所述固定钩爪包括呈方框型的内固定板和外固定板、竖直固定在外固定板两侧的固定钩爪板；所述外固定板的宽度大于所述内固定板，外固定板和内固定板固定连接、对称设置；所述内固定板与所述底座板固定连接；所述固定钩爪板上设有上固定槽和下固定槽；所述上固定槽和下固定槽的开口朝下；
所述滑动钩爪设有两个，滑动钩爪包括滑动底板、滑动钩爪板和油缸下耳座；所述滑动底板和滑动钩爪板相互垂直，所述油缸下耳座与所述滑动钩爪板固定连接，位于所述油缸上耳座正下方；所述滑动钩爪板设有上钩槽和下钩槽；所述上钩槽和下钩槽的开口朝上；
所述滑动底板能够在挡板、外固定板、内固定板、底座板和垫板组成的滑动槽内上下滑动；
所述提升油缸竖直设立，一端与所述油缸上耳座连接，另一端与油缸下耳座连接；
所述上钩槽与所述上固定槽啮合后、所述下钩槽与所述下固定槽啮合后能够锁定快速接口机构。
优选的，所述底座板中部设有固定钩爪安装螺纹孔；所述内固定板与所述底座板通过螺栓固定连接。
优选的，所述上固定槽和下固定槽的开口形状为半圆形；所述上钩槽和下钩槽的开口形状为半圆形。
优选的，所述快速接口机构包括四根水平设置的夹持柱；所述夹持柱与所述电池箱体的前端固定连接。
本发明的有益效果：
1)本发明提供的电动搬运机械能够在3分钟内通过轻松完成防爆电池的替换工作，省时省力，安全牢固；增加了电动搬运机械续航能力，电动搬运机械无需停机充电，提高电动搬运机械的出勤率；
2)本发明提供的电动搬运机械拥有的快换机构尺寸厚度薄，占用空间小，具有良好巷道适应性，方便井下作业。
附图说明
图1为本发明提供的电动搬运机械的结构示意图；
图2为本发明提供的前部车体与后车架分离后的示意图；
图3为本发明提供的前部车体的示意图；
图4为本发明提供的快换机构的结构示意图；
图5为本发明提供的快换机构底座的结构示意图；
图6为本发明提供的电缆快插件的结构示意图；
图7为本发明提供的电缆快插件的安装示意图；
图8为本发明提供的滑动钩爪的结构示意图；
图9为本发明提供的固定钩爪的结构示意图；
图10为本发明提供的固定钩爪与滑动钩爪安装示意图；
图11为本发明提供的滑动槽与滑动钩爪安装示意图；
图12为本发明提供的后车架的结构示意图；
图13为本发明提供的后车架的内部示意图；
图14为本发明提供的电缆快插件与电池电缆快插接口的安装示意图；
图中：1—前部车体；2—后车架；1.1—快换机构；1.2—传动系统；1.3—电控系统；1.4—液压系统；1.5—驾驶操作系统；1.6—机架；1.7—工作装置；11.1—快换机构底座；11.2—电缆快插件；11.3—提升油缸；11.4—销轴；11.5—滑动钩爪；11.6—固定钩爪；11.7—螺栓；11.8—锁紧柱；11.9—锁紧油缸；111.1—底座板；111.2—固定钩爪安装螺纹孔；111.3—滑动槽；111.4—挡板；111.5—油缸上耳座；111.6—电缆快插孔；111.7—垫板；111.8—车架端导向定位块；111.9—滑动钩爪伸出口；111.10—导向套肋板；111.11—锁紧柱导向套；111.12—围板；112.1—触点；112.2—绝缘套；112.3—定位套；112.4—电缆；112.5—绝缘弹簧；112.6—滑动柱；112.7—架臂；112.8—固定孔；115.1—滑动底板；115.2—油缸下耳座；115.3—滑动钩爪板；115.3.1—下钩槽；115.3.2—上钩槽；116.1—外固定板；116.2—固定钩爪板；116.3—内固定板；116.1.1—滑动槽压槽；116.2.1—下固定槽；116.2.2—上固定槽；2.1—电池箱体；2.2—电池端导向定位块；2.3—耐磨层；2.4—夹持柱；2.5—锁紧槽；2.6—电池电缆快插接口；2.7—电池箱盖板；2.8—电池控制箱；2.9—主能源电池组。
具体实施方式
下面结合实施方式对本发明作进一步描述。以下实施方式仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
一种电动搬运机械，参加图1，包括前部车体1和后车架2。
参见图12及图13，后车架包括电池箱体2.1、快速接口机构、电池电缆快插接口2.6、电池控制箱2.8、主能源电池组2.9；电池控制箱2.8、主能源电池组2.9位于电池箱体2.1内；电池控制箱2.8与主能源电池组2.9电连接，与电池电缆快插接口2.6电连接；快速接口机构和电池电缆快插接口2.6位于电池箱体2.1前端。所述电池组主能源电池组采用防爆电池组，由多块防爆电池组成，满电后为电动搬运机械提供长距离运输的主要动力源。电池控制箱包括防爆电池控制器和接线箱体，一同安装在具有防护功能的的箱式结构的电池箱体内。主能源电池组还具有为电动搬运机械配重的作用。
参见图3，前部车体包括用于驱动前部车体行走的传动系统1.2、电控系统1.3、驾驶操作系统1.5、机架1.6、液压系统1.4、工作装置1.7和快换机构1.1；机架1.6用于固定传动系统1.2、电控系统1.3、驾驶操作系统1.5、工作装置1.7和快换机构1.1。电控系统包括备用电池，用于控制传动系统、工作装置、液压系统、驾驶操作系统和快换机构并为传动系统、工作装置、液压系统、驾驶操作系统和快换机构提供动力传递；以及在前部车体更换后车架时，通过备用电池提供短时的动力。传动系统中通过防爆电动机来动力输出，电控系统、驾驶操作系统和工作装置采用现有技术中的常用配置即可。工作装置具有铲、搬的机构形式，可通过液压系统提供动力。
参见图4、图5及图7，快换机构包括锁紧油缸11.9、提升夹持件和电缆快插件11.2；提升夹持件包括快换机构底座11.1、滑动钩爪11.5、固定钩爪11.6和提升油缸11.3；快换机构底座11.1固定于前部车体的尾部，设有电缆快插孔111.6；固定钩爪11.6与快换机构底座11.1固定连接，快换机构底座11.1与固定钩爪11.6形成使滑动钩爪11.5能够上下滑动且其他自由度限定的滑动槽111.3；提升油缸与液压系统相连，能够带动滑动钩爪上下滑动使滑动钩爪和固定钩爪与快速接口机构锁定或解锁。参见图6及图14，电缆快插件包括滑动柱112.6、电缆112.4和触点112.1；滑动柱112.6套设在电缆112.4上；电缆112.4一端与触点112.1相连，另一端与电控系统相连。参见图7，锁紧油缸11.9与液压系统相连，固定于前部车体内，用于驱动滑动柱沿电缆快插孔滑动并使触点插入电池电缆快插接口。
当主能源电池组需要更换时，先通过锁紧油缸收回电缆快插件，使前部车体和后车架断电，之后通过备用电池供电，通过操纵提升油缸，带动滑动钩爪向下移动，固定钩爪脱离滑动钩爪、快速接口机构，直至后车架降至地面且滑动钩爪脱离快速接口机构。参见图2，此时，前部车体可以离开，并移动至待更换的后车架前方，当前部车体与后车架对齐后，滑动钩爪位于快速接口机构正下方时，操纵提升油缸，使得提升油缸缩回，带动滑动钩爪上升，滑动钩爪通过快速接口机构带动后车架提升，当固定钩爪、滑动钩爪均与快速接口机构啮合后，通过锁紧油缸使电缆快插件的触点插入电池电缆快插接口，后车架与前部车体安装完成，电动搬运机械便可重新投入工作。后车架与前部车体对接通电后具有隔爆能力。
在本发明的可选实施例中，参见图12，电池箱体2.1前端还设有两个锁紧槽2.5。参见图4、图5及图7，快换机构还包括锁止固定机构；锁止固定机构包括两个锁紧柱11.8；快换机构底座11.1与锁紧槽相对应的位置焊接有两个水平的锁紧柱导向套111.11；锁紧油缸11.9有两个，锁紧油缸11.9的输出端与锁紧柱11.8的内端相连，驱动锁紧柱11.8沿锁紧柱导向套111.11滑动伸入或滑出锁紧槽。更换后车架后，锁紧柱伸出将前部车体和后车架串联到一起，负担两个部件的纵向位移和受力，更加稳固。
在本发明的优选实施例中，参见图5，锁紧柱导向套111.11下方固定有导向套肋板111.10；锁紧槽和锁紧柱均有导向坡口。
在本发明的可选实施例中，参见图4、图6及图7，电缆快插件11.2有两个，电缆快插件还包括架臂112.7；架臂112.7与滑动柱112.6相互垂直、固定连接；架臂112.7上设有用于套设锁紧柱11.8的固定孔112.8；电缆112.4上还依次套设有绝缘弹簧112.5、定位套112.3以及绝缘套112.2；绝缘弹簧112.5一端与滑动柱112.6相贴，另一端与定位套112.3相贴；定位套112.3与绝缘套相连的一端设有锥面。参见图14，定位套112.3设有锥面便于触点112.1与电池电缆快插接口2.6准确对接。通过固定孔将电缆快插件与锁紧柱相连，锁紧油缸可同时实现电缆快插件快速插拔和锁紧柱的锁紧固定。绝缘弹簧用于顶紧触点。
在本发明的可选实施例中，参见图13，后车架还包括电池箱盖板2.7；电池箱盖板2.7位于电池箱体2.1的顶部。
在本发明的可选实施例中，参见图12，后车架还包括两个电池端导向定位块2.2；电池端导向定位块2.2与电池箱体2.1的前端下部固定连接，位于电池箱体2.1的两侧部，电池端导向定位块2.2竖直设置，组成形状呈内喇叭口或外喇叭口的导向面一，电池端导向定位块2.2前端设有耐磨层2.3。参见图5，快换机构底座还设有两个车架端导向定位块111.8，车架端导向定位块固定于快换机构底座的下部，位于快换机构底座的两侧部；车架端导向定位块111.8组成与导向面一形状相匹配的导向面二。电池端导向定位块和车架端导向定位块便于更换后车架时左右位置对齐。
在本发明的可选实施例中，参见图5，快换机构底座包括底座板111.1、两个垫板111.7、两个挡板111.4和围板111.12；底座板111.1竖直设立，底座板111.1中部设有固定钩爪安装螺纹孔111.2；垫板111.7竖直设立，固定在底座板111.1外表面，位于底座板111.1的两侧部；挡板111.4竖直设立，外侧搭接在垫板111.7上并与垫板111.7固定连接；围板111.12与底座板111.1的四周固定连接；固定于底座板111.1下方的围板设有滑动钩爪伸出口111.9；固定于底座板111.1上方的围板设有油缸上耳座111.5。
参见图4及图9，固定钩爪包括呈方框型的内固定板116.3和外固定板116.1、竖直固定在外固定板116.1两侧的固定钩爪板116.2；外固定板116.1的宽度大于内固定板116.3，外固定板116.1和内固定板116.3固定连接、对称设置，外固定板116.1和内固定板116.3组成滑动槽压槽116.1.1；内固定板116.3与底座板通过螺栓11.7固定连接；固定钩爪板116.2上设有上固定槽116.2.2和下固定槽116.2.1；上固定槽116.2.2和下固定槽116.2.1的开口朝下，开口形状为半圆形。
参见图8，滑动钩爪设有两个，滑动钩爪包括滑动底板115.1、滑动钩爪板115.3、油缸下耳座115.2；滑动底板115.1和滑动钩爪板115.3相互垂直，油缸下耳座115.2与滑动钩爪板115.3固定连接，位于油缸上耳座正下方；滑动钩爪板115.3设有上钩槽115.3.2和下钩槽115.3.1；上钩槽115.3.2和下钩槽115.3.1的开口朝上，开口形状为半圆形。
参见图4、图10及图11，滑动底板115.1能够在挡板111.4、外固定板、内固定板、底座板、垫板111.7组成的滑动槽111.3内上下滑动。提升油缸竖直设立，一端通过销轴11.4与油缸上耳座连接，另一端通过销轴11.4与油缸下耳座连接。
参见图12，快速接口机构包括四根水平设置的夹持柱2.4；夹持柱2.4与电池箱体2.1的前端固定连接。
上钩槽与下钩槽的槽距、上固定槽与下固定槽的槽距、夹持柱之间的距离相等。夹持柱的截面形状大小与上钩槽与上固定槽啮合后的空隙、下钩槽与下固定槽啮合后的空隙匹配，上钩槽与上固定槽啮合后、下钩槽与下固定槽啮合后能够锁定快速接口机构。夹持柱选用材料及大小能够担负起所述后车架的整体重量及运动载荷。
本发明提供的电动搬运机械可以作为电动铲板式搬运车，也可以作为电动铲运机，也可是其他的电动机械。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电动搬运机械，其特征在于，包括前部车体和后车架；
所述后车架包括电池箱体、快速接口机构、电池电缆快插接口、电池控制箱和主能源电池组；所述电池控制箱、主能源电池组位于所述电池箱体内；电池控制箱与主能源电池组电连接，与电池电缆快插接口电连接；所述快速接口机构和电池电缆快插接口位于所述电池箱体前端；
所述前部车体包括用于驱动前部车体行走的传动系统、电控系统、液压系统、驾驶操作系统、机架、工作装置和快换机构；所述电控系统包括备用电池；
所述快换机构包括锁紧油缸、提升夹持件和电缆快插件；所述提升夹持件包括快换机构底座、滑动钩爪、固定钩爪和提升油缸；所述快换机构底座固定于前部车体的尾部，设有电缆快插孔；所述固定钩爪与快换机构底座固定连接，快换机构底座与固定钩爪形成使所述滑动钩爪能够上下滑动且其他自由度限定的滑动槽；所述提升油缸与液压系统相连，能够带动滑动钩爪上下滑动使滑动钩爪和固定钩爪与快速接口机构锁定或解锁；
所述电缆快插件包括滑动柱、电缆和触点；所述滑动柱套设在所述电缆上；所述电缆一端与所述触点相连，另一端与电控系统相连；
所述锁紧油缸与液压系统相连，固定于前部车体内，用于驱动滑动柱沿所述电缆快插孔滑动并使所述触点插入所述电池电缆快插接口。
2.根据权利要求1所述的一种电动搬运机械，其特征在于，
所述电池箱体前端还设有锁紧槽；
所述快换机构还包括锁止固定机构；所述锁止固定机构包括锁紧柱；
所述快换机构底座与所述锁紧槽相对应的位置固定有水平的锁紧柱导向套；
所述锁紧油缸的输出端与所述锁紧柱的内端相连，驱动所述锁紧柱沿锁紧柱导向套滑动伸入或滑出锁紧槽。
3.根据权利要求2所述的一种电动搬运机械，其特征在于，所述锁紧柱导向套下方固定有导向套肋板；所述锁紧槽和所述锁紧柱均有导向坡口。
4.根据权利要求2所述的一种电动搬运机械，其特征在于，所述电缆快插件还包括架臂；
所述架臂与所述滑动柱相互垂直、固定连接；架臂上设有用于套设所述锁紧柱的固定孔；
所述电缆上还依次套设有绝缘弹簧、定位套以及绝缘套；所述绝缘弹簧一端与滑动柱相贴，另一端与所述定位套相贴；
所述定位套与绝缘套相连的一端设有锥面。
5.根据权利要求1所述的一种电动搬运机械，其特征在于，所述后车架还包括两个电池端导向定位块；所述电池端导向定位块与所述电池箱体的前端固定连接，电池端导向定位块竖直设置，组成形状呈内喇叭口或外喇叭口的导向面一；
所述快换机构底座还设有两个车架端导向定位块；所述车架端导向定位块组成与所述导向面一形状相匹配的导向面二。
6.根据权利要求5所述的一种电动搬运机械，其特征在于，所述电池端导向定位块前端设有耐磨层；所述电池端导向定位块与所述电池箱体的前端下部固定连接，位于电池箱体的两侧部；
所述车架端导向定位块固定于快换机构底座的下部，位于快换机构底座的两侧部。
7.根据权利要求1所述的一种电动搬运机械，其特征在于，
所述快换机构底座包括底座板、两个垫板、两个挡板和围板；
所述底座板竖直设立；
所述垫板竖直设立，固定在底座板外表面，位于底座板的两侧部；
所述挡板竖直设立，外侧搭接在垫板上并与垫板固定连接；
所述围板与所述底座板的四周固定连接；固定于底座板下方的围板设有滑动钩爪伸出口；固定于底座板上方的围板设有油缸上耳座；
所述固定钩爪包括呈方框型的内固定板和外固定板、竖直固定在外固定板两侧的固定钩爪板；所述外固定板的宽度大于所述内固定板，外固定板和内固定板固定连接、对称设置；所述内固定板与所述底座板固定连接；所述固定钩爪板上设有上固定槽和下固定槽；所述上固定槽和下固定槽的开口朝下；
所述滑动钩爪设有两个，滑动钩爪包括滑动底板、滑动钩爪板和油缸下耳座；所述滑动底板和滑动钩爪板相互垂直，所述油缸下耳座与所述滑动钩爪板固定连接，位于所述油缸上耳座正下方；所述滑动钩爪板设有上钩槽和下钩槽；所述上钩槽和下钩槽的开口朝上；
所述滑动底板能够在挡板、外固定板、内固定板、底座板和垫板组成的滑动槽内上下滑动；
所述提升油缸竖直设立，一端与所述油缸上耳座连接，另一端与油缸下耳座连接；
所述上钩槽与所述上固定槽啮合后、所述下钩槽与所述下固定槽啮合后能够锁定快速接口机构。
8.根据权利要求7所述的一种电动搬运机械，其特征在于，所述底座板中部设有固定钩爪安装螺纹孔；所述内固定板与所述底座板通过螺栓固定连接。
9.根据权利要求7所述的一种电动搬运机械，其特征在于，所述上固定槽和下固定槽的开口形状为半圆形；所述上钩槽和下钩槽的开口形状为半圆形。
10.根据权利要求1所述的一种电动搬运机械，其特征在于，所述快速接口机构包括四根水平设置的夹持柱；所述夹持柱与所述电池箱体的前端固定连接。
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