CN115534653B - 一种电动重卡电池箱锁紧装置总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动重卡电池箱锁紧装置总成，所述锁紧装置间隔布置于电池框架上，包括底板、驱动、升降、旋转和锁舌部件，所述驱动部件包括电机和减速齿轮，可提供较大锁紧力，所述升降部件可通过丝杠螺母结构实现自锁，所述旋转部件通过螺旋槽实现升降过程中的同步旋转运动，所述锁舌部件的压板能够适应两侧支架的高度偏差，避免间隙。此装置的优势在于具备自锁保护，上锁完成之后可关闭动力；电机堵转保护实现锁停，方便可靠；锁舌适应性强，能弥补双侧支点的高度偏差；双支点设计，锁紧更牢固；受力点对称布置，无单边偏转扭矩，不会造成单边磨损；装置可无级锁停，适应电池箱的高度偏差，避免间隙导致的晃动。

Description

一种电动重卡电池箱锁紧装置总成

技术领域

本发明属于重卡换电技术领域，尤其涉及一种电动重卡电池箱锁紧装置总成。

背景技术

目前电动重卡中，常采用换电模式将电池仓更换以快速的进行电池能源补充。换电也分为多种方式，目前以顶换为主，具体操作步骤为：首先卡车驶入专用换电站内的充电工位，吊装设备将亏电的电池仓吊走，再将满电的电池仓吊装到卡车上，之后便需要锁止装置来将电池仓与下方托架固定。

现有的电动重卡电池仓锁止装置种类繁多，如公告号为CN217022168U的专利中公开的一种电动重卡电池包渐进式定位锁紧底座装置，通过气缸320带动锁止钩的立板308围绕下转轴307旋转伸出以按压方式与电池包底部框架锁定。并且在气缸4输出端与立板308间设置弹簧316，通过弹簧316的弹力对立板308在锁止状态下形成自锁。

上述现有技术中采用的自锁结构是直接采用弹簧316实现。而弹簧本身的缺陷是有一个极限载荷，在车辆行驶过程中如遇到颠簸或碰撞等造成电池箱的晃动或者失位，电池箱会将外力传递到弹簧，容易造成弹簧的弯曲或扭曲而导致对电池箱的锁止失效，出现安全隐患。以及，由于气缸320的输出轴与弹簧轴向安装，弹簧受到意外的外力超过极限载荷的弯曲或扭曲也会传递给气缸320的输出轴造成气缸320的损伤。

故需要一种新的技术方案以解决上述问题。

发明内容

发明目的：本专利提供一种电动重卡电池箱锁紧装置总成，以解决现有技术中存在的对锁止机构的自锁机构中弹性件作为对抵压件自锁容易出现弯曲或扭曲隐患的问题，同时进一步解决弹性件自锁强度不足的问题。

技术方案：本发明可采用以下技术方案：

一种电动重卡电池箱锁紧装置总成，包括电池托架、电池箱框架、安装于电池托架上的若干锁止装置；所述锁止装置包括安装板、驱动器、横杆、提升机构、升降旋转装置；所述横杆的一端为光杆、横杆的另一端为丝杠，且丝杠上设置丝杠螺母；所述驱动器驱动横杆转动；

所述提升机构包括位于光杆上的第一支座、铰接于第一支座上的第一斜杆、安装于丝杠螺母上的第二支座、铰接于第二支座上的第二斜杆、同时铰接于第一斜杆顶端与第二斜杆顶端的铰链座、自铰链座向电池箱框架方向延伸的轴套；丝杠转动使丝杠螺母及第二支座靠近或远离第一支座，当第二支座靠近第一支座，所述铰链座及轴套上升，当第二支座远离第一支座，铰链座及轴套下降；

所述升降旋转装置包括固定于安装板上的导向套筒、自导向套筒内向上延伸并穿过所述轴套的竖轴、安装于竖轴顶部的锁舌压板；所述竖轴在轴套内及导向套筒内可旋转，且轴套的升降带动竖轴的升降；所述导向套筒两侧对称设置两个倾斜向下延伸的导引槽，竖轴的两侧分别设有位于导引槽内的导柱；当竖轴上升时，导柱位于导引槽顶端，锁舌压板位于解锁位置；当竖轴下降时，导柱位于导引槽底端，锁舌压板自解锁位置向下移动并转动一个角度至锁止位置；

所述电池箱框架上设有与锁止装置配合的支撑架，该支撑架包括两个向锁止装置方向延伸的挡块，且两个挡块之间的距离大于锁舌压板的宽度且小于锁舌压板的长度，当锁舌压板位于解锁位置时，锁舌压板完全位于两个挡块之间的空间中且与挡块的升降不干涉，当锁舌压板位于锁止位置时，锁舌压板的两端分别按压在两个挡块上。

进一步的，所述安装板上设有与横杆平行的导轨，所述第一支座与第二支座底部均设有位于导轨上的滚轮。

进一步的，所述竖轴上设有分别位于轴套上端和轴套下端的台阶部，轴套升降时与台阶部抵靠带动竖轴升降。

进一步的，所述驱动器包括电机与齿轮箱，所述齿轮箱中包括与横杆轴向连接的从动齿轮、与电机输出轴连接的主动齿轮及中间齿轮，中间齿轮分别啮合于主动齿轮与从动齿轮并将主动齿轮的转动传递给从动齿轮。

进一步的，所述电机与齿轮箱安装于第一支座侧方。

进一步的，所述轴套的外径小于两个挡块中间的距离，轴套升降时与挡块不干涉。

有益效果：相对于现有技术，本发明通过丝杠的转动可以带动第一支座和第二支座靠近或远离的原理，将第一支座和第二支座靠近或远离转化为锁舌压板的升降，并通过设置升降旋转装置使锁舌压板的升降又转化为转动动作形成锁舌压板与两个挡块之间的锁止或解锁。本发明中不需要采用弹簧作为自锁机构，而是采用丝杠与丝杠螺母本身的自锁性来保持锁紧姿态，该自锁结构为刚性自锁，受到外力或者车辆颠簸的影响小。同时，本发明装置仅需一个驱动器，即可实现锁舌压板的升降和回转的复合动作，结构简单，节约成本。

附图说明

图1是本发明实施例提供的电动重卡电池箱锁紧装置总成的布置图；

图2是电池托架与电池箱框架配合时的状态图；

图3是电动重卡电池箱锁紧装置的具体结构示意图，并展示了锁舌压板与支撑架锁止时的状态图。

图4是第一支座位置的局部示意图。

图5是锁舌压板与支撑架解锁时的状态图。

图6是锁紧装置齿轮传动结构示意图。

图7是升降旋转装置部分的剖面视图。

图中：

1、电池托架；

2、快换连接器；

3、锁紧装置；31、安装板；

32、升降旋转装置；321、导向套筒；322、竖轴；323、导向轴；324、导向轴铜套；325、导向轴挡圈；326、轴套；327、中间臂上铜垫；328、铜垫上挡圈；

33、驱动部件；331、齿轮箱；3311、电机；3312、齿轮箱侧板；3313、丝杠齿轮；3314、中间齿轮；3315、电机齿轮；

332、滚轮；333、叉架；334、铰链座；335、丝杠；

34、锁舌压板；

35、压板转轴；

36、中间臂；

4、电池箱；41、支撑架。

具体实施方式

本发明实施例提供一种电动重卡电池箱锁紧装置总成，结构简单，安全可靠。

如图1及图2所示，本发明的电动重卡电池箱锁紧装置间隔分布于电池托架1框架的内侧，装置数量至少为四套，至多为十套，并不局限于此实施例所展示的六套锁紧装置的布置形式。电池托架1中间位置为与电池包连接的快换连接器2。

如图3至图5所示，该电池箱锁紧装置总成包括电池托架1、电池箱框架4、安装于电池托架1上的若干锁止装置3。所述锁止装置3包括安装板31、驱动器33、横杆38、提升机构、升降旋转装置32；所述横杆38的一端为光杆381、横杆的另一端为丝杠335，且丝杠335上设置丝杠螺母3351。所述驱动器驱动横杆38转动。所述提升机构包括位于光杆381上的第一支座371、铰接于第一支座371上的第一斜杆373、安装于丝杠螺母3351上的第二支座372、铰接于第二支座上的第二斜杆374、同时铰接于第一斜杆373顶端与第二斜杆374顶端的铰链座334、自铰链座334向电池箱框架4方向延伸的轴套326。所述第一斜杆373、第二斜杆374及铰链座334共同形成一个“八”字形的叉架333。所述安装板31固定于电池托架1的框体内侧，可采用螺栓或者焊接的连接方式，确保连接强度可靠。所述安装板31上设有与横杆38平行的导轨375，所述第一支座371与第二支座372底部均设有位于导轨375上的滚轮332。

丝杠335转动使丝杠螺母3351及第二支座372靠近或远离第一支座371，当第二支座372靠近第一支座371，第二支座372与第一支座371的夹角变小，所述铰链座334及轴套326上升；当第二支座372远离第一支座371，第二支座372与第一支座371的夹角变大，铰链座334及轴套326下降。

所述升降旋转装置32包括固定于安装板31上的导向套筒321、自导向套筒321内向上延伸并穿过所述轴套的竖轴322、铰接于竖轴322顶部的锁舌压板34。所述竖轴322在轴套326内及导向套筒321内可旋转。所述竖轴322上设有分别位于轴套326上端和轴套下端的台阶部3261，轴套326升降时与台阶部3261抵靠带动竖轴322升降。

所述导向套筒321两侧对称设置两个倾斜向下延伸的导引槽3211，竖轴322的两侧分别设有位于导引槽3211内的导柱3221。如图5所示，当竖轴322上升时，导柱3221位于导引槽3211顶端，锁舌压板34位于解锁位置。如图3所示，当竖轴322下降时，导柱3221位于导引槽3211底端，锁舌压板34自解锁位置向下移动并转动一个角度至锁止位置。在本实施例中，所述锁舌压板34自解锁位置向下移动并转动90°至锁止位置。

所述电池箱框架4上设有与锁止装置配合的支撑架41，该支撑架41包括两个向锁止装置方向延伸的挡块。且两个挡块之间的距离大于锁舌压板34的宽度且小于锁舌压板34的长度，当锁舌压板34位于解锁位置时，锁舌压板34完全位于两个挡块之间的空间中且与挡块的升降不干涉，当锁舌压板34位于锁止位置时，锁舌压板的两端分别按压在两个挡块上。轴套326的外径小于两个挡块中间的距离，轴套326升降时也与挡块不干涉。轴套326通过中间臂36铰链块334中并固定。锁舌压板34通过转轴35与竖轴连接，可绕轴进行小范围转动，用于补偿两侧电池箱支撑架41的高度偏差，避免低矮的一边压接不到而存在间隙，平衡双侧锁紧力，使竖轴部件受力情况更优。支撑架41固定于电池箱框体内侧，关于锁紧装置呈对称布置，双支撑点可使锁紧更牢固。

参见图6，所述驱动部件33包括电机3311、侧板3312、三个传动齿轮3313、3314、3315。电机3311通过螺栓安装于侧板3312上，侧板3312的底部固定于滚轮上方支架，侧板3312的中间部位安装有齿轮支架，用于安装中间齿轮3314，且允许齿轮绕轴旋转。电机轴上通过键或紧定螺钉安装有小齿轮，中间齿轮3314安装于齿轮支架上，通过挡圈实现轴向固定。大齿轮3313安装于丝杠轴上，轴端采用挡圈固定。

参见图5及图7所示，所述升降旋转装置32还包括导向轴323、导向轴铜套324、导向轴挡圈325、中间臂垫片327、垫片挡圈328。导向轴323安装于竖轴下方孔内，两端由铜套324和挡圈325进行轴向固定。当竖轴进行升降运动时，导向轴的铜套324在套筒螺旋槽内滑动，使竖轴同时产生旋转运动，进而带动锁舌压板进行螺旋升降运动。铜套326用于中间臂36和竖轴322之间的润滑，防止两者之间干磨带来磨损。垫圈327位于中间臂326和上方挡圈328之间，用于中间臂326对竖轴的提升运动。竖轴322上方通过销轴35安装锁舌压板34。

本发明实施例的具体工作流程为：

当电动重卡在换电工位停好后，驾驶员操作“解锁”按钮，则电机3311驱动丝杠螺母运动，使叉架333上拱，通过中间臂334带动竖轴322进行上升运动。在竖轴322上升的过程中，套筒321螺旋槽内的导向轴323会使竖轴322同时产生一个旋转运动，因此竖轴322进行的是上升和旋转的复合运动。当竖轴322运动到最上方位置的时候，导向轴323走到了套筒321滑槽最上端，电机3311受到阻碍会发生堵转，电机3311电流增大到设定阈值的时候，控制器会自动切断电机电源，解锁工作停止。解锁完成之后，锁舌压板34已经转动到与支撑架41平行的姿态，不会对电池箱的支撑架41产生阻挡作用，允许吊车将电池箱4从上方吊走。之后，空电电池箱在吊车的作用下替换为满电电池箱。之后，驾驶员操作“上锁”按钮，则电机3311驱动丝杠螺母机构，由叉架333带动竖轴322向下。在竖轴322下降过程中，导向轴323在套筒321螺旋槽内滑动，使得竖轴322能够在下降的同时进行旋转运动，直到锁舌压板34压接到电池箱的两根支撑臂41为止。锁舌34压紧之后，电机3311受到阻碍会堵转，当电流增大到阈值时控制器会自动断开电机电流，实现装置锁停，由丝杠螺母提供自锁的压紧力，防止行车过程装置的松脱。

本发明的装置结构简单，具备自锁能力，安全性更高。在锁紧完成之后，关闭驱动电机的电源，可节约电能，保障卡车有更高的续航能力。此外，本发明的锁止装置具备无级锁止能力，能在行程范围内的任意位置锁停，因此锁舌能适应不同电池箱的高度误差，对于任意电池箱均能实现可靠的压接锁紧，避免锁舌与支撑架之后存在间隙，消除了电池箱晃动的隐患，实现真正的一体式紧固，安全可靠。再者，本发明改进了锁止装置的受力结构，将锁舌从两侧对称下压，可消除单边偏转力矩，防止严重的单边磨损，避免长时间之后出现单边间隙而导致锁舌晃动，因此本发明具备更长的使用寿命。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (5)

1.一种电动重卡电池箱锁紧装置总成，包括电池托架、电池箱框架、安装于电池托架上的若干锁止装置；其特征在于，所述锁止装置包括安装板、驱动器、横杆、提升机构、升降旋转装置；所述横杆的一端为光杆、横杆的另一端为丝杠，且丝杠上设置丝杠螺母；所述驱动器驱动横杆转动；

所述提升机构包括位于光杆上的第一支座、铰接于第一支座上的第一斜杆、安装于丝杠螺母上的第二支座、铰接于第二支座上的第二斜杆、同时铰接于第一斜杆顶端与第二斜杆顶端的铰链座、自铰链座向电池箱框架方向延伸的轴套；丝杠转动使丝杠螺母及第二支座靠近或远离第一支座，当第二支座靠近第一支座，所述铰链座及轴套上升，当第二支座远离第一支座，铰链座及轴套下降；

所述升降旋转装置包括固定于安装板上的导向套筒、自导向套筒内向上延伸并穿过所述轴套的竖轴、安装于竖轴顶部的锁舌压板；所述竖轴在轴套内及导向套筒内可旋转，且轴套的升降带动竖轴的升降；所述导向套筒两侧对称设置两个倾斜向下延伸的导引槽，竖轴的一侧设有位于一侧导引槽内的导柱，竖轴的另一侧设有位于另一侧导引槽内的导柱；当竖轴上升时，导柱位于导引槽顶端，锁舌压板位于解锁位置；当竖轴下降时，导柱位于导引槽底端，锁舌压板自解锁位置向下移动并转动一个角度至锁止位置；

所述电池箱框架上设有与锁止装置配合的支撑架，该支撑架包括两个向锁止装置方向延伸的挡块，且两个挡块之间的距离大于锁舌压板的宽度且小于锁舌压板的长度，当锁舌压板位于解锁位置时，锁舌压板完全位于两个挡块之间的空间中且与挡块的升降不干涉，当锁舌压板位于锁止位置时，锁舌压板的两端分别按压在两个挡块上；

所述竖轴上设有分别位于轴套上端和轴套下端的台阶部，轴套升降时与台阶部抵靠带动竖轴升降。

2.根据权利要求1所述的电动重卡电池箱锁紧装置总成，其特征在于：所述安装板上设有与横杆平行的导轨，所述第一支座与第二支座底部均设有位于导轨上的滚轮。

3.根据权利要求1所述的电动重卡电池箱锁紧装置总成，其特征在于：所述驱动器包括电机与齿轮箱，所述齿轮箱中包括从动齿轮、主动齿轮及中间齿轮，从动齿轮与横杆轴向连接，主动齿轮与电机输出轴连接，中间齿轮分别啮合于主动齿轮与从动齿轮并将主动齿轮的转动传递给从动齿轮。

4.根据权利要求3所述的电动重卡电池箱锁紧装置总成，其特征在于：所述电机与齿轮箱安装于第一支座侧方。

5.根据权利要求1所述的电动重卡电池箱锁紧装置总成，其特征在于：所述轴套的外径小于两个挡块中间的距离，轴套升降时与挡块不干涉。