CN115817267B - 一种带有力传感的重卡锁紧装置总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有力传感的重卡锁紧装置，所述锁紧装置间隔布置于电池仓框架上，包括安装底板、压紧机构、限位机构、扭簧，压紧机构包括气缸、拉杆及左右压板，气缸伸缩可带动左右压板升降，所述扭簧提供旋转阻力，使压板自然水平状态，气缸上升第一阶段，两压板水平上升，气缸上升至第二阶段，两侧拉杆处于最大高度，两压板受拉向下翻转，锁紧装置处于解锁状态，电池仓可垂直向上起吊。此装置的优势在于在压板上贴有应变片，可实时反应压紧力并且可以确保锁紧；气缸驱动方便可靠；双侧拉杆设计，节省空间，增大行程；压板结构设计，水平时左压板和右压板侧面紧密接触，气缸下拉实现电池仓的锁紧。

Description

一种带有力传感的重卡锁紧装置总成

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换电电池仓锁紧装置总成。

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，之后便需要锁紧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紧装置种类繁多，主要类型有直线推进锁紧型，如公告号为CN12172599B、CN113665340A、CN114714956A的专利，由于推进距离是固定的，对有加工误差的重卡电池仓压紧程度难以保证。还有旋转压紧型，公告号为CN 216374149U的专利，利用旋转驱动实现卡块上的斜面一与限位块上的斜面二贴合，由于重卡电池仓会有加工误差，这两个斜面很难完全贴合，导致接触应力非常大，锁紧不可靠。也有连杆机构压紧型，如公告号为CN21702257U的专利，通过推动四连杆实现锁紧，但该结构为保证足够的锁紧力，气缸的推力需要较大。

同时，重卡电池仓锁紧装置是电池仓安全可靠运行的重要保障，一旦锁紧失效将产生重大事故，而上述的锁紧装置中均不能较准确的检测锁紧状态。

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：本发明提供一种带有力传感的重卡锁紧装置总成，以解决现有技术中存在的锁紧装置难以适应电池仓加工误差、锁紧不牢固、同时不能检测锁紧状态的问题。

技术方案：本发明可采用以下技术方案：

一种带有力传感的重卡锁紧装置总成，包括电池仓托架、电池仓框架、安装于电池仓托架上的若干锁紧装置；所述电池仓框架底部具有若干向内延伸的挡块组，挡块组与锁紧装置一一对应设置；挡块组包括两个平行向延伸的挡块；锁紧装置包括安装底板、自安装底板向上延伸的中间拉杆、驱动中间拉杆上升或者下降的驱动装置、安装于中间拉杆顶端的左压板及右压板、铰接于左压板底部的左上侧拉杆、铰接于左上侧拉杆底部的左下侧拉杆、铰接于右压板底部的右上侧拉杆、铰接于右上侧拉杆底部的右下侧拉杆；左下侧拉杆的底部铰接于安装底板上的左安装座，右下侧拉杆的底部铰接于安装底板上的右安装座；所述中间拉杆的顶端设有前后两个侧板及穿过两个侧板的压板转轴，左压板的底部设有延伸入两个侧板之间的左安装部，右压板的底部设有延伸入两个侧板之间的右安装部，左安装部与右安装部错位设置且压板转轴同时穿过左安装部与右安装部；压板转轴上还缠绕设有左侧扭簧和右侧扭簧；左侧扭簧一端插入并固定在一个侧板内，另一端放置在左压板下端并对左压板提供向上的压力；右侧扭簧一端插入并固定在一个侧板内，另一端放置在右压板下端并对右压板提供向上的压力；所述左上侧拉杆与左压板底部的铰接点位于压板转轴左侧，右上侧拉杆与右压板底部的铰接点位于压板转轴右侧；当中间拉杆向下拉使左压板与右压板均向上转动时，左压板的背部与右压板的背部相互抵靠，且当中间拉杆继续向下时左压板与右压板分别压在两个挡块上；当中间拉杆向上移动且左侧扭簧与右侧扭簧未变形时，左压板与右压板背部仍相互抵靠并向上脱离两个挡块，当中间拉杆继续向上移动且左侧扭簧与右侧扭簧变形时左压板与右压板均向下转动时，左压板与右压板分开，左压板与右压板位于两挡块之间且不与挡块干涉；左压板和右压板正面上开槽，在槽的上表面和下表面分别垂直放置两个应变片，应变片用以感应压板所受到的压力。

进一步的，所述左安装座与右安装座均具有固定在安装底板上的横板及向上延伸的竖板，横板与竖板形成L形结构，中间拉杆位于左安装座与右安装座之间，所述左下侧拉杆与左安装座的铰接点位于安装底板上方使左下侧拉杆与左上侧拉杆的铰接点可低于左下侧拉杆与左安装座的铰接点；右下侧拉杆与右安装座的铰接点也位于安装底板上方。

进一步的，所述左安装板的竖板与右安装座的竖板均设有向外凸出的限位块，限位块用以抵靠左下侧拉杆及右下侧拉杆而防止左下侧拉杆及右下侧拉杆向中间竖杆方向转动。

进一步的，拉杆上端和正面设置有圆形槽用以放置应变片导线。

进一步的，左压板和右压板下端与压板转轴连接部件呈L形，防止解锁时左压板和右压板与拉杆干涉。

进一步的，左压板和右压板在与挡块组的锁紧状态时，左压板和右压板的背面完全贴合。

进一步的，左下侧拉杆与右下侧拉杆均为短杆，左上侧拉杆与右上侧拉杆均为长杆，用以减少侧拉杆移动横向距离，增大纵向距离，防止干涉。

进一步的，所述驱动装置为气缸，该气缸安装于安装底板的底部，安装底板设有开口供气缸的输出端向上穿过并通过连接器与中间拉杆同轴连接。

有益效果：相对于现有技术，本发明通过气缸活塞杆带动拉杆，使左压板和右压板实现升降运动，并通过设置限位机构使左压板和右压板的升降后转化为转动动作形成左压板和右压板与电池仓的两支梁之间的锁紧或解锁。同时，本发明装置仅需一个气缸驱动，即可实现左压板和右压板的升降和回转的复合动作，结构简单，节约成本。压板内测放置的应变片可实时检测压板所承受的压力，方便判断锁紧装置是否判断处于安全工作状态。

附图说明

图1是本发明实施例提供的重卡锁紧装置的布置图；

图2是电池仓托架与电池仓框架配合时的状态图；

图3是电动重卡电池仓锁紧装置的具体结构示意图，并展示了左压板和右压板与支撑架锁紧时的状态图；

图4是直角扭簧位置的局部示意图；

图5是锁紧装置在升降运动和旋转运动之间的过渡状态；

图6是左压板和右压板与支撑架解锁时的状态图；

图7是左压板和右压板与支撑架解锁时的中间状态图；

图8是右压板结构示意图；

图中：

1、电池仓托架；

2、锁紧装置；

21、安装板；

221、气缸缸筒；2211气缸活塞杆；2212气缸法兰；222连接器；223销轴；224中间拉杆；225左压板；226右压板；

231左侧直角扭簧，232右侧直角扭簧

241压板转轴；243左上侧拉杆；244左下侧拉杆；245左侧铰链座；247右上侧拉杆；248右下侧拉杆；249右侧铰链座；250左侧L形板；251右侧L形板；

31应变片；

4、电池仓框架；41挡块。

具体实施方式

本发明实施例提供一种带有力传感的重卡锁紧装置总成。如图1及图2所示，该重卡锁紧装置总成包括电池仓托架1、电池仓框架4、安装于电池仓托架1上的若干锁紧装置2。本发明的电动重卡电池仓锁紧装置间隔分布于电池仓托架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四套锁紧装置的布置形式。

如图3至图5所示，所述锁紧装置包括安装板21、压紧机构、扭簧、限位机构；所述压紧机构包括气缸缸筒221、气缸活塞杆2211、气缸法兰2212、连接器222、销轴223、中间拉杆224、左压板225、右压板226；所述气缸缸筒221上端面与气缸法兰2212通过螺钉连接，气缸法兰2212与安装板21下端面通过螺栓连接；所述气缸活塞杆2211与连接器222通过螺纹连接；所述中间拉杆224一端与连接器222通过销轴连接，另一端与左压板225和右压板226通过压板转轴241连接。

气缸活塞杆2211伸缩，使中间拉杆224带动左压板225和右压板226上升或下降，当中间拉杆224带动左压板225和右压板226上升，压板远离电池仓框架4，当中间拉杆224带动左压板225和右压板226下降，压板靠近电池仓框架4。

所述扭簧包括左侧直角扭簧231、右侧直角扭簧232；所述左侧直角扭簧231缠绕在压板转轴241上，一端插入中间拉杆224内，另一端放置在左压板225下端放置槽处；所述右侧直角扭簧232缠绕在压板转轴241上，一端插入拉杆内，另一端放置在右压板226下端放置槽处；中间拉杆224处于初始上升状态，左侧直角扭簧231和右侧直角扭簧232分别对左压板225和右压板226提供旋转阻力大于侧拉杆的拉力，阻止左压板225和右压板226发生旋转运动，使两侧拉杆伸长，左压板225和右压板226保持水平状态。在本实施方式中，左侧直角扭簧231和右侧直角扭簧232在初始上升阶段阻止左压板225和右压板226发生旋转运动而仅仅是上抬与挡块41脱离，从而能够使本方案中的力传感不会产生误判。如果没有左侧直角扭簧231和右侧直角扭簧232的阻力，则中间拉杆224处于初始上升状态会由于杠杆原理而使左压板225和右压板226的外端部下压两侧挡块41而使左压板225和右压板226中的应变片31进一步产生受力感应而造成误判，故当设置左侧直角扭簧231和右侧直角扭簧232之后，左压板225和右压板226与挡块41脱离的初始阶段应变片31不会产生受力感应，从而不会出现上述误判。

所述限位机构24包括压板转轴241、左上侧拉杆243、左下侧拉杆244、左侧铰链座245、右上侧拉杆247、右下侧拉杆248、右侧铰链座249、左侧L形板250、右侧L形板251；所述左上侧拉杆243铰接于左压板225，左下侧拉杆244一端铰接于左上侧拉杆243，另一端铰接于左侧铰链座245；所述右上侧拉杆247铰接于右压板226，右下侧拉杆248一端铰接于右上侧拉杆247，另一端铰接于右侧铰链座249。

气缸活塞杆2211伸出，中间拉杆224上升，左上侧拉杆243远离左下侧拉杆244，右上侧拉杆247远离右下侧拉杆248，当锁紧装置位于图5升降运动和旋转运动之间的过渡状态时，左下侧拉杆244和右下侧拉杆248分别接触到左侧L形板25和右侧L形板26上的限位块252，下侧拉杆停止旋转，两侧拉杆对两压板拉力大于旋转阻力，左压板和右压板旋转。

参见图6锁紧装置的解锁状态，所述左下侧拉杆244的长度小于左侧铰链座245到电池仓框架4水平距离，防止侧拉杆旋转过程与电池仓框架4发生干涉；所述右下侧拉杆248的长度小于右侧铰链座249到电池仓框架4的水平距离，防止侧拉杆旋转过程与电池仓框架4发生干涉；所述左上侧拉杆和左下侧拉杆的总垂直长度，在过渡状态下应大于左侧铰链座245到电池仓框架4垂直距离和压板与垫片的接触长度之和，使解锁过程中，左压板下侧与垫片不发生接触；所述右上侧拉杆247和左下侧拉杆244的垂直总长度，在过渡状态下，应大于左侧铰链座245到电池仓框架4垂直距离与右压板226和挡块41的接触长度之和，使解锁过程中，右压板下侧与挡块41上表面的垫片不发生接触；所述左压板和右压板处于解锁状态时，左压板225和右压板226之间的最大宽度应小于电池仓框架4中两挡块41之间的宽度，使电池起吊时左压板225和右压板226与挡块41不产生干涉，电池仓框架4可顺利起吊。

参见图3和图8，所述右压板226中与压板转轴241连接的铰链在压紧工作面下方有一段距离，防止旋转运动中，右压板226与中间拉杆224干涉。在两侧压板侧面开腰型槽，腰型槽的上表面和下表面分别垂直放置两个应变片31，并在腰型槽下表面加工圆形孔，方便应变片31的导线引出；所述中间拉杆224的上表面和侧面也开有圆形孔，使应变片31的导线从中间拉杆224圆孔穿出。压板内侧放置的应变片31可以实时反应压板所承受的压力，方便判断锁紧装置是否处于锁紧状态。

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，-----气缸活塞杆2211伸出，带动中间拉杆224、左压板225和右压板226上升，左上侧拉杆243、左下侧拉杆244、右上侧拉杆247和右下侧拉杆248被拉起，当左右侧下拉杆碰到左右限位块时，上下拉杆处于最高位置，克服弹簧对左右压板的阻力，使左压板225和右压板226沿压板转轴241旋转，在此阶段，左压板225和右压板226之间的最大宽度应小于电池仓框架4中两根横梁之间的宽度，解锁工作完成，电池仓框架4可以被吊起。下一步，满电的电池仓被放下，驾驶员操作“上锁”按钮，气缸活塞杆2211缩回，左右压板在两扭簧、左上侧拉杆243和右上侧拉杆247的作用力下恢复水平状态，气缸活塞杆2211继续缩回，左右压板继续向下运行，直到锁紧电池仓框架4，完成锁紧过程。同时左右压板内测放置的应变片31可实时反应压板所承受的压力，判断锁紧装置是否处于安全工作状态。

本发明的装置结构简单，动作灵活，具有锁紧反馈装置，安全性高。当锁紧装置发生松动或受到意外阻挡时，应变片感应的压力会发生改变，可以达到危险预警的效果。

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 (8)

1.一种带有力传感的重卡锁紧装置总成，包括电池仓托架、电池仓框架、安装于电池仓托架上的若干锁紧装置；所述电池仓框架底部具有若干向内延伸的挡块组，挡块组与锁紧装置一一对应设置；挡块组包括两个平行向延伸的挡块；其特征在于，锁紧装置包括安装底板、自安装底板向上延伸的中间拉杆、驱动中间拉杆上升或者下降的驱动装置、安装于中间拉杆顶端的左压板及右压板、铰接于左压板底部的左上侧拉杆、铰接于左上侧拉杆底部的左下侧拉杆、铰接于右压板底部的右上侧拉杆、铰接于右上侧拉杆底部的右下侧拉杆；左下侧拉杆的底部铰接于安装底板上的左安装座，右下侧拉杆的底部铰接于安装底板上的右安装座；

所述中间拉杆的顶端设有前后两个侧板及穿过两个侧板的压板转轴，左压板的底部设有延伸入两个侧板之间的左安装部，右压板的底部设有延伸入两个侧板之间的右安装部，左安装部与右安装部错位设置且压板转轴同时穿过左安装部与右安装部；压板转轴上还缠绕设有左侧扭簧和右侧扭簧；左侧扭簧一端插入并固定在一个侧板内，另一端放置在左压板下端并对左压板提供向上的压力；右侧扭簧一端插入并固定在一个侧板内，另一端放置在右压板下端并对右压板提供向上的压力；所述左上侧拉杆与左压板底部的铰接点位于压板转轴左侧，右上侧拉杆与右压板底部的铰接点位于压板转轴右侧；当中间拉杆向下拉使左压板与右压板均向上转动时，左压板的背部与右压板的背部相互抵靠，且当中间拉杆继续向下时左压板与右压板分别压在两个挡块上；当中间拉杆向上移动且左侧扭簧与右侧扭簧未变形时，左压板与右压板背部仍相互抵靠并向上脱离两个挡块，当中间拉杆继续向上移动且左侧扭簧与右侧扭簧变形时左压板与右压板均向下转动时，左压板与右压板分开，左压板与右压板位于两挡块之间且不与挡块干涉；

左压板和右压板正面上开槽，在槽的上表面和下表面分别垂直放置两个应变片，应变片用以感应压板所受到的压力。

2.根据权利要求1所述的带有力传感的重卡锁紧装置总成，其特征在于：所述左安装座与右安装座均具有固定在安装底板上的横板及向上延伸的竖板，横板与竖板形成L形结构，中间拉杆位于左安装座与右安装座之间，所述左下侧拉杆与左安装座的铰接点位于安装底板上方使左下侧拉杆与左上侧拉杆的铰接点可低于左下侧拉杆与左安装座的铰接点；右下侧拉杆与右安装座的铰接点也位于安装底板上方。

3.根据权利要求2所述的带有力传感的重卡锁紧装置总成，其特征在于：所述左安装板的竖板与右安装座的竖板均设有向外凸出的限位块，限位块用以抵靠左下侧拉杆及右下侧拉杆而防止左下侧拉杆及右下侧拉杆向中间竖杆方向转动。

4.根据权利要求1所述的带有力传感的重卡锁紧装置总成，其特征在于：拉杆上端和正面设置有圆形槽用以放置应变片导线。

5.根据权利要求1所述的带有力传感的重卡锁紧装置总成，其特征在于：左压板和右压板下端与压板转轴连接部件呈L形，防止解锁时左压板和右压板与拉杆干涉。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的带有力传感的重卡锁紧装置总成，其特征在于：左压板和右压板在与挡块组的锁紧状态时，左压板和右压板的背面完全贴合。

7.根据权利要求6所述的带有力传感的重卡锁紧装置总成，其特征在于：左下侧拉杆与右下侧拉杆均为短杆，左上侧拉杆与右上侧拉杆均为长杆，用以减少侧拉杆移动横向距离，增大纵向距离，防止干涉。

8.根据权利要求1所述的带有力传感的重卡锁紧装置总成，其特征在于：所述驱动装置为气缸，该气缸安装于安装底板的底部，安装底板设有开口供气缸的活塞杆向上穿过并通过连接器与中间拉杆同轴连接。