CN205168189U - 一种矿用轻型防爆电动车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于煤矿井下辅助运输设备领域，具体涉及一种矿用轻型防爆电动车辆，针对目前煤矿井下缺乏小型灵活且无污染防爆电动车的问题，底盘车身是采用钢板和型钢搭接焊接而成的一体式结构；电机传动系统包括防爆电机、差速减速箱、带有球笼结构的短传动半轴和长传动半轴、左前、右前湿式多盘制动器；前、后独立悬挂系统结构均包括左减震器、左摆臂、左稳定杆以及右减震器、右摆臂、右稳定杆，左仰角及右仰角上分别设置减震器连接点、稳定杆连接点及摆臂连接点。满足结构强度要求的前提下，采用轻量化设计，尽量减小整车质量，具有质量轻、外形尺寸小、结构紧凑、机动灵活以及高效、无污染等特点，主要用于煤矿井下抢险、检修、巡视等领域。

Description

一种矿用轻型防爆电动车辆

技术领域

本实用新型属于煤矿井下辅助运输设备领域，具体涉及一种矿用轻型防爆电动车辆。

技术背景

随着煤矿建设先进水平的提高，越来越多的机电设备广泛应用于矿井下面，设备发生故障，影响煤矿安全生产的概率也大大增加，因此，煤矿井下急需一批专门的轻型防爆车辆为水电系统抢修，机电设备站点巡视，紧急故障排除等领域服务，目前，承担此任务的防爆车辆大都是其它类型载人或载货的防爆车辆兼职完成，这部分车辆不但质量较大，而且绝大部分是以柴油作为动力源的防爆柴油机无轨胶轮车，在实际使用过程中，不仅造成高能耗，而且由于柴油机有尾气排放，严重污染了井下的环境，不利于工人的工作环境。与燃油车相比，电动车具有噪声和振动小以及操纵性能好等优点，虽然地面行驶的纯电动汽车已经面市，但是满足煤矿井下作业的防爆纯电动汽车还处于起步阶段，相关产品非常少见，这种形势下，急需开发一款轻型防爆电动车辆，具有无污染、高效能，外观尺寸小、结构紧凑、灵活方便等特点，专门从事煤矿井下巡逻、检修等工作。

发明内容

本实用新型针对目前煤矿井下缺乏小型灵活且无污染的防爆电动车辆的问题，本实用新型提供了一种矿用轻型防爆电动车辆，该车额定承载四人，专门从事煤矿井下巡逻、检修等工作。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：一种矿用轻型防爆电动车辆，包括安装有前排座椅和后排座椅的驾驶室、底盘车身、安装在底盘车身下方的前独立悬挂系统、后独立悬挂系统以及电机传动系统，本实用新型的创新点在于底盘车身是采用钢板和型钢搭接焊接而成的一体式结构；电机传动系统包括防爆电机、差速减速箱、带有球笼结构的短传动半轴和带有球笼结构的长传动半轴、左前湿式多盘制动器及固定在其内侧的左仰角和右前湿式多盘制动器及固定在其内侧的右仰角，防爆电机的输出轴与差速减速箱的输入轴通过花键连接，差速减速箱的两个输出轴通过花键分别和短传动半轴、长传动半轴连接，短传动半轴的另一端穿过左仰角中心孔后通过花键与左前湿式多盘制动器连接，长传动半轴的另一端穿过右仰角中心孔通过花键与右前湿式多盘制动器连接。

本实用新型的另一优选方案，底盘车身结构包括底板、对称设置于底板两侧的支撑纵板以及对称设置于底板两侧、并且由槽箱内侧板、槽箱外侧板、槽箱顶板与底板焊接成的封闭槽箱，槽箱内侧板向底盘车身前后方向分别延伸至车头和车尾，与支撑纵板内侧焊接，槽箱内侧板在前后轮胎处分别焊接前悬架支撑架和后悬架支撑架；还包含焊接在底盘车身左右对称结构之间、且依次由底盘车身的车头至车尾分布的机舱前挡板、前横向水平加强板、前挡风板、前排座椅固定板、横向加强立板、前左右连接管、后排座椅固定板、后左右连接管、后横向水平加强板以及机舱后挡板，其中前挡风板、前左右连接管、后左右连接管与驾驶室顶板焊接固定。

本实用新型的另一优选方案，前、后独立悬挂系统结构均包括左减震器、左摆臂、左稳定杆以及右减震器、右摆臂、右稳定杆，左仰角及右仰角上分别设置减震器连接点、稳定杆连接点及摆臂连接点，其中左、右减震器的一端通过减震器连接点分别与左、右仰角连接，另一端与底盘车身连接，左、右稳定杆一端通过稳定杆连接点分别与左、右仰角连接，另一端与底盘车身连接，左、右摆臂一端通过摆臂连接点分别与左、右仰角连接，另一端与底盘车身连接；前独立悬挂系统还包含转向拉杆，左仰角及右仰角增设转向拉杆连接点，转向拉杆两端通过转向拉杆连接点分别与左、右仰角连接，转向拉杆中间与转向柱连接。

本实用新型的另一优选方案，防爆电机与差速减速箱之间通过止口与螺栓固定为一体，并通过电机固定板与底盘车身前部固定，底盘车身中部安装有与防爆电机连接的电机控制器，底盘车身后部固定与防爆电机连接的防爆电源箱，防爆电源箱内部安装成组锂离子蓄电池及锂离子蓄电池能量管理系统；防爆电源箱采用圆筒薄壁型防爆电源箱。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

（1）本实用新型所设计的一种小型矿用轻型防爆车辆，是在提高整车续驶里程，抛弃传统煤矿车辆设计理念，并且满足结构强度要求的前提下，采用轻量化设计，尽量减小整车质量，该车额定载客四人，以锂电池为动力源，采用电机前置驱动和前后独立悬挂结构，具有高效、清洁、无污染等特点，主要用于煤矿井下抢险、检修、巡视等领域；

（2）整车采用轻量化设计，严格控制了整车的质量，使整车质量较轻，确保了较长的续驶里程，主要体现在五点：第一，底盘车身集成为一体，利用各种型钢和钢板合理搭接焊接而成，大幅减轻了整车质量；第二，防爆电源箱采用薄壁圆筒型结构，是比能量最高，比质量最轻的一种结构，具有重量轻、体积小、蓄电能量大的优点，完全符合本实用新型对矿用轻型防爆车辆的设计要求；第三，避免传统驱动桥结构，采用防爆电机、差速变速箱、带有球笼结构的传动半轴、湿式制动器的传动路线，省略了转向驱动桥桥壳和转向球笼部分，使得传动系统部件质量大幅减少；第四，为适应传动系统结构，减震系统采用结构较简单的独立悬挂结构，悬挂下支撑点、稳定点及转向拉杆连接点直接布置在制动器内侧仰角上面，悬挂上支撑点布置在底盘车身上面，这种结构不尽满足了整车的乘坐舒适性，而且减轻了整车质量；第五，设计了集行车制动功能与驻车制动功能一体的后湿式多盘制动器，行车制动与驻车制动共用一组摩擦片，依靠不同活塞腔油液压力的变化与各自弹簧力的平衡关系来实现各自的制动功能，互不影响，这样，避免了设计专门的驻车制动器，从而也减轻了整车质量。

（3）整车搭载了锂离子蓄电池能量管理系统，能够对每块电池的运行状态参数进行实时监控，确保了电池可靠稳定的工作，并通过采用均流技术大幅提高了电池的充放电次数和使用寿命；

总之，本实用新型为煤矿井下提供了一种轻便灵活的专用防爆电动车辆，凭借其质量轻、外形尺寸小、结构紧凑、机动灵活以及高效、无污染等特点，将在在煤矿井下水电系统抢修、机电设备维护、变压器站点巡视以及紧急故障排除等领域得到广泛的应用。作为一种新型动力的矿用防爆车辆，防爆电动车辆能够有效解决目前防爆柴油机无轨胶轮车高污染、高噪音、高油耗的问题，为矿井提供了一种高效的辅助运输装备，能够有效满足煤矿的生产和运输需求，提高矿井安全生产效率，改善井下环境，矿用轻型防爆电动车辆的研制成功，将为研制更多类型的防爆电动无轨辅助运输车辆奠定坚实的基础，促进防爆电动车辆在煤矿井下的普及和推广，将逐步代替目前主流防爆柴油机无轨胶轮车，具有良好的经济效益和社会效益。

附图说明

图1为本实用新型整车结构示意图；

图2为本实用新型整车俯视图；

图3为图1中整体式底盘车身的主视图；

图4为图1中整体式底盘车身的俯视图；

图5为图1中电机传动系统示意图；

图6为本实用新型前独立悬挂结构示意图；

图中：1-前排座椅；2-后排座椅；3-驾驶室；4-底盘车身，4.1-底板，4.2-支撑纵板，4.3-槽箱内侧板，4.4-槽箱外侧板，4.5-槽箱顶板，4.6-前悬架支撑架，4.6-前悬架支撑架，4.7-后悬架支撑架，4.8-机舱前挡板，4.9-前横向水平加强板，4.10-前挡风板，4.11-前排座椅固定板，4.12-横向加强立板，4.13-前左右连接管，4.14-后排座椅固定板，4.15-后左右连接管，4.16-后横向水平加强板，4.17-机舱后挡板；5-前独立悬挂系统；6-后独立悬挂系统；7-防爆电机；8-差速减速箱；9-短传动半轴；10-长传动半轴；11-左前湿式多盘制动器；12-左仰角；13-右前湿式多盘制动器；14-右仰角；15-左减震器；16-左摆臂；17-左稳定杆；18-右减震器；19-右摆臂；20-右稳定杆；21-转向拉杆；22-转向柱；23-电机固定板；24-电机控制器；25-防爆电源箱；26-工具箱，27-后湿式多盘制动器。

具体实施方式

结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。

一种矿用轻型防爆电动车辆，如图1、2所示，包括安装有前排座椅1和后排座椅2的驾驶室3、底盘车身4、安装在底盘车身下方的前独立悬挂系统5、后独立悬挂系统6以及电机传动系统，底盘车身是采用钢板和型钢搭接焊接而成的一体式结构，仅具有较高的承载强度，而且质量较轻，如图3、4所示，俯视图中省略了驾驶室顶板，底盘车身4结构包括底板4.1、对称设置于底板两侧的支撑纵板4.2以及对称设置于底板两侧、并且由槽箱内侧板4.3、槽箱外侧板4.4、槽箱顶板4.5与底板焊接成的封闭槽箱，槽箱内侧板向底盘车身前后方向分别延伸至车头和车尾，与支撑纵板内侧焊接，槽箱内侧板在前后轮胎处分别焊接前悬架支撑架4.6和后悬架支撑架4.7；还包含焊接在底盘车身左右对称结构之间、且依次由底盘车身的车头至车尾分布的机舱前挡板4.8、前横向水平加强板4.9、前挡风板4.10、前排座椅固定板4.11、横向加强立板4.12、前左右连接管4.13、后排座椅固定板4.14、后左右连接管4.15、后横向水平加强板4.16以及机舱后挡板4.17，其中前挡风板、前左右连接管、后左右连接管与驾驶室顶板焊接固定。

上述结构中，左右支撑纵板相当于传统底盘中的大梁，为提高其承载强度，分别在左右支撑板内外侧焊接了部分加强板，槽箱内侧板、槽箱外侧板、底板及槽箱顶板焊接成一个封闭的槽箱结构，槽箱内侧板向车前后方向分别延伸至车头和车尾，与左右支撑板内侧焊接在一起，槽箱内侧板在前后轮胎处分别焊接了前后悬架支撑架，用来安装减振器。为提高底盘整体承载能力，使底盘车身一体结构更加牢固可靠，在车身左右两部分之间焊接了部分加强结构，包括机舱前挡板、前横向加强板、底板、前排座椅固定板、横向加强立板、后排座椅固定板、后挡板、前左右连接管、后左右连接管、前挡风板等，这些构件的设计不仅增加强了底盘车身整体强度，而且为安装其它零部件提供了支撑点。通过焊接驾驶室顶板将前挡风板、前左右连接管及后左右连接管固定在一起，使底盘车身前后受力更加均匀。

如图5所示，电机传动系统包括防爆电机7、差速减速箱8、带有球笼结构的短传动半轴9和带有球笼结构的长传动半轴10、左前湿式多盘制动器11及固定在其内侧的左仰角12和右前湿式多盘制动器13及固定在其内侧的右仰角14，防爆电机的输出轴与差速减速箱的输入轴通过花键连接，差速减速箱的两个输出轴通过花键分别和短传动半轴、长传动半轴连接，短传动半轴的另一端穿过左仰角中心孔后通过花键与左前湿式多盘制动器连接，长传动半轴的另一端穿过右仰角中心孔通过花键与右前湿式多盘制动器连接。防爆电机的输出轴与差速减速箱的输入轴通过花键连接实现动力传递，防爆电机与差速减速箱之间通过止口与螺栓进行固定和限位，差速减速箱的两个输出轴又以花键型式分别和短传动半轴与长传动半轴连接，短传动半轴的另一端穿过左仰角中心孔通过花键将动力传递给左前湿式多盘制动器，长传动半轴的另一端穿过右仰角中心孔通过花键将动力传递给右前湿式多盘制动器，传动半轴中间带有球笼结构，不仅能够满足车辆转向需求，而且能够适应底盘与轮胎之间相互跳动的工况。防爆电机和差速减速器作为一个整体通过电机固定板与底盘车身相连。

具体设计时，前湿式多盘制动器只有行车制动功能，属于液压制动，弹簧释放，依靠封闭腔内的动摩擦片与静摩擦片之间的相互挤压摩擦产生制动扭矩。后湿式多盘制动器不仅具有行车制动的功能，而且具备驻车制动的功能，这样就不需要专门设计驻车制动器，更有利于整车方案的设计和排布。后湿式多盘制动器在行车制动时，属于液压制动，弹簧释放，和前湿式多盘制动器同时由一套液压系统控制，保证了前后制动的同步性；在驻车制动时，属于弹簧制动，液压释放，由另外一套液压系统控制，驻车制动的失压弹簧制动保证了制动的安全可靠性。

前、后独立悬挂系统结构均包括左减震器15、左摆臂16、左稳定杆17以及右减震器18、右摆臂19、右稳定杆20，左仰角及右仰角上分别设置减震器连接点、稳定杆连接点及摆臂连接点，其中左、右减震器的一端通过减震器连接点分别与左、右仰角连接，另一端与底盘车身连接，可有效衰减底盘车身的振动，左、右稳定杆一端通过稳定杆连接点分别与左、右仰角连接，另一端与底盘车身连接，主要作用是在车辆行驶中传递仰角与底盘车身之间的作用力，左、右摆臂一端通过摆臂连接点分别与左、右仰角连接，另一端与底盘车身连接，当底盘车身相对于仰角上下振动时，摆臂将围绕摆臂连接点做上下小幅度运动；前独立悬挂系统还包含转向拉杆21，左仰角及右仰角增设转向拉杆连接点，转向拉杆两端通过转向拉杆连接点分别与左、右仰角连接，转向拉杆中间与转向柱22连接，转向时通过转动转向柱带动转向拉杆向左或向右运动，促使制动器偏转一定角度，从而带动轮胎实现转向功能，如图6所示，本实用新型提供前独立悬挂系统结构示意图，后独立悬挂结构与前独立悬挂结构基本一样，只是去掉了转向拉杆，又增加了传递作用力的稳定杆。

防爆电机7与差速减速箱8之间通过止口与螺栓固定为一体，并通过电机固定板23与底盘车身前部固定，底盘车身中部安装有与防爆电机连接的电机控制器24，底盘车身后部固定与防爆电机连接的防爆电源箱25，防爆电源箱内部安装成组锂离子蓄电池及锂离子蓄电池能量管理系统。本实用新型驱动方式为电机前驱，从而能够在底盘后部方便布置高比能量的薄壁圆筒型防爆电源箱，防爆电源箱采用圆筒薄壁型防爆电源箱，至少可采用申请人在专利号为201410065021.1中公开的防爆圆筒薄壁蓄电池箱，此箱为筒形薄壁，重量轻、体积小、蓄电能量大，在盛装一定数量电池的情况下，保证了电源箱具备较小的质量，有利于减小整车的质量。锂离子蓄电池能量管理系统能够实时监控每块单体电池的电流、电压及温度，并通过采用均流技术提高了电池的充放电次数和使用寿命。

Claims (4)

1.一种矿用轻型防爆电动车辆，包括安装有前排座椅（1）和后排座椅（2）的驾驶室（3）、底盘车身（4）、安装在底盘车身下方的前独立悬挂系统（5）、后独立悬挂系统（6）以及电机传动系统，其特征是底盘车身是采用钢板和型钢搭接焊接而成的一体式结构；电机传动系统包括防爆电机（7）、差速减速箱（8）、带有球笼结构的短传动半轴（9）和带有球笼结构的长传动半轴（10）、左前湿式多盘制动器（11）及固定在其内侧的左仰角（12）和右前湿式多盘制动器（13）及固定在其内侧的右仰角（14），防爆电机的输出轴与差速减速箱的输入轴通过花键连接，差速减速箱的两个输出轴通过花键分别和短传动半轴、长传动半轴连接，短传动半轴的另一端穿过左仰角中心孔后通过花键与左前湿式多盘制动器连接，长传动半轴的另一端穿过右仰角中心孔通过花键与右前湿式多盘制动器连接。

2.根据权利要求1所述的一种矿用轻型防爆电动车辆，其特征是底盘车身（4）结构包括底板（4.1）、对称设置于底板两侧的支撑纵板（4.2）以及对称设置于底板两侧、并且由槽箱内侧板（4.3）、槽箱外侧板（4.4）、槽箱顶板（4.5）与底板焊接成的封闭槽箱，槽箱内侧板向底盘车身前后方向分别延伸至车头和车尾，与支撑纵板内侧焊接，槽箱内侧板在前后轮胎处分别焊接前悬架支撑架（4.6）和后悬架支撑架（4.7）；还包含焊接在底盘车身左右对称结构之间、且依次由底盘车身的车头至车尾分布的机舱前挡板（4.8）、前横向水平加强板（4.9）、前挡风板（4.10）、前排座椅固定板（4.11）、横向加强立板（4.12）、前左右连接管（4.13）、后排座椅固定板（4.14）、后左右连接管（4.15）、后横向水平加强板（4.16）以及机舱后挡板（4.17），其中前挡风板、前左右连接管、后左右连接管与驾驶室顶板焊接固定。

3.根据权利要求1或2所述的一种矿用轻型防爆电动车辆，其特征是前、后独立悬挂系统结构均包括左减震器（15）、左摆臂（16）、左稳定杆（17）以及右减震器（18）、右摆臂（19）、右稳定杆（20），左仰角及右仰角上分别设置减震器连接点、稳定杆连接点及摆臂连接点，其中左、右减震器的一端通过减震器连接点分别与左、右仰角连接，另一端与底盘车身连接，左、右稳定杆一端通过稳定杆连接点分别与左、右仰角连接，另一端与底盘车身连接，左、右摆臂一端通过摆臂连接点分别与左、右仰角连接，另一端与底盘车身连接；前独立悬挂系统还包含转向拉杆（21），左仰角及右仰角增设转向拉杆连接点，转向拉杆两端通过转向拉杆连接点分别与左、右仰角连接，转向拉杆中间与转向柱（22）连接。

4.根据权利要求1或2所述的一种矿用轻型防爆电动车辆，其特征是防爆电机（7）与差速减速箱（8）之间通过止口与螺栓固定为一体，并通过电机固定板（23）与底盘车身前部固定，底盘车身中部安装有与防爆电机连接的电机控制器（24），底盘车身后部固定与防爆电机连接的防爆电源箱（25），防爆电源箱内部安装成组锂离子蓄电池及锂离子蓄电池能量管理系统；防爆电源箱采用圆筒薄壁型防爆电源箱。