CN208858743U - 一种固定装置及汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种固定装置及汽车，涉及机械装置技术领域，解决了现有技术中将用于固定动力电池包的螺母焊接在车架上导致的螺母无法更换，超期使用固定效果不佳的问题。该固定装置包括螺栓、齿轮螺母、锁止机构和用于固定锁止机构的基座，其中，基座固定在车架上，且基座包括用于支撑齿轮螺母的支撑部，以及用于拆卸齿轮螺母的换件部，支撑部与换件部相互连通，锁止机构用于锁止装配在支撑部上的齿轮螺母，螺栓与锁止的齿轮螺母通过螺纹连接固定动力电池包。该汽车包括上述技术方案所提的固定装置。

Description

一种固定装置及汽车

技术领域

本实用新型涉及机械装置技术领域，尤其涉及一种固定装置及汽车。

背景技术

随着社会经济的发展、人类节能环保意识的提高，电动汽车作为新能源汽车越来越成为未来汽车发展的方向。其中，电动汽车的储能系统，例如：电池是电动汽车的关键部件。而目前，电动汽车的电池的充电时间通常都比较长，续航里程相对较短，这成为制约电动汽车普及的主要因素。在现有电池技术难以取得较大突破的前提下，更换电池包成为了解决电动汽车续航问题的主要途径。即，当电动汽车的电池电量不足时，可以在换电站直接更换一个充满电的电池包，从而延长续驶里程。

众所周知，电动汽车的电池包体积大、重量大，只有将其牢固的安装在车架上才能保证汽车的行车安全；现有技术常采用的安装固定方式包括如下两种，第一种为销轴锁具式安装机构，此种结构具有结构简单、安装高效的特点，但是当车辆在极端碰撞的情况下，可能会导致电池包与车架分离的风险，存在潜在的安全风险；第二种为螺栓紧固式结构，将螺母焊接在车架上，通过螺栓与螺母的配合实现电池包壳体与车架的固定安装，但是在具体操作过程中，由于焊接螺母的使用寿命有限(通常为10次)，当更换电池包的次数超出螺母的使用寿命后，将会影响其固定的效果，进而可能导致安全事故的发生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种固定装置及汽车，解决了现有技术中将用于固定动力电池包的螺母焊接在车架上导致的螺母无法更换，超期使用固定效果不佳的问题。

为了实现上述目的，本实用新型的一方面提供一种固定装置，用于固定动力电池包，包括螺栓、齿轮螺母、锁止机构和用于固定所述锁止机构的基座，所述基座固定在车架上，所述基座包括用于支撑所述齿轮螺母的支撑部，以及用于拆卸所述齿轮螺母的换件部，且所述支撑部与所述换件部相互连通，所述锁止机构用于锁止装配在支撑部上的齿轮螺母，所述螺栓与锁止的齿轮螺母通过螺纹连接固定所述动力电池包。

优选地，所述支撑部和所述换件部均为槽结构，且所述支撑部的槽底设有圆形开口，所述换件部的槽底设有方形开口，所述圆形开口的口径大于所述螺栓的栓柱直径且小于所述齿轮螺母的轮廓外径，所述方形开口的口径大于所述齿轮螺母的轮廓外径。

较佳地，所述齿轮螺母包括内螺纹螺母和与所述内螺纹螺母同轴且一体成型的外齿轮。

进一步地，所述锁止机构包括镜像设置在所述支撑部两侧的第一锁止部和第二锁止部，所述第一锁止部用于在所述齿轮螺母逆时针旋转时，与所述外齿轮咬合锁止所述齿轮螺母，所述第二锁止部用于在所述齿轮螺母顺时针旋转时，与所述外齿轮咬合锁止所述齿轮螺母。

优选地，所述第一锁止部包括第一棘齿总成，第一限位柱和第一锁子块，所述第二锁止部包括第二棘齿总成，第二限位柱和第二锁子块，所述第一锁子块同所述第二锁子块对称固定在所述支撑部的两侧，所述第一限位柱同所述第二限位柱对称固定在所述支撑部的两侧，且所述第一限位柱/第二限位柱至所述支撑部的距离小于所述第一锁子块/第二锁子块至所述支撑部的距离；

所述第一棘齿总成套设在所述第一限位柱上，所述第一锁子块用于控制所述第一棘齿总成的转动范围，所述第二棘齿总成套设在所述第二限位柱上，所述第二锁子块用于控制所述第二棘齿总成的转动范围，当所述齿轮螺母逆时针旋转时通过所述第一棘齿总成锁止，当所述齿轮螺母顺时针旋转时通过所述第二棘齿总成锁止。

优选地，所述第一棘齿总成/第二棘齿总成包括一体成型的棘齿和旋转体，所述旋转体的一侧开设有转动限位凹槽，所述旋转体的中心开设有上下贯通的限位孔，所述第一限位柱/第二限位柱与所述限位孔套接，所述第一锁子块/第二锁子块与所述转动限位凹槽配合作用以限制所述旋转体的转动范围。

较佳地，所述棘齿与所述外齿轮的轮齿匹配咬合，所述旋转体与所述棘齿的端面呈逐步缩减趋势。

可选地，所述旋转体的底部设有回位弹簧，所述回位弹簧用于驱使所述旋转体回归预定位置。

优选地，所述第一锁子块/第二锁子块包括固定体以及设在所述固定体一端的凸柱，所述凸柱处于所述转动限位凹槽中，使得所述旋转体只能够在所述转动限位凹槽的区域范围内转动。

与现有技术相比，本实用新型提供的固定装置具有以下有益效果：

本实用新型提供的固定装置中，由螺栓、齿轮螺母、锁止机构和基座组成，其中，锁止机构固定在基座上，基座固定在车架上，进而可实现锁止机构与车架的相对固定，由于基座上设有底部开口的支撑部和换件部，且支撑部和换件部相互连通，这样在安装动力电池包的过程中，可将螺母通过换件部的底部开口送入换件部中，然后平移至支撑部预定位置由支撑部托住齿轮螺母，并使用锁止机构对齿轮螺母锁止防止其转动，完成齿轮螺母的装配，又由于装配的齿轮螺母在支撑部和锁止机构的共同作用下只能够平移移动而不能够旋转转动，因此齿轮螺母在受到螺栓的旋转力作用下可实现相对固定的功能，在齿轮螺母受到机械手的水平力作用下可实现水平移位的功能，这样在装配螺栓的过程中，通过将螺栓的栓体依次穿过动力电池包壳体和换件部的底部开口，并平移至支撑部的对应位置与齿轮螺母螺纹连接，紧固后即可实现对动力电池包的固定，而当需要更换螺母时，逆序上述过程将齿轮螺母拆下更换重装即可，可见，采用上述结构的固定装置不仅能够实现与现有技术中螺母焊接在车架上同样的固定的效果，而且还能够实现螺母和/或螺栓的自由拆卸，进而可便捷的对超期使用的螺母和/或螺栓进行更换。

本实用新型的一方面提供一种汽车，包括上述技术方案所述的动力电池包固定装置。

与现有技术相比，本实用新型提供的汽车的有益效果与上述技术方案提供的固定装置的有益效果相同，在此不做赘述。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为实施例一中固定装置的装配立体图；

图2为图1中固定装置的剖面结构示意图；

图3为图1中固定装置的爆炸图；

图4为图1中第一棘齿总成和第二棘齿总成的放大结构示意图；

图5为图1中第一锁子块和第二锁子块的放大结构示意图。

附图标记：

1-基座， 2-齿轮螺母；

3-锁止机构， 4-螺栓；

11-支撑部， 12-换件部；

21-内螺纹螺母， 22-外齿轮；

31-第一锁止部， 32-第二锁止部；

311-第一锁子块， 312-第一限位柱；

313-第一棘齿总成， 321-第二锁子块；

322-第二限位柱， 323-第二棘齿总成；

331-凸柱， 341-固定体；

333-棘齿， 334-旋转体；

3341-限位孔， 3342-转动限位凹槽。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本实用新型保护的范围。

实施例一

请参阅图1至图3，本实施例提供的固定装置，用于固定动力电池包，包括螺栓4、齿轮螺母2、锁止机构3和用于固定锁止机构3的基座1，基座1固定在车架上，基座1包括用于支撑齿轮螺母2的支撑部11，以及用于拆卸齿轮螺母2的换件部12，且支撑部11与换件部12相互连通，锁止机构3用于锁止装配在支撑部11上的齿轮螺母2，螺栓4与锁止的齿轮螺母2通过螺纹连接固定动力电池包。

本实施例提供的固定装置中，由螺栓4、齿轮螺母2、锁止机构3和基座1组成，其中，锁止机构3固定在基座1上，且基座1固定在车架上，进而可实现锁止机构3与车架的相对固定，由于基座1上设有底部开口的支撑部11和换件部12，且支撑部11和换件部12相互连通，这样在安装动力电池包的过程中，可将螺母通过换件部12的底部开口送入换件部12中，然后平移至支撑部11的预定位置由支撑部11托住齿轮螺母2，并使用锁止机构3对齿轮螺母2锁止防止其转动，完成齿轮螺母2的装配，又由于装配的齿轮螺母2在支撑部11和锁止机构3的共同作用下只能够平移移动而不能够旋转转动，因此齿轮螺母2在受到螺栓4的旋转力作用下可实现相对固定的功能，在齿轮螺母2受到机械手的水平力作用下可实现水平移位的功能，这样在装配螺栓4的过程中，通过将螺栓4的栓体依次穿过动力电池包壳体和换件部12的底部开口，并平移至支撑部11的对应位置与齿轮螺母2螺纹连接，紧固后即可实现对动力电池包的固定，而当需要更换螺母时，逆序上述过程将齿轮螺母2拆下更换重装即可，可见，采用上述结构的固定装置不仅能够实现与现有技术中螺母焊接在车架上同样的固定的效果，而且还能够实现螺母和/或螺栓的自由拆卸，进而可便捷的对超期使用的螺母和/或螺栓进行更换。

可以理解的是，锁止机构3、基座1、车架三者之间的固定方式多种多样，本实施例在此不对上述固定方式进行限定，例如，可以为“焊接”、“冲压”“铆接”“螺栓紧固”等固定方式。

具体地，请参阅图1和图3，上述实施例中的支撑部11和换件部12均为槽结构，且支撑部11的槽底设有圆形开口，换件部12的槽底设有方形开口，圆形开口的口径大于螺栓4的栓柱直径且小于齿轮螺母2的轮廓外径，方形开口的口径大于齿轮螺母2的轮廓外径。

齿轮螺母2包括内螺纹螺母21和与内螺纹螺母21同轴且一体成型的外齿轮22。

具体实施时，通过在支撑部11的槽底设置圆形开口，使得螺栓4能够从支撑部11的槽底与内螺纹螺母21建立螺纹连接关系，而将圆形开口的口径设置成大于螺栓4的栓柱直径且小于齿轮螺母2的轮廓外径，是为了实现螺栓4的栓柱可以通过圆形开口与内螺纹螺母21螺纹连接，而外齿轮22却能够被圆形开口卡住，这样在支撑部11和锁止机构3的共同作用下，可实现齿轮螺母2的相对固定，即此时的齿轮螺母2只能做平移移动而不能够被旋转转动，因此在紧固螺栓4时齿轮螺母2会处于相对固定的状态，起到方便螺栓4装配的作用，而通过机械手也可以将齿轮螺母2从支撑部11平移至换件部12，起到方便齿轮螺母2拆卸的作用；另外，换件部12的槽底设有方形开口，且方形开口的口径应大于齿轮螺母2的轮廓外径，方形开口是为了齿轮螺母2进入基座1的便利性而设置的，通过机械手抓取齿轮螺母2可快速的对齿轮螺母2进行更换。

可见，现有技术中为了解决电动汽车充电时间长、续航里程短的技术瓶颈，通常采取急速更换动力电池包的技术手段来解决上述问题；例如，在更换动力电池包的过程中，首先需要对动力电池包固定装置进行拆除，而现有的动力电池包固定装置通常是将齿轮螺母2焊死在车架上，因此只需卸除螺栓4即可将动力电池包取下，此种结构虽然具有结构简单、成本低的优点，但是，在频繁拆卸动力电池包的过程中，齿轮螺母2的使用寿命将会逐步降低，因此一旦拆卸的次数达到齿轮螺母2的使用寿命上限时，其固定效果将会大打折扣，进而存在安全隐患，而采用本实施例中结构设计，可实现螺栓4和齿轮螺母2的可拆卸更换，很好的解决了现有技术中存在的问题。

具体地，请继续参阅图1和图3，上述实施例中的锁止机构3包括镜像设置在支撑部11两侧的第一锁止部31和第二锁止部32，第一锁止部31用于在齿轮螺母2逆时针旋转时，与外齿轮22咬合锁止齿轮螺母2，第二锁止部32用于在齿轮螺母2顺时针旋转时，与外齿轮22咬合锁止齿轮螺母2。

进一步地，第一锁止部31包括第一棘齿总成313，第一限位柱312和第一锁子块311，第二锁止部32包括第二棘齿总成323，第二限位柱322和第二锁子块321，第一锁子块311同第二锁子块321对称固定在支撑部11的两侧，第一限位柱312同第二限位柱322对称固定在支撑部11的两侧，且第一限位柱312/第二限位柱322至支撑部11的距离小于第一锁子块311/第二锁子块321至支撑部11的距离；

进一步地，请接着参阅图1和图3，第一棘齿总成313套设在第一限位柱312上，第一锁子块311用于控制第一棘齿总成313的转动范围，第二棘齿总成323套设在第二限位柱322上，第二锁子块321用于控制第二棘齿总成323的转动范围，当齿轮螺母2逆时针旋转时通过第一棘齿总成313锁止，当齿轮螺母2顺时针旋转时通过第二棘齿总成323锁止。

进一步地，请参阅图4，第一棘齿总成313/第二棘齿总成323包括一体成型的棘齿333和旋转体334，旋转体334的一侧开设有转动限位凹槽3342，旋转体334的中心开设有上下贯通的限位孔3341，第一限位柱312/第二限位柱322与限位孔3341套接，第一锁子块311/第二锁子块321与转动限位凹槽3342配合作用以限制旋转体334的转动范围。

进一步地，请参阅图4和图5，第一锁子块311/第二锁子块321包括固定体341以及设在固定体341一端的凸柱331，凸柱331处于转动限位凹槽3342中，使得旋转体334只能够在转动限位凹槽3342的区域范围内转动。

示例性地，请参阅图3或图4，上述实施例中的棘齿333与外齿轮22的轮齿匹配咬合，旋转体334与棘齿333的端面呈逐步缩减趋势。

具体实施时，分别将第一棘齿总成313套接在第一限位柱312上，使得第一棘齿总成313可绕第一限位柱312旋转运动，以及将第二棘齿总成323套接在第二限位柱322上，使得第二棘齿总成323可饶第二限位柱322旋转运动，同时为了提高齿轮螺母2的锁止控制精度，本实施例通过在第一棘齿总成313旁设置第一锁子块311对第一棘齿总成313的转动范围进行限制，以及通过在第二棘齿总成323旁设置第二锁子块321对第二棘齿总成323的转动范围进行限制，在具体装配过程中，第一限位柱312、第一锁子块311以及第二限位柱322、第二锁子块321的装配位置都是经过精确测量设定的，因此在将第一棘齿总成313套接第一限位柱312后，第一锁子块311中的凸柱331正好落入到第一棘齿总成313的转动限位凹槽3342中，此时当齿轮螺母2逆时针旋转时，会带动处于咬合状态的第一棘齿总成313顺时针转动，直至第一棘齿总成313的转动限位凹槽3342槽壁被凸柱331阻挡后，第一棘齿总成313处于卡死状态，进而锁止与第一棘齿总成313同样处于咬合状态的齿轮螺母2，使得齿轮螺母2不能够继续朝被阻挡的方向转动；同样的，在将第二棘齿总成323套接第二限位柱322后，第二锁子块321中的凸柱331正好落入到第二棘齿总成323的转动限位凹槽3342中，此时当齿轮螺母2顺时针旋转时，会带动处于咬合状态的第二棘齿总成323逆时针转动，直至第二棘齿总成323的转动限位凹槽3342槽壁被凸柱331阻挡后，第二棘齿总成323处于卡死状态，进而锁止与第二棘齿总成323同样处于咬合状态的齿轮螺母2，使得齿轮螺母2不能够继续朝被阻挡的方向转动。

可见，通过上述结构的设置，通过螺栓4依次穿透固定动力电池包壳体、圆形开口与齿轮螺母2螺纹连接，在顺时针转动螺栓4与齿轮螺母2紧固的过程中，第二锁止部32起作用对齿轮螺母2进行锁止，使得齿轮螺母2处于相对固定的状态，方便螺栓4与齿轮螺母2的紧固过程，而在逆时针转动螺栓4与齿轮螺母2松脱的过程中，第一锁止部31起作用对齿轮螺母2进行锁止，使得齿轮螺母2处于相对固定的状态，方便螺栓4与齿轮螺母2的松脱过程，故使用本实施例提供的装置，无论是在螺栓4与齿轮螺母2的紧固过程还是松脱过程，均可在齿轮螺母2非焊接固定状态下实现，实现对螺栓4和/或螺母的可拆卸更换。

优选地，为了避免第一棘齿总成313和/或第二棘齿总成323不能够及时回位造成的齿轮螺母2无法被有效锁止的情况发生，本实施例通过在旋转体334的底部设置回位弹簧(附图未示出)，回位弹簧用于驱使旋转体334回归预定位置，这样可保证第一棘齿总成313和/或第二棘齿总始终趋向齿轮螺母2，有利于对齿轮螺母2进行锁止。

实施例二

本实用新型实施例提供了一种汽车，该汽车包括如实施例一中的固定装置。

与现有技术相比，本实用新型实施例提供的汽车的有益效果与上述实施例一提供的固定装置的有益效果相同，在此不做赘述。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种固定装置，用于固定动力电池包，其特征在于，包括螺栓、齿轮螺母、锁止机构和用于固定所述锁止机构的基座，所述基座固定在车架上，所述基座包括用于支撑所述齿轮螺母的支撑部，以及用于拆卸所述齿轮螺母的换件部，且所述支撑部与所述换件部相互连通，所述锁止机构用于锁止装配在支撑部上的齿轮螺母，所述螺栓与锁止的齿轮螺母通过螺纹连接固定所述动力电池包。

2.根据权利要求1所述的固定装置，其特征在于，所述支撑部和所述换件部均为槽结构，且所述支撑部的槽底设有圆形开口，所述换件部的槽底设有方形开口，所述圆形开口的口径大于所述螺栓的栓柱直径且小于所述齿轮螺母的轮廓外径，所述方形开口的口径大于所述齿轮螺母的轮廓外径。

3.根据权利要求1所述的固定装置，其特征在于，所述齿轮螺母包括内螺纹螺母和与所述内螺纹螺母同轴且一体成型的外齿轮。

4.根据权利要求3所述的固定装置，其特征在于，所述锁止机构包括镜像设置在所述支撑部两侧的第一锁止部和第二锁止部，所述第一锁止部用于在所述齿轮螺母逆时针旋转时，与所述外齿轮咬合锁止所述齿轮螺母，所述第二锁止部用于在所述齿轮螺母顺时针旋转时，与所述外齿轮咬合锁止所述齿轮螺母。

5.根据权利要求4所述的固定装置，其特征在于，所述第一锁止部包括第一棘齿总成，第一限位柱和第一锁子块，所述第二锁止部包括第二棘齿总成，第二限位柱和第二锁子块，所述第一锁子块同所述第二锁子块对称固定在所述支撑部的两侧，所述第一限位柱同所述第二限位柱对称固定在所述支撑部的两侧，且所述第一限位柱/第二限位柱至所述支撑部的距离小于所述第一锁子块/第二锁子块至所述支撑部的距离；

所述第一棘齿总成套设在所述第一限位柱上，所述第一锁子块用于控制所述第一棘齿总成的转动范围，所述第二棘齿总成套设在所述第二限位柱上，所述第二锁子块用于控制所述第二棘齿总成的转动范围，当所述齿轮螺母逆时针旋转时通过所述第一棘齿总成锁止，当所述齿轮螺母顺时针旋转时通过所述第二棘齿总成锁止。

6.根据权利要求5所述的固定装置，其特征在于，所述第一棘齿总成/第二棘齿总成包括一体成型的棘齿和旋转体，所述旋转体的一侧开设有转动限位凹槽，所述旋转体的中心开设有上下贯通的限位孔，所述第一限位柱/第二限位柱与所述限位孔套接，所述第一锁子块/第二锁子块与所述转动限位凹槽配合作用以限制所述旋转体的转动范围。

7.根据权利要求6所述的固定装置，其特征在于，所述棘齿与所述外齿轮的轮齿匹配咬合，所述旋转体与所述棘齿的端面呈逐步缩减趋势。

8.根据权利要求6所述的固定装置，其特征在于，所述旋转体的底部设有回位弹簧，所述回位弹簧用于驱使所述旋转体回归预定位置。

9.根据权利要求6所述的固定装置，其特征在于，所述第一锁子块/第二锁子块包括固定体以及设在所述固定体一端的凸柱，所述凸柱处于所述转动限位凹槽中，使得所述旋转体只能够在所述转动限位凹槽的区域范围内转动。

10.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的固定装置。