CN212685303U - 换电设备防坠落装置以及包括其的换电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种换电设备防坠落装置以及包括其的换电设备，换电设备防坠落装置包括卡位机构，卡位机构连接于换电执行机构，并具有第一状态和第二状态，当卡位机构处于第一状态时，卡位机构与换电设备相卡合连接，以阻止换电执行机构向上或向下移动；当卡位机构处于第二状态时，卡位机构与换电设备脱离卡合连接。本实用新型通过卡位机构实现换电执行机构机构失速下落或者超速上升时的紧急制动。在换电设备失电、驱动换电执行机构的动力装置损坏、换电执行机构的速度过高时，卡位机构进行卡合从而将换电执行机构卡住，避免换电执行机构继续移动。由此避免了换电执行机构受到冲击而损毁，提高换电设备的安全性。

Description

换电设备防坠落装置以及包括其的换电设备

技术领域

本实用新型涉及一种换电设备防坠落装置以及包括其的换电设备。

背景技术

对现有的电动车辆进行换电时，通常需要将亏电的电池从电动车辆取出并运输到充电架上，并从充电架上将满电的电池取出并运输到电动车辆。其中，充电架上通常通过堆放的形式储存电池，因此换电设备在取出或放置电池的时候，不仅需要换电设备在水平方向进行移动，也需要换电设备在垂直方向进行移动。

换电设备在垂直方向的运动中，如果发生故障失速或者失电，就会导致换电执行机构失控下落甚至自由落体，由此导致换电设备损坏。并且换电设备上的电池包也会一起损坏，严重情况下甚至会导致电池包受损后的爆燃和爆炸。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中换电设备在发生故障和失电后，缺乏安全保障，会失控下落导致换电设备以及电池包的损坏，造成安全隐患的缺陷，提供一种换电设备防坠落装置以及包括其的换电设备。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种换电设备防坠落装置，用在换电设备中，所述换电设备包括用于拆装电池包的换电执行机构，其特点在于，所述换电设备防坠落装置包括：

卡位机构，所述卡位机构连接于所述换电执行机构，并具有第一状态和第二状态，当所述卡位机构处于第一状态时，所述卡位机构与所述换电设备相卡合连接，以阻止所述换电执行机构向上或向下移动；当所述卡位机构处于第二状态时，所述卡位机构与所述换电设备脱离卡合连接。

本方案中，通过卡位机构实现换电执行机构机构因故障而失速下落时的紧急制动。其中，故障包括换电设备失电、驱动换电执行机构的动力装置损坏、换电执行机构的下降速度过高。在第一状态时，卡位机构进行卡合从而将换电执行机构卡住，避免换电执行机构继续移动。一旦故障解除，则卡位机构恢复到第二状态而与换电设备脱离卡合连接并且不影响换电执行机构的正常升降。

较佳地，所述卡位机构具有连接于所述换电执行机构的伸出部，所述换电设备具有抵接部，当所述卡位机构处于第一状态时，所述伸出部向下抵接于所述抵接部。

相对于换电执行机构的升降移动，通过一个相对固定的抵接部为卡位机构提供阻止继续下降的阻力；在进行卡合过程中，伸出部向下抵接在抵接部上，由此卡合产生的冲击力通过伸出部传递到抵接部，此时抵接部为整个换电执行机构提供向上的支撑力，从而有效地起到防坠落阻挡作用，同时，避免了因换电执行机构及其运载的电池包的重力过大导致抵接部的损坏。

较佳地，所述卡位机构还具有驱动部，所述驱动部与所述伸出部连接并用于驱动所述伸出部伸出或缩回，从而使得所述卡位机构在第一状态和第二状态之间进行切换。

通过驱动部驱动伸出部的伸出或缩回，简单有效地实现了卡位机构的状态切换。伸出部伸出时使卡位机构与换电设备相卡合连接而相对固定，而且伸出部缩回时可以避开其他结构从而不影响换电执行机构的升降。

较佳地，所述换电设备上设有齿条，其中，所述齿条具有沿高度方向上设置的多个所述抵接部。

齿条在高度方向上延伸，能够完全覆盖换电执行机构升降过程中的各个高度。由此，通过在齿条上设置多个抵接部能够缩短伸出部与抵接部之间的移动距离，使得任意高度的换电执行机构在故障和失速时，不需要移动过多距离就能够与抵接部卡合，从而都能够及时进行制动。

较佳地，所述换电设备具有框架，所述框架的两侧为纵梁，其中，所述换电执行机构被设置为可沿着所述纵梁的高度方向来回移动，所述齿条设于所述纵梁上。

换电执行机构的伸出部直接作用于纵梁，纵梁作为框架的一部分具有足够的强度从而能够为换电执行机构提供足够的防坠落阻力和支撑力。

较佳地，所述伸出部为一卡板，所述卡板的一端连接于所述换电执行机构，所述驱动部与所述卡板的另一端相连接并驱动所述卡板的端部伸出或缩回。

卡板的结构简单，便于实现状态切换，同时在使用中若卡板发生损坏的情况，也可以减少更换的成本，有利于重复使用。

较佳地，所述驱动部包括电磁推杆，所述电磁推杆和所述卡板连接，其中，所述电磁推杆上设置有弹力元件，所述弹力元件初始为压缩状态，所述弹力元件用于在所述电磁推杆失电时通过弹力将电磁推杆弹出并带动卡板伸出，使得所述卡板与所述抵接部卡合。

电磁推杆能够及时响应控制信号从而及时驱动卡板的伸出与缩回，有利于在故障时迅速产生制动。正常状态下，电磁推杆在磁力作用下而被固定从而对弹力元件进行预紧，使卡板保持缩回状态；一旦发生故障时，通过电信号进行控制电磁推杆不再通电，电磁推杆的磁力消失，处于预紧状态的弹簧在弹性作用下迅速弹出使电磁推杆移动，从而及时实现卡板伸出并与对应的抵接部相卡合连接。

较佳地，所述弹力元件为压簧。在其他可替代的方式中，也可以采用在电磁推杆轴向方向提高弹性力的其他弹力元件。

较佳地，所述换电设备防坠落装置包括连接于换电执行机构的安装座，所述卡板的一端连接于所述安装座并相对于所述安装座可旋转，所述安装座上设置有穿孔，所述电磁推杆上连接有连接元件，所述连接元件穿过所述穿孔的一端与所述卡板的另一端相连接。

为了实现卡板的一端的伸出与缩回，将固定在安装座的一端设置为可相对安装座旋转的结构，使得卡板的伸出与缩回更顺畅。卡板通过在弹性元件的弹性力作用或电磁推杆的磁力作用的驱下产生旋转从而伸出或缩回，整个卡板和电磁推杆的运动结构简单，可靠性强。同时卡板的伸出的一端能够及时响应电磁推杆的动作，提高了故障时的反应速度。

较佳地，所述连接元件包含连接帽和连接杆，所述连接杆与所述电磁推杆连接，所述连接帽将所述卡板连接在所述连接杆的另一端。

连接帽和连接杆将卡板和电磁推杆连接起来，连接杆和连接帽进行拆卸也非常便利，有利于更换卡板。电磁推杆也不会直接与卡板接触和磨损，易产生磨损的部位设置于结构简单且成本低的连接杆和连接帽处，能够减少替换时的操作难度以及更换成本。

较佳地，所述卡板上设有通孔，所述通孔的四周形成有凹槽平台，所述连接帽的端部抵接于所述凹槽平台的表面，所述连接杆抵接于所述卡板上与所述凹槽平台相反的一侧。

连接帽的端部抵住凹槽平台，凹槽平台具有限位作用，能够在卡板的反复的缩回和伸出过程中，始终保持卡板位于连接帽与连接杆之间，从而使弹性元件的弹性作用对卡板产生推力而伸出。

较佳地，所述换电执行机构的侧部设置有直角连接板，所述直角连接板一侧与换电执行机构连接，另一侧连接有安装座，其中，所述驱动部和所述卡板分别连接于所述安装座的两侧。

通过直角连接板使得驱动部和卡板设置于换电执行机构的侧部。直角连接板可以整个更换，也可以根据与抵接部的对应距离设置不同规格的直角连接板，从而使得卡板能够和抵接部正常卡合。

较佳地，所述卡板远离所述安装座的一端具有倾斜面，当所述卡位机构处于第一状态时，所述卡板伸出使所述倾斜面呈水平状态从而与所述抵接部完成卡合到位。

在卡板伸出到位后，端部的倾斜面也切换到呈现水平状态，从而能够与抵接部完全贴合，能够将垂直方向的支撑力全部传递给换电执行机构，有效地阻止换电执行机构继续移动。而且在卡板旋转缩回的过程中，倾斜面能够迅速脱离抵接部，不会与抵接部相互干扰。

较佳地，所述换电设备还包括速度检测机构，所述速度检测机构设置在所述框架的顶部横梁上并且用于检测所述换电执行机构的升降速度，当升降速度大于预设速度范围时，所述换电设备的控制单元控制所述卡位机构由所述第二状态切换至所述第一状态。

速度检测机构可以为激光测速器等常规的检测设备，通过检测换电执行机构的速度从而获得换电执行机构是否发生故障，并在发生故障后能够及时控制启动卡位机构。

一种换电设备，其特点在于，其包括所述换电设备防坠落装置。

较佳地，所述换电设备的两侧分别设有所述换电设备防坠落装置。

一种换电设备防坠落方法，其特点在于，其利用所述换电设备防坠落装置实现，包括：

检测换电执行机构的升降状态，

根据所述升降状态控制所述卡位机构在所述第一状态和所述第二状态之间切换。

较佳地，所述升降状态包括所述换电执行机构的升降速度，当所述升降速度大于预设速度范围时，控制所述卡位机构由第二状态切换至第一状态使所述卡位机构与所述换电设备相卡合连接从而阻止所述换电执行机构移动。

本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型通过卡位机构实现换电执行机构机构因故障而失速下落时的紧急制动。在换电设备失电、驱动换电执行机构的动力装置损坏、换电执行机构的下降速度过高时，卡位机构进行卡合从而将换电执行机构卡住，避免换电执行机构继续移动。由此避免了换电执行机构受到冲击而损毁，提高换电设备的安全性。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的换电设备的整体示意图。

图2为本实用新型较佳实施例的换电设备防坠落装置的外部结构示意图。

图3为本实用新型较佳实施例的换电设备防坠落装置的内部结构示意图。

图4为本实用新型较佳实施例的卡板的伸出状态结构示意图。

图5为本实用新型较佳实施例的卡板的缩回状态结构示意图。

图6为本实用新型较佳实施例的卡板与周边结构的立体示意图。

图7为本实用新型较佳实施例的卡板与周边结构的侧示意图。

图8为本实用新型较佳实施例的卡板的结构示意图。

图9为本实用新型较佳实施例的连接元件的结构示意图。

图10为本实用新型较佳实施例的电磁推杆和连接元件的连接示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。

如图1所示，本实施例公开了一种换电设备，换电设备包括换电执行机构2、框架1、速度检测机构3以及换电设备防坠落装置4。其中，框架1包括纵梁11。换电执行机构2可以沿着纵梁11的长度方向进行升降。如图2所示，换电设备防坠落装置4连接于换电执行机构2上。本实施例中，进一步设置为换电执行机构2的两侧分别设有换电设备防坠落装置4。

速度检测机构3设置在框架1的顶部横梁12上并且用于检测换电执行机构2的升降速度，当升降速度大于预设速度范围时，换电设备的控制单元控制卡位机构40由第二状态切换至第一状态。

速度检测机构3可以为激光测速器等常规的检测设备，通过检测换电执行机构2的速度从而获得换电执行机构2是否发生故障。由此控制单元能够及时控制启动卡位机构40。

如图2和图3所示，本实施例公开了一种换电设备防坠落装置4，换电设备防坠落装置4包括卡位机构40，卡位机构40连接于换电执行机构2，并具有第一状态和第二状态，当卡位机构40处于第一状态时，卡位机构40与换电设备相卡合连接，以阻止换电执行机构2向上或向下移动；当卡位机构40处于第二状态时，卡位机构40与换电设备脱离卡合连接。

本实施例中，通过卡位机构40实现换电执行机构2机构失速下落时或上升过程中出现故障而下降时的紧急制动。其中，第一状态包括换电设备失电、驱动换电执行机构2的动力装置损坏、换电执行机构2的速度过高。在第一状态时，卡位机构40进行卡合从而将换电执行机构2卡住，避免换电执行机构2继续移动。一旦恢复到第二状态，则卡位机构40脱离且不影响换电执行机构2的正常升降。

如图3所示，本实施例的卡位机构40具有连接于换电执行机构2的伸出部。伸出部为一卡板43。卡板43的结构简单，同时在使用中卡板43发生损坏的情况下也可以减少更换的成本，有利于重复使用。

如图3所示，卡板43的一端连接于换电执行机构2，卡板43的另一端与一驱动部41相连接并驱动卡板43的端部伸出或缩回。驱动部41与卡板43连接并用于驱动卡板43伸出或缩回，从而使得卡位机构40在如图4所示的第一状态和如图5所示的第二状态之间进行切换。

如图4所示，当卡位机构40处于第一状态时，卡板43向下抵接于抵接部51。在进行卡合过程中，抵接部51作为固定的部分提供支撑力，从而将卡板43顶住并支撑，由此卡合产生的冲击力通过伸出部传递到抵接部51，作用于纵梁11，纵梁11作为框架1的一部分能够提供足够的强度并提供支撑力。最后传递到换电执行机构2整体上。

如图3所示，换电设备上设有齿条5，其中，齿条5具有沿高度方向上设置的多个抵接部51。齿条5设于纵梁11上。齿条5在高度方向上延伸，能够覆盖换电执行机构2在运行中的各个高度。由此，通过设置的多个抵接部51能够缩短抵接部51之间的距离，使得任意高度的换电执行机构2在故障和失速时，不需要移动过多距离就能够与抵接部51卡合，从而都能够及时进行制动。

如图3和图4所示，换电执行机构2的侧部设置有直角连接板44，直角连接板44一侧与换电执行机构2连接，另一侧连接有安装座45，其中，驱动部41和卡板43分别连接于安装座45的两侧。

通过直角连接板44使得驱动部和卡板43设置于换电执行机构2的侧部。直角连接板44可以整个更换，也可以根据与抵接部51的对应距离设置不同规格的直角连接板44，从而使得卡板43能够和抵接部51正常卡合。

如图3和图4所示，驱动部41包括可以往复移动的电磁推杆411，电磁推杆411和卡板43连接。电磁推杆411推出时带动卡板43伸出，电磁推杆411缩回时带动卡板43缩回。电磁推杆411通过电磁力控制运动。其中，电磁推杆411上设置有弹力元件46，弹力元件46初始为压缩状态，弹力元件46在失电时通过弹力将电磁推杆411弹出并带动卡板43伸出，使得卡板43与抵接部51卡合。在正常状态下，驱动部41通电产生电磁力吸住电磁推杆411，从而使得电磁推杆411克服弹力元件46的弹力缩回。

电磁推杆411能够及时响应控制信号从而及时驱动卡板43的伸出与缩回，有利于在故障时迅速产生制动。同时，电磁推杆411通过弹力元件46进行预紧，在电磁推杆411没有动作的情况下就使得卡板43伸出，在电磁推杆411动作的情况下使得卡板43缩回。其中，电磁推杆411通过电信号进行控制，当不通电时就保持卡板43伸出。其中，不通电除了正常状态下不通电，还包括故障情况下电磁推杆411失电的情况。由此，确保了在失电状态下，卡板43也能够及时进行卡合。

本实施例的弹力元件46为压簧。在其他可替代的方式中，也可以采用在电磁推杆411轴向方向提高弹性力的其他弹力元件46。

如图6和图7所示，本实施例的换电设备防坠落装置4包括连接于换电执行机构2的安装座45，卡板43的一端连接于安装座45并相对于安装座45可旋转，安装座45上设置有穿孔451，电磁推杆411上连接有连接元件42，连接元件42穿过穿孔451的一端与卡板43的另一端相连接。

本实施例中，通过卡板43的一端相对安装座45旋转的方式实现卡板43的另一端伸出或缩回从而与抵接部51相卡合或者脱离。卡板43通过电磁推杆411产生的驱动力旋转，整个卡板43和电磁推杆411的运动结构简单，可靠性强。同时卡板43的伸出的一端能够及时响应电磁推杆411的动作，提高了故障时的反应速度。

如图7、图9和图10所示，本实施例的连接元件42包含连接帽421和连接杆422，连接杆422与电磁推杆411连接，连接帽421将卡板43连接在连接杆422的另一端。连接帽421和连接杆422将卡板43和电磁推杆411连接起来，连接杆422和连接帽421进行拆卸也非常便利，有利于更换卡板43。电磁推杆411也不会直接与卡板43接触和磨损，易产生磨损的部位设置于结构简单且成本低的连接杆422和连接帽421处，能够减少更换时的操作难度以及更换成本。

如图7所示，本实施例的卡板43远离安装座45的一端具有倾斜面430，当卡位机构40处于第一状态时，卡板43伸出使倾斜面430呈水平状态从而与抵接部51完成卡合到位。在卡板43旋转缩回的过程中，倾斜面430能够迅速被抬离抵接部51，不会受到抵接部51的阻挠。在卡板43伸出状态下，水平状态的倾斜面430能够将垂直方向的支撑力全部传递给换电执行机构2。

如图8所示，本实施例的卡板43上设有通孔431，通孔431的四周形成有凹槽平台432，连接帽421的端部抵接于凹槽平台432的表面，连接杆422抵接于卡板43上与凹槽平台432相反的一侧。如图7所示，连接帽421的端部抵住凹槽平台432从而提供对卡板43的推力。凹槽平台432也具有限位作用，能够在卡板43的反复的缩回和伸出过程中，始终保持连接帽421被限位在凹槽平台432。

本实施例还公开了一种换电设备防坠落方法，其利用换电设备防坠落装置4实现，包括：检测换电执行机构2的升降状态；根据升降状态控制卡位机构40在第一状态和第二状态之间切换。

其中，升降状态包括换电执行机构2的升降速度，当升降速度大于预设速度范围时，控制卡位机构40由第二状态切换至第一状态使卡位机构40与换电设备相卡合连接从而阻止换电执行机构2移动。

本实用新型通过卡位机构实现换电执行机构机构失速下落时的紧急制动。在换电设备失电、驱动换电执行机构的动力装置损坏、换电执行机构的速度过高时，卡位机构进行卡合从而将换电执行机构卡住，避免换电执行机构继续移动。由此避免了换电执行机构受到冲击而损毁，提高换电设备的安全性。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (16)

1.一种换电设备防坠落装置，用在换电设备中，所述换电设备包括用于拆装电池包的换电执行机构，其特征在于，所述换电设备防坠落装置包括：

卡位机构，所述卡位机构连接于所述换电执行机构，并具有第一状态和第二状态，当所述卡位机构处于第一状态时，所述卡位机构与所述换电设备相卡合连接，以阻止所述换电执行机构向上或向下移动；当所述卡位机构处于第二状态时，所述卡位机构与所述换电设备脱离卡合连接。

2.如权利要求1所述的换电设备防坠落装置，其特征在于，所述卡位机构具有连接于所述换电执行机构的伸出部，所述换电设备具有抵接部，当所述卡位机构处于第一状态时，所述伸出部向下抵接于所述抵接部。

3.如权利要求2所述的换电设备防坠落装置，其特征在于，所述卡位机构还具有驱动部，所述驱动部与所述伸出部连接并用于驱动所述伸出部伸出或缩回，从而使得所述卡位机构在第一状态和第二状态之间进行切换。

4.如权利要求3所述的换电设备防坠落装置，其特征在于，所述换电设备上设有齿条，其中，所述齿条具有沿高度方向上设置的多个所述抵接部。

5.如权利要求4所述的换电设备防坠落装置，其特征在于，所述换电设备具有框架，所述框架的两侧为纵梁，其中，所述换电执行机构被设置为可沿着所述纵梁的高度方向来回移动，所述齿条设于所述纵梁上。

6.如权利要求4所述的换电设备防坠落装置，其特征在于，所述伸出部为一卡板，所述卡板的一端连接于所述换电执行机构，所述驱动部与所述卡板的另一端相连接并驱动所述卡板的另一端伸出或缩回。

7.如权利要求6所述的换电设备防坠落装置，其特征在于，所述驱动部包括电磁推杆，所述电磁推杆和所述卡板连接，其中，所述电磁推杆上设置有弹力元件，所述弹力元件初始为压缩状态，所述弹力元件用于在所述电磁推杆失电时通过弹力将电磁推杆弹出并带动卡板伸出，使得所述卡板与所述抵接部卡合。

8.如权利要求7所述的换电设备防坠落装置，其特征在于，所述弹力元件为压簧。

9.如权利要求7所述的换电设备防坠落装置，其特征在于，所述换电设备防坠落装置包括连接于换电执行机构的安装座，所述卡板的一端连接于所述安装座并相对于所述安装座可旋转，所述安装座上设置有穿孔，所述电磁推杆上连接有连接元件，所述连接元件穿过所述穿孔的一端与所述卡板的另一端相连接。

10.如权利要求9所述的换电设备防坠落装置，其特征在于，所述连接元件包含连接帽和连接杆，所述连接杆与所述电磁推杆连接，所述连接帽将所述卡板连接在所述连接杆的另一端。

11.如权利要求10所述的换电设备防坠落装置，其特征在于，所述卡板上设有通孔，所述通孔的四周形成有凹槽平台，所述连接帽的端部抵接于所述凹槽平台的表面，所述连接杆抵接于所述卡板上与所述凹槽平台相反的一侧。

12.如权利要求6所述的换电设备防坠落装置，其特征在于，所述换电执行机构的侧部设置有直角连接板，所述直角连接板一侧与换电执行机构连接，另一侧连接有安装座，其中，所述驱动部和所述卡板分别连接于所述安装座的两侧。

13.如权利要求12所述的换电设备防坠落装置，其特征在于，所述卡板远离所述安装座的一端具有倾斜面，当所述卡位机构处于第一状态时，所述卡板伸出使所述倾斜面呈水平状态从而与所述抵接部完成卡合到位。

14.如权利要求5所述的换电设备防坠落装置，其特征在于，所述换电设备还包括速度检测机构，所述速度检测机构设置在所述框架的顶部横梁上并且用于检测所述换电执行机构的升降速度，当升降速度大于预设速度范围时，所述换电设备的控制单元控制所述卡位机构由所述第二状态切换至所述第一状态。

15.一种换电设备，其特征在于，其包括如权利要求1-14任意一项所述的换电设备防坠落装置。

16.如权利要求15所述的换电设备，其特征在于，所述换电设备的两侧分别设有所述换电设备防坠落装置。

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