CN214653280U - 一种车辆换罐站用升降结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及新能源汽车技术领域。目的在于提供一种结构紧凑、工况稳定的车辆换罐站用升降结构，包括设置在底板上方的内方管和套设在内方管外的与内方管相配合的外方管，所述外方管的上端设置顶板；所述外方管内还设置有中心管，所述中心管的上端与外方管固接，中心管穿设在内方管内并与内方管构成滑动配合；所述内方管内还设置有中心螺杆，所述中心螺杆穿设在中心管内并与中心管构成螺纹配合，中心螺杆的下端与固定设置在内方管底部的升降电机连接。本实用新型结构紧凑，能够实现稳定、准确的升降。

Description

一种车辆换罐站用升降结构

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车技术领域,具体涉及一种车辆换罐站用升降结构。

背景技术

近年来，随着传统化石能源燃烧所带来的供应压力和环境污染问题，传统燃油汽车的发展进入了瓶颈期。为此，出于对清洁能源的前景的期盼，节能环保的氢燃料汽车在近几年越来越被人们所提及。目前，在氢燃料汽车开发过程中，由于受到当前加氢站数量少，设置的地址偏远，加氢不方便等问题的制约，氢燃料电池汽车的普及率一直得不到提升。氢燃料汽车与传统燃油车不同，其能源来自于高压缩的氢，这就导致其不可能向传统燃油车一样直接加注燃油。针对上述问题，现有的思路大体上是通过直接更换氢燃料气罐的方式进行燃料补给，然而，截止目前，本领域在氢燃料气罐更换方面的技术止步于理论阶段，真正具有投产意义的氢燃料环罐设备、设施目前在我国还具有非常大的缺口，即使有部分换罐设备，但其在使用上极为不便，且效率低下。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种结构紧凑、工况稳定的车辆换罐站用升降结构。

为实现上述发明目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种车辆换罐站用升降结构，包括设置在底板上方的内方管和套设在内方管外的与内方管相配合的外方管，所述外方管的上端设置顶板；所述外方管内还设置有中心管，所述中心管的上端与外方管固接，中心管穿设在内方管内并与内方管构成滑动配合；所述内方管内还设置有中心螺杆，所述中心螺杆穿设在中心管内并与中心管构成螺纹配合，中心螺杆的下端与固定设置在内方管底部的升降电机连接。

优选的，所述内方管的一侧还设置有用于检测外方管在内方管上位置的升降传感器。

优选的，所述外方管的上端的一侧还设置有润滑油加入口，所述润滑油加入口与中心管连通。

优选的，所述润滑油加入口上设置有由外至内单向导通的单向阀。

优选的，所述中心螺杆内设置有中心孔，所述中心孔由中心螺杆的下部延伸至中心螺杆的上端面，所述中心螺杆的侧壁上还设置有贯穿中心孔与中心螺杆外表面的润滑孔。

本实用新型的有益效果集中体现在：结构紧凑，能够实现稳定、准确的升降。具体来说，本实用新型在使用过程中，升降电机动作，带动中心螺杆动作，进而带动中心管升降，由中心管带动外方管升降，最终带动顶板及安装在顶板上方的各部件动作。本实用新型具备中心管与内方管之间、外方管与内方管之间的双重限位，具有更好的稳定性，同时通过中心螺杆的旋转对升降高度进行调节，保证了升降的精准度。优选设置的润滑油加入口可加入润滑油，使中心螺杆在升降的过程中自动取用润滑油，实现自动润滑。

附图说明

图1为车辆换罐平台的结构示意图；

图2为车辆换罐平台一种优选实施方式的结构示意图；

图3为换罐系统的结构示意图；

图4为图3中A部放大图；

图5为图3中B部放大图；

图6为升降机构的结构示意图；

图7为图6中所示结构一种使用状态示意图；

图8为旋转台的结构示意图；

图9为调整输送器的安装示意图；

图10为图9中所示结构一种使用状态示意图；

图11为平台主体的俯视图；

图12为调整输送器的俯视图；

图13为限位台与推块的结构示意图；

图14为限位台的轴测图。

具体实施方式

结合图1-3所示的，一种车辆换罐平台，主要针对氢燃料新能源汽车进行换罐操作，其包括设置在换罐站00一侧的架空的平台主体1，所述平台主体1的下方设置有用于更换车辆0气罐的换罐系统2，所述换罐系统2顾名思义就是用于换罐的系统，其具备从车辆0上取下待更换氢燃料罐64，将氢燃料罐送至换罐站00内，并从换罐站00内获取新的氢燃料罐64，最后将新的氢燃料罐64放入车辆0上的功能。车辆0停泊在平台主体1上后，由换罐系统2执行换罐操作。所述平台主体1上设置有供换罐系统2操作的操作口3，所述操作口3处设置有能够启闭的操作门4，打开操作门4即可进行操作，一般所述操作门4包括设置在操作口3两侧的两个滑动门扇，两个滑动门扇往两侧退出，则打开操作口3，两个滑动门扇往中间合拢，则关闭操作口3，通过操作门4的隔离，只有在换罐时才打开操作口3，以防止砂石灰尘等侵入。

本实用新型换罐站00一般可采用固定式和可移动式的两种，当采用固定式换罐站00时，这种情况与现有的加油站类似，需要换罐的车辆开到换罐站00处进行氢燃料罐的更换。一般在这种情况下，所述平台主体1与地面平齐，平台主体1的下方设置下沉式基坑，所述换罐系统2位于基坑内，基坑等在换罐站00建设初期就开始规划开设。另一种方式是移动式的换罐站00，如图2中所示，本实用新型可搭载在移动换罐车上进行使用，一般在这种情况下，所述平台主体1为架设在地面上方的浮空式平台，其设置在换罐车的货箱上，平台主体1的两端设置有与平台主体1连接的、供车辆0上下的斜坡面5，以供车辆从两侧进出。在换罐车长度较长的情况下，本实用新型还可以设置两个或更多个平台主体1，此时换罐站00对应的换罐车货箱一般位于两个平台主体1的中间。

结合图3-5所示，本实用新型换罐系统2的包括轨道机构6，以及设置在轨道机构6上的换罐装置，所述轨道机构6与车辆0移动方向垂直。所述换罐装置主要用于实现对罐体的举升、放下、角度调整等操作，所述轨道机构6主要用于实现换罐装置在换罐站00与车辆0之间的移动操作。

如图3所示，所述换罐装置包括设置在轨道机构6上的、能够沿轨道机构6往复移动的底板7，设置在底板7上方的顶板8，设置在底板7和顶板8之间的升降机构9，设置在顶板8上的旋转台10，以及设置在旋转台10上方的罐体支承机构11。所述罐体支承机构11用于实现对罐体的夹持固定，所述旋转台10用于对罐体的周向方位进行调节，所述升降机构9用于实现举升和放下。

本实用新型轨道机构9的具体形式较多，只要能够起到驱动换罐装置在轨道机构9上进行运动的功能即可，例如：轨道机构9包括一根或两根导向轨道，在导向轨道上设置可滑动的换罐装置，通过伸缩缸、丝杠螺母副等实现驱动。但为了简化总体的结构、降低成本，本实用新型更好的做法是，如图3和5中所示，所述轨道机构6包括两根并排布置的导轨12，两根所述导轨12之间沿长度方向均匀分布有多根用于连接两根导轨12的桥接横条板13。所述桥接横条板13可加强两根导轨12之间的连接强度，防止导轨12位置偏移，一般桥接横条板13可直接螺栓连接或焊接在导轨12上，也可以如图3中所示，所述桥接横条板13位于导轨12的底部，桥接横条板13的两端各设置有一个U形的接头槽板20，所述接头槽板20分别通过螺栓与桥接横条板13和导轨12固定连接，以具备更好的总体结构强度和更好的可装配性能。如图5中所示，两根所述导轨12上对应设置有一对与导轨12相配合的、倒扣在导轨12上的、U形的滑动块14。

当然，光设置有导轨12和滑动块14还无法满足驱动需求，因此所述轨道机构6还包括用于驱动滑动块14运动的轨道驱动组件，所述轨道驱动组件包括设置在导轨12两端的一对同步轮，本实用新型设置有两根导轨12，则两根导轨12的端部均设置有同步轮共计四个，为了对同步轮进行保护，所述同步轮外套设有轮壳19，所述轮壳19固定设置在导轨12的两端。所述同步轮之间设置有沿导轨12长度方向延伸的同步皮带15，简单来讲，也就是每一根导轨12上设置有一根循环旋转的同步皮带15，同步皮带15的两端绕过同步轮，通过同步轮转动带动同步皮带15运动，进而利用同步皮带15带动滑动块14运动。因此，本实用新型所述滑动块14与导轨12顶面相对的内侧设置有用于夹紧同步皮带15的皮带夹板，并通过皮带夹板与同步皮带15连接。皮带夹板的设置及具体结构为本领域技术人员熟知的公知常识，在本实用新型中不再对此进行赘述，在图示中也不具体展示。

关于同步轮的驱动，本实用新型所述导轨12的一端之间设置有移动伺服电机16，所述移动伺服电机16的两端均具有输出轴，且移动伺服电机16的两根输出轴通过两个联轴器17与两根导轨12一端的同步轮连接，伺服电机16动作，可同时带动两个同步轮做主动运动，进而带动两根同步皮带15主动运动。所述轨道机构6还包括横向跨设在两根导轨12之间的移动板18，所述移动板18的两端分别通过螺栓与两个滑动块14连接，在滑动块14运动时，即可带动移动板18动作。

在此基础上，为了有效的检测出移动伺服电机16的动作工况，一个所述同步轮的轮轴上还设置有用于检测移动伺服电机16运动状态的旋转编码器21。为了有效的检测出移动板18在导轨12上的移动距离，实现位置反馈，所述导轨12的内表面沿导轨12的长度方向均匀设置有若干用于检测滑动块14在导轨12上位置的方位传感器22。所述方位传感器22可采用压力检测传感器、接触传感器、磁力非接触式传感器等等，只要能检出移动板18的运动状态即可。

此处以接触传感器为例，如图5中所示，所述方位传感器22为接触传感器，所述接触传感器通过螺栓安装在导轨12上，接触传感器的顶部设置有沿上下方向伸缩的接触头23。还包括接触体24，所述接触体24呈L形，接触体24的上段通过螺栓固定在移动板18的边沿上，接触体24的下段与接触传感器上的接触头23相对。在移动板18运动过程中，其上安装的接触体24按压接触传感器的接触头23，从而被接触传感器检测到，为了提高接触的平顺度，所述接触体24的下端设置有水滴状的接触部25，所述接触触感器的接触头23上设置有接触轮26。所述接触部25与接触轮26相对。

本实用新型所述的升降机构9的作用在于，带动其上设置的顶板8和旋转台10、罐体支承机构11以及罐体作上下升降运动。为了实现上述功能，本实用新型可采用的具体结构形式较多，例如：升降机构9可以是气缸、液压缸等等，但气缸和液压缸由于需要设置气源或液压源，总体较为笨重，不便于跟随轨道机构12移动，为此，本实用新型开发了一套升降机构9，该升降机构9结构紧凑小巧，且动作稳定性好，准确性高。

如图6和7所示，所述升降机构9包括设置在底板7上方的内方管27和套设在内方管27外的与内方管27相配合的外方管28，所述外方管28的上端设置顶板8。所述外方管28内还设置有中心管29，所述中心管29的上端与外方管28固接或二者直接为一体结构，中心管29穿设在内方管27内并与内方管27构成滑动配合。换言之，这种结构就是内方管27穿插在外方管28中，且内方管27的管壁介于外方管28的管壁和中心管29的管壁之间，形成上下滑动。

关于如何驱动外方管28上下滑动，本实用新型是在所述内方管27内还设置有中心螺杆30，所述中心螺杆30穿设在中心管29内并与中心管29构成螺纹配合，中心螺杆30的下端与固定设置在内方管27底部的升降电机31连接。使用时，升降电机31动作，带动中心螺杆30动作，进而带动中心管29升降，由中心管29带动外方管27升降，最终带动顶板8及安装在顶板8上方的各部件动作。本实用新型具备中心管29与内方管27之间、外方管28与内方管27之间的双重限位，具有更好的稳定性，同时通过中心螺杆30的旋转对升降高度进行调节，保证了升降的精准度。

外方管28在内方管27上滑动的高度信息直接由升降电机31由零点起始的旋转圈速进行转换确定，当然，为了确定零点的位置，也就是外方管28移动到最下端时的位置，所述内方管27的一侧还设置有用于检测外方管28在内方管27上位置的升降传感器32，所述升降传感器32可以是压力传感器、接触传感器等等，只要能在外方管28下降到最低位置时向总控制系统反馈信号即可。

除此之外，为了保证中心螺杆30在旋转过程中与中心管29螺纹配合的顺畅性，本实用新型所述外方管28的上端的一侧还设置有润滑油加入口33，所述润滑油加入口33与中心管29连通。使用时，通过润滑油加入口33朝中心管29的内腔中打入润滑黄油，中心螺杆30每次行程均能蘸取一定的润滑黄油实现自润滑。为了防止中心螺杆30与中心管29在相对运动的过程中，中心管29上端内的润滑黄油从润滑油加入口33压出，所述润滑油加入口33上设置有由外至内单向导通的单向阀34。除此之外，为了进一步提高对中心螺杆30下端的润滑效果，本实用新型所述中心螺杆30内设置有中心孔35，所述中心孔35由中心螺杆30的下部延伸至中心螺杆30的上端面，所述中心螺杆30的侧壁上还设置有贯穿中心孔35与中心螺杆30外表面的润滑孔36。润滑黄油可依次经过中心孔35和润滑孔36进入中心螺杆30和中心管29之间，实现整段中心螺杆30的润滑。

对于不同的车辆0型号而言，由于罐体在车辆内的安装位置不尽相同，同时也由于泊车位置具有一定的差异性。为了实现罐体安装位置的对准，本实用新型在顶板8上还设置有旋转台10，旋转台10能够实现精准旋转，进而带动上方的罐体进行旋转。当然，为了使得旋转台10能够适配升降机构9的安装，本实用新型所述的旋转台10的旋转电机40不宜布置在旋转台10的轴心位置，为此，本实用新型所述旋转台10包括台座37，所述台座37固定设置在顶板8上，台座37的上表面设置有圆环状的安装槽38。所述旋转台10还包括与安装槽38相配合的旋转环39，所述旋转环39设置在安装槽38内并与安装槽38构成转动配合，所述旋转环39与旋转电机40传动连接。本实用新型旋转环39作为旋转部件，由于其上方安装的氢燃料罐重量较大，通常其还需要匹配一个增大旋转电机40扭矩的减速器，减速电机40安装在外方管28的侧面，减速器安装在减速电机40上方，并通过传动齿轮与旋转环39底部的轴齿啮合实现传动，当然，这种传动方式也并非唯一，只要能起到将减速器的力矩传输至旋转环39即可。所述旋转环39与罐体支承机构11法兰连接。

如图4所示，本实用新型所述罐体支承机构11包括支承板41，所述支承板41上设置有至少一组具有半圆形的夹抱区的夹抱组件，如图4中所示，夹抱组件的数量设置有两组，在罐体较长的情况下，设置更多组也是可行的。所述夹抱组件包括对称布置在支承板两侧的两组夹抱板组，两组夹抱板组之间构成夹抱区。每一组夹抱板组至少包括两张并排布置的弧形板体42，所述弧形板体42可直接与支承板41焊接，形成一体结构，在焊接时，所述弧形板体42的底部设置有直线形的安装边，并通过安装边焊接在支承板41上。当然，支承板41与弧形板体42之间也可以是通过螺栓安装在支承板41上。

所述弧形板体42下部靠近夹抱区的边沿设置有固定凹缺43，所述固定凹缺43内并排设置有多根橡胶接触条44。也就是说，本实用新型弧形板体42在固定凹缺43以外的位置，其与罐体的接触面就是其内边沿，而在固定凹缺43所在的区域，是通过橡胶接触条44与罐体接触，多根橡胶接触条44可分散罐体接触面的压力，且可以实现柔性缓冲，从而避免罐体的外表面受到损伤。同理，为了避免弧形板体42的内边沿损伤罐体，所述弧形板体42朝向夹抱区的边沿设置有橡胶垫条45。

本实用新型通过至少一组夹抱组件的设置，能够有效的确保罐体在罐体支承机构11上的稳定性，防止偏移打滑。同时，这种多面、多点夹抱的方式，能够分散罐体表面受到的夹抱应力，防止罐体受到损伤，同时由橡胶垫条45和橡胶接触条44共同构成的柔性接触面，能够缓冲夹抱应力，防止罐体损伤。所述橡胶接触条44为方条、圆条、半圆条等，如图4中所示，为方条，橡胶接触条44通过螺栓与弧形板体42螺栓连接。所述支承板41的中心设置有用于与旋转台10连接的法兰盘46，通过法兰盘46与旋转台10法兰连接。为了降低支承板41的总体重量，所述支承板41上设置有减重孔47。除此之外，所述支承板41上还设置有用于检测旋转台10旋转角度的角度传感器48。通过角度传感器48检测旋转台10带动支承板41旋转的角度，进而检测出罐体的角度。

除上述结构外，由于车辆0在平台主体1上的停泊位置受司机操作的影响，具有一定的偏差，为了保证车辆0在平台主体1上位置的准确性，尤其是前后位置的准确性。结合图9-12所示，本实用新型还包括用于实现车辆0在平台主体1上位置调整的定位装置。所述定位装置包括设置在平台主体1上的四个轮胎缺口49和设置在平台主体1底部的位置调整输送器50。所述轮胎缺口49一般是呈沿平台主体1长度方向延伸的条形，一方面具有一定的调整裕度，另一方面能够满足车辆0轮胎的通过。

所述调整输送器50包括两组并排布置的履带式输送组件51，所述履带式输送组件51沿平台主体1的长度方向布置，所述轮胎缺口49位于履带式输送组件51的上方，且平台主体1两侧的轮胎缺口49分别与两组履带式输送组件51相对。也就是说，车辆0开上平台主体1后，其四个轮胎分别位于四个轮胎缺口49内形成大体定位，其停泊到位后，车辆0本质上是停靠在调整输送器50上的，通过调整输送器50带动车辆进行精确调整。

履带式输送组件51可采用传统履带输送器，履带式输送组件51包括履带轮和绕设在履带轮外的履带体，位于平台主体1两端的履带轮之间分别通过第一连轴杆52和第二连轴杆53连接，履带轮转动，带动履带体运动，进而带动其上的车辆0运动。关于履带轮的驱动，本实用新型所述履带轮与定位伺服电机54连接，由于车辆0以及履带输送组件51自身的重量较大，定位伺服电机54与履带轮之间还可以设置一个增矩减速器。同时，为了确保第一连轴杆52和第二连轴杆53的同步转动，所述第一连轴杆52和第二连轴杆53上均设置有第一锥齿轮581，第一连轴杆52和第二连轴杆53之间设置有联动轴582，所述联动轴582的两端设置有第二锥齿轮583，所述第二锥齿轮583与第一锥齿轮581啮合。

在使用过程中，车辆0停靠到位后，可通过调整输送器50对车辆0位置进行一定的调整，以使车辆0上搭载的氢燃料罐64的位置与平台主体1底部设置的换罐系统2匹配。然后通过换罐系统对氢燃料罐64进行更换，对于并排布置的氢燃料罐64而言，本实用新型还可以通过调整输送器50对车辆0位置进行调整，从而使不同的氢燃料罐64与换罐系统2相对。

除此之外，为了防止履带输送组件51在启停时没车辆0晃动幅度过大，防止车辆在履带体上打滑，位于所述平台主体1至少一端的轮胎缺口49对应的履带体上设置有限位台55，所述限位台55的前端和后端设置有两个朝上凸出的限位凸起56。车辆0停泊后，保证其轮胎落在限位台55上。所述限位台55除可直接螺栓连接或焊接在履带体上外，实际上安装在平台主体1上，随履带体运动，也是可行的。如图13和14中所示，所述限位台55的两侧设置有滑动棱57，所述轮胎缺口49与滑动棱57相对的内壁上设置有导槽，由于车辆0重量较大，导槽的安装需保证稳定性。所述滑动棱57与导槽相配合并设置在导槽内。所述限位台55的底部设置有E字形的卡槽59，所述履带体上焊接有与卡槽59相配合的推块60。使用时，履带体运动，带动推块60运动，推块60带动卡槽59运动，进而带动限位台55运动。

Claims (5)

1.一种车辆换罐站用升降结构，其特征在于：包括设置在底板(7)上方的内方管(27)和套设在内方管(27)外的与内方管(27)相配合的外方管(28)，所述外方管(28)的上端设置顶板(8)；所述外方管(28)内还设置有中心管(29)，所述中心管(29)的上端与外方管(28)固接，中心管(29)穿设在内方管(27)内并与内方管(27)构成滑动配合；所述内方管(27)内还设置有中心螺杆(30)，所述中心螺杆(30)穿设在中心管(29)内并与中心管(29)构成螺纹配合，中心螺杆(30)的下端与固定设置在内方管(27)底部的升降电机(31)连接。

2.根据权利要求1所述的车辆换罐站用升降结构，其特征在于：所述内方管(27)的一侧还设置有用于检测外方管(28)在内方管(27)上位置的升降传感器(32)。

3.根据权利要求2所述的车辆换罐站用升降结构，其特征在于：所述外方管(28)的上端的一侧还设置有润滑油加入口(33)，所述润滑油加入口(33)与中心管(29)连通。

4.根据权利要求3所述的车辆换罐站用升降结构，其特征在于：所述润滑油加入口(33)上设置有由外至内单向导通的单向阀(34)。

5.根据权利要求4所述的车辆换罐站用升降结构，其特征在于：所述中心螺杆(30)内设置有中心孔(35)，所述中心孔(35)由中心螺杆(30)的下部延伸至中心螺杆(30)的上端面，所述中心螺杆(30)的侧壁上还设置有贯穿中心孔(35)与中心螺杆(30)外表面的润滑孔(36)。

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