CN220467498U - 换电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及工程机械技术领域，并公开了一种换电装置，换电装置包括机架、伸缩机构以及吊装机构，伸缩机构包括第一驱动件和伸缩部，第一驱动件设于机架，并与伸缩部连接；伸缩部的至少部分结构活动设于机架，第一驱动件驱动伸缩部沿第一方向伸缩移动，吊装机构包括第二驱动件和连接部，第二驱动件设于伸缩部，并与连接部连接；第二驱动件驱动连接部沿第二方向活动，连接部用于连接换电电箱。在本实用新型技术方案中，通过换电装置的伸缩机构和吊装机构，即可实现自主换电，使得换电操作更便捷。

Description

换电装置

技术领域

本实用新型涉及工程机械技术领域，特别涉及一种换电装置。

背景技术

在“双碳”战略的持续推动下，电动化工程设备逐渐取代老式的内燃机工程设备，然而工程机械设备由于长期进行重型作业，能耗非常之高，换电可以有效地解决电动化工程设备的续航焦虑问题。

但目前主要以换电站进行换电为主，此技术路线需要建设换电站，配置专用的换电设备，建站投资成本较高，对于电动化工程设备集群的场景是比较合适的。然而对于电动化工程设备不多，而且需要连续作业的场景，建设换电站的路线投资成本就会很高，因此高额的换电站投资也成为了换电行业发展的一大制约因素。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种换电装置，旨在提供一种换电作业更方便的换电装置。

为实现上述目的，本实用新型提出的换电装置，包括：

机架；

伸缩机构，所述伸缩机构包括第一驱动件和伸缩部，所述第一驱动件设于所述机架，并与所述伸缩部连接；所述伸缩部的至少部分结构活动设于机架，所述第一驱动件驱动所述伸缩部沿第一方向伸缩移动；以及

吊装机构，所述吊装机构包括第二驱动件和连接部，所述第二驱动件设于所述伸缩部，并与所述连接部连接；所述第二驱动件驱动所述连接部沿第二方向活动，所述连接部用于连接换电电箱；

其中，所述第一方向与所述第二方向呈夹角设置。

在本实用新型的一实施例中，所述第一驱动件的驱动端设有第一齿轮，所述伸缩部包括：

基座臂，所述基座臂设于所述机架，所述基座臂设有基座导轨；

第一伸缩臂，所述第一伸缩臂滑动限位于所述基座导轨，所述第一伸缩臂设有沿所述第一方向延伸的齿条和第一导轨，所述齿条位于所述第一导轨靠近所述第一驱动件的一侧，所述齿条与所述第一齿轮相啮合；以及

第二伸缩臂，所述第二伸缩臂滑动连接所述第一导轨，所述第二伸缩臂设有沿所述第一方向延伸的第二导轨。

在本实用新型的一实施例中，所述第一伸缩臂还包括第一传动结构，所述第一传动结构包括：

两个第一固定轮，两所述第一固定轮转动设于所述第一伸缩臂的两端；和

第一传动带，所述第一传动带套设于两所述第一固定轮，所述第一传动带面向所述基座臂一侧与所述基座臂卡接连接，所述第一传动带面向所述第二伸缩臂一侧与所述第二伸缩臂连接。

在本实用新型的一实施例中，所述伸缩机构还包括安装台，所述安装台滑动连接所述第二导轨，所述吊装机构设于所述安装台。

在本实用新型的一实施例中，所述吊装机构包括：

支撑板，所述支撑板设于安装台，所述支撑板设有多个过绳孔；

卷绳筒，所述卷绳筒转动设于所述支撑板，所述卷绳筒的内周壁设有环形齿牙，各所述过绳孔环绕所述卷绳筒设置；

第二驱动件，所述第二驱动件设于所述支撑板，所述第二驱动件的驱动端设有第二齿轮，所述第二齿轮与所述环形齿牙相啮合；以及

多个钢绳，每一所述钢绳穿设于一所述过绳孔，每一所述钢绳的一端绕设于所述卷绳筒，每一所述钢绳的另一端用以与所述换电电箱连接。

在本实用新型的一实施例中，所述吊装机构还包括导向轮，四个所述导向轮分设于所述支撑板，并环绕所述卷绳筒设置；每一所述每一所述钢绳远离所述卷绳筒的一端绕设于一所述导向轮，并穿过一所述过绳孔。

在本实用新型的一实施例中，所述换电装置还包括分别设于所述机架沿所述一方向的两端的两固定机构，每一所述固定机构包括：

第三驱动件，两所述第三驱动件相向的一侧设有可伸缩的驱动端；和

插销，每一所述插销设于一所述第三驱动件的驱动端，并用于与所述换电电箱插接配合。

在本实用新型的一实施例中，每一所述插销的底壁形成有导向斜面；

在每一所述固定机构内，所述导向斜面从靠近所述驱动端的一端至远离所述驱动端的一端逐渐向上延伸设置。

在本实用新型的一实施例中，所述机架的下底壁设有插座，所述插座用以与所述换电电箱的插头插接以实现电连接。

在本实用新型的一实施例中，所述机架设有导向柱，所述导向柱沿所述第二方向由上至下横截面逐渐增大。

在本实用新型技术方案中，提出一种不依赖于换电站换电，可自主进行换电的换电装置，其主要包括机架、伸缩机构以及吊装机构，伸缩机构设于机架并可以伸出机架，吊装机构设于伸缩机构的顶端，可以随伸缩机构一起伸出机架，并可以向下伸出钢绳，通过钢绳实现起吊和落下，当需要进行换电时，将换电电箱运送至换电装置附近，伸缩机构驱动吊装机构伸出机架，吊装机构通过钢绳吊起换电电箱，钢绳收紧的同时换电电箱同步上升直至钢绳完全收紧，此时，伸缩机构开始向内收回直至换电电箱位于机架底壁之上，钢绳放松，换电电箱落在机架底壁的插座上并与插座插接，通过该换电装置进行换电，无需依赖换电站实现换电，换电操作更便捷。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的换电装置的一实施例的立体结构示意图；

图2为图1中伸缩机构的结构示意图；

图3为图2中基座臂的结构示意图；

图4为图2中第一伸缩臂的结构示意图；

图5为图2中第二伸缩臂的结构示意图；

图6为图2中安装台的结构示意图；

图7为图1中吊装机构的结构示意图；

图8为图1中机架的结构示意图；

图9为图8中A处的局部放大图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	换电装置	233	第二伸缩臂滑块
1	机架	24	第一驱动件
				11	插座	241	第一齿轮
12	导向柱	25	安装台
				2	伸缩机构	251	安装台滑块
21	基座臂	252	安装台卡槽
				211	基座导轨	253	固定柱
212	基座臂卡槽	3	吊装机构
				22	第一伸缩臂	31	支撑板
221	第一导轨	311	过绳孔
				222	第一伸缩臂卡槽	32	卷绳筒
223	第一伸缩臂滑块	321	环形齿牙
				224	齿条	33	第二驱动件
225	第一传动结构	34	钢绳
				225a	第一固定轮	341	卡接端
225b	第一传动带	35	导向轮
				23	第二伸缩臂	4	固定机构
231	第二导轨	41	驱动气缸
				232	第二传动结构	42	插销
232a	第二固定轮	421	导向斜面
				232b	第二传动带	200	换电电箱

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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的一部分实施例，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

在“双碳”战略的持续推动下，电动化工程设备逐渐取代老式的内燃机工程设备，然而工程机械设备由于长期进行重型作业，能耗非常之高，换电可以有效地解决电动化工程设备的续航焦虑问题。

但目前主要以换电站进行换电为主，此技术路线需要建设换电站，配置专用的换电设备，建站投资成本较高，对于电动化工程设备集群的场景是比较合适的。然而对于电动化工程设备不多，而且需要连续作业的场景，建设换电站的路线投资成本就会很高，因此高额的换电站投资也成为了换电行业发展的一大制约因素。

为解决上述问题，本实用新型提出了一种换电装置旨在提供一种换电作业更方便的换电装置，图1至图9为本实用新型换电装置。

请参考图1至图9，本实用新型提出一种换电装置100，包括机架1、伸缩机构2以及吊装机构3，伸缩机构2包括第一驱动件24和伸缩部，第一驱动件24设于机架1，并与伸缩部连接；伸缩部的至少部分结构活动设于机架1，第一驱动件24驱动伸缩部沿第一方向伸缩移动，吊装机构3包括第二驱动件33和连接部，第二驱动件33设于伸缩部，并与连接部连接；第二驱动件33驱动连接部沿第二方向活动，连接部用于连接换电电箱200。

在本实用新型技术方案中，伸缩机构2可以是由多个伸缩臂组装而成，并通过驱动电机驱动，也可以是通过气缸驱动，将吊装机构3设于气缸的输出端，如此以实现伸缩，本实用新型对此不做限制，在本实用新型的一实施例中，伸缩机构2由多个依次连接的伸缩臂活动连接而成，多级伸缩臂结构具有灵活性、轻便性、稳定性、多功能性和可调性等优点，可以根据需要进行伸缩和收缩，可调节臂长适应不同的工作环境和操作需求。

在本实用新型技术方案中，吊装机构3可以是悬臂吊，也可以是卷扬机，本实用新型对此不做限制，在本实用新型的技术方案中，吊装机构3设于伸缩机构2的伸缩部，吊装机构3为卷扬机，并通过电机对卷扬机进行驱动实现收卷和放卷，由于换电电箱200重量较大，卷扬机具有起重能力强的特点，可以应对各种重量级的电箱搬运工作。其次，卷扬机具备灵活性，能够进行水平和垂直方向的起重操作，适用于各种场景和工作环境。此外，卷扬机还具备高效性，操作简便，能够提高工作效率还可以实现精确的位置控制，有助于准确地定位物体。另外，卷扬机具备安全性，配备了保护装置和紧急制动系统，能够确保工作过程中的安全性和可靠性。

在本实用新型技术方案中，提出一种不依赖于换电站换电，可自主进行换电的换电装置100，其主要包括机架1、伸缩机构2以及吊装机构3，伸缩机构2设于机架1并可以伸出机架1，吊装机构3设于伸缩机构2的顶端，可以随伸缩机构2一起伸出机架1，并可以向下伸出钢绳34，通过钢绳34实现起吊和落下，当需要进行换电时，将换电电箱200运送至换电装置100附近，伸缩机构2驱动吊装机构3伸出机架1，吊装机构3通过钢绳34吊起换电电箱200，钢绳34收紧的同时换电电箱200同步上升直至钢绳34完全收紧，此时，伸缩机构2开始向内收回直至换电电箱200位于机架1底壁之上，钢绳34放松，换电电箱200落在机架1底壁的插座11上并与插座11插接，通过该换电装置100进行换电，无需依赖换电站实现换电，换电操作更便捷。

为实现对伸缩机构2的安装固定，伸缩机构2包括基座臂，具体地，请进一步参阅图2和图3，基座臂通过螺栓设于机架1，基座臂设有供第一伸缩臂滑移的基座导轨211；第一伸缩臂滑动限位于基座导轨211，可以在基座导轨211上滑移实现伸缩，为驱动第一伸缩臂的移动，第一伸缩臂设有齿条224，齿条224位于第一导轨221靠近第一驱动件24的一侧，通过与第一驱动件24的输出端的齿轮啮合来实现传动；为实现第二伸缩臂的伸长和收缩，第一伸缩臂沿第一方向延伸设置有第一导轨221，第二伸缩臂活动设于第一导轨221，第二伸缩臂滑动连接第一导轨221，第二伸缩臂设有沿第一方向延伸的第二导轨231；第一驱动件24的驱动端设有第一齿轮241，第一齿轮241与齿条224相啮合。

为实现第二伸缩臂与第一伸缩臂的同时伸缩，第一伸缩臂还包括第一传动结构225，具体地，请进一步参阅图4和图5，第一传动结构225包括两个第一固定轮225a和套设于两个第一固定轮225a的第一传动带225b，第一固定轮225a转动设于第一伸缩臂的两端，第一传动带225b套设于两第一固定轮225a，第一传动带225b面向基座臂一侧与所述基座臂卡接连接，第一传动带225b面向第二伸缩臂一侧与第二伸缩臂连接，当第一伸缩臂向外侧伸出时，第一伸缩臂卡槽222会卡住第一传动带225b带动第一传动带225b运动，从而带动与第一传动带225b连接的第二伸缩臂实现伸出；当第一伸缩臂向内侧回收时，第二伸缩臂同理实现回收。

为固定安装吊装机构3，在第二伸缩臂设有安装台，具体地，请进一步参阅图2和图6，安装台上设有固定柱253，通过固定柱253与换电电箱200的固定槽(图中未标注)卡接以实现对换电电箱200的固定，为获得更长的伸缩行程，安装台滑动限位于第二伸缩臂的第二导轨231，并可以随第二伸缩臂的伸长或伸缩同时进行伸长或收缩，为实现该功能，第二伸缩臂还包括第二传动结构232，具体地，请进一步参阅图5和图6，第二传动结构232包括两个第二固定轮232a和套设于两个第二固定轮232a的第二传动带232b，第二固定轮232a转动设于第二伸缩臂的两端，第二传动带232b套设于两第二固定轮232a，第二传动带232b面向第一伸缩臂的一侧与第一伸缩臂卡接连接，第二传动带232b面向安装台一侧与安装台连接，当第二伸缩臂向外侧伸出时，第二伸缩臂卡槽会卡住第二传动带232b带动第二传动带232b运动，从而带动与第二传动带232b连接的安装台实现伸出；当第二伸缩臂向内侧回收时，安装台同理实现回收。

，为将换电电箱200从机架1上搬运至地面实现替换，吊装机构3包括支撑板31、卷绳筒32、第二驱动件33以及多个钢绳34，具体地，请进一步参阅图7，支撑板31设于安装台，用以承托整个吊装机构3。为实现钢绳34的收卷和放松，支撑板31上还设有卷绳筒32，卷绳筒32转动设于支撑板31，卷绳筒32的内周壁设有环形齿牙321，卷绳筒32共收卷多个钢绳34，需要说明的是，钢绳34的数量可以是四个，也可以是八个，本实用新型对此不做限制，在本实用新型的一实施例中，钢绳34一共四个，并通过支撑板31上的四个过绳孔311穿出，设于支撑板31上的各过绳孔311环绕卷绳筒32设置，每一钢绳34穿设于一过绳孔311，每一钢绳34的一端绕设于卷绳筒32，每一钢绳34的另一端用以与换电电箱200连接。为驱动钢绳34的收卷和放松，吊装机构3还包括第二驱动件33，具体地，请进一步参阅图7，第二驱动件33设于支撑板31，第二驱动件33的驱动端设有第二齿轮，通过第二齿轮与环形齿牙321相啮合以实现传动，第二驱动件33开启工作后驱动第二齿轮转动以带动卷绳筒32收卷或放松钢绳34。

当钢绳34在收卷和放松状态时，由于钢绳34的运动会与过绳孔311产生摩擦，势必造成对钢绳34的磨损，为防止钢绳34摩擦过绳孔311产生损耗，吊装机构3还包括导向轮35，具体地，请进一步参阅图7，四个导向轮35分设于支撑板31，并环绕卷绳筒32设置，每一所述钢绳34远离卷绳筒32的一端绕设于一导向轮35，并穿过一过绳孔311向下延伸，当钢绳34上下向运动时，导向轮35在导向的同时保证了钢绳34与过绳孔311之间不产生摩擦，从而减小了钢绳34的损耗。

为实现对换电电箱200的固定限位，换电装置100还包括分别设于机架1沿第一方向的两端的两固定机构4，具体地，请进一步参阅图8和图9，固定机构4包括第三驱动件和插销42，两个第三驱动件相向的一侧设有可伸缩的驱动端，需要说明的是，第三驱动件可以是电机，也可以是气缸，本实用新型对此不做限制，在本实用新型的一实施例中，第三驱动件采用气缸，通过气缸推动插销42与换电电箱200实现插接固定。

为将换电电箱200压合在机架1底壁，每一插销42的底壁形成有导向斜面421，具体地，请进一步参阅图9，在每一固定机构4内，导向斜面421从靠近驱动端的一端至远离驱动端的一端逐渐向上延伸设置，也即向下倾斜设置，如此以将换电电箱200向下压合，进一步保证固定稳定性。

为使得换电电箱200放置在机架1上时，可以与插座插接，机架1还设有导向柱12，具体地，请进一步参阅图9，导向柱12沿第二方向由上至下横截面逐渐增大，如此以方便与换电电箱200底部导向孔(图中未标注)对接实现导向。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种换电装置，其特征在于，包括：

机架；

伸缩机构，所述伸缩机构包括第一驱动件和伸缩部，所述第一驱动件设于所述机架，并与所述伸缩部连接；所述伸缩部的至少部分结构活动设于机架，所述第一驱动件驱动所述伸缩部沿第一方向伸缩移动；以及

吊装机构，所述吊装机构包括第二驱动件和连接部，所述第二驱动件设于所述伸缩部，并与所述连接部连接；所述第二驱动件驱动所述连接部沿第二方向活动，所述连接部用于连接换电电箱；

其中，所述第一方向与所述第二方向呈夹角设置。

2.如权利要求1所述的换电装置，其特征在于，所述第一驱动件的驱动端设有第一齿轮，所述伸缩部包括：

基座臂，所述基座臂设于所述机架，所述基座臂设有基座导轨；

第一伸缩臂，所述第一伸缩臂滑动限位于所述基座导轨，所述第一伸缩臂设有沿所述第一方向延伸的齿条和第一导轨，所述齿条位于所述第一导轨靠近所述第一驱动件的一侧，所述齿条与所述第一齿轮相啮合；以及

第二伸缩臂，所述第二伸缩臂滑动连接所述第一导轨，所述第二伸缩臂设有沿所述第一方向延伸的第二导轨。

3.如权利要求2所述的换电装置，其特征在于，所述第一伸缩臂还包括第一传动结构，所述第一传动结构包括：

两个第一固定轮，两所述第一固定轮转动设于所述第一伸缩臂的两端；和

第一传动带，所述第一传动带套设于两所述第一固定轮，所述第一传动带面向所述基座臂一侧与所述基座臂卡接连接，所述第一传动带面向所述第二伸缩臂一侧与所述第二伸缩臂连接。

4.如权利要求3所述的换电装置，其特征在于，所述伸缩机构还包括安装台，所述安装台滑动连接所述第二导轨，所述吊装机构设于所述安装台。

5.如权利要求1至4中任一项所述的换电装置，其特征在于，所述吊装机构包括：

支撑板，所述支撑板设于安装台，所述支撑板设有多个过绳孔；

卷绳筒，所述卷绳筒转动设于所述支撑板，所述卷绳筒的内周壁设有环形齿牙，各所述过绳孔环绕所述卷绳筒设置；

第二驱动件，所述第二驱动件设于所述支撑板，所述第二驱动件的驱动端设有第二齿轮，所述第二齿轮与所述环形齿牙相啮合；以及

多个钢绳，每一所述钢绳穿设于一所述过绳孔，每一所述钢绳的一端绕设于所述卷绳筒，每一所述钢绳的另一端用以与所述换电电箱连接。

6.如权利要求5所述的换电装置，其特征在于，所述吊装机构还包括导向轮，四个所述导向轮分设于所述支撑板，并环绕所述卷绳筒设置；每一所述钢绳远离所述卷绳筒的一端绕设于一所述导向轮，并穿过一所述过绳孔。

7.如权利要求1至4中任一项所述的换电装置，其特征在于，所述换电装置还包括分别设于所述机架沿所述第一方向的两端的两固定机构，每一所述固定机构包括：

第三驱动件，两所述第三驱动件相向的一侧设有可伸缩的驱动端；和

插销，每一所述插销设于一所述第三驱动件的驱动端，并用于与所述换电电箱插接配合。

8.如权利要求7所述的换电装置，其特征在于，每一所述插销的底壁形成有导向斜面；

在每一所述固定机构内，所述导向斜面从靠近所述驱动端的一端至远离所述驱动端的一端逐渐向上延伸设置。

9.如权利要求1至4中任一项所述的换电装置，其特征在于，所述机架的下底壁设有插座，所述插座用以与所述换电电箱的插头插接以实现电连接。

10.如权利要求1至4中任一项所述的换电装置，其特征在于，所述机架设有导向柱，所述导向柱沿所述第二方向由上至下横截面逐渐增大。