卡车换电用电池吊具的制作方法

1.本实用新型涉及一种安装在卡车换电站内对电池进行吊装的专用吊具，属于新能源汽车技术领域。


背景技术：

2.随着技术的成熟，及国家社会对环保的愈加重视，近些年电动汽车技术得到了快速的发展；相应的，在工厂、码头等生产现场，越来越多的电动卡车也已投入使用；不同于普通家用车，可以利用晚上休息时间，利用充电桩对电动汽车的电池进行充电，以满足使用需求，卡车作为重要的生产运输设施，需要长时间保持使用状态，当其电能耗尽时，优选的是对电池包进行快速更换，从而使卡车能够快速的再次投入到生产中去，故目前工矿企业采购电动卡车作为运输设施时，一般都需要配备专门的充换电站，用于对卡车的电池进行快捷更换，及集中充电。
3.中国专利公开号为cn211764962u的具备换电和充电功能的载重卡车，公开了一种具备换电功能的卡车结构，其中可拆卸换电的电池箱安装固定在卡车的驾驶室后部、载货平台前部；目前大部分电动卡车都采用类似的布局设计，当在载货平台上安装了车斗、车厢等部件后，对电池的更换，一般只能采用从上方将电池吊装起来，再水平移除的方式进行。故针对卡车的换电需求，其换电作业机构与常规的电动汽车换电作业机构具有显著的区别。
4.针对卡车用电池，一般都是采用从顶部对电池进行整体式吊装的方式，如中国专利公开号为cn110406506a的一种重型卡车电池单边更换站，即公开了一种专用吊具，但其卡爪的承力部位为悬臂结构，受力易弯折，影响安全可靠性，故有必要对卡车换电用电池吊具进行优化改进，以期更好的为卡车提供换充电服务。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种卡车换电用电池吊具，以期提供更加安全可靠的吊具，为卡车的充换电进行服务。
6.为达到上述实用新型的目的，提供了一种卡车换电用电池吊具，其特征在于，包括框架及锁紧机构；
7.所述框架的上部与吊具行走机构内的升降装置相连；
8.所述框架内安装有所述锁紧机构；
9.所述锁紧机构包括锁头机构及驱动部；
10.所述锁头机构包括锁头、卡入部、及旋转部；
11.所述锁头为倒锥形头，且两边削平，所述锁头的水平投影呈椭圆形或跑道形；
12.所述卡入部位于所述锁头的上方；所述卡入部的上方设有所述旋转部；
13.所述旋转部嵌入安装在所述框架内，所述旋转部的上部由所述框架进行限位承力；
14.所述旋转部的上部连接有所述驱动部，所述驱动部为所述锁头机构的旋转驱动部件。
15.作为本实用新型的进一步改进，所述框架的下部设有导向机构，所述导向机构向下设置；
16.所述导向机构设有向下的导向斜面。
17.进一步的，所述导向机构设置在所述框架的四角；所述导向机构在所述锁头机构的内侧或外侧。
18.作为本实用新型的进一步改进，所述框架的下部设有高度到位检测传感器。
19.作为本实用新型的进一步改进，所述锁头机构的旋转部通过耐磨套、滑动轴承或含油轴套嵌装在所述框架内。
20.作为本实用新型的进一步改进，所述旋转部的上部直接连接有旋转驱动元件。
21.进一步的，所述旋转驱动元件为舵机。
22.作为本实用新型的进一步改进，所述旋转部的上部连接有连杆摆臂机构；所述连杆摆臂机构包括转动柄、推动臂、铰接部、及直线驱动缸；
23.所述转动柄与所述旋转部的上部固定连接，所述转动柄的端部与所述推动臂相铰接，所述推动臂铰接安装在所述铰接部；所述铰接部设置在所述直线驱动缸的活动端；
24.所述直线驱动缸的本体固定，所述直线驱动缸的活动端可控伸缩运动；所述推动臂的摆动运动由所述直线驱动缸的活动端伸缩进行带动，所述转动柄的摆动由所述推动臂的摆动运动带动，所述锁头的旋转运动由所述转动柄的摆动运动带动。
25.进一步的，所述转动柄通过抱紧部紧固安装在所述锁头机构的旋转部上方。
26.再进一步的，所述直线驱动缸通过所述铰接部同时与2个所述锁头机构相连接。1个所述直线驱动缸可同时驱动2个所述锁头同步旋转。
27.作为本实用新型的进一步改进，所述锁紧机构内设有检测所述锁头旋转状态的旋转到位检测传感器。
28.本实用新型的卡车换电用电池吊具，对卡车电池进行吊装后，卡车电池本体通过电池框进行封装，其上部设有吊装接口，特别是设有插入孔；使用时，卡车换电用电池吊具在吊具行走机构的驱动下，移动到电池框的正上方，然后下落；所述导向机构与所述锁头的锥头同时进行导向，确保全部的锁头能够完全插入到待对接电池框的插入孔内，并使锁头落到插入孔的下方，直到所述高度到位检测传感器启动；启动所述直线驱动缸，使所述锁头旋转，相对插入孔发生偏转，实现锁紧，并激活所述旋转到位检测传感器，反馈系统已完成锁紧；此时，本实用新型卡车换电用电池吊具处于待起吊状态，可以对电池进行吊装。起吊后，所述锁头的上部托住电池框，力向上传递给旋转部，再由框架进行承力，力的方向基本属于竖直传递，受力更可靠。当完成吊装到位后，所述直线驱动缸反向工作，使所述锁头反向旋转，所述锁头旋转至与插入孔同相位，反向激活所述旋转到位检测传感器，反馈系统已完成松开，此时，所述电池吊具在所述吊具行走机构的驱动下起吊，即可使本实用新型卡车换电用电池吊具与电池框发生脱离。
29.本实用新型卡车换电用电池吊具，针对卡车换电需求进行专门改进设计，使吊装定位更简便，导向更快捷可靠；且起吊受力较好，吊装过程更加安全可靠，也提高了吊具的使用寿命。
附图说明
30.图1为卡车换电站的结构示意图；
31.图2为本实用新型卡车换电用电池吊具的整体结构示意图；
32.图3为本实用新型框架及导向机构的结构示意图；
33.图4为本实用新型锁紧机构的结构示意图；
34.图5为本实用新型卡车换电用电池吊具的使用状态示意图；
35.图6为本实用新型卡车换电用电池吊具的使用状态示意图；
36.附图标记：吊具行走机构1，电池吊具3；
37.框架31、锁紧机构32、导向机构33；高度到位检测传感器34、旋转到位检测传感器35；
38.锁头321、卡入部322、旋转部323、转动柄325；
39.推动臂326，铰接部327，直线驱动缸328。
具体实施方式
40.以下结合附图和具体实施例，对本实用新型做进一步说明。
41.如图1所示，为卡车换电站的结构示意图，其设有吊具行走机构1，带动电池吊具3在电池集中存放充电区域，与卡车停放换电区域内往来，进行电池的吊放作业。
42.如图2所示，为本实用新型的卡车换电用电池吊具的整体结构示意图，所述电池吊具3包括框架31、锁紧机构32、导向机构33，以及若干状态传感器。
43.如图3所示，为本实用新型的卡车换电用电池吊具的固定部分，即框架31及导向机构33的示意图；所述框架31为钢结构桁架，形成一安装平台；所述框架31的上部与所述吊具行走机构1内的升降装置相连；所述框架31的下部安装有所述导向机构33，所述导向机构33根据对接需要进行安装，为提高导向精度，优选的安装在所述框架31的四角，且如图3所示，安装在四角边缘处，此时导向斜面向内设置，从电池框的顶部外侧进行导向；当然，也可以采用如图2所示的方式，所述导向机构33安装在所述框架31四角的稍内侧位置，导向斜面向外设置，从电池框的顶部内侧进行导向，这样所述框架31可以制作的略小一圈。
44.所述电池吊具3下降过程中，所述导向机构33的底部先与电池框接触，然后由导向斜面进行导向，直到完全落在电池框的顶部。
45.优选的，所述框架31的下部还设有高度到位检测传感器34，当所述电池吊具3下降到位后，激活所述高度到位检测传感器34，表明下降到位，即可启动所述锁紧机构32。
46.本实用新型的锁紧机构32与所述导向机构33相对应，亦可设置在所述框架31的下部四角；如图4所示，本实用新型的锁紧机构32包括锁头321、卡入部322、旋转部323、转动柄325、及驱动部；所述锁头321、卡入部322、旋转部323、转动柄325竖直从下至上设置，其中所述锁头321及所述卡入部322位于所述框架31的下方，所述旋转部323嵌装在所述框架31的底部钢材内，所述转动柄325位于所述框架31中部或者上部；所述锁头321的结构可参照中国专利公开号为cn1119278c的吊装变形集装箱的专用手动转锁头，所述锁头321为倒锥形头，且两边削平，使水平投影呈椭圆形或跑道形；相应的，所述电池框的顶部设有椭圆形或跑道形的插入孔，便于所述锁头321插入；所述电池框顶部的插入孔下方为较大的空区，便于所述锁头321旋转；当所述框架31完全落在所述电池框的顶部时，则所述锁头321完全插
入到所述电池框的所述插入孔内，且位于插入孔下方的空区内，此时所述卡入部322位于所述插入孔部位，与电池框的顶部钢材水平重叠；所述锁紧机构32的旋转部323嵌装在所述框架31的底部钢材内，所述锁紧机构32可由所述旋转部323限位，相对于所述框架31进行旋转，所述旋转部323与所述框架31之间可设有耐磨材料，或滑动轴承、含油轴套，且所述旋转部323的上部由所述框架31进行限位，且承力；所述旋转部323向上延伸，设有转动柄325，本实施例中，所述转动柄325通过抱紧部324紧固在所述旋转部323的上方，摆动所述转动柄325，所述锁头321即发生旋转；所述转动柄325与驱动部相连接，对所述转动柄325的摆动进行驱动，当然所述驱动部亦可采用旋转驱动的方式，与所述旋转部323的上部直接连接进行旋转驱动。
47.进一步的，与所述转动柄325相连的所述驱动部为连杆摆臂机构，包括推动臂326，铰接部327，及直线驱动缸328；所述直线驱动缸328为直线电动推杆，或气缸；所述直线驱动缸328的活动端设有所述铰接部327，所述铰接部327与所述推动臂326的一端相铰接，所述推动臂326的另一端与所述转动柄325相铰接；所述直线驱动缸328带动所述铰接部327进行伸缩运动，进而带动所述推动臂326移动并摆动，最终摆动所述转动柄325，使所述锁头321发生旋转；当所述电池吊具3与电池框需要锁紧时，即驱动所述锁头321旋转，且所述锁头321的长边尽量垂直于所述插入孔的长边，此时进行吊装时，所述锁头321的上部托住插入孔的下方钢材，力量传递给所述旋转部323及与其相连的所述框架31的底部钢材，所有的承力全部为竖直方向，即使所述锁头321上部与电池框的接触部位，也是两边同时受力，力臂极小，故可使吊装连接更加安全可靠，从而间接提高本实用新型卡车换电用电池吊具的使用寿命。
48.进一步的，所述直线驱动缸328可同时连接同侧的2个锁头机构，使2个所述锁头321同时进行旋转，从而节省驱动元件；当然，通过合理设计，还可能仅采用一个驱动元件，就能同时驱动4角上的4个锁头机构。
49.所述锁紧机构32还设有旋转到位检测传感器35，用于检测所述锁头321的旋转状态，确定当前状态属于锁紧状态还是松开状态。
50.本实用新型的卡车换电用电池吊具，使用状态如图5、图6所示，所述导向机构33与所述锁头321的锥头同时进行导向，确保全部的锁头321能够完全插入到待对接电池框的插入孔内，并使锁头321落到插入孔的下方，直到所述高度到位检测传感器34启动；启动所述直线驱动缸328，使所述锁头321旋转，相对插入孔发生偏转，实现锁紧，并激活所述旋转到位检测传感器35，反馈系统已完成锁紧；此时，所述电池吊具3处于待起吊状态，可以对电池进行吊装。当完成吊装到位后，所述直线驱动缸328反向工作，使所述锁头321反向旋转，所述锁头321旋转至与插入孔同相位，反向激活所述旋转到位检测传感器35，反馈系统已完成松开，此时，所述电池吊具3在所述吊具行走机构1的驱动下起吊，即可使所述电池吊具3与电池框发生脱离。
51.以上已对本实用新型创造的较佳实施例进行了具体说明，但本实用新型创造并不仅限于所述的实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型创造精神的前提下还可以作出种种的等同的变型或替换，这些等同变型或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。
52.在本说明书的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽
度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利的技术方案和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利申请的限制。
53.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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。在本专利申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
54.在本说明书中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本说明书中的具体含义。
55.在本说明书中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
56.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
57.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。