一种重卡换电电池箱的锁止机构

技术领域

本发明属于重卡换电技术领域，特别是涉及一种重卡换电电池箱的锁止机构。

背景技术

重卡换电的锁止机构在确保电池箱的安全性和可靠性方面起着关键作用。它根据电池箱的换电形式拥有不一样的结构，但其主要任务是确保电池模组与重卡的连接牢固，并在需要电池更换或维护时，能实现解锁等功能。

现有的锁止机构方案结构大部分都是主体结构固定式，然后通过气缸伸缩带动压块实现对电池箱的锁止，这种结构方案虽然简单，但是无法在侧拉式换电中使用，会有干涉碰撞风险，而且仅是对Z向(竖直方向)的锁止，比如申请号为CN201911357127.8的锁紧装置。

另外一部分锁止机构，虽然也能实现翻转锁止，但是并无法将锁止结构完全避让电池箱框架，会使电池箱在侧向换电时产生碰撞风险，同时一部分锁止机构没有考虑到X向（底托的宽度方向）碰撞带来的X向力，会容易造成锁止头翻转，而导致锁止机构失效。比如申请号为CN202111086832.6，以及CN202122606256.5中的锁止机构。

可见，现有的重卡电池箱的锁止机构都是针对顶吊式的换电形式而设计，无法兼容侧拉式的换电形式。这是因为电池箱从一侧推拉至重卡底托时，需要保证底托上的结构在电池箱侧向推拉过程中无干涉，而传统的重卡电池箱的锁止机构存在局限性，无法达到完全不干涉电池箱的侧向推拉操作（即侧拉式换电形式）。

有鉴于此，本案发明人进行深入研究，遂有本案的产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种兼容侧向换电与顶吊式重卡换电的电池箱锁止机构，保证电池箱在复杂工况下的连接可靠性与安全性，同时考虑结构的功能便捷性，确保锁止和解锁过程的方便。

为了达成上述目的，本发明的技术方案是：

一种重卡换电电池箱的锁止机构，所述锁止机构以可拆卸的方式设置于用于放置电池箱的底托上，底托固定连接于电动重卡上；

所述锁止机构包括卡爪、驱动装置、以及传动连接于所述驱动装置与所述卡爪之间的连杆机构，所述驱动装置为驱动所述连杆机构发生回转摆动的驱动装置；

所述连杆机构包括连接臂和旋转输入臂，所述连接臂的一端与所述卡爪相铰接，所述连接臂的另一端与所述旋转输入臂的一端相铰接，所述旋转输入臂的另一端与所述驱动装置的输出端相固定连接；

锁止状态下，所述连杆机构在所述驱动装置的驱动下翻转活动至所述卡爪卡固于所述电池箱的底部框架上；解锁状态下，所述连杆机构在所述驱动装置的驱动下翻转活动至所述卡爪及连杆机构位于底托的边框内侧，并且所述卡爪及所述连杆机构的最高点所在高度低于底托的顶面所在高度。

进一步地，所述卡爪的头部设有楔形块，所述楔形块形成有斜面，所述楔形块装配有锁止块，所述锁止块固定于电池箱的底部框架上，所述锁止块形成有与所述楔形块的形状和大小分别相匹配的锁止槽，锁止状态下，所述楔形块限位于所述锁止槽内，所述锁止块于所述楔形块的周侧形成有半围合的侧沿。

进一步地，所述锁止机构还包括底托固定座和安装座，所述卡爪的尾部通过第一销轴与所述底托固定座相固定连接，所述卡爪的中部通过第二销轴与所述连接臂的一端相铰接，所述连接臂的另一端通过第三销轴与所述旋转输入臂的一端相铰接，所述旋转输入臂的另一端通过限位杆与所述安装座相铰接，所述限位杆的一端固定连接于所述驱动装置的输出端，所述安装座固定连接于位于底托的边框内侧的支撑件上，所述底托固定座固定连接于底托的边框上。

进一步地，所述驱动装置为旋转气缸。

进一步地，所述底托为呈长方型的框架，以所述底托的宽度方向为X轴方向，以所述底托的长度方向为Y轴方向，以竖直方向为Z轴方向，锁止状态下，所述连接臂与所述旋转输入臂位于同一条直线上，所述卡爪受到Z轴方向的锁止力，所述锁止块的侧沿包括位于Y轴方向的第一侧沿，以及位于X轴方向的第二侧沿和第三侧沿；所述第一侧沿与所述限位杆相对设置，所述卡爪受到X轴方向的锁止力，所述第二侧沿与所述第三侧沿相对设置，所述卡爪受到Y轴方向的锁止力。

进一步地，所述锁止机构的数量为四个，其中一个长边框上设有两个所述锁止机构，另外一个长边框上设有另外两个所述锁止机构。

采用上述技术方案后，本发明一种重卡换电电池箱的锁止机构，具有以下有益效果：本发明的锁止机构当电池箱处于解锁状态下，卡爪会在驱动装置的作用下，翻转至底托的内侧，可避免底托在换电移动时（特别是侧拉形式换电）与电池箱的干涉碰撞。

进一步地，本发明通过连杆机构，在旋转气缸的作用下，能实现锁止机构的大幅翻转，能有效避让，避免结构的干涉与碰撞。在结构上设有限位杆，当翻转机构在锁止位置时，锁止机构的连接臂刚好呈一条直线，能保证电池箱在受到X方向碰撞的极限工况时，锁止机构受到力能有效的通过连接臂传输到底托上（即Y轴方向受力）。而不会使卡爪产生翻转而使锁止结构失效。

此外，带有斜面的楔形块与锁止块的设计，可以同时保证锁止机构对X轴方向、Y轴方向和Z轴方向，即共3个方向的锁止，能提高锁止机构的可靠性，同时电池箱的锁止位置设有相同型面的锁止块，能有效提高锁止的安全性。

附图说明

图1为本发明锁止机构锁止状态的结构示意图；

图2 为本发明锁止机构的结构示意图；

图3 为本发明楔形块与锁止块的结构示意图。

图中：

底托a；电池箱b；卡爪1；驱动装置2；连接臂3；旋转输入臂4；楔形块51；斜面511；锁止块52；锁止槽521；底托固定座61；安装座62；第一销轴63；第二销轴64；第三销轴65；限位杆66；第一侧沿71；第二侧沿72；第三侧沿73。

具体实施方式

本发明一种重卡换电电池箱的锁止机构，如图1和图3所示，锁止机构以可拆卸的方式设置于底托a上，底托a用于放置电池箱，图1中的电池箱b为电池箱的底部框架（电池箱的上端等其余部分已隐藏），底托a固定连接于电动重卡上。

所述锁止机构包括卡爪1、驱动装置2、以及传动连接于所述驱动装置2与卡爪1之间的连杆机构，驱动装置2为驱动所述连杆机构发生回转摆动的驱动装置。

所述连杆机构包括连接臂3和旋转输入臂4，连接臂3的一端与卡爪1相铰接，连接臂3的另一端与旋转输入臂4的一端相铰接，旋转输入臂4的另一端与驱动装置2的输出端相固定连接。

锁止状态下，所述连杆机构在所述驱动装置的驱动下翻转活动至卡爪1卡固于电池箱b（即电池箱的底部框架）上，连接臂3与旋转输入臂4位于同一条直线上；解锁状态下，所述连杆机构在驱动装置2的驱动下翻转活动至卡爪1及所述连杆机构位于底托a的边框内侧，并且卡爪1及所述连杆机构的最高点所在高度低于底托a的顶面所在高度。

本发明的锁止机构当电池箱b处于解锁状态下，卡爪1会在驱动装置2的作用下，翻转至底托a的内侧，可避免底托a在换电移动时（特别是侧拉形式换电）与电池箱b的干涉碰撞。通过连杆机构，能实现锁止机构的大范围翻转。设置卡爪1，具有锁止限位作用，锁止状态时，连杆机构呈一条直线，能稳稳的支撑住锁止臂（即连接臂3和旋转输入臂4），保证锁止的可靠性。

作为一种优选地实施方式，参考图2和图3所示，卡爪1的头部设有楔形块51，楔形块51形成有斜面511，楔形块51装配有锁止块52，锁止块52固定于电池箱b上，锁止块52形成有与楔形块51的形状和大小分别相匹配的锁止槽521，锁止状态下，楔形块51限位于锁止槽521内，锁止块52于楔形块51的周侧形成有半围合的侧沿。

作为一种优选地实施方式，参考图2所示，所述锁止机构还包括底托固定座61和安装座62，底托固定座61固定于边框上。卡爪1的尾部通过第一销轴63与底托固定座61相固定连接，卡爪1的中部通过第二销轴64与连接臂3的一端相铰接，连接臂3的另一端通过第三销轴65与旋转输入臂4的一端相铰接，旋转输入臂4的另一端通过限位杆66与安装座62相铰接，限位杆66的一端固定连接于驱动装置2的输出端，安装座62固定连接于位于底托a的边框内侧的支撑件上。

作为一种优选地实施方式，驱动装置2为旋转气缸。

作为一种优选地实施方式，底托a为呈长方型的框架，包括四边框，以及设置于其边框内侧的支撑杆（为上述支撑件），所述支撑杆与底托a的四边框相固定连接。安装座62固定连接于支撑杆上，底托固定座61固定连接于四边框上。以底托a的宽度方向为X轴方向，以底托a的长度方向为Y轴方向，以竖直方向为Z轴方向，锁止状态下，卡爪1受到Z轴方向的锁止力，参考图3所示，锁止块52的侧沿包括位于Y轴方向的第一侧沿71，以及位于X轴方向的第二侧沿72和第三侧沿73；第一侧沿71与限位杆66相对设置，卡爪1受到X轴方向的锁止力，第二侧沿72与第三侧沿73相对设置，卡爪1受到Y轴方向的锁止力。

这样，本发明通过连杆机构，在旋转气缸的作用下，能实现锁止机构的大幅翻转，能有效避让，避免结构的干涉与碰撞。在结构上设有限位杆66，当翻转至锁止位置时，连杆机构刚好呈一条直线，能保证电池箱a在受到X方向碰撞的极限工况时，锁止机构受到力能有效的通过连接臂3传输到底托a上（即Z轴方向受力）。而不会使卡爪1产生翻转而使锁止结构失效。锁止机构便于在受力时锁止结构前后力的传递与平衡。

此外，带有斜面511的楔形块51与锁止块52的设计，可以同时保证锁止机构对X轴方向、Y轴方向和Z轴方向，即共3个方向的锁止，能提高锁止机构的可靠性，同时电池箱b设置若干个锁止位置，各锁止位置上一一对应设有相同的锁止块52，能有效提高锁止的安全性。

作为一种优选地实施方式，所述锁止机构的数量为四个，其中一个长边框上设有两个所述锁止机构，另外一个长边框上设有另外两个所述锁止机构。锁止机构背靠背安装设置。

上述实施例和附图并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。