换电锁紧装置、液压控制系统、换电系统以及作业机械的制作方法

车辆装置的制造及其改造技术1.本实用新型涉及换电技术领域，尤其涉及一种换电锁紧装置、液压控制系统、换电系统以及作业机械。背景技术：2.当今，作业机械传统方式的电动作业机械存在着整车成本偏高，续航里程短，充电耗时较长等痛点。随着作业机械电动化的高速发展，车电分离模式成为关注点。针对于电动化作业机械的大电量需求，采用换电方式，能够很好的解决充电耗时长的痛点。3.换电系统和作业机械的锁止机构是换电技术的重点，例如当前商用车采用的换电通常采用伸缩式的锁紧机构，通过驱动锁舌插入电池框架内，实现对电池框架的锁止。4.但是由于制造偏差，为了确保锁舌能够完全伸出，会造成电池框架在上锁后，实际上锁舌与电池框架之间有一定的晃动量，对电池的机械寿命有一定的影响。技术实现要素：5.本实用新型提供一种换电锁紧装置、液压控制系统、换电系统以及作业机械，用以解决现有技术中电池框架在上锁后，锁舌与电池框架之间有晃动量，对电池的机械寿命有一定的影响的缺陷，采用伸缩缸和复位机构对压紧机构驱动，实现对电池框架的锁止和解锁，不受制作公差影响，锁止效果好，电池使用寿命长。6.本实用新型提供一种换电锁紧装置，包括：7.压紧机构，所述压紧机构用于在第一状态和第二状态下切换，在所述第一状态下，所述压紧机构与电池框架锁止；在所述第二状态下，所述压紧机构与所述电池框架解锁；8.复位机构，所述复位机构一端与所述压紧机构连接，用于使所述压紧机构与所述电池框架解锁；9.伸缩缸，所述伸缩缸的一端与所述压紧机构连接，所述伸缩缸用于克服所述复位机构的阻力使所述压紧机构与所述电池框架锁止；10.其中，在所述伸缩缸卸荷的状态下，所述压紧机构在所述复位机构的作用下与所述电池框架解锁。11.根据本实用新型提供的换电锁紧装置，还包括支座，所述压紧机构的一端铰接在所述支座的一端，所述压紧机构的另一端与所述伸缩缸的一端铰接；12.所述复位机构的另一端连接在所述支座上；所述伸缩缸的另一端安装在所述支座的另一端。13.根据本实用新型提供的换电锁紧装置，所述压紧机构包括连接杆和压紧杆，所述连接杆与所述压紧杆垂直连接，所述压紧杆的工作面用于与所述电池框架接触；14.所述伸缩缸的伸缩杆、所述复位机构和所述支座均与所述连接杆连接。15.本实用新型还提供了一种液压控制系统，包括第一换向阀和上述的换电锁紧装置；16.其中，所述第一换向阀的第一油口与所述伸缩缸的无杆腔连通，所述伸缩缸的无杆腔可根据所述第一换向阀的切换动作进行进油或卸荷。17.根据本实用新型提供的液压控制系统，还包括液控单向阀，所述液控单向阀的进油口与所述第一油口连接，所述液控单向阀的出油口与所述伸缩缸的无杆腔连接；18.所述液控单向阀的控制油口与所述液压控制系统的泵连接。19.根据本实用新型提供的液压控制系统，所述第一换向阀为二位三通电磁换向阀；20.在所述二位三通电磁换向阀在第一工作位的状态下，所述伸缩缸的无杆腔出油卸荷；在所述二位三通电磁换向阀在第二工作位的状态下，所述泵给所述伸缩缸的无杆腔供油。21.根据本实用新型提供的液压控制系统，还包括溢流阀，所述溢流阀的进油口与所述液压控制系统的泵连接；所述溢流阀的出油口与所述液压控制系统的油箱和所述伸缩缸的有杆腔连接。22.根据本实用新型提供的液压控制系统，还包括开关阀，所述开关阀与所述液控单向阀并联。23.本实用新型还提供了一种换电系统，包括上述的换电锁紧装置；24.或者，所述换电系统包括上述的液压控制系统。25.本实用新型还提供了一种作业机械，包括上述的换电锁紧装置；26.或者，所述换电系统包括上述的液压控制系统。27.本实用新型提供的换电锁紧装置，通过伸缩缸克服复位机构的阻力驱动压紧机构，实现对电池框架的锁止；通过伸缩缸卸荷，复位机构带动压紧机构解除对电池框架的锁止，压紧机构对电池框架锁止不受制作公差影响，并且不会造成压紧机构卡住现象，结构简单，成本低，失误率低，提高电池使用寿命。28.进一步，在本实用新型提供的液压控制系统、换电系统和作业机械中，由于具备如上所述的换电锁紧装置，因此同样具备如上所述的各种优势。附图说明29.为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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获得其他的附图。30.图1是本实用新型提供的换电锁紧装置的解锁状态示意图；31.图2是本实用新型提供的换电锁紧装置的锁止状态示意图；32.图3是本实用新型提供的液压控制系统原理图之一；33.图4是本实用新型提供的液压控制系统原理图之二；34.附图标记：35.100：压紧机构；110：复位机构；120：伸缩缸；130：支座；101：连接杆；102：压紧杆；103：伸缩杆；104：无杆腔；200：电池框架；300：第一换向阀；301：第一油口；302：第二油口；303：第三油口；310：液控单向阀；320：溢流阀；330：泵；340：开关阀；350：油箱。具体实施方式36.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，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。37.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型实施例和简化描述，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实用新型实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。38.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。39.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实施例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。40.下面结合图1至图4，对本实用新型的实施例进行描述。应当理解的是，以下所述仅是本实用新型的示意性实施方式，并不对本实用新型构成限定。41.如图1、图2所示，本实用新型提供了一种换电锁紧装置，包括：压紧机构100、复位机构110和伸缩缸120，伸缩缸120的伸出带动压紧机构100压紧电池框架200，复位机构110在伸缩缸120卸荷后带动压紧机构100解锁电池框架200。42.具体地，压紧机构100在压紧电池框架200和解锁电池框架200之间切换；换句话说，压紧机构用于在第一状态和第二状态下切换，在第一状态下，压紧机构100与电池框架200锁止，在第二状态下，压紧机构100与电池框架200解锁；复位机构110一端与压紧机构100连接，用于使压紧机构100解锁电池框架200；伸缩缸120的一端与压紧机构100连接，伸缩缸120用于克服复位机构110的阻力使压紧机构100锁止电池框架200；其中，伸缩缸120卸荷时，压紧机构100在复位机构110的作用下解锁电池框架200。43.具体来说，电池外部设置有适用于电池搬运的电池框架200，通过电池搬运工具将电池从作业机械上搬运至充电区域进行充电，将充满电的电池搬运到作业机械上。电池在作业机械的车身上时，电池框架200与车身锁止，电池在充电区域时，电池框架200与充电区域的架体锁止。在搬运电池的过程中，需要电池框架200与作业机械的车身解锁，或者需要电池框架200与充电区域的架体解锁。44.换句话说，伸缩缸120的缸体固定在换电系统的架体上，伸缩缸120的伸缩杆103与压紧机构100连接；复位机构110的一端与压紧机构100连接，另一端连接在换电系统的架体上。压紧机构100的末端铰接在换电系统的架体上，在伸缩缸120和复位机构110的带动下，压紧机构100实现绕换电系统的架体的一点转动，从而实现对电池框架200的锁紧和解锁。45.同理，针对作业机械的车身而言，伸缩缸120的缸体安装在车身上，复位机构110的一端与车身连接，压紧机构100的末端铰接在车身上，绕点转动。46.此外，在本实用新型的实施例中，复位机构110可以是弹簧，也可以是重力。或者，采用电机带动凸轮结构、棘轮结构、齿轮齿条结构等的复位机构110。47.如图1和图2所示，在本实用新型的一个实施例中，换电锁紧装置还包括支座130，压紧机构100的第一端铰接在支座130的一端，压紧机构100的第二端与伸缩缸120的一端铰接；复位机构110的另一端连接在支座130上；伸缩缸120的另一端安装在支座130的另一端。48.其中，压紧机构100的第二端靠近电池框架200，复位机构110与压紧机构100的连接点在第一端与第二端之间。例如，复位机构110为弹簧，弹簧的一端铰接在压紧机构100的中部上，弹簧的另一端连接在支座130上。49.如图2所示，换句话说，在复位机构110为弹簧时，在压紧机构100锁紧电池框架200的状态下，弹簧处于拉伸状态，伸缩缸120处于伸出状态，压紧机构100绕支座130转动压紧在电池框架200上，将电池框架200锁紧。50.如图1所示，在压紧机构100解锁电池框架200的状态下，伸缩缸120被卸荷，弹簧在自身恢复力的作用下，带动压紧机构100绕支座130转动回到原位，从而压紧机构100在恢复过程中，带动伸缩缸120缩回。压紧机构100远离电池框架200，从而实现对电池框架200的解锁。51.另外，针对本实用新型的支座130而言，支座130包括底板和竖板，底板与竖板垂直，其中，压紧机构100铰接在底板的一端，弹簧安装在底板和竖板的交接处，伸缩缸120连接在竖板的一端。其中作业机械和换电系统可以适当安装多个换电锁紧机构对电池框架200进行锁紧。其中，底板安装在作业机械或换电系统上。52.继续参考图2，在本实用新型的另一个实施例中，压紧机构100包括连接杆101和压紧杆102，连接杆101与压紧杆102垂直连接，压紧杆102的工作面与电池框架200抵接；伸缩缸120的伸缩杆103、复位机构110和支座130均与连接杆101连接。53.其中，伸缩杆103与连接杆101连接的一端为第一端，第一端与压紧杆102的一端连接。支座130与连接杆101连接的一端为第二端，压紧杆102包括上表面和下表面，下表面靠近电池框架200，即，下表面为工作面，工作面用于与电池框架200压紧接触。在压紧机构100压紧电池框架200时，工作面与电池框架200接触，在压紧机构100解锁电池框架200时，工作面远离电池框架200。54.如图3和图4所示，本实用新型还提供了一种液压控制系统，包括第一换向阀300和上述实施例的换电锁紧装置；其中，第一换向阀300的第一油口301与伸缩缸120的无杆腔104连通，切换第一换向阀300使伸缩缸120的无杆腔104进油或卸荷。换句话说，伸缩缸的无杆腔可根据第一换向阀的切换动作进行进油或卸荷。只需第一换向阀300控制供油和卸荷，结构简单，硬件要求低，成本低。55.进一步地，如图3所示，第一换向阀300可以为三位三通换向阀，包括第一油口301、第二油口302和第三油口303，其中，中位状态下，第一油口301、第二油口302和第三油口303均封堵，第一工作位时，第一油口301和第三油口303连通，对伸缩缸120无杆腔104进行卸荷，第二工作位时，第一油口301和第二油口302连通，对伸缩缸120无杆腔104进行进油，从而使伸缩杆103伸出。56.具体地，在压紧机构100对电池框架200进行锁止时，第二工作位的电磁铁得电，泵330开启，无杆腔104进油，伸缩杆103伸出，从而实现对电池框架200的锁紧。第二工作位的电磁铁失电，第一换向阀300回到中位，对无杆腔104进行保压。泵330可以关闭。57.在压紧机构100对电池框架200进行解锁时，第一工作位的电磁铁得电，无杆腔104的与油箱350连接进行卸荷。压紧机构100在复位机构110的作用下回到原位实现对电池框架200的解锁。当然，第一换向阀300还可以是其它结构的换向阀，例如液控换向阀，二位三通电磁换向阀等，只要可以实现在压紧机构100的特定工况下对无杆腔104进行进油和卸荷即可。58.如图4所示，在本实用新型的其它实施例中，液压控制系统还包括液控单向阀310，液控单向阀310的进油口与第一油口301连接，液控单向阀310的出油口与伸缩缸120的无杆腔104连接；液控单向阀310的控制油口与液压控制系统的泵330连接。59.在本实施例中，采用液控单向阀310对无杆腔104进行保压，并基于泵330的开启和关闭来实现液控单向阀310的开启和关闭的控制，进而实现对无杆腔104的卸荷。60.其中，在本实用新型的一个可选实施例中第一换向阀300为二位三通电磁换向阀；二位三通电磁换向阀在第二工作位时，泵330给伸缩缸120的无杆腔104供油，二位三通电磁换向阀在第一工作位时，伸缩缸120的无杆腔104出油卸荷。61.换句话说，二位三通电磁换向阀包括第一油口301、第二油口302和第三油口303，在第一工作位时，第一油口301与第三油口303连通。在第二工作位时，第一油口301与第二油口302连通。也就是说，在第一换向阀300处于第一工作位时，泵330通过单向阀与伸缩缸120无杆腔104连接，伸缩杆103伸出，压紧机构100锁止电池框架200。在第一换向阀300处于第二工作位时，无杆腔104与液压控制系统的油箱350连通卸荷，压紧机构100在复位机构110作用下解锁电池框架200。62.具体地，在压紧机构100锁紧电池框架200时，第一换向阀300得电，泵330开启，液控单向阀310打开，无杆腔104进油，伸缩杆103伸出。63.在压紧机构100解锁电池框架200时，第一换向阀300失电，泵330开启，单向阀打开，无杆腔104通过单向阀、第一换向阀300卸荷到油箱350。64.此外，在本实用新型的一个实施例中，液压控制系统还包括溢流阀320，溢流阀320的进油口与泵330连接；溢流阀320的出油口与油箱350和伸缩缸120的有杆腔连接。溢流阀320用于保护回路防止压力过大，特别是，在第一换向阀300失电后，泵330开启，对无杆腔104进行卸荷时，通过溢流阀320连通油箱350，防止泵330过载。65.在本实用新型的优选实施例中，液压控制系统还包括开关阀340，开关阀340与液控单向阀310并联。其中，开关阀340可以为球阀，开关阀340作为备用开关，在液压控制系统失效或检修时，手动打开开关阀340完成无杆腔104卸荷解锁过程。66.此外，液压控制系统还包括换电控制器，换电控制器与驱动泵330的电机电连接，与第一换向阀300电连接，并且与伸缩缸120的行程开关电连接。例如，在伸缩缸120的伸缩或缩回到位后触碰行程开关，行程开关反馈信号给换电控制器，换电控制器根据信号控制第一换向阀300和电机的得失电。67.进一步地，本实用新型还提供了一种换电系统，包括上述实施例的换电锁紧装置或者上述实施例的液压控制系统。其中，换电系统为换电站或充换电站。例如，在充换电站中，将作业机械上的缺电电池通过换电装置，转运到充电装置上，通过充电装置上的换电锁紧装置将缺电的电池框架锁紧，进行充电。然后解锁充电装置上的换电解锁装置，将满电的电池，通过换电装置转运到作业机械上，从而实现充换电的过程。68.此外，本实用新型还提供了一种作业机械，包括上述实施例的换电锁紧装置或者上述实施例的液压控制系统。例如，作业机械例如为重卡、搅拌车等新能源汽车，或作业机械例如为挖掘机等工程机械。69.本实用新型提供的换电锁紧装置，通过伸缩缸120克服复位机构110的阻力驱动压紧机构100，实现对电池框架200的锁止；通过伸缩缸120卸荷，复位机构110带动压紧机构100解除对电池框架200的锁止，压紧机构100对电池框架200锁止不受制作公差影响，并且不会造成压紧机构100卡住现象，结构简单，成本低，失误率低，提高电池使用寿命。70.进一步，在本实用新型提供的液压控制系统、换电系统和作业机械中，由于具备如上所述的换电锁紧装置，因此同样具备如上所述的各种优势。71.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。









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