一种带螺栓保护的车辆加解锁机构的制作方法

本发明涉及电动汽车换电站技术领域，尤其是涉及一种带螺栓保护的车辆加解锁机构。

背景技术：

在电动汽车电池充换电技术中，需要对电动汽车的电池进行快速的充电或换电池，动力电池充电时电池并不装载在车辆上，而是在充电架上完成充电，另外，动力电池的快速更换方式是在车辆进入充电站后通过快速更换设备将车辆的动力电池取下并即刻更换另一组动力电池，简单来说，电动汽车电池的充电和换电都需要车电分离。目前在换电过程中实现车电分离时存在会将加解锁螺栓撞倒的风险，影响换电成功率。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种带螺栓保护的车辆加解锁机构，其结构简单且设计合理，在解锁电池后可避免加解锁螺栓倒落的情况发生。

为实现上述目的，本发明采用以下内容：

一种带螺栓保护的车辆加解锁机构，包括：

上下堆叠设置且相连通的上套筒和下套筒，于上套筒内活动安装一内套筒，于下套筒内安装一旋转柱，并于下套筒底部固设一驱动电机，且驱动电机的输出轴与旋转柱相连接；

于内套筒内安装一枪头，枪头顶部与一加解锁螺栓相连接，枪头尾部套设于旋转柱上且随旋转柱同步转动，通过在枪头与旋转柱之间设一机械弹簧，以使枪头相对旋转柱可上下位移；

其中，内套筒的内壁设有一条上窄下宽的轨道槽，枪头的头部设有一圈环形的凹槽，于内套筒与枪头之间设一滚珠，且滚珠的一部分落入轨道槽中，其余部分卡入凹槽内，通过于枪头的凹槽内设置拨动件，以使凹槽内的滚珠能从轨道槽的下部滑动至上部。

优选的是，所述上套筒的上端设有上内沿边，下套筒的上端设有下内沿边，内套筒的下部具有外凸边，并且外凸边刚好处于上内沿边与下内沿边之间构成的空间内。

优选的是，所述外凸边的底端与下内沿边的上端之间设有一圈波纹弹簧，以使内套筒在外力作用下能够在上内沿边与下内沿边之间构成的空间内做回复运动。

优选的是，所述内套筒的下部内壁设有一圈台阶卡层，所述枪头的下部外壁设有一圈卡槽，且卡槽内嵌装有一卡簧，所述台阶卡层刚好能够卡住卡簧，当枪头相对旋转柱向上位移，该运动终止于台阶卡层处。

优选的是，当枪头相对旋转柱向上位移的运动终止于台阶卡层处时，枪头的顶端面与内套筒的上端面刚好平齐。

优选的是，所述拨动件为定位拨珠，多个定位拨珠均匀地布置于凹槽内。

优选的是，所述旋转柱的横截面呈非圆形结构，枪头的内部设有与旋转柱的外形结构相适配的内腔室，以使枪头能随旋转柱同步转动。

优选的是，所述枪头顶部的中间位置设有一插槽，插槽内安装有磁钢，加解锁螺栓通过磁钢的磁性作用与枪头相连接。

采用上述技术方案，在将枪头顶部的加解锁螺栓插入车身上的定位螺纹孔中之前，由于枪头与旋转柱之间设有机械弹簧，在机械弹簧的弹性作用下，枪头可相对旋转柱向上位移至最大位置处，枪头头部凹槽内的滚珠也运动至轨道槽的上部，使枪头快速向外弹出，以便保证将加解锁螺栓平稳得插入定位螺纹孔中，启动驱动电机，使驱动电机带动着旋转柱转动，进而使枪头头部的加解锁螺栓也随之转动，直至将加解锁螺栓拧入车身的定位螺纹孔中，实现对电动汽车的换电加锁；反向启动驱动电机旋转，将加解锁螺栓从定位螺纹孔中旋出，向前推动着加解锁螺栓，在外力作用下，枪头相对旋转柱向下位移，直至枪头头部凹槽内的滚珠滑动至轨道槽的下部一侧，此时便可保证枪头不会向上弹起，进而使得加解锁螺栓深陷于内套筒的内部，实现对电动汽车的换电解锁，一定程度上避免了加解锁螺栓因机械抖动而倒落的风险，降低了因加解锁螺栓倒落造成的换电失败率。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例的一种带螺栓保护的车辆加解锁机构的结构示意图；

图2是图1的剖面示意图；

图3是本发明实施例的内套筒的结构示意图；

图4是图3另外一个视角下的内套筒的结构示意图；

图5是本发明加解锁螺栓、枪头与旋转柱三者间相配合的示意图；

图中，各附图标记为：

10-上套筒，20-下套筒，30-内套筒，40-旋转柱，50-枪头，60-驱动电机，70-加解锁螺栓，101-上内沿边，201-下内沿边，301-轨道槽，302-外凸边，303-台阶卡层，304-波纹弹簧，501-机械弹簧，502-凹槽，503-滚珠，504-拨动件，505-卡槽，506-卡簧，507-插槽，508-磁钢。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

如图1至图5所示，本发明提供一种带螺栓保护的车辆加解锁机构，包括：

上下堆叠设置且相连通的上套筒10和下套筒20，于上套筒10内活动安装一内套筒30，于下套筒20内安装一旋转柱40，并于下套筒20底部固设一驱动电机60，且驱动电机60的输出轴与旋转柱40相连接；

于内套筒30内安装一枪头50，枪头50顶部与一加解锁螺栓70相连接，枪头50尾部套设于旋转柱40上且随旋转柱40同步转动，通过在枪头50与旋转柱40之间设一机械弹簧501，以使枪头50相对旋转柱40可上下位移；

其中，内套筒30的内壁设有一条上窄下宽的轨道槽301，枪头50的头部设有一圈环形的凹槽502，于内套筒30与枪头50之间设一滚珠503，且滚珠503的一部分落入轨道槽301中，其余部分卡入凹槽502内，通过于枪头50的凹槽502内设置拨动件504，以使凹槽502内的滚珠503能从轨道槽301的下部滑动至上部。

在本发明的一种实施方式中，上套筒10的上端设有上内沿边101，下套筒20的上端设有下内沿边201，内套筒30的下部具有外凸边302，并且外凸边302刚好处于上内沿边101与下内沿边201之间构成的空间内。

进一步的，外凸边302的底端与下内沿边201的上端之间设有一圈波纹弹簧304，以使内套筒30在外力作用下能够在上内沿边101与下内沿边201之间构成的空间内做回复运动。

这样设计的目的在于，使得内套筒在上套筒内具有一定的浮动量，加解锁螺栓与车身上的定位螺纹孔对准后，其会继续顶着枪头朝着内部运动，最后可能会出现内套筒的上端面与车身直接碰撞的情况，而具备一定浮动量的内套筒能够减少因为硬接触所带来的损耗，保证了零件使用寿命。

在本发明的一种实施方式中，内套筒30的下部内壁设有一圈台阶卡层303，枪头50的下部外壁设有一圈卡槽505，且卡槽505内嵌装有一卡簧506，台阶卡层303刚好能够卡住卡簧506，当枪头50相对旋转柱40向上位移，该运动终止于台阶卡层303处。台阶卡层与卡簧的设计，能够保证枪头在上下运动过程中不会从内套筒中滑出。

进一步的，当枪头50相对旋转柱40向上位移的运动终止于台阶卡层303处时，枪头50的顶端面与内套筒30的上端面刚好平齐。

在本发明的一种实施方式中，拨动件504为定位拨珠，多个定位拨珠均匀地布置于凹槽内。当滚珠处于轨道槽下部时，为了避免滚珠一直在轨道槽的下部自转，无法顺利的滑入轨道槽的上部而导致枪头无法顺利向上弹出的情况，凹槽内的定位拨珠能够给滚珠施加一点阻力，以便将滚珠拨回轨道槽的上部，而凹槽内的定位拨珠设置的数量越多，滚珠被拨回轨道槽上部的时间就会更快，枪头就会更快弹出。

在本发明的一种实施方式中，旋转柱的横截面呈非圆形结构，枪头的内部设有与旋转柱的外形结构相适配的内腔室，以使枪头能随旋转柱同步转动。枪头只能相对旋转柱进行上下位移，而不能发生径向的相对转动，以保证枪头随旋转柱同步转动，进而使枪头上的加解锁螺栓也随之同步转动，便于将加解锁螺栓拧入车身上的定位螺纹孔中，实现车身的定位。

在本发明的一种实施方式中，枪头50顶部的中间位置设有一插槽507，插槽507内安装有磁钢508，加解锁螺栓70通过磁钢508的磁性作用与枪头50相连接。由于不同类型电动汽车车身上的定位螺纹孔的尺寸不同，这样可方便更换成与定位螺纹孔相适配的加解锁螺栓。

在使用本发明提供的电动汽车换电站用加解锁机构时：选取合适的加解锁螺栓，并将其固定于枪头的头部，由于初始状态下的枪头与旋转柱之间的机械弹簧处于弹性状态，枪头头部凹槽内的滚珠会运动至轨道槽的上部，使枪头快速向外弹出，此时便可将枪头头部的加解锁螺栓快速插入车身上的定位螺纹孔中，接着启动驱动电机，使驱动电机带动着旋转柱转动，进而使枪头头部的加解锁螺栓也随之转动，直至将加解锁螺栓拧入车身的定位螺纹孔中，实现对电动汽车的换电加锁；当反向启动驱动电机旋转时，会将加解锁螺栓从定位螺纹孔中旋出，向前推动着加解锁螺栓，在外力作用下，枪头相对旋转柱向下位移，直至枪头头部凹槽内的滚珠滑动至轨道槽的下部一侧，此时便可保证枪头不会向上弹起，进而使得加解锁螺栓深陷于内套筒的内部，实现对电动汽车的换电解锁，一定程度上避免了加解锁螺栓因机械抖动而倒落的风险，降低了因加解锁螺栓倒落造成的换电失败率。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。