一种卡扣式锁止机构的制作方法

1.本实用新型属于车载电池安装设备技术领域。具体地，涉及一种卡扣式锁止机构。


背景技术：

2.电动轿车逐渐成为汽车市场的主流。为解决续航焦虑而诞生的汽车换电产业迅猛发展。
3.比如本技术人之前所采用的换电技术，该设备主要特点是在车底盘框架上安装若干轴锁，轴锁的锁体内形成l型锁合道，并在锁合道上安装弹性件控制的锁舌。当车载电源总成利用其侧部的轴结构滑入l型锁合道，锁舌受触发动作，形成沿车辆行进方向(x向)对轴结构的锁死，达到将车载电源总成沿x向锁死的目的。由于l型锁合道本身具有对车辆高度方向(z向)限高的功能，故综合实现了将车载电源总成立体固定的目的(沿车辆宽度方向，即y向已经被车底盘框架限位)。
4.然而上述锁合方案针对的是具有水平插电接口的电动轿车，所以需要为车载电源总成沿x向预留一段行程，使车载电源总成的插电接头公部沿x向插合于车底盘框架的插电接头母部上。
5.在另一部分主流车型上，更多地采用的是竖直插电接口，即车载电源总成的插电接头公部需要沿z向插合于车端的插电接头母部上，比如蔚来汽车主要采用该换电方案。在相关的技术方案中，采用螺丝旋转紧固方式实现车载电源总成与车端的连接紧固。但该类技术存在以下缺陷：(1)每次拆换电时，均进行一次需要松开、锁紧动作，螺纹与牙孔需要承受一定的载荷，所以对螺纹与牙孔损伤较大，即螺丝旋紧类的设备使用寿命会受到比较明显的影响；(2)螺纹连接方式对于锁芯z向同心度要求较高，整体换电设备，尤其车端设备加工装配精度较难保证，这必然导致设备加工成本高，设备维护成本高，即换电成本高；(3)车辆行驶环境对车载电源总成使用安全和插接稳定性影响较大，在驾驶环境不佳的路段，比如车载电源总成容易在车辆行驶产生震动后松开。


技术实现要素：

6.针对以上现有技术中存在的螺栓形式的z向锁锁合不紧固，设备磨损较明显导致设备使用寿命不久的问题，本实用新型的目的是提供一种采用挂钩形式的z向锁，提高z向限锁的便捷性，降低限位设备配合精度要求。
7.一种卡扣式锁止机构，包括以铰接的方式安装在框架内的锁舌；所述锁舌的一侧由弹性件抵接以致锁舌复位，还包括触发件，其相对于锁舌直线往复运动，伸出时抵压锁舌，收缩时解除对锁舌的抵压；锁舌一端受压后克服弹性件弹力而绕铰接枢轴转动，锁舌的另一端转动脱锁。
8.作为一种优选的实施方案，所述锁舌的下端开设避让槽，所述避让槽朝向触发件一侧开口尺寸逐渐增大，以方便触发件插入避让槽并抵在锁舌侧面。相应地，所述触发件的触发端为楔形，且楔面厚度大于插合匹配位置的避让槽厚度，插合后得以挤压锁舌转动。
9.作为一种优选的实施方案，所述框架上、下端面上分别对应开设通孔、扩孔；所述通孔与扩孔连通，通孔内容纳条状的锁舌。所述锁舌下端伸至扩孔内，并由扩孔内的弹性件抵压。扩孔的设置一方面为弹性件和锁舌的设置提供了充分的空间；再一方面是减轻了设备重量，即有利于车辆轻量化；更重要的是：如果弹性件的安装空间过小，弹性件尺寸较短，则无法为锁舌转动提供足够的弹性形变缓冲量，也不能充分缓解弹性件形变压力，这极容易导致弹性件受锁舌转动力矩的作用而侧崩。
10.作为一种优选的实施方案，所述通孔一侧设有避让豁口，以避让锁舌上端向远离弹性件一侧转动解锁对框架的挤压。在通常情况下，将锁舌的一侧面紧贴在通孔内壁上，实现以竖直的通孔/扩孔内壁面作为辅正锁舌竖直的基准面。锁舌插入锁舌与通孔/扩孔内壁面之间的避让槽中，从而以上述内壁面为定依托，将锁舌翘转动。但是在将锁舌翘动过程中，锁舌会与位于转动枢轴上部的上述内壁面产生干涉，故必须要开设本技术方案中的豁口进行避让。
11.作为一种优选的实施方案，所述弹性件为压簧，在锁舌上形成抵抗触发件抵压的复位力；所述压簧的一端固定在框架上，另一端卡入锁舌的卡槽内。
12.作为一种优选的实施方案，一根定位螺栓螺纹配合穿过框架伸至扩孔内，并插入所述压簧端部，将压簧插合固定在框架上。
13.作为一种优选的实施方案，所述锁舌的上端为向一侧水平向下倾斜延伸的舌端锁钩。具体地，锁舌的上端为沿车辆行进方向弯曲的钩状，与锁舌配合的车端之锁结构也为沿车辆行进方向的钩状，即二者的钩合方向为车辆的行进方向。
14.本技术方案的有益效果为：采用简单的钩状锁合结构能够有效提高锁合成功率，对设备加工、装配精度要求更低，容错率高，采用较低的设备使用、维护成本即能够实现换电，非常有利于市场主体对相关市场的开拓，以及换电技术的普及。
15.作为一种优选的实施方案，所述框架上端面为水平面；所述水平面与舌端锁钩下端面的斜面共同组成锁定车端锁钩的空间。
16.作为一种优选的实施方案，所述框架两侧延伸出具有安装孔的翼板，以便框架与车载电源总成的集成安装。
17.作为一种优选的实施方案，所述锁舌的上端面设有倒角，所述倒角位于舌端锁钩上端远离锁舌本体的一侧，以对车端锁钩向下运动推开锁舌进入锁合位置提供导向。
18.显而易见，在以上单个实施方式中描述的元件或特征可以在其它实施方式中单独或组合使用。
19.本实用新型的有益效果：本实用新型的技术方案利用杠杆原理实现车载电源总成与车端的z向锁止，锁钩锁合的方式比螺栓连接方式更加简便和高效，对设备加工、装配精度要求更低，锁合成功率更高，实现快速拆换电对于尺寸偏差容错率高(0≤平面浮动方向容错≤8mm)。
20.采用具有楔形端头的柱状触发件，其触发可靠性更高，不易出现对齐困难，螺纹遭受轴向接触冲击磨损等问题。采用设备精度要求更低，机械配合结构更加可靠，维护成本更低的技术方案，有利于市场主体对相关市场的开拓，以及换电技术和标准的普及。
附图说明
21.在附图中，尺寸和比例不代表实际产品的尺寸和比例。附图仅仅是说明性的，并且为了清楚起见，省略了某些非必要的元件或特征。
22.图1是车端锁钩抵开锁舌状态正视图；
23.图2是本实用新型与车端锁钩锁合状态正视图；
24.图3是本实用新型与车端锁钩解锁状态正视图；
25.附图标记说明
26.1、框架；
27.11、通孔；12、扩孔；13、定位螺栓；14、压簧；15、避让豁口；
28.2、锁舌；
29.21、卡槽；22、舌端锁钩；23、避让槽；24、倒角；
30.3、触发件；
31.31、触发端；
32.4、车端锁钩。
具体实施方式
33.接下来将参照附图详细描述本实用新型的实施方案。这里所描述的仅仅是根据本实用新型的优选实施方式，本领域技术人员可以在优选实施方式的基础上想到能够实现本实用新型的其他方式，其他方式同样落入本实用新型的范围。
34.如图1-图3所示，一种卡扣式锁止机构，包括矩形的框架1。框架1两侧延伸出具有安装孔的翼板，以便框架与车载电源总成的集成安装。框架1右侧(以附图中正视图方向为基准)竖直贯穿设置一通孔11，锁舌2竖直插入对应的通孔11内，并由水平铰接枢轴贯穿对应锁舌2中部，使锁舌2绕框架1的宽度方向转动。
35.通孔11一侧设有避让豁口15，以避让锁舌上端向远离弹性件一侧转动解锁对框架的挤压。在通常情况下，将锁舌的一侧面紧贴在通孔内壁上，实现以竖直的通孔/扩孔内壁面作为辅正锁舌竖直的基准面。锁舌插入锁舌与通孔/扩孔内壁面之间的避让槽23中，从而以上述内壁面为定依托，将锁舌翘转动。但是在将锁舌翘动过程中，锁舌会与位于转动枢轴上部的上述内壁面产生干涉，故必须要开设本技术方案中的豁口进行避让。
36.框架1的下端面开设扩孔12。扩孔12的尺寸比通孔11的尺寸大，且与通孔11连通。框架1左侧壁上穿设有一根定位螺栓13，所述定位螺栓13通过螺纹旋合的方式穿过框架1侧壁之后，伸入扩孔12内。扩孔12内水平设置压簧14作为弹性件。压簧14的一端紧固套设在对应定位螺栓13上，另一端插入锁舌2表面预留的卡槽21内。当锁舌2被驱动压缩压簧14而旋转时，虽然压簧14受到锁舌2的扭矩，但由于压簧14两端均被限锁，故也不会出现侧崩现象，保障了锁舌2的弹性支撑稳定性和安全性。
37.扩孔12的设置一方面为压簧14等弹性件和锁舌2的设置提供了充分的空间，再一方面也减轻了设备重量，即有利于车辆轻量化。本实施方案中必须设置扩孔12的重要原因还在于：如果弹性件的安装空间过小，导致弹性件尺寸较短，则压簧14无法为锁舌2转动提供足够的弹性形变缓冲量，也不能充分分散和缓解弹性件形变压力，即，锁舌2的转动将在短尺寸的压簧14上产生更大的弯曲角度，这极容易导致弹性件受锁舌2转动力矩的作用而
侧崩。
38.锁舌2的具体形态为：锁舌2的上端为沿车辆行进方向(x向)弯曲的钩状，与锁舌2配合的车端之锁结构也为沿车辆行进方向的钩状，即二者的钩合方向为车辆的行进方向。因为受到车辆宽度方向尺寸较窄的限制，难以将钩合方向设置为沿车辆宽度方向(y向)。在x向上可供舌端锁钩22与车端锁钩4配合的尺寸相对更加宽容。
39.锁舌2的一侧由压簧抵接复位竖直贴合在通孔和扩孔12竖直平齐的右侧内壁面上，锁舌2的另一侧则由触发件3驱动锁舌2转动，使锁舌2上端在杠杆原理作用下同方向转动，进行锁止和解锁。
40.触发件3为竖直的柱状结构，其相对于锁舌直线往复运动，伸出时抵压锁舌，收缩时解除对锁舌的抵压。为了实现触发件3对锁舌的控制，锁舌的下端开设避让槽23，所述避让槽23朝向触发件3一侧开口尺寸逐渐增大，以方便触发件3插入避让槽23并抵在锁舌侧面。相应地，所述触发件3的触发端31为楔形，且楔面厚度大于插合匹配位置的避让槽23厚度，插合后得以挤压锁舌转动。锁舌一端受压后克服弹性件弹力而绕铰接枢轴转动，锁舌2的另一端转动脱锁。
41.本实施例中，锁舌2的上端为沿x向水平向下倾斜延伸的舌端锁钩22，而框架上端面为水平面。水平面与舌端锁钩22下端面的斜面共同组成包围车端锁钩的钩状空间。
42.所述锁舌的上端面设有倒角24，所述倒角24位于舌端锁钩22上端远离锁舌本体的一侧。使用时，锁舌及框架结构集成在车载电源总成上，当举升设备将车辆降下，车端锁钩下落抵在倒角24上，以分力将锁舌顺时针转动，以对车端锁钩向下运动推开锁舌进入锁合位置提供导向。
43.进一步地，车端锁钩4的z向尺寸与舌端锁钩22到框架1表面之间的距离基本相同，且由于车端锁钩4与舌端锁钩22的配合为斜面配合、车端锁钩4与框架1表面的配合为平面配合。上述斜面的倾斜方向为自锁舌2方向向远离锁舌2方向降低，以此来形成车端锁钩4对舌端锁钩22的水平向自锁，即斜面互锁。在仅水平方向移动锁舌的情况下，由于内扣式斜面的阻挡，难以将锁舌2从车端锁钩4中脱出。锁舌2与车端产生x向相对晃动的过程中，舌端锁钩22也难以被动地被车端锁钩4驱动旋转，而仅会在触发件3的带动下通过旋转的方式主动脱开车端锁钩4。
44.装电时，车载电源总成被上推至电动轿车底盘内，锁舌2被车端锁钩4沿倒角24挤压打开，最终进入互锁状态，弹性件复位。
45.本实用新型的保护范围仅由权利要求限定。得益于本实用新型的教导，本领域技术人员容易认识到可将本实用新型所公开结构的替代结构作为可行的替代实施方式，并且可将本实用新型所公开的实施方式进行组合以产生新的实施方式，它们同样落入所附权利要求书的范围内。