一种锁止机构及车辆的制作方法

1.本实用新型涉及车辆换电技术领域，尤其涉及一种锁止机构及车辆。


背景技术：

2.换电型车辆包括车体、电池箱以及锁止机构，锁止机构用于将电池箱可拆卸地连接于车体上，在电池箱亏电后，解除锁止机构的锁止作用，可更换满电的电池箱，为车辆续航。目前，锁止机构的锁止方式应用较多的有螺栓式、卡扣式以及锁销式等。
3.螺栓式锁止机构包括连接于车身纵梁上的车端螺母和连接于电池箱上的螺杆部，安装电池箱时，将螺杆部螺纹旋拧于车端螺母内即可，螺杆部和车端螺母连接后螺纹副存在预紧力，连接较为牢靠，不易松动，但螺纹旋拧花费时间较长，导致加解锁时间偏长。
4.卡扣式锁止机构包括连接于车端的第一卡件和连接于电池端的第二卡件，第一卡件和第二卡件卡扣即可实现电池箱的安装。锁销式锁止机构包括锁座和销轴，锁座和销轴中的一者设置于车端，另一者设置于电池箱上，锁座上设置有锁止孔，锁止孔内沿周向设置有一圈钢珠，销轴上沿周向环设有锁止槽，当销轴插入锁止孔内，直至钢珠卡入锁止槽内后，可完成电池箱与车体的连接，拆卸电池箱时，钢珠脱离锁止槽，以解除锁止作用。卡扣式锁止机构和锁销式锁止机构只需卡合或者插入等动作即可实现锁止，加解锁速度较快，然而，卡扣式锁止机构的第一卡件和第二卡件卡合后、以及锁销式锁止机构中的钢珠和锁止槽卡合后，均无法施加预紧力，车辆在行驶过程中的颠簸振动会导致锁止机构产生异响，车身与电池箱之间的连接不够稳定可靠。
5.综上所述，现有技术存在以下缺陷：锁止机构无法兼具加解锁速度快、锁止后存在预紧力，锁合稳定性强的优点。因此，亟需研究一种锁止机构来解决该技术问题。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种锁止机构及车辆，兼具螺栓式锁止机构连接牢靠、以及卡扣式和锁销式锁止机构加解锁速度快的优点，提升换电速度，增强电池箱与车身之间的连接稳固性。
7.为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
8.第一方面，提供一种锁止机构，包括：
9.锁座组件，包括座体，所述座体上贯通设置有穿孔以及凸设有锁止楔块；
10.锁舌组件，穿设于所述穿孔，并绕自身轴线可转动，所述锁舌组件上设置有与所述锁止楔块相配合的楔形槽，所述锁止楔块和所述楔形槽均沿所述锁舌组件的旋转方向延伸，所述锁止楔块具有卡紧于和脱离所述楔形槽的状态。
11.作为本实用新型提供的锁止机构的优选方案，所述锁舌组件包括相连的传动轴和锁合部，所述传动轴沿自身轴线可移动以及绕自身轴线可转动地穿设于所述穿孔，所述楔形槽设置于所述锁合部面向所述传动轴的一侧。
12.作为本实用新型提供的锁止机构的优选方案，所述穿孔为条形孔，所述锁合部呈
条形，所述条形孔能够容许所述锁合部穿过。
13.作为本实用新型提供的锁止机构的优选方案，所述锁止楔块和所述楔形槽均设置有两个，两个所述锁止楔块分设于所述条形孔沿宽度方向相对的两侧，两个所述楔形槽沿所述锁合部的延伸方向分设于所述传动轴相对的两侧。
14.作为本实用新型提供的锁止机构的优选方案，所述条形孔沿其长度方向相对的两个侧壁均为第一弧形壁，所述锁合部沿其长度方向相对的两个外壁均为第二弧形壁，所述第一弧形壁所在的圆心与所述第二弧形壁所在的圆心均位于所述传动轴的轴线上。
15.作为本实用新型提供的锁止机构的优选方案，所述锁止楔块远离所述穿孔的一侧壁所在圆弧的直径等于所述第二弧形壁所在圆弧的直径，所述锁止楔块的垂直长度等于所述锁合部的宽度。
16.作为本实用新型提供的锁止机构的优选方案，所述锁止楔块沿所述锁合部旋转方向的一侧设置有止挡件，所述止挡件用于止挡旋转运动的所述锁合部，所述止挡件背向所述锁止楔块的一侧设置有一个或多个加强筋。
17.作为本实用新型提供的锁止机构的优选方案，所述锁合部和所述止挡件中的一者上设置有弹性垫片，所述锁合部通过所述弹性垫片抵接于所述止挡件上。
18.作为本实用新型提供的锁止机构的优选方案，所述穿孔的两端均设置有导向孔段。
19.第二方面，提供一种车辆，包括车体、电池箱以及如上所述的锁止机构，所述锁止机构的锁座组件被配置为安装于所述车体，所述锁止机构的锁舌组件被配置为安装于所述电池箱。
20.本实用新型的有益效果：
21.本实用新型提供一种锁止机构，具有锁止状态和解锁状态，锁止时，将锁舌组件穿过锁座组件上的穿孔，随后锁舌组件绕自身轴线转动，以使锁舌组件上的楔形槽逐渐与锁座组件上的锁止楔块配合，随着锁舌组件的转动，锁止楔块逐渐卡紧于楔形槽内，即，锁止楔块的楔形面与楔形槽的槽底壁之间的预紧力愈来愈大，直至锁止楔块完全卡入楔形槽内，该锁止组件处于锁止状态，锁舌组件和锁座组件之间存在预紧力。解锁时，锁舌组件反向旋转，以使锁止楔块逐渐脱离楔形槽，实现预紧力的逐渐卸载，待锁止楔块和楔形槽完全脱离时，锁止机构切换至解锁状态。该锁止结构只需将锁舌组件穿入穿孔并绕自身轴线旋转，即可实现在锁止状态和解锁状态之间的切换，加解锁速度较快，且锁止后的锁舌组件和锁座组件之间存在预紧力，稳定性和可靠性较强。
22.本实用新型提供还提供一种车辆，包括车体、电池箱以及如上所述的锁止机构，锁止机构的锁座组件安装于车体上，锁止机构的锁舌组件安装于电池箱上，将电池箱安装于车体上时，驱动电池箱上升至预设位置，以使其上的锁舌组件穿过锁座组件上的穿孔，随后，驱使锁舌组件旋转，直至锁止楔块卡紧于楔形槽内，实现具有预紧力的锁止，当解锁时，反向旋转锁舌组件以使锁止楔块脱离楔形槽即可，加解锁速度快，提升了换电速度，且增强了电池箱与车身之间的连接稳固性。
附图说明
23.图1是本实用新型实施例一提供的锁止机构在解锁状态下的结构示意图；
24.图2是本实用新型实施例一提供的锁止机构在解锁状态下的第一分解示意图；
25.图3是本实用新型实施例一提供的锁止机构在解锁状态下的第二分解示意图；
26.图4是本实用新型实施例一提供的锁止机构在解锁状态下的俯视图；
27.图5是本实用新型实施例一提供的锁止机构在锁止状态下的结构示意图；
28.图6是本实用新型实施例一提供的锁止机构在锁止状态下的分解示意图；
29.图7是本实用新型实施例一提供的锁止机构在锁止状态下的俯视图；
30.图8是本实用新型实施例二提供的锁止机构在锁止状态下的结构示意图；
31.图9是本实用新型实施例二提供的锁止机构在锁止状态下的分解示意图。
32.图中：
33.1、锁座组件；2、锁舌组件；
34.11、座体；12、锁止楔块；13、止挡件；14、加强筋；
35.111、穿孔；1111、第一弧形壁；121、楔形面；122、第三弧形壁；
36.21、传动轴；22、锁合部；
37.221、楔形槽；222、第二弧形壁。
具体实施方式
38.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
39.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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。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中的具体含义。
40.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
41.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
42.实施例一
43.如图1至图7所示，本实施例提供一种锁止机构，其具有锁止状态和解锁状态，其中图1至图4所示的为锁止机构处于锁止状态下的示意图，图5至图7所示的为锁止机构处于解锁状态下的示意图。具体地，该锁止机构包括锁座组件1和锁舌组件2。
44.参见图1和图2，锁座组件1包括座体11，座体11上贯通设置有穿孔111，且座体11的
上表面凸设有锁止楔块12。锁止楔块12的上表面为楔形面121。锁舌组件2穿设于穿孔111，并绕自身轴线可转动，参见图3，锁舌组件2上设置有与锁止楔块12相配合的楔形槽221，锁止楔块12和楔形槽221均沿锁舌组件2的旋转方向延伸。沿锁舌组件2的旋转方向，锁止楔块12的楔形面121与座体11上表面之间的间距逐渐增大，即楔形面121相对座体11的上表面为一倾斜面；沿锁舌组件2的旋转方向，楔形槽221在锁舌组件2上的凹陷深度逐渐增加。锁舌组件2相对锁座组件1旋转时，锁止楔块12具有卡紧于和脱离楔形槽221的状态，以使锁止机构在锁止状态和解锁状态之间切换。
45.具体地，锁止时，将锁舌组件2穿过锁座组件1上的穿孔111，随后锁舌组件2绕自身轴线转动，以使锁舌组件2上的楔形槽221逐渐与锁座组件1上的锁止楔块12配合，随着锁舌组件2的转动，锁止楔块12逐渐卡紧于楔形槽221内。即，锁止楔块12的楔形面121与楔形槽221的槽底壁之间的预紧力愈来愈大，直至锁止楔块12完全卡入楔形槽221内，该锁止组件处于锁止状态，锁舌组件2和锁座组件1之间存在预紧力，如图5所示的状态。解锁时，锁舌组件2反向旋转，以使锁止楔块12逐渐脱离楔形槽221，实现预紧力的逐渐卸载，待锁止楔块12和楔形槽221完全脱离时，锁止机构切换至解锁状态，如图1所示的状态。
46.该锁止结构只需将锁舌组件2穿入穿孔111并绕自身轴线旋转，即可实现在锁止状态和解锁状态之间的切换，加解锁速度较快，且锁止后的锁舌组件2和锁座组件1之间存在预紧力，稳定性和可靠性较强。
47.本实施例中，将该锁止机构应用于换电型车辆上，锁止机构的锁座组件1安装于车体上，锁止机构的锁舌组件2安装于电池箱上，将电池箱安装于车体上时，驱动电池箱上升至预设位置，以使其上的锁舌组件2穿过锁座组件1上的穿孔111，随后，驱使锁舌组件2旋转，直至锁止楔块12卡紧于楔形槽221内，实现具有预紧力的锁止，当解锁时，反向旋转锁舌组件2以使锁止楔块12脱离楔形槽221，随后，电池箱下降，以使锁舌组件2脱离穿孔111，以便将电池箱转运走。该锁止机构加解锁速度快，提升了换电速度，且增强了电池箱与车身之间的连接稳固性。
48.参见图2和图3，锁舌组件2包括相连的传动轴21和锁合部22，传动轴21沿自身轴线可移动以及绕自身轴线可转动地穿设于穿孔111。楔形槽221设置于锁合部22面向传动轴21的一侧。锁止时，驱使锁舌组件2由下至上穿过穿孔111，直至锁合部22完全伸出穿孔111，此时，传动轴21穿设于穿孔111内，随后，使用换电机器人上的旋转驱动机构驱使传动轴21旋转，锁合部22随之同步转动，以使锁止楔块12与楔形槽221逐渐卡合。由于传动轴21的截面呈圆柱状，在穿孔111内旋转时不会与穿孔111的内壁干涉。
49.进一步地，穿孔111为条形孔，锁合部22也呈条形，二者形状相同，且条形孔的横截面积大于锁合部22的横截面积，以使条形孔能够容许锁合部22穿过，楔形槽221位于传动轴21的一侧。参见图5和图6，锁舌组件2由解锁状态旋转至锁止状态时，锁合部22上的楔形槽221能够与锁止楔块12在竖直方向上重叠，以使二者能够卡紧。
50.可选地，本实施例中，锁止楔块12和楔形槽221均设置有两个，参见图2和图4，两个锁止楔块12分设于条形孔沿宽度方向相对的两侧，二者位于同一直线上，该直线垂直于条形孔的延伸方向。参见图3，两个楔形槽221沿锁合部22的延伸方向分设于传动轴21相对的两侧，二者位于同一直线上，该直线平行于锁合部22的延伸方向。锁舌组件2在解锁状态旋转90度后可转动至锁止状态，且转动过程中，两个锁止楔块12与两个楔形槽221一一对应地
逐渐卡紧，楔形面121与楔形槽221的槽底壁之间逐渐挤压，从而能够在锁合部22和座体11之间施加预紧力。两个锁止楔块12和两个楔形槽221的设置使得锁止机构受力更均匀，且锁止后更为稳定牢靠。
51.参见图7，所示的是锁止机构在锁止状态下的俯视图，锁止楔块12卡紧于楔形槽221内。条形孔沿其长度方向相对的两个侧壁均为第一弧形壁1111，沿宽度方向相对的两个侧壁为直壁。锁合部22沿其长度方向相对的两个外壁均为第二弧形壁222，沿宽度方向相对的两个侧壁为直壁。第一弧形壁1111所在的圆心与第二弧形壁222所在的圆心均位于传动轴21的轴线上。即，条形孔和锁合部22均相对传动轴21对称设置，制造加工时较为方便，且利于锁舌组件2的转动平衡。
52.参见图2和图4，定义锁止楔块12远离穿孔111的一侧壁为第三弧形壁122，则第三弧形壁122所在圆弧的直径等于第二弧形壁222所在圆弧的直径。参见图4，第三弧形壁122所在圆弧的圆心和第二弧形壁222所在圆弧的圆心均为点c，锁合部22旋转时的轴线为点c所在的竖直轴线，由于第二弧形壁222和第三弧形壁122所在圆弧的直径相等，当锁合部22转动至锁止状态时，第二弧形壁222和第三弧形壁122能够对齐，如图5所示的状态。进一步地，参见图4，锁止楔块12的垂直长度为h，锁合部22的宽度为l，h＝l。当锁合部22转动至锁止状态时，锁合部22和锁止楔块12在竖直方向上完全重合，二者外壁对齐，不存在凸出部位。
53.本实施例中，可选地，穿孔111的两端均设置有导向孔段，即，穿孔111的上端口和下端口位置均设置导向孔段，导向孔段呈喇叭口状，以使锁合部22由下至上穿入穿孔111内、以及由上至下穿入穿孔111内时更为顺利。
54.本实施例中，通过换电机器人的旋转驱动机构驱使传动轴21旋转，当旋转驱动机构识别驱动扭矩达到预设扭矩后，可停止驱动。此时，锁止楔块12完全卡入楔形槽221内，锁止楔块12的外壁和锁合部22的外壁恰好对齐。
55.本实施例还提供一种车辆，包括车体、电池箱以及如上所述的锁止机构，锁止机构的锁座组件1安装于车体上，锁止机构的锁舌组件2安装于电池箱上，将电池箱安装于车体上时，驱动电池箱上升至预设位置，以使其上的锁舌组件2穿过锁座组件1上的穿孔111，随后，驱使锁舌组件2旋转，直至锁止楔块12卡紧于楔形槽221内，实现具有预紧力的锁止，当解锁时，反向旋转锁舌组件2以使锁止楔块12脱离楔形槽221，随后，电池箱下降，以使锁舌组件2脱离穿孔111，以便将电池箱转运走。该换电型车辆在更换电池箱时，加解锁速度快，提升了换电速度，且增强了电池箱与车身之间的连接稳固性。
56.实施例二
57.如图8和图9所示，本实施例提供一种锁止机构，其在实施例一的基础上进一步改进。
58.参见图8和图9，锁止楔块12沿锁合部22旋转方向的一侧设置有止挡件13，止挡件13用于止挡旋转运动的锁合部22，当锁合部22旋转至与止挡件13表面抵接时，表明锁合部22旋转到位，此时，用于旋转传动轴21的旋转驱动机构不再施加扭矩，避免锁合部22转动过位而导致锁止楔块12被压溃。即，通过设置止挡部能够防止锁合部22与座体11之间的预紧力过大，使得预紧力在适宜的范围内。
59.进一步地，继续参阅图8和图9，止挡件13背向锁止楔块12的一侧设置有一个或多
个加强筋14，用于提高止挡件13的支撑强度，防止止挡件13折断损坏。
60.可选地，锁合部22和止挡件13中的一者上设置有弹性垫片，锁合部22通过弹性垫片抵接于止挡件13上。由于车辆运行过程中动载荷的存在，处于锁止状态的锁合部22与止挡件13之间难免存在挤压碰撞，通过设置弹性垫片，能够避免锁合部22与止挡件13之间刚性接触，防止二者由于刚性接触而变形损坏。
61.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。