韓營營 張培明

（濰坊科技學(xué)院，山東 壽光262700）

1 概述

隨著新能源純電動(dòng)客車的日益發(fā)展，此類新能源純電動(dòng)大客車的動(dòng)力電池箱安裝形式分為二大類：第一類是固定形式的動(dòng)力電池箱，安裝在車身兩側(cè)布置的艙體內(nèi)，手動(dòng)打開艙門進(jìn)行日常檢查與維護(hù)。第二類是快換形式的動(dòng)力電池箱，安裝在車身兩側(cè)布置的艙體內(nèi)，當(dāng)整車的動(dòng)力電池需要充電時(shí)，即進(jìn)入相應(yīng)配套設(shè)置的快換充電站內(nèi)，進(jìn)入指定位置后手動(dòng)打開艙門，機(jī)器人將已充滿電的動(dòng)力電池箱對(duì)整車進(jìn)行動(dòng)力電池箱的更換，換電池的時(shí)間一般為10 分鐘內(nèi)完成。

2 手動(dòng)打開艙門存在的問題

目前國內(nèi)最先進(jìn)的純電動(dòng)快換充電站，在站內(nèi)除了需要配備現(xiàn)場工作人員手動(dòng)打開快換純電動(dòng)公交大客車的動(dòng)力電池艙門后給予開始機(jī)器人快換的操作，以及快換完成后需要現(xiàn)場工作人員手動(dòng)關(guān)閉動(dòng)力電池艙門外，整個(gè)純電動(dòng)公交大客車動(dòng)力電池快換過程均可以由后臺(tái)的指令與監(jiān)控進(jìn)行，現(xiàn)場可以無人狀態(tài)下實(shí)施完成。也就是要在快換充電站現(xiàn)場每臺(tái)快換機(jī)器人至少需要配備一名現(xiàn)場工作人員，如果快換純電動(dòng)公交大客車的動(dòng)力電池艙門安裝了自動(dòng)開關(guān)艙門的裝置，就可以使快換純電動(dòng)大客車在快換現(xiàn)場無操作人員的狀態(tài)下可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化的動(dòng)力電池更換的操作。

由于受到快換純電動(dòng)公交大客車的整體空間布局的局限，以及動(dòng)力電池艙內(nèi)安裝了快換動(dòng)力電池箱與托架及高低壓纜線和插拔機(jī)構(gòu)等，所剩空間是無法安裝常規(guī)的大客車電動(dòng)艙門裝置，而常規(guī)應(yīng)用的大客車自動(dòng)艙門的裝置需要占用艙內(nèi)多處空間，快換純電動(dòng)公交大客車艙內(nèi)更是沒有常規(guī)應(yīng)用的大客車自動(dòng)艙門的裝置的空間可以布置。

3 艙門自動(dòng)開關(guān)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容

為實(shí)現(xiàn)所述目的的大客車艙門自動(dòng)開關(guān)裝置，其特點(diǎn)是，包括直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置、推拉轉(zhuǎn)臂以及控制推拉直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置伸縮的控制部件，在大客車動(dòng)力電池艙內(nèi)的一個(gè)側(cè)面分別設(shè)置有驅(qū)動(dòng)安裝點(diǎn)以及轉(zhuǎn)臂安裝點(diǎn)，在艙門內(nèi)表面的一側(cè)設(shè)置牽引滑槽，推拉轉(zhuǎn)臂為彎曲形狀，該彎曲形狀的第一端可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在驅(qū)動(dòng)安裝點(diǎn)，該彎曲形狀的第二端與所述牽引滑槽連接能在所述牽引滑槽中滑動(dòng)，直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置可擺動(dòng)地安裝在驅(qū)動(dòng)安裝點(diǎn)，直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的直線運(yùn)動(dòng)輸出件通過樞軸可樞轉(zhuǎn)地連接該彎曲形狀的含該第一端的臂體上，直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的直線運(yùn)動(dòng)輸出件的伸出能驅(qū)動(dòng)推拉轉(zhuǎn)臂向外轉(zhuǎn)動(dòng)，向外轉(zhuǎn)動(dòng)的推拉轉(zhuǎn)臂能帶動(dòng)大客車動(dòng)力電池艙的艙門使艙門打開，且直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的直線運(yùn)動(dòng)輸出件的縮回能驅(qū)動(dòng)推拉轉(zhuǎn)臂向內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，向內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的推拉轉(zhuǎn)臂能帶動(dòng)大客車動(dòng)力電池艙的艙門使艙門關(guān)閉。

大客車艙門自動(dòng)開關(guān)裝置，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置為氣缸；控制部件包括設(shè)置在大客車的駕駛區(qū)域的開關(guān)部件以及耦接該開關(guān)部件的轉(zhuǎn)換電磁閥，該轉(zhuǎn)換電磁閥設(shè)置在該氣缸的氣路中，開關(guān)部件輸出的控制信號(hào)能使轉(zhuǎn)換電磁閥切換其通道狀態(tài)以使所述氣缸做出伸或縮的動(dòng)作；驅(qū)動(dòng)安裝點(diǎn)設(shè)置有氣缸支座，氣缸安裝在所述氣缸支座上；轉(zhuǎn)臂安裝點(diǎn)設(shè)置有轉(zhuǎn)臂支座，推拉轉(zhuǎn)臂安裝在所述轉(zhuǎn)臂支座上；牽引滑槽為直線形；彎曲形狀為L 形。

通過產(chǎn)生控制信號(hào)給直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置就可以將艙門打開或關(guān)閉，因此適用于以上所述快換純電動(dòng)公交大客車在進(jìn)入快換充電站內(nèi)進(jìn)行純電動(dòng)公交大客車快換動(dòng)力電池時(shí)艙門的自動(dòng)開啟和關(guān)閉，以便于實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)公交大客車快換充電站的現(xiàn)場在無操作人員的狀態(tài)下進(jìn)行全自動(dòng)化的動(dòng)力電池箱快速更換的操作。

3.2 艙門自動(dòng)開關(guān)裝置的工作原理

下面結(jié)合具體實(shí)施例作進(jìn)一步說明，在以下的描述中闡述了更多的細(xì)節(jié)以便于充分理解本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，需要注意的是，圖1僅作為示例，其并非是按照等比例的條件繪制的，并且不應(yīng)該以此作為對(duì)本實(shí)用新型實(shí)際要求的保護(hù)范圍構(gòu)成限制。

在圖1 中虛線部分的氣缸、推拉轉(zhuǎn)臂、艙門為打開狀態(tài)，實(shí)線部分的氣缸、推拉轉(zhuǎn)臂、艙門為關(guān)閉狀態(tài)。艙門1 以樞接處5為中心進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。

如圖1 所示，大客車艙門自動(dòng)開關(guān)裝置包括直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置12、推拉轉(zhuǎn)臂4 以及控制推拉直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置12 伸縮的控制部件。直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置12 在圖1 中為氣缸，在其他實(shí)施例中，可以是油缸、電動(dòng)缸等。推拉轉(zhuǎn)臂4 為L 形，在其他實(shí)施例中，推拉轉(zhuǎn)臂4 還可以是其他的彎曲形狀，只要能將艙門翻轉(zhuǎn)都可以。

在大客車7 的動(dòng)力電池艙內(nèi)的一個(gè)側(cè)面分別設(shè)置有驅(qū)動(dòng)安裝點(diǎn)10 以及轉(zhuǎn)臂安裝點(diǎn)8，在艙門1 內(nèi)表面的一側(cè)設(shè)置牽引滑槽2，推拉轉(zhuǎn)臂4 的第一端(圖中右端)可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在驅(qū)動(dòng)安裝點(diǎn)8，推拉轉(zhuǎn)臂4 的第二端與牽引滑槽2 連接能在牽引滑槽2中滑動(dòng)，可以增設(shè)一轉(zhuǎn)臂支架來安裝推拉轉(zhuǎn)臂4。氣缸12 可擺動(dòng)地安裝在驅(qū)動(dòng)安裝點(diǎn)10，安裝方式是可以設(shè)置一氣缸支架9，也可以通過氣缸12 上自帶的安裝部位進(jìn)行安裝。氣缸12 的直線運(yùn)動(dòng)輸出件(活塞桿)通過樞軸14 可樞轉(zhuǎn)地連接轉(zhuǎn)臂4 的含其右端的臂體上，如虛線部分所示，氣缸12 的直線運(yùn)動(dòng)輸出件的伸出能驅(qū)動(dòng)推拉轉(zhuǎn)臂4 向上轉(zhuǎn)動(dòng)，向上轉(zhuǎn)動(dòng)的推拉轉(zhuǎn)臂4 能帶動(dòng)大客車動(dòng)力電池艙的艙門1 使艙門1 打開。如實(shí)線部分所示，氣缸12 的直線運(yùn)動(dòng)輸出件的縮回能驅(qū)動(dòng)推拉轉(zhuǎn)臂4 向下轉(zhuǎn)動(dòng)，向下轉(zhuǎn)動(dòng)的推拉轉(zhuǎn)臂4 能帶動(dòng)大客車動(dòng)力電池艙的艙門1使艙門1 關(guān)閉。

圖1

圖2

如圖2 所示，氣缸12 的控制部件包括轉(zhuǎn)換電磁閥120 以及電控開關(guān)(開關(guān)部件)121，電控開關(guān)121 設(shè)置在大客車的駕駛區(qū)域，電控開關(guān)121 耦接轉(zhuǎn)換電磁閥120，轉(zhuǎn)換電磁閥120 設(shè)置在氣缸12 的氣路中，開關(guān)部件120 輸出的控制信號(hào)能使轉(zhuǎn)換電磁閥120 切換其通道狀態(tài)以使氣缸做出伸或縮的動(dòng)作，如圖2 中的放氣回路和進(jìn)氣回路所示，進(jìn)氣時(shí)氣缸12 進(jìn)行伸出動(dòng)作，放氣時(shí)，氣缸12 進(jìn)行縮回動(dòng)作。除此之外，還設(shè)置有應(yīng)急放氣開關(guān)123 以及儀表臺(tái)應(yīng)急放氣開關(guān)124，在緊急情況下使用。不用多說，氣缸12 的驅(qū)動(dòng)是來自儲(chǔ)氣筒125 的壓縮空氣。電控開關(guān)121 配置有電源122，但不限于此，電控開關(guān)121 是手動(dòng)開關(guān)也沒有問題。開關(guān)121 不限于設(shè)置在駕駛區(qū)域，設(shè)置在客車的其他部位也是可以的，開關(guān)121 可以是通過有限信號(hào)控制或無線信號(hào)控制。

3.3 工作過程

大客車艙門自動(dòng)開關(guān)裝置，其特征在于，包括直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置、推拉轉(zhuǎn)臂以及控制推拉直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置伸縮的控制部件，在大客車動(dòng)力電池艙內(nèi)的一個(gè)側(cè)面分別設(shè)置有驅(qū)動(dòng)安裝點(diǎn)以及轉(zhuǎn)臂安裝點(diǎn)，在艙門內(nèi)表面的一側(cè)設(shè)置牽引滑槽，推拉轉(zhuǎn)臂為彎曲形狀，該彎曲形狀的第一端可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在驅(qū)動(dòng)安裝點(diǎn)，該彎曲形狀的第二端與所述牽引滑槽連接能在所述牽引滑槽中滑動(dòng)，直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置可擺動(dòng)地安裝在驅(qū)動(dòng)安裝點(diǎn)，直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的直線運(yùn)動(dòng)輸出件通過樞軸可樞轉(zhuǎn)地連接該彎曲形狀的含該第一端的臂體上，直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的直線運(yùn)動(dòng)輸出件的伸出能驅(qū)動(dòng)推拉轉(zhuǎn)臂向外轉(zhuǎn)動(dòng)，向外轉(zhuǎn)動(dòng)的推拉轉(zhuǎn)臂能帶動(dòng)大客車動(dòng)力電池艙的艙門使艙門打開，且直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的直線運(yùn)動(dòng)輸出件的縮回能驅(qū)動(dòng)推拉轉(zhuǎn)臂向內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，向內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的推拉轉(zhuǎn)臂能帶動(dòng)大客車動(dòng)力電池艙的艙門使艙門關(guān)閉。

結(jié)束語

全自動(dòng)開關(guān)裝置實(shí)現(xiàn)了純電動(dòng)公交大客車快換充電站的現(xiàn)場在無操作人員的狀態(tài)下進(jìn)行全自動(dòng)化的動(dòng)力電池箱快速更換的操作，節(jié)省了大量的人力物力，節(jié)約了成本，符合當(dāng)今科學(xué)技術(shù)日新月異的社會(huì)的發(fā)展要求。