用于换电电池包加解锁的扭矩枪安装座、扭矩枪、机器人的制作方法

1.本发明涉及一种用于换电电池包加解锁的扭矩枪安装座、扭矩枪、机器人。


背景技术：

2.换电设备中包括多组扭矩枪，而现有的扭矩枪前端仅有输出轴，在额外增设套筒组件时，需要同时增加一部分连接结构。其占用的空间和增加的重量，可能会导致换电设备的工作异常，需要作出适应性的调整。
3.而且目前的连接结构不具备良好的力学稳定性，因此，急需一种能够提供稳定支撑、结构简单、重量较轻的结构件。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中解锁件的占用空间大、重量大，可能导致换电设备工作异常的缺陷，提供一种用于换电电池包加解锁的扭矩枪安装座、扭矩枪、机器人。
5.本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
6.一种用于换电电池包加解锁的扭矩枪安装座，所述扭矩枪至少包括依次连接的动力组件、传动组件和套筒组件，所述安装座包括：
7.壳体，所述壳体内部具有腔室，所述腔室至少用于容纳所述套筒组件的一部分和所述传动组件的至少一部分，所述壳体上端具有对接部，所述套筒组件具有限位部，所述对接部与所述限位部对接；
8.底盘，所述底盘与所述壳体下端相连，所述底盘连接于所述动力组件。
9.在本发明中，将扭矩枪的前端结构全部收纳于安装座内，提供可靠的保护结构，增加了结构稳定性，同时整体结构简单、紧凑。
10.较佳地，所述腔室的上端具有通孔，所述套筒组件穿过所述通孔，使所述套筒组件的另一端位于所述通孔外。
11.在本发明中，使套筒组件的一部分位于通孔内侧的腔室内部，套筒组件的另一部分位于通孔外侧的外界。
12.较佳地，所述壳体包括位于下部的第一收纳段，所述第一收纳段与所述底盘相连，所述第一收纳段用于容纳所述动力组件的一部分，所述第一收纳段的内壁与所述动力组件的外侧壁的至少一部分贴合。
13.在本发明中，在底盘连接于动力组件之后，利用壳体容纳动力组件的一部分，使扭矩枪整体体积减小、结构更加紧凑、贴合以获得更好的结构稳定性。
14.较佳地，所述动力组件为与电机连接的减速机和/或电机。
15.较佳地，所述腔室还包括位于所述第一收纳段上方的第二收纳段，所述第二收纳段的内径小于所述第一收纳段的内径，所述第二收纳段的外径小于所述第一收纳段的外径。
16.在本发明中，由于在第一收纳段上方的第二收纳段并不需要太大的内部空间，因此将其内、外径缩小，能够减小安装座的体积和重量。
17.较佳地，所述第二收纳段的内壁与所述第一收纳段的内壁、所述第二收纳段的外壁与所述第一收纳段的外壁之间均平滑过渡。
18.在本发明中，在减小第二收纳段的内径/外径的前提下，通过上述设置，能够合理保证结构强度，满足安装座在实际使用时的需求。
19.较佳地，所述腔室还包括位于所述第二收纳段上方的第三收纳段，所述对接部位于所述第三收纳段上部，所述限位部与所述对接部对接，所述限位部收纳于所述第三收纳段内。
20.在本发明中，将套筒组件的限位部穿设于对接部，并收纳于第三收纳段内部，使扭矩枪的前端结构更加紧凑、整体体积更小。
21.较佳地，所述对接部位于所述第二收纳段上部，所述限位部与所述对接部对接，并所述限位部收纳于所述第二收纳段内。
22.在本发明中，通过上述形式，使安装座内部的结构紧凑、布局合理。
23.较佳地，所述对接部包括挡板和开孔，所述套筒组件穿设于开孔，所述限位部包括托板和弹性部件，所述托板收纳于所述第三收纳段内并与所述挡板相抵接，所述弹性部件一端连接于所述托板，另一端连接于所述传动组件或所述动力组件，并且所述弹性部件处于压缩状态。
24.在本发明中，利用弹性部件对限位部施加预压力，有利于实现套筒组件在竖直方向上的浮动调节。
25.较佳地，所述第三收纳段的内径小于所述第二收纳段的内径。
26.在本发明中，通过减小第三收纳段的内径，使其能够与套筒组件后端更好地配合，以获得更好的结构稳定性。
27.较佳地，所述第三收纳段外表面的上端面具有倒角，所述倒角在所述第三收纳段的径向方向所占据的宽度小于所述第三收纳段的侧壁的厚度。
28.在本发明中，通过上述结构，可以在保证结构强度的前提下，减少一部分第三收纳段的重量，使安装座的整体重量降低。
29.在本发明中，将与动力组件相连的输出轴收纳于腔室内，并与套筒组件配合连接，使扭矩枪前部的运动部分收纳于安装座内，充分利用了安装座的内部空间，减少了扭矩枪前端的体积。
30.较佳地，所述底盘和所述壳体一体成型。
31.在本发明中，降低了安装座的制造难度，同时减少了部件数量，使安装座的结构更简单。
32.较佳地，所述底盘的外缘向所述壳体外侧延伸并形成法兰，所述法兰上开设有上下贯通的通孔。
33.在本发明中，通过法兰结构增加底盘与待安装平面的接触面积，同时利用法兰上的通孔实现安装，能够使安装座更加稳定地安装在待安装平面上。
34.较佳地，所述法兰的外缘还具有至少一个向内侧凹陷的缺口。
35.在本发明中，法兰外缘的向内凹陷的缺口能够避让待安装平面上的其他现有结
构，如定位销，使安装座的安装难度降低。
36.较佳地，所述底盘的下表面还设有螺纹孔，所述底盘与所述动力组件通过螺纹连接。
37.在本发明中，利用底盘下表面的销孔与动力组件通过螺纹连接，使底盘能够稳定地安装于动力组件上。
38.较佳地，所述安装座为圆筒形。
39.一种扭矩枪，包括如上所述的安装座，还至少包括安装座内依次连接的所述动力组件、所述传动组件和所述套筒组件。
40.一种换电机器人，包括升降平台和设置于所述升降平台的如上所述的扭矩枪。
41.本发明的积极进步效果在于：该用于换电电池包加解锁的扭矩枪安装座将扭矩枪的前端结构全部收纳于安装座内，提供可靠的保护结构，增加了结构稳定性，同时整体结构简单、紧凑。
附图说明
42.图1为本发明实施例1的换电机器人整体结构示意图。
43.图2为本发明实施例1的扭矩枪安装座的结构示意图。
44.图3为本发明实施例1的扭矩枪安装座的剖面示意图。
45.图4为本发明实施例1的扭矩枪安装座的仰视图。
46.图5为本发明实施例1的扭矩枪整体的剖面示意图。
47.附图标记说明：
48.扭矩枪100
49.电机110
50.谐波减速机120
51.传动轴130
52.轴连部140
53.托板141
54.弹簧142
55.扭矩枪安装座200
56.壳体210
57.第一收纳段211
58.第二收纳段212
59.第三收纳段213
60.挡板221
61.开孔222
62.倒角避让230
63.法兰240
64.缺口241
65.通孔242
66.螺纹孔243
67.底盘250
68.基板3
具体实施方式
69.下面举一个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。
70.如图1-5所示，本实施例提供一种换电机器人，换电机器人位于换电站的换电通道内，当车辆驶入换电站并停留在换电通道上方时，换电机器人启动换电流程，在换电通道内移动并更换车辆底盘上的电池包。换电机器人上设有换电部，换电部用于将电池包从车辆底盘上解锁或锁止于车辆底盘。换电部包括基板3和扭矩枪阵列，扭矩枪阵列由安装于基板3上的多个扭矩枪100按照一定规律排列而组成。单个扭矩枪100至少包括依次连接的动力组件、传动组件、套筒组件，以及与每个扭矩枪100一一对应的扭矩枪安装座200。
71.本实施例中的扭矩枪安装座200设置于换电平台上。其中，扭矩枪安装座200包括壳体210和底盘250。壳体210内部具有腔室，腔室至少用于容纳套筒组件的一部分和传动组件的至少一部分，壳体210上端具有对接部，套筒组件具有限位部，对接部与限位部对接，底盘250与壳体210下端相连，底盘250连接于动力组件。
72.具体地，如图1-5所示，本实施例中的扭矩枪100的动力组件包括电机110和连接于电机110的输出端的减速机。为了减小动机组件的整体体积和重量，本实施例中选用了谐波减速机120。本实施例中的扭矩枪100的传动组件包括传动轴130。传动轴130的后端与谐波减速机120的输出端相连，前端与套筒组件相连，用于实现谐波减速机120与套筒组件之间的传动。
73.在本实施例中，传动轴130收纳于壳体210内部，并与套筒组件的下部配合连接。这样一来，扭矩枪100前部的运动部分收纳于扭矩枪安装座200内，充分利用了扭矩枪安装座200的内部空间，减少了扭矩枪100前端的体积。
74.在本实施例中，对接部包括挡板结构和开孔222，套筒组件穿设于开孔222。限位部包括托板141和弹性部件，托板141收纳于壳体210内部的腔室内并且托板141与挡板结构相抵接。弹性部件的一端连接于托板141，另一端连接于传动组件或动力组件。并且弹性部件处于压缩状态。
75.进一步地，如图1-5所示，本实施例中，壳体210内部的腔室的上端具有挡板结构，包括挡板221以及挡板221上开设的开孔222。套筒组件的下部穿设于开孔222，套筒组件的上部自套开孔222穿出，并位于开孔222的外侧。通过上述设置，将套筒组件的一部分设置于开孔222内部的腔室内，套筒组件的另一部分位于开孔222外侧的外界，以便于进行换电操作。
76.具体地，本实施例中的弹性部件为弹簧142。弹簧142设置于传动轴130的外侧，一端连接于托板141，另一端与动力组件相抵接。
77.本实施例中，弹簧142套设于传动轴130外侧，用于复位套筒组件，以实现套筒组件在传动轴130轴向方向上的浮动。与此同时，弹簧142在安装时预先压缩一段行程，以对套筒组件提供一个向上的预顶推力，并且使结构占用空间更少、更加紧凑。当电池包刚接触到套筒组件时，不会立刻发生位移，保证了换电过程中的稳定性；而在电池包落下时，弹簧142也能使套筒组件在上下一段范围内浮动，既减少了零部件之间的磨损，也降低了精度要求。
78.如图1-5所示，本实施例中的扭矩枪100的套筒组件实际上包括下部的轴连部140以及上部的套筒部，套筒部与连轴部套筒部的上端用于驱动待换电设备的电池紧固件转动，轴连部的下端用于接受外部扭矩转动以带动套筒部转动，轴连部的上端与套筒部的下端相连接，套筒部和轴连部可以是固定连接的，也可以是套筒部的上端能够从轴连部的轴线处向轴连部的轴线外侧方向摆动。其中，轴连部140的下端具有与传动轴130的形状相匹配的多边形插槽，传动轴130与轴连部140配合连接并以此实现扭矩传动。在其他实施方式中，传动轴130和轴连部140也可以通过卡口或插销等方式实现对接并以此实现扭矩传动。
79.具体地，如图1-5所示，在本实施例中，套筒组件的限位部为托板141，托板141设置于轴连部140上。托板141的上表面与挡板221紧贴，托板141的下表面与弹簧142相抵接。
80.如图1-5所示，扭矩枪安装座200包括壳体210和底盘250。壳体210内部具有腔室，腔室至少用于容纳套筒组件的一部分和传动组件的至少一部分，壳体210上端具有对接部，套筒组件具有限位部，对接部与限位部对接。底盘250与壳体210下端相连，底盘250连接于动力组件。
81.具体地，在本实施例中，扭矩枪安装座200整体为圆筒形。扭矩枪安装座200的腔室内容纳有传动轴130、弹簧142以及套筒组件的限位部。腔室自上而下地将扭矩枪100的前端结构全部收纳于扭矩枪安装座200内，提供了可靠的保护结构。扭矩枪安装座200的底盘250的上侧与壳体210下端相连，底盘250的下侧则是与谐波减速机120相连，这样一来也增加了结构稳定性，同时使整体结构简单、紧凑。
82.进一步地，本实施例中的底盘250和壳体210一体成型，既降低了扭矩枪安装座200的制造难度，同时也减少了部件数量，使扭矩枪安装座200的结构更简单。
83.如图1-5所示，底盘250的外缘向壳体210外侧延伸并形成法兰240，法兰240上开设有上下贯通的通孔242。通过底盘250向外延伸形成法兰240，以增加底盘250与待安装平面的接触面积，同时利用法兰240上的通孔242实现安装，能够使扭矩枪安装座200更加稳定地安装在待安装平面上。
84.具体地，本实施例中的扭矩枪安装座200的待安装平面为换电部的基板3。扭矩枪安装座200通过法兰240上的通孔242被安装并固定于基板3上。并且，每一个扭矩枪100在基板3上的安装位置都被预设为与电池包锁定件在车辆上的位置相对应。
85.如图1-5所示，法兰240的外缘还具有至少一个向内侧凹陷的缺口241。本实施例中法兰240的外缘上的缺口241有两个，分别设置于法兰240的同一直径的两端。法兰240外缘的缺口241向内侧凹陷，用于避让待安装平面上的其他现有结构。这样能够使作业人员在安装时对扭矩枪安装座200进行简单且快速的调整，并且该扭矩枪安装座200还适用于多种安装位置和待安装平面，具有良好的适应性，使扭矩枪安装座200的安装难度降低。同时，为了减少零件之间的磨损，缺口241与法兰240外缘之间通过圆角过渡。
86.需要说明的是，本实施例中的缺口241是为了避让现有结构。而在本发明的其他实施方式中，如果原来就无需避让任何结构，或是在设计时已经对现有结构进行了规避布置的设计，那么也就无需在法兰240上加工形成缺口241，借此也可以进一步减少扭矩枪安装座200的制造步骤。虽然本实施例中的扭矩枪安装座200仅有两个缺口241，然而在其他的实施方式中，对于较为复杂的待安装平面的结构或安装场景，缺口241的数量可以为多个。
87.进一步地，本实施例中，底盘250的下表面还设有螺纹孔243，底盘250与动力组件
通过螺纹连接。具体地，本实施例中的扭矩枪安装座200通过底盘250下侧的螺纹孔243与电机110、谐波减速机120上的孔对接，并且通过安装螺丝实现对接与固定，使底盘250能够稳定地安装于动力组件上。
88.同时，作为其他可行的连接方式，销钉连接、卡接连接等机械结构的连接方式都可以代替此处的螺纹连接。本领域技术人员应当理解，只要某种连接方式能够实现两个零件之间的连接，理论上也就可以用于实现底盘250与动力组件之间的连接，因此本实施例中对此处的其他方案不再赘述。
89.下面对扭矩枪安装座200的壳体210及其内部的腔室做进一步说明：
90.如图1-5所示，壳体210包括自下而上依次排布并互相连通的第一、第二以及第三收纳段。也可以只包括第一以及第二收纳段。
91.第一收纳段211与底盘250相连，用于容纳动力组件的一部分。具体地，在本实施例中，第一收纳段211的内壁与动力组件的外侧壁的至少一部分贴合。为了确保扭矩枪安装座200不会与动力组件发生相对位移，第一收纳段211的内径与动力组件的外径相等。在本实施例中，谐波减速机120被收纳与第一收纳段211内，并且谐波减速机120的外径与第一收纳段211的内径相等。
92.上述设置的目的是为了使扭矩枪100整体体积减小、结构更加紧凑、贴合以获得更好的结构稳定性。本领域技术人员应当理解，此处谐波减速机120的外径与第一收纳段211的内径相等，代表两者在配合之后不会发生大幅移动，实际上可以是在一定公差范围内的配合，也可以是过盈配合等方式来实现第一收纳段211与动力组件的对接。在具体实施时，应当以第一收纳段211与动力组件装配结构稳定、扭矩枪100工作时两者的工作状态稳定以及安装步骤是否简单可行作为参考标准。
93.当包括第一、第二以及第三收纳段时，第二收纳段212的内外径均小于第一收纳段211的内外径，第二收纳段212用于容纳传动轴130和弹簧142。第三收纳段213的内径小于第二收纳段212的内径，第三收纳段213内设有对接部，并且第三收纳段213用于容纳与对接部相对接的套筒组件上的限位部。
94.其次，在本实施例中，第二收纳段212的内径小于第一收纳段211的内径，第二收纳段212的外径小于第一收纳段211的外径。在本实施例中，由于第二收纳段212主要用于容纳传动轴130和弹簧142，因此对第二收纳段212的内径要求较低。为了整体结构的稳定性，将第二收纳段212的外径设置为小于第一收纳段211的外径，以形成下大上小的稳定结构。同时，由于动力组件的外径较大，而容纳传动轴130和弹簧142所需要的内径较小，故将第二收纳段212的内径设置为小于第一收纳段211的内径。通过上述设置，将其内、外径缩小，能够减小扭矩枪安装座200的体积。
95.进一步地，如图1-5所示，在本实施例中，第三收纳段213位于扭矩枪安装座200的上部，并且通过对接部与套筒组件的限位部相对接。如前所述，对接部为挡板结构以及开设于挡板221上的开孔222，限位部为设置于轴连部140上的托板141。这样的结构形式既能满足限制套筒组件向上运动的目的，又能在托板141下方设置空间使套筒组件能够正常实现浮动效果。但在本发明的其他实施方式中，也可以通过设置双层和/或可移动的挡板结构，以限制套筒组件或套筒组件上的限位部在一定行程范围区间内运动。
96.本领域技术人员应当理解，在上述多种实施方式中，应当将限位部和对接部的结
构强度、零件装配的难度以及工作过程中的稳定性考虑在内，来选择最为合适的技术方案。虽然本实施例中未提供相应的说明书附图，但在不背离本发明实质的前提下做出的多种变更或修改应当均落入本发明的保护范围。
97.利用如上所述的第三收纳部的结构，既能够将套筒组件的限位部穿设于对接部内，并将其收纳于第三收纳段213内部，又能使扭矩枪100的前端结构更加紧凑、整体体积更小。
98.另外，如图1-5所示，本实施例中的第三收纳部直接受到外力作用，因此对第三收纳部的内壁进行增厚设计。此处减小第三收纳段213的内径除了提高结构强度以外，还能够使其与套筒组件的后端更好地配合，以获得更好的结构稳定性。
99.如图1-5所示，在本实施例中，第二收纳段212的内壁与第一收纳段211的内壁、第二收纳段212的外壁与第一收纳段211的外壁之间均平滑过渡。具体来说，第二收纳段212的内壁与第一收纳段211的内壁通过斜面过渡，第二收纳段212的外壁与第一收纳段211的外壁通过圆角过渡。
100.在本实施例中，由于从第一收纳段211向第二收纳段212过渡时需要减小内径和外径，通过上述设置，能够合理保证扭矩枪安装座200的整体结构强度，满足扭矩枪安装座200在实际使用时的强度需求。
101.如图1-5所示，第三收纳段213外表面的上端面具有倒角避让230。
102.具体地，在本实施例中，第三收纳段213的外表面位于扭矩枪安装座200的最上端，可能会与其他部件相接触。为了避免部件之间的干涉或磨损，对第三收纳段213的外表面进行倒角避让230。同时，倒角避让230也能够在保证结构强度的前提下，减少一部分第三收纳段213的重量，使扭矩枪安装座200的整体重量降低。从另一方面来说，倒角避让230也便于加工，降低了扭矩枪安装座200的制造难度。
103.本实施例还提供扭矩枪安装座的另一种实施方式：
104.在本实施方式中，壳体包括自下而上依次排布并互相连通的第一和第二收纳段。其中，第一收纳段与前一种实施方式中相同，第二收纳段则与前一种实施方式中的第三收纳段大致相同。
105.区别之处在于，本实施方式中的第二收纳段不仅收纳套筒组件的下部，还完全收纳了输出轴。也就是说，本实施方式中的第二收纳段相当于集成了前一种实施方式中的第二和第三收纳段的两个功能。相应地，在本实施方式中，第一收纳段与第二收纳段之间平滑过渡，并且第二收纳段的内径和外径均小于第一收纳段的内径和外径。
106.在本实施方式中，将原先的两端收纳段进行合并，使其结构更紧凑，进一步减小了扭矩枪安装座的整体体积，并且在制造时更加容易加工其内外侧的形状。相比于前一种实施方式效果更明显，但对结构设计和力学验证的要求更高。
107.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。