大客車艙門自動開關裝置的設計

韓營營 張培明

（濰坊科技學院，山東 壽光262700）

1 概述

隨著新能源純電動客車的日益發展，此類新能源純電動大客車的動力電池箱安裝形式分為二大類：第一類是固定形式的動力電池箱，安裝在車身兩側布置的艙體內，手動打開艙門進行日常檢查與維護。第二類是快換形式的動力電池箱，安裝在車身兩側布置的艙體內，當整車的動力電池需要充電時，即進入相應配套設置的快換充電站內，進入指定位置后手動打開艙門，機器人將已充滿電的動力電池箱對整車進行動力電池箱的更換，換電池的時間一般為10 分鐘內完成。

2 手動打開艙門存在的問題

目前國內最先進的純電動快換充電站，在站內除了需要配備現場工作人員手動打開快換純電動公交大客車的動力電池艙門后給予開始機器人快換的操作，以及快換完成后需要現場工作人員手動關閉動力電池艙門外，整個純電動公交大客車動力電池快換過程均可以由后臺的指令與監控進行，現場可以無人狀態下實施完成。也就是要在快換充電站現場每臺快換機器人至少需要配備一名現場工作人員，如果快換純電動公交大客車的動力電池艙門安裝了自動開關艙門的裝置，就可以使快換純電動大客車在快換現場無操作人員的狀態下可以實現全自動化的動力電池更換的操作。

由于受到快換純電動公交大客車的整體空間布局的局限，以及動力電池艙內安裝了快換動力電池箱與托架及高低壓纜線和插拔機構等，所剩空間是無法安裝常規的大客車電動艙門裝置，而常規應用的大客車自動艙門的裝置需要占用艙內多處空間，快換純電動公交大客車艙內更是沒有常規應用的大客車自動艙門的裝置的空間可以布置。

3 艙門自動開關裝置的結構設計

3.1 設計內容

為實現所述目的的大客車艙門自動開關裝置，其特點是，包括直線運動驅動裝置、推拉轉臂以及控制推拉直線運動驅動裝置伸縮的控制部件，在大客車動力電池艙內的一個側面分別設置有驅動安裝點以及轉臂安裝點，在艙門內表面的一側設置牽引滑槽，推拉轉臂為彎曲形狀，該彎曲形狀的第一端可轉動地安裝在驅動安裝點，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，直線運動驅動裝置可擺動地安裝在驅動安裝點，直線運動驅動裝置的直線運動輸出件通過樞軸可樞轉地連接該彎曲形狀的含該第一端的臂體上，直線運動驅動裝置的直線運動輸出件的伸出能驅動推拉轉臂向外轉動，向外轉動的推拉轉臂能帶動大客車動力電池艙的艙門使艙門打開，且直線運動驅動裝置的直線運動輸出件的縮回能驅動推拉轉臂向內轉動，向內轉動的推拉轉臂能帶動大客車動力電池艙的艙門使艙門關閉。

大客車艙門自動開關裝置，其進一步的特點是，直線運動驅動裝置為氣缸；控制部件包括設置在大客車的駕駛區域的開關部件以及耦接該開關部件的轉換電磁閥，該轉換電磁閥設置在該氣缸的氣路中，開關部件輸出的控制信號能使轉換電磁閥切換其通道狀態以使所述氣缸做出伸或縮的動作；驅動安裝點設置有氣缸支座，氣缸安裝在所述氣缸支座上；轉臂安裝點設置有轉臂支座，推拉轉臂安裝在所述轉臂支座上；牽引滑槽為直線形；彎曲形狀為L 形。

通過產生控制信號給直線運動驅動裝置就可以將艙門打開或關閉，因此適用于以上所述快換純電動公交大客車在進入快換充電站內進行純電動公交大客車快換動力電池時艙門的自動開啟和關閉，以便于實現純電動公交大客車快換充電站的現場在無操作人員的狀態下進行全自動化的動力電池箱快速更換的操作。

3.2 艙門自動開關裝置的工作原理

下面結合具體實施例作進一步說明，在以下的描述中闡述了更多的細節以便于充分理解本結構設計，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，并且不應該以此作為對本實用新型實際要求的保護范圍構成限制。

在圖1 中虛線部分的氣缸、推拉轉臂、艙門為打開狀態，實線部分的氣缸、推拉轉臂、艙門為關閉狀態。艙門1 以樞接處5為中心進行轉動。

如圖1 所示，大客車艙門自動開關裝置包括直線運動驅動裝置12、推拉轉臂4 以及控制推拉直線運動驅動裝置12 伸縮的控制部件。直線運動驅動裝置12 在圖1 中為氣缸，在其他實施例中，可以是油缸、電動缸等。推拉轉臂4 為L 形，在其他實施例中，推拉轉臂4 還可以是其他的彎曲形狀，只要能將艙門翻轉都可以。

在大客車7 的動力電池艙內的一個側面分別設置有驅動安裝點10 以及轉臂安裝點8，在艙門1 內表面的一側設置牽引滑槽2，推拉轉臂4 的第一端(圖中右端)可轉動地安裝在驅動安裝點8，推拉轉臂4 的第二端與牽引滑槽2 連接能在牽引滑槽2中滑動，可以增設一轉臂支架來安裝推拉轉臂4。氣缸12 可擺動地安裝在驅動安裝點10，安裝方式是可以設置一氣缸支架9，也可以通過氣缸12 上自帶的安裝部位進行安裝。氣缸12 的直線運動輸出件(活塞桿)通過樞軸14 可樞轉地連接轉臂4 的含其右端的臂體上，如虛線部分所示，氣缸12 的直線運動輸出件的伸出能驅動推拉轉臂4 向上轉動，向上轉動的推拉轉臂4 能帶動大客車動力電池艙的艙門1 使艙門1 打開。如實線部分所示，氣缸12 的直線運動輸出件的縮回能驅動推拉轉臂4 向下轉動，向下轉動的推拉轉臂4 能帶動大客車動力電池艙的艙門1使艙門1 關閉。

圖1

圖2

如圖2 所示，氣缸12 的控制部件包括轉換電磁閥120 以及電控開關(開關部件)121，電控開關121 設置在大客車的駕駛區域，電控開關121 耦接轉換電磁閥120，轉換電磁閥120 設置在氣缸12 的氣路中，開關部件120 輸出的控制信號能使轉換電磁閥120 切換其通道狀態以使氣缸做出伸或縮的動作，如圖2 中的放氣回路和進氣回路所示，進氣時氣缸12 進行伸出動作，放氣時，氣缸12 進行縮回動作。除此之外，還設置有應急放氣開關123 以及儀表臺應急放氣開關124，在緊急情況下使用。不用多說，氣缸12 的驅動是來自儲氣筒125 的壓縮空氣。電控開關121 配置有電源122，但不限于此，電控開關121 是手動開關也沒有問題。開關121 不限于設置在駕駛區域，設置在客車的其他部位也是可以的，開關121 可以是通過有限信號控制或無線信號控制。

3.3 工作過程

大客車艙門自動開關裝置，其特征在于，包括直線運動驅動裝置、推拉轉臂以及控制推拉直線運動驅動裝置伸縮的控制部件，在大客車動力電池艙內的一個側面分別設置有驅動安裝點以及轉臂安裝點，在艙門內表面的一側設置牽引滑槽，推拉轉臂為彎曲形狀，該彎曲形狀的第一端可轉動地安裝在驅動安裝點，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，直線運動驅動裝置可擺動地安裝在驅動安裝點，直線運動驅動裝置的直線運動輸出件通過樞軸可樞轉地連接該彎曲形狀的含該第一端的臂體上，直線運動驅動裝置的直線運動輸出件的伸出能驅動推拉轉臂向外轉動，向外轉動的推拉轉臂能帶動大客車動力電池艙的艙門使艙門打開，且直線運動驅動裝置的直線運動輸出件的縮回能驅動推拉轉臂向內轉動，向內轉動的推拉轉臂能帶動大客車動力電池艙的艙門使艙門關閉。

結束語

全自動開關裝置實現了純電動公交大客車快換充電站的現場在無操作人員的狀態下進行全自動化的動力電池箱快速更換的操作，節省了大量的人力物力，節約了成本，符合當今科學技術日新月異的社會的發展要求。