CN217060449U - 工件锁紧检测系统和工程机械 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种工件锁紧检测系统和工程机械，其中，工件锁紧检测系统包括按压开关、锁紧机构、控制器和压力检测部件。其中，按压开关为多个。多个按压开关彼此串联，并间隔开地设置在工件上；锁紧机构适于一一对应地锁紧按压开关；控制器与多个按压开关串联；压力检测部件为多个，且一一对应地与按压开关相连，适于判断锁紧机构相按压开关施加的锁紧力是否达到预设阈值。操作者能够通过压力检测部件获知任一个按压开关处的锁紧力未达到预设阈值，并对其进行调整，以确保工件每处均被按压到位。本实用新型的工件锁紧检测系统能够避免因锁紧机构对电池的锁紧力不足而提升电路异常的风险，并降低工程机械的故障率，减少工程机械的修理次数。

Description

工件锁紧检测系统和工程机械

技术领域

本实用新型涉及工程机械技术领域，具体涉及一种工件锁紧检测系统和工程机械。

背景技术

工程机械的动力系统通常由多个高压子系统组成，多个高压子系统通过高压连接器相互连接，在工程机械的运行过程中时常发生震荡与冲击，这使得这些高压子系统的实际运行环境十分恶劣，因此，为了确保工程机械运行的安全性，高压工件锁紧检测系统的设计就尤为关键。高压工件锁紧检测系统主要用于防止在高压部件暴露后产生高压触电的风险。

以电池的锁紧检测系统为例，由于传统的充电式的电动工程机械存在着续航里程短，充电耗时较长等缺陷。通过集中型充电站对电池集中存储、集中充电、统一配送的换电模式成为了新能源驱动的工程机械的发展方向。由于电池的重量极大，现有技术中的工件锁紧检测系统一般包括设置在电池上的多个按压开关、用于锁紧电池和按压开关的多个锁紧机构和与多个按压开关相串联的控制器。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的工件锁紧检测系统和工程机械故障率较高的缺陷，从而提供一种能够预先检测出锁紧机构对电池的锁紧力不足的工件锁紧检测系统和工程机械，从而降低工程机械的故障率。

为了解决上述问题，本实用新型第一方面提供了一种工件锁紧检测系统，包括按压开关、锁紧机构、控制器和压力检测部件。其中，按压开关为多个。多个按压开关彼此串联，并间隔开地设置在工件上；锁紧机构适于一一对应地锁紧按压开关；控制器与多个按压开关串联；压力检测部件为多个，且一一对应地与按压开关相连，适于判断锁紧机构向按压开关施加的锁紧力是否达到预设阈值。

进一步地，按压开关还包括：

按压部；

第一导电件，其与按压部固定连接；

第二导电件，多个按压开关通过第二导电件彼此串联，锁紧机构适于按压按压部并使第一导电件和第二导电件相连接。

进一步地，压力检测部件包括弹性件，弹性件设置在按压部与工件之间，适于在锁紧机构对按压部施加的压力达到预设阈值时使第一导电件和第二导电件相连接。

进一步地，压力检测部件为压力传感器，压力传感器设置在按压开关上并与控制器通信连接。

进一步地，锁紧机构包括：

基座；

线性驱动机构，其固定式设置在基座上；

压块，其由线性驱动机构驱动，压块上形成有适于与按压开关的外表面相匹配的顶压面。

进一步地，工件锁紧检测系统还包括：

压臂，其第一端与基座铰接，压臂的第二端与压块固定连接；

第一摇杆，其第一端与压臂铰接；

第二摇杆，第二摇杆的第一端与第一摇杆的第二端铰接，第二摇杆的第二端与线性驱动机构的伸缩杆铰接。

进一步地，压臂远离基座的一端形成有弯折段，弯折段沿背离线性驱动机构的方向延伸，按压开关设置在弯折段下方，当线性驱动机构伸出时，压块适于与按压开关进行面接触。

进一步地，基座上还设置有沿基座长度方向延伸的导轨，第二摇杆可滑动地设置在导轨中。

进一步地，工件为电池组件，电池组件包括框架和框架内的电池本体，按压开关设置在框架上，适于对电池本体施加压力。

本实用新型第二方面涉及了一种工程机械，包括根据本实用新型第一方面的工件锁紧检测系统。

本实用新型具有以下优点：

1、由上述技术方案可知，本实用新型的工件锁紧检测系统包括按压开关、锁紧机构、控制器和多个压力检测部件。多个锁紧机构能够一一对应地锁紧多个按压开关，并使按压开关闭合，当每个按压开关均闭合时，多个按压开关能够与控制器形成串联的闭合回路，控制器能够通过PWM或电压等方式检测出锁紧机构的互锁是否成功。同时，每个压力检测部件能够对一个按压开关受到的锁紧力进行检测，这使得操作者能够通过压力检测部件获知任一个锁紧机构对按压开关的锁紧力未达到预设阈值，从而对工件的位置或锁紧机构进行调整，从而确保工件被锁紧机构锁紧到位，能够避免因锁紧机构对电池组件的锁紧力不足而提升电路异常的风险，能够降低工程机械的故障率，减少工程机械的修理次数。

2、压力检测部件为包括弹性件。弹性件设置在按压部与工件之间，适于在锁紧机构对按压部施加的压力达到预设阈值时使第一导电件和第二导电件相连接。这使得只有锁紧机构对按压部的压紧力达到预定阈值时，按压开关才会闭合，从而将控制器与多个按压开关串联，允许控制器能够通过PWM或电压等方式检测出锁紧机构的互锁是否成功。锁紧机构施加的压紧力能够通过弹性件传递到工件上，从而对工件实施可靠的锁紧，并避免因锁紧机构对电池组件的锁紧力不足而提升电路异常的风险。

3、压力检测部件选择为压力传感器。压力传感器设置在按压开关上并与控制器通信连接。当任一个或多个压力传感器的检测结果未达到预定阈值时，控制器能够判断出锁紧机构未将待锁紧的工件锁紧，从而允许操作者对工件的位置或锁紧机构进行调整。

4、锁紧机构包括基座、线性驱动机构和压块。线性驱动机构固定式设置在基座上。压块由线性驱动机构驱动，压块上形成有适于与按压开关的外表面相匹配的顶压面。线性驱动机构能够在伸出时驱动压块对按压开关进行压紧。顶压面与按压开关的外表面相匹配，能够降低锁紧机构和按压开关之间打滑的风险。工件锁紧系统还包括压臂、第一摇杆和第二摇杆。压臂的第一端与基座铰接，压臂的第二端与压块固定连接。第一摇杆的第一端与压臂铰接。第二摇杆的第一端与第一摇杆的第二端铰接，第二摇杆的第二端与线性驱动机构的伸缩杆铰接。

当线性驱动机构伸出时，第二摇杆能够伸出，从而使第一摇杆带动压臂朝向按压开关的按压部转动，从而将按压部压紧。在这个过程中，第二摇杆的延伸方向与基座的法线方向的夹角能够小于第二摇杆与底座之间的摩擦角，此时第二摇杆能够产生摩擦自锁现象。即使压臂受到巨大的冲击力，第二摇杆也不会被压臂推动。这不仅使得锁紧机构能够更加可靠地对按压开关进行锁紧，还避免了第二摇杆在工程机械震荡时冲击线性驱动机构，有助于延长线性驱动机构的使用寿命。同时，由于只要保证第二摇杆与基座的法线方向的夹角能够小于第二摇杆与底座之间的摩擦角就能够实现摩擦自锁，这使得按压开关的高度处于一定范围内时，第二摇杆都能够实现摩擦自锁，允许了放宽对按压开关和锁紧机构的制造精度的要求。当线性驱动机构缩回时，第二摇杆能够缩回并携带压臂朝远离按压开关的方向运动，从而将按压开关松开。

5、压臂远离基座的一端优选为形成有弯折段，弯折段沿背离线性驱动机构的方向延伸。按压开关设置在弯折段下方。这使得当线性驱动机构伸出时，压块的表面能够垂直地定压在按压开关的表面上，并适于与按压开关进行面接触，从而更好地将按压开关压紧，避免产生其他方向的分力。

6、本实用新型第二方面涉及了一种工程机械，包括本实用新型第一方面所提供的工件锁紧检测系统。本实用新型第二方面的工程机械包括或使用了本实用新型第一方面的工件锁紧检测系统，因此其具有了本实用新型第一方面的工件锁紧系统的有益效果，即操作者能够通过压力检测部件获知任一个锁紧机构对按压开关的锁紧力未达到预设阈值，从而对工件的位置或锁紧机构进行调整，以确保工件被锁紧机构锁紧到位，能够避免因锁紧机构对电池组件的锁紧力不足而提升电路异常的风险，能够降低工程机械的故障率，减少工程机械的修理次数。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例1的工件锁紧检测系统的使用状态下的示意图，并未示出其锁紧机构；

图2示意性地显示了为本实用新型实施例1的工件锁紧检测系统的锁紧机构；

图3为本实用新型实施例1的工件锁紧检测系统的按压开关的示意图；

图4为本实用新型实施例1的锁紧机构。

附图标记说明：

100、工件锁紧检测系统；1、按压开关；11、按压部；12、第一导电件；13、第二导电件；2、锁紧机构；21、基座；211、导轨；22、线性驱动机构；23、压块；24、压臂；241、弯折段；25、第一摇杆；26、第二摇杆；3、控制器；41、弹性件；

200、工件。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

图1为本实用新型实施例1的工件锁紧检测系统的使用状态下的示意图，并未示出其锁紧机构。图2示意性地显示了本实用新型实施例1的工件锁紧检测系统的锁紧机构。

如图1和图2所示，实施例1的工件锁紧检测系统主要包括按压开关1、锁紧机构2、控制器3和压力检测部件。其中，按压开关1的数量为多个。多个按压开关1彼此串联，并间隔开地设置在工件200上。锁紧机构2适于一一对应地锁紧按压开关1。控制器3与多个按压开关1串联。

压力检测部件的数量为多个，且一一对应地与按压开关1相连。压力检测部件适于判断锁紧机构2向按压开关1施加的锁紧力是否达到预设阈值。在本实施例中，工件200为电池组件，电池组件包括框架和框架内的电池本体，按压开关1设置在框架上，适于在被锁紧机构2锁紧时对电池本体施加压力。压力检测部件能够对按压开关1受到的锁紧力进行检测，这使得操作者能够通过压力检测部件获知任一个锁紧机构2对按压开关1的锁紧力未达到预设阈值，从而对工件200的位置或锁紧机构2进行调整，以确保工件200被锁紧机构2锁紧到位。

现有技术中的工件锁紧检测机构在锁紧机构对工件的压紧力不够时，按压开关也有可能被闭合，此时的电池组件容易在工程机械震荡出现异常。本实施例的工件锁紧检测机构能够预先检测出锁紧机构对电池组件的锁紧力不足并对排除这一问题，从而大大降低工程机械的故障率，减少工程机械的修理次数。

在其他实施例中，工件200也可选为其他需要被锁紧的工件。虽然本实施例的工件锁紧系统100使用在工程机械中，但是在其他实施例中，工件锁紧检测系统100也可使用在其他电动化产品上，例如新能源汽车等。

由上述技术方案可知，本实施例的工件锁紧系统100包括按压开关1、锁紧机构2、控制器3和多个压力检测部件。多个锁紧机构2能够一一对应地锁紧多个按压开关1，并使按压开关1闭合，当每个按压开关1均闭合时，多个按压开关1能够与控制器3形成串联的闭合回路，控制器3能够通过PWM或电压等方式检测出锁紧机构2的互锁是否成功。通过PWM或电压来检测缩进机构互锁是否成功的方式为本领域技术人员所熟知，在此不再详述。同时，每个压力检测部件能够对一个按压开关1受到的锁紧力进行检测，这使得任一个锁紧机构2对按压开关1的锁紧力未达到预设阈值时，操作者能够通过压力检测部件的检测结果获知这一信息，从而对工件200的位置或锁紧机构2进行调整，以确保工件200被锁紧机构2锁紧到位，能够避免因锁紧机构2对电池组件的锁紧力不足而提升电路异常的风险，能够降低工程机械的故障率，减少工程机械的修理次数。

在本实施例中，如图3所示，按压开关1优选为，还包括按压部11、第一导电件12和第二导电件13。其中，第一导电件12与按压部11固定连接。多个按压开关1通过第二导电件13彼此串联。

锁紧机构2适于按压按压部11并使第一导电件12和第二导电件13相连接。其中，第一导电件12优选但不限于为导电片和触点的组合。第二导电件13优选但不限于为导线和触点的组合。按压部11优选但不限于按钮或者压板等，例如在本实施例中，按压部11选择为不易打滑且便于加工的压板。

在本实施例中，请再次参阅图1所示，压力检测部件可包括弹性件41。弹性件41设置在按压部11与工件200之间，适于在锁紧机构2对按压部11施加的压力达到预设阈值时使第一导电件12和第二导电件13相连接。这使得只有锁紧机构2对按压部11的压紧力达到预定阈值时，按压开关1才会闭合，从而将控制器3与多个按压开关1串联，允许控制器3能够通过PWM或电压等方式检测出锁紧机构2的互锁是否成功。

锁紧机构2施加的压紧力能够通过弹性件41传递到工件200上，从而对工件200实施可靠的锁紧，并避免因锁紧机构2对电池组件的锁紧力不足而提升电路异常的风险。其中，弹性件41优选但不限于弹簧或弹性胶塞等。预设阈值指能够将工件200锁紧的锁紧力值，本领域技术人员能够根据工程机械的种类、锁紧机构2的数量和待锁紧的工件200的重量等参数计算得出，在此不再详述。

实施例2

在一个未示出的实施例中，压力检测部件选择为压力传感器。压力传感器设置在按压开关1上并与控制器3通信连接。当任一个或多个压力传感器的检测结果未达到预定阈值时，控制器3能够判断出锁紧机构2未将待锁紧的工件200锁紧，从而允许操作者对工件200的位置或锁紧机构2进行调整。其中，控制器3可包括可编程逻辑控制部件(如PLC或CPU)、存储器和与可编程逻辑控制部件相连的电子元件等，属于本领域技术人员熟知的，在此不再详述。

在本实施例中，如图4所示，锁紧机构2包括基座21、线性驱动机构22和压块23。其中，线性驱动机构22固定设置在基座21上。压块23由线性驱动机构22驱动，压块23上形成有适于与按压开关1的外表面相匹配的顶压面。线性驱动机构22能够在伸出时驱动压块23对按压开关1进行压紧。顶压面与按压开关1的外表面相匹配，能够降低锁紧机构2和按压开关1之间打滑的风险。优选地，工件锁紧系统100还包括压臂24、第一摇杆25和第二摇杆26。其中，压臂24的第一端与基座21铰接，压臂24的第二端与压块23固定连接。第一摇杆25的第一端与压臂24铰接。第二摇杆26的第一端与第一摇杆25的第二端铰接，第二摇杆26的第二端与线性驱动机构22的伸缩杆铰接。

具体地，线性驱动机构22包括主体和可活动地设置在主体上的活动段，当线性驱动机构22的活动段伸出时，第二摇杆26能够伸出，从而使第一摇杆25带动压臂24朝向按压开关1的按压部11转动，从而将按压部11压紧。在这个过程中，第二摇杆26的延伸方向与基座21的法线方向的夹角能够小于第二摇杆26与底座之间的摩擦角，此时第二摇杆26能够产生摩擦自锁现象。即使压臂24受到巨大的冲击力，第二摇杆26也不会被压臂24推动。这不仅使得锁紧机构2能够更加可靠地对按压开关1进行锁紧，还避免了第二摇杆26在工程机械震荡时冲击线性驱动机构22，有助于延长线性驱动机构22的使用寿命。同时，由于只要保证第二摇杆26与基座21的法线方向的夹角能够小于第二摇杆26与底座之间的摩擦角就能够实现摩擦自锁，这使得按压开关1的高度处于一定范围内时，第二摇杆26都能够实现摩擦自锁，允许了放宽对按压开关1和锁紧机构2的制造精度的要求。

当线性驱动机构22缩回时，第二摇杆26能够缩回并携带压臂24朝远离按压开关1的方向运动，从而将按压开关1松开。线性驱动机构22可选为能够输出直线运动的装置，比如液压缸、气压缸、电缸或电机与齿轮齿条的组合等。

在本实施例中，请具体参阅图4所示，压臂24远离基座21的一端形成有弯折段241，弯折段241沿背离线性驱动机构22的方向延伸。按压开关1设置在弯折段241下方。这使得当线性驱动机构22伸出时，压块23的表面能够垂直地定压在按压开关1的表面上，并适于与按压开关1进行面接触，从而更好地将按压开关1压紧，避免产生其他方向的分力。

在本实施例中，基座21上还设置有沿基座21长度方向延伸的导轨211。第二摇杆26可滑动地设置在导轨211中。导轨211能够限制第二摇杆26只能沿导轨211的延伸方向运动，避免了锁紧机构2的位置发生偏移，导致电池组件未被压紧。

实施例3

实施例3涉及了一种工程机械，包括实施例1所涉及的工件锁紧检测系统100。实施例3的工程机械优选但不限于为挖掘机、装载机、起重机、泵车等等。实施例3的工程机械包括或使用了实施例1的工件锁紧检测系统100，因此其具有了实施例1的工件200锁紧系统100的有益效果，即操作者能够通过压力检测部件获知任一个锁紧机构2对按压开关1的锁紧力未达到预设阈值，从而对工件200的位置或锁紧机构2进行调整，从而确保工件200被锁紧机构2锁紧到位，能够避免因锁紧机构2对电池组件的锁紧力不足而提升电路异常的风险，能够降低工程机械的故障率，减少工程机械的修理次数。

根据上述描述，本实用新型实施例1的工件锁紧系统100、实施例2的工件锁紧系统和实施例3的工程机械具有以下优点：

1、通过弹簧的压缩量进行预紧力的检测，锁紧机构2的数量以及布置方式不限；

2、通过控制器3检测锁紧机构2的互锁，当锁紧机构2与控制器3形成回路时，可以通过电压或PWM等方式检测锁紧机构2互锁是否成功。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种工件锁紧检测系统，其特征在于，包括：

按压开关(1)，包括多个，多个所述按压开关(1)彼此串联，并间隔开地设置在所述工件(200)上；

锁紧机构(2)，其适于一一对应地锁紧所述按压开关(1)；

控制器(3)，其与多个所述按压开关(1)串联；

压力检测部件，包括多组，其一一对应地与所述按压开关(1)相连，适于判断所述锁紧机构(2)向所述按压开关(1)施加的锁紧力是否达到预设阈值。

2.根据权利要求1所述的工件锁紧检测系统，其特征在于，所述按压开关(1)还包括：

按压部(11)；

第一导电件(12)，其与所述按压部(11)固定连接；

第二导电件(13)，多个所述按压开关(1)通过所述第二导电件(13)彼此串联，所述锁紧机构(2)适于按压所述按压部(11)并使所述第一导电件(12)和第二导电件(13)相连接。

3.根据权利要求2所述的工件锁紧检测系统，其特征在于，所述压力检测部件包括弹性件(41)，所述弹性件(41)设置在所述按压部(11)与工件(200)之间，适于在所述锁紧机构(2)对所述按压部(11)施加的压力达到预设阈值时，使第一导电件(12)和第二导电件(13)相连接。

4.根据权利要求1所述的工件锁紧检测系统，其特征在于，所述压力检测部件为压力传感器，所述压力传感器设置在所述按压开关(1)上并与所述控制器(3)通信连接。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的工件锁紧检测系统，其特征在于，所述锁紧机构(2)包括：

基座(21)；

线性驱动机构(22)，其固定式设置在所述基座(21)上；

压块(23)，其由所述线性驱动机构(22)驱动，所述压块(23)上形成有适于与所述按压开关(1)的外表面相匹配的顶压面。

6.根据权利要求5所述的工件锁紧检测系统，其特征在于，还包括：

压臂(24)，其第一端与所述基座(21)铰接，所述压臂(24)的第二端与所述压块(23)固定连接；

第一摇杆(25)，其第一端与所述压臂(24)铰接；

第二摇杆(26)，所述第二摇杆(26)的第一端与所述第一摇杆(25)的第二端铰接，所述第二摇杆(26)的第二端与所述线性驱动机构(22)的伸缩杆铰接。

7.根据权利要求6所述的工件锁紧检测系统，其特征在于，所述压臂(24)远离所述基座(21)的一端形成有弯折段(241)，所述弯折段(241)沿背离所述线性驱动机构(22)的方向延伸，所述按压开关(1)设置在所述弯折段(241)下方，当所述线性驱动机构(22)伸出时，所述压块(23)适于与所述按压开关(1)进行面接触。

8.根据权利要求6所述的工件锁紧检测系统，其特征在于，所述基座(21)上还设置有沿所述基座(21)长度方向延伸的导轨(211)，所述第二摇杆(26)可滑动地设置在所述导轨(211)中。

9.根据权利要求1到4中任一项所述的工件锁紧检测系统，其特征在于，所述工件(200)为电池组件，电池组件包括框架和框架内的电池本体，所述按压开关(1)设置在框架上，适于对所述电池本体施加压力。

10.一种工程机械，其特征在于，包括根据权利要求1到9中任一项所述的工件锁紧检测系统(100)。

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