CN106252973B - 插座、插头、充电系统以及充电桩 - Google Patents

Abstract

插座、插头、充电系统、充电桩以及承载装置属于智能交通的插座、插头、充电系统以及一种充电桩领域。为了克服现有技术的不足，本发明公开：一种充电桩用的插座，包括固定板，其特点是：固定板设有两组以上的导杆，导杆还设有限位器，在固定板下方且导杆的下端，设有原线圈，原线圈被定位块包裹，定位块的形状为四棱锥，导杆的轴线通过构成定位块的四棱锥的顶角；不同的原线圈其电路连接关系为并联，各定位块的形状、尺寸均相同，各定位块位于同一个水平面。本发明可以防止雨水，落灰尘，并且，本发明可以适应于不同电压，并且不需要瞄准插入。

Description

插座、插头、充电系统以及充电桩

技术领域

本发明属于智能交通的插座、插头、充电系统以及一种充电桩领域。

背景技术

插座：提供电能的设备所设置的接口，被称为插座。插头：从插座获得电能的连接端被称为插头。智能交通的基础包括电动汽车，电动汽车要使用充电桩，现有充电桩的插座直接被汽车的充电插头插入，以达到电性连接的目。这样的充电桩插座存在以下不足：1，暴露在风雨中。2，同一个充电桩不能为电压需求不同的插头(或者说是插头所连接的设备)充电------这不仅仅是因为插头和插座的形状不匹配而造成的，而是需求不同，比如，有的电动汽车，要求充电电压 12V，有的电动汽车要求充电电压18V，即使形状匹配，也不适宜连接充电。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明公开：

第1，一种充电桩用的插座，包括固定板，其特点是：

固定板设有两组以上的：

沿竖直方向运动的导杆，导杆在固定板上方的位置设有把导杆向下牵拉的回拉装置，导杆还设有限位器，

导杆顶端设有下触片，下触片的上方设有用于和下触片电性连接的上触片，上触片电性连接导线B，

在固定板下方且导杆的下端，设有原线圈，原线圈的一个接线端电性连接导线A，原线圈的另一个接线端电性连接下触片，

原线圈被定位块包裹，定位块的形状为四棱锥，构成定位块的四棱锥：其底面位于上方，其顶角位于下方，其底面形状为正方形，其四个三角形是全等三角形且都为等腰三角形。四个三角形相交的点是顶点。

导杆的轴线通过构成定位块的四棱锥的顶角；

不同的原线圈其电路连接关系为并联，

各定位块的形状、尺寸均相同，各定位块位于同一个水平面。

第2，从第1所述插座获得电能的插头，其特点是：插头底座为平面，插头顶面设有至少两个凹陷区，凹陷区的形状为四棱锥，且该四棱锥的形状和定位块的形状相匹配，相邻凹陷区紧密排列，插头还设有一个副线圈，副线圈位于凹陷区下方，副线圈用于感应原线圈磁通量的变化。

第3，一种充电桩的充电系统，包括插座和插头，其特点是：所述插座是如第1所述的插座，所述插头是如第2所述的插头。

第4，一种充电桩，包括插座，其特点是：所述插座是如第1 所述的插座，所述充电桩还包括：

用于承载第2所述插头底座的承载板，承载板位于插座下方，承载板左右两端各设置一个棘轮，棘轮啮合于两条相应的齿条，齿条固定设置于充电桩。

第5，如第4所述的充电桩，其特点是：承载板上表面还设有多个滚珠。

第6，如第5所述的充电桩，其特点是：所述滚珠的形状为不是圆球形。

第7，如第5所述的充电桩，其特点是：所述滚珠的形状为椭圆形。

第8，如第5所述的充电桩，其特点是：所述滚珠的形状有两种：椭圆形、圆球形，且椭圆形滚珠、圆球形滚珠的数量之比为1： 2。

第9，充电桩的插头承载装置，包括承载板，其特征是：承载板上表面贴敷有橡胶层，橡胶层上表面设置有滚珠，滚珠的形状有两种：椭圆形、圆球形，且椭圆形滚珠、圆球形滚珠的数量之比为1： 2，椭圆形的滚珠，其短轴的长度等于圆球形滚珠直径；椭圆形的滚珠，其长轴的长度等于圆球形滚珠长度的两倍。

第10，如第9所述的承载装置，其特点是：还包括插头，其特征是插头底座贴敷有橡胶层。

本发明可以防止雨水，落灰尘，并且，本发明可以适应于不同电压，并且不需要瞄准插入。

附图说明

图1为实施例一的结构示意图。

图2为实施例二的结构示意图。

图3为实施例二的局部结构示意图。

图4为实施例二的局部结构示意图。

图5为实施例二的结构示意图。

图6为实施例三的结构示意图。

图7为实施例四的结构示意图。

图8为实施例四局部的原理图。

图中：1-固定板，2-上触片，3-下触片，4-回拉装置，5-限位器， 6-定位块，7-原线圈，8-导杆，9-插头，91-凹陷区，92-副线圈，93- 底座，10-滚珠，11-承载板，12-棘轮，13-齿条，931-底座橡胶层，111- 承载板橡胶层。

具体实施方式

实施例一

参见附图1，是本发明的正视图，是结构示意图。图中：

第1，一种充电桩用的插座，包括固定板1，固定板1用于设置导杆8，因为导杆8无法悬空。

固定板1设有两组以上的：

沿竖直方向运动的导杆8，导杆8在固定板1上方的位置设有把导杆8向下牵拉的回拉装置4，导杆8还设有限位器5，

导杆8水平截面的形状可以是圆形，也可以是其他形状，最好是圆形。导杆8可以由软磁性材料制成，优选硅钢。回拉装置4可以是橡皮绳，也可以是弹簧。因为有回拉装置4，所以，为了防止导杆 8被过度下拉，所以，要设置限位器5，限位器5可以是这样的：限位器5和导杆8固定连接，限位器5设置于固定板1之上，限位器5 用于防止导杆8被过度下拉。

导杆8顶端设有下触片3，下触片3的上方设有用于和下触片3 电性连接的上触片2，上触片2电性连接导线B，

自然状态下，上触片2和下触片3是分离的，导杆8向上运动，会让上触片2和下触片3接触，起到连通电路的作用。本领域技术人员应当知晓，下触片3和导杆8之间最好是绝缘的，这样便于电路的设计。

在固定板1下方且导杆8的下端，设有原线圈7，原线圈7的一个接线端电性连接导线A，原线圈7的另一个接线端电性连接下触片3，

原线圈7、副线圈92都是本领域的技术语言。本领域技术人员应当知晓：优选方式是所有的原线圈7绕线方式一致，也就是线圈的绕向相同，否则，副线圈92中磁通量的变化就很难被控制。

原线圈7被定位块6包裹，定位块6的形状为四棱锥，构成定位块6的四棱锥：其底面位于上方，其顶角位于下方，其底面形状为正方形，其四个三角形是全等三角形且都为等腰三角形，

导杆8的轴线通过构成定位块6的四棱锥的顶角；

不同的原线圈7其电路连接关系为并联，

各定位块6的形状、尺寸均相同，各定位块6位于同一个水平面。

实施例二

参见附图2，是本发明的结构示意图。该附图表达了插头9的结构，

第2，从第1所述插座获得电能的插头9，其特点是：插头9 底座93为平面，插头9顶面设有至少两个凹陷区91，凹陷区91的形状为四棱锥，且该四棱锥的形状和定位块6的形状相匹配，相邻凹陷区91紧密排列，插头9还设有一个副线圈92，副线圈92位于凹陷区91下方，副线圈92用于感应原线圈7磁通量的变化。副线圈 92优选矩形线圈。

为了介绍插头9形状，参见附图3，是俯视图，该图意在表达插头9顶面的形状。该图设计了四个凹陷区91。因为是俯视图，所以，不便于表达出凹陷的意思。

为了介绍副线圈92的结构，参见附图4，是俯视图。优选方式是：副线圈92的形状为矩形；副线圈92的铁芯包围的平面为水平面。本领域技术人员应当知晓，为了把副线圈92中的感应电流引出来，副线圈92需要有接线端，本附图没有绘制接线端。

为了表达凹陷区91和副线圈92的位置关系，参见附图5，是俯视图。该附图表达：本发明的优选方式是：副线圈92设置于凹陷区91的外周，也就是说，副线圈92沿着凹陷区91边缘。本领域技术人员应知晓：为了减少磁损，副线圈92的铁芯是闭合的。

实施例三

参见附图6，是本发明的结构示意图，是正视图。

第3，一种充电桩的充电系统，包括插座和插头9，其特点是：所述插座是如第1所述的插座，所述插头9是如第2所述的插头9。

本发明的使用方法以及原理：

导线A、导线B是为原线圈7提供电能的导线。插头9的凹陷区91和插座的定位块6吻合以后，插头9向上运动，把导杆8向上顶起，使上触片2和下触片3电性连接，然后，原线圈7就有电流，本领域技术人员应当知晓，原线圈7通过的电流应该是变化的电流，于是，原线圈7产生变化的磁场，副线圈92处在变化的磁场中，副线圈92中有感应电流产生，副线圈92中的感应电流被输送到电动车，本领域技术人员应当知晓，从副线圈92输出到电动车的电流可以在电动车的电路中被调整，比如整流。

为什么可以防风雨灰尘？因为插座面朝下。而且，可以嵌入框中。

为什么可以适应不同电压？因为：这些原线圈7都是并联的关系，那么，接通几组原线圈7，磁通量就是单一原线圈7的几倍。比如：一个原线圈7提供的磁通量为m，那么，两个原线圈7通过的磁通量就是2m，因为本发明所述的插头9，可以依据电动汽车的需求制造不同面积的插头9，从而获得不同数量的凹陷区91，顶起不同数量的导杆8，从而使得不同插头9可以获得不同电压。也就是说，本发明中凹陷区91和定位块6的技术效果是提供不同电压。

那为什么要四棱锥形状呢？因为，四棱锥形状可以让定位块6 紧密排列，同时，四棱锥可以让凹陷区91紧密排列。四棱锥形状在这里起到的技术效果是能够改变电压。倘若换成圆形：相邻圆形不能紧密排列，之间一定有空隙，那么，插头9的凹陷区91和插座的定位块6可能就无法锲合。所以，本发明插头9和插座在吻合过程中，不需要准确瞄准。

本领域技术人员应当知晓，为了让原线圈7的电流能适应多个原线圈7同时工作，给导线A、导线B输入的电流应该有相应的要求，比如，功率的要求、内阻的要求，这些都是本领域技术人员应当知晓的。

实施例四

附图6是实施例四的局部结构示意图，附图7是实施例四的结构示意图。

一种充电桩，包括插座，其特点是：所述插座是如第1所述的插座，所述充电桩还包括：

用于承载第2所述插头9底座93的承载板11，承载板11位于插座下方，承载板11左右两端各设置一个棘轮12，棘轮12啮合于两条相应的齿条13，齿条13固定设置于充电桩。

定义：棘轮12：单方向转动的齿轮，比如常见的吊葫芦，是一种吊起重物的工具，吊葫芦的齿轮就是棘轮12，只能单方向转动，本领域技术人员应当知晓，棘轮12还包括解锁机构，解除锁定以后，就可以反方向转动，以便让棘轮12归位。

啮合，就是棘轮12的牙齿和齿条13的齿槽相匹配，让棘轮12 的齿嵌入齿条13的齿槽，以便让棘轮12沿着齿条13运动。

使用的时候，把插头9放在承载板11上面，让承载板11向上运动，然后，定位块6和凹陷区91就会自动锲合，然后，充电开始。即使凹陷区91和定位块6没有对准，定位块6和凹陷区91仍然可以自动吻合紧密。当然，如果位置偏差较大，需要的力量也较大。

实际在使用的时候，可以设置多个定位块6以及相应的导杆8、原线圈7等，这样就不需要准确瞄准。

为了让定位块6和凹陷区91吻合的时候，插头9的位置比较好移动，可以这样：第5，如第4所述的充电桩，其特点是：承载板11 上表面还设有多个滚珠10。

容易想到的滚珠10就是直径相同的球形滚珠10。有了滚珠10，就便于让插头9位置发生变化，从而减轻定位块6和凹陷区91吻合过程的难度。可是，这里有一个问题：便于让插头9位置发生变化，也就意味着插头9位置容易移动。

可以这样：第6，如第5所述的充电桩，其特点是：所述滚珠 10的形状为不是圆球形。

也可以这样：第7，如第5所述的充电桩，其特点是：所述滚珠10的形状为椭圆形。

优选方式是这样：第8，如第5所述的充电桩，其特点是：所述滚珠10的形状有两种：椭圆形、圆球形，且椭圆形滚珠10、圆球形滚珠10的数量之比为1：2。椭圆形的滚珠10，其短轴的长度等于圆球形滚珠10直径；椭圆形的滚珠10，其长轴的长度等于圆球形滚珠10长度的两倍。对椭圆形滚珠10的两个焦点的距离不做要求。

这样的技术特征所达到的技术效果是：把插头9取走的时候，需要解锁棘轮12，降低承载板11的位置，然后才可以取走插头9，这就不可避免的碰撞这些滚珠10，至少轻微的打乱了这些滚珠10的位置，再次放置插头9到滚珠10上方的时候，凹陷区91和定位块6 吻合的时候，因为有滚珠10存在，并且吻合初期压力较小，所以，容易让插头9发生位移，便于凹陷区91和定位块6吻合；因为原线圈7和副线圈92在工作的时候(可以回忆一下变压器工作的时候，伴随着振动)不可避免有振动发生，这种微小的振动，让滚珠10继续发生位置的改变，而椭圆形滚珠10和圆球形滚珠10交错在一起，因为相邻滚珠10基本都是接触的，所以，一个滚珠10如果想发生位移，会带动椭圆形滚珠10发生位移，而椭圆形滚珠10需要克服周边滚珠10施加的阻力，从而加大了插头9位移的难度，这就使得振动减小。

为了进一步增大插头9位置改变的难度(注意，这里说的插头 9位置改变，针对的是凹陷区91、定位块6已经吻合以后的难度，而不是凹陷区91和定位块6吻合过程中插头9位置改变的难度。)、进一步减小插头9的振动、进一步降低噪声，进一步优化为：

并且：承载板11由橡胶制成，或者承载板11上表面贴敷有橡胶层，且：插头9底座93贴敷有橡胶层。橡胶有一定弹性，容易发生形变。圆球形滚珠10和橡胶接触有一个接触面积，椭圆形滚珠10 和橡胶接触有另一个接触面积，前者面积更小，圆球形滚珠10对橡胶的压强更大，所以，圆球形滚珠10陷入橡胶的深度更深。倘若所有的滚珠10都是圆球形，那么用力f1就可以让圆球形滚珠10发生位移；倘若所有的滚珠10都是椭圆形，那么用力f2就可以让椭圆形滚珠10发生位移，当满足下述条件时：

承载板11上表面贴敷有橡胶层，且：插头9底座93贴敷有橡胶层；且滚珠10的形状有两种：椭圆形、圆球形，且椭圆形滚珠10、圆球形滚珠10的数量之比为1：2，椭圆形的滚珠10，其短轴的长度等于圆球形滚珠10直径；椭圆形的滚珠10，其长轴的长度等于圆球形滚珠10长度的两倍，

让滚珠10发生位移的力既大于f1，也大于f2。也就是说，这样的组合，可以让插头9的凹陷区91和定位块6吻合以后，减小振动，从而减小噪音。

为什么这样的技术特征会“让滚珠10发生位移的力既大于f1，也大于f2。”呢？原因是：给橡胶层施加同样的压力分别作用于50 个圆球、100个圆球，显然，作用于50个圆球陷入的深度更深。参见图8，底座93下表面粘贴有底座橡胶层931，承载板11上表面粘贴有承载板橡胶层111，在所述两个橡胶层之间，设有滚珠10。本图只是原理说明图，所以，没有把椭圆形滚珠10和圆球形滚珠10重叠绘制，也没有让椭圆形滚珠10和圆球形滚珠10接触，这是为了绘图方便、便于讲解。实际上，相邻滚珠10彼此接触。1，这样设置滚珠 10，在定位块6和凹陷区91吻合以后移动插头9(也就是压力最大)，所需要的力，比全放置圆球形滚珠10所需要的力更大，因为圆球数量减少了，移动圆球更加困难。2，这样设置滚珠10，在定位块6和凹陷区91吻合以后移动插头9，比全放置椭圆形滚珠10所要的力更大，原因：1，圆球形滚珠10给椭圆形滚珠10设置了阻力臂。2，随着插头9的振动，圆球形滚珠10和椭圆形滚珠10之间的排列趋于自由度减小，即：自由间隙缩小。3，橡胶层有三种形变：第一种：接触椭圆形滚珠10部分的形变，第二种：接触圆球形滚珠10部分的形变，第三种：椭圆形滚珠10和圆球形滚珠10空隙之间的形变。第三种形变不是对称的，这对插头9位置的改变造成更大的阻力。4，圆球形滚珠10对填充椭圆形滚珠10的间隙，比椭圆形滚珠10填充椭圆形滚珠10的间隙效果更好，这使得充电初期的振动就会迅速造成滚珠10滚动的困难。这样的技术特征带来的有益效果是：1，插头9 和插座吻合过程中，插头9易于挪动位置，以便让插头9和插座能有准确的位置匹配。2，插头9和插座吻合好以后，由于棘轮12的存在，滚珠10和插头9之间的弹力达到最大，原线圈7和副线圈92的振动使得插头9的位置不容易发生变化，并且减少噪声。

Claims (4)

1.一种充电桩用的插座，包括固定板，其特征是：

固定板设有两组以上的：

沿竖直方向运动的导杆，导杆在固定板上方的位置设有把导杆向下牵拉的回拉装置，导杆还设有限位器，

导杆顶端设有下触片，下触片的上方设有用于和下触片电性连接的上触片，上触片电性连接导线B，

在固定板下方且导杆的下端，设有原线圈，原线圈的一个接线端电性连接导线A，原线圈的另一个接线端电性连接下触片，

原线圈被定位块包裹，定位块的形状为四棱锥，构成定位块的四棱锥：其底面位于上方，其顶角位于下方，其底面形状为正方形，其四个三角形是全等三角形且都为等腰三角形，

导杆的轴线通过构成定位块的四棱锥的顶角；

不同的原线圈其电路连接关系为并联，

各定位块的形状、尺寸均相同，各定位块位于同一个水平面。

2.从权利要求1所述的插座获得电能的插头，其特征是：插头底座为平面，插头顶面设有至少两个凹陷区，凹陷区的形状为四棱锥，且该四棱锥的形状和定位块的形状相匹配，相邻凹陷区紧密排列，插头还设有一个副线圈，副线圈位于凹陷区下方，副线圈用于感应原线圈磁通量的变化。

3.一种充电桩的充电系统，包括插座和插头，其特征是：所述插座是如权利要求1所述的插座，所述插头是如权利要求2所述的插头。

4.一种充电桩，包括插座，其特征是：所述插座是如权利要求1所述的插座，所述充电桩还包括：

用于承载权利要求2所述插头底座的承载板，承载板位于插座下方，承载板左右两端各设置一个棘轮，棘轮啮合于两条相应的齿条，齿条固定设置于充电桩。