CN106972567A - 一种电极内置的充电机构及充电桩及充电系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种不使电极外露，具有极高的保护作用的，并且有针对角度误差的容差功能的，电极内置的充电机构及充电桩及充电系统。充电机构包括充电桩对接模块，充电桩对接模块包括导向块和两电极片，导向块包括中空的腔体，腔体包括供电极棒插入的槽口，电极片的一端旋转设置在所述导向块的腔体内，另一端延伸至槽口。本发明适合任何需要充电设备使用，安全可靠，不易发生漏电问题。

Description

一种电极内置的充电机构及充电桩及充电系统

技术领域

本发明涉及一种充电机构及充电桩及充电系统，更具体的说，它涉及一种电极内置的充电机构及充电桩及充电系统。

背景技术

目前市面上常见的充电机构，存在两个问题：第一，充电机构在对接时，存在角度误差，没有容差功能；第二，充电机构的电极外露，遇到水容易漏电，人体碰到可能引发触电，以上两个问题使得充电机构不管是在充电时还是对接时都不够安全可靠，记忆引发用电事故。

在现有技术中，中国专利201620240739.4公开了一种充电系统，包括充电机构和对接机构，所述充电机构包括充电块和支撑板，充电块的前端通过固定轴安装在支撑板上，充电块可绕固定轴转动；所述支撑板上安装一个或多个拉簧，拉簧一端连接支撑板，另一端连接充电块后端；所述充电块包括两个分别与充电器正负极相连的活动电极；所述对接机构安装在需要充电的可移动平台上，其上安装有与活动电极对应的固定电极片。虽然有可以实现容差功能，但是充电桩部分的电极依旧暴露在外，不够安全可靠。

发明内容

本发明的目的是解决以上提出的问题，提供一种不使电极外露，具有极高的保护作用的，并且有针对角度误差的容差功能的，电极内置的充电机构及充电桩及充电系统。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明公开了一种电极内置的充电机构，所述充电机构包括充电桩对接模块，所述充电桩对接模块包括导向块和两电极片，所述导向块包括中空的腔体，所述腔体包括供电极棒插入的槽口，所述电极片的一端旋转设置在所述导向块的腔体内，另一端延伸至槽口。

作为优化，所述腔体内电极片旋转方向上设置有挡片，所述挡片与电极片之间设置有扭簧。

作为优化，所述槽口包括第一槽口与第二槽口，设置在腔体两侧，所述电极片包括第一电极片与第二电极片，所述第一电极片与第二电极片的一端相对地旋转设置在所述导向块的腔体内，另一端分别延伸至第一槽口与第二槽口处。

作为优化，所述第一电极片和第二电极片之间设置有挡片，在第一电极片与挡片之间设置第一扭簧，在第二电极片与挡片之间设置第二扭簧，所述挡片包括第一挡片和第二挡片，所述第一挡片位于第一扭簧、第二扭簧之间，所述第二挡片由第一挡片延伸出来位于第一、第二电极片之间。

作为优化，所述导向块内部设置有微动开关撞针、微动开关和弹簧，所述微动开关撞针的一端凸出于所述导向块表面，另一端与弹簧接触，所述微动开关撞针与微动开关接触处设置有斜面，所述微动开关的触头与斜面相接触。

本发明公开了一种安装有前述电极内置的充电机构的充电桩，所述充电桩包括充电机构和底座，所述充电机构的前端通过旋转轴安装在底座上。

作为优化，所述底座包括一凹槽，所述充电机构的后端设置有凸出的限位块，所述限位块可在凹槽中滑动。

本发明还公开了一种包括充电桩的充电系统，所述充电系统还包括公头对接模块，所述公头对接模块包括与导向块匹配的导向槽和电极棒，所述电极棒凸出设置在所述导向槽进口，与所述槽口位置相对应。

作为优选，所述充电机构的前端设置有斜角α，所述斜角α角度为45°—60°。

作为优化，所述公头对接模块安装在移动平台或其他运动的部分上。

本发明的有益效果如下：

1、本发明充电桩对接模块的电极片设置在导向块腔体内，在充电桩对接模块与公头对接模块对接作业时，带电的电极片完全在导向块内部实现与电极棒的对接充电，而当充电桩对接模块不作业时，电极片也在在导向块腔体内，因而任何时候都不易漏电触电，实现了极高程度的安全保护功能。

2、本发明电极片之间设置有扭簧和挡片，通过电极片与扭簧、挡片的配合，当导向块插入导向槽，由于扭簧的作用，使电极片和电极棒保持压紧可靠的接触，当导向块退出导向槽，扭簧又可以使电极片恢复初始状态，简单的实现了有效且可靠的电极对接，对接形式新颖。同时，挡片除了配合扭簧，还可以挡在电极片中间，阻止两电极片相碰，引起导电。

3、本发明的导向块内部还设置有微动开关撞针、微动开关和弹簧，因为在无对接作业时，电极片不带电，采用这样的设计，导向块插入导向槽开始对接作业，就可以通过撞针与导向槽接触，撞针被压入导向块内部，用撞针移动来触发微动开关，从而接通电气线路使电极片带电；而当导向块退出导向槽，撞针在弹簧的作用下恢复原状，微动开关不被触动，关闭电气线路使电极片不带电，整个过程避免人手动接通电气线路使电极片带电，更加简便易于使用，且提高安全性。

4、本发明的对接模块通过旋转轴安装在底座上形成充电桩，采用这样的设计，使得导向块可以绕轴旋转，在初始对接状态，如果公头对接模块与充电桩对接模块之间有角度误差时，导向块可以绕转动自适应补偿该角度误差。

附图说明

图1：本发明充电系统示意图；

图2：本发明公头对接模块示意图；

图3：本发明充电桩对接模块示意图；

图4：本发明公头对接模块与充电桩对接模块对接过程内部示意图；

图5：本发明公头对接模块与充电桩对接模块对接完全内部示意图；

图6：本发明充电桩底座的示意图；

1、公头对接模块；2、充电桩对接模块；3、导向槽；4、微动开关撞针；5、弹簧；6、微动开关；7、导向块；8、电极片；9、扭簧；10、旋转轴；11、电极棒；12、底座；13、挡片；14、斜面；15、凹槽；16、限位块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行进一步详细说明：

本实施例是一种电极内置的充电机构，充电机构包括充电桩对接模块2。

充电桩对接模块2包括导向块7和两电极片8，导向块7设置有中空的腔体，腔体设置有供电极棒11插入的槽口，正常充电作业时，电极棒11与电极片8接触通电的，电极片8的一端通过转轴旋转设置在导向块7的腔体内，即电极片8此端可以绕轴旋转，另一端延伸至槽口，即电极片8此端设置在槽口处。

槽口分为第一槽口与第二槽口，分别设置在腔体两侧，电极片8分为第一电极片与第二电极片，与第一槽口和第二槽口分别对应设置，第一电极片的一端旋转设置在导向块7的腔体内，另一端延伸至第一槽口处，第二电极片的一端旋转设置在导向块7的腔体内，另一端分别延伸至第二槽口处，且第一电极片与第二电极片可旋转端是相对设置。

在腔体内电极片8旋转方向上设置有挡片13，挡片13与电极片8之间设置有扭簧9。扭簧9分为第一扭簧和第二扭簧，在第一电极片与挡片13之间设置第一扭簧，在第二电极片与挡片13之间设置第二扭簧。当电极棒11插入槽口，电极片8受到电极棒11推动向挡片13方向旋转，扭簧9挤压挡片13产生弹性形变，当电极棒11从槽口中退出，两个扭簧9的恢复力使得电极片8向挡片13相反方向旋转，即往电极片8旋转方向的相反方向旋转，电极片8恢复初始状态。

在本实施例中，优选两个电极片8皆为向内转，相向转，但电极片8皆为向外转或一个电极片8向内转一个电极片8向外转等情况也可以存在。本实施例中，挡片13设置在相对设置的两电极片8之间，分为第一挡片13和第二挡片13，第一挡片13位于第一扭簧、第二扭簧之间，当电极片8与电极棒11接触时，扭簧9向内挤压第一挡片13产生弹性形变，这个力可以使电极片8与电极棒11两者紧靠接触，当电极片8与电极棒11不接触时，扭簧9恢复原状，从而使电极片8恢复初始状态。第二挡片13由第一挡片13延伸出来位于第一、第二电极片之间，使两个电极片8不会发生触碰。

导向块7内部设置有微动开关撞针4、微动开关6和弹簧5，此结构用于控制接通电气线路使得电极片8带电，微动开关撞针4的一端凸出于导向块7表面，另一端与弹簧5接触，当有力作用于微动开关撞针4凸出于导向块7表面的一端，微动开关撞针4因弹簧5而可伸缩，微动开关撞针4与微动开关6接触处设置有斜面14，当微动开关6缩入导向块7，微动开关6的触头与斜面14相接触，使得微动开关撞针4的斜面14触发微动开关6，微动开关6打开电气线路，电极片8通电。微动开关撞针4设置在导向块7与带有电极棒11的机构接触处，在本实施例中，微动开关撞针4设置在导向块7能与导向槽3接触的部分，即微动开关撞针4在导向块7插入导向槽3后，必须能与导向槽3接触，用于触发微动开关6。

将本实施例的充电机构安装到底座12上构成充电桩，充电机构的前端通过旋转轴10安装在底座12上，充电机构在底座12上可以绕旋转轴10旋转，当进行充电作业时，充电桩与电极棒11之间有角度误差时，可以绕旋转轴10转动自适应补偿该角度误差。

如图3和图6所示，底座12设置有一凹槽15，充电机构的后端设置有凸出的限位块16，限位块16可在凹槽15中滑动，当充电机构绕旋转轴10旋转时，旋转的角度被限制在了凹槽15的之间。

将本实施例中的充电桩与公头对接模块1相配构成充电系统，公头对接模块1包括与导向块7匹配的导向槽3和电极棒11，电极棒11凸出设置在导向槽3进口的两侧，电极棒11与充电桩对接模块2中槽口位置相对应，即本实施例中导向槽3进口左右两侧各设有一电极棒11，并且凸出导向槽3进口。公头对接模块1安装在移动平台或其他运动的部分上，电极棒11通过与电极片8接触获取电能给移动平台或者其他运动体充电，即公头对接模块1要安装在可动的物体上，便于移动到充电桩处充电。

充电机构的前端可以设置较大的斜角α，优选的斜角α角度为45°—60°，如图4所示，如果充电机构的前端为方的，导向槽3必须与充电机构完全对准才能插入，斜角α使导向槽3的宽度大于充电机构前端的宽度，因此导向槽3对接进入时有较大错位容差，导向槽3偏一点位置也能插入。

充电机构的后端比充电块的前端宽，槽口设置在后端比前端宽的两侧，充电机构与导向槽3对接时，导向槽3进入一定深度，与充电机构的后端触碰后被几何限位，不能继续进入，在此位置腔体内电极片8与电极棒11能够充分接触充电。

整个充电系统的工作原理：

通过充电机构的充电桩对接模块2与公头对接模块1的对接，实现电极片8与电极棒11的接触，实现充电。

在初始对接状态，如果公头对接模块1与充电桩对接模块2之间有角度误差时，可以绕旋转轴10转动自适应补偿该角度误差。

对接过程如图4所示，初始状态电极片8不带电，导向槽3与导向块7对接，导向槽3与微动开关撞针4接触，也就是与微动开关撞针4凸出于导向块7表面的一端接触，微动开关撞针4被压入导向块7内部，同时微动开关6被微动开关撞针4的斜面14推动而触发，接通电气线路使使电极片8带电。

对接完全如图5所示，导向槽3继续对接插入，电极棒11与电极片8接触，因电极片8可旋转，发生转动，同时由于扭簧9的作用，使电极片8和电极棒11保持压紧可靠的接触。若充电结束，当导向槽3退出后，因微动开关撞针4的另一端为弹簧5，所以弹簧5使微动开关撞针4恢复初始状态，关闭电气线路使电极片8不带带电，扭簧9使电极片8恢复初始状态。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域中的普通技术人员来说，在不脱离本发明核心技术特征的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电极内置的充电机构，其特征在于，所述充电机构包括充电桩对接模块，所述充电桩对接模块包括导向块和两电极片，所述导向块包括中空的腔体，所述腔体包括供电极棒插入的槽口，所述电极片的一端旋转设置在所述导向块的腔体内，另一端延伸至槽口。

2.根据权利要求1所述的电极内置的充电机构，其特征在于，所述腔体内电极片旋转方向上设置有挡片，所述挡片与电极片之间设置有扭簧。

3.根据权利要求2所述的电极内置的充电机构，其特征在于，所述槽口包括第一槽口与第二槽口，设置在腔体两侧，所述电极片包括第一电极片与第二电极片，所述第一电极片与第二电极片的一端相对地旋转设置在所述导向块的腔体内，另一端分别延伸至第一槽口与第二槽口处。

4.根据权利要求3所述的电极内置的充电机构，其特征在于，所述第一电极片和第二电极片之间设置有挡片，在第一电极片与挡片之间设置第一扭簧，在第二电极片与挡片之间设置第二扭簧，所述挡片包括第一挡片和第二挡片，所述第一挡片位于第一扭簧、第二扭簧之间，所述第二挡片由第一挡片延伸出来位于第一、第二电极片之间。

5.根据权利要求1所述的电极内置的充电机构，其特征在于，所述导向块内部设置有微动开关撞针、微动开关和弹簧，所述微动开关撞针的一端凸出于所述导向块表面，另一端与弹簧接触，所述微动开关撞针与微动开关接触处设置有斜面，所述微动开关的触头与斜面相接触。

6.一种安装有权利要求1、2、3、4或5所述的电极内置的充电机构的充电桩，其特征在于，所述充电桩包括充电机构和底座，所述充电机构的前端通过旋转轴安装在底座上。

7.根据权利要求6所述的充电桩，其特征在于，所述底座包括一凹槽，所述充电机构的后端设置有凸出的限位块，所述限位块可在凹槽中滑动。

8.一种包括权利要求6所述充电桩的充电系统，其特征在于，所述充电系统还包括公头对接模块，所述公头对接模块包括与导向块匹配的导向槽和电极棒，所述电极棒凸出设置在所述导向槽进口，与所述槽口位置相对应。

9.根据权利要求8所述的充电系统，其特征在于，所述充电机构的前端设置有斜角α，所述斜角α角度为45°—60°。

10.根据权利要求9所述的充电系统，其特征在于，所述公头对接模块安装在移动平台或其他运动的部分上。