CN107472062B - 一种充电桩系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种充电桩系统，包括充电桩、用于给电动汽车充电的电动汽车蓄电池以及用于携带电动汽车蓄电池移动的四轴飞行器；所述充电桩包括充电桩壳体；所述充电桩壳体内依次安装有绕线组件、摩擦环以及转动组件；所述四轴飞行器下端固定连接有用于存取所述电动汽车蓄电池的抓取组件；所述充电桩壳体内安装有电动推杆。本发明能够完成普通充电桩对停止状态下的电动汽车充电的情况下还能对行驶中的电动汽车补充电能，起到电动汽车电能不足时的应急充电处理。

Description

一种充电桩系统

技术领域

本发明属于充电桩领域，具体涉及一种充电桩系统。

背景技术

电动汽车因其节能环保等优势已经得到了更多人的认可，并且越来越多的电动汽车进入到各个家庭中。但电动汽车本身存在着一定的问题，电动汽车上的蓄电池所储存的电能有限，而供电动汽车充电的充电桩并没有如加油站一样多，而且电动汽车充电时间长，对于在蓄电池电能不足时，使电动汽车无法使用而给使用者的出行带来不便；对于行驶中的电动汽车，当蓄电池电能不足时，无法及时对蓄电池充电而导致电动汽车无法继续行驶。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种充电桩系统。

为实现本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：一种充电桩系统，包括充电桩、用于给电动汽车充电的电动汽车蓄电池以及用于携带电动汽车蓄电池移动的四轴飞行器；

所述充电桩包括充电桩壳体；所述充电桩壳体内安装有绕线组件、摩擦环以及转动组件；

所述充电桩壳体包括前后固定连接的框体和后端板；所述框体前端成型有前端板；所述前端板中间成型有前安装柱；所述前安装柱的端部成型有用于安装所述转动组件的前限位孔；所述后端板对应所述前安装柱位置成型有后安装柱；所述后安装柱端部成型有用于限制所述转动组件的位置的后限位孔；所述前安装柱的中部外周成型有环形卡槽；所述前安装柱位于环形卡槽后方固定安装有供电电极；

所述转动组件包括旋转轴以及与所述旋转轴通过辐条固定连接的环形的旋转盘；所述旋转轴的前端成型有前定位轴，所述前定位轴转动连接在所述前限位孔内；所述旋转轴的后端成型有后定位轴，所述后定位轴转动连接在所述后限位孔内；所述旋转轴上沿周向等角度成型有多个条形的滑槽；所述旋转轴的前端与所述前安装柱的端面相抵，所述旋转轴的后端与所述后安装柱的端面相抵；所述前安装柱与所述后安装柱使所述转动组件在固定的位置绕旋转轴的轴心转动；

所述旋转盘后端固定连接有环形电极；所述旋转盘后端位于环形电极内侧成型有内齿圈；

所述框体内底面成型有电机安装座；所述电机安装座上安装有第一电机；所述第一电机的输出轴上固定连接有与所述内齿圈啮合传动连接的第一齿轮；所述电机安装座上安装有与所述环形电极电连接的电刷；

所述绕线组件包括转动连接在所述前安装柱上的绕线筒以及缠绕在绕线筒上的充电线；所述绕线筒的前端位于内孔壁处成型有用于定位的卡圈；所述绕线筒的内孔壁前部固定连接有受电电极；所述绕线筒前端沿周向成型有多个均匀分布的开口槽；所述绕线筒的内孔壁的后端处成型有内锥面;所述充电线穿过前端板与充电枪连接；

所述摩擦环滑动连接在所述旋转轴上位于所述绕线组件的后方；所述摩擦环内壁对应所述滑槽处成型有多个滑条；一个所述滑条的后端成型有向后延伸的齿条；所述摩擦环前端成型有与所述内锥面相同锥度的外锥面；所述内锥面与所述外锥面之间的摩擦系数为0.6-1；

所述旋转盘的辐条上固定连接有第二电机；所述第二电机的输出轴上固定连接有与所述齿条啮合传动连接的第二齿轮；

所述旋转盘的前端面沿周向固定连接有等角度分布的多个圆柱形的用于给所述电动汽车蓄电池充电的充电头；各个充电头与所述环形电极电连接；所述充电头端部成型有用于使所述电动汽车蓄电池充电时安装牢固的卡头；所述电动汽车蓄电池可拆卸插接在所述充电头上；

所述电动汽车蓄电池截面为正方形；所述电动汽车蓄电池前后两端中心安装有用于充电的充电电极；所述充电电极的外周固定安装有用于将电动汽车蓄电池的电能输出的输出电极；所述电动汽车蓄电池各个侧面中部固定连接有圆形的铁片；所述电动汽车蓄电池的各个侧面沿长度方向位于所述铁片的两端分别成型有两个凸头定位孔；

所述前端板位于上部成型有扩展腔；所述前端板位于扩展腔内固定连接有水平向后的弧形的调平悬板；所述充电头轴心所处的圆周半径与所述调平悬板上表面所在弧面的半径之差为所述电动汽车蓄电池高度的一半；所述调平悬板中间沿长度方向成型有条形孔；

所述前端板位于所述调平悬板下方安装有电动推杆；所述电动推杆的端部安装有方向朝上的电磁铁；所述电磁铁位于所述条形孔中；

所述四轴飞行器安装有控制四轴飞行器的控制电路板以及用于四轴飞行器起降的起落架；

所述四轴飞行器下端固定连接有用于存取所述电动汽车蓄电池的抓取组件；所述抓取组件包括固定套接在所述四轴飞行器下端的安装环；所述安装环的下端成型有与所述四轴飞行器的轴平行的两个支撑板；所述安装环外周位于两个所述支撑板的长度方向处安装有摄像头；所述支撑板下端安装有用于供所述四轴飞行器充电的充电插头；所述支撑板下端转动连接有转动板；所述转动板上固定有第三电机；所述第三电机的输出轴与所述支撑板固定连接；两个所述转动板相向一侧各成型有两个凸头；每个转动板上的两个凸头之间的距离与所述电动汽车蓄电池上的凸头定位孔之间的距离相同；所述摄像头、第三电机与所述四轴飞行器的控制电路板电连接。

所述框体上端成型有用于停放所述四轴飞行器的停放平台；所述停放平台对应所述调平悬板上方成型有用于将所述电动汽车蓄电池取出的方口；所述停放平台上位于所述方口的两侧成型有用于定位四轴飞行器的两个起落架的两个抓取定位孔；所述停放平台上位于所述方口的后方成型有与所述充电插头对应的供电插孔；所述停放平台上位于所述供电插孔的两侧分别成型有当所述四轴飞行器停放时用于支撑四轴飞行器的支撑架；所述停放平台上位于所述支撑架两侧成型有用于供四轴飞行器的起落架停放时定位的两个停放定位孔；

所述供电电极、受电电极分别包括两个同轴设置的两个相互平行的环形电极环；所述环形电极、充电电极、输出电极分别包括两个同心设置的环形电极环；所述电刷包括对应环形电极的两个电极；所述供电电极、电刷、供电插孔与电源连接。

所述前端板安装有用于引导所述充电线方向的定滑轮；所述前端板内安装有控制器；所述四轴飞行器的控制电路板与所述控制器通信连接；所述第一电机、第二电机、电动推杆、电磁铁与所述控制器电连接。

所述电动汽车蓄电池使用时所对应的电动汽车上安装有用于供所述电动汽车蓄电池存放的充电腔，并且充电腔内安装有用于与所述输出电极连接的电极。

作为优选方案：所述电动汽车蓄电池截面为正方形；所述电动汽车蓄电池前后两端中心安装有用于充电的充电电极；所述充电电极的外周固定安装有用于将电动汽车蓄电池的电能输出的输出电极；所述电动汽车蓄电池的外侧中部成型有两个通孔型的通风孔；所述电动汽车蓄电池相邻的两个侧面上对应的通风孔之间相互连通；所述电动汽车蓄电池各个侧面位于所述通风孔中间安装有环形的铁片环；所述电动汽车蓄电池各个侧面对应所述通风孔处成型有用于安装所述铁片环的连接杆；各个所述连接杆上沿所述电动汽车蓄电池的长度方向成型有两个凸头定位孔；

所述四轴飞行器包括有主体部，所述主体部包括有圆管形的风扇安装部，连接在风扇安装部外周且与风扇安装部相连通的四个等角度排列的出风管，以及安装在各个出风管外端且与对应位置出风管相连通的出风环；

所述风扇安装部内位于出风管的上方连接有上支架，所述上支架上安装有上驱动风扇；所述风扇安装部内位于出风管的下方连接有下支架，所述下支架上安装有下驱动风扇；所述上驱动风扇与下驱动风扇的转向相反，且所述风扇安装部内安装上驱动风扇部分的内径大于风扇安装部内安装下驱动风扇部分的内径，所述风扇安装部内位于上驱动风扇和下驱动风扇之间的风压高于大气压，使得出风环内形成风压；

所述出风环内周成型有开口朝下的出风缝隙，所述出风环内周位于出风缝隙下方为上窄下宽的导流壁，所述导流壁所处锥形面的锥角大小为10-20度；所述导流壁上端连接有上宽下窄的内弯壁，所述内弯壁所处锥形面的锥角大小为15-25度；

所述出风环的轴向与风扇安装部的径向相垂直，且出风环的轴向与水平方向之间形成5-20度的夹角，且出风环的出风缝隙吹出的风产生的水平分力与上驱动风扇的风叶的转动方向相反；

各个所述出风环的侧面连接有套接管，各个所述套接管与对应位置的出风管滑动套接；所述出风管内通过支架固定安装有第四电机，所述第四电机的输出轴连接有螺杆，所述套接管内通过支架连接有螺母套，所述螺杆与所述螺母套之间通过螺纹连接；

所述上驱动风扇、下驱动风扇以及各个第四电机分别与控制电路板电连接；

作为优选方案：所述风扇安装部的下部外周为电池安装部，电池安装部上连接有与控制电路板电连接的蓄电池；所述风扇安装部上位于电池安装部的上方为一个电路板安装腔，所述控制电路板安装在电路板安装腔内；所述电路板安装腔的上端面均匀成型有与风扇安装部内连通的进风孔，所述电路板安装腔的外侧壁均匀成型有排风孔。

作为优选方案：各个所述出风环内周下部远离出风管的位置成型有起落架接头，各个所述起落架接头上各连接有一个起落架；所述起落架包括有与起落架接头固定连接且通过起落架接头与出风环内部相连通的出风管体，滑动安装在出风管体内的滑动管，与出风管体靠近起落架接头一端转动连接的支撑杆，连接在支撑杆上远离起落架接头一端的滚轮，以及分别与滑动管中部、支撑杆中部转动连接的连杆；

所述出风管体靠近起落架接头一端侧壁成型有铰接座，所述支撑杆一端与铰接座转动连接；所述滑动管靠近起落架接头一端连接有活塞，所述滑动管外壁中部位置连接有铰接头，所述连杆一端与铰接头转动连接，所述出风管体远离起落架接头一端的侧壁成型有供铰接头穿过的条形口；所述出风管体远离起落架接头的一端固定连接有封口帽，封口帽的内端一体连接有弹簧定位杆，所述弹簧定位杆上套设有弹簧，所述弹簧两端分别抵在活塞和封口帽内端之间；所述支撑杆上成型有在支撑杆收起状态时容纳所述连杆的连杆容槽；

所述弹簧处于伸展状态时所述支撑杆处于展开状态，所述上驱动风扇处于工作状态后，出风环内的气压驱动活塞连同滑动管移动使支撑杆处于收起状态。

作为优选方案：所述主体部上端连接有一个半椭圆球面形状的进风罩，进风罩上均匀成型有条状的进风口。

作为优选方案：所述出风管外壁成型有沿长度方向设置的一个以上的导向滑条，所述套接管内壁成型有与所述导向滑条滑动连接的导向滑槽。

与现有技术相比较，本发明的有益效果是：本发明使用时，当电动汽车停车后需要充电时，使用者将充电枪取出与电动汽车连接，控制器控制第二电机工作，所述摩擦环与绕线筒相抵后第二电机停止工作，同时控制第一电机工作使旋转盘带动摩擦环旋转，所述绕线筒经摩擦环带动旋转，使充电线的自由端伸长，便于使用者使用，通过控制器设定第一电机的工作时间，经过设定时间后使第一电机停止工作；使用者充电完毕后将充电枪放回，控制器控制第一电机反转，将充电线重新绕回至绕线筒上，经过相同的设定时间后控制第二电机反转使摩擦环与绕线筒脱离；当行驶中的电动汽车需要充电时，使用者通过向服务器发送充电请求，控制器通过检测各个安装在充电头上的电动汽车蓄电池的电量，检测到充满电的电动汽车蓄电池后，将该电动汽车蓄电池对应的两个发射器通电，控制第一电机工作使旋转盘旋转，当两个接收器同时接收到发射器的信号时，则该电动汽车蓄电池位于调平悬板上方，控制器控制第一电机停止工作，此时控制电动推杆伸长并使电磁铁通电，此时电磁铁与位于下方的铁片磁性连接，随后控制电动推杆收缩，使电动汽车蓄电池从充电头上拔出，后通过四轴飞行器将该电动汽车蓄电池抓取出，四轴飞行器抓取电动汽车蓄电池时电磁铁断电；四轴飞行器携带电动汽车蓄电池并安装至需要充电的电动汽车的充电腔中；当四轴飞行器存放电动汽车蓄电池时，电动推杆收缩并将电磁铁通电，使四轴飞行器放置在调平悬板上的电动汽车蓄电池的铁片与电磁铁相吸，随后通过控制第一电机工作，将没有连接电动汽车蓄电池的充电头转至调平悬板上，控制电动推杆伸长将电动汽车蓄电池与充电头连接充电，随后电磁铁断电，电动推杆缩回；当四轴飞行器抓取或者存放电动汽车蓄电池时，所述第二电机将摩擦环与绕线筒脱离后断电。

本发明能够完成普通充电桩对停止状态下的电动汽车充电的情况下还能对行驶中的电动汽车补充电能，起到电动汽车电能不足时的应急充电处理；四轴飞行器能够在完成工作后能够及时地返回至充电桩上进行充电，便于进行后续任务；通过对第二电机的动态控制使摩擦环与绕线筒相抵或者脱离，从而控制绕线筒在不同使用状况下转动或者静止。

附图说明

图1是本发明非工作状态时的结构示意图。

图2是本发明的分解结构示意图。

图3是充电桩的剖视结构示意图。

图4是飞行器携带电动汽车蓄电池时的结构示意图。

图5是框体的结构示意图。

图6是绕线组件的结构示意图。

图7是摩擦环的结构示意图。

图8是电动汽车蓄电池的结构示意图。

图9是电动推杆的结构示意图。

图10是四轴飞行器停机状态的结构示意图。

图11是四轴飞行器飞行状态的结构示意图。

图12是四轴飞行器的剖视结构示意图。

图13是图12的A部结构放大图。

图14是实施例2的飞行器携带电动汽车蓄电池时的结构示意图。

图15是实施例2的电动汽车蓄电池的结构示意图。

图16是实施例3起落架部分的剖视结构示意图。

图17是实施例3起落架部分的分解结构示意图。

、充电桩壳体；11、框体；111、调平悬板；1111、条形孔；113、前端板；114、前安装柱；1141、前限位孔；1142、供电电极；1143、环形卡槽；115、定滑轮；116、电机安装座；1161、电刷；117、扩展腔；12、后端板；121、后安装柱；1211、后限位孔；13、停放平台；131、方口；132、停放定位孔；133、支撑架；134、供电插孔；135、抓取定位孔；14、控制器；2、转动组件；21、旋转轴；211、滑槽；22、旋转盘；221、内齿圈；222、环形电极；23、充电头；231、卡头；251、第二电机；252、第二齿轮；26、前定位轴；27、后定位轴；31、第一电机；32、第一齿轮；4、摩擦环；41、外锥面；42、滑条；43、齿条；5、绕线组件；51、绕线筒；511、卡圈；512、受电电极；513、开口槽；514、内锥面；52、充电线；6、抓取组件；61、安装环；611、摄像头；62、支撑板；621、充电插头；63、转动板；631、凸头；64、第三电机；7、电动汽车蓄电池；71、充电电极；72、输出电极；73、铁片；74、凸头定位孔；75、铁片环；76、通风孔；77、连接杆；8、电动推杆；81、电磁铁；9、四轴飞行器；90、主体部；900、风扇安装部；901、出风管；902、上支架；903、下支架；904、电路板安装腔；905、进风孔；906、排风孔；91、出风环；910、套接管；911、螺母套；912、出风缝隙；913、导流壁；914、内弯壁；915、起落架接头； 92、蓄电池；93、起落架；931、出风管体；9311、铰接座；9312、条形口；932、滑动管；9321、活塞；9322、铰接头；933、封口帽；9331、弹簧定位杆；934、连杆；935、支撑杆；9351、连杆容槽；936、滚轮；937、弹簧；94、进风罩； 951、上驱动风扇；952、下驱动风扇；96、第四电机；961、螺杆。

具体实施方式

实施例1

根据图1至图9所示，本实施例为一种充电桩系统，包括充电桩、用于给电动汽车充电的电动汽车蓄电池7以及用于携带电动汽车蓄电池移动的四轴飞行器9。

所述充电桩包括充电桩壳体1；所述充电桩壳体内安装有绕线组件5、摩擦环4以及转动组件2。

所述充电桩壳体包括前后固定连接的框体11和后端板12；所述框体11前端成型有前端板113；所述前端板中间成型有前安装柱114；所述前安装柱的端部成型有用于安装所述转动组件的前限位孔1141；所述后端板对应所述前安装柱位置成型有后安装柱121；所述后安装柱端部成型有用于限制所述转动组件的位置的后限位孔1211；所述前安装柱的中部外周成型有环形卡槽1143；所述前安装柱位于环形卡槽后方固定安装有供电电极1142。

所述转动组件包括旋转轴21以及与所述旋转轴通过辐条固定连接的环形的旋转盘22；所述旋转轴的前端成型有前定位轴26，所述前定位轴转动连接在所述前限位孔内；所述旋转轴的后端成型有后定位轴27，所述后定位轴转动连接在所述后限位孔内；所述旋转轴上沿周向等角度成型有多个条形的滑槽211；所述旋转轴的前端与所述前安装柱的端面相抵，所述旋转轴的后端与所述后安装柱的端面相抵；所述前安装柱与所述后安装柱使所述转动组件在固定的位置绕旋转轴的轴心转动。

所述旋转盘后端固定连接有环形电极222；所述旋转盘后端位于环形电极内侧成型有内齿圈221。

所述框体内底面成型有电机安装座116；所述电机安装座上安装有第一电机31，所述第一电机为伺服电机；所述第一电机的输出轴上固定连接有与所述内齿圈啮合传动连接的第一齿轮32；所述电机安装座上安装有与所述环形电极电连接的电刷1161。

所述绕线组件包括转动连接在所述前安装柱上的绕线筒51以及缠绕在绕线筒上的充电线52；所述绕线筒的前端位于内孔壁处成型有用于定位的卡圈511；所述绕线筒的内孔壁前部固定连接有受电电极512，所述受电电极与所述充电线电连接；所述绕线筒前端沿周向成型有多个均匀分布的开口槽513；所述绕线筒的内孔壁的后端处成型有内锥面514;所述充电线穿过前端板与充电枪连接。当所述绕线筒安装到所述前安装柱上时，由于所述开口槽的设置，所述前安装柱的外壁将所述卡圈向外撑开，便于安装。当卡圈卡入所述环形卡槽中时，所述受电电极与所述供电电极连接；此时绕线筒的后端悬空于前安装柱的后端。

所述摩擦环滑动连接在所述旋转轴上位于所述绕线组件的后方；所述摩擦环内壁对应所述滑槽处成型有多个滑条42；一个所述滑条的后端成型有向后延伸的齿条43；所述摩擦环前端成型有与所述内锥面相同锥度的外锥面41；所述内锥面与所述外锥面之间的摩擦系数为0.6-1。

所述旋转盘的辐条上固定连接有第二电机251；所述第二电机的输出轴上固定连接有与所述齿条啮合传动连接的第二齿轮252。

所述第二电机工作时，所述齿轮转动使齿条移动，从而使所述摩擦环沿所述旋转轴前后移动，当所述摩擦环向前移动至与所述绕线筒后端相抵时，此时所述内锥面与所述外锥面相抵；同时当旋转盘转动时，所述旋转轴带动所述摩擦环转动，通过摩擦环与绕线筒之间的摩擦力使绕线筒转动；在不使用充电枪时所述第二电机带动摩擦环使摩擦环与绕线筒脱离。

所述旋转盘的前端面沿周向固定连接有等角度分布的多个圆柱形的用于给所述电动汽车蓄电池充电的充电头23；各个充电头与所述环形电极电连接；所述充电头端部成型有用于使所述电动汽车蓄电池充电时安装牢固的卡头231；所述电动汽车蓄电池可拆卸插接在所述充电头上；当所述电动汽车蓄电池插接在所述充电头上时所述电动汽车蓄电池开始充电。

所述电动汽车蓄电池截面为正方形；所述电动汽车蓄电池前后两端中心安装有用于充电的充电电极71；所述充电电极的外周固定安装有用于将电动汽车蓄电池的电能输出的输出电极72；所述电动汽车蓄电池各个侧面中部固定连接有圆形的铁片73；所述电动汽车蓄电池的各个侧面沿长度方向位于所述铁片的两端分别成型有两个凸头定位孔74。

所述前端板位于上部成型有扩展腔117；所述前端板位于扩展腔内固定连接有水平向后的弧形的调平悬板111；所述充电头轴心所处的圆周半径与所述调平悬板上表面所在弧面的半径之差为所述电动汽车蓄电池高度的一半；所述调平悬板中间沿长度方向成型有条形孔1111。

当所述电动汽车蓄电池随旋转盘的转动转至所述调平悬板上时，由于调平悬板与充电头之间的距离限制迫使所述电动汽车蓄电池旋转，使电动汽车蓄电池的一个侧面始终与调平悬板的上表面相切；所述电动汽车蓄电池通过第一电机旋转至最高处，此时调平后的电动汽车蓄电池的位于下方的一面处于水平状态。

所述前端板位于所述调平悬板下方安装有电动推杆8；所述电动推杆的端部安装有方向朝上的电磁铁81；所述电磁铁位于所述条形孔中，且电磁铁与调平后的电动汽车蓄电池位于下方的铁片磁性相吸；此时当电动推杆缩短时，所述电动汽车蓄电池从充电头中拔出并位于所述调平悬板上。

所述四轴飞行器为普通四轴飞行器，所述四轴飞行器飞行时通过安装在飞行器外围的四个旋翼旋转产生向上的升力；所述四轴飞行器安装有控制四轴飞行器的控制电路板以及用于四轴飞行器起降的起落架。

所述四轴飞行器下端固定连接有用于存取所述电动汽车蓄电池的抓取组件6；所述抓取组件包括固定套接在所述四轴飞行器下端的安装环61；所述安装环的下端成型有与所述四轴飞行器的轴平行的两个支撑板62；所述安装环外周位于两个所述支撑板的长度方向处安装有摄像头611；所述支撑板下端安装有用于供所述四轴飞行器充电的充电插头621；所述支撑板下端转动连接有转动板63；所述转动板上固定有第三电机64；所述第三电机的输出轴与所述支撑板固定连接；两个所述转动板相向一侧各成型有两个凸头631；每个转动板上的两个凸头之间的距离与所述电动汽车蓄电池上的凸头定位孔之间的距离相同；所述摄像头、第三电机与所述四轴飞行器的控制电路板电连接。

所述框体上端成型有用于停放所述四轴飞行器的停放平台13；所述停放平台对应所述调平悬板上方成型有用于将所述电动汽车蓄电池取出的方口131；所述停放平台上位于所述方口的两侧成型有用于定位四轴飞行器的两个起落架的两个抓取定位孔135；所述停放平台上位于所述方口的后方成型有与所述充电插头对应的供电插孔134；所述停放平台上位于所述供电插孔的两侧分别成型有当所述四轴飞行器停放时用于支撑四轴飞行器的支撑架133；所述停放平台上位于所述支撑架两侧成型有用于供四轴飞行器的起落架停放时定位的两个停放定位孔132。

所述四轴飞行器充电时，所述第三电机转动使所述转动板朝外转动使转动板朝上，四轴飞行器的起落架放下，通过摄像头观察使其中两个起落架伸入两个停放定位孔中，另外两个起落架悬空，四轴飞行器的主体通过支撑架支撑从而防止侧翻，同时支撑板下端的充电插头与所述供电插孔电连接；当四轴飞行器存放或者抓取电动汽车蓄电池时，通过摄像头观察使四轴飞行器的两个起落架伸入抓取定位孔中使四轴飞行器定位，同时两个所述支撑板的位于电动汽车蓄电池的两侧的上方，抓取时控制第三电机转动，使转动板朝下旋转，过程中转动板上的凸头插入电动汽车蓄电池的凸头定位孔中使电动汽车蓄电池固定，完成抓取；存放时携带有电动汽车蓄电池的四轴飞行器通过摄像头观察使两个起落架伸入抓取定位孔中使四轴飞行器定位，此时电动汽车蓄电池位于调平悬板上，随后控制第三电机转动，转动板朝外转动后朝上，过程中凸头脱离电动汽车蓄电池的凸头定位孔并使蓄电池放置于调平悬板上；四轴飞行器抓取电动汽车蓄电池时，所述四轴飞行器的起落架长度以及抓取定位孔的深度固定，因此抓取时四轴飞行器的位置确定，转动板旋转时能够使凸头准确地插接到凸头定位孔中。

所述供电电极、受电电极分别包括两个同轴设置的两个相互平行的环形电极环；所述环形电极、充电电极、输出电极分别包括两个同心设置的环形电极环；所述电刷包括对应环形电极的两个电极；所述供电电极、电刷、供电插孔与电源连接。

所述前端板安装有用于引导所述充电线方向的定滑轮115；所述前端板内安装有控制器14；所述四轴飞行器的控制电路板与所述控制器通信连接；所述第一电机、第二电机、电动推杆、电磁铁与所述控制器电连接。

所述电动汽车蓄电池使用时所对应的电动汽车上安装有用于供所述电动汽车蓄电池存放的充电腔，并且充电腔内安装有用于与所述输出电极连接的电极。

本发明使用时，当电动汽车停车后需要充电时，使用者将充电枪取出与电动汽车连接，控制器控制第二电机工作，所述摩擦环与绕线筒相抵后第二电机停止工作，同时控制第一电机工作使旋转盘带动摩擦环旋转，所述绕线筒经摩擦环带动旋转，使充电线的自由端伸长，便于使用者使用，通过控制器设定第一电机的工作时间，经过设定时间后使第一电机停止工作；使用者充电完毕后将充电枪放回，控制器控制第一电机反转，将充电线重新绕回至绕线筒上，经过相同的设定时间后控制第二电机反转使摩擦环与绕线筒脱离；当行驶中的电动汽车需要充电时，使用者通过向服务器发送充电请求，控制器通过检测各个安装在充电头上的电动汽车蓄电池的电量，检测到充满电的电动汽车蓄电池后，将该电动汽车蓄电池对应的两个发射器通电，控制第一电机工作使旋转盘旋转，当两个接收器同时接收到发射器的信号时，则该电动汽车蓄电池位于调平悬板上方，控制器控制第一电机停止工作，此时控制电动推杆伸长并使电磁铁通电，此时电磁铁与位于下方的铁片磁性连接，随后控制电动推杆收缩，使电动汽车蓄电池从充电头上拔出，后通过四轴飞行器将该电动汽车蓄电池抓取出，四轴飞行器抓取电动汽车蓄电池时电磁铁断电；四轴飞行器携带电动汽车蓄电池并安装至需要充电的电动汽车的充电腔中；当四轴飞行器存放电动汽车蓄电池时，电动推杆收缩并将电磁铁通电，使四轴飞行器放置在调平悬板上的电动汽车蓄电池的铁片与电磁铁相吸，随后通过控制第一电机工作，将没有连接电动汽车蓄电池的充电头转至调平悬板上，控制电动推杆伸长将电动汽车蓄电池与充电头连接充电，随后电磁铁断电，电动推杆缩回；当四轴飞行器抓取或者存放电动汽车蓄电池时，所述第二电机将摩擦环与绕线筒脱离后断电。

本发明能够完成普通充电桩对停止状态下的电动汽车充电的情况下还能对行驶中的电动汽车补充电能，起到电动汽车电能不足时的应急充电处理；四轴飞行器能够在完成工作后能够及时地返回至充电桩上进行充电，便于进行后续任务；通过对第二电机的动态控制使摩擦环与绕线筒相抵或者脱离，从而控制绕线筒在不同使用状况下转动或者静止。

实施例2

结合图1至3、图5至7、图9至15所示，本实施例与实施例1的区别在于：所述四轴飞行器和所述电动汽车蓄电池的结构作了改变，具体的：

所述电动汽车蓄电池截面为正方形；所述电动汽车蓄电池前后两端中心安装有用于充电的充电电极71；所述充电电极的外周固定安装有用于将电动汽车蓄电池的电能输出的输出电极72；所述电动汽车蓄电池的外侧中部成型有两个通孔型的通风孔76；所述电动汽车蓄电池相邻的两个侧面上对应的通风孔之间相互连通；所述电动汽车蓄电池各个侧面位于所述通风孔中间安装有环形的铁片环75；所述电动汽车蓄电池各个侧面对应所述通风孔处成型有用于安装所述铁片环的连接杆77；各个所述连接杆上沿所述电动汽车蓄电池的长度方向成型有两个凸头定位孔74。

所述四轴飞行器包括有主体部90，所述主体部包括有圆管形的风扇安装部900，连接在风扇安装部外周且与风扇安装部相连通的四个等角度排列的出风管901，以及安装在各个出风管外端且与对应位置出风管相连通的出风环91。

所述风扇安装部内位于出风管的上方连接有上支架902，所述上支架上安装有上驱动风扇951；所述风扇安装部内位于出风管的下方连接有下支架903，所述下支架上安装有下驱动风扇952；所述上驱动风扇与下驱动风扇的转向相反，且所述风扇安装部内安装上驱动风扇部分的内径大于风扇安装部内安装下驱动风扇部分的内径，所述风扇安装部内位于上驱动风扇和下驱动风扇之间的风压高于大气压，使得出风环内形成风压。

所述出风环内周成型有开口朝下的出风缝隙912，所述出风环内周位于出风缝隙下方为上窄下宽的导流壁913，所述导流壁所处锥形面的锥角大小为10-20度；所述导流壁上端连接有上宽下窄的内弯壁914，所述内弯壁所处锥形面的锥角大小为15-25度。

所述出风环的轴向与风扇安装部的径向相垂直，且出风环的轴向与水平方向之间形成5-20度的夹角，且出风环的出风缝隙吹出的风产生的水平分力与上驱动风扇的风叶的转动方向相反。

各个所述出风环的侧面连接有套接管910，各个所述套接管与对应位置的出风管滑动套接；所述出风管内通过支架固定安装有第四电机96，所述第四电机的输出轴连接有螺杆961，所述套接管内通过支架连接有螺母套911，所述螺杆与所述螺母套之间通过螺纹连接。

所述支架由三个以上的以圆周阵列分布的连接条构成，所述支架的连接条之间形成供气流通过的通道。

所述上驱动风扇、下驱动风扇以及各个第四电机分别与控制电路板电连接。

所述四轴飞行器通过风扇安装部内的上驱动风扇提供驱动力，上驱动风扇产生的部分气流从各个出风环的出风缝隙向下吹出，并结合各个第四电机调整每个出风环相对主体部的距离，从而实现飞行器的水平飞行或者转向，由于位于飞行器外周的各个出风环仅起到调整飞行器姿态的作用，不带有提供动力的风扇，出风环与外物产生触碰时不易导致飞行器失控或者对人或动物产生伤害，安全性好。该飞行器外观类似四轴飞行器，故以四轴飞行器命名之，四个出风环即所谓的“四轴”仅起到调节姿态的功能，故所述四轴飞行器实质上为单轴飞行器。

进一步的，所述出风环的出风缝隙喷出的气流根据科恩达原理会沿着导流壁流动，形成一个锥形的风膜，且锥形的风膜会带动出风环内周的空气一并向下流动，这样在飞行器飞行过程中出风缝隙的局部受到阻挡时，出风缝隙形成的整体气流影响小，有利于飞行器飞行姿态的稳定。

进一步的，所述风环的轴向与风扇安装部的径向相垂直，且出风环的轴向与水平方向之间形成5-20度的夹角，且出风环的出风缝隙吹出的风产生的水平风力与上驱动风扇的风叶的转动方向相反。通过这样的设计，使得出风环的出风缝隙吹出的风能够抵消上驱动风扇，或上驱动风扇和下驱动风扇转动时产生的反作用力；并且，通过同时控制各个第四电机正反转以改变出风环相对主体部的距离（调节力臂的大小），可实现飞行器的整体的正转或反转。通过调整一个或相邻两个出风环相对主体部的距离，可实现飞行器整体处于倾斜状态，这样即可驱动飞行器在水平方向飞行。

所述出风环部分相对主体部而言重量较轻，当某个出风环相对主体部的距离增大时，该出风环的所处位置的高度抬升。

所述风扇安装部的下部外周为电池安装部，电池安装部上连接有与控制电路板电连接的蓄电池92；所述风扇安装部上位于电池安装部的上方为一个电路板安装腔904，所述控制电路板安装在电路板安装腔内；所述电路板安装腔的上端面均匀成型有与风扇安装部内连通的进风孔905，所述电路板安装腔的外侧壁均匀成型有排风孔906。

所述风扇安装部的少量气流从进风孔进入并从排风孔排出，对控制电路板起到散热作用。

所述主体部上端连接有一个半椭圆球面形状的进风罩94，进风罩上均匀成型有条状的进风口。

所述出风管外壁成型有沿长度方向设置的一个以上的导向滑条，所述套接管内壁成型有与所述导向滑条滑动连接的导向滑槽。

所述四轴飞行器的控制电路板控制方式与常规四轴飞行器的控制方式是相近似的，控制飞行器升降通过控制驱动风扇的转速实现，控制飞行器转动和水平飞行则通过控制四个第四电机的正反转实现，控制电路及程序部分没有实质性改进，且非本发明重点，故在此不展开叙述。

所述四轴飞行器抓取或存放电动汽车蓄电池时，当所述电动汽车蓄电池停放或旋转至调平悬板上时，所述电动推杆工作，所述电磁铁通电，此时电动推杆伸长或缩短时，电磁铁与铁片环相吸从而带动电动汽车蓄电池移动；当四轴飞行器抓取电动汽车蓄电池时，控制第三电机转动，使转动板朝下旋转，使转动板上的凸头插入凸头定位孔中；四轴飞行器抓取电动汽车蓄电池时，所述四轴飞行器的起落架长度以及抓取定位孔的深度固定，因此抓取时四轴飞行器的位置确定，转动板旋转时能够使凸头准确地插接到凸头定位孔中。

与实施例1相比，所述四轴飞行器飞行产生的动力源位于飞行器内部，能够防止飞行时的高速旋转的扇叶伤害到人或动物；所述飞行器携带电动汽车蓄电池时，所述电动汽车蓄电池通过中间的通风孔能够使飞行器产生的向下的气流顺利通过。

实施例3

结合图16和图17，本实施例在实施例2的基础上还作出以下改进：各个所述出风环内周下部远离出风管的位置成型有起落架接头915，各个所述起落架接头上各连接有一个起落架93；所述起落架包括有与起落架接头固定连接且通过起落架接头与出风环内部相连通的出风管体931，滑动安装在出风管体内的滑动管932，与出风管体靠近起落架接头一端转动连接的支撑杆935，连接在支撑杆上远离起落架接头一端的滚轮936，以及分别与滑动管中部、支撑杆中部转动连接的连杆934。

所述出风管体靠近起落架接头一端侧壁成型有铰接座9311，所述支撑杆一端与铰接座转动连接；所述滑动管靠近起落架接头一端连接有活塞9321，所述滑动管外壁中部位置连接有铰接头9322，所述连杆一端与铰接头转动连接，所述出风管体远离起落架接头一端的侧壁成型有供铰接头穿过的条形口9312；所述出风管体远离起落架接头的一端固定连接有封口帽933，封口帽的内端一体连接有弹簧定位杆9331，所述弹簧定位杆上套设有弹簧937，所述弹簧两端分别抵在活塞和封口帽内端之间；所述支撑杆上成型有在支撑杆收起状态时容纳所述连杆的连杆容槽9351。

所述弹簧处于伸展状态时所述支撑杆处于展开状态，所述上驱动风扇处于工作状态后，出风环内的气压驱动活塞连同滑动管移动使支撑杆处于收起状态。

所述起落架随着飞行器的起、降相应的收起或展开，当飞行器处于飞行状态时，出风环内的风压使活塞连同滑动管向封口帽一端移动，从而使滑动管带动连杆一端向封口帽方向移动，从而使支撑杆下端也向封口帽一端转动，从而使起落架处于收起状态。当飞行器降落时，出风环内的风压减小，弹簧驱动滑动管连同活塞往铰接座方向移动，从而使滑动管带动连杆一端向铰接座方向移动，从而使支撑杆下端向铰接座一端转动至极限位置，从而使起落架处于展开状态。

所述条形口起到限制滑动管上铰接头的作用，条形口端部的位置刚好使得弹簧伸长后，支撑杆转动至与水平方向垂直后继续转动3-10度，使得飞行器降落后，各个支撑杆均处于稳定状态。

实施例4

本实施例在实施例3的基础上作出以下改进：所述滚轮包括有圆柱形的电磁铁以及转动连接在电磁铁外周的环形的导磁材料的轮圈。所述电磁铁与控制电路板电联接。在电磁铁通电之前，轮圈可相对电磁铁转动，这样在飞行器降落时轮圈与停靠位置之间可滚轮接触，利于起落架的展开；在四轴飞行器停靠完成之后电磁铁通电使得轮圈能够吸紧在导磁材料的停靠位置。

所述活塞的后端与弹簧定位杆的前端之间通过两个相互靠近且不相接触的永磁铁连接，且两个永磁铁相抵状态时的磁力小于弹簧的弹力，即两个永磁铁之间的磁力加上出风环内的气体压力刚好能够平衡弹簧的弹力，使四轴飞行器在飞行过程中支撑杆能够保持固定，不会因为出风环内的气压变化而抖动。

Claims (1)

1.一种充电桩系统，其特征在于：包括充电桩、用于给电动汽车充电的电动汽车蓄电池以及用于携带电动汽车蓄电池移动的四轴飞行器；

所述充电桩包括充电桩壳体；所述充电桩壳体内安装有绕线组件、摩擦环以及转动组件；

所述充电桩壳体包括前后固定连接的框体和后端板；所述框体前端成型有前端板；所述前端板中间成型有前安装柱；所述前安装柱的端部成型有用于安装所述转动组件的前限位孔；所述后端板对应所述前安装柱位置成型有后安装柱；所述后安装柱端部成型有用于限制所述转动组件的位置的后限位孔；所述前安装柱的中部外周成型有环形卡槽；所述前安装柱位于环形卡槽后方固定安装有供电电极；

所述转动组件包括旋转轴以及与所述旋转轴通过辐条固定连接的环形的旋转盘；所述旋转轴的前端成型有前定位轴，所述前定位轴转动连接在所述前限位孔内；所述旋转轴的后端成型有后定位轴，所述后定位轴转动连接在所述后限位孔内；所述旋转轴上沿周向等角度成型有多个条形的滑槽；所述旋转轴的前端与所述前安装柱的端面相抵，所述旋转轴的后端与所述后安装柱的端面相抵；所述前安装柱与所述后安装柱使所述转动组件在固定的位置绕旋转轴的轴心转动；

所述旋转盘后端固定连接有环形电极；所述旋转盘后端位于环形电极内侧成型有内齿圈；

所述框体内底面成型有电机安装座；所述电机安装座上安装有第一电机；所述第一电机的输出轴上固定连接有与所述内齿圈啮合传动连接的第一齿轮；所述电机安装座上安装有与所述环形电极电连接的电刷；

所述绕线组件包括转动连接在所述前安装柱上的绕线筒以及缠绕在绕线筒上的充电线；所述绕线筒的前端位于内孔壁处成型有用于定位的卡圈；所述绕线筒的内孔壁前部固定连接有受电电极，所述受电电极与所述充电线电连接；所述绕线筒前端沿周向成型有多个均匀分布的开口槽；所述绕线筒的内孔壁的后端处成型有内锥面;所述充电线穿过前端板与充电枪连接；

所述摩擦环滑动连接在所述旋转轴上位于所述绕线组件的后方；所述摩擦环内壁对应所述滑槽处成型有多个滑条；一个所述滑条的后端成型有向后延伸的齿条；所述摩擦环前端成型有与所述内锥面相同锥度的外锥面；所述内锥面与所述外锥面之间的摩擦系数为0.6-1；

所述旋转盘的辐条上固定连接有第二电机；所述第二电机的输出轴上固定连接有与所述齿条啮合传动连接的第二齿轮；

所述旋转盘的前端面沿周向固定连接有等角度分布的多个圆柱形的用于给所述电动汽车蓄电池充电的充电头；各个充电头与所述环形电极电连接；所述充电头端部成型有用于使所述电动汽车蓄电池充电时安装牢固的卡头；所述电动汽车蓄电池可拆卸插接在所述充电头上；

所述电动汽车蓄电池截面为正方形；所述电动汽车蓄电池前后两端中心安装有用于充电的充电电极；所述充电电极的外周固定安装有用于将电动汽车蓄电池的电能输出的输出电极；所述电动汽车蓄电池各个侧面中部固定连接有圆形的铁片；所述电动汽车蓄电池的各个侧面沿长度方向位于所述铁片的两端分别成型有两个凸头定位孔；

所述前端板位于上部成型有扩展腔；所述前端板位于扩展腔内固定连接有水平向后的弧形的调平悬板；所述充电头轴心所处的圆周半径与所述调平悬板上表面所在弧面的半径之差为所述电动汽车蓄电池高度的一半；所述调平悬板中间沿长度方向成型有条形孔；

所述前端板位于所述调平悬板下方安装有电动推杆；所述电动推杆的端部安装有方向朝上的电磁铁；所述电磁铁位于所述条形孔中；

所述四轴飞行器安装有控制四轴飞行器的控制电路板以及用于四轴飞行器起降的起落架；

所述四轴飞行器下端固定连接有用于存取所述电动汽车蓄电池的抓取组件；所述抓取组件包括固定套接在所述四轴飞行器下端的安装环；所述安装环的下端成型有与所述四轴飞行器的轴平行的两个支撑板；所述安装环外周位于两个所述支撑板的长度方向处安装有摄像头；所述支撑板下端安装有用于供所述四轴飞行器充电的充电插头；所述支撑板下端转动连接有转动板；所述转动板上固定有第三电机；所述第三电机的输出轴与所述支撑板固定连接；两个所述转动板相向一侧各成型有两个凸头；每个转动板上的两个凸头之间的距离与所述电动汽车蓄电池上的凸头定位孔之间的距离相同；所述摄像头、第三电机与所述四轴飞行器的控制电路板电连接；

所述框体上端成型有用于停放所述四轴飞行器的停放平台；所述停放平台对应所述调平悬板上方成型有用于将所述电动汽车蓄电池取出的方口；所述停放平台上位于所述方口的两侧成型有用于定位四轴飞行器的两个起落架的两个抓取定位孔；所述停放平台上位于所述方口的后方成型有与所述充电插头对应的供电插孔；所述停放平台上位于所述供电插孔的两侧分别成型有当所述四轴飞行器停放时用于支撑四轴飞行器的支撑架；所述停放平台上位于所述支撑架两侧成型有用于供四轴飞行器的起落架停放时定位的两个停放定位孔；

所述供电电极、受电电极分别包括两个同轴设置的两个相互平行的环形电极环；所述环形电极、充电电极、输出电极分别包括两个同心设置的环形电极环；所述电刷包括对应环形电极的两个电极；所述供电电极、电刷、供电插孔与电源连接；

所述前端板安装有用于引导所述充电线方向的定滑轮；所述前端板内安装有控制器；所述四轴飞行器的控制电路板与所述控制器通信连接；所述第一电机、第二电机、电动推杆、电磁铁与所述控制器电连接；

所述电动汽车蓄电池使用时所对应的电动汽车上安装有用于供所述电动汽车蓄电池存放的充电腔，并且充电腔内安装有用于与所述输出电极连接的电极。