CN107487216A - 电动汽车充电桩设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车充电桩设备，包括充电桩、电池组件以及用于携带电池组件移动的四轴飞行器；所述充电桩前后内壁从下往上成型有等距分布的水平方向设置的滑槽；所述滑槽上滑动连接有充电托盘；所述充电桩内远离所述存取口的上部安装机械臂；所述机械臂的端部安装有用于夹取所述电池组件的气动夹爪；所述平台中间安装有旋转组件；所述四轴飞行器下端固定连接有用于抓取电池组件的携取组件以及用于观察的摄像头。本发明能够完成通过四轴飞行器携带电池组件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

电动汽车充电桩设备

技术领域

本发明属于充电桩领域，具体涉及一种电动汽车充电桩设备。

背景技术

电动汽车因其节能环保、经济、噪声小等特点在国内外有越来越多的使用群体。但电动汽车本身存在着一些问题，如电动汽车充电桩过少，无法给电动汽车及时充电；其次电动汽车充电时需要等待的时间过长，无法随时充好，对于急事出门或者出远门时，电动汽车则比普通燃油的汽车存在明显的不足。

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，提供一种电动汽车充电桩设备。

为实现本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：一种电动汽车充电桩设备，包括充电桩、可拆卸安装在充电桩内的多个电池组件以及用于携带所述电池组件的四轴飞行器；

所述充电桩内安装有多个用于给所述电池组件充电的充电托盘；所述充电桩上端一侧成型有用于存取所述电池组件的存取口；所述充电桩内壁对应所述存取口下方固定连接有水平设置的用于组装或拆分多个所述电池组件的平台；所述充电桩内上端远离所述存取口处安装有用于在所述充电托盘和所述平台之间输送所述电池组件的机械臂以及安装在机械臂下端的气动夹爪；

所述电池组件包括中间成型有圆孔的方形的电池、滑动连接在电池中间的滑动轴以及分别转动连接在电池上下两端的上转动盘和下转动盘；所述电池下端面沿对角安装有两个用于充电的下电极；所述电池下端面的另一个对角成型有用于与所述下电极共同支撑电池组件的支撑脚；所述支撑脚底端与所述下电极的底端齐平并且低于下转动盘的底端；所述电池上端面对应所述下电极处安装有两个上电极；所述上电极的上端低于所述上转动盘的上端面；所述滑动轴上部成型有两段等螺距的上螺纹；所述滑动轴下部成型有与所述上螺纹旋向相反且螺距和螺纹升角均相等的两段下螺纹；所述上转动盘内侧成型有与所述上螺纹螺纹连接的上内螺纹；所述下转动盘内侧成型有与所述下螺纹螺纹连接的下内螺纹；所述上转动盘上沿周向等距成型有2个相同的扇环形的上连接板；各个所述上连接板的扇环形的角度之和为180°；所述下转动盘下端沿周向等距成型有与所述上连接板个数和形状均相同的下连接板；各个所述上连接板沿中心线对称成型有两个角度为30°的上连接开口；各个所述下连接板沿中心线对称成型有两个与所述上连接开口相同的下连接开口；

所述滑动轴上下两端分别成型有上抵柱和下抵柱；所述滑动轴的长度等于所述支撑脚下端面与所述电池的上端面之间的距离；所述滑动轴位于下端与所述支撑脚下端齐平时，所述滑动轴位于滑动轴滑动的行程中间，并且此时在俯视状态下各个所述上连接板与各个所述下连接板组成一个完整的环形；所述滑动轴从行程的最高处滑动至最低处时，所述上转动板与所述下转动盘分别朝相反方向转动，转动的角度为所述上连接开口或下连接开口所呈的角度；

两个所述电池组件上下堆叠组装时位于下方的所述上电极插入位于上方的所述下电极中使电池组件之间并联；位于上方的电池的支撑脚支撑于位于下方的电池上端；当两个所述电池组件堆叠并相互卡接时，位于下方的所述上连接板的一侧卡入位于上方的对应一侧的所述下连接开口中并存在间隙，并且两个电池组件中的滑动轴同时位于滑动行程最低处，此时两个滑动轴之间上下相抵；

所述平台上成型有与所述下电极的位置对应的用于定位所述电池组件的定位头；所述平台中间安装有旋转组件；所述旋转组件包括穿过平台的旋转盘以及固定安装在平台下方用于驱动所述旋转盘转动的旋转气缸；所述旋转盘上方固定连接有两个用于连接所述电池组件的扇环形的固定连接板；所述固定连接板的数量与所述下连接板的数量相同；所述平台上放置电池组件时所述固定连接板位于下连接板在所述滑动轴下滑时的下转动盘的旋转方向一侧；各个所述固定连接板靠近所述下连接板处成型有用于与所述下连接板相互卡接的固定连接开口；

所述充电桩前后内壁从下往上等距成型有水平设置的用于安装所述充电托盘的滑槽；所述充电托盘滑动连接在所述滑槽中；所述充电托盘上对应所述下电极处安装两个有用于给所述电池组件充电的充电头；所述充电托盘靠近充电桩中间一侧成型有用于移动所述充电托盘的移动孔；

所述上抵柱上端成型有用于供所述气动夹爪夹取的上卡盘；所述气动夹爪包括用于夹取所述上卡盘的夹爪以及用于驱动所述夹爪移动的夹爪驱动部；所述夹爪驱动部下端安装有用于抵住所述滑动轴上端的限位柱；所述夹爪驱动部两侧固定连接有配合插接在所述移动孔中用于移动所述充电托盘的移动头；

所述四轴飞行器下端固定连接有用于抓取电池组件的携取组件以及用于观察的摄像头；所述携取组件包括两个用于套接在上连接板的连接套以及用于驱动所述连接套水平旋转的驱动电机；所述携取组件下端安装有用于定位所述携取组件位置的定位柱；所述连接套上表面中间沿竖直方向滑动连接有滑动铁块；所述连接套上端位于所述滑动铁块上方安装有第一电磁铁；各个所述上连接板上成型有用于与所述滑动铁块插接的定位孔；

所述摄像头、所述携取组件与四轴飞行器的控制电路板电连接；

所述充电桩内安装有控制器，所述机械臂、气动夹爪、旋转气缸与控制器连接；所述四轴飞行器的控制电路板与充电桩的控制器通信连接。

作为优选方案：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电机，所述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。

作为优选方案：所述滑动圈与所述出风筒外壁之间位于滑动圈上方安装有多个沿竖直方向设置的受压弹簧。

与现有技术相比较，本发明的有益效果是：当电池组件位于充电托盘上时，所述电池组件中的滑动轴位于行程的中间位置；多个所述电池组件在所述平台上组装时，当所述气动夹爪夹取充电托盘上的电池组件至平台上，通过控制器检测各个电池组件的电量，并控制所述机械臂工作使所述气动夹爪移动至所述电池组件对应的充电托盘一侧，使对应一侧的移动头插接在所述移动孔中，将所述充电托盘沿滑槽拉出至中间；随后机械臂移动使气动夹爪移动至滑动轴上方后下降使限位柱相抵于滑动轴上端，通过夹爪驱动部使所述夹爪夹住上卡盘；控制机械臂工作将电池组件放至平台上方，所述两个定位头插入两个下电极中限制电池组件水平方向的位移和旋转；随后控制机械臂下压，使滑动轴滑动至行程的最低处，此时各个下连接板卡入各个固定连接板中；即所述下转动盘相对于滑动轴位于行程中间时逆时针转动了15°并卡入固定连接板中，所述上转动盘相对于滑动轴位于行程中间时顺时针转动了15°，转动方向为俯视状态下；控制机械臂将位于中间的充电托盘推回；当平台上组装第二个电池组件时，控制机械臂将第二个电池组件移至位于底端的电池组件上方；此时由于电池组件中电池的重力以及上螺纹和下螺纹没有自锁的原因，滑动轴滑动至行程的最高处，此时第二个电池组件的下转动盘相对于滑动轴位于行程中间时顺时针转动了15°，因此第二个电池组件能够顺利放至第一个电池组件上方，随后控制机械臂将第二个电池组件的滑动轴向下滑动至行程的最低处，则位于上方的电池组件的下连接板卡入位于下方的电池组件的上连接开口中，两个所述电池组件相互卡接。

当四轴飞行器抓取所述电池组件时，位于平台上的所述电池组件的滑动轴处于行程的最低处，此时将携取组件下端的定位柱相抵于滑动轴上端，且使所述连接套位于所述上连接板之间，控制位于所述连接套上的第一电磁铁工作，将所述滑动铁块吸至最高处，随后控制驱动电机顺时针转动（俯视状态下），所述连接套套接在所述上连接板上，此时使滑动轴产生向下的力，使电池组件之间保持相互卡接的状态，同时控制第一电磁铁停止工作，所述滑动铁块随重力作用向下滑动，所述滑动铁块的末端插接至上连接板的定位孔中，使连接套与上连接板固定，此时所述携取组件与所述电池组件连接完成；随后控制所述旋转气缸工作，使所述固定连接板与位于下方的电池组件的下连接板脱离，则四轴飞行器即可携带电池组件移动，随后控制旋转气缸转回至初始位置。

当行驶中的电动汽车需要充电时，通过四轴飞行器携带充满电的一个或多个电池组件并安装至该电动汽车的对应的安装腔内，随后四轴飞行器控制位于四轴飞行器下端的携取组件的第一电磁铁工作将滑动铁块向上吸起同时控制连接套反向旋转相同角度使即可松开电池组件。

当四轴飞行器携带空电量的电池组件存放时，控制器控制旋转气缸转动至与电池组件脱离时的位置，通过摄像头观察使定位头与最下端的电池组件的下电极相连后离开，随后控制旋转气缸旋转回初始状态使电池组件与所述固定连接板相互卡接从而固定电池组件；控制气动夹爪夹住所述上卡盘后通过所述机械臂的移动将最上方的电池组件的滑动轴缓慢向上滑动，使最上方的电池组件的下连接板经过转动后与第二个电池组件的上连接板脱离，从而将电池组件存放至充电托盘上进行充电，依次将剩下的电池组件移动至充电托盘上充电。

本发明能够完成通过四轴飞行器携带电池组件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；通过对电池组件数量的调整能够一次性携带多个电池组件从而满足不同使用者的对电池组件的使用需求；通过电池组件中滑动轴的滑动能够调整上转动盘与下转动盘的转动状态从而实现电池组件之间脱离与连接的相互转换；所述平台上的固定连接板的设置能够实现在与平台的连接或脱离时电池组件之间能够相互连接。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是充电桩的剖视结构示意图。

图3是电池组件的分解结构示意图。

图4是电池组件的结构示意图。

图5是气动夹爪的结构示意图。

图6是携取组件的结构示意图。

图7是连接套与上连接板固定连接时的剖视结构示意图。

图8是上转动盘的结构示意图。

图9是下转动盘的结构示意图。

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是实施例2四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3起落架部分的剖视结构示意图。

图15是实施例3起落架部分的分解结构示意图。

1、充电桩；11、平台；111、定位头；12、滑槽；13、存取口；2、电池组件；21、电池；211、上电极；212、下电极；213、支撑脚；22、滑动轴；221、上螺纹；222、下螺纹；223、上抵柱；2231、上卡盘；224、下抵柱；23、上转动盘；231、上内螺纹；232、上连接板；2321、上连接开口；2322、定位孔；24、下转动盘；241、下内螺纹；242、下连接板；2421、下连接开口；3、机械臂；4、旋转组件；41、旋转气缸；42、旋转盘；421、固定连接板；4211、固定连接开口；422、容纳腔；5、充电托盘；51、充电头；52、移动孔；6、气动夹爪；61、夹爪驱动部；62、夹爪；63、限位柱；64、移动头；7、携取组件；71、驱动电机；72、连接套；73、定位柱；74、第一电磁铁；75、滑动铁块；8、摄像头；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、电机；961、螺杆。

具体实施方式

实施例1

根据图1至图11所示，本实施例为电动汽车充电桩设备，包括充电桩1、可拆卸安装在充电桩内的多个电池组件2以及用于携带所述电池组件的四轴飞行器9。

所述充电桩内安装有多个用于给所述电池组件充电的充电托盘5；所述充电桩上端一侧成型有用于存取所述电池组件的存取口13；所述充电桩内壁对应所述存取口下方固定连接有水平设置的用于组装或拆分多个所述电池组件的平台11；所述充电桩内上端远离所述存取口处安装有用于在所述充电托盘和所述平台之间输送所述电池组件的机械臂3以及安装在机械臂下端的气动夹爪6。

所述电池组件包括中间成型有圆孔的方形的电池21、滑动连接在电池中间的滑动轴22以及分别转动连接在电池上下两端的上转动盘23和下转动盘24；所述电池下端面沿对角安装有两个用于充电的下电极212；所述电池下端面的另一个对角成型有用于与所述下电极共同支撑电池组件的支撑脚213；所述支撑脚底端与所述下电极的底端齐平并且低于下转动盘的底端；所述电池上端面对应所述下电极处安装有两个上电极211；所述上电极的上端低于所述上转动盘的上端面；所述滑动轴上部成型有两段等螺距的上螺纹221，即所述上螺纹为双头螺纹；所述滑动轴下部成型有与所述上螺纹旋向相反且螺距和螺纹升角均相等的两段下螺纹222；所述上转动盘内侧成型有与所述上螺纹螺纹连接的上内螺纹231；所述下转动盘内侧成型有与所述下螺纹螺纹连接的下内螺纹241；所述上转动盘上沿周向等距成型有2个相同的扇环形的上连接板232；各个所述上连接板的扇环形的角度之和为180°，则各个上连接板的扇环形的角度为90°；所述下转动盘下端沿周向等距成型有与所述上连接板个数和形状均相同的下连接板242；各个所述上连接板沿中心线对称成型有两个角度为30°的上连接开口2321；各个所述下连接板沿中心线对称成型有两个与所述上连接开口相同的下连接开口2421。

所述滑动轴上下两端分别成型有上抵柱223和下抵柱224；所述滑动轴的长度等于所述支撑脚下端面与所述电池的上端面之间的距离；所述滑动轴位于下端与所述支撑脚下端齐平时，所述滑动轴位于滑动轴滑动的行程中间，并且此时在俯视状态下各个所述上连接板与各个所述下连接板组成一个完整的环形；所述滑动轴从行程的最高处滑动至最低处时，所述上转动板与所述下转动盘分别朝相反方向转动，转动的角度为所述上连接开口或下连接开口所呈的角度；为减小所述滑动轴上下滑动时受到的摩擦力，因此所述上螺纹和所述下螺纹为多头螺纹，且上螺纹与上内螺纹、下螺纹与下内螺纹组成的螺旋副的螺旋角大于摩擦角，即当上转动盘和下转动盘未受外力的情况下，上螺纹与上内螺纹、下螺纹与下内螺纹组成的螺旋副不能自锁，所述滑动轴有向下滑动的趋势。

两个所述电池组件上下堆叠组装时位于下方的所述上电极插入位于上方的所述下电极中使电池组件之间并联，此时电池组件组装完后总的输出电压保持不变；位于上方的电池的支撑脚支撑于位于下方的电池上端；当两个所述电池组件堆叠并相互卡接时，位于下方的所述上连接板的一侧卡入位于上方的对应一侧的所述下连接开口中并存在间隙，即位于上方的电池组件的下连接板与位于下方的电池组件的上连接板相互连接卡接，并且两个电池组件中的滑动轴同时位于滑动行程最低处，此时两个滑动轴之间上下相抵。由于上连接板及下连接板为偶数个，所述当电池组件之间堆叠时，电池组件旋转180°后，上电极与下电极相连时，两个电池组件的上连接板与下连接板的位置与旋转180°之前相同，两个电池组件之间的连接不受影响。

所述平台上成型有与所述下电极的位置对应的用于定位所述电池组件的定位头111；所述平台中间安装有旋转组件4；所述旋转组件包括穿过平台的旋转盘42以及固定安装在平台下方用于驱动所述旋转盘转动的旋转气缸41；所述旋转盘上方固定连接有两个用于连接所述电池组件的扇环形的固定连接板421，所述固定连接板的扇环形的角度为60°；所述固定连接板的数量与所述下连接板的数量相同；所述平台上放置电池组件时所述固定连接板位于下连接板在所述滑动轴下滑时的下转动盘的旋转方向一侧；俯视状态下，当滑动轴位于行程最高处位置时，所述下连接板与固定连接板一侧相接触，另一侧与相对应的固定连接板之间存在角度为下连接板30°的距离；各个所述固定连接板靠近所述下连接板处成型有角度15°-30°的用于与所述下连接板相互卡接的固定连接开口4211；所述旋转盘中间成型有用于容纳所述滑动轴向下滑动时凸出部分的容纳腔422。在所述平台上放置第一个电池组件时，通过电池组件下方的下连接板与所述固定连接板之间相互卡接，能够防止放置完成后机械臂的移动时误将电池组件重新向上提起时电池组件位置发生偏移。

所述充电桩前后内壁从下往上等距成型有水平设置的用于安装所述充电托盘的滑槽12；所述充电托盘滑动连接在所述滑槽中，初始状态下，所述充电托盘位于滑槽的左右两端；所述充电托盘上对应所述下电极处安装两个有用于给所述电池组件充电的充电头51；所述充电托盘靠近充电桩中间一侧成型有用于移动所述充电托盘的移动孔52。

所述上抵柱上端成型有用于供所述气动夹爪夹取的上卡盘2231；所述气动夹爪包括用于夹取所述上卡盘的夹爪62以及用于驱动所述夹爪移动的夹爪驱动部61；所述夹爪驱动部下端安装有用于抵住所述滑动轴上端的限位柱63；所述夹爪驱动部两侧固定连接有配合插接在所述移动孔中用于移动所述充电托盘的移动头64。

所述四轴飞行器下端固定连接有用于抓取电池组件的携取组件7以及用于观察的摄像头8；所述携取组件包括两个用于套接在上连接板的连接套72以及用于驱动所述连接套水平旋转的驱动电机71；所述携取组件下端安装有用于定位所述携取组件位置的定位柱73；所述连接套上表面中间沿竖直方向滑动连接有滑动铁块75；所述连接套上端位于所述滑动铁块上方安装有第一电磁铁74；各个所述上连接板上成型有用于与所述滑动铁块插接的定位孔2322。

所述上连接板或所述下连接板的个数也可以为大于2的偶数个，当所述上连接板的个数为4时，各个所述上连接板的扇环形的角度为45°，各个所述上连接口的成型角度为15°。所述连接套的个数与所述上连接板的个数相同。各个所述固定连接板、固定连接开口、下连接板、下连接开口的角度均按比例改变。

所述摄像头、所述携取组件与四轴飞行器的控制电路板电连接。

所述充电桩内安装有控制器，所述机械臂、气动夹爪、旋转气缸与控制器连接；所述四轴飞行器的控制电路板与充电桩的控制器通信连接。

所述机械臂所述机械臂能够使所述携取组件沿水平及竖直方向移动；为现有技术，不是本发明的重点，故不做展开。

所述充电桩外部还连接有供停靠在充电桩旁的电动汽车充电用的充电枪和充电线。

各个所述充电托盘下方安装有用于检测安装在充电托盘上方的电池组件的电量的监测模块；所述电池组件在平台上组装时，所述控制器通过各个检测模块检测各个充电中的电池组件的电量，控制所述机械臂和气动夹爪将电量高的电池组件输送至平台上。

俯视状态下，设所述滑动轴向下滑动时所述下连接板为逆时针转动；当电池组件位于充电托盘上时，所述电池组件中的滑动轴位于行程的中间位置；多个所述电池组件在所述平台上组装时，当所述气动夹爪夹取充电托盘上的电池组件至平台上，通过控制器检测各个电池组件的电量，并控制所述机械臂工作使所述气动夹爪移动至所述电池组件对应的充电托盘一侧，使对应一侧的移动头插接在所述移动孔中，将所述充电托盘沿滑槽拉出至中间；随后机械臂移动使气动夹爪移动至滑动轴上方后下降使限位柱相抵于滑动轴上端，通过夹爪驱动部使所述夹爪夹住上卡盘；控制机械臂工作将电池组件放至平台上方，所述两个定位头插入两个下电极中限制电池组件水平方向的位移和旋转；随后控制机械臂下压，使滑动轴滑动至行程的最低处，此时各个下连接板卡入各个固定连接板中；即所述下转动盘相对于滑动轴位于行程中间时逆时针转动了15°并卡入固定连接板中，所述上转动盘相对于滑动轴位于行程中间时顺时针转动了15°，转动方向为俯视状态下；控制机械臂将位于中间的充电托盘推回；当平台上组装第二个电池组件时，控制机械臂将第二个电池组件移至位于底端的电池组件上方；此时由于电池组件中电池的重力以及上螺纹和下螺纹没有自锁的原因，滑动轴滑动至行程的最高处，此时第二个电池组件的下转动盘相对于滑动轴位于行程中间时顺时针转动了15°，因此第二个电池组件能够顺利放至第一个电池组件上方，随后控制机械臂将第二个电池组件的滑动轴向下滑动至行程的最低处，则位于上方的电池组件的下连接板卡入位于下方的电池组件的上连接开口中，两个所述电池组件相互卡接。

当四轴飞行器抓取所述电池组件时，位于平台上的所述电池组件的滑动轴处于行程的最低处，此时将携取组件下端的定位柱相抵于滑动轴上端，且使所述连接套位于所述上连接板之间，控制位于所述连接套上的第一电磁铁工作，将所述滑动铁块吸至最高处，随后控制驱动电机顺时针转动（俯视状态下），所述连接套套接在所述上连接板上，此时使滑动轴产生向下的力，使电池组件之间保持相互卡接的状态，同时控制第一电磁铁停止工作，所述滑动铁块随重力作用向下滑动，所述滑动铁块的末端插接至上连接板的定位孔中，使连接套与上连接板固定，此时所述携取组件与所述电池组件连接完成；随后控制所述旋转气缸工作，使所述固定连接板与位于下方的电池组件的下连接板脱离，则四轴飞行器即可携带电池组件移动，随后控制旋转气缸转回至初始位置。

当行驶中的电动汽车需要充电时，通过四轴飞行器携带充满电的一个或多个电池组件并安装至该电动汽车的对应的安装腔内，随后四轴飞行器控制位于四轴飞行器下端的携取组件的第一电磁铁工作将滑动铁块向上吸起同时控制连接套反向旋转相同角度使即可松开电池组件。

当四轴飞行器携带空电量的电池组件存放时，控制器控制旋转气缸转动至与电池组件脱离时的位置，通过摄像头观察使定位头与最下端的电池组件的下电极相连后离开，随后控制旋转气缸旋转回初始状态使电池组件与所述固定连接板相互卡接从而固定电池组件；控制气动夹爪夹住所述上卡盘后通过所述机械臂的移动将最上方的电池组件的滑动轴缓慢向上滑动，使最上方的电池组件的下连接板经过转动后与第二个电池组件的上连接板脱离，从而将电池组件存放至充电托盘上进行充电，依次将剩下的电池组件移动至充电托盘上充电。

本发明能够完成通过四轴飞行器携带电池组件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；通过对电池组件数量的调整能够一次性携带多个电池组件从而满足不同使用者的对电池组件的使用需求；通过电池组件中滑动轴的滑动能够调整上转动盘与下转动盘的转动状态从而实现电池组件之间脱离与连接的相互转换；所述平台上的固定连接板的设置能够实现在与平台的连接或脱离时电池组件之间能够相互连接。

实施例2

结合图12和图13，本实施例在实施例1的基础上还作出以下改进：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电机96，所述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电机分别与控制电路板电连接。

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，故本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。

本发明的所述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。

实施例3

结合图14和图15，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动接触，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 (7)

1.电动汽车充电桩设备，其特征在于：包括充电桩、可拆卸安装在充电桩内的多个电池组件以及用于携带所述电池组件的四轴飞行器；

所述充电桩内安装有多个用于给所述电池组件充电的充电托盘；所述充电桩上端一侧成型有用于存取所述电池组件的存取口；所述充电桩内壁对应所述存取口下方固定连接有水平设置的用于组装或拆分多个所述电池组件的平台；所述充电桩内上端远离所述存取口处安装有用于在所述充电托盘和所述平台之间输送所述电池组件的机械臂以及安装在机械臂下端的气动夹爪；

所述电池组件包括中间成型有圆孔的方形的电池、滑动连接在电池中间的滑动轴以及分别转动连接在电池上下两端的上转动盘和下转动盘；所述电池下端面沿对角安装有两个用于充电的下电极；所述电池下端面的另一个对角成型有用于与所述下电极共同支撑电池组件的支撑脚；所述支撑脚底端与所述下电极的底端齐平并且低于下转动盘的底端；所述电池上端面对应所述下电极处安装有两个上电极；所述上电极的上端低于所述上转动盘的上端面；所述滑动轴上部成型有两段等螺距的上螺纹；所述滑动轴下部成型有与所述上螺纹旋向相反且螺距和螺纹升角均相等的两段下螺纹；所述上转动盘内侧成型有与所述上螺纹螺纹连接的上内螺纹；所述下转动盘内侧成型有与所述下螺纹螺纹连接的下内螺纹；所述上转动盘上沿周向等距成型有2个相同的扇环形的上连接板；各个所述上连接板的扇环形的角度之和为180°；所述下转动盘下端沿周向等距成型有与所述上连接板个数和形状均相同的下连接板；各个所述上连接板沿中心线对称成型有两个角度为30°的上连接开口；各个所述下连接板沿中心线对称成型有两个与所述上连接开口相同的下连接开口；

所述滑动轴上下两端分别成型有上抵柱和下抵柱；所述滑动轴的长度等于所述支撑脚下端面与所述电池的上端面之间的距离；所述滑动轴位于下端与所述支撑脚下端齐平时，所述滑动轴位于滑动轴滑动的行程中间，并且此时在俯视状态下各个所述上连接板与各个所述下连接板组成一个完整的环形；所述滑动轴从行程的最高处滑动至最低处时，所述上转动板与所述下转动盘分别朝相反方向转动，转动的角度为所述上连接开口或下连接开口所呈的角度；

两个所述电池组件上下堆叠组装时位于下方的所述上电极插入位于上方的所述下电极中使电池组件之间并联；位于上方的电池的支撑脚支撑于位于下方的电池上端；当两个所述电池组件堆叠并相互卡接时，位于下方的所述上连接板的一侧卡入位于上方的对应一侧的所述下连接开口中并存在间隙，并且两个电池组件中的滑动轴同时位于滑动行程最低处，此时两个滑动轴之间上下相抵；

所述平台上成型有与所述下电极的位置对应的用于定位所述电池组件的定位头；所述平台中间安装有旋转组件；所述旋转组件包括穿过平台的旋转盘以及固定安装在平台下方用于驱动所述旋转盘转动的旋转气缸；所述旋转盘上方固定连接有两个用于连接所述电池组件的扇环形的固定连接板；所述固定连接板的数量与所述下连接板的数量相同；所述平台上放置电池组件时所述固定连接板位于下连接板在所述滑动轴下滑时的下转动盘的旋转方向一侧；各个所述固定连接板靠近所述下连接板处成型有用于与所述下连接板相互卡接的固定连接开口；

所述充电桩前后内壁从下往上等距成型有水平设置的用于安装所述充电托盘的滑槽；所述充电托盘滑动连接在所述滑槽中；所述充电托盘上对应所述下电极处安装两个有用于给所述电池组件充电的充电头；所述充电托盘靠近充电桩中间一侧成型有用于移动所述充电托盘的移动孔；

所述上抵柱上端成型有用于供所述气动夹爪夹取的上卡盘；所述气动夹爪包括用于夹取所述上卡盘的夹爪以及用于驱动所述夹爪移动的夹爪驱动部；所述夹爪驱动部下端安装有用于抵住所述滑动轴上端的限位柱；所述夹爪驱动部两侧固定连接有配合插接在所述移动孔中用于移动所述充电托盘的移动头；

所述四轴飞行器下端固定连接有用于抓取电池组件的携取组件以及用于观察的摄像头；所述携取组件包括两个用于套接在上连接板的连接套以及用于驱动所述连接套水平旋转的驱动电机；所述携取组件下端安装有用于定位所述携取组件位置的定位柱；所述连接套上表面中间沿竖直方向滑动连接有滑动铁块；所述连接套上端位于所述滑动铁块上方安装有第一电磁铁；各个所述上连接板上成型有用于与所述滑动铁块插接的定位孔；

所述摄像头、所述携取组件与四轴飞行器的控制电路板电连接；

所述充电桩内安装有控制器，所述机械臂、气动夹爪、旋转气缸与控制器连接；所述四轴飞行器的控制电路板与充电桩的控制器通信连接。

2.如权利要求1所述的电动汽车充电桩设备，其特征在于：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电机，所述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电机分别与控制电路板电连接。

3.如权利要求2所述的电动汽车充电桩设备，其特征在于：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。

4.如权利要求2所述的电动汽车充电桩设备，其特征在于：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。

5.如权利要求2所述的电动汽车充电桩设备，其特征在于：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。

6.如权利要求2所述的电动汽车充电桩设备，其特征在于：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。

7.如权利要求2所述的电动汽车充电桩设备，其特征在于：所述滑动圈与所述出风筒外壁之间位于滑动圈上方安装有多个沿竖直方向设置的受压弹簧。