CN107986110A - 一种新能源汽车充电桩的线缆自动收卷机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新能源汽车充电桩的线缆自动收卷机构，包括收卷轴，收卷轴的外表面套接有绕线筒，绕线筒的表面上开凿有绕线槽，收卷轴的卷轴末端套接有耦合齿轮，耦合齿轮的另一端套接有双向传动机构；收卷轴包括主轴，主轴的前端部分等间隔套接有内锥套，内锥套的外表面上安装有圆弧状小胀瓦，内锥套两端的主轴的套接有支撑盘，支撑盘与小胀瓦之间套接有大胀瓦，主轴的末端还套接有锥齿轮，双向传动机构包括驱动电机，驱动电机的输出轴上套接有输出法兰，输出法兰的另一端套接有驱动轮盘，驱动轮盘通过驱动链条套接至收卷轴的末端。本发明能够快速地实现汽车充电桩线缆的自动收卷操作，且卷线效率高，收卷的线缆缠绕整齐紧凑不松散。

Description

一种新能源汽车充电桩的线缆自动收卷机构
技术领域
本发明涉及充电桩装置领域，具体为一种新能源汽车充电桩的线缆自动收卷机构。
背景技术
新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置)，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。目前新能源汽车最常使用的是电动力，由于电能的消耗一般较大，所以现在在一些城市中已经安装了很多的汽车充电桩。充电桩其功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑(公共楼宇、商场、公共停车场等)和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端都装有充电插头用于为电动汽车充电。充电桩一般提供常规充电和快速充电两种充电方式，人们可以使用特定的充电卡在充电桩提供的人机交互操作界面上刷卡使用，进行相应的充电方式、充电时间、费用数据打印等操作，充电桩显示屏能显示充电量、费用、充电时间等数据。
现有的一种充电桩的线缆自动收卷机构(申请号201620543222.2)中公开了一种自动收卷机构，包括充电设备，充电设备通过线缆连接有充电枪，充电设备上设置有用于放置充电枪的枪座，充电设备上设置有安装槽，安装槽内可转动地安装有用于缠绕线缆的卷线轮；还包括驱动组件，驱动组件包括驱动控制模块、均与驱动控制模块相连的驱动装置和制动装置，驱动控制模块作用于驱动装置使得驱动装置驱动卷线轮发生转动，驱动控制模块作用于制动装置使得制动装置制动卷线轮的转动；这种收卷机构虽然在一定程度上能够实现自动线缆收卷操作，但是由于卷线机构过于简单，进行绕线操作时，很容易导致线缆缠绕不紧密、打结，占用过多空间，不容易收纳等问题。
发明内容
为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种新能源汽车充电桩的线缆自动收卷机构，包括收卷轴，所述收卷轴的外表面套接有绕线筒，所述绕线筒的表面上开凿有绕线槽，所述绕线槽的内径与需要缠绕的线缆的外径相一致；所述收卷轴的卷轴末端套接有耦合齿轮，所述耦合齿轮的另一端套接有双向传动机构；
所述收卷轴包括主轴，所述主轴的前端部分等间隔套接有内锥套，所述内锥套的外表面上等间隔安装有圆弧状小胀瓦，所述小胀瓦的底部镶嵌有斜块，斜块的弧面与内锥套外表面相配合，所述内锥套两端的主轴的套接有支撑盘，所述支撑盘为圆形不锈钢盘，支撑盘的侧边上开凿有螺纹定位孔，所述支撑盘与小胀瓦之间套接有大胀瓦，主轴的末端还套接有锥齿轮，所述锥齿轮的轮齿与耦合齿轮相吻合；
所述双向传动机构包括驱动电机，所述驱动电机的输出轴上套接有输出法兰，所述输出法兰的另一端套接有驱动轮盘，所述驱动轮盘的轮轴中心外表面开凿为齿轮形状，通过驱动链条套接至收卷轴的末端。
作为本发明一种优选的技术方案，所述绕线筒为圆柱筒状结构，筒内壁开凿有卡接凹槽，凹槽的尺寸与大胀瓦的尺寸相吻合，绕线筒的两侧焊接有垂直挡板，所述垂直挡板为绝缘塑料制成的圆环薄板结构。
作为本发明一种优选的技术方案，所述内锥套共有两个，两个内锥套的首尾相对，通过双头螺柱连接成刚性一体化结构。
作为本发明一种优选的技术方案，所述大胀瓦为圆弧状结构，大胀瓦的内部表面中心处焊接有外锥套，所述外锥套与内锥套相配合。
作为本发明一种优选的技术方案，所述小胀瓦的两侧边处镶嵌有导向柱，所述导向柱末端为螺纹杆状，导向柱的末端螺纹杆插接在对应的支撑盘的螺纹导向孔内形成刚性连接。
作为本发明一种优选的技术方案，所述锥齿轮与支撑盘之间连接有止转滑套，所述止转滑套安装在末端支撑盘的外侧壁。
作为本发明一种优选的技术方案，所述止转滑套与锥齿轮之间的主轴上套接有丝套，所述丝套的表面雕刻有螺纹，螺纹的螺距与止转滑套的侧边沿厚度相一致。
作为本发明一种优选的技术方案，所述止转滑套与支撑盘的盘轴之间还套接有推力球轴承，所述推力球轴承通过连杆连接至大胀瓦的外侧壁。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明通过设置内锥套的锥面与外锥套配合，外锥套与大胀瓦接触，斜槽的斜面与小胀瓦接触；内锥套沿着轴进行轴向移动带动大胀瓦和小胀瓦的径向运动；大、小胀瓦的径向运动组成了收卷芯轴的缩胀，加工精度低，成本低廉；
(2)本发明通过设锥齿轮和耦合齿轮，方便地实现了双向传动机构与收卷轴的连接传动，利用驱动轮盘输出驱动电机的驱动力，形成稳定的动能传输机构，通过驱动电机带动收卷轴转动，并且实现了收卷轴的直径收缩变化，进而改变绕线时的张紧力，使得线缆缠绕的更加紧凑；
(3)本发明通过在绕线筒上设置绕线槽，将待绕接的线缆固定便于进行线缆缠绕，并且在绕线筒的侧边镶嵌垂直挡板，限制线缆缠绕的范围，防止线缆从绕线筒上滑落，提高绕线效率使得线缆绕接更加整齐。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为收卷轴剖面结构示意图；
图3为收卷轴末端结构示意图；
图4为本发明侧面结构示意图
图中：1-收卷轴；2-绕线筒；3-绕线槽；4-耦合齿轮；5-双向传动机构；6-垂直挡板；
101-主轴；102-内锥套；103-小胀瓦；104-支撑盘；105-大胀瓦；106-锥齿轮；107-外锥套；108-导向柱；109-止转滑套；110-丝套；111-推力球轴承；112-斜块；113-双头螺柱；
501-驱动电机；502-输出法兰；503-驱动轮盘。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向和位置用语，例如「上」、「中」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向和位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
实施例：
如图1和图4所示，本发明提供了一种新能源汽车充电桩的线缆自动收卷机构，包括收卷轴1，所述收卷轴1的外表面套接有绕线筒2，所述绕线筒2的表面上开凿有绕线槽3，所述绕线槽3的内径与需要缠绕的线缆的外径相一致；所述收卷轴1的卷轴末端套接有耦合齿轮4，所述耦合齿轮4的另一端套接有双向传动机构5；所述收卷轴1通过耦合齿轮4连接双向传动机构5，当双向传动机构5开始工作时，带动收卷轴1转动，在转动时线缆随着转动讲线缆卡接在绕线槽3内部，从而实现线缆的自动收卷操作。
如图2所示，所述收卷轴1包括主轴101，所述主轴101的前端部分等间隔套接有内锥套102，所述内锥套102共有两个，两个内锥套102的首尾相对，通过双头螺柱113连接成刚性一体化结构，采用刚性结构实现两个内锥套102的同步转动，避免不同步导致的晃动影响工作效率；所述内锥套102的外表面上等间隔安装有圆弧状小胀瓦103，所述小胀瓦103的底部镶嵌有斜块112，斜块112的弧面与内锥套102外表面相配合，当装置工作时，小胀瓦103的斜块112能够在内锥套102的斜表面上左右滑动；所述内锥套102两端的主轴101的套接有支撑盘104，所述支撑盘104为圆形不锈钢盘，用于支撑上方结构；支撑盘104的侧边上开凿有螺纹定位孔，所述小胀瓦103的两侧边处镶嵌有导向柱108，所述导向柱108末端为螺纹杆状，导向柱108的末端螺纹杆插接在对应的支撑盘104的螺纹导向孔内形成刚性连接，导向柱108可以带动小胀瓦103在内锥套102外表面实现前后移动，同时防止相对转动左右摇晃。
进一步说明的是，所述支撑盘104与小胀瓦103之间套接有大胀瓦105，主轴101的末端还套接有锥齿轮106，所述锥齿轮106的轮齿与耦合齿轮4相吻合，锥齿轮106与耦合齿轮4相配合用于实现动能传递；所述大胀瓦105为圆弧状结构，大胀瓦105的内部表面中心处焊接有外锥套107，所述外锥套107与内锥套102相配合，大胀瓦105与小胀瓦103通过内锥套102与外锥套107的配合实现同步运动和停止。
如图3所示，所述锥齿轮106与支撑盘104之间连接有止转滑套109，所述止转滑套109安装在末端支撑盘104的外侧壁；所述止转滑套109与锥齿轮106之间的主轴101上套接有丝套110，所述丝套110的表面雕刻有螺纹，螺纹的螺距与止转滑套109的侧边沿厚度相一致，止转滑套109随着锥齿轮106的转动，在丝套110上前后移动；所述止转滑套109与支撑盘104的盘轴之间还套接有推力球轴承111，所述推力球轴承111通过连杆连接至大胀瓦105的外侧壁；止转滑套109转动的同时带动推力球轴承111转动，推力球轴承111转动，通过连杆带动大胀瓦105做上下滑动。
优选地是，所述绕线筒2为圆柱筒状结构，筒内壁开凿有卡接凹槽，凹槽的尺寸与大胀瓦105的尺寸相吻合，绕线筒2的两侧焊接有垂直挡板6，所述垂直挡板6为绝缘塑料制成的圆环薄板结构；所述绕线筒2随着大胀瓦105的转动而转动，垂直挡板6可以防止缆线从绕线筒2上脱落。
需要说明的是，所述双向传动机构5包括驱动电机501，所述驱动电机501的输出轴上套接有输出法兰502，所述输出法兰502的另一端套接有驱动轮盘503，所述驱动轮盘503的轮轴中心外表面开凿为齿轮形状，通过驱动链条套接至收卷轴1的末端；所述驱动电机501为整个装置的驱动源，通过外接电源控制开始工作，驱动电机501转动，利用输出法兰502带动驱动轮盘503转动，驱动轮盘503通过驱动链条与耦合齿轮4相连，带动耦合齿轮4转动，耦合齿轮4通过与锥齿轮106耦合，从而带动主轴101转动。
具体使用方式：驱动电机501带动锥齿轮106正向或者反向转动，锥齿轮106带动丝套110在主轴101上转动，此时与丝套110配合的止转滑套109也跟着运动；由于止转滑套109通过止转杆的限制，只能轴向直线运动，不能转动；止转滑套109的轴向移动，带动支撑盘104的轴向移动；支撑盘104运动带动内锥套102的轴向移动；内锥套102的轴向运动引起小胀瓦103的运动；由于小胀瓦103上有导向柱108，因此小胀瓦103只能径向运动，轴向运动；同时推力球轴承111通过连杆带动大胀瓦105做径向运动；由于内锥套102上存在锥面和斜面，因此，当内锥套103轴向移动一段距离吋，与之相配的的小胀瓦103就径向运动相同距离；因为锥度和斜度引起的变化不一样，所以大胀瓦105和小胀瓦103运动的速度和距离都不一样，但是大胀瓦105和小胀瓦104是同时运动和同时停止的，在大、小胀瓦运动的过程中，各个零件互不干涉；在胀开的时候，大胀瓦105和小胀瓦103依次在主轴101周围形成一个圆柱面；在收缩的时候，小胀瓦103收缩在大胀瓦105的下面，芯轴的外表面是由大胀瓦105形成；大胀瓦105的胀开和收缩在绕线筒2表面形成不同的张力，能够逐渐将绕线圈收紧，使得绕线更加紧凑。
综上所述，本发明的主要特点在于：
(1)本发明通过设置内锥套的锥面与外锥套配合，外锥套与大胀瓦接触，斜槽的斜面与小胀瓦接触；内锥套沿着轴进行轴向移动带动大胀瓦和小胀瓦的径向运动；大、小胀瓦的径向运动组成了收卷芯轴的缩胀，加工精度低，成本低廉；
(2)本发明通过设锥齿轮和耦合齿轮，方便地实现了双向传动机构与收卷轴的连接传动，利用驱动轮盘输出驱动电机的驱动力，形成稳定的动能传输机构，通过驱动电机带动收卷轴转动，并且实现了收卷轴的直径收缩变化，进而改变绕线时的张紧力，使得线缆缠绕的更加紧凑；
(3)本发明通过在绕线筒上设置绕线槽，将待绕接的线缆固定便于进行线缆缠绕，并且在绕线筒的侧边镶嵌垂直挡板，限制线缆缠绕的范围，防止线缆从绕线筒上滑落，提高绕线效率使得线缆绕接更加整齐。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种新能源汽车充电桩的线缆自动收卷机构，其特征在于：包括收卷轴(1)，所述收卷轴(1)的外表面套接有绕线筒(2)，所述绕线筒(2)的表面上开凿有绕线槽(3)，所述绕线槽(3)的内径与需要缠绕的线缆的外径相一致；所述收卷轴(1)的卷轴末端套接有耦合齿轮(4)，所述耦合齿轮(4)的另一端套接有双向传动机构(5)；
所述收卷轴(1)包括主轴(101)，所述主轴(101)的前端部分等间隔套接有内锥套(102)，所述内锥套(102)的外表面上等间隔安装有圆弧状小胀瓦(103)，所述小胀瓦(103)的底部镶嵌有斜块(112)，所述斜块(112)的弧面与内锥套(102)外表面相配合，所述内锥套(102)两端的主轴(101)的套接有支撑盘(104)，所述支撑盘(104)为圆形不锈钢盘，所述支撑盘(104)与小胀瓦(103)之间套接有大胀瓦(105)，主轴(101)的末端还套接有锥齿轮(106)，所述锥齿轮(106)的轮齿与耦合齿轮(4)相吻合；
所述双向传动机构(5)包括驱动电机(501)，所述驱动电机(501)的输出轴上套接有输出法兰(502)，所述输出法兰(502)的另一端套接有驱动轮盘(503)，所述驱动轮盘(503)的轮轴中心外表面开凿为齿轮形状，驱动轮盘(503)的轮轴通过驱动链条套接至收卷轴(1)的末端。
2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车充电桩的线缆自动收卷机构，其特征在于：所述绕线筒(2)为圆柱筒状结构，绕线筒(2)的内壁开凿有卡接凹槽，绕线筒(2)的卡接凹槽尺寸与大胀瓦(105)尺寸相吻合，绕线筒(2)的两侧焊接有垂直挡板(6)，所述垂直挡板(6)为绝缘塑料制成的圆环薄板结构。
3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车充电桩的线缆自动收卷机构，其特征在于：所述内锥套(102)共有两个，两个内锥套(102)的首尾相对，所述内锥套(102)之间连接有双头螺柱(113)，所述双头螺柱(113)螺旋插接在两侧的内锥套(102)上。
4.根据权利要求1所述的一种新能源汽车充电桩的线缆自动收卷机构，其特征在于：所述大胀瓦(105)为圆弧状结构，大胀瓦(105)的内部表面中心处焊接有外锥套(107)，所述外锥套(107)与内锥套(102)相配合。
5.根据权利要求1所述的一种新能源汽车充电桩的线缆自动收卷机构，其特征在于：所述小胀瓦(103)的两侧边处镶嵌有导向柱(108)，所述导向柱(108)末端雕刻有外螺纹，所述导向柱(108)螺旋安装在支撑盘(104)上。
6.根据权利要求1所述的一种新能源汽车充电桩的线缆自动收卷机构，其特征在于：所述锥齿轮(106)与支撑盘(104)之间连接有止转滑套(109)，所述止转滑套(109)安装在末端支撑盘(104)的外侧壁。
7.根据权利要求6所述的一种新能源汽车充电桩的线缆自动收卷机构，其特征在于：所述止转滑套(109)与锥齿轮(106)之间的主轴(101)上套接有丝套(110)，所述丝套(110)的表面雕刻有螺纹，丝套(110)表面螺纹的螺距与止转滑套(109)的侧边沿厚度相一致。
8.根据权利要求6所述的一种新能源汽车充电桩的线缆自动收卷机构，其特征在于：所述止转滑套(109)与支撑盘(104)的盘轴之间还套接有推力球轴承(111)，所述推力球轴承(111)通过金属杆连接至大胀瓦(105)的外侧壁。
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