CN108001236B - 集电器及应用其的集电系统 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种集电器及应用其的集电系统，涉及车辆充电领域，主要目的在于解决现有集电器的结构复杂、充电时不够方便快捷的技术问题。主要采用的技术方案为：集电器，包括支撑座、集电杆和与集电杆的一端连接的集电头；集电器还包括转动件和升降机构；转动件通过转轴可转动地设置在支撑座上，转轴的轴线竖向设置；集电杆为单杆，集电杆的背离集电头的一端可转动地设置在转动件上；升降机构设置在转动件上、且与集电杆连接，以推动集电杆升降。根据本发明提供的技术方案，因为集电杆为单杆，相对于现有技术中的多杆结构，其可以极大地简化本发明集电器的结构，在充电时更加方便和快捷，并且支持多点充电，车辆无需排队，对场地要求较低。

Description

集电器及应用其的集电系统

技术领域

本发明涉及车辆充电技术领域，特别是涉及一种集电器及应用其的集电系统。

背景技术

现有的电动车等车辆一般是通过充电桩进行充电，一个充电桩单次一般只能对一台车辆进行充电，当车辆较多时，充电站需要预留足够的场地和充电桩给车辆充电，对场地的要求较高，并且安装和扩建成本也均较高。

随着集电技术的发展，通过架空电网对车辆进行充电的技术也逐渐得到应用。目前，车辆一般是通过双集电杆结构的集电器从电网线采集电能，该具有双集电杆的集电器的结构相对较复杂，捕捉电网线的效率相对较低。另外，现有的集电系统一般只支持单点充电，当车辆较多时，需要依次排队，并且相邻的两台车辆之间需要保持间隔，如此导致充电效率较低，并且对场地的要求较高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种集电器及应用其的集电系统，主要目的在于解决现有集电器的结构复杂、充电时不够方便快捷的技术问题。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

一方面，本发明的实施例提供一种集电器，包括支撑座、集电杆和与集电杆的一端连接的集电头；所述集电器还包括转动件和升降机构；

所述转动件通过转轴可转动地设置在所述支撑座上，所述转轴的轴线竖向设置；

所述集电杆为单杆，所述集电杆的背离所述集电头的一端可转动地设置在所述转动件上；所述升降机构设置在所述转动件上、且与所述集电杆连接，以推动所述集电杆升降。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

在前述的集电器中，可选的，所述转动件周向固定在所述转轴上；

所述集电器还包括电机；所述电机通过传动机构与所述转轴连接，以通过所述转轴带动所述转动件转动。

在前述的集电器中，可选的，所述升降机构包括驱动缸，所述驱动缸与所述集电杆连接，以驱动所述集电杆升降。

在前述的集电器中，可选的，所述集电器还包括压力传感器；

所述压力传感器设置在所述驱动缸的输出端与所述集电杆之间。

在前述的集电器中，可选的，所述集电杆内部具有贯穿两端的过线孔；

所述集电器还包括与所述集电头相连的电缆，其中，所述电缆经由所述过线孔与所述集电头相连。

在前述的集电器中，可选的，所述集电头包括绝缘底座和连接件，所述集电头通过所述连接件与所述集电杆的所述一端连接；

所述绝缘底座上设有导向捕线机构和导电件；所述导电件包括用于与外部第一电网线对接的第一导电件和用于与外部第二电网线对接的第二导电件；所述导向捕线机构用于捕捉外部第一电网线和外部第二电网线，并对相应外部电网线与相应导电件之间的对接导向；

所述绝缘底座与所述连接件的一端连接、且可相对所述连接件的所述一端沿任意不同方向旋转摆动，以在所述导向捕线机构捕捉到所述外部第一电网线和外部第二电网线后能相对所述连接件的所述一端旋转摆动，使相应导电件与相应外部电网线的角度保持一致。

在前述的集电器中，可选的，所述绝缘底座与所述连接件的所述一端通过球关节轴承连接，以通过所述球关节轴承相对所述连接件的所述一端沿任意不同方向旋转摆动。

在前述的集电器中，可选的，所述集电头还包括第一弹性件，所述第一弹性件用于提供所述绝缘底座回复至初始位置的力。

在前述的集电器中，可选的，所述集电头还包括套筒和第二弹性件；

所述连接件的背离所述绝缘底座的一端卡接在所述套筒内、且可相对所述套筒的内壁滑动；所述连接件通过所述套筒与集电杆连接；

所述第二弹性件设置在所述套筒内，用于提供所述连接件回复至初始位置的力。

另一方面，本发明的实施例还提供一种集电系统，其包括第一电网线、第二电网线和上述任一种所述的集电器；

其中，所述第一电网线与所述第二电网线之间的距离为100mm至300mm。

借由上述技术方案，本发明集电器及应用其的集电系统至少具有以下有益效果：

在本发明提供的技术方案中，因为集电杆为单杆，相对于现有技术中的多杆结构，其可以极大地简化本发明集电器的结构，在充电时更加方便和快捷。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明的一实施例提供的一种集电器的结构示意图；

图2是本发明的一实施例提供的一种集电器的集电杆与支撑座连接的结构示意图；

图3是本发明的一实施例提供的一种集电头第一视角的结构示意图；

图4是本发明的一实施例提供的一种集电头与外部电网线对接的结构示意图；

图5是本发明的一实施例提供的一种集电头第二视角的结构示意图。

附图标记：1、绝缘底座；2、连接件；21、加强筋；3、导向捕线机构；31、第一导向块；310、第一凸檐结构；311、第一子导向块；312、第二子导向块；32、第二导向块；320、第二凸檐结构；321、第二导向块的导向面；33、第三导向块；330、第三凸檐结构；331、第三导向块的导向面；4、导电件；41、第一导电件；42、第二导电件；5、第一支撑壁；6、第二支撑壁；7、第三支撑壁；8、第一弹性件；9、套筒；11、转动件；12、转轴；13、驱动缸；14、电机；15、传动机构；10、第一电网线；20、第二电网线；100、集电头；200、支撑座；300、集电杆。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

如图1和图2所示，本发明的一个实施例提出的一种集电器，包括支撑座200、转动件11、升降机构、集电杆300和与集电杆300的一端连接的集电头100。转动件11通过转轴12可转动地设置在支撑座200上。转轴12的轴线竖向设置。上述的集电杆300为单杆。集电杆300的背离集电头100的一端可转动地设置在转动件11上。升降机构设置在转动件11上、且与集电杆300连接，以推动集电杆300升降。

在上述提供的技术方案中，转动件11转动时可以带动集电杆300和升降机构左右摆动，同时升降机构还可以推动集电杆300升降，从而可以实现集电杆300左右摆动和升降的功能，使集电杆300可以带动集电头100与外部电网线对接。

相对于现有技术中的多杆结构，因为集电杆300为单杆，上述的技术方案可以极大地简化本发明集电器的结构，从而可以减小本发明集电器的重量，降低车辆的负担；并且在充电时更加方便和快捷。

为了节省人力，本发明的集电器还可以包括驱动机构，驱动机构用于驱动转动件11转动。优选的，如图1和图2所示，驱动机构可以包括电机14。电机14通过传动机构15与转轴12连接。前述的转动件11周向固定在转轴12上，以随转动件11一起转动。

优选的，如图2所示，上述的传动机构15可以为齿轮传动机构，如此具有传动精度高的技术效果。

如图1和图2所示，前述的升降机构可以包括驱动缸13，比如气缸等。驱动缸13与集电杆300连接，以驱动集电杆300升降。

进一步的，本发明的集电器还可以包括压力传感器。压力传感器设置在驱动缸13的输出端与集电杆300之间。压力传感器可以根据集电杆300对其施加的压力的变化调节集电杆300的升降，以在电网线与集电头100的导电件4对接时将电网线与集电头100之间的压紧力调节至安全水平，防止压紧力过大影响零件的使用寿命，而压紧力过小电网线与集电头100的导电件4之间又容易松脱。

进一步的，前述集电杆300的内部可以具有贯穿两端的过线孔。本发明的集电器还包括与集电头100相连的电缆。其中，电缆经由集电杆300内的过线孔与集电头100相连，如此集电杆300可以对电缆提供保护，防止电缆受到损伤，并且还使本发明集电器的外形结构更加简洁和美观。

进一步的，如图3至图5所示，前述的集电头100可以包括绝缘底座1和连接件2。连接件2可以呈杆状等。集电头100即通过该连接件2与上述的集电杆300连接。绝缘底座1上设有导向捕线机构3和导电件4。导电件4包括第一导电件41和第二导电件42。第一导电件41用于与外部第一电网线10对接。第二导电件42用于与外部第二电网线20对接。当第一导电件41与外部第一电网线10对接后，第一导电件41与外部第一电网线10接触，使两者之间电连接。同样的，当第二导电件42与外部第二电网线20对接后，第二导电件42与外部第二电网线20接触，使两者之间电连接。

上述的第一导电件41和第二导电件42可以为铜触头等，铜触头内可以设有碳刷，以通过碳刷与电网线接触，如此具有降低接触摩擦阻力的技术效果。

其中，导向捕线机构3用于捕捉外部第一电网线10和外部第二电网线20，并对相应外部电网线与相应导电件之间的对接导向，以提高相应电网线与相应导电件之间的对接效率。

如图3至图5所示，上述的绝缘底座1与连接件2的一端连接、且可相对连接件2的一端沿任意不同方向旋转摆动，以在导向捕线机构3捕捉到外部第一电网线10和外部第二电网线20后能相对连接件2的一端旋转摆动，使相应导电件与相应外部电网线的角度保持一致。由于导电件和电网线均呈长条形，两者的角度保持一致，是指两者保持平行。

如图4所示，上述的第一电网线10和第二电网线20两者一般平行间隔设置，同样的，第一导电件41和第二导电件42两者也平行间隔设置，从而当绝缘底座1相对连接件2的一端旋转摆动时可以同时对第一导电件41和第二导电件42的角度进行调整，使第一导电件41和第二导电件42均可以与相应电网线的角度保持一致。

在上述提供的技术方案中，因为绝缘底座1可相对连接件2的一端沿任意不同方向旋转摆动，当导向捕线机构3捕捉到外部第一电网线10和第二电网线20后，即使此时绝缘底座1上的第一导电件41和第二导电件42与相应外部电网线的对接角度不够理想，绝缘底座1也可以及时绕连接件2的一端旋转摆动，使相应导电件与相应外部电网线的角度保持一致，从而有助于相应导电件与相应外部电网线的对接，提高导电件与外部电网线的对接效率。

进一步的，前述绝缘底座1与连接件2的一端可以通过球关节轴承连接，以通过该球关节轴承相对连接件2的一端沿任意不同方向旋转摆动。当然，绝缘底座1也可以通过柔性件等实现绕连接件2沿任意不同方向旋转摆动的技术效果，具体在此不再赘述。

进一步的，如图3至图5所示，前述的集电头100还可以包括第一弹性件8，该第一弹性件8用于提供绝缘底座1回复至初始位置的力，以在充电完成后集电头100与外部电网线脱离时，绝缘底座1可以自动回复至初始位置，如此方便下次充电时绝缘底座1与外部电网线对接。

优选的，上述的第一弹性件8可以为压扭弹簧等。上述连接件2的中部可以设有支撑部，压扭弹簧套设在连接件2上、且位于支撑部与绝缘底座1之间。

进一步的，如图3至图5所示，集电头100还可以包括套筒9和第二弹性件。连接件2的背离绝缘底座1的一端卡接在套筒9内、且可相对套筒9的内壁滑动。连接件2通过套筒9与集电杆300连接。第二弹性件设置在套筒9内，用于提供连接件2回复至初始位置的力。在本示例中，通过设置的第二弹性件，可以缓冲导电件与外部电网线对接的冲力。

上述的第二弹性件可以为压缩弹簧等。套筒9为一端开口、另一端封闭的结构。连接件2从套筒9的开口端伸入套筒9内部，压缩弹簧设置在套筒9内、且位于连接件2与套筒9的底部之间。

如图3至图5所示，前述的导向捕线机构3可以包括设置在绝缘底座1上的导向块，以通过导向块捕捉外部第一电网线10和外部第二电网线20，并对相应外部电网线与相应导电件之间的对接导向。其中，集电杆300带动集电头100运动，使集电头100上的导向块逐渐靠近外部电网线，当导向块与外部电网线接触后，即实现对外部电网线的捕捉；然后集电杆300继续带动集电头100运动，使导向块持续保持与外部电网线接触，并将外部电网线导入相应的导电件，使电网线与相应的导电件对接。

进一步的，如图3至图5所示，上述的导向块可以包括设置在第一导电件41和第二导电件42之间的第一导向块31。该第一导向块31也可以称之为内导向块。第一导向块31包括相背设置的第一导向面和第二导向面。第一导向面和第二导向面两者沿远离绝缘底座1的方向相对靠近，两者可以呈倒V形。第一导向面用于捕捉外部第一电网线10，且对第一导电件41与外部第一电网线10的对接导向。第二导向面用于捕捉外部第二电网线20，且对第二导电件42与外部第二电网线20的对接导向。

具体在操作时，集电杆300带动集电头100运动，使第一导向块31从外部第一电网线10和第二电网线20的中间插入，直至第一导向块31的第一导向面与第一电网线10接触、且第二导向面与第二电网线20接触，实现对第一电网线10和第二电网线20的捕捉。然后集电杆继续带动第一导向块31向上插入第一电网线10和第二电网线20之间，此时若第一导电件41和第二导电件42两者与相应电网线的角度不一致，此时电网线会对第一导向块31施加力，使第一导向块31带动绝缘底座1绕连接件2旋转摆动，直至电网线与相应导电件4的角度保持一致；然后调整集电杆300，第一导向块31对电网线导向，使电网线与相应的导电件对接。

进一步的，如图3至图5所示，上述的第一导向块31可以包括间隔设置的第一子导向块311和第二子导向块312。第一子导向块311具有前述的第一导向面。第二子导向块312具有前述的第二导向面。在本示例中，由于第一子导向块311与第二子导向块312之间具有间隔，从而增大了第一导电件41与第二导电件42之间的距离，可以防止第一导电件41与第二导电件42之间发生爬电。其中，“爬电”是指第一导电件41与第二导电件42之间被电压击穿而发生短路。

进一步的，如图3至图5所示，前述的第一导向块31可以通过第一支撑壁5与绝缘底座1连接。第一导向块31与第一支撑壁5相连的一端可以具有第一凸檐结构310。该第一凸檐结构310类似于房屋的屋檐，具有遮挡雨水的技术效果。如此在雨天时，第一凸檐结构310处能够保持干燥，防止第一导电件41和第二导电件42之间通过雨水导电而发生短路。

进一步的，如图3至图5所示，前述的导向块还可以包括间隔设置的第二导向块32和第三导向块33。第二导向块32设置在第一导电件41的远离第二导电件42的一侧。第三导向块33设置在第二导电件42的远离第一导电件41的一侧。其中，第二导向块32的导向面321和第三导向块33的导向面331两者相对向外张开。第二导向块32的导向面321用于捕捉外部第一电网线10，且对第一导电件41与外部第一电网线10的对接导向。第三导向块33的导向面331用于捕捉外部第二电网线20，且对第二导电件42与外部第二电网线20的对接导向。

具体在操作时，集电杆300带动集电头100运动，使第二导向块32从外部电网线的一侧插入、且第三导向块33从外部电网线的另一侧插入，此时外部第一电网线10和第二电网线20位于第二导向块32和第三导向块33之间，直至第二导向块32的导向面321与第一电网线10接触，第三导向块33的导向面331与第二电网线20接触，实现对第一电网线10和第二电网线20的捕捉。然后集电杆300继续带动第二导向块32和第三导向块33从电网线的两侧插入，此时若第一导电件41和第二导电件42两者与相应电网线的角度不一致，电网线会对相应的导向块施加力，使第二导向块32和第三导向块33带动绝缘底座1绕连接件2旋转摆动，直至电网线与相应导电件的角度保持一致；然后调整集电杆300，第二导向块32和第三导向块33分别对相应的电网线导向，使电网线与相应的导电件对接。

如图3至图5所示，上述的第二导向块32可以通过第二支撑壁6与绝缘底座1连接。第二导向块32与第二支撑壁6相连的一端可以具有第二凸檐结构320。该第二凸檐结构320类似于房屋的屋檐，具有遮挡雨水的技术效果。如此在雨天时，第二凸檐结构320处能够保持干燥，防止第一导电件41和第二导电件42之间通过雨水从绝缘底座1的背面导电而发生短路。

同样的，如图3至图5所示，上述的第三导向块33可以通过第三支撑壁7与绝缘底座1连接。第三导向块33与第三支撑壁7相连的一端可以具有第三凸檐结构330。该第三凸檐结构330类似于房屋的屋檐，具有遮挡雨水的技术效果。如此在雨天时，第三凸檐结构330处能够保持干燥，防止第一导电件41和第二导电件42之间通过雨水从绝缘底座1的背面导电而发生短路。

上述无论是内导向块即第一导向块31的倒V形设计，还是外导向块即第二导向块32和第三导向块33两者配合的敞开式设计，均使得集电头100可以方便快捷地捕捉外部电网线。并且当车辆较多时，该多台车辆可以同时在多点进行充电，无需排队，节省了充电时间。由于无需排队，从而对场地的要求较低，可以节省充电站建设的成本。

这里需要说明的是：如图5所示，上述绝缘底座1的背离导电件4的一端即绝缘底座1的背面可以设有加强筋21，一方面可以加强绝缘底座1的强度，另一方面还可以增大电流从绝缘底座1背面爬电的距离，降低爬电发生短路的风险。

本发明的实施例还提供一种集电系统，其包括第一电网线10、第二电网线20和上述任一示例中的集电器。

其中，第一电网线10与第二电网线20之间的距离可以为100mm至300mm。优选的，可以为200mm。相对于现有技术中第一电网线与第二电网线之间550mm至600mm的距离，本示例中第一电网线10和第二电网线20的距离得到极大缩短，从而相应的使绝缘底座1上第一导电件41和第二导电件42的距离也得到缩短，如此使得集电头100的结构更为紧凑，使用单集电杆300即可对集电头100进行支撑，进而使整个集电器的结构也更为紧凑，占用空间小，方便安装。

这里需要说明的是：在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种集电器，包括支撑座（200）、集电杆（300）和与集电杆（300）的一端连接的集电头（100）；其特征在于，所述集电器还包括转动件（11）和升降机构；

所述转动件（11）通过转轴（12）可转动地设置在所述支撑座（200）上，所述转轴（12）的轴线竖向设置；

所述集电杆（300）为单杆，所述集电杆（300）的背离所述集电头（100）的一端可转动地设置在所述转动件（11）上；所述升降机构设置在所述转动件（11）上、且与所述集电杆（300）连接，以推动所述集电杆（300）升降；

所述集电头（100）包括绝缘底座（1）和连接件（2），所述集电头（100）通过所述连接件（2）与所述集电杆（300）的所述一端连接；

绝缘底座(1)上设有导向捕线机构(3)和导电件(4)；所述导电件(4)包括用于与外部第一电网线(10)对接的第一导电件(41)和用于与外部第二电网线(20)对接的第二导电件(42)；所述导向捕线机构(3)用于捕捉外部第一电网线(10)和外部第二电网线(20)，并对相应外部电网线与相应导电件(4)之间的对接导向；

所述绝缘底座（1）与所述连接件（2）的一端连接、且可相对所述连接件（2）的所述一端沿任意不同方向旋转摆动，以在所述导向捕线机构（3）捕捉到所述外部第一电网线（10）和外部第二电网线（20）后能相对所述连接件（2）的所述一端旋转摆动，使相应导电件（4）与相应外部电网线的角度保持一致；

所述绝缘底座（1）与所述连接件（2）的所述一端通过球关节轴承连接，以通过所述球关节轴承相对所述连接件（2）的所述一端沿任意不同方向旋转摆动；

导向捕线机构（3）包括设置在绝缘底座（1）上的导向块，导向块包括设置在第一导电件（41）和第二导电件（42）之间的第一导向块（31），第一导向块（31）为内导向块，第一导向块（31）包括相背设置的第一导向面和第二导向面，第一导向面和第二导向面两者沿远离绝缘底座（1）的方向相对靠近，两者呈倒V形，第一导向面用于捕捉外部第一电网线（10），第二导向面用于捕捉外部第二电网线（20），其中，第一导向块（31）包括间隔设置的第一子导向块（311）和第二子导向块（312），第一子导向块（311）具有所述的第一导向面，第二子导向块（312）具有所述的第二导向面，第一子导向块（311）与第二子导向块（312）之间具有间隔；导向块还包括间隔设置的第二导向块（32）和第三导向块（33），第二导向块（32）设置在第一导电件（41）的远离第二导电件（42）的一侧，第三导向块（33）设置在第二导电件（42）的远离第一导电件（41）的一侧，其中，第二导向块（32）的导向面（321）和第三导向块（33）的导向面（331）两者相对向外张开。

2.如权利要求1所述的集电器，其特征在于，所述转动件（11）周向固定在所述转轴（12）上；

所述集电器还包括电机（14）；所述电机（14）通过传动机构（15）与所述转轴（12）连接，以通过所述转轴（12）带动所述转动件（11）转动。

3.如权利要求1或2所述的集电器，其特征在于，

所述升降机构包括驱动缸（13），所述驱动缸（13）与所述集电杆（300）连接，以驱动所述集电杆（300）升降。

4.如权利要求3所述的集电器，其特征在于，所述集电器还包括压力传感器；

所述压力传感器设置在所述驱动缸（13）的输出端与所述集电杆（300）之间。

5.如权利要求1、2或4所述的集电器，其特征在于，

所述集电杆（300）内部具有贯穿两端的过线孔；

所述集电器还包括与所述集电头（100）相连的电缆，其中，所述电缆经由所述过线孔与所述集电头（100）相连。

6.如权利要求5所述的集电器，其特征在于，所述集电头（100）还包括第一弹性件（8），所述第一弹性件（8）用于提供所述绝缘底座（1）回复至初始位置的力。

7.如权利要求5所述的集电器，其特征在于，所述集电头（100）还包括套筒（9）和第二弹性件；

所述连接件（2）的背离所述绝缘底座（1）的一端卡接在所述套筒（9）内、且可相对所述套筒（9）的内壁滑动；所述连接件（2）通过所述套筒（9）与集电杆（300）连接；

所述第二弹性件设置在所述套筒（9）内，用于提供所述连接件（2）回复至初始位置的力。

8.一种集电系统，其特征在于，包括第一电网线（10）、第二电网线（20）和权利要求1至7中任一项所述的集电器；

其中，所述第一电网线（10）与所述第二电网线（20）之间的距离为100mm至300mm。