CN108808325A - 电机锁止装置及电动汽车直流充电连接器 - Google Patents

电机锁止装置及电动汽车直流充电连接器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电机锁止装置，包括壳体、设置于所述壳体内的齿条、齿轮、顶杆和驱动机构，所述齿条与所述齿轮相互啮合，且所述齿条固设于所述顶杆上，所述驱动机构与所述齿轮连接，用于驱动所述齿轮转动，所述壳体上设置有用于允许所述顶杆的两端自由伸进和伸出的开口。本发明还公开了一种电动汽车直流充电连接器，包括连接器壳体、设置于所述连接器壳体内的锁杆、微动开关以及电机锁止装置，所述锁杆与所述连接器壳体的内壁活动连接，并能够相对于所述活动连接处转动。本发明避免了电磁铁在振动状态下的吸合力不够,导致意外松脱而造成的人身伤害；本发明中的步进电机功率低(1‑2W)，只有电磁铁功率的10％左右，从而较大降低了充电桩的能耗。

Description

电机锁止装置及电动汽车直流充电连接器
技术领域
本发明涉及电动汽车直流充电连接器，特别涉及一种电机锁止装置及具有该电机锁止装置的电动汽车直流充电连接器。
背景技术
在电动汽车充电方式的2015国家标准中，针对直流充电接口，标准明确规定“应在车辆插头上安装电子锁止装置，防止车辆接口带载分断”。但目前市面上的电子锁止装置，大部分采用电磁铁吸合方式：即电磁铁推动顶杆，顶杆顶住按钮卡扣，从而实现锁止功能。通常为了快速响应及获得较大的锁止力，一般电磁铁的功率都较大，大约为23-24W。在实际使用过程中，所述的大功率电磁铁需要持续通电，存在电能消耗过多的现象，增加了充电桩的负载，且电磁铁表面温度过高，影响使用寿命。
此外，目前市面还存在其他驱动方式的锁止装置，该锁止装置包括电机、齿轮组件、凸轮和传感器等，电机带动齿轮组件转动，从而带动凸轮顶住按钮卡扣，从而实现锁止功能。此种电机驱动方式，虽然功耗较低，但齿轮组件、传感器等成本较高，且齿轮组件加工和生产较复杂。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电机锁止装置及具有该电机锁止装置的电动汽车直流充电连接器，以克服现有技术的不足。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
本发明实施例公开了一种电机锁止装置，包括壳体、设置于所述壳体内的齿条、齿轮、顶杆和驱动机构，所述齿条与所述齿轮相互啮合，且所述齿条固设于所述顶杆上，所述驱动机构与所述齿轮连接，用于驱动所述齿轮转动，所述壳体上设置有用于允许所述顶杆的两端自由伸进和伸出的开口。
优选的，所述驱动机构采用步进电机，所述步进电机设于所述顶杆的下方，所述步进电机的旋转轴穿过所述顶杆上的长孔，并与所述齿轮固定连接。
优选的，所述壳体内设置有顶杆导向块和齿条导向块，所述顶杆的侧面紧贴于所述顶杆导向块，所述齿条的侧面紧贴于所述齿条导向块。
优选的，所述壳体包括固定连接的上壳体和下壳体，所述下壳体上开设有贯穿所述下壳体的下开口，所述上壳体上开设有贯穿所述上壳体的上开口，所述上开口和下开口拼接形成所述开口。
本发明实施例还公开了一种电动汽车直流充电连接器，包括连接器壳体、设置于所述连接器壳体内的锁杆、微动开关以及电机锁止装置，所述锁杆与所述连接器壳体的内壁活动连接，并能够绕所述活动连接点转动；
所述电机锁止装置包括壳体、设置于所述壳体内的齿条、齿轮、顶杆和驱动机构，所述齿条与所述齿轮相互啮合，且所述齿条固设于所述顶杆上，所述驱动机构与所述齿轮连接，用于驱动所述齿轮转动，所述壳体上设置有用于允许所述顶杆的两端自由伸进和伸出的开口，所述微动开关位于所述锁杆的一侧，当所述顶杆向远离所述微动开关一侧移动并脱离所述微动开关时，在此同时，所述顶杆移至所述锁杆的正下方从而使得所述锁杆无法下移进而实现锁杆的锁止，当所述顶杆向靠近所述微动开关的一侧移动并压合所述微动开关时，在此同时，所述顶杆从所述锁杆的下方撤离，从而使得所述锁杆能够下移进而实现锁杆的解锁。
优选的，所述连接器壳体上设置有开锁孔，开锁工具插入所述开锁孔后推动顶杆移动并从所述锁杆的下方撤离，从而实现锁杆的强制解锁。
优选的，所述锁杆的一侧的下方设置有凸块，当所述顶杆移动至所述锁杆的正下方时，所述顶杆的上端面承接所述凸块从而使得所述锁杆无法下行。
优选的，所述驱动机构采用步进电机，所述步进电机设于所述顶杆的下方，所述步进电机的旋转轴穿过所述顶杆上的长孔，并与所述齿轮固定连接。
优选的，所述壳体内设置有顶杆导向块和齿条导向块，所述顶杆的侧面紧贴于所述顶杆导向块，所述齿条的侧面紧贴于所述齿条导向块。
优选的，所述壳体包括固定连接的上壳体和下壳体，所述下壳体上开设有贯穿所述下壳体的下开口，所述上壳体上开设有贯穿所述上壳体的上开口，所述上开口和下开口拼接形成所述开口。
与现有技术相比，本发明的优点至少在于：
1)本发明提供的电机锁止装置，结构巧妙、新颖，制造和加工容易，且成本低廉；
2)本发明避免了电磁铁在振动状态下的吸合力不够,导致意外松脱而造成的人身伤害；
3)本发明中的驱动机构：步进电机功率低(1-2W)，只有电磁铁功率的10％左右，从而较大程度地降低了充电桩的能耗；
4)本发明中的驱动机构：步进电机功耗低，发热少，延长充电枪的使用寿命；
5)齿轮、齿条的结构确保顶杆控制的精确性、稳定性，且动作平滑，无冲击，相比较电磁铁而言，步进电机止锁动作是一个平缓的动作，避免因冲击力过大而造成的机械卡死现象；
6)步进电机以及齿轮、齿条的驱动方式，较大提高了产品的安全性和可靠性，杜绝了用户的带电插拔。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中或现有技术中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明一较佳实施例所公开的电机锁止装置的结构示意图；
图2为本发明一较佳实施例所公开的电机锁止装置的主视图；
图3为本发明一较佳实施例所公开的一种电动汽车直流充电连接器的锁止状态示意图；
图4为本发明一较佳实施例所公开的一种电动汽车直流充电连接器的解锁状态示意图。
附图标记说明：步进电机1、齿轮2、齿条3、顶杆4、长孔4.1、壳体5、下壳体5.1、上壳体5.2、下开口5.3、下开口5.4、顶杆导向块5.5、齿条导向块5.6、锁杆7、凸块71、微动开关手柄8、微动开关9。
具体实施方式
鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
本发明实施例公开了一种电机锁止装置，包括壳体、设置于所述壳体内的齿条、齿轮、顶杆和驱动机构，所述齿条与所述齿轮相互啮合，且所述齿条固设于所述顶杆上，所述驱动机构与所述齿轮连接，用于驱动所述齿轮转动，所述壳体上设置有用于允许所述顶杆的两端自由伸进和伸出的开口。
优选的，所述驱动机构采用步进电机，所述步进电机设于所述顶杆的下方，所述步进电机的旋转轴穿过所述顶杆上的长孔，并与所述齿轮固定连接。
优选的，所述壳体内设置有顶杆导向块和齿条导向块，所述顶杆的侧面紧贴于所述顶杆导向块，所述齿条的侧面紧贴于所述齿条导向块。
优选的，所述壳体包括固定连接的上壳体和下壳体，所述下壳体上开设有贯穿所述下壳体的下开口，所述上壳体上开设有贯穿所述上壳体的上开口，所述上开口和下开口拼接形成所述开口。
本发明实施例还公开了一种电动汽车直流充电连接器，包括连接器壳体、设置于所述连接器壳体内的锁杆、微动开关以及电机锁止装置，所述锁杆与所述连接器壳体的内壁活动连接，并能够绕所述活动连接点转动；
所述电机锁止装置包括壳体、设置于所述壳体内的齿条、齿轮、顶杆和驱动机构，所述齿条与所述齿轮相互啮合，且所述齿条固设于所述顶杆上，所述驱动机构与所述齿轮连接，用于驱动所述齿轮转动，所述壳体上设置有用于允许所述顶杆的两端自由伸进和伸出的开口，所述微动开关位于所述锁杆的一侧，当所述顶杆向远离所述微动开关一侧移动并脱离所述微动开关时，在此同时，所述顶杆移至所述锁杆的正下方从而使得所述锁杆无法下移进而实现锁杆的锁止，当所述顶杆向靠近所述微动开关的一侧移动并压合所述微动开关时，在此同时，所述顶杆从所述锁杆的下方撤离，从而使得所述锁杆能够下移进而实现锁杆的解锁。
优选的，所述连接器壳体上设置有开锁孔，开锁工具插入所述开锁孔后推动顶杆移动并从所述锁杆的下方撤离，从而实现锁杆的强制解锁。
优选的，所述锁杆的一侧的下方设置有凸块，当所述顶杆移动至所述锁杆的正下方时，所述顶杆的上端面承接所述凸块从而使得所述锁杆无法下行。
优选的，所述驱动机构采用步进电机，所述步进电机设于所述顶杆的下方，所述步进电机的旋转轴穿过所述顶杆上的长孔，并与所述齿轮固定连接。
优选的，所述壳体内设置有顶杆导向块和齿条导向块，所述顶杆的侧面紧贴于所述顶杆导向块，所述齿条的侧面紧贴于所述齿条导向块。
优选的，所述壳体包括固定连接的上壳体和下壳体，所述下壳体上开设有贯穿所述下壳体的下开口，所述上壳体上开设有贯穿所述上壳体的上开口，所述上开口和下开口拼接形成所述开口。
通过以上技术方案，本发明提供的电机锁止装置，结构巧妙、新颖，制造和加工容易，且成本低廉；本发明避免了电磁铁在振动状态下的吸合力不够,导致意外松脱而造成的人身伤害；本发明中的驱动机构：步进电机功率低(1-2W)，只有电磁铁功率的10％左右，从而较大程度地降低了充电桩的能耗；本发明中的驱动机构：步进电机功耗低，发热少，延长充电枪的使用寿命；齿轮、齿条的结构确保顶杆控制的精确性、稳定性，且动作平滑，无冲击，相比较电磁铁而言，步进电机止锁动作是一个平缓的动作，避免因冲击力过大而造成的机械卡死现象；步进电机以及齿轮、齿条的驱动方式，较大提高了产品的安全性和可靠性，杜绝了用户的带电插拔。
以下结合具体实施例和附图1-4对本发明的技术方案作进一步的说明。
参见图1-4所示，该电机锁止装置设置于电动汽车直流充电连接器内部，靠近锁杆7，该锁杆7能够在连接器壳体内转动，用于将该充电连接器与电动汽车充电接口卡合。
该电机锁止装置主要包括：步进电机1、齿轮2、齿条3、顶杆4、壳体5。壳体5包括固定连接的下壳体5.1与上壳体5.2，其中，下壳体5.1上开设有贯穿其身的下开口5.3，且下壳体5.1内设置有顶杆导向块5.5和齿条导向块5.6，上壳体5.2上开设有贯穿其身的下开口5.4，下开口5.4与上开口5.3分别相对布置，并拼接形成开口。顶杆4的两端能自由地从开口中伸出,顶杆4的侧面紧贴着顶杆导向块5.5，齿条3固定在顶杆4的上方，齿条3的侧面紧贴着齿条导向块5.6，顶杆4中开设有长孔4.1，步进电机1设于顶杆4的下方，步进电机1的旋转轴1.1穿过长孔4.1，齿轮2固定在旋转轴1.1的末端；当步进电机1工作时，通过旋转轴1.1带动齿轮2转动、齿条3移动，齿条3带动顶杆4前后移动。该前后方向平行于充电连接器与电动汽车充电接口的接插方向，插入方向为前，拔出方向为后。
该充电连接器还包括：设置在顶杆4前方的微动开关9，微动开关9具有微动开关手柄8，且锁杆7在靠近顶杆4的后端位置处设置有凸块71，当顶杆4移动至锁杆7的正下方时，顶杆4的上端面承接凸块71从而使得锁杆7无法下行。
本发明提供的电机锁止装置工作原理如下：
步进电机1接受到信号，驱动旋转轴1.1转动；旋转轴1.1带动齿轮2同步转动，同时，齿轮2带动齿条3在齿条导向块5.6的限位下同步移动，从而齿条3同时也带动顶杆4在顶杆导向块5.5的限位下前后滑动，进而实现对锁杆7的锁止及释放功能。
当顶杆4向后移动到锁杆7的正下方时，锁杆7由于无法向下移动，所以充电连接器也就锁止，同时顶杆4前端与微动开关手柄8分离，微动开关9释放锁止信号给客户。该状态主要适用于充电连接器与电动汽车充电接口完成接插，准备开始充电的状态，锁杆得以锁止，防止充电过程中，由于人为和/或意外，充电连接器与电动汽车充电接口脱离，满足国标要求的“应在车辆插头上安装电子锁止装置，防止车辆接口带载分断”。
当顶杆4向前移动时，顶杆4后端偏离锁杆7时，锁杆7可以向下移动，此时充电连接器解锁，同时顶杆4前端推动微动开关手柄8压合，微动开关9释放解锁信号给客户，该状态主要适用于充电完成之后，锁杆7得以解锁，用户按压锁杆7即能完成充电连接器与电动汽车充电接口脱离。
当充电连接器在充电过程中，遇到断电等突发情况，则需要强制分离充电枪与车辆的连接。本发明在枪壳上预留了一个开锁孔，可以借用一个简单的解锁工具如螺丝刀等，通过插入开锁孔并推动顶杆4的端面前移，从而释放锁杆7，实现解锁。
应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电机锁止装置，其特征在于：包括壳体、设置于所述壳体内的齿条、齿轮、顶杆和驱动机构，所述齿条与所述齿轮相互啮合，且所述齿条固设于所述顶杆上，所述驱动机构与所述齿轮连接，用于驱动所述齿轮转动，所述壳体上设置有用于允许所述顶杆的两端自由伸进和伸出的开口。
2.根据权利要求1所述的电机锁止装置，其特征在于：所述驱动机构采用步进电机，所述步进电机设于所述顶杆的下方，所述步进电机的旋转轴穿过所述顶杆上的长孔，并与所述齿轮固定连接。
3.根据权利要求1所述的电机锁止装置，其特征在于：所述壳体内设置有顶杆导向块和齿条导向块，所述顶杆的侧面紧贴于所述顶杆导向块，所述齿条的侧面紧贴于所述齿条导向块。
4.根据权利要求1所述的电机锁止装置，其特征在于：所述壳体包括固定连接的上壳体和下壳体，所述下壳体上开设有贯穿所述下壳体的下开口，所述上壳体上开设有贯穿所述上壳体的上开口，所述上开口和下开口拼接形成所述开口。
5.一种电动汽车直流充电连接器，其特征在于：包括连接器壳体、设置于所述连接器壳体内的锁杆、微动开关以及电机锁止装置，所述锁杆与所述连接器壳体的内壁活动连接，并能够绕所述活动连接点转动；
所述电机锁止装置包括壳体、设置于所述壳体内的齿条、齿轮、顶杆和驱动机构，所述齿条与所述齿轮相互啮合，且所述齿条固设于所述顶杆上，所述驱动机构与所述齿轮连接，用于驱动所述齿轮转动，所述壳体上设置有用于允许所述顶杆的两端自由伸进和伸出的开口，所述微动开关位于所述锁杆的一侧，当所述顶杆向远离所述微动开关一侧移动并脱离所述微动开关时，在此同时，所述顶杆移至所述锁杆的正下方从而使得所述锁杆无法下移进而实现锁杆的锁止，当所述顶杆向靠近所述微动开关的一侧移动并压合所述微动开关时，在此同时，所述顶杆从所述锁杆的下方撤离，从而使得所述锁杆能够下移进而实现锁杆的解锁。
6.根据权利要求5所述的电动汽车直流充电连接器，其特征在于：所述锁杆的一侧的下方设置有凸块，当所述顶杆移动至所述锁杆的正下方时，所述顶杆的上端面承接所述凸块从而使得所述锁杆无法下行。
7.根据权利要求5所述的电动汽车直流充电连接器，其特征在于：所述连接器壳体上设置有开锁孔，开锁工具插入所述开锁孔后推动顶杆移动并从所述锁杆的下方撤离，从而实现锁杆的强制解锁。
8.根据权利要求5所述的电动汽车直流充电连接器，其特征在于：所述驱动机构采用步进电机，所述步进电机设于所述顶杆的下方，所述步进电机的旋转轴穿过所述顶杆上的长孔，并与所述齿轮固定连接。
9.根据权利要求5所述的电动汽车直流充电连接器，其特征在于：所述壳体内设置有顶杆导向块和齿条导向块，所述顶杆的侧面紧贴于所述顶杆导向块，所述齿条的侧面紧贴于所述齿条导向块。
10.根据权利要求5所述的电动汽车直流充电连接器，其特征在于：所述壳体包括固定连接的上壳体和下壳体，所述下壳体上开设有贯穿所述下壳体的下开口，所述上壳体上开设有贯穿所述上壳体的上开口，所述上开口和下开口拼接形成所述开口。
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