CN108898744A - 移动电源的借还设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种移动电源的借还设备及其控制方法，其中移动电源的借还设备包括相互连接的支架部件和开关门部件，开关门部件包括开关门电机、设有齿轮的滚轴和设有齿条的门，滚轴设于支架部件上，开关门电机连接于滚轴并带动滚轴旋转，齿轮与齿条配合连接，支架部件包括门支架，门滑动连接于门支架，门支架设有可供移动电源进出的通孔。本发明提供的移动电源的借还设备利用齿轮和齿条的配合连接，当滚轴上的齿轮被开关门电机带动旋转时，齿条随之进行直线运动，使设有齿条的门在门支架上运动，从而实现开门或关门，这一开关门方式采用可靠性高的齿轮齿条配合连接方式，避免电磁阀故障导致的工作异常，提高用户体验度，同时降低后续维护成本。

Description

移动电源的借还设备及其控制方法

技术领域

本发明属于移动电源技术领域，更具体地说，是涉及一种移动电源的借还设备及其控制方法。

背景技术

当前，移动电源的借还设备遍布在社会上，出门在外的人们的手机没电时常常从移动电源的借还设备中借取移动电源来充电，但有时会碰到移动电源的借还设备的门无法打开的状况。这是因为当前市面上大多数移动电源的借还设备的门采用电磁阀控制。电磁阀由于接线头松动、线圈烧坏、卡住、漏气等原因，会有一定的概率使电磁阀无法工作，从而使门无法打开。

发明内容

本发明的目的在于提供一种移动电源的借还设备，以解决现有技术中移动电源的借还设备存在的可靠性不高的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种移动电源的借还设备，包括控制部件、支架部件、移动电源进出部件和开关门部件，所述移动电源进出部件和所述开关门部件均与所述控制部件信号连接，所述控制部件、所述移动电源进出部件和开关门部件均连接于所述支架部件，所述支架部件支撑移动电源，所述移动电源进出部件带动所述移动电源移动，所述开关门部件包括开关门电机、设有齿轮的滚轴和设有齿条的门，所述滚轴设于所述支架部件上，所述开关门电机连接于所述滚轴并带动所述滚轴旋转，所述齿轮与所述齿条配合连接，所述支架部件包括开设有通槽的门支架，所述齿轮和所述齿条穿过所述通槽相互配合使得所述门滑动连接于所述门支架，所述门支架设有可供所述移动电源进出的通孔。

本发明还提供了一种移动电源的借还设备的控制方法，包括通过所述控制部件接收外界发送的借取或归还所述移动电源的指令；通过所述控制部件驱动所述开关门电机正转，所述开关门电机带动所述滚轴旋转，所述滚轴的齿轮与所述门的齿条配合连接，使所述门移动，实现开门；通过所述控制部件驱动所述移动电源进出部件运转，带动所述移动电源进入或离开所述移动电源的借还设备；当所述移动电源完全进入或离开所述移动电源的借还设备后，所述控制部件向外界发送借取或归还成功的信息以及所述移动电源的ID；当所述移动电源的借取或归还成功后，经过预设时间，所述控制部件带动所述开关门电机反转，使所述门移动，实现关门。

本发明提供的移动电源的借还设备的有益效果在于：与现有技术相比，本发明提供的移动电源的借还设备利用齿轮和齿条的配合连接，当滚轴上的齿轮被开关门电机带动旋转时，齿条随之进行直线运动，使设有齿条的门在门支架上进行直线运动，从而实现开门或关门，这一开关门方式采用可靠性高的齿轮齿条配合连接方式，避免电磁阀故障导致的工作异常，提高用户体验度，同时降低后续维护成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的移动电源的借还设备的立体结构图一；

图2为本发明实施例提供的移动电源的借还设备的立体结构图二；

图3为本发明实施例提供的移动电源的借还设备的爆炸结构图一；

图4为本发明实施例提供的移动电源的借还设备的爆炸结构图二。

其中，图中各附图标记：

1-控制部件；2-支架部件；3-移动电源进出部件；4-开关门部件；5-移动电源；11-基板；12-顶针；21-第一支架；22-第二支架；23-门支架；24-滑槽；31-进出电机；32-传动胶辊；33-从动滚轴；34-移动电源到位检测开关；35-移动电源拔出检测开关；36-弹性件；37-传动滚轴；41-开关门电机；42-滚轴；43-门；44-关门到位检测开关；45-开门到位检测开关；51-凹槽；231-通槽；232-通孔；331-从动滚轮；421-齿轮；431-齿条；3311-局部凸起。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1至图4，现对本发明实施例提供的移动电源的借还设备进行说明。移动电源的借还设备，用于容置移动电源5，包括控制部件1、支架部件2、移动电源进出部件3和开关门部件4，移动电源进出部件3和开关门部件4均与控制部件1信号连接，控制部件1、移动电源进出部件3和开关门部件4均连接于支架部件2，支架部件2支撑移动电源5，移动电源进出部件3带动移动电源5移动。开关门部件4包括开关门电机41、设有齿轮421的滚轴42和设有齿条431的门43，滚轴42设于支架部件2上，滚轴42与门43平行，开关门电机41连接于滚轴42并带动滚轴42旋转，齿轮421与齿条431配合连接，支架部件2包括门支架23，门43滑动连接于门支架23，门支架23上开设有通槽231，齿条431穿过该通槽231后与齿轮421配合连接，通过齿轮421的传动带动设有齿条431的门43沿着通槽231方向运动。门支架23上设有一个比移动电源5的横截面稍大的通孔232，当门43在门支架23上滑动直至露出通孔232后，移动电源5可从通孔232取出。

优选地，齿轮421和齿条431均采用斜齿结构，使运行更为平稳；或者，由于齿轮421和齿条431相互作用力不够大，亦可采用直齿结构，以节约生产成本。

优选地，滚轴42上设有两个对称分布的齿轮421，门43上也对应设有两个齿条431，通孔232设于门支架23对应于两齿条431之间的位置上，减小单个齿轮421和单个齿条431的受力，以延长使用寿命。

本发明实施例提供的移动电源5的借还设备，与现有技术相比，利用齿轮421和齿条431的配合连接，当滚轴42上的齿轮421被开关门电机41带动旋转时，齿条431随之进行直线运动，使设有齿条431的门43在门支架23上进行直线运动，从而实现开门或关门动作，这一开关门方式采用可靠性高的齿轮齿条配合连接方式，避免电磁阀故障导致的工作异常，提高用户体验度，同时降低后续维护成本。

进一步地，开关门部件4还包括分设于门支架23的上下两侧的关门到位检测开关44和开门到位检测开关45，门43向下运动直至触及开门到位检测开关45时保持全开状态，门43向上运动直至触及关门到位检测开关44时保持全关状态。具体地，关门到位检测开关44设于门支架23的左上角，开门到位检测开关45设于门支架23的右下角，使门支架23的左右两侧配重平衡。

进一步地，支架部件2还包括相对设置的第一支架21和第二支架22，第一支架21和第二支架22均于其与移动电源5连接处设有滑槽24，移动电源5受到滑槽24的支撑作用并在滑槽24内滑动。门支架23的两侧分别连接于第一支架21和第二支架22的靠近门43的一端，优选为螺钉连接。

优选地，第一支架21与第二支架22通过螺栓和螺母配合连接，方便后续拆卸维修。

进一步地，移动电源进出部件3包括进出电机31、传动胶辊32和设有从动滚轮331的从动滚轴33，传动胶辊32的旋转轴和从动滚轴33的旋转轴在同一竖直平面上，进出电机31连接于传动胶辊32并带动传动胶辊32旋转，传动胶辊32和从动滚轮331相向挤压移动电源5，使移动电源5被传动胶辊32带出借还设备。

优选地，从动滚轮331上设有局部凸起3311，移动电源5上对应设有凹槽51。当局部凸起3311进入凹槽51内时，加大从动滚轴33与移动电源5的相互摩擦力，使移动电源5更容易被带出。

进一步地，移动电源进出部件3还包括弹性件36，弹性件36设于从动滚轴33上并对从动滚轴33施加朝向移动电源5的力，使传动胶辊32产生形变，增加移动电源5和传动胶辊32之间的摩擦力，进而使移动电源5能顺利被传动胶辊32带出。

具体地，弹性件36为压轴弹簧，压轴弹簧的一端缠绕在从动滚轴33的一端，压轴弹簧的另一端插设于第一支架21或第二支架22上，压轴弹簧处于压缩状态。

优选地，从动滚轴33的两端均设有压轴弹簧，使从动滚轴33受力均匀。

进一步地，移动电源进出部件3还包括与传动胶辊32位于同一水平面的传动滚轴37，传动滚轴37设于靠近门43的位置，传动滚轴37则设于远离门43的位置，移动电源5压设于传动滚轴37和传动胶辊32上，使移动电源5更容易进出。

进一步地，控制部件1包括基板11以及设于基板11上的微控制单元(图中未示出)、电机驱动芯片(图中未示出)、顶针12等多个电子元器件，基板11的两侧分别连接于第一支架21和第二支架22的远离门43的一端，优选为螺钉连接。微控制单元用于接收借还移动电源5信号并对电机驱动芯片发出相应指令，电机驱动芯片用于驱动开关门电机41和进出电机31，顶针12电性连接于移动电源5以进行通讯和充电，顶针12与移动电源5的触点通讯后获取移动电源5的ID。

进一步地，移动电源进出部件3还包括移动电源到位检测开关34和移动电源拔出检测开关35，移动电源到位检测开关34设于基板11上，移动电源拔出检测开关35设于第一支架21或第二支架22上，移动电源拔出检测开关35亦可同时设于第一支架21和第二支架22上，移动电源5在完全进入移动电源的借还设备时同时抵接于移动电源到位检测开关34和移动电源拔出检测开关35。当移动电源到位检测开关34被移动电源5抵接时，进出电机31停止运转；当移动电源35拔出检测开关未被移动电源5抵接时，进出电机31停止运转。

进一步地，传动胶辊32的两端和从动滚轴33的两端均分设于第一支架21和第二支架22上，进出电机31设于第一支架21或第二支架22上并连接于传动胶辊32的一端。滚轴42的两端分设于第一支架21和第二支架22上，开关门电机41设于第一支架21或第二支架22上并连接于滚轴42的一端。

优选地，开关门电机41设于第一支架21上，进出电机31设于第二支架22上；或者开关门电机41设于第二支架22上，进出电机31设于第一支架21上，如此实现第一支架21和第二支架22配重平衡。

本发明还公开了上述任一实施例中的移动电源的借还设备的控制方法，其包括如下步骤：

通过控制部件1接收外界发送的借取或归还移动电源5的指令；

通过控制部件1驱动开关门电机41正转，开关门电机41带动滚轴42旋转，滚轴42的齿轮421与门43的齿条431配合连接，使门43移动，实现开门；

通过控制部件1驱动移动电源进出部件3运转，带动移动电源5进入或离开移动电源的借还设备；

当移动电源5完全进入或离开移动电源的借还设备后，控制部件1向外界发送借取或归还成功的信息以及移动电源5的ID；

当移动电源5的借取或归还成功后，经过预设时间，控制部件1带动开关门电机41反转，使门43移动，实现关门。

优选地，预设时间为5秒。

进一步地，控制方法在通过控制部件接收外界发送的借取移动电源5的指令的步骤后，还包括：通过控制部件1获取移动电源5的状态，判断状态正常时，执行下一步骤；判断状态不正常时控制部件1向外界发送借取失败的信息；

控制方法在移动电源5完全进入移动电源的借还设备的步骤后，还包括：通过控制部件1获取移动电源5的ID，ID获取成功并验证成功时，执行下一步骤；ID获取失败或验证失败时，通过控制部件1向外界发送归还失败的信息。

其中，移动电源5的状态指移动电源5的剩余电量、最大电流等参数。

进一步地，在通过控制部件1向外界发送借取失败的信息的步骤后，还包括：经过预设时间，通过控制部件1带动开关门电机41反转，使门43移动，实现关门；

在通过控制部件1向外界发送归还失败的信息的步骤后，还包括：经过预设时间，通过控制部件1带动开关门电机41反转，使门43移动，实现关门。

优选地，预设时间为5秒。

下面介绍移动电源的借还设备的具体工作流程。

一、借移动电源5

1.微控制单元串口收到借移动电源5指令；

2.微控制单元通过顶针12判断移动电源5状态是否正常，如果不正常则通过微控制单元串口返回借移动电源5失败信息，借移动电源5工作流程结束；如果正常则继续进行下一步；

3.微控制单元发送脉冲信号给电机驱动芯片，驱动开关门电机41正转，带动设有齿轮421的滚轴42进行正转，带齿条431的门43则被滚轴42带动进行向下开门43动作；

4.当门43向下移动直至触碰到开门到位检测开关45后，开关门电机41停止运转；

5.微控制单元发送脉冲信号给电机驱动芯片，驱动进出电机31正转，带动传动胶辊32正转，将移动电源5带出；

6.用户将移动电源5拔出后，移动电源拔出检测开关35被释放，进出电机31停止运转；

7.微控制单元串口输出借出的移动电源5的ID及借出成功信息；

8.移动电源5拔出预设时间后，微控制单元发送脉冲信号给电机驱动芯片，驱动开关门电机41反转，带动滚轴42进行反转，门43则被带动进行向上关门动作；

9.当门43向上移动直至触碰到关门到位检测开关44后，开关门电机41停止运转，完成借移动电源5所有操作。

优选地，预设时间为5秒。

二、还移动电源5

1.微控制单元串口收到还移动电源5指令；

2.微控制单元发送脉冲信号给电机驱动芯片，驱动开关门电机41正转，带动滚轴42进行正转，门43则被带动进行向下开门动作；

4.当门43向下移动直至触碰到开门到位检测开关45后，开关门电机41停止运转；

5.微控制单元发送脉冲信号给电机驱动芯片，驱动进出电机31反转，带动传动胶辊32反转，将移动电源5带入借还设备内；

6.移动电源5触碰到移动电源到位检测开关34后，进出电机31停止运转；

7.顶针12与移动电源5触点通讯，获取归还移动电源5的ID,如果获取移动电源5的ID及验证均成功，通过微控制单元串口将归还移动电源5的ID及归还成功信息发出，执行第8步和第9步；如果获取归还移动电源5的ID失败，执行第10步至第14步；

8.微控制单元发送脉冲信号给电机驱动芯片，驱动开关门电机41反转，带动滚轴42进行反转，门43则被带动进行向上关门动作；

9.当门43向上移动直至触碰到关门到位检测开关44后，开关门电机41停止运转，完成还移动电源5所有操作；

10.微控制单元发送脉冲信号给电机驱动芯片，驱动进出电机31正转，带动传动胶辊32正转，将移动电源5带出；

11.用户将移动电源5拔出后，移动电源拔出检测开关35释放，进出电机31停止运转；

12.微控制单元串口输出归还失败的信息；

13.移动电源5拔出预设时间后，微控制单元发送脉冲信号给电机驱动芯片，驱动开关门电机41反转，带动滚轴42进行反转，门43则被带动进行向上关门动作；

14.当门43向上移动直至触碰到关门到位检测开关44后，开关门电机41停止运转，完成还移动电源5所有操作。

优选地，预设时间为5秒。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.移动电源的借还设备，包括控制部件、支架部件、移动电源进出部件和开关门部件，所述移动电源进出部件和所述开关门部件均与所述控制部件信号连接，所述控制部件、所述移动电源进出部件和开关门部件均连接于所述支架部件，所述支架部件支撑移动电源，所述移动电源进出部件带动所述移动电源移动，其特征在于：所述开关门部件包括开关门电机、设有齿轮的滚轴和设有齿条的门，所述滚轴设于所述支架部件上，所述开关门电机连接于所述滚轴并带动所述滚轴旋转，所述齿轮与所述齿条配合连接，所述支架部件包括开设有通槽的门支架，所述齿轮和所述齿条穿过所述通槽相互配合使得所述门滑动连接于所述门支架，所述门支架设有可供所述移动电源进出的通孔。

2.如权利要求1所述的移动电源的借还设备，其特征在于：所述开关门部件还包括分设于所述门支架的上下两侧的关门到位检测开关和开门到位检测开关，所述门向下运动直至触及所述开门到位检测开关时保持全开状态，所述门向上运动直至触及所述关门到位检测开关时保持全关状态。

3.如权利要求1所述的移动电源的借还设备，其特征在于：所述支架部件还包括相对设置的第一支架和第二支架，所述门支架的两侧分别连接于所述第一支架和所述第二支架的靠近所述门的一端。

4.如权利要求3所述的移动电源的借还设备，其特征在于：所述移动电源进出部件包括进出电机、传动胶辊和设有从动滚轮的从动滚轴，所述传动胶辊的旋转轴和所述从动滚轴的旋转轴在同一竖直平面上，所述进出电机连接于所述传动胶辊并带动所述传动胶辊旋转，所述传动胶辊和所述从动滚轮相向挤压所述移动电源。

5.如权利要求4所述的移动电源的借还设备，其特征在于：所述控制部件包括基板以及设于所述基板上的微控制单元、电机驱动芯片和顶针，所述基板的两侧分别连接于所述第一支架和所述第二支架的远离所述门的一端，所述微控制单元用于接收借还所述移动电源信号并对所述电机驱动芯片发出相应指令，所述电机驱动芯片用于驱动所述开关门电机和所述进出电机，所述顶针电性连接于所述移动电源以进行通讯和充电。

6.如权利要求5所述的移动电源的借还设备，其特征在于：所述移动电源进出部件还包括移动电源到位检测开关和移动电源拔出检测开关，所述移动电源到位检测开关设于所述基板上，所述移动电源拔出检测开关设于所述第一支架或所述第二支架上，所述移动电源在完全进入所述移动电源的借还设备时同时抵接于所述移动电源到位检测开关和所述移动电源拔出检测开关。

7.如权利要求4至6任一项所述的移动电源的借还设备，其特征在于：所述移动电源进出部件还包括弹性件，所述弹性件设于所述从动滚轴上并对所述从动滚轴施加朝向所述移动电源的力。

8.如权利要求1至7任一项所述的移动电源的借还设备的控制方法，其特征在于，包括：

通过所述控制部件接收外界发送的借取或归还所述移动电源的指令；

通过所述控制部件驱动所述开关门电机正转，所述开关门电机带动所述滚轴旋转，所述滚轴的齿轮与所述门的齿条配合连接，使所述门移动，实现开门；

通过所述控制部件驱动所述移动电源进出部件运转，带动所述移动电源进入或离开所述移动电源的借还设备；

当所述移动电源完全进入或离开所述移动电源的借还设备后，所述控制部件向外界发送借取或归还成功的信息以及所述移动电源的ID；

当所述移动电源的借取或归还成功后，经过预设时间，所述控制部件带动所述开关门电机反转，使所述门移动，实现关门。

9.如权利要求8所述的移动电源的借还设备的控制方法，其特征在于，

所述控制方法在通过所述控制部件接收外界发送的借取所述移动电源的指令的步骤后，还包括：通过所述控制部件获取所述移动电源的状态，判断所述状态正常时，执行下一步骤；判断所述状态不正常时，所述控制部件向外界发送借取失败的信息；

所述控制方法在所述移动电源完全进入所述移动电源的借还设备的步骤后，还包括：通过所述控制部件获取所述移动电源的ID，ID获取成功并验证成功时，执行下一步骤；ID获取失败或验证失败时，通过所述控制部件向外界发送归还失败的信息。

10.如权利要求9所述的移动电源的借还设备的控制方法，其特征在于，

在通过所述控制部件向外界发送借取失败的信息的步骤后，还包括：经过预设时间，通过所述控制部件带动所述开关门电机反转，使所述门移动，实现关门；

在通过所述控制部件向外界发送归还失败的信息的步骤后，还包括：经过预设时间，通过所述控制部件带动所述开关门电机反转，使所述门移动，实现关门。