CN109228896A - 一种自适应性接触件连接机构及其充电弓 - Google Patents

一种自适应性接触件连接机构及其充电弓 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自适应性接触件连接机构及其充电弓，目的在于解决采用现有的充电弓时，充电弓信号及电流传输容易受车辆的停放位置及车身的倾斜角度等外在因素影响，可能导致车辆充电出现接触不良或者充电过程间断的问题。该自适应性接触件连接机构包括用于与充电弓中升降机构固定连接的连接上固定板、用于与充电电极相配合的接触板、连接弹簧、弹簧固定件、柔性连接器组件。基于该结构，本申请能有效解决车辆充电出现接触不良或充电过程间断的问题，使车辆在不同使用环境情况下的充电效率大大提高，进而满足电动车大电流、快速充电的需求。本申请构思巧妙，设计合理，结构简单，使用方便，具有较高的应用价值和较好的应用前景。

Description

一种自适应性接触件连接机构及其充电弓
技术领域
本发明涉及新能源领域，尤其是新能源汽车充电弓传输领域，具体为一种自适应性接触件连接机构及其充电弓。
背景技术
近年来，随着经济和社会的快速发展，电动汽车等使用清洁能源(电能、氢能)的汽车也越来越普及，而对电动汽车的动力电池充电也成为人们研究的重点。为了对电动汽车进行充电，通常在电动汽车上设置受电弓，以及与配合使用的充电弓。在对电动汽车充电时，需要将电动汽车的受电弓中设置的铜排与配合使用的充电弓中设置的铜排接触后，使电动汽车的动力电池接受充电弓发出的电能，从而进行充电操作。
授权公告号为CN205468581U，授权公告日为2016.08.17的中国实用新型专利公开了一种受电弓和采用该受电弓的电动汽车，受电弓包括两个并列设置的受电弓极板（即接触式导电体），各受电弓极板均支撑在支撑体上而构成蓬式结构，各受电弓极板的下方分别连接有高度自适应装置，高度自适应装置包括用于适应受电弓极板竖直运动的弹性装置和用于受电弓极板竖直方向导向的导向装置，弹性装置和导向装置的配合可以实现受电弓极板左右高度的调整，保证受电弓极板与充电架极板的水平接触。
上述受电弓虽然实现了比较好的充电接触，但是弹性装置和导向装置的结构过于复杂。另外，充电弓信号及电流传输容易受车辆的停放位置及车身的倾斜角度等外在因素影响，可能导致车辆充电出现接触不良或者充电过程间断，不利于电动车的大电流、快速充电。
为此，迫切需要一种新的装置，以解决上述问题。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对采用现有的充电弓时，充电弓信号及电流传输容易受车辆的停放位置及车身的倾斜角度等外在因素影响，可能导致车辆充电出现接触不良或者充电过程间断的问题，提供一种自适应性接触件连接机构及其充电弓。本申请提供一种更加可靠的接触机构以提高接触的稳定性，基于该结构，有效解决车辆充电出现接触不良或充电过程间断的问题，使车辆在不同使用环境情况下的充电效率大大提高，进而满足电动车大电流、快速充电的需求。本申请构思巧妙，设计合理，结构简单，使用方便，具有较高的应用价值和较好的应用前景。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种自适应性接触件连接机构，包括用于与充电弓中升降机构固定连接的连接上固定板、用于与充电电极相配合的接触板、连接弹簧、弹簧固定件、柔性连接器组件，所述连接弹簧、柔性连接器组件分别为至少一个，所述连接弹簧的两端分别通过弹簧固定件与固定板、接触板相连，所述柔性连接器组件设置在连接上固定板与接触板之间；
所述柔性连接器组件包括插孔体、与插孔体相配合的插针、接触簧且所述接触簧在插孔体与插针的相互作用下能发生形变且具有自适应性并能实现电流的传输，所述接触簧的节面倾斜角为锐角。
所述插针相对于插孔体中心轴的旋转角度为360°，所述插针相对于插孔体中心轴的倾斜角为0~20°。
所述连接弹簧为2N个且N≥1，所述连接弹簧对称设置在柔性连接器组件两侧；
或所述连接弹簧为N个且N≥1，至少一个连接弹簧设置在柔性连接器组件上。
所述接触簧在插孔体与插针的相互作用下能发生形变并使得插针相对于插孔体具有多自由度运动。
所述接触簧的节面呈三角形或D型。
所述弹簧固定件为压圈。
所述柔性连接器组件为至少一个。
一种充电弓，包括前述自适应性接触件连接机构、升降机构，所述升降机构与自适应性接触件连接机构中的固定板相连且升降机构能带动自适应性接触件连接机构中的固定板移动。
还包括信号传输组件，所述信号传输组件包括用于与充电弓固定连接的连接上固定板、用于与充电电极相配合的接触板、连接弹簧、与连接弹簧相配合的弹簧固定件，所述升降机构与信号传输组件中的固定板相连且升降机构能带动信号传输组件中的固定板移动，所述固定板与接触板之间通过连接弹簧相连且能通过连接弹簧实现信号的传输。
针对前述问题，本申请提供一种自适应性接触件连接机构及其充电弓。本申请的发明目的之一在于提供一种自适应性接触件连接机构，其包括用于与充电弓固定连接的连接上固定板、用于与充电电极相配合的接触板、连接弹簧、弹簧固定件、柔性连接器组件。其中，柔性连接器组件包括插孔体、与插孔体相配合的插针、接触簧且所述接触簧在插孔体与插针的相互作用下能发生形变且具有自适应性并能实现电流的传输，所述接触簧的节面倾斜角为锐角。该结构中，通过柔性连接器组件的全新设计，在车身发生倾斜的前提下，接触板能够相对于车身进行自适应连接，保证连接的稳定性和可靠性；同时，本申请的柔性连接器组件自身具有良好的适应性，其在车身倾斜的前提下，能够保证电流的稳定、可靠传输，避免了刚性连接适应性差的问题；另外，基于结构的改进，使得柔性连接器组件的自适应范围更大，有效提升其对车身倾斜的适应性，具有较高的应用价值。
本申请的发明目的之二在于提供基于前述自适应性接触件连接机构的充电弓；基于连接机构的改进，使得本申请的充电弓也具有更好地自适应性，尤其能够解决充电弓与电动能源汽车之间接触不良的问题。
采用本申请，能有效降低工件的制造难度，降低产品的生产成本，缩短生产周期，提升部件的适应性，提升部件的稳定性和可靠性。本申请构思巧妙，设计合理，具有较高的应用价值和较好的应用前景；尤其在当前电动能源汽车快速发展的前提下，其对于降低部件的成本，促进新能源电动汽车的发展和市场化推广，具有重要的意义。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1为实施例1中自适应性接触件连接机构的结构示意图。
图2为实施例1中信号传输组件的结构示意图。
图3为图2中连接弹簧与压圈的连接示意图。
图4为实施例1中连接弹簧与柔性连接器组件的一种位置示意图。
图5为实施例1中柔性连接器组件的结构示意图。
图6为图5中连接器用接触簧的立体状态示意图。
图7为实施例1中连接上固定板、接触板、柔性连接器组件的连接状态示意图。
图8为图7中插孔体相对于插针的运动状态示意图。
图9为图7中柔性连接器组件的A-A向剖视图。
图中标记：21、插孔体，24、插针，25、接触簧，31、连接上固定板，32、接触板，33、连接弹簧，34、压圈，35、柔性连接器组件。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
实施例1
本实施例的自适应性接触件连接机构，包括用于与充电弓中升降机构固定连接的连接上固定板、用于与充电电极相配合的接触板、连接弹簧、弹簧固定件、柔性连接器组件，连接弹簧的两端分别通过压圈与固定板、接触板相连，柔性连接器组件设置在连接上固定板与接触板之间。本实施例中，柔性连接器组件为一个，连接弹簧为两个且连接弹簧对称设置在柔性连接器组件的两侧。作为一种替代方案，如图4所示，本实施例中，一个连接弹簧可以设置在柔性连接器组件外部，其他连接弹簧设置在固定板、接触板之间。
本实施例中，弹簧固定件可以为压圈，或连接弹簧的两端也可焊接在连接上固定板与接触板上，即焊接端构成本申请中的弹簧固定件；同时，本领域技术人员也可进行相应的变化，其均应在本申请的保护范围之内。另外，本实施例中，接触簧在插孔体与插针的相互作用下能发生形变且具有自适应性并能实现电流的传输，接触簧的节面倾斜角为锐角。基于该结构，柔性连接器组件中的插针与插孔体能实现相对的倾斜转动，并保持良好的电流连接，使得本申请的接触件连接机构具有良好的自适应性，从而有效解决充电弓信号及电流传输容易受车辆的停放位置及车身的倾斜角度等外在因素影响，可能导致车辆充电出现接触不良或者充电过程间断的问题。
进一步，在一个具体的实例中，柔性连接器组件包括插孔体、与插孔体相配合的插针、接触簧，插孔体的前端开设有第一连接槽，接触簧设置插孔体的第一连接槽上。接触簧为封闭环形弹簧，其节面呈三角形，接触簧的节面倾斜角为锐角。
该结构中，三角形节面包括第一连接边、第二连接边、第三连接边，第一连接边、第二连接边、第三连接边依次相连且相邻两边的连接处形成弧形角，第一连接边呈直线型，第一连接边与第一连接槽的槽壁相连，第二连接边与第三连接边相连构成V形，第二连接边与第三连接边相连形成用于与插针相连的配合边。作为优选，第二连接边与第三连接边分别为直线型且等长，三角形节面呈等腰三角形。
采用前述结构，当插针穿过装有接触簧的插孔体后，接触簧受到插针向外的压力和插孔体向内的反作用力而产生弹性变形，并且由于截面为等腰三角形的接触簧变形量大，从而保证兼容不同尺寸大小的插针与插孔组件接触的可靠性，保证电流与信号的传输。进一步，本实施例中，接触簧的使用数量由使用的电流决定，电流增大，则应增大接触簧的使用数量即可。
作为一种替换，本实施例中，接触簧的节面呈正D型。该结构中，D型节面包括第四直边、第五连接边、第六连接边、第七连接边，第四直边、第五连接边、第六连接边、第七连接边依次相连且相邻两边的连接处形成弧形角，第四直边呈直线型，第五连接边、第六连接边、第七连接边分别为圆弧形且圆弧的开口朝向第四直边。采用该结构，第四直边与第一连接槽的槽壁相连。其他与前述结构相同。
作为前述D型结构的变形，其还可以采用如下技术方案：1）第四直边呈直线型，第六连接边呈圆弧形且第六连接边的开口朝向第四直边，第五连接边、第七连接边分别呈直线型；2）第六连接边呈圆弧形且第六连接边的开口朝向第四直边，第五连接边呈直线型，第七连接边呈圆弧型且第七连接边的开口朝向第四直边；3）第六连接边呈直线型，第五连接边、第七连接边分别呈直线型；4）第六连接边呈直线型，第五连接边、第七连接边分别呈圆弧型且圆弧的开口朝向第四直边；5）第六连接边呈直线型，第五连接边呈直线型，第七连接边呈圆弧型且第七连接边的开口朝向第四直边。
本实施例中，连接弹簧的两端分别与固定板、接触板相连且连接弹簧能起到对固定板与接触板的缓冲。柔性连接器组件的两端分别与固定板、接触板相连且柔性连接器组件能起到电流传输及对固定板与接触板的缓冲。尤其关键的是，本申请中的柔性连接器组件其本质上是电连接件，能够用于电流的传输；而基于结构的改进，使得本申请的工件加工难度、制造成本大幅降低，自适应性显著增强。
同时，本实施例请求保护采用前述自适应性接触件连接机构的充电弓，其包括前述自适应性接触件连接机构、升降机构、信号传输组件。本实施例中，信号传输组件包括用于与充电弓固定连接的连接上固定板、用于与充电电极相配合的接触板、用于传递信号的连接弹簧、弹簧固定件，升降机构与信号传输组件中的固定板相连且升降机构能带动信号传输组件中的固定板移动，信号传输组件中的连接弹簧则能进行信号传递。同时，升降机构与自适应性接触件连接机构中的固定板相连且升降机构能带动自适应性接触件连接机构中的固定板移动。
该充电弓的工作原理如下：车辆驶入到指定区域内，升降机构开始工作下降，使连接在升降机构上面的自适应性接触件连接机构、信号传输组件分别与车辆端的接触板贴合，通过信号传输组件打开电流传输开关，进行充电供电。由于车辆上下乘客会导致车身有不同程度的倾斜变化，设计的充电弓可以为四个个独立的柔性连接机构，每个接触机构都能够根据车辆的实际倾斜角度位置进空间位置行单独的位置补偿，保证稳定的电流传输。
如图7所示，其给出了连接上固定板、接触板、柔性连接器组件的连接状态示意图；图8给出了插孔体相对于插针的运动示意图；图9给出了图7中柔性连接器组件的A-A向剖视图。
图8中，插孔体能相对于插针转动，其包含了水平方向的转动，及竖直方向的倾斜转动；如图8所示，插针的中心线与插孔体的中心线的倾斜角为α，倾斜角最大可达20°。基于上述改进，使得本申请的充电弓具有良好的自适应性，即使在车身发生倾斜的前提下，依然能够保证充电弓与汽车之间的良好接触，使得充电效率得到极大提高。
升降机构上端固定在充电桩连接处；充电时，升降机构向下移动，自适应性接触件连接机构（即电流传输模组）与信号传输组件跟车载端接触板接触上时，控制单元控制送电进行充电；到达设定的充电时间后，升降机构上升并收缩到设备初始位置，准备进行下一次充电。
实施例2
本实施例的自适应性接触件连接机构，包括用于与充电弓中升降机构固定连接的连接上固定板、用于与充电电极相配合的接触板、连接弹簧、压圈、柔性连接器组件，连接弹簧的两端分别通过压圈与固定板、接触板相连，柔性连接器组件设置在连接上固定板与接触板之间。本实施例中，柔性连接器组件为一个，连接弹簧为两个且连接弹簧对称设置在柔性连接器组件的两侧。
本实施例的柔性连接器组件包括插孔体、与插孔体相配合的插针、接触簧，插针的前端设置有第二连接槽，接触簧设置插针的第二连接槽上。本实例中，接触簧为封闭环形弹簧，其节面呈反D型，接触簧的节面倾斜角为锐角。
当插孔体穿过装有接触簧的插针后，接触簧受到插孔体向外的压力和插针向内的反作用力而产生弹性变形，并且由于截面为反“D”字型的接触簧变形量大，从而保证兼容不同尺寸大小的插孔体与插针组件接触的可靠性，保证电流与信号的传输。
本实施例的充电弓与实施例1的相同。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (8)

1.一种自适应性接触件连接机构，其特征在于，包括用于与充电弓中升降机构固定连接的连接上固定板、用于与充电电极相配合的接触板、连接弹簧、弹簧固定件、柔性连接器组件，所述连接弹簧、柔性连接器组件分别为至少一个，所述连接弹簧的两端分别通过弹簧固定件与固定板、接触板相连，所述柔性连接器组件设置在连接上固定板与接触板之间；
所述柔性连接器组件包括插孔体、与插孔体相配合的插针、接触簧且所述接触簧在插孔体与插针的相互作用下能发生形变且具有自适应性并能实现电流的传输，所述接触簧的节面倾斜角为锐角；
所述插针相对于插孔体中心轴的旋转角度为360°，所述插针相对于插孔体中心轴的倾斜角为0~20°。
2.根据权利要求1所述自适应性接触件连接机构，其特征在于，所述连接弹簧为2N个且N≥1，所述连接弹簧对称设置在柔性连接器组件两侧；
或所述连接弹簧为N个且N≥1，至少一个连接弹簧设置在柔性连接器组件上。
3.根据权利要求1或2所述自适应性接触件连接机构，其特征在于，所述接触簧在插孔体与插针的相互作用下能发生形变并使得插针相对于插孔体具有多自由度运动。
4.根据权利要求1或2或3所述自适应性接触件连接机构，其特征在于，所述接触簧的节面呈三角形或D型。
5.根据权利要求1所述自适应性接触件连接机构，其特征在于，所述弹簧固定件为压圈。
6.根据权利要求1所述自适应性接触件连接机构，其特征在于，所述柔性连接器组件为至少一个。
7.一种充电弓，包括前述权利要求1~6任一项所述自适应性接触件连接机构、升降机构，所述升降机构与自适应性接触件连接机构中的固定板相连且升降机构能带动自适应性接触件连接机构中的固定板移动。
8.根据权利要求7所述充电弓，其特征在于，还包括信号传输组件，所述信号传输组件包括用于与充电弓固定连接的连接上固定板、用于与充电电极相配合的接触板、连接弹簧、与连接弹簧相配合的弹簧固定件，所述升降机构与信号传输组件中的固定板相连且升降机构能带动信号传输组件中的固定板移动，所述固定板与接触板之间通过连接弹簧相连且能通过连接弹簧实现信号的传输。
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