CN110001441A - 一种嵌入式充电桩及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种嵌入式充电桩，包括内桩体，所述内桩体具有容置腔；外桩体；充电头，可拆卸的固定在外桩体上；交直流转换单元，设置于所述内桩体的所述容置腔内；绕线机构，设置于所述内桩体的所述容置腔内；驱动辊，设置于所述内桩体的所述容置腔内，并位于所述绕线机构的末端；电缆线，所述电缆线的一端连接所述交直流转换单元，另一端穿过所述绕线机构和所述驱动辊后连接至所述充电头。本发明中，通过内桩体、绕线机构及驱动辊的设计，能够对所述电缆线位于所述容置腔外的长度进行控制，避免电缆线被碾压，操作简单便捷，具有很好的实用性。

Description

一种嵌入式充电桩及其使用方法
技术领域
本发明涉及充电桩设备技术领域，具体的说是一种嵌入式充电桩及其使用方法。
背景技术
充电桩是新能源汽车(电动车)的必备的基础设施，随着环境污染问题的日益严重，各国目前在大力发展绿色能源的利用，新能源汽车的需求日益扩大，随着新能源汽车需求量的快速增加，充电桩的需求也随之水涨船高。
现有技术中，充电桩多成长方体状，树立于停车位的尾部，当电动车需要充电时，将电动车驶入该停车位内，然后将充电桩中的充电接头连接至电动车上的充电口，进而使充电桩对电动车执行充电操作。
发明人发现，现有技术中的充电桩至少具有如下技术问题：
由于充电桩设置于停车位的尾部，如果电动车的驾驶人员出现误操作时，容易使电动车撞上该充电桩，进而使充电桩损坏，使充电桩无法对电动车进行充电，同时还存在一定的危险性(因为充电桩的输出电流高达几十或者几百安培)。
另外，充电桩本体与充电头之间附带的长长的电缆线杂乱的放置在地面上，容易被汽车碾压，虽然现在的电缆线能够抵抗一定程度的碾压，但是长期、反复的碾压仍然会对电缆线造成不可逆的损伤。
发明内容
根据以上现有技术的不足，本发明提出了一种嵌入式充电桩及其使用方法，致力于解决前述背景技术中的技术问题或者之一。
本发明解决其技术问题采用以下技术方案来实现：
作为本发明的第一个方面，一种嵌入式充电桩，包括
内桩体，所述内桩体嵌入式的安装在地面内，所述内桩体具有容置腔；
外桩体，设置于所述内桩体的上方；
充电头，可拆卸的固定在外桩体上；
交直流转换单元，设置于所述内桩体的所述容置腔内；
绕线机构，设置于所述内桩体的所述容置腔内；
驱动辊，设置于所述内桩体的所述容置腔内，并位于所述绕线机构的末端；
电缆线，所述电缆线的一端连接所述交直流转换单元，另一端穿过所述绕线机构和所述驱动辊后连接至所述充电头；
其中，所述绕线机构与所述驱动辊保持同步正向或者反向运动，进而对所述电缆线位于所述容置腔外的长度进行控制。
作为本发明的进一步的改进，所述绕线机构包括
上支架；
至少一个上转动辊，至少一个所述上转动辊与所述上支架转动连接；
下支架，设置于所述上支架的下方；
至少一个下转动辊，至少一个下转动辊与所述下支架转动连接，且与所述下转动辊的位置相对应；
驱动气缸，设置于所述上支架与所述内桩体之间和/或所述下支架与所述内桩体之间。
作为本发明的进一步的改进，还包括控制器，所述控制器设置于所述内桩体的所述容置腔内，所述交直流转换单元、所述绕线机构及所述驱动辊分别与所述控制器电性连接。
作为本发明的进一步的改进，还包括卡紧爪，所述卡紧爪设置于所述外桩体上，所述卡紧爪与所述控制器电性连接，
其中，所述控制器控制所述卡紧爪的卡紧与松开，以实现对充电头的可拆卸的固定。
作为本发明的进一步的改进，还包括人机交互单元和刷卡单元，所述人机交互单元及刷卡单元均设置于所述外桩体上，且所述人机交互单元和刷卡单元分别与所述控制器电性连接。
作为本发明的进一步的改进，还包括固定端子，所述固定端子设置于所述交直流转换单元与所述电缆线的连接处，所述固定端子抓紧电缆线的端部。
作为本发明的第二个方面，提供了一种嵌入式充电桩的使用方法，包括如下步骤
刷卡单元获取用户信息并传递至控制器；
通过人机交互单元进行充电时间或者充电量设置；
控制器控制卡紧爪松开，使用户能够将充电头取下，同时绕线机构与驱动辊同步运动，将位于内桩体的容置腔内的电缆线部分送出；
充电完毕后，将充电头放回卡紧爪处，控制器控制卡紧爪再次卡紧，绕线机构与驱动辊同步反向运动，将从内桩体的容置腔内送出的电缆线部分收回容置腔内。
本发明的有益效果是：
本发明中，通过内桩体、绕线机构及驱动辊的设计，能够将电缆线的主体部分容置于内桩体的容置腔中，需要进行充电操作的时候，绕线机构及驱动辊将部分位于容置腔内的电缆线放出容置腔外，使充电头的活动范围增大，不影响用户的充电操作，充电完成后，再收回该部分电缆线，避免电缆线被碾压，操作简单便捷，具有很好的实用性。另外，内桩体的设计，能够将重要的部件放置于其中，进而避免被汽车撞击损坏，具有更佳的安全性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本具体实施方式的主视图；
图2为本具体实施方式的绕线机构的局部详图。
图中，1-内桩体，2-外桩体，3-控制器，4-交直流转换单元，5-电缆线，6-充电头，7-绕线机构，71-上支架，72-上转动辊，73-下支架，74-下转动辊，75-驱动气缸，8-人机交互单元，9-刷卡单元，10-卡紧爪，11-驱动辊，12-固定端子。
具体实施方式
下面通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
作为本发明的一种实施方式，提供了一种嵌入式充电桩，包括
内桩体，所述内桩体嵌入式的安装在地面内，所述内桩体具有容置腔；
外桩体，设置于所述内桩体的上方；
充电头，可拆卸的固定在外桩体上；
交直流转换单元，设置于所述内桩体的所述容置腔内；
绕线机构，设置于所述内桩体的所述容置腔内；
驱动辊，设置于所述内桩体的所述容置腔内，并位于所述绕线机构的末端；
电缆线，所述电缆线的一端连接所述交直流转换单元，另一端穿过所述绕线机构和所述驱动辊后连接至所述充电头；
其中，所述绕线机构与所述驱动辊保持同步正向或者反向运动，进而对所述电缆线位于所述容置腔外的长度进行控制。
本发明中，当需要使用充电头时，绕线机构与所述驱动辊同步正向运转，将位于容置腔内的电缆线的部分推出至容置腔的外部，进而使位于驱动辊与充电头之间的电缆线的长度增加，即增加了充电头的活动范围，使用户能够便捷的将充电头插入汽车的充电口进行充电操作，当用户充电完毕后，拔出所述充电头，然后将充电头复位归还后，驱动辊与绕线机构同步反向运转，将原先推出容置腔的部分电缆线在收回容置腔内，使暴露在容置腔外部的电缆线的长度有限，避免电缆线被汽车碾压。本发明中，通过内桩体、绕线机构及驱动辊的设计，能够将电缆线的主体部分容置于内桩体的容置腔中，需要进行充电操作的时候，绕线机构及驱动辊将部分位于容置腔内的电缆线放出容置腔外，使充电头的活动范围增大，不影响用户的充电操作，充电完成后，再收回该部分电缆线，避免电缆线被碾压，操作简单便捷，具有很好的实用性。
作为本发明的一种具体的实施方式，如图1-2所示，提供了一种嵌入式充电桩，包括
内桩体1；
具体的，所述内桩体1嵌入式的安装在地面内，所述内桩体1具有容置腔，容置腔用于容纳重要的元器件，将内桩体1设置于地面内，能够避免内桩体1以及容置于容置腔内的重要元器件被汽车碰撞的危险，相对于传统充电桩而言，具有更佳的安全性。具体的，所述内桩体1内设置有交直流转换单元4及控制器3，所述交直流转换单元4与所述控制器3电性连接。所述交直流转换单元4用于将交流市电转换为直流电进而输出至电动车的电池中，实现为电动车充电操作，所述交直流转换单元4可以根据需要采用市面上的常规产品，例如选用型号为UR50030系列充电模块，或者型号为UR75020系列充电模块。
外桩体2；
具体的，所述外桩体2设置于所述内桩体1的上方，外桩体2用于放置无法放置在内桩体1中的元器件，所述外桩体2呈细长条状，减少水平面的横截面积，以减少被汽车撞击的可能性。具体的，所述外桩体2上固定设置有人机交互单元8和刷卡单元9，且所述人机交互单元8和刷卡单元9分别与所述控制器3电性连接。所述人机交互单元8可以是现有技术中常用的人机交互单元8，例如可以是显示屏加键盘等，优选的，所述人机交互单元8为触摸屏，触摸屏具有体积小、集成度高、操作简单的优点。所述人机交互单元8用于人机交互操作，例如显示该电动车的剩余电量、充电量、充电费用、电池状况等信息，并能够进行例如设置充电时间、设置充电量等操作。具体的，人机交互单元8选用型号为DMT80480T070_16WT的7寸迪文DGUS屏。具体的，刷卡单元9固定设置于所述外桩体22上，且与控制单元7电性连接。所述刷卡单元9可以是现有技术中常用的刷卡单元9，既可以采用插入式的设置，例如银行卡插入ATM的插卡槽中，也可以采用接触式的设置，例如将身份证放在自动取票机的读卡区。刷卡单元9主要用于读取充电卡中的信息，并执行扣除相应费用的操作。具体的，所述刷卡单元9选用型号为MT628V100的读卡器。
充电头6；
具体的，所述充电头6可拆卸的固定在外桩体2上，所述充电头6采用市面上的常规的汽车用充电头6即可。
电缆线5，所述电缆线5的一端连接所述交直流转换单元4，另一端连接至所述充电头6。
绕线机构7；
具体的，所述绕线机构7设置于所述内桩体1的所述容置腔内，所述绕线机构7用于对容置腔内的电缆线5进行控制。具体的，所述绕线机构7包括上支架71；至少一个上转动辊72，至少一个所述上转动辊72与所述上支架71转动连接；下支架73，设置于所述上支架71的下方；至少一个下转动辊74，至少一个下转动辊74与所述下支架73转动连接，且与所述下转动辊74的位置相对应，电缆线5交错顺次穿过所述上转动辊72和下转动辊74；驱动气缸75，设置于所述上支架71与所述内桩体1之间和/或所述下支架73与所述内桩体1之间。通过驱动气缸75的设置，能够控制上支架71与下支架73之间的间距，也即控制电缆线5位于上转动辊72与下转动辊74之间的间距，当驱动气缸75伸长，上支架71与下支架73之间的间距缩小，位于上转动辊72与下转动辊74之间的电缆线5的长度缩短，多余部分的电缆线5放出至容置腔的外部，用于增大充电头6的活动范围，方便用户的操作，当驱动气缸75回缩，上支架71与下支架73的间距恢复原位，位于上转动辊72与下转动辊74之间的电缆线5的长度恢复原样，将放出至容置腔外部的电缆线5部分收回。本发明中绕线机构7的设计，能够对电缆线5的收与放进行控制，同时相对于传统的通过绕圈方式控制电缆线5而言，既不会使电缆线5产生过度弯曲造成疲劳损伤，又不会使电缆线5线圈距离太近产生电磁作用造成过热。
驱动辊11；
具体的，所述驱动辊11设置于所述内桩体1的所述容置腔内，并位于所述绕线机构7的末端，所述驱动辊11为一对辊子，所述驱动辊11保持与所述绕线机构7同步运动，当所述绕线机构7进行放线运动时(即驱动气缸75伸长，上支架71与下支架73的间距缩小)，驱动辊11运转，将绕线机构7放出的电缆线5输送出容置腔的外部，当所述绕线机构7进行收线运动时(即驱动气缸75复位)，驱动辊11反向运转，将原先放出的电缆线5收回容置腔内，便于使该部分电缆线5重新被绕线单元绕卷。
进一步的，还包括卡紧爪10，所述卡紧爪10设置于所述外桩体2上，所述卡紧爪10与所述控制器3电性连接，其中，所述控制器3控制所述卡紧爪10的卡紧与松开，以实现对充电头6的可拆卸的固定。卡紧爪10采用市场面常用的电磁式卡爪即可，只是需要将卡爪的抓头改造成与充电头的外形适配即可。
进一步的，还包括固定端子12，所述固定端子12设置于所述交直流转换单元4与所述电缆线5的连接处，所述固定端子12抓紧电缆线5的端部，避免电缆线5与交直流转换单元4的连接处在绕线单元运转过程中受力。
作为本发明的另一个方面，提供了一种嵌入式充电桩的使用方法，包括如下步骤
步骤S1、刷卡单元9获取用户信息并传递至控制器3；
步骤S2、通过人机交互单元8进行充电时间或者充电量设置；
步骤S3、控制器3控制卡紧爪10松开，使用户能够将充电头6取下，同时绕线机构7与驱动辊11同步运动，将位于内桩体1的容置腔内的电缆线5部分送出；
步骤S4、充电完毕后，将充电头6放回卡紧爪10处，控制器3控制卡紧爪10再次卡紧，绕线机构7与驱动辊11同步反向运动，将从内桩体1的容置腔内送出的电缆线5部分收回容置腔内。
本发明中，通过内桩体1、绕线机构7及驱动辊11的设计，能够将电缆线5的主体部分容置于内桩体1的容置腔中，需要进行充电操作的时候，绕线机构7及驱动辊11将部分位于容置腔内的电缆线5放出容置腔外，使充电头6的活动范围增大，不影响用户的充电操作，充电完成后，再收回该部分电缆线5，避免电缆线5被碾压，操作简单便捷，具有很好的实用性。另外，内桩体1的设计，能够将重要的部件放置于其中，进而避免被汽车撞击损坏，具有更佳的安全性。
上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种嵌入式充电桩，其特征在于：包括
内桩体，所述内桩体嵌入式的安装在地面内，所述内桩体具有容置腔；
外桩体，设置于所述内桩体的上方；
充电头，可拆卸的固定在外桩体上；
交直流转换单元，设置于所述内桩体的所述容置腔内；
绕线机构，设置于所述内桩体的所述容置腔内；
驱动辊，设置于所述内桩体的所述容置腔内，并位于所述绕线机构的末端；
电缆线，所述电缆线的一端连接所述交直流转换单元，另一端穿过所述绕线机构和所述驱动辊后连接至所述充电头；
其中，所述绕线机构与所述驱动辊保持同步正向或者反向运动，进而对所述电缆线位于所述容置腔外的长度进行控制。
2.根据权利要求1所述的嵌入式充电桩，其特征在于：所述绕线机构包括上支架；
至少一个上转动辊，至少一个所述上转动辊与所述上支架转动连接；
下支架，设置于所述上支架的下方；
至少一个下转动辊，至少一个下转动辊与所述下支架转动连接，且与所述下转动辊的位置相对应；
驱动气缸，设置于所述上支架与所述内桩体之间和/或所述下支架与所述内桩体之间。
3.根据权利要求1所述的嵌入式充电桩，其特征在于：还包括控制器，所述控制器设置于所述内桩体的所述容置腔内，所述交直流转换单元、所述绕线机构及所述驱动辊分别与所述控制器电性连接。
4.根据权利要求3所述的嵌入式充电桩，其特征在于：还包括卡紧爪，所述卡紧爪设置于所述外桩体上，所述卡紧爪与所述控制器电性连接，
其中，所述控制器控制所述卡紧爪的卡紧与松开，以实现对充电头的可拆卸的固定。
5.根据权利要求3所述的嵌入式充电桩，其特征在于：还包括人机交互单元和刷卡单元，所述人机交互单元及刷卡单元均设置于所述外桩体上，且所述人机交互单元和刷卡单元分别与所述控制器电性连接。
6.根据权利要求1所述的嵌入式充电桩，其特征在于：还包括固定端子，所述固定端子设置于所述交直流转换单元与所述电缆线的连接处，所述固定端子抓紧电缆线的端部。
7.一种嵌入式充电桩的使用方法，其特征在于：包括如下步骤
刷卡单元获取用户信息并传递至控制器；
通过人机交互单元进行充电时间或者充电量设置；
控制器控制卡紧爪松开，使用户能够将充电头取下，同时绕线机构与驱动辊同步运动，将位于内桩体的容置腔内的电缆线部分送出；
充电完毕后，将充电头放回卡紧爪处，控制器控制卡紧爪再次卡紧，绕线机构与驱动辊同步反向运动，将从内桩体的容置腔内送出的电缆线部分收回容置腔内。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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