CN111674283A - 一种机车动力电池地面充电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种机车动力电池地面充电装置，包括供电组件和车载组件，所述的供电组件包括行走机构，行走机构连接并带动升降机构移动，升降机构上设置充电插头并与车载组件对应配合，车载组件与机车蓄电装置电连接。本发明提供的充电装置，通过自动对正和连接充电，自动化程度高，避免了人为的搬动充电电缆、插拔充电接口，没有了人员接触高压设备，设置了行程开关，以行程开关动作到位后控制电路接通，更加安全可靠；同时省去了配置专业穿戴设备，降低了充电过程的成本；只要安装了同样的充电接口，就可通过该充电装置实现自动充电。

Description

一种机车动力电池地面充电装置
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种机车动力电池地面充电装置。
背景技术
电能作为清洁能源，已经在轨道交通领域广泛应用。现在已经有许多电力机车通过电池供电提供续航，在到达充电站时对电池进行充电。现在的充电方式需通过人工操作，由工作人员搬动充电电缆并插入机车的插座；由于充电电流较大，需要连接多根电缆，搬运过程极不方便，还存在如下问题：
(1)充电线缆重量大，采用人工手动连接的方式操作困难；
(2)插、拔充电插头的操作人员须穿戴专业防护设备，导致工作效率低；
(3)充电过程中充电线缆摆放在现场路面，没有合理的安全防护措施，在高压充电过程中存在极大的危险；
(4)人工插拔可能导致插头连接不到位，此时接通电路进行充电存在设备烧毁的风险；
(5)充电完成后拔出插头需要提前断电，若未断电就进行拔出操作会导致人员安全危险。
可知，现有的机车充电结构不合理，导致操作困难，难以提高效率；其使用过程还存在极大的安全隐患，因此需要提出更为合理的技术方案，对现有技术进行改进，克服存在的问题。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种机车动力电池地面充电装置，旨在通过自动设置插拔的方式对机车进行充电，整个过程无人员直接接触，充电线缆也进行了合理的布置。如此可减少操作的难度，提高插拔操作的效率，减少充电过程的安全隐患。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种机车动力电池地面充电装置，包括供电组件和车载组件，所述的供电组件包括行走机构，行走机构连接并带动升降机构移动，升降机构上设置充电插头并与车载组件对应配合，车载组件与机车蓄电装置电连接。
上述公开的机车动力电池地面充电装置，利用行走机构作为供电组件的移动机构，将充电插头与车载组件对齐，并通过升降机构将充电插头下降与车载组件连接实现充电。实现了自动进行充电连接的程序，避免了人工操作的繁琐和不便，提高了充电过程的效率。
进一步的，行走机构设置在机车的上方，当机车停靠在停车区之后，充电装置启动，行走机构开始匹配工作。在此过程中，对行走机构的结构进行优化，此处举出如下具体的方案：所述的行走机构包括悬轨和与悬轨配合的行走轮组，行走轮组在悬轨上往复移动并带动升降机构移动。作为多种可行选择中的一种，这样设置的意义在于，行走轮组在悬轨上往复移动不受其他物件的影响，悬轨的路径可直接与机车的轨道平行设置，行走轮组移动至机车正上方时，充电插头也正好移动到适宜充电的位置。
进一步的，升降机构随行走轮组移动，为保证升降机构的稳定，对行走轮组和升降机构的连接方式进行优化，此处举出具体的方案：所述的行走轮组上设置有承载件，所述的升降机构连接至承载件。作为多种可行选择中的一种，行走轮组之间设置承载架后保持平稳移动，升降机构连接至承载架也能实现平稳移动，方便充电插头对中和插接。
进一步的，升降机构可采用多种可行的结构，具体的，此处列举可行的方案：所述的升降机构包括伸缩杆，伸缩杆的上端连接至行走轮组，伸缩杆的下端设置有电气架，所述的充电插头设置在电气架上。
再进一步，伸缩杆的作用是实现升降，具体可采用的结构包括：所述的伸缩杆为电磁伸缩杆、气压杆、液压杆、螺杆或伸缩连杆。作为多种可行的选择，所述的伸缩杆还可采用其他结构。
进一步的，由于采用高压充电，对充电结构要求避免出现电路安全问题，故采用更为安全可靠的充电插头结构，具体的，此处举出如下方案：所述的充电插头包括U相插头、V相插头和W相插头，所述的车载组件包括与充电插头对应的U相接口、V相接口和W相接口，所述的U相接口、V相接口和W相接口均设置有锁紧结构。作为多种可行选择中的一种，此种三相电路充电更为安全。
进一步的，车载组件设置在机车上，与供电组件对应，此处对车载组件的结构进行优化，举出如下具体方案：所述的车载组件包括车载充电架，所述的充电U相接口、V相接口和W相接口均设置于车载充电架上。作为多种可行的选择，所述的车载充电架可设置为与电气架结构对应的长条形结构、弧形结构、平面结构或弯折形结构。
进一步的，为实现供电组件和车载组件更好的对其充电，所述的充电装置还包括定位机构，所述的定位机构包括对应设置在车载充电架和电气架上的导向套和导向柱，所述的导向套和导向柱上设置有红外对准装置。作为多种可行的选择，如此设置的意义在于，当机车停靠后，行走机构带动电气架移动，当红外对准装置感应对准后，行走机构即刻停止，同时升降机构运作，此时可实现充电插头与充电接口的对准连接，自动化程度高，避免人工操作，效率更高。
再进一步，实现对中之后，充电插头和充电接口自动插接，在升降机构的带动下，导向套和导向柱逐渐接近并实现配合，此时在所述的导向套和导向柱之间设置有行程开关，目的在于及时反馈配合程度，配合到位后升降机构即可停止工作。
再进一步，由于电气架和车载充电架上设置的充电插头、充电接口数量较多，定位机构也不一定设置在充电插头或充电接口处，故对定位机构进行优化，此处举出具体的方案：所述的定位机构数量至少为二。作为多种可行方案中的一种，这样设置的意义在于，若电气架和车载充电架为长条形，根据两点决定一条直线的原理，可快速将电气架和车载充电架进行对正配合；若电气架和车载充电架采用其他结构或形状，也可通过多个定位机构实现精准配合。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
本发明提供的充电装置，通过自动对正和连接充电，自动化程度高，避免了人为的搬动充电电缆、插拔充电接口，没有了人员接触高压设备，设置了行程开关，以行程开关动作到位后控制电路接通，更加安全可靠；同时省去了配置专业穿戴设备，降低了充电过程的成本；只要安装了同样的充电接口，就可通过该充电装置实现自动充电。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅表示出了本发明的部分实施例，因此不应看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
图1是充电装置的组成结构示意图。
上述附图中，各标记的含义是：1、悬轨；2、行走轮组；3、承载件；4、升降机构；5、电气架；6、充电插头；7、充电接口；8、车载充电架；9、导向柱；10、导向套；11、机车。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。
在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。
实施例
如图1所示，本实施例为解决机车的充电而提供技术方案，有轨机车11在到达充电站之后，只要停靠在对应的充电位置上，启动充电装置后即可开始充电。具体采用本实施例公开的下述技术方案。
一种机车动力电池地面充电装置，包括供电组件和车载组件，所述的供电组件包括行走机构，行走机构连接并带动升降机构4移动，升降机构4上设置充电插头6并与车载组件对应配合，车载组件与机车蓄电装置电连接。
上述公开的机车动力电池地面充电装置，利用行走机构作为供电组件的移动机构，将充电插头6与车载组件对齐，并通过升降机构4将充电插头6下降与车载组件连接实现充电。实现了自动进行充电连接的程序，避免了人工操作的繁琐和不便，提高了充电过程的效率。
行走机构设置在机车11的上方，当机车11停靠在停车区之后，充电装置启动，行走机构开始匹配工作。在此过程中，对行走机构的结构进行优化，具体可采用螺纹行走机构、链条行走机构、电磁行走机构等多种可行的方案。
优选的，本实施例中所述的行走机构包括悬轨1和与悬轨1配合的行走轮组2，行走轮组2在悬轨1上往复移动并带动升降机构4移动。作为多种可行选择中的一种，这样设置的意义在于，行走轮组2在悬轨1上往复移动不受其他物件的影响，悬轨1的路径可直接与机车11的轨道平行设置，行走轮组2移动至机车11正上方时，充电插头6也正好移动到适宜充电的位置。采用行走轮摩擦小，可进行精确控制，长时间使用损耗低，不影响性能。
升降机构4随行走轮组2移动，为保证升降机构4的稳定，对行走轮组2和升降机构4的连接方式进行优化，此处举出具体的方案：所述的行走轮组2上设置有承载件3，所述的升降机构4连接至承载件3。作为多种可行选择中的一种，行走轮组2之间设置承载架后保持平稳移动，升降机构4连接至承载架也能实现平稳移动，方便充电插头6对中和插接。
优选的，本实施例中悬轨1设置为双轨结构，行走轮组2设置为两组双轮结构，四个轮之间设置一个承载板或者承载架作为承载件3，行走轮在行走过程中，带动承载件3移动；升降机构4与承载件3固定连接，可减少升降机构4的晃动，提高充电插口连接的准确性。
升降机构4可采用多种可行的结构，具体的，此处列举可行的方案：所述的升降机构4包括伸缩杆，伸缩杆的上端连接至行走轮组2，伸缩杆的下端设置有电气架5，所述的充电插头6设置在电气架5上。
优选的，本实施例中的电气架5为直线型长条件，伸缩杆的下端连接至电气架5的中间部位。
伸缩杆的作用是实现升降，具体可采用的结构包括：所述的伸缩杆为电磁伸缩杆、气压杆、液压杆、螺杆或伸缩连杆。作为多种可行的选择，所述的伸缩杆还可采用其他结构。
优选的，本实施例中采用电磁伸缩杆。
由于采用高压充电，对充电结构要求避免出现电路安全问题，故采用更为安全可靠的充电插头6结构，具体的，此处举出如下方案：所述的充电插头6包括U相插头、V相插头和W相插头，所述的车载组件包括与充电插头6对应的U相接口、V相接口和W相接口，所述的U相接口、V相接口和W相接口均设置有锁紧结构。作为多种可行选择中的一种，此种三相电路充电更为安全。
U相插头、V相插头和W相插头按照电气架5的长度方向依次设置，其中V相插头设置在电气架5的正中位置，U相插头和W相插头对称设置在V相插头的两侧。在实际插接时，可使电气架5上的U相插头U1，V相插头V1和W相插头W1分别与车载充电架8上的U相接口U2，V相接口V2和W相接口W2分别对应；也可使电气架5上的U相插头U1，V相插头V1和W相插头W1分别与车载充电架8上的W相接口W2，V相接口V2和U相接口U2分别对应。
车载组件设置在机车11上，与供电组件对应，此处对车载组件的结构进行优化，举出如下具体方案：所述的车载组件包括车载充电架8，包括U相接口、V相接口和W相接口在内的充电接口7均设置于车载充电架8上。
优选的，鉴于电气架5的结构为长条形，本实施例中所述的车载充电架8可设置为与电气架5结构对应的长条形结构。此外，还可采用多种可行的选择，例如将电气架5和车载充电架8均设置成弧形结构、平面结构或弯折形结构。
为实现供电组件和车载组件更好的对其充电，所述的充电装置还包括定位机构，所述的定位机构包括对应设置在车载充电架8和电气架5上的导向套10和导向柱9，所述的导向套10和导向柱9上设置有红外对准装置。作为多种可行的选择，如此设置的意义在于，当机车11停靠后，行走机构带动电气架5移动，当红外对准装置感应对准后，行走机构即刻停止，同时升降机构4运作，此时可实现充电插头6与充电接口7的对准连接，自动化程度高，避免人工操作，效率更高。
优选的，本实施例中可将导向套10设置在车载充电架8上，导向套10为筒状，且导向套10内的导向通道的内径逐渐缩小，导向通道的内壁为倾斜的壁，能够将导向柱9引导至居中的位置。
在选择红外对准装置时，可采用市面上较为常用的红外对准仪，例如，采用YD-L635P10-18-100型号的红外线对准仪，可准确输出指示光斑，帮助找准位置，方便准确。
实现对中之后，充电插头6和充电接口7自动插接，在升降机构4的带动下，导向套10和导向柱9逐渐接近并实现配合，此时在所述的导向套10和导向柱9之间设置有行程开关，目的在于及时反馈配合程度，配合到位后升降机构4即可停止工作。
由于电气架5和车载充电架8上设置的充电插头6、充电接口7数量较多，定位机构也不一定设置在充电插头6或充电接口7处，故对定位机构进行优化，此处举出具体的方案：所述的定位机构数量至少为二。作为多种可行方案中的一种，这样设置的意义在于，若电气架5和车载充电架8为长条形，根据两点决定一条直线的原理，可快速将电气架5和车载充电架8进行对正配合；若电气架5和车载充电架8采用其他结构或形状，也可通过多个定位机构实现精准配合。
优选的，两个定位机构分别设置在U相插头和V相插头之间，V相插头和W相插头之间。
以上即为本发明列举的实施方式，但本发明不局限于上述可选的实施方式，本领域技术人员可根据上述方式相互任意组合得到其他多种实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的实施方式。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (10)

1.一种机车动力电池地面充电装置，其特征在于：包括供电组件和车载组件，所述的供电组件包括行走机构，行走机构连接并带动升降机构(4)移动，升降机构(4)上设置充电插头(6)并与车载组件对应配合，车载组件与机车蓄电装置电连接。
2.根据权利要求1所述的机车动力电池地面充电装置，其特征在于：所述的行走机构包括悬轨(1)和与悬轨(1)配合的行走轮组(2)，行走轮组(2)在悬轨(1)上往复移动并带动升降机构(4)移动。
3.根据权利要求2所述的机车动力电池地面充电装置，其特征在于：所述的行走轮组(2)上设置有承载件(3)，所述的升降机构(4)连接至承载件(3)。
4.根据权利要求1或3所述的机车动力电池地面充电装置，其特征在于：所述的升降机构(4)包括伸缩杆，伸缩杆的上端连接至行走轮组(2)，伸缩杆的下端设置有电气架(5)，所述的充电插头(6)设置在电气架(5)上。
5.根据权利要求4所述的机车动力电池地面充电装置，其特征在于：所述的伸缩杆为电磁伸缩杆、气压杆、液压杆、螺杆或伸缩连杆。
6.根据权利要求4所述的机车动力电池地面充电装置，其特征在于：所述的充电插头(6)包括U相插头、V相插头和W相插头，所述的车载组件包括与充电插头(6)对应的U相接口、V相接口和W相接口，所述的U相接口、V相接口和W相接口均设置有锁紧结构。
7.根据权利要求6所述的机车动力电池地面充电装置，其特征在于：所述的车载组件包括车载充电架(8)，所述的U相接口、V相接口和W相接口均设置于车载充电架(8)上。
8.根据权利要求7所述的机车动力电池地面充电装置，其特征在于：还包括定位机构，所述的定位机构包括对应设置在车载充电架(8)和电气架(5)上的导向套(10)和导向柱(9)，所述的导向套(10)和导向柱(9)上设置有红外对准装置。
9.根据权利要求8所述的机车动力电池地面充电装置，其特征在于：所述的导向套(10)和导向柱(9)之间设置有行程开关。
10.根据权利要求8所述的机车动力电池地面充电装置，其特征在于：所述的定位机构数量至少为二。
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