CN111823900A - 一种承载式供电轨道 - Google Patents

Abstract

本发明涉及充电桩技术领域，具体公开了一种承载式供电轨道，包括供电装置、轨道本体和位于轨道本体内的移动机器人，供电装置包括输电机构和取电机构；输电机构包括输电铜排；输电铜排固定在轨道本体内；取电机构包括绝缘支架、取电器和接线桩；绝缘支架固定在移动机器人上，接线桩固定在绝缘支架上；绝缘支架上竖直开有容纳取电器的柱形孔；取电器的上部与输电铜排接触，取电器的下部与接线桩电连接。采用本发明的技术方案能够不依靠线缆进行供电。

Description

一种承载式供电轨道

技术领域

本发明涉及充电桩技术领域，特别涉及一种承载式供电轨道。

背景技术

随着电动汽车的逐渐普及，在很多新投入的公共停车场内，都配置有专用的电动汽车充电车位，在充电车位设置有固定的充电桩。现实中充电车位有可能经常被燃油汽车占用；或者有些充电桩由于长时间闲置，甚至变成了“僵尸桩”，失去使用价值，造成了极大的资源浪费。而且在停车场的普通车位紧张，而充电车位有空闲的情况下，如果以强制手段要求燃油汽车不能停在充电车位上，又会造成公共资源的闲置。

为此，公开号为CN108128195A的中国专利公开了一种架空轨道架式移动智能充电系统，包括若干个充电桩、电缆供料装置、轨道架、机器人、若干个停车位和若干个充电接口，轨道架设置于若干个停车位的上方，电缆供料装置设置于轨道架的侧部，轨道架包括架体及设置于架体顶部的轨道，机器人滑动挂设于轨道，若干个所述充电接口均设置于所述架体上，且若干个所述充电接口分别对应于若干个停车位，若干个充电接口分别与若干个充电桩电连接。

上述方案中使得少量的充电桩可以对大范围的停车位进行充电，而且充电桩可移动，解决了固定充电桩灵活性差的问题。但是目前移动充电桩的供电还是多采用线缆的方式，由于充电桩会移动，需要预留较长的线缆。这对线缆的收纳提出了较高的要求，而且过长的线缆也容易与其他装置相互缠绕，引起故障。

为此，需要一种不依靠线缆进行供电的承载式供电轨道。

发明内容

本发明提供了一种承载式供电轨道，能够不依靠线缆进行供电。

为了解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：

一种承载式供电轨道，包括供电装置、轨道本体和位于轨道本体内的移动机器人，供电装置包括输电机构和取电机构；

输电机构包括输电铜排；输电铜排固定在轨道本体内；

取电机构包括绝缘支架、取电器和接线桩；绝缘支架固定在移动机器人上，接线桩固定在绝缘支架上；绝缘支架上竖直开有容纳取电器的柱形孔；取电器的上部与输电铜排接触，取电器的下部与接线桩电连接。

基础方案原理及有益效果如下：

本方案中，由于取电器的上部与输电铜排接触；移动机器人沿轨道本体移动时，取电器也会沿着输电铜排移动，并持续与输电铜排接触，将输电铜排的电能导入到接线桩，便于后续通过接线桩对电动汽车进行充电。本方案通过取电器与输电铜排的配合，取代了传统的线缆的输电方式，供电更为方便。而且，通过设置绝缘支架，能有效避免取电器直接与移动机器人接触，能防止取电器漏电时对移动机器人的影响，安全性高。

进一步，所述取电器包括碳刷、绝缘柱和导线；碳刷固定在绝缘柱的顶部，碳刷与输电铜排接触；绝缘柱中空；导线穿过绝缘柱；导线的一端与碳刷连接，导线的另一端与接线桩连接。

通过碳刷以及导线，实现了输电铜排与接线桩的电连接。与金属相比，碳刷与输电铜排磨擦导电时，它不会存在接触的地方烧结在一起的情况，故障率低。

进一步，所述取电器还包括弹簧，弹簧的顶部与绝缘柱的底部相抵，弹簧的底部与柱形孔的底部相抵。

设置弹簧后，在弹簧弹力的作用下，能保证碳刷在移动过程中一直与输电铜排保持接触，同时还能起到缓冲的作用。

进一步，还包括安装板，安装板水平设置，安装板的两端分别与箱式轨道的侧壁固定连接；输电铜排固定在安装板上。

设置安装板能便于输电铜排的固定。

进一步，还包括绝缘护套，输电铜排位于输电铜排与安装板之间；绝缘护套的顶面与安装板的底面固定连接；输电铜排固定在绝缘护套内。

设置绝缘护套能避免输电铜排漏电，与整块安装板采用绝缘材料相比，由于绝缘护套需要的体积更小，能降低成本。

进一步，所述绝缘护套的纵截面为倒置的“凹”字形。

能使绝缘体在上侧、左侧和右侧包裹输电铜排，防止漏电。

进一步，所述输电铜排为三组，三组输电铜排分别为输电线的A相、O相和C相。

A相与C相之间的线电压为380V，A相和0相之间的线电压为220V；便于根据实际情况进行供电。

进一步，所述轨道本体的顶面和侧壁密封，轨道本体底面的中间位置开口。

轨道本体的顶面和侧壁密封，能减少外部物体进入的可能性，防护性好。

进一步，所述轨道本体底面的左、右两侧开设有行驶槽。

便于移动机器人沿行驶槽行驶。

进一步，还包括固定支架，固定支架与停车位旁的墙面或立柱固定连接；轨道本体的顶面与固定支架的底面固定连接。

使轨道本体能稳固的设置于停车位的上方。

附图说明

图1为实施例一承载式供电轨道侧视的纵剖图；

图2为实施例一承载式供电轨道正视的纵剖图；

图3为实施例一承载式供电轨道中系统的逻辑框图；

图4为实施例一承载式供电轨道中停车位的示意图；

图5为实施例二承载式供电轨道中放置架正视的纵剖图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的标记包括：立柱1、固定支架2、箱式轨道3、绝缘支架4、行驶槽5、接线桩6、载板7、绝缘护套8、输电铜排9、碳刷10、绝缘柱11、导线12、弹簧13、充电箱14、驱动装置15、安装板16、连接支架17、放置架18、充电线缆19、连接公头20、绝缘环21、铁环22、连接母头23、环形电磁铁24。

实施例一

本实施例的一种承载式供电轨道，包括停车位、轨道本体、移动机器人、充电箱14、供电装置、处理模块和采集模块。

如图1所示，还包括固定支架2，固定支架2侧面与停车位旁的墙面或立柱1固定连接；轨道本体的顶面与固定支架2的底面通过螺栓固定连接，使轨道本体整体上设置于停车位的上方。

轨道本体沿停车位设置，整体上为长条状。本实施例中，轨道本体采用中空的箱式轨道3，箱式轨道3的顶面和侧壁密封，底面的中间位置开口；底面的上表面的左、右两侧开设行驶槽5。箱式轨道3内的上部还水平设置有安装板16，安装板16的两端分别与箱式轨道3的侧壁固定连接。

如图2所示，移动机器人位于箱式轨道3内，移动机器人包括载板7、行走轮、驱动装置15和连接支架17。

本实施例中，行走轮为四个，分别转动连接在载板7底面的四个角上。行走轮位于行驶槽5内。驱动装置15用于驱动行走轮转动，使得整体上移动机器人在箱式轨道3内移动。驱动装置15可以采用电机等带动行走轮转动，此为现有技术，这里不再赘述。

连接支架17竖直设置在箱式轨道3底面中间位置的开口处，连接支架17的上端与载板7的底面固定连接，连接支架17的下端位于箱式轨道3外。

供电装置包括输电机构和取电机构。

输电机构包括输电铜排9和绝缘护套8；本实施例中，输电铜排9为三组，每一组输电铜排9均对应设置绝缘护套8；如图1所示，从左至右，三组输电铜排9分别为输电线的A相、O相和C相。

绝缘护套8的纵截面为倒置的“凹”字形；绝缘护套8的顶面与安装板16的底面固定连接；输电铜排9固定在绝缘护套8内，使绝缘护套8在上侧、左侧和右侧包裹输电铜排9，防止漏电。

取电机构包括绝缘支架4、取电器和接线桩6。绝缘支架4固定在载板7上，绝缘支架4上竖直开有容纳取电器的柱形孔。本实施中，取电器的数量为三个，分别对应三组输电铜排9，适应性的，柱形孔和接线桩6的数量也为三个。

如图1所示，取电器从上至下包括碳刷10、绝缘柱11和弹簧13。

碳刷10固定在绝缘柱11的顶部，碳刷10与输电铜排9接触；弹簧13的顶部与绝缘柱11的底部相抵，弹簧13的底部与柱形孔的底部相抵。绝缘柱11中空。

接线桩6固定在绝缘支架4的底部。

还包括导线12，导线12穿过绝缘柱11和弹簧13。导线12的一端与碳刷10连接，导线12的另一端与接线桩6连接。通过碳刷10以及导线12，实现了输电铜排9与接线桩6的电连接。接线桩6还与驱动装置15电连接，为驱动装置15供电。

充电箱14的顶部与连接支架17的下端固定连接。充电箱14还与接线桩6电连接。充电箱14用于对电动汽车进行充电，此为现有技术，这里不再赘述。

充电箱14还用于向处理模块发送状态信息，状态信息包括充电箱14位置数据和工作情况数据，工作情况数据包括工作中或空闲。本实施例中，工作中指充电箱14正在给电动汽车充电，空闲指充电箱14未给电动汽车充电。

如图3所示，采集模块用于获取待充电车位的所在位置并发送至处理模块。本实施例中停车位均设置有识别码，采集模块用于扫描识别码，从识别码中获取所在位置。识别码可以是条形码或二维码，本实施例中采用二维码，二维码直接印刷在停车位旁的地面上。采集模块采用带有摄像头的移动设备，例如手机，平板电脑等。本实施例中所在位置为车位编号，例如A11、A12等。

处理模块包括信息获取单元、状态生成单元、路径规划单元和指令生成单元。

信息获取单元用于接收充电箱14的状态信息；

状态生成单元用于根据工作情况数据将充电箱14标记为工作充电箱14或空闲充电箱14；

路径规划单元用于根据充电箱14位置数据判断空闲充电箱14与待充电车位之间的轨道段上是否有工作充电箱14，如果没有，将该轨道段作为无阻碍路径。

指令生成单元用于根据充电箱14位置数据向无阻碍路径上距离待充电车位最近的空闲充电箱14对应的移动机器人发送第一移动指令；

移动机器人的驱动装置15用于获取移动指令并根据移动指令带动对应空闲充电箱14沿无阻碍路径移动至待充电车位。

如图4所示，例如，A16车位上已有电动汽车在充电，A16车位处的充电箱14向处理模块发送状态信息，状态信息包括充电箱14位置数据：A16，工作情况数据：工作中。A11车位、A12车位和A17车位处的充电箱14分别向处理模块发送的状态信息中，包括对应的充电箱14位置数据和工作情况数据：空闲。

当用户开车停在A15车位时，通过手机扫描A15车位对应的二维码，获取所在位置：A15，A15车位也就是待充电车位，被发送至处理模块。

路径规划单元根据充电箱14位置数据判断A11车位、A12车位与A15车位之间没有工作充电箱14，将A11车位至A15车位的该轨道段作为无阻碍路径；指令生成单元根据充电箱14位置数据，向无阻碍路径上距离A15车位最近的A12车位处的空闲充电箱14对应的移动机器人发送第一移动指令。

移动机器人的驱动装置15用于获取移动指令并根据移动指令带动对应A12车位处的空闲充电箱14沿无阻碍路径移动至A15车位。

实施例二

本实施例和实施例一的区别在于，如图5所示，本实施例中，还包括放置架18、充电线缆19和控制模块。

充电线缆19的一端电连接有充电头，充电头用于插入电动汽车的充电口内。

还包括连接公头20，连接公头20为圆柱形，连接公头20外壁下部周向固定有绝缘环21，绝缘环21外壁周向固定有铁环22。连接公头20、结缘环和铁环22共轴线。

放置架18固定在箱式轨道3下方的墙面或立柱1上，每一车位对应一放置架18。放置架18纵向开有放置孔，连接公头20位于放置孔内，充电线缆19的另一端穿过放置孔与连接公头20的底部电连接。

充电箱14的底部还开有连接孔和环形槽，连接孔和环形槽共圆心，且连接孔位于环形槽的中心处。连接孔内固定有连接母头23，环形槽内固定有环形电磁铁24。

当充电箱14沿轨道移动至待充电车位时，放置孔与连接孔的轴线对齐。

控制模块用于控制环形电磁铁24的通电或断电。

环形电磁铁24用于在通电时吸附铁环22，使铁环22向上移动，从而使连接公头20与连接母头23连通。

路径规划单元还用于在无法生成无阻碍路径时，将空闲充电箱14与待充电车位之间工作充电箱14最少的轨道段作为有阻碍路径。

指令生成单元还用于根据所在位置向有阻碍路径上的所有充电箱14对应的移动机器人发送第二移动指令；指令生成单元还用于向有阻碍路径上的所有充电箱14对应控制模块发送断电指令。

控制模块用于根据断电指令控制环形电磁铁24断电，使连接公头20与连接母头23断开。

距离待充电车位最近的移动机器人的驱动装置15，用于获取第二移动指令，并根据第二移动指令带动对应充电箱14，沿有阻碍路径移动至待充电车位；剩余所有阻碍路径上的移动机器人的驱动装置15，用于获取第二移动指令，并根据第二移动指令依次带动对应充电箱14，沿有阻碍路径移动至相邻充电箱14的位置。

控制模块还用于在充电箱14移动完毕且连接孔与放置孔对齐时，控制环形电磁铁24通电。

如图4所示，例如，A22车位、A23车位、A25车位上已有电动汽车在充电，当用户开车停在A24车位上时，通过手机扫描A24车位处的二维码，获取所在位置：A24，A24车位也就是待充电车位，被发送至处理模块。A21车位、A27车位处有空闲充电箱14。

路径规划单元无法生成无阻碍路径，将空闲充电箱14与待充电车位之间工作充电箱14最少的轨道段作为有阻碍路径，也就是A27车位至A24车位的轨道段。

指令生成单元根据所在位置向有阻碍路径上的所有充电箱14(A27车位和A25车位处)对应的移动机器人发送第二移动指令；指令生成单元还用于向有阻碍路径上的所有充电箱14对应控制模块发送断电指令。

A27车位和A25车位处的控制模块用于根据断电指令控制环形电磁铁24断电，使连接公头20与连接母头23断开。

距离待充电车位(A24车位)最近的移动机器人(位于A25车位处)的驱动装置15，获取第二移动指令，并根据第二移动指令带动对应充电箱14，沿有阻碍路径移动至待充电车位(A24车位处)；剩余所有阻碍路径上的移动机器人(位于A27车位处)的驱动装置15，用于获取第二移动指令，并根据第二移动指令依次带动对应充电箱14，沿有阻碍路径移动至相邻充电箱14的位置(A25车位处)。控制模块在充电箱14的连接孔与放置孔对齐时，控制环形电磁铁24通电。

这样，原本位于A25车位处的充电箱14移动后为A24车位处的电动汽车充电，原本位于A27车位处的充电箱14移动后为A25车位处的充电箱14充电。

由于实施例中，充电公头与充电母头之间能够实现自动的连接和断开，正在充电的汽车只需要停止充电很短的时间，就会自动继续充电，无需人为操作，对正在充电的汽车影响小。

实施例三

本实施与实施二的区别在于，本实施例的承载式供电轨道中，充电箱还用于向信息获取单元发送剩余充电时间；信息获取单元用于接收充电箱的剩余充电时间。

指令生成单元还用于判断有阻碍路径上，是否有工作充电箱的剩余充电时间小于预设等待时间，如果没有，指令生成单元根据所在位置向有阻碍路径上的所有充电箱对应的移动机器人发送第二移动指令；如果有，指令生成单元生成第三移动指令。预设等待时间为5-30分钟。

剩余充电时间小于预设等待时间的工作充电箱，以及该充电箱与待充电车位之间的所有充电箱对应的移动机器人的驱动装置用于获取第三移动指令。

距离待充电车位最近的移动机器人的驱动装置用于根据第三移动指令，在剩余充电时间结束后带动对应充电箱，沿有阻碍路径移动至待充电车位；剩余获取第三移动指令的移动机器人的驱动装置，用于根据第三移动指令依次带动对应充电箱，沿有阻碍路径移动至相邻充电箱的位置。

如果有工作充电箱的剩余充电时间小于预设等待时间，说明该工作充电箱将要把电动汽车的电量充满。等待该工作充电箱工作结束后再进行移动，就不需要其他充电箱填补该工作供电箱的位置，能在整体上，减少充电箱移动的数量，避免所有充电箱都频繁移动。

以上的仅是本发明的实施例，该发明不限于此实施案例涉及的领域，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种承载式供电轨道，包括供电装置、轨道本体和位于轨道本体内的移动机器人，其特征在于，供电装置包括输电机构和取电机构；

输电机构包括输电铜排；输电铜排固定在轨道本体内；

取电机构包括绝缘支架、取电器和接线桩；绝缘支架固定在移动机器人上，接线桩固定在绝缘支架上；绝缘支架上竖直开有容纳取电器的柱形孔；取电器的上部与输电铜排接触，取电器的下部与接线桩电连接。

2.根据权利要求1所述的承载式供电轨道，其特征在于：所述取电器包括碳刷、绝缘柱和导线；碳刷固定在绝缘柱的顶部，碳刷与输电铜排接触；绝缘柱中空；导线穿过绝缘柱；导线的一端与碳刷连接，导线的另一端与接线桩连接。

3.根据权利要求2所述的承载式供电轨道，其特征在于：所述取电器还包括弹簧，弹簧的顶部与绝缘柱的底部相抵，弹簧的底部与柱形孔的底部相抵。

4.根据权利要求3所述的承载式供电轨道，其特征在于：还包括安装板，安装板水平设置，安装板的两端分别与箱式轨道的侧壁固定连接；输电铜排固定在安装板上。

5.根据权利要求4所述的承载式供电轨道，其特征在于：还包括绝缘护套，输电铜排位于输电铜排与安装板之间；绝缘护套的顶面与安装板的底面固定连接；输电铜排固定在绝缘护套内。

6.根据权利要求5所述的承载式供电轨道，其特征在于：所述绝缘护套的纵截面为倒置的“凹”字形。

7.根据权利要求1所述的承载式供电轨道，其特征在于：所述输电铜排为三组，三组输电铜排分别为输电线的A相、O相和C相。

8.根据权利要求1所述的承载式供电轨道，其特征在于：所述轨道本体的顶面和侧壁密封，轨道本体底面的中间位置开口。

9.根据权利要求1所述的承载式供电轨道，其特征在于：所述轨道本体底面的左、右两侧开设有行驶槽。

10.根据权利要求1所述的承载式供电轨道，其特征在于：还包括固定支架，固定支架与停车位旁的墙面或立柱固定连接；轨道本体的顶面与固定支架的底面固定连接。

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