CN111852133A - 可供电动汽车充电的模块化立体车库 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可供电动汽车充电的模块化立体车库，由多个模块化的车库单元组成；每个车库单元均包括车库框架、移动小车、充电桩和载车板；多个载车板滑动安装在车库框架的载车板导轨上，每个载车板上均设有充电端子，充电端子的输出端能与电动汽车的充电口连接；移动小车滑动安装在车库框架一侧的移动小车导轨上，移动小车的接线端与充电桩的输出端连接；移动小车的插线端能够与各个载车板上的充电端子的输入端连接；充电桩设置在车库框架的一端，与载车板不干涉；移动小车能够运动至相应载车板的位置，使充电桩通过移动小车、相应的充电端子为相应位置的电动汽车充电。该立体车库的每个车库单元只设有一个充电桩，实现多个车位共用一个充电桩。

Description

可供电动汽车充电的模块化立体车库
技术领域
本发明属于立体车库技术领域，具体是一种可供电动汽车充电的模块化立体车库。
背景技术
随着汽车使用量的增加，节省空间、容量大的立体车库越来越受到青睐。普通的立体车库主要针对燃油汽车，电动汽车由于停放时存在充电的需求，因此普通的立体车库并不适用。
充电车库由于存在充电桩走线较长、布置成本较高等技术困难，难以推广，因此针对立体车库转运式的停车模式，合理地布置充电桩，实现对电动汽车的充电是亟待解决的问题。
申请号为201610547750.X的文献公开了一种充电车库，包括平移框、载车板、充电对接插头，当载车板与平移框固定时，充电对接插头接通，此时载车板与平移框电源接通，通过载车板上的充电桩对电动车辆充电；目前燃油汽车的数量远大于电动汽车，该充电车库在每个载车板上均设有充电桩，即充电车库的每一个车位全部配备一个充电桩，导致车库建造成本较高，而且在一定程度上会造成资源浪费。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种可供电动汽车充电的模块化立体车库。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：
一种可供电动汽车充电的模块化立体车库，其特征在于，该立体车库由多个模块化的车库单元组成；每个车库单元均包括车库框架、移动小车、充电桩和载车板；多个载车板滑动安装在车库框架的载车板导轨上，每个载车板上均设有充电端子，充电端子的输出端能与电动汽车的充电口连接；移动小车滑动安装在车库框架一侧的移动小车导轨上，移动小车的接线端与充电桩的输出端连接；移动小车的插线端能够与各个载车板上的充电端子的输入端连接；充电桩设置在车库框架的一端，与载车板不干涉；移动小车能够运动至相应载车板的位置，使充电桩通过移动小车、相应的充电端子为相应位置的电动汽车充电。
所述移动小车上设有插接组件，插接组件包括移动插头、螺纹杆减速齿轮、螺纹杆驱动齿轮、螺纹杆驱动电机、螺纹杆和连接板；所述螺纹杆驱动电机安装在移动小车的底板上，螺纹杆驱动电机的输出轴上固定有螺纹杆驱动齿轮；螺纹杆的两端与移动小车的两侧转动连接，螺纹杆上固定有与螺纹杆驱动齿轮啮合的螺纹杆减速齿轮；连接板的一端固定在移动插头上，另一端与螺纹杆滑动连接；移动插头的接线端与充电桩的输出端连接，移动插头的插线端插装在移动小车的侧壁上且能穿过移动小车的侧壁与充电端子的输入端连接。
所述移动插头的周向上设有导向槽，移动小车的侧壁上设有与导向槽配合的凸起。
所述移动小车导轨在每个载车板的位置均设有自锁孔，移动小车的底部设有能与自锁孔配合的自锁装置；所述自锁装置包括箱体、弹簧、电磁铁和导电的自锁销；电磁铁固定在箱体内壁的顶部；自锁销安装在箱体内，自锁销的上端穿过箱体的隔板正对电磁铁；自锁销的下端伸出箱体的底板外，自锁销的下端能插入移动小车导轨的各个自锁孔中；箱体的底板对下部凸缘限位；所述弹簧套装在自锁销的上部，为自锁销插入自锁孔提供弹力；电磁铁通断电能吸附或断开自锁销，实现自锁销的下端从自锁孔中拔出或插入自锁孔中。
所述自锁销套装弹簧的部位的横截面为圆形；自锁销的下端插入自锁孔的部分的横截面为方形。
所述自锁销的下端设有滑轮，防止当自锁销与自锁孔错位时，自锁销在移动小车导轨上滑动而磨损移动小车导轨。
所述车库框架的一侧设有移动挂钩导轨，移动挂钩导轨上滑动安装有多个移动挂钩，充电线悬挂在所述移动挂钩上；当移动小车运动时，充电线跟随移动，带动移动挂钩在移动挂钩导轨上滑动。
所述移动小车导轨在每个载车板的位置均设有电子标签，移动小车底部设有微型读卡器，实现待充电的电动汽车的位置识别。
所述立体车库还包括配电箱和车库控制器；车库控制器和配电箱均安装在车库框架的侧壁上，配电箱与外部电网相连，车库控制器与配电箱连接；充电桩与配电箱连接。
所述移动小车上设有电池、移动小车控制器、车轮驱动电机和电池充电接口；电池为移动小车提供电源；车轮驱动电机用于驱动移动小车运动；移动小车控制器与车库控制器实现数据传输；电池充电接口用于电池的充电。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的每个车库单元只设有一个充电桩，通过移动小车给车库单元的每个载车板上的电动汽车充电，实现多个车位共用一个充电桩，能够在停车的同时完成对电动汽车电能的补充，增加立体车库的功能；与现有的在每个车位上均设置充电桩的充电车库相比，不仅满足了充电需求，还节省了车库建造成本，减少了充电资源的浪费。
2、本发明的移动小车、充电端子相当于导线，解决了现有充电车库充电线布置难的问题。
3、本发明的模块化立体车库可供燃油汽车和电动汽车停放；车库单元是一个模块化的组件，结构设计简单，能够根据停车场地的空间大小灵活选择车库单元的数量进行组装，提高停车场地的空间利用率，充分发挥立体车库的优势；此外，本发明的每个车库单元的载车板数量可根据燃油汽车与电动汽车的比例来确定。
附图说明
图1为本发明的模块化立体车库的整体结构示意图；
图2为本发明的车库单元的结构示意图；
图3为本发明的车库单元的局部放大图；
图4为本发明的移动小车插接组件的结构示意图；
图5为本发明的移动小车内部结构示意图；
图6为本发明的自锁装置的纵向剖视图；
图7为本发明的移动小车与移动小车导轨的配合示意图；
图8为本发明的移动挂钩与移动挂钩导轨的配合示意图；
图9为本发明的电池充电接口与小车电能补充接口的对接示意图；
图10为本发明的模块化立体车库的控制流程图；
附图标记说明：1-移动托架；2-堆垛机；3-车库单元；4-车库框架；5-移动小车；6-充电桩；7-载车板；8-配电箱；9-车库控制器；
41-移动小车导轨；42-移动挂钩导轨；43-载车板导轨；44-移动挂钩；
411-自锁孔；412-电子标签；413-小车电能补充接口；
51-自锁装置；52-插接组件；53-电池；54-移动小车控制器；55-车轮驱动电机；56-微型读卡器；57-电池充电接口；58-轴承；59-凸起；
511-自锁销；512-箱体；513-弹簧；514-电磁铁；
5111-顶部凸缘；5112-下部凸缘；5113-滑轮；5121-隔板；
521-移动插头；522-螺纹杆减速齿轮；523-螺纹杆驱动齿轮；524-螺纹杆驱动电机；525-螺纹杆；526-连接板；
5211-接线端；5212-插线端；5213-导向槽；
61-充电线；71-充电端子；711-输出端；712-输入端。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合具体附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。
本发明提供一种可供电动汽车充电的模块化立体车库(简称立体车库，参见图1-10)，该立体车库由多个模块化的车库单元3堆叠或阵列式布置而成；堆垛机2位于立体车库的一侧，能够沿着立体车库运动，使得移动托架1与车库单元3的入口对应，移动托架1能够沿着堆垛机2升降；每个车库单元3均包括车库框架4、移动小车5、充电桩6和载车板7；多个载车板7滑动安装在车库框架4的载车板导轨43上，每个载车板7上均设有充电端子71，充电端子71的输出端711能与电动汽车的充电口连接；移动小车5滑动安装在车库框架4一侧的移动小车导轨41上，移动小车5的移动插头521的接线端5211通过充电线61与充电桩6的输出端连接；移动小车5的移动插头521的插线端5212能与各个载车板7上的充电端子71的输入端712连接；充电桩6设置在车库框架4的一端，与载车板7不干涉；载车板7用于停放电动汽车；移动小车5能够运动至相应载车板7的位置，使充电桩6通过移动小车5、相应的充电端子7为相应位置的电动汽车充电。
所述移动小车5上设有插接组件52，插接组件52包括移动插头521、螺纹杆减速齿轮522、螺纹杆驱动齿轮523、螺纹杆驱动电机524、螺纹杆525和连接板526；所述螺纹杆驱动电机524安装在移动小车5的底板上，螺纹杆驱动电机524的输出轴上固定有螺纹杆驱动齿轮523；螺纹杆525的两端分别通过轴承58与移动小车5的两侧转动连接，螺纹杆525上固定有与螺纹杆驱动齿轮523啮合的螺纹杆减速齿轮522；连接板526的一端固定在移动插头521上，另一端设置有螺纹，通过螺纹与螺纹杆525滑动连接；移动插头521的接线端5211与充电线61连接，移动插头521的插线端5212插装在移动小车5的侧壁上，移动插头521的插线端5212能穿过移动小车5的侧壁与充电端子71的输入端712连接；通过螺纹杆减速齿轮522和螺纹杆驱动齿轮523啮合实现螺纹杆525转动，螺纹杆525带动连接板526滑动，使移动插头521在连接板526的作用下能沿自身轴线往复滑动，使移动插头521的插线端5212从移动小车5的侧壁滑进或滑出，实现移动插头521的插线端5212从充电端子71的输入端712中拔出或插入充电端子71的输入端712中。
所述移动插头521的周向上设有导向槽5213，移动小车5的侧壁上设有与导向槽5213配合的凸起59，对移动插头521起导向作用。
所述移动小车导轨41在每个载车板7的位置均设有电子标签412，移动小车5底部设有微型读卡器56，通过微型读卡器56读取电子标签412的位置信息确认移动小车5是否运动至相应的载车板7处，实现待充电的电动汽车的位置识别。
所述移动小车导轨41在每个载车板7的位置均设有自锁孔411，移动小车5的底部设有能与自锁孔411配合的自锁装置51；所述自锁装置51包括箱体512、弹簧513、电磁铁514和导电的自锁销511；电磁铁514固定在箱体512内壁的顶部；自锁销511安装在箱体512内；箱体512内设置有隔板5121，将箱体512分隔为上部空间和下部空间；自锁销511的上端穿过隔板5121正对电磁铁514，自锁销511的顶部凸缘5111位于上部空间中，通过顶部凸缘5111与隔板5121的配合来对自锁销511进行限位；自锁销511的下端伸出箱体512的底板外，自锁销511的下端能插入移动小车导轨41的各个自锁孔411中；自锁销511的下部凸缘5112位于下部空间中，通过箱体512的底板与下部凸缘5112的配合来对自锁销511进行限位；自锁销511上套装有弹簧513，自然长度时弹簧513的上端与隔板5121接触，下端与自锁销511的下部凸缘5112接触；电磁铁514通断电能够吸附或断开自锁销511，使自锁销511沿自身轴线上、下往复移动，实现自锁销511的下端从自锁孔411中拔出或插入自锁孔411中，进而实现移动小车5的解除自锁和自锁。
所述自锁销511套装弹簧513的部位的横截面为圆形，方便装配；自锁销511的下端插入自锁孔411的部分的横截面为方形，自锁孔411为方孔。
所述自锁销511的下端还设有滑轮5113，微型读卡器56与电子标签412接触并识别成功后，防止自锁销511还未运动至自锁孔411的正上方，导致自锁销511与自锁孔411错位，自锁销11在移动小车导轨41上滑动而磨损移动小车导轨41。
所述立体车库还包括配电箱8和车库控制器9；车库控制器9和配电箱8均安装在车库框架4的侧壁上，配电箱8与外部电网相连，车库控制器9与配电箱8连接；充电桩6与配电箱8连接；
所述车库框架4的一侧设有移动挂钩导轨42，移动挂钩导轨42上滑动安装有多个移动挂钩44，充电线61悬挂在所述移动挂钩44上；当移动小车5运动时，充电线61跟随移动，带动移动挂钩44在移动挂钩导轨42上滑动，避免充电线61干涉移动小车5的运动。
所述移动小车5上还设有电池53、移动小车控制器54、车轮驱动电机55和电池充电接口57；电池53为移动小车5提供电源；车轮驱动电机55用于驱动移动小车5的运动；移动小车控制器54与车库控制器9连接实现数据传输，实现对电动汽车充电操作；移动小车5通过电池充电接口57与移动小车导轨41端部的小车电能补充接口413连接，实现对移动小车5的充电。
本发明的工作原理和工作流程是：
如图10所示，首先用户将电动汽车停放在指定位置的载车板7上，手动将载车板7的充电端子71(充电端子71相当于导线作用)的输出端711插入电动汽车上的充电口中；然后堆垛机2的移动托架1运动至载车板7的下方将载车板7托起，堆垛机2根据指令将载车板7和电动汽车一起停放到车库的目标车位上；车库控制器9将停放有电动汽车的目标车位信息发送至相应移动小车5的移动小车控制器53；
设定靠近充电桩6的一端为移动小车5的起始位置，起始位置处移动小车5处于自锁状态，即自锁销511插入自锁孔411内(移动小车导轨41在移动小车5起始位置处也设有自锁孔411)；当移动小车5接收到移动小车控制器54的指令后，电磁铁514通电吸附自锁销511，使自锁销511向上运动并从自锁孔411内拔出，弹簧513被压缩，此时移动小车5解除自锁；
移动小车5沿着移动小车导轨41运动至目标车位，运动过程中电磁铁514一直处于通电状态；在移动小车5运动过程中，移动小车5底部的微型读卡器56识别遇到的电子标签412上的位置信息，移动小车控制器54判断微型读卡器56读取到的信息是否与目标车位信息一致；若不一致，移动小车5继续运动，直至微型读卡器56读取到的信息与收到的目标车位的电子标签412上的位置信息一致，移动小车5停止运动；然后电磁铁514断电，在弹簧513和重力的共同作用下，自锁销511下落；自锁销511插入自锁孔411中，实现移动小车5的自锁，将移动小车5固定在移动小车导轨41上；
然后螺纹杆驱动电机524开始工作，带动螺纹杆525转动，使连接板526沿着螺纹杆525朝着载车板7上的充电端子71的方向滑动，使移动插头521的插线端5212从移动小车5的侧壁滑出并插入充电端子71的输入端712中，即可对停放的电动汽车进行充电；充电完成后，螺纹杆驱动电机524反向转动，带动螺纹杆525反向转动，使连接板526沿着螺纹杆525背离载车板7上的充电端子71的方向滑动，使移动插头521的插线端5212从充电端子71的输入端712中拔出，并滑进移动小车5内，实现移动插头521的收放；移动小车5解除自锁，运动至下一目标车位并重复充电上述过程，直到移动小车5完成所有目标车位上电动汽车的充电并返回至初始位置。
当电动小车5完成所有目标车位上电动汽车的充电后，受小车控制器54的控制，移动小车5回到起始位置并完成自锁，移动小车5的电池充电接口57与移动小车导轨41端部的小车电能补充接口413连接，对移动小车5进行充电，完成电能补充。
本申请的立体车库可以根据实际需求将多个车库单元3进行模块化组装，以提高停车场地的空间利用率。
本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (10)

1.一种可供电动汽车充电的模块化立体车库，其特征在于，该立体车库由多个模块化的车库单元组成；每个车库单元均包括车库框架、移动小车、充电桩和载车板；多个载车板滑动安装在车库框架的载车板导轨上，每个载车板上均设有充电端子，充电端子的输出端能与电动汽车的充电口连接；移动小车滑动安装在车库框架一侧的移动小车导轨上，移动小车的接线端与充电桩的输出端连接；移动小车的插线端能够与各个载车板上的充电端子的输入端连接；充电桩设置在车库框架的一端，与载车板不干涉；移动小车能够运动至相应载车板的位置，使充电桩通过移动小车、相应的充电端子为相应位置的电动汽车充电。
2.根据权利要求1所述的可供电动汽车充电的模块化立体车库，其特征在于，移动小车上设有插接组件，插接组件包括移动插头、螺纹杆减速齿轮、螺纹杆驱动齿轮、螺纹杆驱动电机、螺纹杆和连接板；所述螺纹杆驱动电机安装在移动小车的底板上，螺纹杆驱动电机的输出轴上固定有螺纹杆驱动齿轮；螺纹杆的两端与移动小车的两侧转动连接，螺纹杆上固定有与螺纹杆驱动齿轮啮合的螺纹杆减速齿轮；连接板的一端固定在移动插头上，另一端与螺纹杆滑动连接；移动插头的接线端与充电桩的输出端连接，移动插头的插线端插装在移动小车的侧壁上且能穿过移动小车的侧壁与充电端子的输入端连接。
3.根据权利要求2所述的可供电动汽车充电的模块化立体车库，其特征在于，移动插头的周向上设有导向槽，移动小车的侧壁上设有与导向槽配合的凸起。
4.根据权利要求1所述的可供电动汽车充电的模块化立体车库，其特征在于，移动小车导轨在每个载车板的位置均设有自锁孔，移动小车的底部设有能与自锁孔配合的自锁装置；所述自锁装置包括箱体、弹簧、电磁铁和自锁销；电磁铁固定在箱体内壁的顶部；自锁销安装在箱体内，自锁销的上端穿过箱体的隔板正对电磁铁；自锁销的下端伸出箱体的底板外，自锁销的下端能插入移动小车导轨的各个自锁孔中；箱体的底板对下部凸缘限位；所述弹簧套装在自锁销的上部，为自锁销插入自锁孔提供弹力；电磁铁通断电能吸附或断开自锁销，实现自锁销的下端从自锁孔中拔出或插入自锁孔中。
5.根据权利要求4所述的可供电动汽车充电的模块化立体车库，其特征在于，自锁销套装弹簧的部位的横截面为圆形；自锁销的下端插入自锁孔的部分的横截面为方形。
6.根据权利要求4或5所述的可供电动汽车充电的模块化立体车库，其特征在于，自锁销的下端设有滑轮，防止当自锁销与自锁孔错位时，自锁销在移动小车导轨上滑动而磨损移动小车导轨。
7.根据权利要求1所述的可供电动汽车充电的模块化立体车库，其特征在于，车库框架的一侧设有移动挂钩导轨，移动挂钩导轨上滑动安装有多个移动挂钩，充电线悬挂在所述移动挂钩上；当移动小车运动时，充电线跟随移动，带动移动挂钩在移动挂钩导轨上滑动。
8.根据权利要求1所述的可供电动汽车充电的模块化立体车库，其特征在于，移动小车导轨在每个载车板的位置均设有电子标签，移动小车底部设有微型读卡器，实现待充电的电动汽车的位置识别。
9.根据权利要求1所述的可供电动汽车充电的模块化立体车库，其特征在于，立体车库还包括配电箱和车库控制器；车库控制器和配电箱均安装在车库框架的侧壁上，配电箱与外部电网相连，车库控制器与配电箱连接；充电桩与配电箱连接。
10.根据权利要求9所述的可供电动汽车充电的模块化立体车库，其特征在于，移动小车上设有电池、移动小车控制器、车轮驱动电机和电池充电接口；电池为移动小车提供电源；车轮驱动电机用于驱动移动小车运动；移动小车控制器与车库控制器实现数据传输；电池充电接口用于电池的充电。
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