CN112038831A - 电连接装置、应急电源及车载用电设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电连接装置、应急电源及车载用电设备。上述应急电源及车载用电设备通过电连接装置实现电连接。其中，通过第一磁铁与配合件的磁吸附作用，可使球形凸点与球形凹槽保持配合状态，从而使第一导电件与第二导电件实现电连接。第一导电件与第二导电件通过磁力实现紧密接触，故不会出现弹性疲劳等问题。而且，球形凸点与球形凹槽的内壁为球面接触，接触面积大。而且，即使特定的应用场景下振动剧烈，导致第一导电件与第二导电件的位置产生偏斜，也不会造成球形凸点与球形凹槽的接触面积显著减小，从而保证可靠接触。因此，上述电连接装置使得应急电源与车载用电设备之间电连接的可靠性显著提升。

Description

电连接装置、应急电源及车载用电设备

技术领域

本发明涉及汽车用品技术领域，特别涉及一种电连接装置、应急电源及车载用电设备。

背景技术

用电器与电源之间常常通过插座、插头配合的方式进行电连接，并依靠内部的弹簧或弹片的弹性作用实现插头与插座内导电片的紧密接触。在一些应用场景内，由于振动及摩擦，故插座与插头配合的方式容易出现松动。而且，由于依靠弹簧或弹片的弹力使连接物与被连接物接触，故连接物与被连接物处于物理弹性排斥状态，容易出现弹性疲劳、接触部分机械摩擦、接触内阻大等问题，进而导致电连接的可靠性较差。

发明内容

基于此，有必要针对现有电连接方式可靠性的问题，提供一种能够提升电连接的可靠性的电连接装置、应急电源及车载用电设备。

一种电连接装置，用于第一设备与第二设备实现电连接，所述电连接装置包括：

设置于所述第一设备的第一导电件及第一磁铁；

设于所述第二设备的第二导电件及配合件，且所述配合件能够与所述第一磁铁进行磁吸附；

其中，所述第一导电件及所述第二导电件的任一个上设有球形凹槽，另一个上设有与所述球形凹槽相匹配的球形凸点，且当所述球形凸点与所述球形凹槽的内壁接触配合时，所述第一磁铁与所述配合件相吸附。

在其中一个实施例中，所述第一磁铁为永磁铁或电磁铁。

在其中一个实施例中，所述配合件为与所述第一磁铁的磁极相反的第二磁铁。

在其中一个实施例中，所述第一磁铁为多个，且所述第一导电件位于的多个所述第一磁铁之间。

在其中一个实施例中，所述第一导电件及所述第二导电件呈柱状，且所述第一导电件的端面开设有所述球形凹槽，所述第二导电件的末端形成有所述球形凸点。

在其中一个实施例中，所述电连接装置还包括套设于所述第二导电件的缓冲弹簧，且所述球形凸点与所述球形凹槽配合时，所述缓冲弹簧与所述球形凹槽的边缘抵接。

在其中一个实施例中，所述第一设备及所述第二设备上分别设置有抵接平面及承载平面，且当所述球形凸点与所述球形凹槽的内壁接触配合时，所述抵接平面与所述承载平面相抵接。

在其中一个实施例中，还包括设于所述抵接平面的定位孔及设于所述承载平面的定位凸起，且当所述球形凸点与所述球形凹槽的内壁接触配合时，所述定位凸起卡持于所述定位孔内。

一种应急电源，用于为用电设备供电，所述应急电源包括：

电源壳体；及

如上述优选实施例中任一项所述的电连接装置的所述第一导电件及所述第一磁铁；

其中，所述第一导电件及所述第一磁铁设于所述电源壳体。

一种车载用电设备，包括：

设备本体；及

如上述优选实施例中任一项所述的电连接装置的所述第二导电件及所述配合件；

其中，所述第二导电件及所述配合件设于所述设备本体。

上述应急电源及车载用电设备，通过电连接装置实现电连接。其中，通过第一磁铁与配合件的磁吸附作用，可使球形凸点与球形凹槽保持配合状态，从而使第一导电件与第二导电件实现电连接。第一导电件与第二导电件通过磁力实现紧密接触，故不会出现弹性疲劳等问题。而且，球形凸点与球形凹槽的内壁为球面接触，接触面积大。而且，即使特定的应用场景下振动剧烈，导致第一导电件与第二导电件的位置产生偏斜，也不会造成球形凸点与球形凹槽的接触面积显著减小，从而保证可靠接触。因此，上述电连接装置使得应急电源与车载用电设备之间电连接的可靠性显著提升。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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他的附图。

图1为本发明较佳实施例中应急电源与车载用电设备配合示意图；

图2为本发明较佳实施例中应急电源的爆炸图；

图3为图2所示应急电源中第一导电件的局部放大示意图；

图4为图2所示应急电源另一角度的爆炸图；

图5为本发明较佳实施例中车载用电设备的结构示意图；

图6为图5所示车载用电设备的爆炸图；

图7为图6所示车载用电设备中第二导电件的局部放大示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参阅图1，本发明提供了一种应急电源100及车载用电设备200，应急电源100用于为用电设备，如车载用电设备200供电。此外，本发明还提供一种电连接装置(图未标)，该电连接装置用于第一设备与第二设备实现电连接。具体在本实施例中，第一设备与第二设备分别指的是应急电源100及车载用电设备200，电连接装置用于实现应急电源100与车载用电设备200之间的电连接。

请一并参阅图2至图4，本发明较佳实施例中的应急电源100包括电源壳体110、第一导电件120及第一磁铁130。

电源壳体110起收容作用，一般由树脂、塑料等材料成型。为实现基本功能，应急电源100一般还包括储能元件(图未示)及电路板140等其他元件，该其他元件均可收容于电源壳体110内。

具体在本实施例中，电源壳体110包括上壳111及底板112。上壳111的一侧开口，底板112可安装于上壳111开口的边缘并覆盖上壳111的开口。上壳111与底板112的材质可以相同，也可以不同；底板112可通过卡扣与上壳111实现卡接，也可胶合于上壳111。

上壳111一般为塑料或树脂成型的硬壳结构。为了便于取放应急电源100，具体在本实施例中，上壳111的侧壁设有防滑筋条1111。防滑筋条1111能够增大操作者握持电源壳体110时的摩擦力。

第一导电件120设于电源壳体110。第一导电件120的作用是将应急电源100的电能引出，故第一导电件120一般由铜、铝等良导体或其合金成型。第一导电件120可以是板状、片状或柱状结构。具体在本实施例中，底板112上设有避位孔1121，第一导电件120与避位孔1121相对设置。

进一步的，第一导电件120上设有球形凹槽或球形凸点。具体在本实施例中，第一导电件120呈柱状，且端面设有球形凹槽121。球形凹槽121指的是，其内壁为球形表面的一部分。

第一磁铁130设于电源壳体110。第一磁铁130可以是永磁铁，也可以是电磁铁。具体在本实施例中，第一磁铁130为永磁铁。如，钕铁硼磁铁、钐钴磁铁及氧化磁铁等。永磁铁具有安装方便，成本较低等优势，能够降低应急电源100的成本。

使用上述应急电源100时，可将电源壳体110贴于用电设备的金属外壳，通过第一磁铁130的吸附作用，便可使电源壳体110吸附于用电设备上，从而实现应急电源100的固定。因此，应急电源100的使用过程中可解放操作者的双手，使用更方便。

具体在本实施例中，第一磁铁130安装于底板112上。因此，在使用上述应急电源100时，一般将底板112贴于用电设备，从而使得第一磁铁130的磁力更容易传导至用电设备上。

此外，底板112为TPU(Thermoplastic polyurethanes，热塑性聚氨酯弹性体橡胶)软胶板状结构。软胶材质的底板112质地柔软，故能够避免对用电设备的外壳造成磨损。而且，软胶材质的底板112表面的摩擦因数较大，能够增加电源壳体110与用电设备之间的摩擦力。因此，即使在使用环境中存在较大的振动，也不会造成应急电源100从用电设备上滑落。

更重要的是，TPU软胶具有较好的可挠性，相较于传统的硬质板体结构，在保证不易破损的前提下，TPU软胶材质的底板112的厚度可显著减小。如此，可避免因使用更大磁通量磁铁而增加成本。

进一步的，具体在本实施例中，第一磁铁130为多个，且多个第一磁铁130在底板112上的位置可调。

用电设备因种类或型号的不同，其尺寸及形状也千差万别。通过调整第一磁铁130在底板112上的分布位置，可针对不同的用电设备调整磁吸附力的作用位点，从而使得应急电源100与用电设备之间吸附更牢固。

更进一步的，具体在本实施例中，底板112的内壁形成有多个弹性卡槽1122，每个第一磁铁130可收容并卡持于任一个弹性卡槽1122内。

弹性卡槽1122可由底板112内壁纵横交错的筋条围设而成。筋条与底板112一体成型，同样为TPU软胶材质，故由筋条围设而成的卡槽结构便具有弹性，其长宽可在一定范围内弹性变化。弹性卡槽1122能够对第一磁铁130起到较好的限位及固定作用。而在需要对第一磁铁130的位置进行调整时，先打开底板112，将第一磁铁130从其中一个弹性卡槽1122内扣出101，再卡进另一个弹性卡槽1122内即可。

请一并参阅图5至图7，本发明较佳实施例中的车载用电设备200包括设备本体210、第二导电件220及配合件230。

设备本体210根据不同的用电设备的类型有所不同，本实施例中的车载用电设备200为车载吸尘器，故设备本体210为吸尘器本体。

第二导电件220设于设备本体210，且与第一导电件120的结构类似。第二导电件220的作用是为设备本体210引入电流，故第二导电件220也一般由铜、铝等良导体或其合金成型。同样的，第二导电件220可以是板状、片状或柱状结构。

进一步的，第二导电件220上设有球形凹槽或球形凸点。第二导电件220上所设置的结构与第一导电件120上所设置的结构不同。即，当第一导电件120上设有球形凹槽时，第二导电件220上则设置球形凸点；而当第一导电件120上设有球形凸点时，第二导电件220上则设置球形凹槽。

具体在本实施例中，第二导电件220呈柱状，且第二导电件220的末端形成有球形凸点221。球形凸点121可以是完整的球体，也可是球体的一部分，如二分之一球体或四分之三球体。球形凸点121的外表面呈球面，且其外径略小于球形凹槽121的内径。因此，球形凸点121可伸入球形凹槽121内，并与球形凹槽121的内壁实现球面接触。

配合件230设于设备本体210。配合件230可以是导磁性较好的金属。譬如，设备本体210的金属外壳或者内置的金属支架。此外，配合件230也可是与第一磁铁130结构相同的、置于设备本体210内的磁铁。因此，配合件230能够与第一磁铁130进行磁吸附。

在采用应急电源100与车载用电设备200供电时，需先将应急电源100贴于车载用电设备200。在第一磁铁130与配合件230的配合下，应急电源100将与车载用电设备200实现吸附。而且，当第一磁铁130与配合件230相吸附时，球形凸点221与球形凹槽121的内壁接触配合。

球形凸点221与球形凹槽121相配合时，第一导电件120与第二导电件220实现电连接，从而实现应急电源100与车载用电设备200电连接，应急电源100所存储的电能可经由第一导电件120及第二导电件220传输至车载用电设备200。

球形凸点221与球形凹槽121的内壁为球面接触，接触面积大。而且，由于球形凸点221与球形凹槽121的接触面为曲面而非平面，两者之间的触点更立体，故不易发生接触不良的情况，接触的可靠性更高。即使特定的应用场景下振动剧烈，导致第一导电件120与第二导电件220的位置产生偏斜，也不会造成球形凸点221与球形凹槽121的接触面积显著减小，从而保证可靠接触。

此外，通过第一磁铁130与配合件230的磁吸附作用，可使球形凸点221与球形凹槽121始终保持配合状态，从而使第一导电件120与第二导电件220保持电连接。可见，第一导电件120与第二导电件220通过磁力实现紧密接触，两者之间不存在弹性排斥，故不会出现弹性疲劳等问题。因此，电连接的可靠性得到显著提升。

在本实施例中，配合件230为与第一磁铁220的磁极相反的第二磁铁。即，第一磁铁220与配合件230配合时，第一磁铁220的南极与第二磁铁的北极相对；或者，第一磁铁220的北极与第二磁铁的南极相对。

具体的，当两个磁极相反的磁铁相吸附时，两者的磁力中轴线是重合的。因此，可对配合件230及第一磁铁220的位置进行初始设定，使得球形凸点221与球形凹槽121的内壁配合时，两者的磁力中轴线重合。

在将应急电源100与车载用电设备200进行电连接时，配合件230与第一磁铁220一旦靠近，便会在磁力作用下使两者具有磁力中轴线重叠的趋势。如此，在磁力的作用下，配合件230与第一磁铁220终将重叠，而球形凸点221与球形凹槽121也终将对齐。也就是说，配合件230与第一磁铁220配合具有自动导向定位功能，能够使球形凸点221与球形凹槽121自动对准，从而无需人工对齐第一导电件120与第二导电件220，显著地提升了操作的便捷性。

由此可见，第一导电件120、第一磁铁130、第二导电件220及配合件230构成了上述电连接装置，实现了应急电源100与车载用电器200之间的电连接。

在本实施例中，第一设备及第二设备上分别设置有抵接平面101及承载平面102，且当球形凸点221与球形凹槽121的内壁接触配合时，抵接平面101与承载平面102相抵接。

具体的，本实施例中的第一设备及第二设备分别指的是应急电源200及车载用电器200。也就是说，抵接平面101及承载平面102分别设于应急电源200及车载用电器200上。其中，抵接平面101可以位于底板112的外表面，承载平面102则位于设备主体210的外表面。

应急电源100在与车载用电器200电连接时，抵接平面101与承载平面102相抵接，从而使得应急电源100与车载用电器200之间实现平面支撑，故支撑稳定性更好，进而有效地防止了电连接时应急电源100发生晃动、翘曲、偏转等动作，保证了电连接的可靠性。

进一步的，在本实施例中，电连接装置还包括设于抵接平面101的定位孔1123及设于承载平面102的定位凸起211，且当球形凸点221与球形凹槽121的内壁接触配合时，定位凸起211卡持于定位孔1123内。

因此，应急电源100在与车载用电器200电连接时，定位凸起211与定位孔1123配合，能够进一步地防止应急电源100相对于设备主体210发生横移或摆动，从而进一步保证电连接的可靠性。

在本实施例中，第一磁铁130为多个，且第一导电件120位于的多个第一磁铁130之间。

具体的，第一磁铁130可以为三个，并呈品字形分布。对应的，配合件230也为多个且与第一磁铁130的位置相对应。由于第一导电件120位于的多个第一磁铁130之间。因此，当第一磁铁130与配合件230相作用时，磁性作用力的作用点沿第一导电件120的周向分布，从而使得第一导电件120与第二导电件220受力更平稳，有助于提升第一导电件120与第二导电件220电连接的可靠性。

在本实施例中，电连接装置还包括套设于第二导电件220的缓冲弹簧240，且球形凸点221与球形凹槽121配合时，缓冲弹簧240与球形凹槽121的边缘抵接。

具体的，在第一导电件120与第二导电件220进行配合时，缓冲弹簧240能够避免球形凸点221与球形凹槽121的内壁发生激烈的碰撞，从而避免了不必要的磨损。另外，在使用过程中，缓冲弹簧240还能吸收振动所产生的动能，从而减弱球形凸点221与球形凹槽121的相对移动，进一步防止免球形凸点221与球形凹槽121发生磨损。

如前所述，在本实施例中，第一磁铁130为永磁铁。显然，在其他实施例中，第一磁铁130还可以是电磁铁。

电磁铁包括铁芯及线圈，线圈通电时即可产生磁力，而断电则磁力消失。在应急电源100进行供电时，线圈同样通电，从而实现吸附。而应急电源100使用完毕后，则使线圈断电。此时，第一磁铁130的磁力消失，将无法实现磁吸附，从而方便将应急电源100取走。

上述应急电源100及车载用电设备200，通过电连接装置实现电连接。其中，第一磁铁130与配合件230的磁吸附作用，可使球形凸点221与球形凹槽121保持配合状态，从而使第一导电件120与第二导电件220实现电连接。第一导电件120与第二导电件220通过磁力实现紧密接触，故不会出现弹性疲劳等问题。而且，球形凸点221与球形凹槽121的内壁为球面接触，接触面积大。而且，即使特定的应用场景下振动剧烈，导致第一导电件120与第二导电件220的位置产生偏斜，也不会造成球形凸点221与球形凹槽121的接触面积显著减小，从而保证可靠接触。因此，上述电连接装置使得应急电源100与车载用电设备200之间电连接的可靠性显著提升。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电连接装置，用于第一设备与第二设备实现电连接，其特征在于，所述电连接装置包括：

设置于所述第一设备的第一导电件及第一磁铁；

设于所述第二设备的第二导电件及配合件，且所述配合件能够与所述第一磁铁进行磁吸附；

其中，所述第一导电件及所述第二导电件的任一个上设有球形凹槽，另一个上设有与所述球形凹槽相匹配的球形凸点，且当所述球形凸点与所述球形凹槽的内壁接触配合时，所述第一磁铁与所述配合件相吸附。

2.根据权利要求1所述的电连接装置，其特征在于，所述第一磁铁为永磁铁或电磁铁。

3.根据权利要求1所述的电连接装置，其特征在于，所述配合件为与所述第一磁铁的磁极相反的第二磁铁。

4.根据权利要求1所述的电连接装置，其特征在于，所述第一磁铁为多个，且所述第一导电件位于的多个所述第一磁铁之间。

5.根据权利要求1所述的电连接装置，其特征在于，所述第一导电件及所述第二导电件呈柱状，且所述第一导电件的端面开设有所述球形凹槽，所述第二导电件的末端形成有所述球形凸点。

6.根据权利要求5所述的电连接装置，其特征在于，所述电连接装置还包括套设于所述第二导电件的缓冲弹簧，且所述球形凸点与所述球形凹槽配合时，所述缓冲弹簧与所述球形凹槽的边缘抵接。

7.根据权利要求1所述的电连接装置，其特征在于，所述第一设备及所述第二设备上分别设置有抵接平面及承载平面，且当所述球形凸点与所述球形凹槽的内壁接触配合时，所述抵接平面与所述承载平面相抵接。

8.根据权利要求7所述的电连接装置，其特征在于，还包括设于所述抵接平面的定位孔及设于所述承载平面的定位凸起，且当所述球形凸点与所述球形凹槽的内壁接触配合时，所述定位凸起卡持于所述定位孔内。

9.一种应急电源，用于为用电设备供电，其特征在于，所述应急电源包括：

电源壳体；及

如上述权利要求1至8任一项所述的电连接装置的所述第一导电件及所述第一磁铁；

其中，所述第一导电件及所述第一磁铁设于所述电源壳体。

10.一种车载用电设备，其特征在于，包括：

设备本体；及

如上述权利要求1至8任一项所述的电连接装置的所述第二导电件及所述配合件；

其中，所述第二导电件及所述配合件设于所述设备本体。

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