CN112992568B - 电源分配装置和充电设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电源分配装置和充电设备，电源分配装置包括：三轴机械臂，三轴机械臂包括水平横向移动组件、水平纵向移动组件和水平伸缩移动组件；连接通道选择模块，连接通道选择模块设置在水平纵向移动组件的固定支架上，连接通道选择模块包括连接通道选择单元、磁性连接单元和放置架，其中，放置架固定在连接通道选择单元的一侧，磁性连接单元放置在放置架上；抓取模块，抓取模块设置在水平伸缩移动组件上，其中，抓取模块在水平横向移动组件、水平纵向移动组件和水平伸缩移动组件的带动下抓取磁性连接单元，并将磁性连接单元插入连接通道选择模块中。由此，能够实现电源分配，而且结构简单，成本低，维护便捷。
Description
技术领域
本发明涉及充电装置技术领域，具体涉及一种电源分配装置和一种充电设备。
背景技术
相关技术中，针对充电堆的柔性电源分配系统，尤其是其核心单元PDU，一般是采用单个继电器/接触器组成MxN阵列方式，或是采用多个固定多触点的继电器/接触器的方式，其本质上都是一种阵列方式的MxN的继电器组，结构复杂，成本高，并且维护困难。
发明内容
本发明为解决上述技术问题，提供了一种电源分配装置，通过三轴机械臂抓取磁性连接单元来进行通道选择性地接通和闭合，从而实现电源分配，结构简单，成本低，并且维护便捷。
本发明采用的技术方案如下：
一种电源分配装置，包括：三轴机械臂，所述三轴机械臂包括水平横向移动组件、水平纵向移动组件和水平伸缩移动组件；连接通道选择模块，所述连接通道选择模块设置在所述水平纵向移动组件的固定支架上，所述连接通道选择模块包括连接通道选择单元、磁性连接单元和放置架，其中，所述放置架固定在所述连接通道选择单元的一侧，所述磁性连接单元放置在所述放置架上；抓取模块，所述抓取模块设置在所述水平伸缩移动组件上，其中，所述抓取模块在所述水平横向移动组件、所述水平纵向移动组件和所述水平伸缩移动组件的带动下抓取所述磁性连接单元，并将所述磁性连接单元插入所述连接通道选择单元中。
所述连接通道选择单元包括：第一夹板，所述第一夹板上开设有多个导向孔；第一夹板，所述第一夹板上开设有多个导向孔；导电组件，所述导电组件固定在所述第一夹板和所述第二夹板之间。
所述导电组件包括多个条状输入铜排和多个条状输出铜排，每个所述条状输入铜排分别与多个所述输出铜排十字交叉设置，其中，每个所述条状输入铜排均包括正输入铜排和负输入铜排，所述正输入铜排和所述负输入铜排分别与待分配电源的正极和负极相连；每个所述条状输出铜排均包括正输出铜排和负输出铜排，所述正输出铜排与所述负输出铜排分别与充电枪的正极和负极相连，其中，所述条状输入铜排与所述条状输出铜排构成的矩形区域与所述导向孔和所述带磁性碳钢柱塞孔相对应。
所述导向孔呈矩形，所述带磁性碳钢柱塞孔呈台柱形。
所述磁性连接单元包括：磁性元件，所述磁性元件呈台柱形；连接主体，所述连接主体的一端固定在所述磁性元件的底部，所述连接主体呈长方体形状；L型导电铜排，所述L型导电铜排固定在所述连接主体的侧面；连接骨架，所述连接骨架的一端固定的所述连接主体的另一端，所述连接骨架呈圆柱形；锁紧组件，所述锁紧组件固定在所述连接骨架的另一端。
所述磁性连接单元还包括：两个弹性触指，所述两个弹性触指对应设置在所述L型导电铜排上。
所述锁紧组件包括：第一锁紧座，所述第一锁紧座的一端固定在所述连接骨架的另一端，所述第一锁紧座上开设有第一开孔；锁紧柱，所述锁紧柱的一端固定在所述第一锁紧座的另一端；第二锁紧座，所述第二锁紧座的一端固定在所述锁紧柱的另一端，所述第二锁紧座上开设有第二开孔。
所述抓取模块包括：支座，所述支座固定在所述水平伸缩移动组件上；第一定位销钉和第二定位销钉，所述第一定位销钉和第二定位销钉固定在所述支座上，其中，所述第一定位销钉和所述第二定位销钉分别与所述第一开孔和第二开孔对应设置；复位弹簧，所述复位弹簧固定在所述支座上；卡爪，所述卡爪与所述复位弹簧相连所述卡爪与所述锁紧柱对应设置。
一种充电设备，包括上述的电源分配装置。
本发明的有益效果：
本发明通过三轴机械臂抓取磁性连接单元来进行通道选择性地接通和闭合，从而实现电源分配，结构简单，成本低，并且维护便捷。
附图说明
图1为本发明实施例的电源分配装置的结构示意图；
图2a-2c为本发明一个实施例的连接通道选择单元的结构示意图；
图3为本发明一个实施例的三轴机械臂中水平伸缩移动组件的结构示意图；
图4为本发明一个实施例的放置架的结构示意图；
图5为本发明一个实施例的磁性连接单元的结构示意图；
图6为本发明一个实施例的抓取模块的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1是根据本发明实施例的电源分配装置的结构示意图。
相关技术中，充电桩实现功率分配基本上是选用的直流接触器或者IGBT单元之类的电子开关来实现功率模块(包括至少一个电源或电源转换模块，如AC/DC等，能够提供一路电源输出)与充电枪之间电路的通断，进行功率的分配。这种分配方式技术较为成熟，但是由于本身线路设计的原因，需要有大量的电子开关来根据复杂的需求进行反复的通断，因此，结构复杂，成本较高，并且维护起来也比较困难。
为此，本发明实施例提出了一种电源分配装置，通过三轴机械臂抓取磁性连接单元来进行通道选择性地接通和闭合，从而实现电源分配，结构简单，成本低，并且维护便捷。
具体地，如图1所示，本发明实施例的电源分配装置可包括三轴机械臂100、连接通道选择模块200和抓取模块300。
其中，三轴机械臂100可包括水平横向移动组件110、水平纵向移动组件120和水平伸缩移动组件130；连接通道选择模块200设置在水平纵向移动组件120的固定支架上，连接通道选择模块200可包括连接通道选择单元210、磁性连接单元220和放置架230，其中，放置架230固定在连接通道选择单元210的一侧，磁性连接单元220放置在放置架230上；抓取模块300设置在水平伸缩移动组件130上，其中，抓取模块300在水平横向移动组件110、水平纵向移动组件120和水平伸缩移动组件130的带动下抓取磁性连接单元220，并将磁性连接单元220插入连接通道选择单元210中。
首先，结合图2a-2c来详细说明连接通道选择单元210的具体结构。
根据本发明的一个实施例，如图2a和2b所示，连接通道选择单元210可包括：第一夹板211、第二夹板212和导电组件213。其中，第一夹板211上开设有多个导向孔，第二夹板212上开设有多个带磁性碳钢柱塞孔，导电组件213固定在第一夹板211和第二夹板212之间。其中，导向孔呈矩形，带磁性碳钢柱塞孔呈台柱形。
根据本发明的一个实施例，如图2c所示，导电组件213可包括多个条状输入铜排和多个条状输出铜排，其中，每个条状输入铜排分别与多个输出铜排十字交叉设置，其中，每个条状输入铜排均包括正输入铜排和负输入铜排，正输入铜排和负输入铜排分别与待分配电源的正极和负极相连；每个条状输出铜排均包括正输出铜排和负输出铜排，正输出铜排与负输出铜排分别与充电枪的正极和负极相连，其中，条状输入铜排与条状输出铜排构成的矩形区域与导向孔和带磁性碳钢柱塞孔相对应。
其次，结合图1和图3来详细说明三轴机械臂100的具体结构。
具体地，如图3所示，以三轴机械臂100的水平伸缩移动组件130为例，其中，水平伸缩移动组件130可包括驱动电机131、联轴器132、同步带133、滑台导轨134、固定支架135和张紧轮装置136，当驱动电机131工作时，在驱动电机131、联轴器132和张紧轮装置136的作用下，同步带可带动滑台导轨134在固定支架上来回运动。水平横向移动组件110、水平纵向移动组件120的结构可参照水平伸缩移动组件130的结构，为避免冗余，在此不再详述。其中，抓取模块300可固定在滑台导轨134上，水平伸缩移动组件130的滑台导轨134可固定在水平纵向移动组件120的滑台导轨上。
需要说明的是，如图4所示，放置架230上可开设有矩形卡槽，其中，可将磁性连接单元220放置在放置架230的矩形卡槽中，以对磁性连接单元220进行空间定位从而保证磁性连接单元220不会出现自身旋转。
具体而言，在实际应用时，可通过对水平横向移动组件110、水平纵向移动组件120和水平伸缩移动组件130中的驱动电机进行控制，可使抓取模块300运动至放置在放置架230上的磁性连接单元220，并抓取磁性连接单元220。进一步地，通过再次对水平横向移动组件110、水平纵向移动组件120和水平伸缩移动组件130中的驱动电机进行控制，可将抓取到的磁性连接单元220插入连接通道选择单元210中的导电组件213中。其中，磁性连接单元220在插入导电组件213后，可将相应的条状输入铜排和条状输出铜排连通，从而将对应的待分配电源分配至相应的充电枪。
需要说明的是，在整个过程中，磁性连接单元220与抓取模块300一直呈垂直位置关系，能够有效地防止侧向力。
由此，通过三轴机械臂抓取磁性连接单元来进行通道选择性地接通和闭合，从而实现电源分配，结构简单，成本低，并且维护便捷，故障点通过目测即可进行排查，同时，结构独立性较好，容易更换。
下面结合具体实施例来详细说明抓取模块300如何对磁性连接单元220进行抓取。
根据本发明的一个实施例，如图5所示，磁性连接单元220可包括：磁性元件221、连接主体222、L型导电铜排223、连接骨架224和锁紧组件225。其中，磁性元件221呈台柱形；连接主体222的一端固定在磁性元件221的底部，连接主体222呈长方体形状；L型导电铜排223固定在连接主体222的侧面；连接骨架224的一端固定的连接主体222的另一端，连接骨架224呈圆柱形；锁紧组件225固定在连接骨架224的另一端。
根据本发明的一个实施例，如图5所示，锁紧组件225可包括第一锁紧座2251、锁紧柱2252和第二锁紧座2253。其中，第一锁紧座2251的一端固定在连接骨架224的另一端，第一锁紧座2251上开设有第一开孔；锁紧柱2252的一端固定在第一锁紧座2251的另一端；第二锁紧座2253的一端固定在锁紧柱2252的另一端，第二锁紧座2253上开设有第二开孔。其中，第一开孔和第二开孔设置在同一方向上。
根据本发明的一个实施例，如图5所示，磁性连接单元220还可包括：两个弹性触指226，其中，两个弹性触指226对应设置在L型导电铜排上。
根据本发明的一个实施例，如图6所示，抓取模块300可包括：支座310、第一定位销钉320、第二定位销钉330、复位弹簧340和卡爪350。其中，支座310固定在水平伸缩移动组件130上；第一定位销钉320和第二定位销钉330固定在支座310上，其中，第一定位销钉320和第二定位销钉330分别与第一开孔和第二开孔对应设置；复位弹簧340固定在支座310上；卡爪350与复位弹簧340相连，卡爪350与锁紧柱2252对应设置。
具体而言，基于上述结构，在通过抓取模块300抓取磁性连接单元220时，可从侧面滑入，先由第一定位销钉320插入第一开孔，第二定位销钉330插入第二开孔进行定位，再通过卡爪350由导向缺口受力后自动张开，通过复位弹簧340的作用使卡爪350抱住锁紧柱2252的圆周面，由此，通过双销钉加卡爪双向限制保证了连接器与机械臂的可靠固定形式。
进一步而言，当卡爪350需要松开磁性连接单元220时，半圆形卡爪350因牵引力产生相对滑动，产生通过结构侧面拉拔实现自动脱钩，其中，卡爪350复位由复位弹簧340(或其他弹性元件)实现。
由此，整个过程中，无需电机驱动，并且卡爪350在抓取与脱钩时都与磁性连接单元220放置位置成垂直角度，可保证滑入与脱钩不会出现侧滑现象。
进一步地，在磁性连接单元220插入导电组件213后，磁性元件221可插入带磁性碳钢柱塞孔中，从而保证磁性连接单元220与磁性底板一直存在压力接触，保证连接的稳定性。其中，磁性元件221与带磁性碳钢柱塞孔的形状匹配，连接主体222与导向孔的形状匹配，由此，磁性连接单元220在插入导电组件213时能够保证空间定位，并且通过L型导电铜排223可将相应的条状输入铜排和条状输出铜排连通，从而将对应的待分配电源分配至相应的充电枪。其中，通过弹性触指226可实现L型导电铜排223与条状输入铜排和条状输出铜排进行更好的连通。
综上所述，根据本发明实施例的电源分配装置，三轴机械臂包括水平横向移动组件、水平纵向移动组件和水平伸缩移动组件，连接通道选择模块设置在水平纵向移动组件的固定支架上，连接通道选择模块包括连接通道选择单元、磁性连接单元和放置架，其中，放置架固定在连接通道选择单元的一侧，磁性连接单元放置在放置架上，抓取模块设置在水平伸缩移动组件上，其中，抓取模块在水平横向移动组件、水平纵向移动组件和水平伸缩移动组件的带动下抓取磁性连接单元，并将磁性连接单元插入连接通道选择模块中，由此，通过三轴机械臂抓取磁性连接单元来进行通道选择性地接通和闭合，从而实现电源分配，结构简单，成本低，并且维护便捷。
对应上述实施例，本发明还提出一种充电设备。
本发明实施例的充电设备包括上述的电源分配装置。
根据本发明实施例的充电设备，通过三轴机械臂抓取磁性连接单元来进行通道选择性地接通和闭合，从而实现电源分配，结构简单，成本低，并且维护便捷。
在本发明的描述中，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一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，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。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。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (9)
1.一种电源分配装置，其特征在于，包括：
三轴机械臂，所述三轴机械臂包括水平横向移动组件、水平纵向移动组件和水平伸缩移动组件；
连接通道选择模块，所述连接通道选择模块设置在所述水平纵向移动组件的固定支架上，所述连接通道选择模块包括连接通道选择单元、磁性连接单元和放置架，其中，所述放置架固定在所述连接通道选择单元的一侧，所述磁性连接单元放置在所述放置架上；
抓取模块，所述抓取模块设置在所述水平伸缩移动组件上，其中，所述抓取模块在所述水平横向移动组件、所述水平纵向移动组件和所述水平伸缩移动组件的带动下抓取所述磁性连接单元，并将所述磁性连接单元插入所述连接通道选择单元中。
2.根据权利要求1所述的电源分配装置，其特征在于，所述连接通道选择单元包括：
第一夹板，所述第一夹板上开设有多个导向孔；
第二夹板，所述第二夹板上开设有多个带磁性碳钢柱塞孔；
导电组件，所述导电组件固定在所述第一夹板和所述第二夹板之间。
3.根据权利要求2所述的电源分配装置，其特征在于，所述导电组件包括多个条状输入铜排和多个条状输出铜排，每个所述条状输入铜排分别与多个所述输出铜排十字交叉设置，其中，每个所述条状输入铜排均包括正输入铜排和负输入铜排，所述正输入铜排和所述负输入铜排分别与待分配电源的正极和负极相连；每个所述条状输出铜排均包括正输出铜排和负输出铜排，所述正输出铜排与所述负输出铜排分别与充电枪的正极和负极相连，其中，所述条状输入铜排与所述条状输出铜排构成的矩形区域与所述导向孔和所述带磁性碳钢柱塞孔相对应。
4.根据权利要求3所述的电源分配装置，其特征在于，所述导向孔呈矩形，所述带磁性碳钢柱塞孔呈台柱形。
5.根据权利要求4所述的电源分配装置，其特征在于，所述磁性连接单元包括：
磁性元件，所述磁性元件呈台柱形；
连接主体，所述连接主体的一端固定在所述磁性元件的底部，所述连接主体呈长方体形状；
L型导电铜排，所述L型导电铜排固定在所述连接主体的侧面；
连接骨架，所述连接骨架的一端固定的所述连接主体的另一端，所述连接骨架呈圆柱形；
锁紧组件，所述锁紧组件固定在所述连接骨架的另一端。
6.根据权利要求5所述的电源分配装置，其特征在于，所述磁性连接单元还包括：两个弹性触指，所述两个弹性触指对应设置在所述L型导电铜排上。
7.根据权利要求5和6中任一项所述的电源分配装置，其特征在于，所述锁紧组件包括：
第一锁紧座，所述第一锁紧座的一端固定在所述连接骨架的另一端，所述第一锁紧座上开设有第一开孔；
锁紧柱，所述锁紧柱的一端固定在所述第一锁紧座的另一端；
第二锁紧座，所述第二锁紧座的一端固定在所述锁紧柱的另一端，所述第二锁紧座上开设有第二开孔。
8.根据权利要求7所述的电源分配装置，其特征在于，所述抓取模块包括：
支座，所述支座固定在所述水平伸缩移动组件上；
第一定位销钉和第二定位销钉，所述第一定位销钉和第二定位销钉固定在所述支座上，其中，所述第一定位销钉和所述第二定位销钉分别与所述第一开孔和第二开孔对应设置；
复位弹簧，所述复位弹簧固定在所述支座上；
卡爪，所述卡爪与所述复位弹簧相连，所述卡爪与所述锁紧柱对应设置。
9.一种充电设备，其特征在于，包括根据权利要求1-8中任一项所述的电源分配装置。
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| CN111490381A (zh) * | 2020-04-20 | 2020-08-04 | 国创新能源汽车智慧能源装备创新中心(江苏)有限公司 | 旋转式连接单元、连接通道选择装置和充电设备 |
| CN112038851A (zh) * | 2020-08-12 | 2020-12-04 | 国创新能源汽车智慧能源装备创新中心(江苏)有限公司 | 一种通道选择器及功率分配器 |
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