CN113619419B - 一种充电桩线管理装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种充电桩线管理装置，涉及充电桩技术领域，包括：充电控制器、被动助力机构、电力传输机构。在拉动线缆时，通过线缆移动带动被动助力机构的第一驱动齿轮旋转，使得得电片与传输电片反复接触，促使第一驱动齿轮获得间隙性的动力，为线缆提供动力，避免在线缆收线时，又能避免第一驱动齿轮的得电片与电力传输机构的传输电片接触，避免收线困难。一方面，线缆拉动时，通过被动助力机构的助力，不仅省力，而且还降低了线缆被拉动时，线缆和充电头连接处的受力强度，避免影响充电性能和效果；另一方面，当有人或动物绊到线缆时，被动助力机构也能够及时响应，帮助放线，避免充电时，充电枪与交通工具的连接口断开，影响充电。

Description

一种充电桩线管理装置及方法
技术领域
本发明涉及充电桩技术领域，特别涉及一种充电桩线管理装置。
背景技术
充电桩其功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电，充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端都装有充电插头用于为电动汽车充电；充电桩一般提供常规充电和快速充电两种充电方式，人们可以使用特定的充电卡在充电桩提供的人机交互操作界面上刷卡使用，进行相应的充电方式、充电时间、费用数据打印等操作，充电桩显示屏能显示充电量、费用、充电时间等数据。
如中国专利的公告号“CN108792840B”公开的一种带充电线防护清理的汽车充电桩充电线收线装置，其为了方便收线：充电在拉扯时还会带动收线装置404同步旋转，使收线装置404会扭转扭转弹簧40403进行蓄力，进而使充电线40401收回时会因为扭转弹簧40403的力使收回更便捷。虽然该方案方便了回收，但是在需充电将线拉扯过程中，不仅费力，而且频繁多次拉扯后还会破坏线缆与充电头的连接强度，影响充电性能。
发明内容
本发明目的之一是解决现有技术中充电桩在拉线拉扯过程中，不仅费力，还会破坏线缆与充电头的连接强度，影响充电性能的问题。
本发明目的之二是提供一种充电桩线管理方法。
为达到上述目的之一，本发明采用以下技术方案：一种充电桩线管理装置，其中，包括：充电控制器、被动助力机构、电力传输机构。
所述充电控制器具有藏线空间，线轮活动安装在所述藏线空间中，扭转弹簧安装在所述线轮上，所述线轮用于使线缆缠绕其上进行安置保存。
所述线轮侧设有锁紧装置(现有技术)，用于限制线缆拉动线轮旋转后，在扭转弹簧作用下反向转动。该锁紧装置通过按钮或传感器控制解锁，如充电枪放回原位时，传感器感应，向锁紧装置发出信号，使得锁紧装置对线轮解锁，使得线轮在扭转弹簧作用下反向转动进行收线工作。
所述被动助力机构安装在所述藏线空间的出口端，所述被动助力机构具有通线口、第一驱动齿轮、传动齿轮、第二驱动齿轮。
所述通线口用于使得所述线轮上线缆通过。所述第一驱动齿轮活动安装在所述通线口上端，所述第一驱动齿轮径向分布有助力齿，所述助力齿上设有第一弹性部，所述第一弹性部用于抵住所述通线口处的线缆，通过所述第一驱动齿轮的转动，促使线缆移动。
所述助力齿的顺时或逆时方向侧设有得电片。
所述传动齿轮活动安装在所述通线口下端，所述传动齿轮与所述第一驱动齿轮动力连接。所述第二驱动齿轮与所述传动齿轮啮合，所述第二驱动齿轮的齿上设有第二弹性部，所述第二弹性部用于抵住所述通线口处的线缆，通过所述第二驱动齿轮的转动，促使线缆移动。
所述电力传输机构活动设置有活动杆与传输电片，所述活动杆伸入至所述第一驱动齿轮的所述助力齿之间，所述传输电片安装在所述活动杆的上端或下端。
在上述技术方案中，本发明实施例在充电时，拉动线缆，将线缆向外拉出充电控制器，此时线缆带动线轮转动，同时扭转弹簧卷曲蓄力。线缆被拉动时，还带动被动助力机构的第一驱动齿轮旋转，旋转过程中的第一驱动齿轮的助力齿反复推动电力传输机构的活动杆向上转动，实现顺时针方向的反复接触，当活动杆的传输电片与助力齿侧的得电片接触，进行电力传输时，第一驱动齿轮获得驱动力，进而推动线缆向外移动，并且在第一驱动齿轮的带动下，同步带动传动齿轮旋转，从而带动第二驱动齿轮旋转，与第一驱动齿轮配合，从线缆的相对两侧，抵住线缆向外推动，为线缆向外移动提供助力。
当线缆停止拉动时，第一驱动齿轮在线缆的接触阻尼力下停止转动，此时活动杆的传输电片与助力齿侧的得电片断开接触，不再为线缆向外移动提供助力；
当充电完成后，松开线缆，通过扭转弹簧作用带动线缆复位，使得线缆重新缠绕在线轮上。
进一步地，在本发明实施例中，所述线缆连接有一或多个充电头，该充电头安置在所述充电控制器侧，所述充电头用于给交通工具充电。
进一步地，在本发明实施例中，所述充电器底部设有底座，所述底座处设有橡胶条。
进一步地，在本发明实施例中，所述充电控制器中设有人机交互系统，人机交互系统设有与充电卡对接的插口，使得在充电前能够提供在人机交互操作界面上刷卡使用，进行相应的充电方式、充电时间、费用数据打印操作。
进一步地，在本发明实施例中，所述第一驱动齿轮由动力电机进行驱动旋转，所述助力齿侧的得电片与所述动力电机相连。
进一步地，在本发明实施例中，所述活动杆与所述助力齿之间具有空隙。
进一步地，在本发明实施例中，所述第一弹性部与所述第二弹性部采用橡胶材料制成。
进一步地，在本发明实施例中，所述电力传输机构还具有电源，所述电源与所述传输电片进行电连接。
进一步地，在本发明实施例中，所述被动助力机构侧固定安装有出线块，所述出线块中设有清洁机构，所述清洁机构具有环形气囊，所述环形气囊中心设有清洁口，所述清洁口大于线缆直径，所述环形气囊中设有气腔，所述气腔连通有连通口。
所述第二驱动齿轮座左侧设有活动凸轮，所述活动凸轮的顶端朝右，所述活动凸轮上端设有缸体，所述连通口与所述缸体的空间连通，所述缸体的空间内设有活塞，推杆穿过缸体与所述活塞相连，所述推杆朝下抵住活动凸轮的上端。
当线缆向内移动复位时，带动第一驱动齿轮反转，同时带动第二驱动齿轮反转，进而带动活动凸轮向上旋转，需要指出的是，线缆向外移动时，第二驱动齿轮带动活动向下旋转，不会向上顶动推杆。
活动凸轮向上旋转时，向上顶起推杆，使得活塞挤压缸体内的空气进入至环形气囊的气腔中，气腔的空气压力增大，使得环形气囊膨胀，继而使得环形气囊中心处清洁口缩小，进而使得环形气囊与线缆发生接触，清除线缆上的泥土、树叶等杂物，避免线缆和不易被腐蚀，从而影响线缆的导电性能和产生安全隐患。
本发明的有益效果是：
本发明在需充电拉动线缆时，通过线缆移动的推动力带动被动助力机构的第一驱动齿轮旋转，使得第一驱动齿轮的得电片与电力传输机构的传输电片反复接触，促使第一驱动齿轮获得间隙性的动力推动线缆外移，为线缆提供动力，避免在线缆收线时，又能避免第一驱动齿轮的得电片与电力传输机构的传输电片接触，避免收线困难。一方面，线缆拉动时，通过被动助力机构的助力，不仅省力，而且还降低了线缆被拉动时，线缆和充电头连接处的受力强度，避免影响充电性能和效果；另一方面，当有人或动物绊到线缆时，被动助力机构也能够及时响应，帮助放线，避免交通工具(汽车)充电时，充电枪与交通工具的连接口断开(甚至破坏连接口和/或充电枪)，影响充电。
为达到上述目的之二，本发明采用以下技术方案：一种充电桩线管理方法，包括以下步骤：
充电时，拉动线缆，将线缆向外拉出充电控制器，此时线缆带动线轮转动，同时扭转弹簧卷曲蓄力；
线缆被拉动时，还带动被动助力机构的第一驱动齿轮旋转，旋转过程中的第一驱动齿轮的助力齿反复推动电力传输机构的活动杆向上转动，实现顺时针方向的反复接触，当活动杆的传输电片与助力齿侧的得电片接触，进行电力传输时，第一驱动齿轮获得驱动力，进而推动线缆向外移动，并且在第一驱动齿轮的带动下，同步带动传动齿轮旋转，从而带动第二驱动齿轮旋转，与第一驱动齿轮配合，从线缆的相对两侧，抵住线缆向外推动，为线缆向外移动提供助力；
当线缆停止拉动时，第一驱动齿轮在线缆的接触阻尼力下停止转动，此时活动杆的传输电片与助力齿侧的得电片断开接触，不再为线缆向外移动提供助力；
当充电完成后，松开线缆，通过扭转弹簧作用带动线缆复位，使得线缆重新缠绕在线轮上。
进一步地，在本发明实施例中，线缆向内移动复位时，带动第一驱动齿轮反转，此时第一驱动齿轮的助力齿方向侧的得电片不与活动杆的传输电片接触，反复推动活动杆向下转动，避免线缆收线时，向线缆提供向外的推动力。
附图说明
图1为本发明实施例充电桩线管理装置的立体示意图。
图2为本发明实施例充电桩线管理装置的局部结构示意图。
图3为本发明实施例被动助力机构与电力传输机构的结构示意图。
图4为图3的A局部放大图。
图5为本发明实施例第一驱动齿轮和第二驱动齿轮以及传动齿轮的侧面示意图。
图6为本发明实施例被动助力机构推动线缆向外运动的效果示意图。
图7为本发明实施例清洁机构的结构示意图。
图8为图3的B局部放大图。
图9为本发明实施例被动助力机构在线缆向内运动下被带动的运动效果示意图。
附图中
10、充电控制器 11、藏线空间 12、线轮
13、扭转弹簧 14、线缆 15、充电头
16、底座 17、人机交互系统
20、被动助力机构 21、通线口 22、第一驱动齿轮
23、助力齿 24、第一弹性部 25、得电片
26、传动齿轮 27、第二驱动齿轮 28、第二弹性部
30、电力传输机构 31、活动杆 32、传输电片
33、电源
40、出线块
50、清洁机构 51、环形气囊 52、清洁口
53、气腔 54、连通口 55、缸体
56、活塞 57、推杆 58、活动凸轮
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案进行清楚、完整地描述，及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅仅用以解释本发明实施例，并不用于限定本发明实施例，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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“中”“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“侧”、“竖直”、“水平”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“一”、“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
出于简明和说明的目的，实施例的原理主要通过参考例子来描述。在以下描述中，很多具体细节被提出用以提供对实施例的彻底理解。然而明显的是。对于本领域普通技术人员，这些实施例在实践中可以不限于这些具体细节。在一些实例中，没有详细地描述公知充电桩线管理方法和结构，以避免无必要地使这些实施例变得难以理解。另外，所有实施例可以互相结合使用。
实施例一：
一种充电桩线管理装置，其中，如图1、2所示，包括：充电控制器10、被动助力机构20、电力传输机构30。
如图2所示，充电控制器10具有藏线空间11，线轮12活动安装在藏线空间11中，扭转弹簧13安装在线轮12上，线轮12用于使线缆14缠绕其上进行安置保存。
线轮12侧设有锁紧装置(未图示，现有技术)，用于限制线缆14拉动线轮12旋转后，在扭转弹簧13作用下反向转动。该锁紧装置通过按钮或传感器控制解锁，如充电枪放回原位时，传感器感应，向锁紧装置发出信号，使得锁紧装置对线轮12解锁，使得线轮12在扭转弹簧13作用下反向转动进行收线工作。
如图3所示，被动助力机构20安装在藏线空间11的出口端，被动助力机构20具有通线口21、第一驱动齿轮22、传动齿轮26、第二驱动齿轮27。
通线口21用于使得线轮12上线缆14通过。第一驱动齿轮22活动安装在通线口21上端，第一驱动齿轮22径向分布有助力齿23，助力齿23上设有第一弹性部24，第一弹性部24用于抵住通线口21处的线缆14，通过第一驱动齿轮22的转动，促使线缆14移动。
助力齿23的顺时或逆时方向侧设有得电片25。活动杆31与助力齿23之间具有空隙。
传动齿轮26活动安装在通线口21下端，传动齿轮26与第一驱动齿轮22动力连接，优选通过传送带连接。第二驱动齿轮27与传动齿轮26啮合，第二驱动齿轮27的齿上设有第二弹性部28，第一弹性部24与第二弹性部28采用橡胶材料制成，第二弹性部28用于抵住通线口21处的线缆14，通过第二驱动齿轮27的转动，促使线缆14移动。
如图4所示，电力传输机构30活动设置有活动杆31与传输电片32，活动杆31伸入至第一驱动齿轮22的助力齿23之间，传输电片32安装在活动杆31的上端或下端。
实施步骤：
充电时，拉动线缆14，将线缆14向外拉出充电控制器10，此时线缆14带动线轮12转动，同时扭转弹簧13卷曲蓄力。线缆14被拉动时，如图6所示，还带动被动助力机构20的第一驱动齿轮22旋转，旋转过程中的第一驱动齿轮22的助力齿23反复推动电力传输机构30的活动杆31向上转动，实现顺时针方向的反复接触，当活动杆31的传输电片32与助力齿23侧的得电片25接触，进行电力传输时，第一驱动齿轮22获得驱动力，进而推动线缆14向外移动，并且在第一驱动齿轮22的带动下，同步带动传动齿轮26旋转，从而带动第二驱动齿轮27旋转，与第一驱动齿轮22配合，从线缆14的相对两侧，抵住线缆14向外推动，为线缆14向外移动提供助力。
当线缆14停止拉动时，第一驱动齿轮22在线缆14的接触阻尼力下停止转动，此时活动杆31的传输电片32与助力齿23侧的得电片25断开接触，不再为线缆14向外移动提供助力；当充电完成后，松开线缆14，通过扭转弹簧13作用带动线缆14复位，使得线缆14重新缠绕在线轮12上。
本发明在需充电拉动线缆14时，通过线缆14移动的推动力带动被动助力机构20的第一驱动齿轮22旋转，使得第一驱动齿轮22的得电片25与电力传输机构30的传输电片32反复接触，促使第一驱动齿轮22获得间隙性的动力推动线缆14外移，为线缆14提供动力，避免在线缆14收线时，又能避免第一驱动齿轮22的得电片25与电力传输机构30的传输电片32接触，避免收线困难。一方面，线缆14拉动时，通过被动助力机构20的助力，不仅省力，而且还降低了线缆14被拉动时，线缆14和充电头15连接处的受力强度，避免影响充电性能和效果；另一方面，当有人或动物绊到线缆14时，被动助力机构20也能够及时响应，帮助放线，避免交通工具(汽车)充电时，充电枪与交通工具的连接口断开(甚至破坏连接口和/或充电枪)，影响充电。
如图1所示，线缆14连接有一或多个充电头15，该充电头15安置在充电控制器10侧，充电头15用于给交通工具充电。
充电器底部设有底座16，底座16处设有橡胶条。以增加充电桩的稳定性。
充电控制器10中设有人机交互系统17，人机交互系统17设有与充电卡对接的插口，使得在充电前能够提供在人机交互操作界面上刷卡使用，进行相应的充电方式、充电时间、费用数据打印操作。
如图3所示，电力传输机构30还具有电源33，电源33与传输电片32进行电连接。第一驱动齿轮22由动力电机进行驱动旋转，助力齿23侧的得电片25与动力电机相连。在得电片25与电力传输机构30的传输电片32接触时，促使动力电机得电驱动第一驱动齿轮22旋转。
实施例二：
一种充电桩线管理装置，具有与实施例一相同的特征结构，其中，如图7、8所示，被动助力机构20侧固定安装有出线块40，出线块40中设有清洁机构50，清洁机构50具有环形气囊51，环形气囊51中心设有清洁口52，清洁口52大于线缆14直径，环形气囊51中设有气腔53，气腔53连通有连通口54。
第二驱动齿轮27座左侧设有活动凸轮58，活动凸轮58的顶端朝右，活动凸轮58上端设有缸体55，连通口54与缸体55的空间连通，缸体55的空间内设有活塞56，推杆57穿过缸体55与活塞56相连，推杆57朝下抵住活动凸轮58的上端。
如图9所示，当线缆14向内移动复位时，带动第一驱动齿轮22反转，同时带动第二驱动齿轮27反转，进而带动活动凸轮58向上旋转，需要指出的是，线缆14向外移动时，第二驱动齿轮27带动活动向下旋转，不会向上顶动推杆57。
活动凸轮58向上旋转时，向上顶起推杆57，使得活塞56挤压缸体55内的空气进入至环形气囊51的气腔53中，气腔53的空气压力增大，使得环形气囊51膨胀，继而使得环形气囊51中心处清洁口52缩小，进而使得环形气囊51与线缆14发生接触，清除线缆14上的泥土、液体、树叶等杂物，避免线缆14和不易被腐蚀，从而影响线缆14的导电性能和产生安全隐患。
实施例三：
一种充电桩线管理方法，包括以下步骤：
充电时，拉动线缆14，将线缆14向外拉出充电控制器10，此时线缆14带动线轮12转动，同时扭转弹簧13卷曲蓄力；
线缆14被拉动时，还带动被动助力机构20的第一驱动齿轮22旋转，旋转过程中的第一驱动齿轮22的助力齿23反复推动电力传输机构30的活动杆31向上转动，实现顺时针方向的反复接触，当活动杆31的传输电片32与助力齿23侧的得电片25接触，进行电力传输时，第一驱动齿轮22获得驱动力，进而推动线缆14向外移动，并且在第一驱动齿轮22的带动下，同步带动传动齿轮26旋转，从而带动第二驱动齿轮27旋转，与第一驱动齿轮22配合，从线缆14的相对两侧，抵住线缆14向外推动，为线缆14向外移动提供助力；
当线缆14停止拉动时，第一驱动齿轮22在线缆14的接触阻尼力下停止转动，此时活动杆31的传输电片32与助力齿23侧的得电片25断开接触，不再为线缆14向外移动提供助力；
当充电完成后，松开线缆14，通过扭转弹簧13作用带动线缆14复位，使得线缆14重新缠绕在线轮12上。
具体的，线缆14向内移动复位时，带动第一驱动齿轮22反转，此时第一驱动齿轮22的助力齿23方向侧的得电片25不与活动杆31的传输电片32接触，反复推动活动杆31向下转动，避免线缆14收线时，向线缆14提供向外的推动力。
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本发明，但是本发明不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本发明精神和范围内，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (11)

1.一种充电桩线管理装置，其中，包括：
充电控制器，所述充电控制器具有：
藏线空间；
线轮，所述线轮活动安装在所述藏线空间中，所述线轮用于使线缆缠绕其上进行安置保存；
扭转弹簧，所述扭转弹簧安装在所述线轮上；
被动助力机构，所述被动助力机构安装在所述藏线空间的出口端，所述被动助力机构具有：
通线口，所述通线口用于使得所述线轮上线缆通过；
第一驱动齿轮，所述第一驱动齿轮活动安装在所述通线口上端，所述第一驱动齿轮径向分布有助力齿，所述助力齿上设有第一弹性部，所述第一弹性部用于抵住所述通线口处的线缆，通过所述第一驱动齿轮的转动，促使线缆移动；
所述助力齿的顺时或逆时方向侧设有得电片；
传动齿轮，所述传动齿轮活动安装在所述通线口下端，所述传动齿轮与所述第一驱动齿轮动力连接；
第二驱动齿轮，所述第二驱动齿轮与所述传动齿轮啮合，所述第二驱动齿轮的齿上设有第二弹性部，所述第二弹性部用于抵住所述通线口处的线缆，通过所述第二驱动齿轮的转动，促使线缆移动；
电力传输机构，所述电力传输机构活动设置有：
活动杆，所述活动杆伸入至所述第一驱动齿轮的所述助力齿之间；
传输电片，所述传输电片安装在所述活动杆的上端或下端。
2.根据权利要求1所述充电桩线管理装置，其中，所述线缆连接有一或多个充电头，该充电头安置在所述充电控制器侧，所述充电头用于给交通工具充电。
3.根据权利要求1所述充电桩线管理装置，其中，所述充电器底部设有底座。
4.根据权利要求3所述充电桩线管理装置，其中，所述底座处设有橡胶条。
5.根据权利要求1所述充电桩线管理装置，其中，所述充电控制器中设有人机交互系统，人机交互系统设有与充电卡对接的插口，使得在充电前能够提供在人机交互操作界面上刷卡使用，进行相应的充电方式、充电时间、费用数据打印操作。
6.根据权利要求1所述充电桩线管理装置，其中，所述第一驱动齿轮由动力电机进行驱动旋转，所述助力齿侧的得电片与所述动力电机相连。
7.根据权利要求1所述充电桩线管理装置，其中，所述活动杆与所述助力齿之间具有空隙。
8.根据权利要求1所述充电桩线管理装置，其中，所述第一弹性部与所述第二弹性部采用橡胶材料制成。
9.根据权利要求1所述充电桩线管理装置，其中，所述电力传输机构还具有电源，所述电源与所述传输电片进行电连接。
10.一种充电桩线管理方法，包括以下步骤：
充电时，拉动线缆，将线缆向外拉出充电控制器，此时线缆带动线轮转动，同时扭转弹簧卷曲蓄力；
线缆被拉动时，还带动被动助力机构的第一驱动齿轮旋转，旋转过程中的第一驱动齿轮的助力齿反复推动电力传输机构的活动杆向上转动，实现顺时针方向的反复接触，当活动杆的传输电片与助力齿侧的得电片接触，进行电力传输时，第一驱动齿轮获得驱动力，进而推动线缆向外移动，并且在第一驱动齿轮的带动下，同步带动传动齿轮旋转，从而带动第二驱动齿轮旋转，与第一驱动齿轮配合，从线缆的相对两侧，抵住线缆向外推动，为线缆向外移动提供助力；
当线缆停止拉动时，第一驱动齿轮在线缆的接触阻尼力下停止转动，此时活动杆的传输电片与助力齿侧的得电片断开接触，不再为线缆向外移动提供助力；
当充电完成后，松开线缆，通过扭转弹簧作用带动线缆复位，使得线缆重新缠绕在线轮上。
11.根据权利要求10所述充电桩线管理方法，其中，线缆向内移动复位时，带动第一驱动齿轮反转，此时第一驱动齿轮的助力齿方向侧的得电片不与活动杆的传输电片接触，反复推动活动杆向下转动，避免线缆收线时，向线缆提供向外的推动力。
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