CN113665779A - 一种可移动燃料电池岸电供电系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种可移动燃料电池岸电供电系统，包括托架、储氢装置、燃料电池发电装置、充电枪、充电线缆以及伸缩臂；所述储氢装置安装在托架上，用于向燃料电池发电装置提供氢；所述燃料电池发电装置安装在托架上；所述充电线缆一端与燃料电池发电装置连接，另一端与充电枪连接；所述伸缩臂安装在托架上，所述伸缩臂远离托架一端与充电线缆连接。本申请具有与船只连接方便、能量转换效率高、无污染排放、环境友好、运行噪声低、安全可靠的优点。

Description

一种可移动燃料电池岸电供电系统

技术领域

本申请涉及港口船舶供电领域，尤其是涉及一种可移动燃料电池岸电供电系统。

背景技术

岸电电源，即岸用变频电源，又称为电子静止式岸电电源。它是专门针对船上、岸边码头等高温、高湿、高腐蚀性、大负荷冲击等恶劣使用环境而特别设计制造的大功率变频电源设备。

岸电电源大多采用固定的方式安装在码头，当船舶挺靠后，将固定的岸电电源通过电缆线连接到船舶上给船舶充电。岸电供电设备的电缆线与船舶进行连接供电时，多采用人拉肩扛电缆线的方式，将电缆线从线缆绞盘上拖拽下来与船舶进行连接，连接花费时间长，工作人员劳动强度大。

发明内容

为了降低工作人员劳动强度，减少连接花费时间，本申请提供一种可移动燃料电池岸电供电系统。

本申请提供的一种可移动燃料电池岸电供电系统采用如下的技术方案：

一种可移动燃料电池岸电供电系统，包括托架、储氢装置、燃料电池发电装置、充电枪、充电线缆以及伸缩臂；

所述储氢装置安装在托架上，用于向燃料电池发电装置提供氢；

所述燃料电池发电装置安装在托架上；

所述充电线缆一端与燃料电池发电装置连接，另一端与充电枪连接；

所述伸缩臂安装在托架上，所述伸缩臂远离托架一端与充电线缆连接。

通过采用上述技术方案，燃料电池发电装置用储氢装置提供的氢来发电，并以220V的交流电或者380的交流电持续稳定的将电能输出，为船舶供电，具有能量转换效率高、无污染排放、环境友好、运行噪声低、安全可靠的优点。当船只停泊靠岸时，岸上工作人员可以控制伸缩臂伸长，来将充电枪移送给船只上的工作人员，由船只上的工作人员将充电枪插接到船只充电口上，完成岸电供电系统与船只的连接，过程中无须人工搬运充电线缆，降低人员劳动强度，连接过程方便快捷。

可选的，还包括安装在托架上的电动旋转台，所述伸缩臂的一端铰接在电动旋转台上；所述电动旋转台上安装有用于驱动伸缩臂绕铰接端转动的驱动件。

通过采用上述技术方案，使伸缩臂可以覆盖到更大的区域，便于工作人员使用。

可选的，所述电动旋转台上安装有线缆收放装置；所述缆线收放装置包括基座、电滑环、转动连接在基座上的卷线筒、以及驱动电机，所述电滑环的定子与基座连接，所述电滑环的转子与卷线筒连接，所述驱动电机的输出轴与卷线筒连接；所述电滑环的定子与燃料电池发电装置电连接，所述电滑环的转子与充电线缆连接。

通过采用上述技术方案，工作人员可以根据实际需要，控制线缆收放装置对充电线缆进行收放卷。通过控制驱动电机正向转动，可将充电线缆盘绕到卷线筒上；通过控制驱动电机反向转动，可将充电线缆持续的从卷线筒上持续放出。

可选的，所述充电线缆包括电线和钢丝绳；所述电线与所述钢丝绳并列设置，且两者之间间隔连接有紧固器；相邻紧固器之间，所述电线处于松弛状态，所述钢丝绳处于紧绷状态。

通过采用上述技术方案，钢丝绳对电线起到保护作用。

可选的，所述自动插枪机构包括吸附式固定盘、连接在吸附式固定盘上的机械臂以及安装在机械臂远离吸附式固定盘一端的夹枪爪，所述吸附式固定盘上设置有与充电枪适配的插枪口；所述伸缩臂远离托架的一端设置有与夹枪爪配合的卡槽。

通过采用上述技术方案，岸上的工作人员可以远程操控自动插枪机构将充电枪插到船只的充电口中或将充电枪从船只的充电口中拔出；操作过程中无须船上的工作人员进行配合。

可选的，所述吸附式固定盘包括盘体和安装在盘体一侧的电磁铁。

通过采用上述技术方案，吸附式固定盘可以稳固的固定到船只上。

可选的，所述机械臂远离吸附式固定盘一端安装有摄像头；所述托架上设置有显示器；所述摄像头与所述显示器无线通讯连接。

通过采用上述技术方案，方便岸上的工作人员远程控制自动插枪机构对充电枪完成对应操作。

可选的，所述伸缩臂远离托架的一端安装有收卷电机，所述收卷电机的输出轴上连接有收卷轮，所述收卷轮上连接有两根保险绳，所述保险绳远离收卷轮的一端与吸附式固定盘固定连接。

通过采用上述技术方案，在完成对船只的充电后，可以通过控制收卷电机带动收卷轮转动来将自动插枪机构，方便自动插枪机构的回收。

可选的，所述保险绳上套设有固定导管，所述固定导管一端与伸缩臂固定连接；所述吸附式固定盘上开设有与固定导管配合的定位孔，所述保险绳远离收卷轮的一端固定在所述定位孔底部。

通过采用上述技术方案，在可移动燃料电池岸电供电系统不使用时，可以将自动插枪机构稳定的连接在伸缩臂上。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1、在连接岸电供电系统与船只的过程中无须人工搬运充电线缆，降低人员劳动强度，连接过程方便快捷；

2、自动插枪机构可以稳定的连接在伸缩臂上，安全性高；

3、燃料电池发电装置用储氢装置提供的氢来发电，并以220V的交流电或者380的交流电持续稳定的将电能输出，为船舶供电，具有能量转换效率高、无污染排放、环境友好、运行噪声低、安全可靠的优点。

附图说明

图1是本申请实施例可移动燃料电池岸电供电系统的整体结构示意图。

图2是本申请实施例线缆收放装置的结构示意图。

图3是本申请实施例自动插枪机构的部分结构示意图。

图4是为体现卡槽的结构所做的示意图。

附图标记说明：1、托架；11、底盘；12、行走轮；2、储氢装置；3、燃料电池发电装置；41、电动旋转台；42、伸缩臂；43、驱动件；5、线缆收放装置；51、基座；52、卷线筒；53、驱动电机；54、电滑环；6、充电线缆；61、电线；62、钢丝绳；63、紧固器；7、充电枪；8、自动插枪机构；81、盘体；82、电磁铁；83、机械臂；84、夹枪爪；85、摄像头； 86、显示器；87、收卷电机；88、收卷轮；89、保险绳；90、固定套管；91、定位孔；92、卡槽；93、插枪口。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种可移动燃料电池岸电供电系统。

参照图1，可移动燃料电池岸电供电系统，包括托架1以及设置在托架1上的储氢装置2和燃料电池发电装置3。托架1包括底盘11和四个分别安装在底盘11下侧四个边角处的行走轮12。储氢装置2与燃料电池发电装置3连通，用于向燃料电池发电装置3提供氢；燃料电池发电装置3以氢气为原料，通过氢氧化学作用产生电能。

参照图1和图2，在托架1上安装有电动旋转台41，在电动旋转台41上设置有伸缩臂42、驱动件43和线缆收放装置5。其中，伸缩臂42的一端通过铰接支座与电动旋转台41铰接。驱动件43为电动推杆或液压缸，驱动件43的一端与伸缩臂42铰接，另一端与电动旋转台41铰接，通过控制驱动件43的伸长与缩短，可以驱动伸缩臂42绕其铰接端转动。线缆收放装置5安装在电动旋转台41上，并处于铰接支座与驱动件43之间；线缆收放装置5包括基座51、卷线筒52、驱动电机53以及电滑环54，基座51安装在电动旋转台41上，在基座51上开设有安装槽；卷线筒52设置在安装槽中，卷线槽的两端与基座51转动连接；驱动电机53固定在基座51上，其输出轴与卷线筒52连接；电滑环54套设在卷线筒52上，电滑环54的转子与卷线筒52固定连接，电滑环54的定子与基座51固定连接，且电滑环54的定子与燃料电池发电装置3电连接。

参照图1和图2，在卷线筒52上卷绕有充电线缆6，充电线缆6包括并列设置的电线61和钢丝绳62，在电线61与钢丝绳62之间每隔一定间距安装一个紧固器63。相邻两个紧固器63之间，电线61处于松弛状态，钢丝绳62处于紧绷状态，钢丝绳62对电线61起到保护作用，避免电线61因被拖拽而受损伤。电线61的一端与电滑环54的转子连接，另一端连接有充电枪7。在伸缩臂42远离电动旋转台41的一端下侧安装有变向轮，充电线缆6远离卷线筒52的一端绕过变向轮下垂。

参照图1和图3，在伸缩臂42远离电动旋转台41的一端设置有自动插枪机构8。自动插枪机构8包括吸附式固定盘、连接在吸附式固定盘一侧的机械臂83以及安装在机械臂83远离吸附式固定盘一端的夹枪爪84和摄像头85；其中，吸附式固定盘包括盘体81和安装在盘体81一侧的电磁铁82，机械臂83安装在盘体81背向电磁铁82的一侧，在盘体81上还设置有与充电枪7适配的插枪口；不向船只充电时，充电枪7插接在插枪口中。在托架1上设置有显示器 86，显示器 86与摄像头85无线通讯连接，用于显示摄像头85拍摄的画面。

参照图1和图3，自动插枪机构8还包括收卷电机87和收卷轮88，收卷电机87安装在伸缩臂42远离电动旋转台41一端的上侧，收卷轮88与收卷电机87的输出轴固定连接。在收卷轮88上连接有两根保险绳89，机械臂83远离电动旋转台41的一端开设有两个通孔，通孔贯通机械臂83上下两侧，两根保险绳89分别经两个通孔穿过。两根保险绳89上均滑动套设有固定套管90，固定套管90一端固定在伸缩臂42下侧，另一端设置为尖端。盘体81上侧开设有两个与固定套管90适配的定位孔91，两根保险绳89远离收卷轮88的一端分别伸入两个定位孔91中并固定在定位孔91底部中央。参照图1和图4，在伸缩臂42远离电动旋转台41一端的下侧开设有两个卡槽92。不向船只充电时，夹枪爪84的两个夹指分别伸入两个卡槽92中并夹紧伸缩臂42，固定套管90插接在定位孔91中。

本申请实施例一种可移动燃料电池岸电供电系统的实施原理为：在需要向船只进行供电时，通过伸缩臂42将自动插枪机构8移动到船只充电口上方；然后夹枪爪84松开伸缩臂42，收卷电机87带动收卷轮88转动将自动插枪机构8缓缓下放，当自动插枪机构8接触到船只后，同步操作控制机械臂83调整自动插枪机构8姿态，使电磁铁82与船只接触；然后开启电磁铁82，自动插枪机构8固定在船只上；然后操控机械臂83与夹枪爪84将充电枪7从插枪口中拔出；然后再操控机械臂83将充电枪7插入船只充电口；然后开启燃料电池发电装置3对船只进行充电。

完成充电后，关闭燃料电池发电装置3；然后操控机械臂83与夹枪爪84将充电枪7从船只充电口拔出；然后操控机械臂83与夹枪爪84将充电枪7插入插枪口；然后关闭电磁铁82，收卷电机87带动收卷轮88转动以将自动插枪机构8吊起，最终使固定套管90插接在定位孔91中；然后操控机械臂83与夹枪爪84，使夹枪爪84的两个夹指分别伸入两个卡槽92中并夹紧伸缩臂42；然后控制线缆收放机构收卷充电线缆6，同时控制伸缩臂42缩短。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种可移动燃料电池岸电供电系统，其特征是：包括托架(1)、储氢装置(2)、燃料电池发电装置(3)、充电枪(7)、充电线缆(6)以及伸缩臂(42)；

所述储氢装置(2)安装在托架(1)上，用于向燃料电池发电装置(3)提供氢；

所述燃料电池发电装置(3)安装在托架(1)上；

所述充电线缆(6)一端与燃料电池发电装置(3)连接，另一端与充电枪(7)连接；

所述伸缩臂(42)安装在托架(1)上，所述伸缩臂(42)远离托架(1)一端与充电线缆(6)连接。

2.根据权利要求1所述的一种可移动燃料电池岸电供电系统，其特征是：还包括安装在托架(1)上的电动旋转台(41)，所述伸缩臂(42)的一端铰接在电动旋转台(41)上；所述电动旋转台(41)上安装有用于驱动伸缩臂(42)绕铰接端转动的驱动件(43)。

3.根据权利要求2所述的一种可移动燃料电池岸电供电系统，其特征是：所述电动旋转台(41)上安装有线缆收放装置(5)；所述缆线收放装置包括基座(51)、电滑环(54)、转动连接在基座(51)上的卷线筒(52)、以及驱动电机(53)，所述电滑环(54)的定子与基座(51)连接，所述电滑环(54)的转子与卷线筒(52)连接，所述驱动电机(53)的输出轴与卷线筒(52)连接；所述电滑环(54)的定子与燃料电池发电装置(3)电连接，所述电滑环(54)的转子与充电线缆(6)连接。

4.根据权利要求3所述的一种可移动燃料电池岸电供电系统，其特征是：所述充电线缆(6)包括电线(61)和钢丝绳(62)；所述电线(61)与所述钢丝绳(62)并列设置，且两者之间间隔连接有紧固器(63)；相邻紧固器(63)之间，所述电线(61)处于松弛状态，所述钢丝绳(62)处于紧绷状态。

5.根据权利要求1所述的一种可移动燃料电池岸电供电系统，其特征是：所述自动插枪机构(8)包括吸附式固定盘、连接在吸附式固定盘上的机械臂(83)以及安装在机械臂(83)远离吸附式固定盘一端的夹枪爪(84)，所述吸附式固定盘上设置有与充电枪(7)适配的插枪口；所述伸缩臂(42)远离托架(1)的一端设置有与夹枪爪(84)配合的卡槽(92)。

6.根据权利要求5所述的一种可移动燃料电池岸电供电系统，其特征是：所述吸附式固定盘包括盘体(81)和安装在盘体(81)一侧的电磁铁(82)。

7.根据权利要求5所述的一种可移动燃料电池岸电供电系统，其特征是：所述机械臂(83)远离吸附式固定盘一端安装有摄像头(85)；所述托架(1)上设置有显示器( 86)；所述摄像头(85)与所述显示器( 86)无线通讯连接。

8.根据权利要求5所述的一种可移动燃料电池岸电供电系统，其特征是：所述伸缩臂(42)远离托架(1)的一端安装有收卷电机(87)，所述收卷电机(87)的输出轴上连接有收卷轮(88)，所述收卷轮(88)上连接有两根保险绳(89)，所述保险绳(89)远离收卷轮(88)的一端与吸附式固定盘固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种可移动燃料电池岸电供电系统，其特征是：所述保险绳(89)上套设有固定导管，所述固定导管一端与伸缩臂(42)固定连接；所述吸附式固定盘上开设有与固定导管配合的定位孔(91)，所述保险绳(89)远离收卷轮(88)的一端固定在所述定位孔(91)底部。

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