CN113844305A - 一种自动卷线装置及充电桩 - Google Patents

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Abstract

本发明属于充电桩技术领域，公开了一种自动卷线装置及充电桩。该自动卷线装置包括转动轴、弧形侧板、弹性调节机构和收放机构，弧形侧板位于转动轴径向的外侧；弹性调节机构夹设于转动轴和弧形侧板之间，包括固定部、活动部和弹性元件，固定部连接于转动轴，活动部连接于弧形侧板，弹性元件一端连接于固定部，另一端连接于活动部；收放机构固连于转动轴，收放机构的输出端连接于活动部，能够驱动活动部抵压弹性元件。通过该自动卷线装置实现充电桩闲置线缆的自动收卷，同时防止线缆受到挤压损伤。

Description

一种自动卷线装置及充电桩
技术领域
本发明涉及充电桩技术领域，尤其涉及一种自动卷线装置及充电桩。
背景技术
充电桩是一种用于对电动汽车进行充电的装置，随着新能源汽车逐渐推广，充电桩的使用量逐渐增多。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(公共楼宇、商场、公共停车场等)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。充电桩能实现计时、计电度和计金额充电，可以作为市民购电终端。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、充电时间以及费用数据打印等操作，充电桩显示屏能显示充电量、费用以及充电时间等数据。
现有的直流式防盗充电桩在使用的过程中，为了对线缆进行保护，一般会在充电桩内部安装线缆收卷设备，将不使用的充电桩线缆收卷到内部进行保护，并保证充电桩外部整洁。在转动收卷辊收卷线缆的过程中，卷筒转动并拉拽线缆，使线缆缠绕在卷筒的外壁上实现线缆收卷，但同时会使用线缆与卷筒贴合紧密，且线缆与卷筒之间产生较大压力，线缆在持续收卷的过程中容易聚集，使后收卷的线缆压在之前收卷的线缆上，使内部的线缆承受较大的挤压力，容易对线缆造成压迫损坏。
因此，亟需一种自动卷线装置及充电桩，以解决以上问题。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种自动卷线装置，通过该自动卷线装置实现充电桩闲置线缆的自动收卷，同时防止线缆受到挤压损伤。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种自动卷线装置，包括转动轴、弧形侧板、弹性调节机构和收放机构，所述弧形侧板位于所述转动轴径向的外侧；所述弹性调节机构夹设于所述转动轴和所述弧形侧板之间，包括固定部、活动部和弹性元件，所述固定部连接于所述转动轴，所述活动部连接于所述弧形侧板，所述弹性元件一端连接于所述固定部，另一端连接于所述活动部；所述收放机构固连于所述转动轴，所述收放机构的输出端连接于所述活动部，能够驱动所述活动部抵压所述弹性元件。
可选地，所述固定部上开设容置空腔，所述弹性元件位于所述容置空腔中，所述活动部部分伸入所述容置空腔中。
可选地，所述收放机构包括收放卷杆、收放电机和收放拉绳，所述收放电机设置于所述转动轴上，所述收放卷杆固连于所述收放电机的输出端，所述收放拉绳连接于所述活动部，所述收放电机能够驱动所述收放卷杆收卷所述收放拉绳。
可选地，所述收放机构还包括触发装置，所述触发装置电连接于所述收放电机，所述活动部在所述容置空腔中将所述弹性元件压缩至触发位置处时，触发所述触发装置，所述收放电机收到所述触发装置发出的触发信号时，驱动所述收放卷杆收卷设定长度的所述收放拉绳。
可选地，所述触发装置包括气箱和调节开关，所述气箱的内腔与所述容置空腔相连通；所述调节开关设置于所述气箱的内腔中，电连接于所述收放电机，所述活动部移动至所述触发位置处时，所述气箱内腔中气压达到触发气压值，所述气箱内腔中气压达到所述触发气压值时，所述调节开关触发，向所述收放电机发出所述触发信号。
可选地，所述调节开关包括相互平行且间隔设置的第一移动板和第二移动板，所述第一移动板和所述第二移动板相向的一侧分别安装有第一导电件和第二导电件，所述气箱内腔中的压力上升时能够驱动所述第一移动板和所述第二移动板相互靠近，所述第一导电件和所述第二导电件接触时，所述调节开关触发。
可选地，所述弹性调节机构和所述弧形侧板均为两个，两个所述弧形侧板和两个所述弹性调节机构一一对应，两个所述弹性调节机构分别设置在所述转动轴侧面相对的位置。
可选地，所述自动卷线装置还包括两个弹性挡板，两个所述弧形侧板的一端夹装有一个所述弹性挡板，两个所述弹性挡板与两个所述弧形侧板围设成圆柱形卷线侧板。
可选地，还包括驱动机构，所述驱动机构电连接于充电桩，输出轴与所述转动轴同轴固连。
根据本发明的另一个方面，提供了一种充电桩，包括充电桩主体、线缆和充电头，还包括上述方案任一项所述的自动卷线装置，所述线缆收卷于所述自动卷线装置上。
本发明的有益效果：
本发明提供的自动卷线装置包括转动轴、弧形侧板、弹性调节机构和收放机构。线缆一端固连于弧形侧板，转动轴转动带动弧形侧板转动实现线缆的收卷。当线缆收卷的圈数过多，外侧线缆对内侧线缆造成压迫时，夹设于转动轴和弧形侧板之间的弹性调节机构作用，调节弧形侧板和转动轴之间的距离使其变小，弧形侧板向内收缩，使内部线缆受到的压力减小，对内部线缆进行保护。当弹性调节机构受压严重对弧形侧板产生反作用力使其向外扩张时，电连接于弹性调节机构的收放机构作用，拉动弹性调节机构固连于弧形侧板的一部分,抵消弹性调节机构对弧形侧板产生的巨大反作用力，使其不会向外扩张挤压内部电缆。
本发明提供的充电桩包括该自动卷线装置，通过该自动卷线装置实现充电桩闲置线缆的自动收卷，保证充电桩周边的整洁、充电线缆及时回收以防暴露在环境中受损，同时在自动卷线的过程中能够避免线缆受到挤压损伤。
附图说明
图1是本发明实施例提供的充电桩结构示意图；
图2是本发明实施例一提供的自动卷线装置结构示意图；
图3是本发明实施例一提供的自动卷线装置内部结构第一角度示意图；
图4是图3中结构标记为A的结构示意图；
图5是本发明实施例一提供的自动卷线装置内部结构第二角度示意图；
图6是图5中结构标记为B的结构示意图；
图7是本发明实施例二提供的自动卷线装置结构示意图；
图8是图7中结构标记为C的结构示意图。
图中：
100、转动轴；
200、弧形侧板；
300、弹性调节机构；310、固定部；311、通气孔；320、活动部；330、弹性元件；
400、收放机构；410、收放卷杆；420、收放电机；430、收放拉绳；440、触发装置；441、气箱；442、第一移动板；443、第二移动板；444、第一导电件；445、第二导电件；446、调节杆；450、安装架；
500、弹性挡板；
600、驱动机构；
700、连接辊。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、“左”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
实施例一
图1示出本发明实施例提供的充电桩结构示意图，图2示出本发明实施例一提供的自动卷线装置结构示意图。参照图1和图2，本实施例提供了一种充电桩，包括充电桩主体、线缆和充电头，还包括本发明提供的自动卷线装置，闲置线缆能够收卷于该自动卷线装置上。该自动卷线装置利用两个支板架设在充电桩底部的容置槽内。
图3示出本发明实施例一提供的自动卷线装置内部结构第一角度示意图，图4示出图3中结构标记为A的结构示意图，图5示出本发明实施例一提供的自动卷线装置内部结构第二角度示意图，图6示出图5中结构标记为B的结构示意图。参照图3-图6，该自动卷线装置，包括转动轴100、弧形侧板200、弹性调节机构300、收放机构400、驱动机构600和连接辊700。弧形侧板200通过弹性调节机构300活动连接于转动轴100，收放机构400固连于转动轴100的侧面，驱动机构600的输出轴和连接辊700分别固连于转动轴100的两端。
参照图1，驱动机构600夹设与右侧支板和容置槽侧壁之间，电连接于充电桩，其左侧的输出轴穿过右侧支板并与转动轴100同轴固连，该驱动机构600能够驱动转动轴100转动，从而收卷线缆。
继续参照图1，连接辊700呈圆柱体，该圆柱体长远小于转动轴100，底面积大于转动轴100，转动连接于左侧支板。该连接辊700的左侧安装有电极片，转动轴100右端也安装有电极片，两个电极片接触抵靠实现连接辊700与转动轴100的电性连接，线缆通过连接线与连接辊700右侧的电极片电性连接，从而实现线缆的通电。
参照图2和图3，弧形侧板200为两个，分别位于转动轴100径向的外侧相对的两侧。弹性调节机构300也为两个，两个弧形侧板200和两个弹性调节机构300一一对应，两个弹性调节机构300分别设置在转动轴100侧面相对的位置，将两个弧形侧板200活动连接在转动轴100上。闲置电缆远离充电头的一端固连于一个弧形侧板200的外壁上。当闲置电缆收卷时，收卷在弧形侧板200上的线缆逐渐堆积，内部线缆会受到来自外部线缆弧形侧板200的挤压力，当这个压力逐渐增大时，在弹性调节机构300的作用下，两个弧形侧板200向转动轴100所在方向收缩，弧形侧板200对内部线缆的挤压力减小，内部线缆不再处于拉紧并受挤压的状态，能够有效防止内部线缆损坏。
参照图3和图4，弹性调节机构300夹设于转动轴100和弧形侧板200之间，包括固定部310、活动部320和弹性元件330。固定部连310接于转动轴100，活动部320连接于弧形侧板200。弹性元件330一端连接于固定部310，另一端固定连接于活动部320。
具体地，固定部310是一个内部开设空腔的长方体结构，该固定部310长度短于转动轴100，固连于转动轴100的一侧。固定部310上开设有容置空腔，弹性元件330可以是一个绝缘橡胶弹簧，该绝缘橡胶弹簧一端固连于容置空腔的底部，另一端固连于活动部320。固定部310中的容置空腔为弧形侧板200提供了向内收缩的空间。
再为具体地，活动部320是一个尺寸小于固定部310的长方体，当弹性元件330处于原始状态时，该活动部320部分伸入容置空腔中。当弹性元件330受力压缩时，该活动部320能够活动穿设于固定部310的容置空腔。该活动部320一侧固连于弧形侧板200的内侧壁，另一端连接有弹性元件330，当线缆堆积严重，外部线缆施加在内部线缆上的压力增大到一定程度时，弹性元件330压缩，此时活动部320伸入容置空腔的体积增加。
上述方案中的弹性调节机构300可以为多个，多个弹性调节机构300分为两组，两组弹性调节机构300分别沿同一直线间隔相同地布置在转动轴100的一侧，分别夹设于两个弧形侧板200与转动轴100之间。多个固定部310同时作用，能够使弧形侧板200受力更为均衡，能够在内部线缆受到的挤压力过大时保证弧形侧板200的及时收缩。
参照图5和图6，收放机构400固连于转动轴100，其输出端连接于活动部320，能够驱动活动部320抵压弹性元件330。该收放机构400包括收放卷杆410、收放电机420、收放拉绳430、触发装置440和安装架450。
具体地，安装架450是一个U形架，包括两个平行且间隔设置的侧板和一个夹设在两个侧板之间的固定板。两个侧板固连于转动轴100，该固定板上开设一个过孔，收放卷杆410活动穿设于该过孔，并与安装于固定板另一侧的收放电机420的输出轴相连接。收放拉绳430为两根，该收放拉绳430一端固连于收放卷杆410上，另一端固连于活动部320，其固定端与弹性元件330在活动部320上的固定位置在同一个侧面。该收放电机420能够驱动该收放卷杆410转动并收卷收放拉绳430。收放拉绳430收卷，能够拉动活动部320向容置空腔的深处运动。
参照图4-图6，触发装置440电连接于收放电机420。活动部320在容置空腔中将弹性元件330压缩至触发位置处时，触发装置440被触发，收放电机420收到触发装置440发出的触发信号时，驱动收放卷杆410收卷收放拉绳430。
具体地，触发装置440是一个长方壳体结构，固连于固定部310，且仅底部开设通孔，该通孔连通于开设在固定部310顶部的通气孔311，触发装置440内腔和固定部310的容置空腔以此连通。
继续参照图4，该触发装置440包括气箱441、调节开关以及调节杆446。该气箱441的内腔通过通孔和通气孔311与容置空腔相连通，调节开关设置在气箱441中，调节杆446贯穿气箱441的侧壁并固连于调节开关的一部分。
具体地，调节开关电连接于收放电机420，活动部320移动至触发位置处时，气箱441内腔中气压达到触发气压值，气箱441内腔中气压达到触发气压值时，调节开关触发，向收放电机420发出触发信号。调节开关与收放电机420之间的信号传递和控制过程为本领域的常规设置，在此不再赘述。
再为具体地，该调节开关包括相互平行且间隔设置的第一移动板442和第二移动板443，气箱441底部设置有滑动槽，第一移动板442和第二移动板443能够在该滑动槽中滑动。第一移动板442和第二移动板443相向的一侧分别安装有第一导电件444和第二导电件445，其中第一导电件444和第二导电件445分别由导电铜片制成。当内部线缆受到的压力增加，驱使弹性元件330压缩时，固定部310中的空气由固定部310内腔通过通气孔311压缩进入气箱441，气箱441内腔中的压力上升时能够驱动第一移动板442向第二移动板443靠近，第一导电件444和第二导电件445接触时，调节开关触发，电信号传递至收放电机420，收放电机420随即驱动收放卷杆410转动并收卷收放拉绳430，收放拉绳430收卷，能够拉动活动部320向容置空腔的深处运动，抵消弹性元件330对活动部320的反推力作用，保证弧形侧板200收缩运动的持续性。
更为具体地，该触发装置440还包括调节杆446，气箱441的侧壁上开设有螺孔，该调节杆446是一个螺杆，该螺杆贯穿气箱441的侧壁并螺接于该螺孔中，垂直固连于第一移动板442背离第一导电件444的一侧。通过转动该调节杆446能够调节伸入气箱441的长度，从而推动或拉动第一移动板442，调节第一移动板442和第二移动板443之间的距离。必要时操作螺杆使相互抵靠的第一移动板442和第二移动板443远离，能够断开该调节开关，也可以根据使用的不同弹性元件330弹性范围及压缩难易程度不同而对第一移动板442和第二移动板443之间的距离进行预调整，保证弹性元件330压缩至一定程度时进入气箱441的气量足够将第一移动板442推至与第二移动板443接触。
触发装置440除上述设置外，还可以是位置传感器，设置于固定部310的容置空腔中，当活动部320移动到设定位置处时能够抵靠并触发该触发装置440。
实施例二
图7示出本发明实施例二提供的自动卷线装置结构示意图，图8示出图7中结构标记为C的结构示意图。参照图7和图8，本实施例与实施例一的区别仅在于本实施例提供的自动卷现装置还包括两个弹性挡板500。两个弧形侧板200的一端夹装有一个弹性挡板500，该弹性挡板500采用橡胶制成，能够在原始状态下受力压缩，两个弹性挡板500与两个弧形侧板200围设成一个圆柱形卷线侧板。
具体地，弧形侧板200端部开设有梯形凹槽，弹性挡板500对应于该弧形侧板200的位置设置有梯形插接块，该梯形插接块能够插入梯形凹槽中，两个弹性挡板500和两个弧形侧板200通过插接的方式相互连接。当弧形侧板200受到来自线缆的压力过大时，两个弧形侧板200向内收缩，两者之间的距离变小，夹装在两个弧形侧板200之间的两个弹性挡板500受到压缩随即变短。圆柱形卷线侧板能够给线卷提供更均匀的缠绕条件，使内部线缆的受力更为均匀，避免弧形侧板200的边缘对内部线缆造成压痕。
再为具体地，弹性挡板500的设置方式除上述方案外，还可以是每个弹性挡板500由两个分板构成。两个分板能够相互插接固连，其中第一分板能够插接入第二分板中，且第二分板插接槽中留有供第一分板持续插入的空间。当两个弧形侧板200受压向内移动时，第一分板向第二分板插接槽深处继续运动，能够适应性缩短整个弹性挡板500的宽度，使圆柱形卷线侧板直径减小，但仍然保持原有截面形状。
实施例三
本实施例与上述实施例一和实施例二的区别在于该自动卷线装置的启动方式不同。充电桩主体与充电头的连接部位开设有开槽，开槽中设置有收卷开关，该收卷开关与驱动机构600电性连接。当该充电桩处于闲置状态或充电完成时，仅需将该充电头插在该开槽中，随即收卷开关受到挤压并启动驱动机构600，使驱动机构600工作，该自动卷线装置开始对线缆进行收卷。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动卷线装置，其特征在于，包括：
转动轴(100)；
弧形侧板(200)，所述弧形侧板(200)位于所述转动轴(100)径向的外侧；
弹性调节机构(300)，所述弹性调节机构(300)夹设于所述转动轴(100)和所述弧形侧板(200)之间，包括固定部(310)、活动部(320)和弹性元件(330)，所述固定部(310)连接于所述转动轴(100)，所述活动部(320)连接于所述弧形侧板(200)，所述弹性元件(330)一端连接于所述固定部(310)，另一端连接于所述活动部(320)；
收放机构(400)，所述收放机构(400)固连于所述转动轴(100)，所述收放机构(400)的输出端连接于所述活动部(320)，能够驱动所述活动部(320)抵压所述弹性元件(330)。
2.根据权利要求1所述的自动卷线装置，其特征在于，所述固定部(310)上开设容置空腔，所述弹性元件(330)位于所述容置空腔中，所述活动部(320)部分伸入所述容置空腔中。
3.根据权利要求2所述的自动卷线装置，其特征在于，所述收放机构(400)包括收放卷杆(410)、收放电机(420)和收放拉绳(430)，所述收放电机(420)设置于所述转动轴(100)上，所述收放卷杆(410)固连于所述收放电机(420)的输出端，所述收放拉绳(430)连接于所述活动部(320)，所述收放电机(420)能够驱动所述收放卷杆(410)收卷所述收放拉绳(430)。
4.根据权利要求3所述的自动卷线装置，其特征在于，所述收放机构(400)还包括触发装置(440)，所述触发装置(440)电连接于所述收放电机(420)，所述活动部(320)在所述容置空腔中将所述弹性元件(330)压缩至触发位置处时，触发所述触发装置(440)，所述收放电机(420)收到所述触发装置(440)发出的触发信号时，驱动所述收放卷杆(410)收卷设定长度的所述收放拉绳(430)。
5.根据权利要求4所述的自动卷线装置，其特征在于，所述触发装置(440)包括：
气箱(441)，所述气箱(441)的内腔与所述容置空腔相连通；
调节开关，设置于所述气箱(441)的内腔中，电连接于所述收放电机(420)，所述活动部(320)移动至所述触发位置处时，所述气箱(441)内腔中气压达到触发气压值，所述气箱(441)内腔中气压达到所述触发气压值时，所述调节开关触发，向所述收放电机(420)发出所述触发信号。
6.根据权利要求5所述的自动卷线装置，其特征在于，所述调节开关包括相互平行且间隔设置的第一移动板(442)和第二移动板(443)，所述第一移动板(442)和所述第二移动板(443)相向的一侧分别安装有第一导电件(444)和第二导电件(445)，所述气箱(441)内腔中的压力上升时能够驱动所述第一移动板(442)和所述第二移动板(443)相互靠近，所述第一导电件(444)和所述第二导电件(445)接触时，所述调节开关触发。
7.根据权利要求1所述的自动卷线装置，其特征在于，所述弹性调节机构(300)和所述弧形侧板(200)均为两个，两个所述弧形侧板(200)和两个所述弹性调节机构(300)一一对应，两个所述弹性调节机构(300)分别设置在所述转动轴(100)侧面相对的位置。
8.根据权利要求7所述的自动卷线装置，其特征在于，还包括两个弹性挡板(500)，两个所述弧形侧板(200)的一端夹装有一个所述弹性挡板(500)，两个所述弹性挡板(500)与两个所述弧形侧板(200)围设成圆柱形卷线侧板。
9.根据权利要求1所述的自动卷线装置，其特征在于，还包括驱动机构(600)，所述驱动机构(600)电连接于充电桩，输出轴与所述转动轴(100)同轴固连。
10.一种充电桩，包括充电桩主体、线缆和充电头，其特征在于，还包括权利要求1-9任一项所述的自动卷线装置，所述线缆收卷于所述自动卷线装置上。
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