CN114274809A - 一种光储充检系统的主动式防撞充电桩装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光储充检系统的主动式防撞充电桩装置，包括光伏棚和桩基体，桩基体的后端铰接在光伏棚上，桩基体的上部左右两侧分别铰接有连杆，连杆上端铰接有螺接滑块，螺接滑块上贯穿有丝杠和光杠，螺接滑块螺纹嵌套在丝杠上，丝杠连接有电驱动结构，电驱动结构丝杠转动，丝杠带动螺接滑块向后移动，连杆推动桩基体向后翻转形成防撞规避动作，而桩基体处于操作屏下方中央的部分设有朝前的传感器组。本发明为了提高光储充检系统的运行稳定性，为了避免光伏棚下的充电桩受到电动汽车的意外撞击而损坏，特别将充电桩的桩基体悬吊起来并能够通过感应电动汽车的靠近而提前向后翻动产生规避动作，待人体靠近后再复位而方便充电人员操作。

Description

一种光储充检系统的主动式防撞充电桩装置

技术领域

本发明涉及防撞充电桩的技术领域，尤其涉及一种光储充检系统的主动式防撞充电桩装置。

背景技术

光储充检系统是将电站将光伏、储能和充电站结合在一起，主要包括新能源汽车充电站、储能箱、光伏发电装置、电能智能管理系统等几部分，能够将太阳能转化成电能，“以光养桩”，实现新能源、储能、智能充电互相协调支撑的一种高科技绿色充电模式，其中储电采用高能量密度的磷酸铁锂储能电池，配备能量智慧管理系统，将光伏发电自动切换应用于电动汽车充电、日常照明、削峰填谷和应急电源等，实现发、储、充清洁能源的循环利用。我公司专注于储能和充电领域的技术开发，在实际研发中发现，光储充检系统采用地上光伏棚且光伏棚内设立充电桩的形式，光储充检系统集成度高，内部组件协同性好，与普通充电桩相比，光储充检系统的充电桩需要更高的可靠性，避免影响整个系统安全有序地进行工作，而有些驾驶人员在驾车倒向充电桩进行充电时容易因为操作不当，使得车辆撞击充电桩而造成充电桩的损坏，或者充电电缆拖拉在地上而发生磨损或被车辆碾压，对于这两个问题，例如专利申请号为“2019114188184”、专利名称为“一种用于新能源车的防撞线路保护充电桩”的中国专利，包括底座，所述底座上端面前后对称且可固定设有固定块，所述固定块之间可转动的设有翻转杆，所述翻转杆上端固定设有充电器，所述翻转杆内上下贯穿设有线路通道，所述线路通道内设有电性连接于所述充电器的输电线，所述底座内设有断电装置，本发明通过将用于支撑充电器的支撑杆设计成翻转型，并对翻转杆进行支撑，并在底座左侧设有防撞板，对撞击力进行减弱的同时可提前切断对充电器的供电，当车子撞上翻转杆时可带动翻转杆翻转而减轻撞击力，避免折断而扯断输电线，而当撞击力过大而扯断输电线时，由于已经断开了对输电线的供电，则不会出现漏电等现象，确保安全；

专利申请号为“2020216728024”、专利名称为“一种具有防撞保护功能的新能源汽车充电桩”的中国专利，公开了一种具有防撞保护功能的新能源汽车充电桩，包括安装底板，所述安装底板的左右两端均设置有固定栓，所述安装底板的左端贯穿连接有连接轴，所述活动块的上端铰链连接有第一支架，所述安装底板的右端贯穿连接有连接柱，所述滑块的上端固定连接有安全杆，所述充电桩本体的前表面安装有充电装置，所述防护罩的下端固定连接有固定柱，所述活动杆的外表面套设有弹簧，且弹簧的下端固定连接有按钮。该具有防撞保护功能的新能源汽车充电桩，便于对充电桩本体进行保护，起到防撞的作用，并且在受到撞击后能够自动进行复位，而且可以对充电装置起到保护作用，延长充电装置的使用寿命；

专利申请号为“2021213759487”、专利名称为“一种避让式防撞充电桩”的中国专利，公开了一种避让式防撞充电桩，其包括：充电桩箱体、底座、销座、防撞板和弹性支撑件，所述销座设置在底座上，所述充电桩箱体位于销座的上方，所述充电桩箱体底部设置有向下延伸至销座中的立柱，所述立柱正面设置有向前延伸的悬臂，所述防撞板竖向设置在悬臂的前端，所述弹性支撑件斜置在立柱背面与底座之间。本实用新型所述的避让式防撞充电桩，特别设计了防撞板，电动汽车失误撞击到防撞板时，驱动立柱后翻而压缩弹性支撑件，进行撞击的缓冲，有效避免充电桩箱体的损坏，电动汽车后退以后，弹性支撑件伸长，使得立柱和充电桩箱体翻转复位。

但是上述专利技术方案的充电桩防撞主要依靠弹性部件被动地进行防撞，充电桩还是受到了撞击冲击，容易造成内部元件损坏，因此经过研究后设计了多种解决方案，其中尤其是一种采用预先主动规避的主动式防撞充电桩装置，预先防护性好。

发明内容

针对以上现有存在的问题，本发明提供一种光储充检系统的主动式防撞充电桩装置，提高了光储充检系统的运行稳定性，避免了光伏棚下的充电桩受到电动汽车的意外撞击而损坏，特别将充电桩的桩基体悬吊起来并能够通过感应电动汽车的靠近而提前向后翻动产生规避动作，待人体靠近后再复位而方便充电人员操作。

本发明的技术方案在于：

本发明提供一种光储充检系统的主动式防撞充电桩装置，包括光伏棚、桩基体、电缆和充电接口，所述光伏棚内设有桩基体，所述桩基体通过电缆与充电接口电性连接，所述桩基体的后端设有翻转套块，所述翻转套块铰接在光伏棚上，使得所述桩基体能够悬挂在光伏棚内并能够前后翻转，而所述桩基体的上部左右两侧分别铰接有连杆，所述连杆向上方倾斜延伸且上端分别铰接有螺接滑块，所述螺接滑块上前后贯穿有相互平行的丝杠和光杠，所述螺接滑块螺纹嵌套在丝杠上，所述丝杠和光杠的两端分别嵌套并铰接有第二连扳和第一连扳，所述第一连扳和第二连扳分别通过前连接结构和后连接结构设置在光伏棚上，所述丝杠靠向桩基体的端部伸出第二连扳并连接有电驱动结构，所述电驱动结构设置在第二连扳上并能够带动丝杠转动，所述丝杠带动螺接滑块向后移动，所述连杆推动桩基体向后翻转形成防撞规避动作，而所述桩基体的前端面下侧设有操作屏，所述桩基体处于操作屏下方中央的部分设有朝前的传感器组，所述传感器组包括超声测距传感器和红外传感器，所述超声测距传感器、红外传感器和电驱动结构分别与桩基体内的控制器电性连接，所述控制器能够接收超声测距传感器和红外传感器的传感信号以判断出是人体靠近还是车辆靠近，在判断出车辆靠近的状态下控制器控制电驱动结构驱动桩基体向后翻转，继而在判断人体靠近的状态下控制器控制电驱动结构驱动桩基体复位。

进一步地，同一所述螺接滑块上的光杠处于丝杠和连杆之间。

进一步地，所述电缆设置在桩基体上部，所述电缆上锁紧有若干个滑动块，所述滑动块上部贯穿有导向杆，所述导向杆的后端设置在第二连扳的前端中央且前端穿过第一连扳并设置在前连接结构上，使得所述电缆悬吊在光伏棚上并能够沿着导向杆前后移动。

进一步地，所述第一连扳的下端中部设有豁口，所述导向杆穿过豁口且滑动块和电缆能够无阻碍地滑过豁口。

进一步地，所述电缆自导向杆垂落的端部设有充电接口，所述充电接口包括线缆端、基体块、插接块、插头端、对接接口和手柄，所述线缆端对接在电缆上且下端设有基体块，所述基体块的下端为插头端且一侧设有手柄，所述插头端上侧设有插接块且内部设有对接接口。

进一步地，所述滑动块包括滑动槽、倒U形套块、锁紧螺栓和下约束块，所述倒U形套块在前视面上的投影呈倒U字形结构且上端为对应嵌套在导向杆上的滑动槽，所述倒U形套块的下端设有下约束块且处于下约束块上方的部分设有锁紧螺栓，所述电缆穿过并锁紧在锁紧螺栓与下约束块之间。

进一步地，所述电驱动结构包括伺服电机和直角减速器，所述伺服电机和直角减速器分别设置在第二连扳上，所述伺服电机、直角减速器和丝杠依次连接并实现动力传递。

进一步地，所述光伏棚包括光伏顶棚、钢檩条、梁架和支撑腿，支撑腿上设有向前上方倾斜直线延伸的梁架，相邻两个所述梁架之间的上端自前向后依次设有相邻间等间距且左右直线延伸的多个钢檩条，所述钢檩条上设有光伏顶棚，所述光伏顶棚和桩基体分别与外部的储能箱电性连接形成光储充检系统。

进一步地，所述前连接结构包括吊挂架、第一卡扣块和连接板，所述连接板设置在第一连扳的上端并水平向前延伸且上端设有吊挂架，所述吊挂架的上端设有第一卡扣块，所述第一卡扣块连接在光伏棚上处于前侧的钢檩条上。

进一步地，所述后连接结构为第二卡扣块，所述第二卡扣块连接在光伏棚上处于后侧的钢檩条上。

本发明由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具体的积极有益效果为：

本发明为了提高光储充检系统的运行稳定性，为了避免光伏棚下的充电桩受到电动汽车的意外撞击而损坏，特别将充电桩的桩基体悬吊起来并能够通过感应电动汽车的靠近而提前向后翻动产生规避动作，待人体靠近后再复位而方便充电人员操作，是光储充检系统充电桩的一种主动式防撞解决方案，同时将充电接口和电缆悬挂起来并能够滑动，降低了电缆磨损，进一步提高了整个系统的运行可靠性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1所示结构去掉光伏顶棚后的结构示意图；

图3是图2所示结构的右视图；

图4是图2所示结构去掉一侧支撑腿后的结构示意图；

图5是图4所示结构去掉光伏棚后的结构示意图；

图6是图5所示结构在一定仰视视角下的结构示意图；

图7是本发明的滑动块的结构示意图；

图8是本发明的充电接口的结构示意图；

图9是本发明在使用时的结构示意图。

图中：1-光伏顶棚，2-钢檩条，3-梁架，4-支撑腿，5-插槽，6-桩基体，7-操作屏，8-传感器组，9-电缆；

10-充电接口，101-线缆端，102-基体块，103-插接块，104-插头端，105-对接接口，106-手柄；

11-滑动块，1101-滑动槽，1102-倒U形套块，1103-锁紧螺栓，1104-下约束块；

12-导向杆，13-吊挂架，14-第一卡扣块，15-翻转套块，16-支撑横杆，17-接合块，18-连杆，19-伺服电机，20-连接板，21-直角减速器，22-第二卡扣块，23-丝杠，24-光杠，25-螺接滑块，26-第一连扳，27-第二连扳。

具体实施方式

实施例一：

如附图1-附图9所示，本发明提供一种光储充检系统的主动式防撞充电桩装置，包括光伏棚、桩基体6、电缆9和充电接口10，光伏棚内设有桩基体6，光伏棚包括光伏顶棚1、钢檩条2、梁架3和支撑腿4，支撑腿4上设有向前上方倾斜直线延伸的梁架3，相邻两个梁架3之间的上端自前向后依次设有相邻间等间距且左右直线延伸的多个钢檩条2，钢檩条2上设有光伏顶棚1，光伏顶棚1和桩基体6分别与外部的储能箱电性连接形成光储充检系统；

其中，桩基体6通过电缆9与充电接口10电性连接，桩基体6的后端设有翻转套块15，翻转套块15上贯穿有支撑横杆16，支撑横杆16的两端分别通过接合块17设置在两个相邻的梁架3上，使得桩基体6能够悬挂在光伏棚内并能够前后翻转，而桩基体6的上部左右两侧分别铰接有连杆18，连杆18向上方倾斜延伸且上端分别铰接有螺接滑块25，螺接滑块25上前后贯穿有相互平行的丝杠23和光杠24，螺接滑块25螺纹嵌套在丝杠23上，为了降低丝杠23的载荷，设置同一螺接滑块25上的光杠24处于丝杠23和连杆18之间，丝杠23和光杠24的两端分别嵌套并铰接有第二连扳27和第一连扳26，第一连扳26和第二连扳27分别通过前连接结构和后连接结构设置在光伏棚上，丝杠23靠向桩基体6的端部伸出第二连扳27并连接有直角减速器21，直角减速器21连接有伺服电机19，直角减速器21个伺服电机19分别设置在第二连扳27上，伺服电机19能够带动丝杠23转动，丝杠23带动螺接滑块25向后移动，连杆18推动桩基体6向后翻转形成防撞规避动作，其中为了实现两个连杆18同步驱动桩基体6翻转，则桩基体6内的控制器与两个伺服电机19电性连接并控制两个伺服电机19同步动作，而桩基体6的前端面下侧设有操作屏7，桩基体6处于操作屏7下方中央的部分设有朝前的传感器组8，传感器组8包括超声测距传感器和红外传感器，超声测距传感器和红外传感器分别与桩基体6内的控制器电性连接，控制器能够接收超声测距传感器和红外传感器的传感信号以判断出是人体靠近还是车辆靠近，这是基于电动汽车日常停放到光伏棚下进行充电时的状况，一般就是驾驶员停车到桩基体6前，驾驶员下车在桩基体6的操作屏7上进行操作，然后自桩基体6上取下充电接口10并拖拉电缆9到电动汽车的充电口处，插入充电接口10进行充电，由于需要在合适的高度方便用户对操作屏7进行操作，所以桩基体6虽然悬吊但离地高度并不高，这也就需要防止车辆撞击；

在没有车辆而只有人靠近的情况下，超声测距传感器检测到有物体靠近，红外传感器检测到有人体热源靠近，则控制器判断出人体靠近，则并不控制伺服电机19产生动作，这方便检修人员进行检修；

在有车辆而没有人靠近的情况下，超声测距传感器检测到有物体靠近，红外传感器未检测到有人体热源靠近，则控制器判断出汽车靠近，在判断出车辆靠近的状态下控制器控制电驱动结构驱动桩基体6向后翻转，继而通过红外传感器判断人体靠近要操作控制屏，则控制器控制电驱动结构驱动桩基体6复位，方便人体走到桩基体6前操作控制屏和取用充电接口10。

为了方便取用电缆9，避免电缆9在地面拖拉产生磨损以及容易绊倒人体的问题，将电缆9的一端连接在桩基体6上部，电缆9上锁紧有若干个滑动块11，滑动块11上部贯穿有导向杆12，导向杆12的后端设置在第二连扳27的前端中央且前端穿过第一连扳26并设置在前连接结构上，使得电缆9悬吊在光伏棚上并能够沿着导向杆12前后移动。

而由于导向杆12的长度大于丝杠23和光杠24的长度，为了避免第一连扳26阻碍滑动块11移动，在第一连扳26的下端中部设有豁口，导向杆12穿过豁口且滑动块11和电缆9能够无阻碍地滑过豁口。

其中，电缆9自导向杆12垂落的端部设有充电接口10，充电接口10参照国家标准《GT/T 20234.2-2015电动汽车传导电用连接装置第2部分：交流充电接口》和《GB/T20234.3-2015电动汽车传导电用连接装置第3部分：直流充电接口》进行设计，充电接口10包括线缆端101、基体块102、插接块103、插头端104、对接接口105和手柄106，线缆端101对接在电缆9上且下端设有基体块102，基体块102的下端为插头104端且一侧设有手柄106，插头端104上侧设有插接块103且内部设有对接接口105。

其中，为了实现电缆9与滑动块11锁紧在一起并能够沿着导向杆12滑动，滑动块11主要包括滑动槽1101、倒U形套块1102、锁紧螺栓1103和下约束块1104，倒U形套块1102在前视面上的投影呈倒U字形结构且上端为对应嵌套在导向杆12上的滑动槽1101，倒U形套块1102的下端设有下约束块1104且处于下约束块1104上方的部分设有锁紧螺栓1103，电缆9穿过并锁紧在锁紧螺栓1103与下约束块1104之间，这样就方便给电动汽车充电的驾驶员自桩基体6下侧的插槽5处取下充电接口10后，拉动充电接口10至电动汽车尾部的充电口处进行充电，这个过程中电缆9并不与地面接触，也就不会产生磨损，也不容易绊倒人体。

其中，针对前连接结构和后连接结构，前连接结构主要包括吊挂架13、第一卡扣块14和连接板20，连接板20设置在第一连扳26的上端并水平向前延伸且上端设有吊挂架13，吊挂架13的上端设有第一卡扣块14，第一卡扣块14连接在光伏棚上处于前侧的钢檩条2上；后连接结构则为第二卡扣块22，第二卡扣块22连接在光伏棚上处于后侧的钢檩条2上。

实施例二：

为了增强控制器判断电动汽车靠近的准确性，在传感器组8内引入声音传感器，用以检测电动汽车轮胎碾压地面产生的噪音，也就是传感器组8包括超声测距传感器、红外传感器和声音传感器，超声测距传感器、红外传感器、声音传感器和电驱动结构分别与桩基体6内的控制器电性连接，控制器能够接收超声测距传感器、红外传感器和声音传感器的传感信号以判断出是人体靠近还是车辆靠近；

在没有车辆而只有人靠近的情况下，超声测距传感器检测到有物体靠近，红外传感器检测到有人体热源靠近，声音传感器并未检测到电动汽车带起的轮胎噪音，则控制器判断出人体靠近，则并不控制电驱动结构产生动作，这方便检修人员进行检修；

在有车辆而没有人靠近的情况下，超声测距传感器检测到有物体靠近，红外传感器未检测到有人体热源靠近，声音传感器检测到电动汽车带起的轮胎噪音，则控制器判断出汽车靠近，在判断出车辆靠近的状态下控制器控制电驱动结构驱动桩基体6向后翻转，继而通过红外传感器判断人体靠近要操作控制屏，则控制器控制电驱动结构驱动桩基体6复位。

Claims (10)

1.一种光储充检系统的主动式防撞充电桩装置，包括光伏棚、桩基体、电缆和充电接口，所述光伏棚内设有桩基体，所述桩基体通过电缆与充电接口电性连接，其特征在于：所述桩基体的后端设有翻转套块，所述翻转套块铰接在光伏棚上，使得所述桩基体能够悬挂在光伏棚内并能够前后翻转，而所述桩基体的上部左右两侧分别铰接有连杆，所述连杆向上方倾斜延伸且上端分别铰接有螺接滑块，所述螺接滑块上前后贯穿有相互平行的丝杠和光杠，所述螺接滑块螺纹嵌套在丝杠上，所述丝杠和光杠的两端分别嵌套并铰接有第二连扳和第一连扳，所述第一连扳和第二连扳分别通过前连接结构和后连接结构设置在光伏棚上，所述丝杠靠向桩基体的端部伸出第二连扳并连接有电驱动结构，所述电驱动结构设置在第二连扳上并能够带动丝杠转动，所述丝杠带动螺接滑块向后移动，所述连杆推动桩基体向后翻转形成防撞规避动作，而所述桩基体的前端面下侧设有操作屏，所述桩基体处于操作屏下方中央的部分设有朝前的传感器组，所述传感器组包括超声测距传感器和红外传感器，所述超声测距传感器、红外传感器和电驱动结构分别与桩基体内的控制器电性连接，所述控制器能够接收超声测距传感器和红外传感器的传感信号以判断出是人体靠近还是车辆靠近，在判断出车辆靠近的状态下控制器控制电驱动结构驱动桩基体向后翻转，继而在判断人体靠近的状态下控制器控制电驱动结构驱动桩基体复位。

2.根据权利要求1所述的一种光储充检系统的主动式防撞充电桩装置，其特征在于：同一所述螺接滑块上的光杠处于丝杠和连杆之间。

3.根据权利要求2所述的一种光储充检系统的主动式防撞充电桩装置，其特征在于：所述电缆设置在桩基体上部，所述电缆上锁紧有若干个滑动块，所述滑动块上部贯穿有导向杆，所述导向杆的后端设置在第二连扳的前端中央且前端穿过第一连扳并设置在前连接结构上，使得所述电缆悬吊在光伏棚上并能够沿着导向杆前后移动。

4.根据权利要求3所述的一种光储充检系统的主动式防撞充电桩装置，其特征在于：所述第一连扳的下端中部设有豁口，所述导向杆穿过豁口且滑动块和电缆能够无阻碍地滑过豁口。

5.根据权利要求4所述的一种光储充检系统的主动式防撞充电桩装置，其特征在于：所述电缆自导向杆垂落的端部设有充电接口，所述充电接口包括线缆端、基体块、插接块、插头端、对接接口和手柄，所述线缆端对接在电缆上且下端设有基体块，所述基体块的下端为插头端且一侧设有手柄，所述插头端上侧设有插接块且内部设有对接接口。

6.根据权利要求5所述的一种光储充检系统的主动式防撞充电桩装置，其特征在于：所述滑动块包括滑动槽、倒U形套块、锁紧螺栓和下约束块，所述倒U形套块在前视面上的投影呈倒U字形结构且上端为对应嵌套在导向杆上的滑动槽，所述倒U形套块的下端设有下约束块且处于下约束块上方的部分设有锁紧螺栓，所述电缆穿过并锁紧在锁紧螺栓与下约束块之间。

7.根据权利要求6所述的一种光储充检系统的主动式防撞充电桩装置，其特征在于：所述电驱动结构包括伺服电机和直角减速器，所述伺服电机和直角减速器分别设置在第二连扳上，所述伺服电机、直角减速器和丝杠依次连接并实现动力传递。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种光储充检系统的主动式防撞充电桩装置，其特征在于：所述光伏棚包括光伏顶棚、钢檩条、梁架和支撑腿，支撑腿上设有向前上方倾斜直线延伸的梁架，相邻两个所述梁架之间的上端自前向后依次设有相邻间等间距且左右直线延伸的多个钢檩条，所述钢檩条上设有光伏顶棚，所述光伏顶棚和桩基体分别与外部的储能箱电性连接形成光储充检系统。

9.根据权利要求8所述的一种光储充检系统的主动式防撞充电桩装置，其特征在于：所述前连接结构包括吊挂架、第一卡扣块和连接板，所述连接板设置在第一连扳的上端并水平向前延伸且上端设有吊挂架，所述吊挂架的上端设有第一卡扣块，所述第一卡扣块连接在光伏棚上处于前侧的钢檩条上。

10.根据权利要求9所述的一种光储充检系统的主动式防撞充电桩装置，其特征在于：所述后连接结构为第二卡扣块，所述第二卡扣块连接在光伏棚上处于后侧的钢檩条上。

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