CN114583503A - 一种充电柔性插接装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于充电插接装置，为解决目前智能化设备自动充电时，充电对接装置容差较小，难以准确对接的技术问题，提供一种充电柔性插接装置，包括对插公头、对插母头和浮动机构，对插公头包括安装在移动载体上的公头壳体，以及安装在公头壳体上的公头导电通讯端子，对插母头包括母头壳体，以及安装在母头壳体上的母头导电通讯端子，浮动机构包括安装座、纵向浮动座和横向浮动座，安装座固定在固定载体上，纵向浮动座和安装座之间通过纵向弹性机构相连，横向浮动座和纵向浮动座之间通过横向弹性机构相连，母头壳体安装在横向浮动座上，公头导电通讯端子和母头导电通讯端子相适配。

Description

一种充电柔性插接装置

技术领域

本发明属于充电插接装置，具体涉及一种充电柔性插接装置。

背景技术

随着智能化设备保有量快速增长，智能化设备的自动化充电已成为其发展的痛点。

智能化设备在进行自动化充电时，需要智能化设备达到充电位置后，自动进行对接，连通充电。但是，目前进行自动对接充电时，对接容差普遍较小，充电对接装置难以准确对接，导致实现自动充电较为困难。

发明内容

本发明为解决目前智能化设备自动充电时，充电对接装置容差较小，难以准确对接的技术问题，提供一种充电柔性插接装置。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种立体车库直流充电柔性插接装置，其特殊之处在于，包括对插公头、对插母头和浮动机构；

所述对插公头包括公头壳体，以及安装在公头壳体上的公头导电通讯端子，所述公头壳体安装在移动载体上；

所述对插母头包括母头壳体，以及安装在母头壳体上的母头导电通讯端子；

所述浮动机构包括安装座、纵向浮动座和横向浮动座；

所述安装座用于固定在固定载体上；

所述纵向浮动座和安装座之间通过纵向弹性机构相连，使纵向浮动座能够相对安装座纵向浮动；

所述横向浮动座和纵向浮动座之间通过横向弹性机构相连，使横向浮动座能够相对纵向浮动座横向浮动；

所述母头壳体安装在横向浮动座上；

所述公头导电通讯端子和母头导电通讯端子相适配，母头导电通讯端子用于与固定载体上的电源相连，公头导电通讯端子用于与待充电设备的充电电池相连。

进一步地，所述纵向弹性机构包括导向柱和第一弹性部件；

所述导向柱一端与纵向浮动座固定连接，另一端穿过安装座，导向柱穿过安装座的一端设有限位帽，所述限位帽位于安装座远离纵向浮动座的一侧；

所述第一弹性部件套设于导向柱上，第一弹性部件一端与纵向浮动座相连或相抵，另一端与安装座相连或相抵。

进一步地，所述导向柱设置有四个，分别连接于纵向浮动座的四个边角处；

所述纵向浮动座与所述安装座平行设置。

进一步地，所述横向弹性机构包括四个第二弹性部件、安装在横向浮动座中心处的支座，以及安装在支座上的四根导向杆；

相邻两根导向杆之间夹角呈90°；

四个第二弹性部件分别位于相邻两根导向杆之间，一端与纵向浮动座相连，另一端与支座相连；相邻两个第二弹性部件之间夹角呈90°；

所述纵向浮动座上开设有四个长条状的限位孔，四根导向杆分别位于四个限位孔内，导向杆外径与限位孔高度相适配。

进一步地，所述纵向浮动座的底部开设有安装凹槽；

所述第二弹性部件、支座和导向杆均位于安装凹槽内。

进一步地，所述公头导电通讯端子外部设有公头导向头和公头防护门；

所述公头防护门设置于公头导电通讯端子前端，用于在公头导电通讯端子向母头导电通讯端子移动插接时，被母头导电通讯端子打开；

所述母头导电通讯端子前端设有母头防护门；

所述公头导向头设置于公头防护门远离公头导电通讯端子的一侧，用于在公头导电通讯端子向母头导电通讯端子移动插接时，打开母头防护门。

进一步地，所述公头防护门铰接于公头壳体上，所述公头导向头固定于公头壳体上；

所述母头防护门铰接于母头壳体上。

进一步地，所述母头导电通讯端子的线缆上设置有温度传感器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明充电柔性插接装置，通过对插公头和对插母头的自动对接，使公头导电通讯端子和母头导电通讯端子接通，即可对汽车充电。另外，通过设置浮动机构，在对插公头和对插母头插接时，能够接受一定范围的插接误差，保证插接顺利完成。本发明通过对插公头和对插母头的形式，配合浮动机构，便于实现待充电设备直接进行充电。

2.本发明中纵向弹性机构通过设置在安装座和纵向浮动座之间的导向柱和第一弹性部件，使对插母头在与对插公头插接时，在纵向上能够提供一定的浮动空间，限位帽能够对导向柱限位，配合第一弹性部件的弹性，在对插母头完成插接后能够顺利复位。

3.本发明中横向弹性机构通过四个第二弹性部件使对插母头能够在横向上浮动，保证其插接时在横向具有一定的容错空间，导向杆的设置，一方面，能够限制横向浮动的浮动范围，另一方面，将横向浮动座与纵向浮动座相连，使横向浮动座与纵向浮动座之间没有纵向位移，仅在横向浮动。

4.本发明中公头导电通讯端子外设有公头导向头和公头防护门，母头导电通讯端子外设有母头防护门，能够对公头导电通讯端子和母头导电通讯端子进行保护，在插接过程中，公头导向头先接触母头防护门并将其顶开，再由母头导电通讯端子将公头防护门顶开，最后再完成公头导电通讯端子和母头导电通讯端子的插接，在不影响插接的情况下，还能够对通讯端子进行保护。

5.本发明中母头导电通讯端子的线缆上设置有温度传感器，在充电过程中，充电系统可以实现对汽车电池进行监控和问题诊断，防止电池在充电过程中，由于温度急剧升高，造成充电事故。

附图说明

图1为本发明充电柔性插接装置对插公头和对插母头未插接时的示意图；

图2为本发明充电柔性插接装置中对插公头的示意图；

图3为本发明充电柔性插接装置中对插母头的示意图；

图4为本发明充电柔性插接装置中柔性机构的分解示意图；

图5为本发明充电柔性插接装置中柔性机构的示意图；

图6为本发明充电柔性插接装置对插公头和对插母头插接后的示意图。

其中，1-对插公头、101-公头壳体、102-公头导电通讯端子、2-对插母头、201-母头壳体、202-母头导电通讯端子、301-安装座、302-纵向浮动座、303-横向浮动座、304-纵向弹性机构、3041-导向柱、3042-第一弹性部件、3043-限位帽、305-横向弹性机构、3051-导向杆、3052-第二弹性部件、3053-支座、306-限位孔、4-公头导向头、5-公头防护门、6-母头防护门。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例和附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例并非对本发明的限制。

如图1和图6所示，本发明提供了一种充电柔性插接装置，包括对插公头1、对插母头2和浮动机构，其中，对插公头1安装在移动载体上，随移动载体运动，运动至固定载体处时，与安装在固定载体上的对插母头2插接，对插公头1与待充电设备的充电电池相连，对插母头2与固定载体上的充电设备相连，待对插母头2和对插公头1插接后，通过固定载体上的充电设备给待充电设备充电。

如图2，对插公头1包括安装在移动载体上的公头壳体101，以及安装在公头壳体101上的公头导电通讯端子102，公头壳体101安装在移动载体上，公头导电通讯端子102和对插母头2中的母头导电通讯端子202相插接，完成通讯导电，即将固定载体上的充电设备与待充电汽车之间的充电线路连通，相关的导电通讯端子，可采用现有的直流电连接组件。

如图3，对插母头2包括母头壳体201，以及安装在母头壳体201上的母头导电通讯端子202，母头壳体201通过浮动机构安装在固定载体上。

公头导电通讯端子102外部设有公头导向头4和公头防护门5。公头防护门5设置于公头导电通讯端子102前端，与公头壳体101相铰接，用于在公头导电通讯端子102向母头导电通讯端子202移动插接时，被母头导电通讯端子202打开。母头导电通讯端子202前端设有母头防护门6，母头防护门6铰接于母头壳体201上，公头导向头4设置于公头防护门5远离公头导电通讯端子102的一侧，用于在公头导电通讯端子102向母头导电通讯端子202移动插接时，打开母头防护门6。具体的，公头防护门5与公头导电通讯端子102的表面平行设置，母头防护门6与母头导电通讯端子202表面平行设置，在公头导电通讯端子102向母头导电通讯端子202移动插接时，公头导向头4接触到母头防护门6，使母头防护门6向朝向母头导电通讯端子202的一侧翻转，露出母头导电通讯端子202，随着公头导电通讯端子102继续向母头导电通讯端子202移动，母头导电通讯端子202接触公头防护门5，并推动公头防护门5，使公头防护门5向朝向公头导电通讯端子102的一侧翻转，露出公头导电通讯端子102，继续移动对插公头1，公头导电通讯端子102与母头导电通讯端子202完成插接。

需要说明的是，上述公头导向头4、公头防护门5和母头防护门6只是本发明一种优选的设置方式，在本发明的其他实施例中，也可以在母头导电通讯端子202外部设置防护门和导向头，在公头导电通讯端子102仅设置防护门，相应的工作原理与上述优选结构类似。另外，无论是上述哪种结构形式，还可以将防护门设置为电动结构，对应的可在防护门上设置接触开关，当导向头接触防护门时即打开相应防护门。再者，也可以采用不同于上述优选结构中通过导向头推开防护门的方式，而是采用挤开防护门的方式等。此处，防护门的设置，能够对公头导电通讯端子102与母头导电通讯端子202进行有效防护。

另外，防护门和导向头的设置位置根据对插公头1和对插母头2的具体形状和结构进行调整，只要保证插接时，防护门能够被打开，且导向头能够打开防护门即可。

如图4和图5，浮动机构包括安装座301、纵向浮动座302和横向浮动座303，通过浮动机构实现对插公头1和对插母头2插接时，进行纵向和横向微调，保证对插公头1和对插母头2能够在一定误差范围内完成插接。

其中，安装座301固定在固定载体上，纵向浮动座302和安装座301之间通过纵向弹性机构304相连，纵向弹性机构304使纵向浮动座302能够相对安装座301纵向浮动。具体的，纵向弹性机构304包括导向柱3041和第一弹性部件3042，导向柱3041一端与纵向浮动座302固定连接，另一端穿过安装座301，导向柱3041穿过安装座301的一端设有限位帽3043，限位帽3043位于安装座301远离纵向浮动座302的一侧，第一弹性部件3042套设于导向柱3041上，第一弹性部件3042一端与纵向浮动座302相连或相抵，另一端与安装座301相连或相抵，纵向浮动座302向靠近安装座301的方向移动时，导向柱3041穿出安装座301，公头导电通讯端子102和母头导电通讯端子202完成插接后，纵向浮动座302通过第一弹性部件3042复位，限位帽3043与安装座301相抵，对导向柱3041进行限位，避免导向柱3041脱离安装座301。

作为一种优选方案，导向柱3041设置四个，分别位于纵向浮动座302的四个边角处，纵向浮动座302与安装座301相互平行设置。

横向浮动座303和纵向浮动座302之间通过横向弹性机构305相连，使横向浮动座303能够相对纵向浮动座302横向浮动，但不会相对纵向浮动座302纵向浮动。横向弹性机构305包括四个第二弹性部件3052、安装在横向浮动座303中心处的支座3053，以及安装在支座3053上的四根导向杆3051，相邻两根导向杆3051之间夹角呈90°，四个第二弹性部件3052分别位于相邻两根导向杆3051之间，一端与纵向浮动座302相连，另一端与支座3053相连，相邻两个第二弹性部件3052之间夹角呈90°，纵向浮动座302的底部开设有安装凹槽，第二弹性部件3052、支座3053和导向杆3051均位于安装凹槽内，纵向浮动座302在安装凹槽的侧壁上开设有四个长条状的限位孔306，四根导向杆3051分别位于四个限位孔306内，导向杆3051外径与限位孔高度相等，母头壳体201安装在横向浮动座303上，在，公头导电通讯端子102和母头导电通讯端子202插接时，通过纵向弹性机构304和横向弹性机构305能够为其插接提供一定的容错空间。由于第二弹性部件3052的弹性，横向浮动座303可随第二弹性部件3052在横向上浮动，同时，导向杆3051在限位孔306内，能够起到一定的限位和导向作用，使导向杆3051能够沿长条状的限位孔306长度方向移动，但由于导向杆3051外径与限位孔高度相等，使得横向浮动座303和纵向浮动座302沿纵向没有相对运动。

以本发明充电柔性插接装置用于立体车库为例：

对插公头1安装在立体车库的移动载车板上，对插母头2部件安装在立体车库停车位的框架上，驾驶人员在载车板上停放好电动汽车后，将充电枪插在电动汽车上，立体车库运行机构将载车板和汽车一起搬运到停车位上，使对插公头1对插到对插母头2上。首先，对插公头1的公头导向头4推开对插母头2的母头防护门6，在对插过程中，浮动机构不断调整对插母头2的位置和姿态，对插公头1将公头导向头4彻底插进对插母头2中，对插母头2中的母头导电通讯端子将对插公头1的公头防护门5推开，公头导电通讯端子102和母头导电通讯端子202相适配，对插公头1内部的公头导电通讯端子插合成功，电动车汽车就可以显示和充电设备的信息接通，实现电动汽车的充电。

若将本发明的柔性插接装置沿空间直角坐标系中的Z轴方向设置，浮动机构可以满足X轴和Y轴所在平面±25mm的对接误差，Z轴方向可以满足20mm的对接误差。第一弹性部件3042和第二弹性部件3052均可以直接采用弹簧，也可以采用其他能够提供弹性的组件来实现。如果使用条件允许将充电柔性插接装置的体积放大，对应X轴、Y轴和Z轴的对接误差还可以更大。

另外，还可以在对插母头2里面的母头导电通讯端子202对应线缆上，粘贴一个测温传感器，该测温传感器可以与充电设备相连，就可以实现对母头导电通讯端子202的温度监控，防止充电时温度升高，避免着火。

另外，本发明的充电柔性插接装置除了可以应用于立体车库的充电，还可用于其他自动对接充电场景，如无人机自动充电、生产车间AGV自动充电、无人驾驶车辆自动充电等。

以上所述仅为本发明的实施例，并非对本发明保护范围的限制，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种充电柔性插接装置，其特征在于：包括对插公头(1)、对插母头(2)和浮动机构；

所述对插公头(1)包括公头壳体(101)，以及安装在公头壳体(101)上的公头导电通讯端子(102)，所述公头壳体(101)用于安装在移动载体上；

所述对插母头(2)包括母头壳体(201)，以及安装在母头壳体(201)上的母头导电通讯端子(202)；

所述浮动机构包括安装座(301)、纵向浮动座(302)和横向浮动座(303)；

所述安装座(301)用于固定在固定载体上；

所述纵向浮动座(302)和安装座(301)之间通过纵向弹性机构(304)相连，使纵向浮动座(302)能够相对安装座(301)纵向浮动；

所述横向浮动座(303)和纵向浮动座(302)之间通过横向弹性机构(305)相连，使横向浮动座(303)能够相对纵向浮动座(302)横向浮动；

所述母头壳体(201)安装在横向浮动座(303)上；

所述公头导电通讯端子(102)和母头导电通讯端子(202)相适配，母头导电通讯端子(202)用于与固定载体上的电源相连，公头导电通讯端子(102)用于与待充电设备的充电电池相连。

2.如权利要求1所述一种充电柔性插接装置，其特征在于：

所述纵向弹性机构(304)包括导向柱(3041)和第一弹性部件(3042)；

所述导向柱(3041)一端与纵向浮动座(302)固定连接，另一端穿过安装座(301)，导向柱(3041)穿过安装座(301)的一端设有限位帽(3043)，所述限位帽(3043)位于安装座(301)远离纵向浮动座(302)的一侧；

所述第一弹性部件(3042)套设于导向柱(3041)上，第一弹性部件(3042)一端与纵向浮动座(302)相连或相抵，另一端与安装座(301)相连或相抵。

3.如权利要求2所述一种充电柔性插接装置，其特征在于：

所述导向柱(3041)设置有四个，分别连接于纵向浮动座(302)的四个边角处；

所述纵向浮动座(302)与所述安装座(301)平行设置。

4.如权利要求1至3任一所述一种充电柔性插接装置，其特征在于：

所述横向弹性机构(305)包括四个第二弹性部件(3052)、安装在横向浮动座(303)中心处的支座(3053)，以及安装在支座(3053)上的四根导向杆(3051)；

相邻两根导向杆(3051)之间夹角呈90°；

四个第二弹性部件(3052)分别位于相邻两根导向杆(3051)之间，一端与纵向浮动座(302)相连，另一端与支座(3053)相连；相邻两个第二弹性部件(3052)之间夹角呈90°；

所述纵向浮动座(302)上开设有四个长条状的限位孔(306)，四根导向杆(3051)分别位于四个限位孔(306)内，导向杆(3051)外径与限位孔高度相适配。

5.如权利要求4所述一种充电柔性插接装置，其特征在于：

所述纵向浮动座(302)的底部开设有安装凹槽；

所述第二弹性部件(3052)、支座(3053)和导向杆(3051)均位于安装凹槽内。

6.如权利要求5所述一种充电柔性插接装置，其特征在于：

所述公头导电通讯端子(102)外部设有公头导向头(4)和公头防护门(5)；

所述公头防护门(5)设置于公头导电通讯端子(102)前端，用于在公头导电通讯端子(102)向母头导电通讯端子(202)移动插接时，被母头导电通讯端子(202)打开；

所述母头导电通讯端子(202)前端设有母头防护门(6)；

所述公头导向头(4)设置于公头防护门(5)远离公头导电通讯端子(102)的一侧，用于在公头导电通讯端子(102)向母头导电通讯端子(202)移动插接时，打开母头防护门(6)。

7.如权利要求6所述一种充电柔性插接装置，其特征在于：

所述公头防护门(5)铰接于公头壳体(101)上，所述公头导向头(4)固定于公头壳体(101)上；

所述母头防护门(6)铰接于母头壳体(201)上。

8.如权利要求7所述一种充电柔性插接装置，其特征在于：

所述母头导电通讯端子(202)的线缆上设置有温度传感器。

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