CN115139845A - 一种轨道式新能源电动汽车充电桩 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轨道式新能源电动汽车充电桩，包括：所述车库顶部安装的工字轨，所述工字轨的顶部为顶板，所述工字轨的底部为底板，所述顶板和底板之间通过连接板连接，所述工字轨的底部安装有转向机构，所述转向机构的前侧设置有驱动机构，所述转向机构的底部固定安装有充电桩主体，所述充电桩主体的右侧设置有机械臂。该轨道式新能源电动汽车充电桩，有效提高了充电桩的使用效率，缓解停车场在停车高峰期普通车位与充电车位混用难以管理的情况，在移动过程中可以避免与车辆碰撞，在充电完毕后，充电插头可以自主脱离收回，避免车主长时间等待，避免充电桩长时间被占用，满足市场和实际应用的需要。

Description

一种轨道式新能源电动汽车充电桩
技术领域
本发明涉及新能源技术领域，具体为一种轨道式新能源电动汽车充电桩。
背景技术
新能源电动汽车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，停车场里常见的充电桩布置方式为：每个车位安装独立的充电桩，每个充电桩拥有独立的供电系统和操作系统，该布置成本较高；
目前，新能源电动汽车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，新能源电动汽车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，新能源电动汽车充电桩显示屏能显示充电量、费用、充电时间等数据；
由于停车场内的电动车数量波动范围很大，充电车位容易出现不足，并且无法区分燃油车车位和新能源车车位，导致部分电动车无法及时充电，充满一辆电动车需要两个小时作用，很少有车主会在车辆附近一直等待，往往会出现电动车已经充满电，还没有驶离充电车位，充电桩无法自动与车辆脱离，导致充电桩整体有效的使用时长较低，造成资源浪费，因而，目前的充电桩不能完全满足市场和实际应用的需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轨道式新能源电动汽车充电桩，以至少解决现有技术充电桩不便移动、充电插头无法自动脱离的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种轨道式新能源电动汽车充电桩，包括：所述车库顶部安装的工字轨，所述工字轨的顶部为顶板，所述工字轨的底部为底板，所述顶板和底板之间通过连接板连接，所述工字轨的底部安装有转向机构，所述转向机构的前侧设置有驱动机构，所述转向机构的底部固定安装有充电桩主体，所述充电桩主体的右侧设置有机械臂，所述机械臂的底端设置有竹节管，所述竹节管的底部设置有充电机构，所述转向机构、机械臂和充电机构均与充电桩主体电性连接。
优选的，目的在于使充电机构能够沿着工字轨方向移动，所述转向机构包括滑动安装在底板外壁的转向架，所述转向架的顶部四角均可旋转地安装有限位轮，且所述限位轮两个为一组分别与连接板的前后两侧紧密接触，所述转向架的内腔顶部前后两侧均可旋转地安装有支撑轮，两个所述支撑轮与底板的顶部紧密接触，所述转向架的内腔顶部前后两侧左右两端均可旋转地安装有全向轮，且四个所述全向轮与底板的顶部紧密接触。
优选的，目的在于驱动齿轮旋转，通过齿轮与齿条的配合实现充电机构的移动，所述驱动机构包括固定安装在转向架前侧的安装架，所述安装架的顶部设置有安装板，所述安装板的顶部可旋转地安装有安装杆，所述安装杆的顶部后端可旋转地安装有齿轮，所述安装架的前侧固定安装有电机，所述电机与充电桩主体电性连接，所述电机的输出端与所述安装杆的底部后端均可旋转地安装有带轮，两个所述带轮的外壁套接有同步带，所述安装杆的后侧和安装板的顶部右侧可旋转地安装有阻尼弹簧杆，所述连接板的一侧固定安装有齿条。
优选的，所述阻尼弹簧杆为可伸缩结构，且内部设置有弹簧和阻尼结构，所述弹簧为拉伸状态，从而可以拉动安装杆向后旋转，使所述齿轮与齿条保持相互啮合状态。
优选的，所述充电机构包括设置在竹节管底端的充电头主体，且充电头主体与充电桩主体电性连接，所述充电头主体的底部设置有插头，且插头与充电头主体电性连接，所述充电头主体的前侧内嵌安装有弹出组件，所述弹出组件与充电桩主体电性连接，所述充电头主体的外壁可滑动地套接有伸缩套。
优选的，目的在于实现插头的弹射，充电完成后，插头与汽车充电插口自动分离，所述弹出组件包括开设在充电头主体前侧的安装槽，所述伸缩套的内腔前侧设置有挡块，且所述挡块与安装槽相适配插接，所述安装槽的底部可滑动地安装有移动块，所述移动块的前侧横向设置有滑动杆，所述滑动杆的左右两端均可滑动地安装有滑块，两个所述滑块的顶部和所述安装槽的内壁左右两侧分别可旋转地连接有第一连杆，两个所述滑块的顶部和所述挡块的顶部左右两端分别可旋转地连接有第二连杆，所述安装槽的内腔顶部固定安装有马达，所述马达与充电桩主体电性连接，所述马达的输出端固定安装有螺杆，且所述螺杆与移动块的顶部螺接。
本发明提出的一种，有益效果在于：
1、本发明充电桩主体驱动电机的输出端带动带轮旋转，在同步带与带轮组成的同步带传动下驱动齿轮旋转，在齿轮与齿条的啮合作用下，驱动转向架沿工字轨移动，到达指定位置后，机械臂展开从而带动充电机构下降，驾驶员将插头与汽车的充电插口进行连接，因此，有效提高了充电桩的使用效率，缓解停车场在停车高峰期普通车位与充电车位混用难以管理的情况，在移动过程中可以避免与车辆碰撞。
2、本发明充电桩主体驱动马达带动螺杆旋转，在螺杆与移动块的螺纹配合作用下，驱动移动块向下移动，随着移动块移动距离的增大，两个第一连杆拉动两个滑块向外侧滑动，两个第二连杆的一端跟随两个滑块向外侧移动，两个第二连杆的夹角逐渐减小，从而加速推动伸缩套向下滑动，从而推动插头与汽车充电插口脱离，并且伸缩套对插头形成保护，随后充电桩主体控制机械臂将充电机构收回，因此，在充电完毕后，充电插头可以自主脱离收回，避免车主长时间等待，避免充电桩长时间被占用，提高充电桩的使用效率，避免资源造成浪费。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明结构示意图；
图3为本发明右视图；
图4为转向机构结构示意图；
图5为驱动机构结构示意图；
图6为弹出组件结构示意图；
图7为弹出组件仰视图；
图8为弹出组件主视剖面图。
图中：2、工字轨，21、顶板，22、连接板，23、底板，3、转向机构， 31、转向架，32、限位轮，33、支撑轮，34、全向轮，4、充电桩主体，5、机械臂，6、竹节管，7、驱动机构，71、安装架，72、安装板，73、安装杆， 74、齿轮，75、电机，76、带轮，77、同步带，78、阻尼弹簧杆，79、齿条，8、充电机构，81、充电头主体，82、插头，83、伸缩套，84、弹出组件， 841、安装槽，842、挡块，843、移动块，844、滑动杆，845、滑块，846、第一连杆，847、第二连杆，848、马达，849、螺杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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。
请参阅图1-8，本发明实施例中，一种轨道式新能源电动汽车充电桩，包括：工字轨2、顶板21、连接板22、底板23、转向机构3、充电桩主体4、机械臂5、竹节管6、驱动机构7和充电机构8，车库顶部安装的工字轨2，工字轨2的顶部为顶板21，工字轨2的底部为底板23，顶板21和底板23之间通过连接板22连接，工字轨2的横截面呈“工”字形，工字轨2的底部安装有转向机构3，转向机构3的前侧设置有驱动机构7，转向机构3的底部固定安装有充电桩主体4，充电桩主体4的右侧设置有机械臂5，机械臂5的底端设置有竹节管6，在具体实施中机械臂5应设有若干个旋转节点和伸缩机构，从而便于折叠和收纳，防止在充电桩主体4移动过程中与人或车辆碰撞，竹节管6的底部设置有充电机构8，竹节管6又称为万向竹节管，可以向任意方向弯曲转动，竹节管6外壁坚硬，可以保证内部线路的安全，转向机构3、机械臂5和充电机构8均与充电桩主体4电性连接。
作为优选方案，更进一步的，转向机构3包括：转向架31、限位轮32、支撑轮33和全向轮34，底板23外壁滑动安装有转向架31，转向架31的顶部四角均可旋转地安装有限位轮32，且限位轮32两个为一组分别与连接板22 的前后两侧接触，转向架31的内腔顶部前后两侧均可旋转地安装有支撑轮33，两个支撑轮33与底板23的顶部接触，转向架31的内腔顶部前后两侧左右两端均可旋转地安装有全向轮34，且四个全向轮34与底板23的顶部紧密接触，全向轮34包括轮毂和从动轮，该轮毂的外圆周处均匀开设有3个或3 个以上的轮毂齿，每两个轮毂齿之间装设有一从动轮，该从动轮的径向方向与轮毂外圆周的切线方向垂直，从而在转向机构进入弯道后，大大降低全向轮34与底板23在工字轨2弯道径向的摩擦，有效提高运行的稳定性。
作为优选方案，更进一步的，驱动机构7包括：安装架71、安装板72、安装杆73、齿轮74、电机75、带轮76、同步带77、阻尼弹簧杆78和齿条 79，旋转架31前侧固定安装有安装架71，安装架71的顶部设置有安装板 72，安装板72的顶部可旋转地安装有安装杆73，安装杆73的顶部后端可旋转地安装有齿轮74，安装架71的前侧固定安装有电机75，电机75与充电桩主体4电性连接，电机75的输出端与安装杆73的底部后端均可旋转地安装有带轮76，两个带轮76的外壁套接有同步带77，带轮76与同步带77构成同步带传动，同步带77内周表面设有等间距齿形的环行带，带轮76是具有同步带77相应吻合的轮，转动时，通过同步带77带齿与带轮的齿槽相啮合来传递动力，安装杆73的后侧和安装板72的顶部右侧可旋转地安装有阻尼弹簧杆78，连接板22的一侧固定安装有齿条79，阻尼弹簧杆78为可伸缩结构，且内部设置有弹簧和阻尼结构，弹簧为拉伸状态，从而可以拉动安装杆73 向后旋转，使齿轮74与齿条79保持相互啮合状态。
作为优选方案，更进一步的，充电机构8包括：充电头主体81、插头 82、伸缩套83和弹出组件84，竹节管6底端设置的充电头主体81，且充电头主体81与充电桩主体4电性连接，充电头主体81的底部设置有插头82，且插头82与充电头主体81电性连接，充电头主体81的前侧内嵌安装有弹出组件84，弹出组件84与充电桩主体4电性连接，充电头主体81的外壁可滑动地套接有伸缩套83。
作为优选方案，更进一步的，弹出组件84包括：安装槽841、挡块842、移动块843、滑动杆844、滑块845、第一连杆846、第二连杆847、马达848 和螺杆849，充电头主体81前侧开设的安装槽841，伸缩套83的内腔前侧设置有挡块842，且挡块842与安装槽841相适配插接，安装槽841的底部可滑动地安装有移动块843，移动块843的前侧横向设置有滑动杆844，滑动杆844 的左右两端均可滑动地安装有滑块845，两个滑块845的顶部和安装槽841的内壁左右两侧分别可旋转地连接有第一连杆846，两个滑块845的顶部和挡块 842的顶部左右两端分别可旋转地连接有第二连杆847，安装槽841的内腔顶部固定安装有马达848，马达848的输出端固定安装有螺杆849，马达848与充电桩主体4电性连接，且螺杆849与移动块843的顶部螺接，充电桩主体4 驱动马达848带动螺杆849旋转，在螺杆849与移动块843的螺纹配合作用下，驱动移动块843向下移动。
其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程，具体工作如下。
步骤一，驾驶员将车将在停车位上，通过手机等方式发出充电请求，充电桩主体4驱动电机75的输出端带动带轮76旋转，在同步带77与带轮76 组成的同步带传动下驱动齿轮74旋转，在齿轮74与齿条79的啮合作用下，驱动转向架31沿工字轨2移动，到达指定位置后，机械臂5展开从而带动充电机构8下降，驾驶员将插头82与汽车的充电插口进行连接；
步骤二，充电完毕后，充电桩主体4驱动马达848带动螺杆849旋转，在螺杆849与移动块843的螺纹配合作用下，驱动移动块843向下移动，随着移动块843移动距离的增大，由于第一连杆846顶部固定，促使两个第一连杆846拉动两个滑块845向外侧滑动，两个第二连杆847的一端跟随两个滑块845向外侧移动，两个第二连杆847的夹角逐渐减小，从而加速推动伸缩套83向下滑动，促使插头82与汽车充电插口脱离，并且伸缩套83对插头 82形成保护，随后充电桩主体4控制机械臂5将充电机构8收回；
本发明可以驱动充电桩主体沿工字轨移动，有效提高了充电桩的使用效率，缓解停车场在停车高峰期普通车位与充电车位混用难以管理的情况，在移动过程中可以避免与车辆碰撞，并且在充电完毕后，充电插头可以自主脱离收回，提高充电桩的使用效率，避免资源造成浪费。
以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。在本发明的描述中，需要理解的是，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，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种轨道式新能源电动汽车充电桩，其特征在于，包括：车库顶部安装的工字轨(2)，所述工字轨(2)的顶部为顶板(21)，所述工字轨(2)的底部为底板(23)，所述顶板(21)和底板(23)之间通过连接板(22)连接，所述工字轨(2)的底部安装有转向机构(3)，所述转向机构(3)的前侧设置有驱动机构(7)，所述转向机构(3)的底部固定安装有充电桩主体(4)，所述充电桩主体(4)的右侧设置有机械臂(5)，所述机械臂(5)的底端设置有竹节管(6)，所述竹节管(6)的底部设置有充电机构(8)，所述转向机构(3)、机械臂(5)和充电机构(8)均与充电桩主体(4)电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种轨道式新能源电动汽车充电桩，其特征在于：所述转向机构(3)包括：
转向架(31)，滑动安装在所述底板(23)外壁；
限位轮(32)，数量为四个，分别安装在所述转向架(31)的顶部四角，且所述限位轮(32)两个为一组分别与连接板(22)的前后两侧接触；
支撑轮(33)，数量为两个，分别能够旋转的安装在所述转向架(31)的内侧中部，且支撑轮(33)与底板(23)顶部接触；
全向轮(34)，数量为四个，每两个为一组分别安装在所述转向架(31)的内侧左右两端，且全向轮(34)与底板(23)顶部接触。
3.根据权利要求2所述的一种轨道式新能源电动汽车充电桩，其特征在于：所述驱动机构(7)包括：
安装架(71)，安装在所述转向架(31)的前侧；
安装板(72)，安装在所述安装架(71)的顶部；
安装杆(73)，一端能够旋转的安装在所述安装板(72)的顶部；
齿轮(74)，能够旋转的安装在所述安装杆(73)的另一端；
电机(75)，安装在所述安装架(71)的左侧壁，且与所述充电桩主体(4)电性连接；
带轮(76)，数量为两个，分别能够旋转的安装在所述电机(75)的输出端和安装杆(73)的底部后端，且带轮(76)与齿轮(74)同步旋转；
同步带(77)，套接在所述带轮(76)的外壁；
阻尼弹簧杆(78)，一端能够旋转的安装在所述安装板(72)的顶部右侧，且另一端与所述安装杆(73)的后侧能够旋转的连接；
齿条(79)，沿着左右方向安装在所述连接板(22)的一侧，且齿条(79)与齿轮(74)啮合。
4.根据权利要求3所述的一种轨道式新能源电动汽车充电桩，其特征在于：所述阻尼弹簧杆(78)为可伸缩结构，且内部设置有弹簧和阻尼结构，所述弹簧为拉伸状态，从而可以拉动安装杆(73)向后旋转，使所述齿轮(74)与齿条(79)保持相互啮合状态。
5.根据权利要求1所述的一种轨道式新能源电动汽车充电桩，其特征在于：所述充电机构(8)包括：
充电头主体(81)，设置在所述竹节管(6)的底端，且充电头主体(81)与充电桩主体(4)电性连接；
插头(82)，设置在所述充电头主体(81)的底端，且插头(82)与充电头主体(81)电性连接；
伸缩套(83)，能够滑动的套接在充电头主体(81)的外壁；
弹出组件(84)，内嵌在所述充电头主体(81)的前侧，且弹出组件(84)与充电桩主体(4)电性连接。
6.根据权利要求5所述的一种轨道式新能源电动汽车充电桩，其特征在于：所述弹出组件(84)包括：
安装槽(841)，开设在所述充电头主体(81)的前侧；
挡块(842)，安装在所述伸缩套(83)的内壁前侧，且挡块(842)插接在所述安装槽(841)的内腔；
移动块(843)，能够上下滑动的插接在所述安装槽(841)的内腔，且移动块(843)位于挡块(842)的顶部；
滑动杆(844)，安装在所述移动块(843)的前侧；
滑块(845)，数量为两个，分别能够滑动的套接在所述滑动杆(844)的外壁左右两端；
第一连杆(846)，数量为两个，一端能够旋转的安装在所述滑块(845)的顶部，且另一端与安装槽(841)内壁能够旋转的安装；
第二连杆(847)，数量为两个，一端能够旋转的安装在所述滑块(845)的顶部，且另一端与挡块(842)的顶部能够旋转的安装；
马达(848)，安装在所述安装槽(841)的内腔，且马达(848)位于移动块(843)顶部，所述马达(848)与充电桩主体(81)电性连接；
螺杆(849)，安装在所述马达(848)的输出端，且螺杆(849)外壁与移动块(843)内壁螺接。
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