CN115958397A - 一种用于充电桩模块自动装配机构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种用于充电桩模块自动装配机构及方法，动力机构可以为升降组件的丝杠提供移动的动力，升降组件的丝杠能够带动导轨进行移动，导轨的移动能够带动整个推动组件上下移动，进而使得模块可以产生上下移动的位移，以满足不同充电桩的不同高度的安装需求，当模块到达所需要的高度后，该推动组件中的皮带传动机构会产生一个水平方向的推力，将模块推进机柜内部，能够适应不同柜体的不同深度的安装需求，通用化程度高，能够使模块自动进行竖直和水平方向移动，减少了工作人员的高强度劳动，提高了装配时的工作效率，降低了人力成本，有利于推广使用。

Description

一种用于充电桩模块自动装配机构及方法

技术领域

本发明属于充电桩技术领域，具体涉及一种用于充电桩模块自动装配机构及方法。

背景技术

随着科技的进步，新能源汽车逐渐进入大众的视野，新能源汽车采用电力作为动力源，具有节能环保等优点，在全球能源危机和环境危机严重的大背景下，我国政府积极推进新能源汽车的应用与发展，充/换电站作为发展电动汽车所必须的重要配套基础设施，具有非常重要的社会效益和经济效益。

充电桩，作为新能源车的动力源，其充电速度、外观设计、元器件布局、占地面积和使用便利性，直接影响其市场占有率。充电桩模块作为充电桩的核心元器件，一般安装在机柜内部，往往由于其体积大和质量重，工作人员在将其举高并推入机柜的过程耗时耗力，装配效率低，严重浪费人力资源。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种用于充电桩模块自动装配机构及方法，能够令充电桩模块实现竖直方向和水平方向的移动，减少了工作人员的工作量，节约人力成本，提高了充电桩模块在装配时的工作效率。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种用于充电桩模块自动装配机构，包括升降组件、推动组件和动力机构；

所述升降组件包括丝杠齿槽、丝杠、导轨和导轨架，所述推动组件包括支撑架和用于充电桩模块传送的皮带传动机构；

所述导轨水平固定在导轨架上，所述导轨的一侧沿竖直方向固定多个丝杠齿槽，所述导轨的另一侧与支撑架固定连接；所述皮带传动机构设置在支撑架上，所述丝杠沿竖直方向穿套在丝杠齿槽中；

所述动力机构位于导轨的一侧，所述推动组件位于导轨的另一侧，所述动力机构的输出端与丝杠相连接。

优选的，所述导轨架包括导轨滑轮、导轨加强梁和导轨支撑梁；

所述导轨支撑梁位于两根平行的导轨加强梁之间的顶部，所述导轨支撑梁与导轨加强梁垂直连接，所述导轨加强梁沿竖直方向设置凹槽，所述导轨平行于导轨支撑梁，位于两个导轨加强梁之间，所述导轨的两端分别嵌入凹槽中，所述导轨的两端下方均连接能够沿竖直方向移动的导轨滑轮。

优选的，在导轨滑轮之间设置连杆，连杆两端分别连接上下排列的导轨滑轮。

优选的，所述支撑架包括横梁、立柱和支撑梁；

所述立柱沿竖直方向设置，所述立柱的内侧与导轨垂直固定连接，所述横梁与导轨同向设置，垂直连接在立柱的外侧上，所述支撑梁位于横梁的下方，与横梁和立柱同时垂直连接。

优选的，所述皮带传动机构包括水平步进电机、转速箱、皮带轮、滚轮、和皮带；

所述横梁的两端均从外到内依次设置水平步进电机和转速箱，水平步进电机与转速箱相连接，并位于转速箱外侧，所述转速箱的内侧设置皮带轮，距离转速箱最近的皮带轮与转速箱的转轴安装在同一个皮带中，在转速箱下方的皮带轮对称设置，两侧均有多个皮带轮套在同一个传动皮带中，在每两个对称的皮带轮中设置滚轮，滚轮的两端固定在皮带轮的轴心位置。

优选的，所述动力机构包括竖直步进电机、电机支架、减震胶圈、支撑板和齿轮传动组件；

所述电机支架和齿轮传动组件均位于支撑板上，所述竖直步进电机、主动齿轮和减震胶圈同轴设置在电机支架上，竖直步进电机的两端穿出电机支架，所述竖直步进电机接近齿轮传动组件的一端的电机轴上套设主动齿轮，所述减震胶圈位于竖直步进电机和电机支架之间。

优选的，所述齿轮传动组件包括从动齿轮、蜗轮、转轴、蜗杆、齿轮A、固定片和齿轮B和齿轮支架；

所述从动齿轮、蜗轮、转轴、蜗杆、齿轮A、固定片和齿轮B均位于齿轮支架上；

所述主动齿轮与从动齿轮啮合连接，所述从动齿轮与蜗轮通过转轴连接，所述蜗杆的螺纹面与蜗轮的齿面相互啮合，所述齿轮A套设在蜗杆的一端，位于蜗杆顶部，所述齿轮B位于齿轮A的接近升降组件的一侧，所述齿轮A的齿面与齿轮B的齿面相互啮合，所述固定片位于齿轮B的底部，所述齿轮B与所述丝杠传动连接。

优选的，所述转轴贯穿齿轮支架，通过转轴将多个齿轮支架连接起来。

优选的，所述竖直步进电机与齿轮传动组件输入端相连接，所述齿轮传动组件的输出端与丝杠相连接。

一种用于充电桩模块自动装配方法，所述皮带传动机构带动充电桩模块水平传动；

所述动力机构带动带动丝杠正反转动，丝杠带动丝杠齿槽上下移动，丝杠齿槽带动导轨上下移动。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明设置升降组件、推动组件和动力机构，动力机构可以为升降组件的丝杠提供移动的动力，升降组件的丝杠能够带动导轨进行移动，导轨的移动能够带动整个推动组件上下移动，进而使得模块可以产生上下移动的位移，以满足不同充电桩的不同高度的安装需求，当模块到达所需要的高度后，该推动组件中的皮带传动机构会产生一个水平方向的推力，将模块推进机柜内部，能够适应不同柜体的不同深度的安装需求，通用化程度高，能够使模块自动进行竖直和水平方向移动，便于安装，工作人员的工作量大大减少，减少了人力的浪费。

进一步的，本发明的齿轮传动组件通过齿轮啮合的传动方式来传递动力，结构简单，不同齿轮之间的相互配合也降低了传动过程中延时程度，进而提高装配的精度。

附图说明

图1为本发明所公开的一种用于充电桩模块自动装配机构及方法的示意图。

图2为本发明所公开的一种用于充电桩模块自动装配机构及方法的推动组件示意图。

图3为本发明所公开的一种用于充电桩模块自动装配机构及方法的升降组件示意图。

图4为本发明所公开的一种用于充电桩模块自动装配机构及方法的齿轮传动组件示意图。

图5为本大名所公开的一种用于充电桩模块自动装配机构及方法的齿轮传动组件局部放大图。

图中，1、水平步进电机；2、转速箱；3、皮带轮；4、滚轮；5、皮带；6、横梁；7、立柱；8、支撑梁；9、竖直步进电机；10、电机支架；11、减震胶圈；12、支撑板；13、齿轮传动组件；14、导轨滑轮；15、丝杠齿槽；16、丝杠；17、导轨加强梁；18、导轨支撑梁；19、导轨；20、主动齿轮；21、从动齿轮；22、蜗轮；23、转轴；24、蜗杆；25、齿轮A；26、固定片；27、齿轮B；28、齿轮支；29、模块。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等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，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明提供了一种用于充电桩模块自动装配机构，请参阅图1，包括升降组件、推动组件和动力机构；

所述升降组件包括丝杠齿槽15、丝杠16、导轨19和导轨架，所述推动组件包括支撑架和用于充电桩模块29传送的皮带传动机构；

所述导轨19水平固定在导轨架上，所述导轨19的一侧沿竖直方向固定多个丝杠齿槽15，所述导轨19的另一侧与支撑架固定连接；所述皮带传动机构设置在支撑架上，所述丝杠16沿竖直方向穿套在丝杠齿槽15中；

所述动力机构位于导轨的一侧，所述推动组件位于导轨的另一侧，所述动力机构的输出端与丝杠16相连接。

本装置的升降组件通过丝杠传动的方式使得模块29产生向上或者向下的位移量，可满足不同高度机柜的使用，该传动方式能够精准的控制模块29的升降位移量，传动精度高，当模块29升降到需要的位置后，推动组件产生一个水平方向的推力，能够使得模块29精准地插入机柜内部，将模块推进机柜内部，能够适应不同柜体的不同深度的安装需求，通用化程度高，能够使模块自动进行竖直和水平方向移动，便于安装，工作人员的工作量大大减少，减少了人力的浪费。

在本发明的具体实施例中，请参阅图1和图3，所述导轨架包括导轨滑轮14、导轨加强梁17和导轨支撑梁18；

所述导轨支撑梁18位于两根平行的导轨加强梁17之间的顶部，所述导轨支撑梁18与导轨加强梁17垂直连接，所述导轨加强梁17沿竖直方向设置凹槽，所述导轨19平行于导轨支撑梁18，位于两个导轨加强梁17之间，所述导轨19的两端分别嵌入凹槽中，所述导轨19的两端下方均连接能够沿竖直方向移动的导轨滑轮14，升降组件的结构简单稳固，操作方便，节约成本，拓展功能，具有良好的经济效益。

在本发明的具体实施例中，请参阅图1和图3，在导轨滑轮14之间设置连杆，连杆两端分别连接上下排列的导轨滑轮14。通过滑动的方式实现导轨19的上下移动，将导轨滑轮14贴合固定在凹槽中，避免在滑动过程中脱落，安全性能高，实用性强。

在本发明的具体实施例中，请参阅图1和图2，所述支撑架包括横梁6、立柱7和支撑梁8；

所述立柱7沿竖直方向设置，所述立柱7的内侧与导轨19垂直固定连接，所述横梁6与导轨19同向设置，垂直连接在立柱7的外侧上，所述支撑梁8位于横梁6的下方，与横梁6和立柱7同时垂直连接。横梁6、立柱7和支撑梁8的拼接使得皮带轮3和滚轮4能够进行有效的固定，设计简单，安全稳固，有利于在实际生产过程中推广应用。

在本发明的具体实施例中，请参阅图1和图2，所述皮带传动机构包括水平步进电机1、转速箱2、皮带轮3、滚轮4、和皮带5；

所述横梁6的两端均从外到内依次设置水平步进电机1和转速箱2，水平步进电机1与转速箱2相连接，并位于转速箱2外侧，所述转速箱2的内侧设置皮带轮3，距离转速箱2最近的皮带轮3与转速箱2的转轴安装在同一个皮带5中，在转速箱2下方的皮带轮3对称设置，两侧均有多个皮带轮3套在同一个传动皮带5中，在每两个对称的皮带轮3中设置滚轮4，滚轮4的两端固定在皮带轮3的轴心位置。

利用皮带5与皮带轮3间的摩擦，以传递运动和动力，维护成本低，便于拆换，本装置采用皮带传动的方式，使得模块29产生向前的推力，可通过控制步进电机的频率，使得模块支架产生不同的位移量，针对不同高度、深度的机柜，都可以满足模块的自由装配的需求，不受装配体外形尺寸的限制，适用性强，标准化程度高，占地面积小和可控性强。在整个模块装配过程中，避免了人为增减配重质量的高强度劳动，减少了人力物力的浪费。

在本发明的具体实施例中，请参阅图1和图3，所述动力机构包括竖直步进电机9、电机支架10、减震胶圈11、支撑板12和齿轮传动组件13；

所述电机支架10和齿轮传动组件13均位于支撑板12上，所述竖直步进电机9、主动齿轮20和减震胶圈11同轴设置在电机支架10上，竖直步进电机9的两端穿出电机支架10，所述竖直步进电机9接近齿轮传动组件13的一端的电机轴上套设主动齿轮20，所述减震胶圈11位于竖直步进电机9和电机支架10之间。通过减震胶圈11降低竖直步进电机9在工作过程中震动造成的影响，主动齿轮20套在电机轴上，与竖直步进电机9同轴转动，从而控制主动齿轮20的转速，以适应不同的工作机柜，适用性高。

在本发明的具体实施例中，请参阅图1和图4，所述齿轮传动组件13包括从动齿轮21、蜗轮22、转轴23、蜗杆24、齿轮A25、固定片26和齿轮B27和齿轮支架28；

所述从动齿轮21、蜗轮22、转轴23、蜗杆24、齿轮A25、固定片26和齿轮B27均位于齿轮支架28上；

所述主动齿轮20与从动齿轮21啮合连接，所述从动齿轮21与蜗轮22通过转轴23连接，所述蜗杆24的螺纹面与蜗轮22的齿面相互啮合，所述齿轮A25套设在蜗杆24的一端，位于蜗杆24顶部，所述齿轮B27位于齿轮A25的接近升降组件的一侧，所述齿轮A25的齿面与齿轮B27的齿面相互啮合，所述固定片26位于齿轮B27的底部，所述齿轮B27与所述丝杠16传动连接。

齿轮啮合的装配方式，传动精度高，达到实时控制的目的，可降低传动的延时程度，提高了装配精度，使得安装的过程大大简化。既可以满足使用便利性，又可提高装配效率。

在本发明的具体实施例中，请参阅图1和图3，所述转轴23贯穿齿轮支架28，通过转轴将多个齿轮支架28连接起来。适应各种需求的工况，既满足使用便利性，又可提高装配效率。

在本发明的具体实施例中，请参阅图1和图3，所述竖直步进电机9与齿轮传动组件13输入端相连接，所述齿轮传动组件13的输出端与丝杠16相连接。通过齿轮之间的相互配合，将竖直步进电机9产生的动力传递到升降组件中，结构简单平稳，传动效率高。

本发明提供了一种用于充电桩模块自动装配方法，请参阅图1，所述皮带传动机构带动充电桩模块29水平传动。水平步进电机1带动转速箱2的电轴转动，其中转速箱2的作用为转化传动比，来满足不同重量模块29的推动力，转速箱2通过皮带5带动皮带轮3转动，皮带轮3带动滚轮4转动，从而通过该传动方式使得模块29产生一个推力，推动模块29的运动，实现模块29在平面上的运动功能。可满足不同深度机柜的使用，该传动方式装配简单，便于操作。

所述动力机构带动带动丝杠16正反转动，丝杠16带动丝杠齿槽15上下移动，丝杠齿槽15带动导轨19上下移动。竖直步进电机9带动主动齿轮20转动，通过齿轮啮合的传动方式，主动齿轮20带动从动齿轮21转动，从动齿轮21通过转轴23带动蜗轮22转动，实现同轴传动，蜗轮22带动蜗杆24转动，实现两交错轴之间的运动和动力的输出，蜗杆24带动齿轮A25转动，通过齿轮啮合的方式传输动力，齿轮A25带动齿轮B27转动，齿轮B27带动丝杠16正反转动，丝杠16带动丝杠齿槽15产生上下移动的位移量，丝杠齿槽15带动导轨19产生上下移动的位移量，使得模块29产生上下移动的位移量，实现模块29的升降功能。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (10)

1.一种用于充电桩模块自动装配机构，其特征在于，包括升降组件、推动组件和动力机构；

所述升降组件包括丝杠齿槽(15)、丝杠(16)、导轨(19)和导轨架，所述推动组件包括支撑架和用于充电桩模块(29)传送的皮带传动机构；

所述导轨(19)水平固定在导轨架上，所述导轨(19)的一侧沿竖直方向固定多个丝杠齿槽(15)，所述导轨(19)的另一侧与支撑架固定连接；所述皮带传动机构设置在支撑架上，所述丝杠(16)沿竖直方向穿套在丝杠齿槽(15)中；

所述动力机构位于导轨的一侧，所述推动组件位于导轨的另一侧，所述动力机构的输出端与丝杠(16)相连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于充电桩模块自动装配机构，其特征在于，所述导轨架包括导轨滑轮(14)、导轨加强梁(17)和导轨支撑梁(18)；

所述导轨支撑梁(18)位于两根平行的导轨加强梁(17)之间的顶部，所述导轨支撑梁(18)与导轨加强梁(17)垂直连接，所述导轨加强梁(17)沿竖直方向设置凹槽，所述导轨(19)平行于导轨支撑梁(18)，位于两个导轨加强梁(17)之间，所述导轨(19)的两端分别嵌入凹槽中，所述导轨(19)的两端下方均连接能够沿竖直方向移动的导轨滑轮(14)。

3.根据权利要求2所述的一种用于充电桩模块自动装配机构，其特征在于，在导轨滑轮(14)之间设置连杆，连杆两端分别连接上下排列的导轨滑轮(14)。

4.根据权利要求1所述的一种用于充电桩模块自动装配机构，其特征在于，所述支撑架包括横梁(6)、立柱(7)和支撑梁(8)；

所述立柱(7)沿竖直方向设置，所述立柱(7)的内侧与导轨(19)垂直固定连接，所述横梁(6)与导轨(19)同向设置，垂直连接在立柱(7)的外侧上，所述支撑梁(8)位于横梁(6)的下方，与横梁(6)和立柱(7)同时垂直连接。

5.根据权利要求4所述的一种用于充电桩模块自动装配机构，其特征在于，所述皮带传动机构包括水平步进电机(1)、转速箱(2)、皮带轮(3)、滚轮(4)、和皮带(5)；

所述横梁(6)的两端均从外到内依次设置水平步进电机(1)和转速箱(2)，水平步进电机(1)与转速箱(2)相连接，并位于转速箱(2)外侧，所述转速箱(2)的内侧设置皮带轮(3)，距离转速箱(2)最近的皮带轮(3)与转速箱(2)的转轴安装在同一个皮带(5)中，在转速箱(2)下方的皮带轮(3)对称设置，两侧均有多个皮带轮(3)套在同一个传动皮带(5)中，在每两个对称的皮带轮(3)中设置滚轮(4)，滚轮(4)的两端固定在皮带轮(3)的轴心位置。

6.根据权利要求1所述的一种用于充电桩模块自动装配机构，其特征在于，所述动力机构包括竖直步进电机(9)、电机支架(10)、减震胶圈(11)、支撑板(12)和齿轮传动组件(13)；

所述电机支架(10)和齿轮传动组件(13)均位于支撑板(12)上，所述竖直步进电机(9)、主动齿轮(20)和减震胶圈(11)同轴设置在电机支架(10)上，竖直步进电机(9)的两端穿出电机支架(10)，所述竖直步进电机(9)接近齿轮传动组件(13)的一端的电机轴上套设主动齿轮(20)，所述减震胶圈(11)位于竖直步进电机(9)和电机支架(10)之间。

7.根据权利要求6所述的一种用于充电桩模块自动装配机构，其特征在于，所述齿轮传动组件(13)包括从动齿轮(21)、蜗轮(22)、转轴(23)、蜗杆(24)、齿轮A(25)、固定片(26)和齿轮B(27)和齿轮支架(28)；

所述从动齿轮(21)、蜗轮(22)、转轴(23)、蜗杆(24)、齿轮A(25)、固定片(26)和齿轮B(27)均位于齿轮支架(28)上；

所述主动齿轮(20)与从动齿轮(21)啮合连接，所述从动齿轮(21)与蜗轮(22)通过转轴(23)连接，所述蜗杆(24)的螺纹面与蜗轮(22)的齿面相互啮合，所述齿轮A(25)套设在蜗杆(24)的一端，位于蜗杆(24)顶部，所述齿轮B(27)位于齿轮A(25)的接近升降组件的一侧，所述齿轮A(25)的齿面与齿轮B(27)的齿面相互啮合，所述固定片(26)位于齿轮B(27)的底部，所述齿轮B(27)与所述丝杠(16)传动连接。

8.根据权利要求7所述的一种用于充电桩模块自动装配机构，其特征在于，所述转轴(23)贯穿齿轮支架(28)，通过转轴将多个齿轮支架(28)连接起来。

9.根据权利要求8所述的一种用于充电桩模块自动装配机构，其特征在于，所述竖直步进电机(9)与齿轮传动组件(13)输入端相连接，所述齿轮传动组件(13)的输出端与丝杠(16)相连接。

10.一种用于充电桩模块自动装配方法，其特征在于，包括使用权利要求1-9中任意一项所述的一种用于充电桩模块自动装配机构；

所述皮带传动机构带动充电桩模块(29)水平传动；

所述动力机构带动带动丝杠(16)正反转动，丝杠(16)带动丝杠齿槽(15)上下移动，丝杠齿槽(15)带动导轨(19)上下移动。

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