CN206322938U - 一种适用于汽车充电的充电插接机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及汽车充电技术领域，公开了一种适用于汽车充电的充电插接机构。所述充电插接机构包括汽车侧插接件、电源侧插接件、机械臂和主控设备，其中，在所述待充电插接件中包括有磁铁，在所述电源侧插接件中包括有电磁铁，所述主控设备的输出端通信电磁铁磁极特性切换模块的受控端。通过分别配置在插接两侧的磁铁和电磁铁，可以在利用充电手臂进行插接的过程中使两侧插接件附着更加有力，弥补插接力量不足和力量盲区的问题，保障插接关系的稳固性、汽车充电的连续性和充电的时效性。此外，所述充电插接机构还具有防连带损伤、插接对准精确、充电防水防漏电、自动化程度高和结构简单等优点，便于实际推广和应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车充电技术领域，具体地，涉及一种适用于汽车充电的充电插接机构。
背景技术
随着电动汽车的普及，电动汽车充电站逐渐成为了汽车工业和能源产业发展的重点。在现有电动汽车充电站中，通常利用充电桩上的充电手臂将电源侧接头插入到汽车侧的电源接口中，以实现电能的传递。但是在利用充电手臂进行插接的过程中，存在插接力量不足和力量盲区的问题，致使插接关系不稳固，从而易破坏汽车充电的连续性，对充电时效造成不利影响。
实用新型内容
针对前述现有技术的问题，本实用新型提供了一种适用于汽车充电的充电插接机构，通过分别配置在插接两侧的磁铁和电磁铁，可以在利用充电手臂进行插接的过程中使两侧插接件附着更加有力，弥补插接力量不足和力量盲区的问题，保障插接关系的稳固性、汽车充电的连续性和充电的时效性。此外，所述充电插接机构还具有防连带损伤、插接对准精确、充电防水防漏电、自动化程度高和结构简单等优点，便于实际推广和应用。
本实用新型采用的技术方案,提供了一种适用于汽车充电的充电插接机构，包括汽车侧插接件、电源侧插接件、机械臂和主控设备；所述汽车侧插接件包括第一套筒、第一插接部和磁铁，其中，所述第一插接部固定在所述第一套筒的内部，所述磁铁嵌在所述第一套筒的插接端部中，且使所述磁铁的其中一磁极朝向所述汽车侧插接件的插接方向；所述电源侧插接件包括第二套筒、第二插接部、电磁铁和电动收缩杆，其中，所述第二套筒的非插接端部与机械臂的活动端部相连，所述第二插接部设置在所述第二套筒的内部，并可与所述第一插接部插接配合，所述电磁铁嵌在所述第二套筒的插接端部中，且使所述电磁铁的磁极端朝向所述电源侧插接件的插接方向，所述电动收缩杆的固定端部固定在所述第二套筒的内部，所述电动收缩杆的活动端部连接所述第二插接部，且可使所述第二插接部在所述第二套筒中朝所述电源侧插接件的插接方向滑动，实现与所述第一插接部的插接配合；所述主控设备的输出端分别通信连接所述电动伸缩杆、机械臂方位调整模块和电磁铁磁极特性切换模块的受控端。
优化的，所述第二套筒的非插接端部通过拉力传感器与所述机械臂的活动端部相连；所述拉力传感器的输出端通信连接所述主控设备的输入端。进一步优化的，在所述第二套筒的插接端部设有距离传感器；所述距离传感器的输出端通信连接所述主控设备的输入端。
优化的，在所述第一插接部的插接面上嵌有激光反射镜，同时在所述第二插接部的插接面上嵌有激光对准器；所述激光对准器的输出端通信连接所述主控设备的输入端。
优化的，在所述机械臂中配置有碰撞传感器；所述碰撞传感器的输出端通信连接所述主控设备的输入端。
优化的，在所述第二套筒的内管壁设有用于实现所述第二插接部定向滑动的滑动导轨。
优化的，所述第一套筒的内径尺寸与所述第二套筒的内径尺寸相等，并在所述第一套筒的内管壁设有用于实现所述第二插接部定向滑动的滑动导轨，使得所述第二插接部还能够在所述第一套筒中滑动。
优化的，在所述第一套筒的插接端部和/或在所述第二套筒的插接端部铺设有弹性垫层。
优化的，所述第一套筒和/或所述第二套筒由绝缘的透明材质制成。
优化的，所述第二插接部与所述第一插接部互为可插接配合的插座和插片。
综上，采用本实用新型所提供的适用于汽车充电的充电插接机构，具有如下有益效果：(1)通过分别配置在插接两侧的磁铁和电磁铁，可以在利用充电手臂进行插接的过程中使两侧插接件附着更加有力，弥补插接力量不足和力量盲区的问题，保障插接关系的稳固性、汽车充电的连续性和充电的时效性；(2)通过添配拉力传感器或碰撞传感器，可以实现对过度拉扯或被碰撞情况的辨识，进而可通过切换电磁铁的磁极特性，快速解除两侧插接件的插接关系，避免造成连带损伤；(3)所述充电插接机构还具有插接对准精确、充电防水防漏电、自动化程度高和结构简单等优点，便于实际推广和应用。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型提供的适用于汽车充电的充电插接机构在未插接时的剖视结构示意图。
图2是本实用新型提供的适用于汽车充电的充电插接机构在插接时的剖视结构示意图。
图3是本实用新型提供的适用于汽车充电的充电插接机构的内部控制系统结构示意图。
上述附图中：101、第一套筒 102、第一插接部 103、磁铁 201、第二套筒 202、第一插接部 203、电磁铁 204、电动收缩杆 301、机械臂的活动端部 4、拉力传感器 5、弹性垫层。
具体实施方式
以下将参照附图，通过实施例方式详细地描述本实用新型提供的适用于汽车充电的充电插接机构。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。
实施例一
图1示出了本实用新型提供的适用于汽车充电的充电插接机构在未插接时的剖视结构示意图，图2示出了本实用新型提供的适用于汽车充电的充电插接机构在插接时的剖视结构示意图，图3示出了本实用新型提供的适用于汽车充电的充电插接机构的内部控制系统结构示意图。
本实施例提供的所述适用于汽车充电的充电插接机构，包括汽车侧插接件、电源侧插接件、机械臂和主控设备；所述汽车侧插接件包括第一套筒101、第一插接部102和磁铁103，其中，所述第一插接部102固定在所述第一套筒101的内部，所述磁铁103嵌在所述第一套筒101的插接端部中，且使所述磁铁103的其中一磁极朝向所述汽车侧插接件的插接方向；所述电源侧插接件包括第二套筒201、第二插接部202、电磁铁203和电动收缩杆204，其中，所述第二套筒201的非插接端部与机械臂的活动端部301相连，所述第二插接部202设置在所述第二套筒201的内部，并可与所述第一插接部102插接配合，所述电磁铁203嵌在所述第二套筒201的插接端部中，且使所述电磁铁203的磁极端朝向所述电源侧插接件的插接方向，所述电动收缩杆204的固定端部固定在所述第二套筒201的内部，所述电动收缩杆204的活动端部连接所述第二插接部202，且可使所述第二插接部202在所述第二套筒201中朝所述电源侧插接件的插接方向滑动，实现与所述第一插接部102的插接配合；所述主控设备的输出端分别通信连接所述电动伸缩杆204、机械臂方位调整模块和电磁铁磁极特性切换模块的受控端。
如图1至3所示，所述汽车侧插接件为汽车侧部件，其中的所述第一插接部102电连接汽车内部的充电系统。所述电源侧插接件为充电桩侧部件，其中的所述第二插接部202电连接充电桩的供电系统。所述第二插接部202与所述第一插接部102可以但不限于互为可插接配合的插座和插片，作为举例的，如图1和2所示，所述第二插接部202设为插座结构，所述第一插接部102设为插片结构，如此通过所述第一插接部102和所述第二插接部202的插接配合，可以实现电能从充电桩的供电系统到汽车内部的充电系统的传递。
所述磁铁103的磁极固定，如图1和2所示，其中的磁极N朝向所述汽车侧插接件的插接方向。所述电磁铁203的磁极不固定，其可以通过切换内部绕组线圈的电流方向来实现磁极的互换，此种切换行为通过所述主控设备对所述电磁铁磁极特性切换模块的控制来实现。所述电磁铁磁极特性切换模块用于对所述电磁铁203的绕组线圈电流方向进行切换，其可以但不限于采用基于继电器的换向开关。在对两侧插接件进行插接时，将所述第二套筒201的插接端部的电磁铁磁极控制为与所述第一套筒101的插接端部的磁铁磁极相异的磁极，可以利用磁极异性相吸的原理使两套筒吸附更有力，即使两侧插接件附着更加有力，进而弥补插接力量不足和力量盲区的问题，保障插接关系的稳固性、汽车充电的连续性和充电的时效性。而在对两侧插接件进行插接关系解除时，将所述第二套筒201的插接端部的电磁铁磁极控制为与所述第一套筒101的插接端部的磁铁磁极相同的磁极，可以利用磁极同性相斥的原理使两套筒快速脱离，进而解除插接关系。
所述机械臂和主控设备均为充电桩侧部件，其中，所述机械臂用于在所述主控设备对所述机械臂方位调整模块(其为现有机械臂的必备模块)的控制下，实现其活动端部的方位调整，进而使得位于其活动端部的电源侧插接件能够与汽车侧插接件对准。所述主控设备除了实现对所述机械臂方位调整模块和所述电磁铁磁极特性切换模块的自动化控制外，还用于对所述电动收缩杆204的伸缩状态进行自动化控制，即在所述第二套筒201与所述第一套筒202附着对接后，控制所述电动收缩杆204伸长，使所述第二插接部202在所述第二套筒201中朝所述电源侧插接件的插接方向滑动，实现与所述第一插接部102的插接配合，而在充电完成后，控制所述电动收缩杆204缩短，使所述第二插接部202回撤至所述第二套筒201的内部。
综上，通过分别配置在插接两侧的磁铁和电磁铁，可以在利用充电手臂进行插接的过程中使两侧插接件附着更加有力，弥补插接力量不足和力量盲区的问题，保障插接关系的稳固性、汽车充电的连续性和充电的时效性。此外，所述充电插接机构还具有自动化程度高和结构简单等优点，便于实际推广和应用。
优化的，所述第二套筒201的非插接端部通过拉力传感器4与所述机械臂的活动端部301相连；所述拉力传感器4的输出端通信连接所述主控设备的输入端。如图1和2所示，所述拉力传感器4用于采集所述第二套筒201对所述机械臂的拉力数据，并向所述主控设备传递，以便所述主控设备对是否出现过度拉扯情况进行辨识，进而在判定出现过度拉扯情况时，将所述第二套筒201的插接端部的电磁铁磁极控制为与所述第一套筒101的插接端部的磁铁磁极相同的磁极，利用磁极同性相斥的原理使两套筒快速脱离，快速解除两侧插接件的插接关系，避免造成连带损伤。
进一步优化的，在所述第二套筒201的插接端部设有距离传感器；所述距离传感器的输出端通信连接所述主控设备的输入端。所述距离传感器(图中未示出)用于采集与附近部件(例如所述第一套筒101)之间的距离数据，并向所述主控设备传递，以便所述主控设备适当控制所述机械臂方位调整模块，防止所述第二套筒201与附近部件相碰，同时还可以配合来自拉力传感器4的拉力数据，以便所述主控设备判断出所述第一套筒101的方位，进而通过控制所述机械臂方位调整模块，实现所述第二套筒201与所述第一套筒101的精确对准。
优化的，在所述第一插接部102的插接面上嵌有激光反射镜，同时在所述第二插接部202的插接面上嵌有激光对准器；所述激光对准器的输出端通信连接所述主控设备的输入端。所述激光反射镜(图中未示出)用于发射来自所述激光对准器的激光，所述激光对准器(图中未示出)用于根据激光发射方向与反射方向的重合情况来校验所述第二插接部202是否与所述第一插接部102对准，以便所述主控设备控制所述电动收缩杆204，实现两插接部的正确插接。
优化的，在所述机械臂中配置有碰撞传感器；所述碰撞传感器的输出端通信连接所述主控设备的输入端。所述碰撞传感器(图中未示出)用于判断机械臂是否遭受碰撞，以便所述主控设备在判定出现被碰撞情况时，将所述第二套筒201的插接端部的电磁铁磁极控制为与所述第一套筒101的插接端部的磁铁磁极相同的磁极，利用磁极同性相斥的原理使两套筒快速脱离，快速解除两侧插接件的插接关系，避免造成连带损伤。
优化的，在所述第二套筒201的内管壁设有用于实现所述第二插接部202定向滑动的滑动导轨。通过该滑动导轨(图中未示出)，可以实现所述第二插接部202在所述第二套筒201中的定向滑动，保障实现两插接部的正确插接。
优化的，所述第一套筒101的内径尺寸与所述第二套筒201的内径尺寸相等，并在所述第一套筒101的内管壁设有用于实现所述第二插接部202定向滑动的滑动导轨，使得所述第二插接部202还能够在所述第一套筒101中滑动。通过该滑动导轨(图中未示出)，可以实现所述第二插接部202在所述第一套筒101中的定向滑动，保障实现两插接部的正确插接。
优化的，在所述第一套筒101的插接端部和/或在所述第二套筒201的插接端部铺设有弹性垫层5。如图1和2所示，通过设置所述弹性垫层5，可以在两套筒对接时，通过挤压实现密封，防止外部雨水等物质进入套筒内部，起到防水防漏电的作用。
优化的，所述第一套筒101和/或所述第二套筒201由绝缘的透明材质制成。
综上，本实施例所提供的适用于汽车充电的充电插接机构，具有如下有益效果：(1)通过分别配置在插接两侧的磁铁和电磁铁，可以在利用充电手臂进行插接的过程中使两侧插接件附着更加有力，弥补插接力量不足和力量盲区的问题，保障插接关系的稳固性、汽车充电的连续性和充电的时效性；(2)通过添配拉力传感器或碰撞传感器，可以实现对过度拉扯或被碰撞情况的辨识，进而可通过切换电磁铁的磁极特性，快速解除两侧插接件的插接关系，避免造成连带损伤；(3)所述充电插接机构还具有插接对准精确、充电防水防漏电、自动化程度高和结构简单等优点，便于实际推广和应用。
如上所述，可较好地实现本实用新型。对于本领域的技术人员而言，根据本实用新型的教导，设计出不同形式的适用于汽车充电的充电插接机构并不需要创造性的劳动。在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对这些实施例进行变化、修改、替换、整合和变型仍落入本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1.一种适用于汽车充电的充电插接机构，其特征在于，包括汽车侧插接件、电源侧插接件、机械臂和主控设备；
所述汽车侧插接件包括第一套筒(101)、第一插接部(102)和磁铁(103)，其中，所述第一插接部(102)固定在所述第一套筒(101)的内部，所述磁铁(103)嵌在所述第一套筒(101)的插接端部中，且使所述磁铁(103)的其中一磁极朝向所述汽车侧插接件的插接方向；
所述电源侧插接件包括第二套筒(201)、第二插接部(202)、电磁铁(203)和电动收缩杆(204)，其中，所述第二套筒(201)的非插接端部与机械臂的活动端部(301)相连，所述第二插接部(202)设置在所述第二套筒(201)的内部，并可与所述第一插接部(102)插接配合，所述电磁铁(203)嵌在所述第二套筒(201)的插接端部中，且使所述电磁铁(203)的磁极端朝向所述电源侧插接件的插接方向，所述电动收缩杆(204)的固定端部固定在所述第二套筒(201)的内部，所述电动收缩杆(204)的活动端部连接所述第二插接部(202)，且可使所述第二插接部(202)在所述第二套筒(201)中朝所述电源侧插接件的插接方向滑动；
所述主控设备的输出端分别通信连接所述电动伸缩杆(204)、机械臂方位调整模块和电磁铁磁极特性切换模块的受控端。
2.如权利要求1所述一种适用于汽车充电的充电插接机构，其特征在于，所述第二套筒(201)的非插接端部通过拉力传感器(4)与所述机械臂的活动端部(301)相连；
所述拉力传感器(4)的输出端通信连接所述主控设备的输入端。
3.如权利要求2所述一种适用于汽车充电的充电插接机构，其特征在于，在所述第二套筒(201)的插接端部设有距离传感器；
所述距离传感器的输出端通信连接所述主控设备的输入端。
4.如权利要求1所述的一种适用于汽车充电的充电插接机构，其特征在于，在所述第一插接部(102)的插接面上嵌有激光反射镜，同时在所述第二插接部(202)的插接面上嵌有激光对准器；
所述激光对准器的输出端通信连接所述主控设备的输入端。
5.如权利要求1所述的一种适用于汽车充电的充电插接机构，其特征在于，在所述机械臂中配置有碰撞传感器；
所述碰撞传感器的输出端通信连接所述主控设备的输入端。
6.如权利要求1所述一种适用于汽车充电的充电插接机构，其特征在于，在所述第二套筒(201)的内管壁设有用于实现所述第二插接部(202)定向滑动的滑动导轨。
7.如权利要求1所述一种适用于汽车充电的充电插接机构，其特征在于，所述第一套筒(101)的内径尺寸与所述第二套筒(201)的内径尺寸相等，并在所述第一套筒(101)的内管壁设有用于实现所述第二插接部(202)定向滑动的滑动导轨，使得所述第二插接部(202)还能够在所述第一套筒(101)中滑动。
8.如权利要求1所述的一种适用于汽车充电的充电插接机构，其特征在于，在所述第一套筒(101)的插接端部和/或在所述第二套筒(201)的插接端部铺设有弹性垫层(5)。
9.如权利要求1所述的一种适用于汽车充电的充电插接机构，其特征在于，所述第一套筒(101)和/或所述第二套筒(201)由绝缘的透明材质制成。
10.如权利要求1所述的一种适用于汽车充电的充电插接机构，其特征在于，所述第二插接部(202)与所述第一插接部(102)互为可插接配合的插座和插片。
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