CN209955781U - 基于无人叉车应用的充电桩 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种基于无人叉车应用的充电桩。其中，充电桩包括箱形机壳、充电机构、直线驱动机构、导向机构以及限位开关；其中：直线驱动机构和导向机构收纳在所述机壳内；充电机构位于所述机壳的外侧，且与所述机壳沿第一方向布置；直线驱动机构的一端安装于所述机壳内，另一端经由所述机壳穿出并与充电机构相连；直线驱动机构用于带动充电机构沿所述第一方向运动；导向机构包括至少一根经由所述机壳向外穿出并与所述充电机构相连的导向轴；限位开关安装于所述充电机构上。本实用新型可以充分有效的利用无人叉车的运行时间以及空闲时间进行自动充电，最大程度的提高了无人叉车的利用率。

Description

基于无人叉车应用的充电桩
技术领域
本实用新型涉及一种充电桩，尤其涉及一种基于无人叉车应用的充电桩。
背景技术
随着现代电子商务和物流系统的迅速发展，无人叉车得到了广泛的应用，也成为一种发展趋势。叉车的运行需要其动力能源——电池来维系。目前，传统的叉车电池采用铅酸等液体电池，这样的电池不仅需要人工去完成更换电池、补充液体等大量修护工作，而且充电所需时间较长；而少数采用锂电池的叉车虽然省掉不少人工维护且充电时间短，但同样需要人工去处理充电问题。因此，叉车的充电问题严重影响了叉车的工作效率与使用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提出一种基于无人叉车应用的充电桩，以解决叉车的充电问题。
本实用新型为了实现上述目的，采用如下技术方案：
基于无人叉车应用的充电桩，包括：
箱形机壳、充电机构、直线驱动机构、导向机构以及限位开关；其中：
直线驱动机构和导向机构收纳在机壳内；
充电机构位于机壳的外侧，且与机壳沿第一方向布置；
直线驱动机构的一端安装于机壳内，另一端经由机壳穿出并与充电机构相连；直线驱动机构用于带动充电机构沿第一方向运动；
导向机构包括至少一根经由机壳向外穿出并与充电机构相连的导向轴；
限位开关安装于充电机构上。
优选地，充电机构包括充电刷块、充电刷块固定板以及安装板；
充电刷块通过螺栓安装于充电刷块固定板上，充电刷块固定板与安装板通过螺栓连接；
限位开关安装于充电刷块的表面；
直线驱动机构的另一端以及导向轴的一端均连接在安装板上。
优选地，安装板上设有两个导向轴夹具；其中：
两个导向轴夹具相对设置，且在两个导向轴夹具之间形成导向轴夹持区域。
优选地，每个导向轴夹具上分别通过螺栓安装一个直线驱动机构连接件；
直线驱动机构的另一端位于两个连接件之间并通过螺栓与连接件紧固。
优选地，在每个导向轴夹具上均设有螺纹孔；
在安装板上对应一个导向轴夹具的螺纹孔处设有螺纹孔；在安装板上对应另一个导向轴夹具的螺纹孔处设有长圆孔，且长圆孔的伸展方向与两个导向轴夹具的夹紧方向相同。
优选地，充电桩还包括穿线管，其中，穿线管的一端通过螺栓连接于安装板上；
穿线管的另一端经由机壳穿过并伸入到机壳内。
优选地，机壳内，在某一导向轴的运行路径的两个极限位置分别设有一个接近开关；
其中，两个接近开关位于运行路径的同一侧部；
导向轴的自由端部安装有与接近开关配合的金属检测件。
优选地，机壳上对应导向轴穿过的位置安装有沿第一方向伸展的直线轴承；
导向轴位于直线轴承内侧，且沿直线轴承滑动。
优选地，充电桩还包括无线通信模块和控制器；其中：
无线通信模块、直线驱动机构以及限位开关分别与控制器相连。
优选地，充电桩还包括底座以及至少四个螺纹柱；
其中，螺纹柱的底部安装于底座上，螺纹柱的顶部通过螺母安装于机壳底部。
本实用新型具有如下优点：
如上所述，本实用新型提供了一种基于无人叉车应用的充电桩，省去了人工为叉车充电的麻烦，无人叉车可利用运行时间以及空闲时间自动充电，提高了叉车的利用效率。
附图说明
图1为本实用新型实施例中基于无人叉车应用的充电桩的结构示意图；
图2为本实用新型实施例中基于无人叉车应用的充电桩的结构示意图(去除部分机壳)；
图3为本实用新型实施例中基于无人叉车应用的充电桩的结构示意图(去除部分机壳)；
图4为本实用新型实施例中基于无人叉车应用的充电桩的侧视图(去除部分机壳)；
图5为本实用新型实施例中基于无人叉车应用的充电桩的前视图(去除部分机壳)；
图6为本实用新型实施例中直线驱动机构和导向轴的安装示意图。
图7为本实用新型实施例中安装板的结构示意图。
图8为本实用新型实施例中导向轴夹具的结构示意图。
图9为本实用新型实施例中直线驱动机构连接件的结构示意图。
图10为本实用新型实施例中箱形机壳的结构示意图。
图11为本实用新型实施例中接近开关的安装示意图。
其中，1-机壳，2-充电机构，3-直线驱动机构，4-限位开关，5-接近开关，6-直线驱动机构安装板，7-第一穿孔，8-导向轴，9-第二穿孔，10-直线轴承；
11-充电刷块，12-充电刷块固定板，13-安装板，14-充电刷块正极，15-充电刷块负极，16-导向轴夹持区域，17-螺栓，18-螺纹孔，19-螺纹孔，20-长圆孔；
21-直线驱动机构连接件，22-L形板，23-平板，24-穿线管，25-无线通信模块，26-接近开关支架，27-金属检测件，28-U形件，29-底座，30-控制器；
31-螺纹柱，32-螺母，33-横向隔板，34-导向轴夹具，35-弧形凹部。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：
如图1至图3所示，基于无人叉车应用的充电桩，包括箱形机壳1、充电机构2、直线驱动机构3、导向机构、限位开关4以及接近开关5等部件。
其中，直线驱动机构3采用电动推杆，用于实现充电机构的伸出和缩回。
直线驱动机构3和导向机构收纳在机壳1内。
充电机构2位于机壳1的外侧，且与机壳1沿第一方向布置。
以图1为例，该第一方向为前后方向，其中，充电机构2位于机壳1的前方。
当然，以上方向仅仅为了对本实用新型进行说明，并不代表实际使用时摆放的方向。
直线驱动机构3的一端安装于机壳1内，如图4所示。
具体的，在机壳1的后侧板上通过螺栓安装有直线驱动机构安装板6。直线驱动机构3的后端铰接在该直线驱动机构安装板6上。
直线驱动机构安装板6例如为三角形板，其一端安装于机壳1上，另一端设有铰接孔。当然，以上仅仅为示例性的，对于直线驱动机构安装板6的结构并不做限制。
如图10所示，在机壳1的前侧板上对应直线驱动机构3穿出的位置设有第一穿孔7。直线驱动机构3经由第一穿孔7穿出并与充电机构2相连。
通过上述设计，直线驱动机构3可以带动充电机构2沿前后方向运动。其中，当充电机构2向前运动时为伸出状态，当充电机构2向后运动时为缩回状态。
至于直线驱动机构3与充电机构2的连接方式在下面叙述。
此外，为了保证充电机构2运动的方向性和稳定性，本实施例还设计了导向机构。
如图4所示，导向机构包括两根导向轴，例如导向轴8。
如图10所示，在机壳1的前侧板上对应每个导向轴8穿过的位置设有第二穿孔9。每个导向轴8分别穿过一个第二穿孔9，导向轴8穿出机壳1后与充电机构2相连。
至于导向轴8与充电机构2的连接方式在下面叙述。
从图10可以看出，两个第二穿孔9分别位于第一穿孔7的左侧和右侧，因此，两个导向轴8也分别位于直线驱动机构3的左侧和右侧。
导向轴8的另一端为自由端，且伸入到机壳1内。
如图4所示，机壳1上对应导向轴8穿过的位置，即第二穿孔9处安装有直线轴承10，以缓冲导向轴8在运动过程中产生的摩擦，直线轴承10沿前后方向布置。
导向轴8位于直线轴承10内侧，且沿直线轴承10前后滑动。
直线轴承10使得导向轴8能够更顺畅的伸缩。
当然，导向轴8的数量并不限于以上两个，还可以是一个，也可以是三个甚至更多。
限位开关4安装于充电机构2上，以检测无人叉车是否运行到位。
限位开关4可以采用现有技术中已有的接触式限位开关。
如图2和图3所示，充电机构2包括充电刷块11、充电刷块固定板12以及安装板13。
充电刷块11为已知结构，如图5所示，用于与无人叉车上的充电刷板接触。当充电刷块与充电刷板接触后，充电机可通过本实施例中的充电桩对无人叉车电池进行充电。
充电刷块11包括充电刷块正极14和充电刷块负极15。充电刷块11通过螺栓安装于充电刷块固定板12上，充电刷块固定板12与安装板13通过螺栓连接。
充电刷块11、充电刷块固定板12以及安装板13均为方形结构。
其中，限位开关4安装于充电刷块11的表面上，方便与无人叉车进行接触。
下面对直线驱动机构3、导向轴8与充电机构2的连接方式进行详细说明，如图6和图7所示。其中，图6示出的安装板13为由后向前看的状态。
图7示出的安装板13为由前向后看时的状态，即安装板13的前侧表面。
如图6所示，在安装板13的后侧表面安装有两个导向轴夹具，例如导向轴夹具34。
导向轴夹具34的具体结构如图8所示。
在导向轴夹具34上设有与导向轴8相适应的弧形凹部，例如弧形凹部35。
每个导向轴夹具34上弧形凹部35的数量为两个。
两个导向轴夹具34沿上下方向相对布置，且由于两个导向轴夹具34上的弧形凹部35也相对布置，因此上下两个弧形凹部35之间可形成导向轴夹持区域16。
每个导向轴8的端部伸入到一个导向轴夹持区域16内，并通过沿上下方向穿过两个导向轴夹具34的螺栓17进行紧固，如图6所示。
当然，本实施例中每个导向轴夹具34上弧形凹部35的数量也可以为一个，以对应导向机构仅仅设置一个导向轴8的情形，此处不再详细赘述。
如图8所示，在每个导向轴夹具34上均设有螺纹孔18。
在安装板13上对应两个导向轴夹具34中位置靠上的一个的螺纹孔18处设有螺纹孔19。在安装板13上对应两个导向轴夹具34中位置靠下的一个的螺纹孔18处设有长圆孔20。
长圆孔20的伸展方向与两个导向轴夹具的夹紧方向相同，即沿上下方向。
长圆孔20的设计，方便导向轴夹持区域16大小的调节。
当然，螺纹孔19和长圆孔20的位置也可上下互换，不影响两个导向轴夹具的夹持。
如图6所示，每个导向轴夹具34上分别设置一个直线驱动机构连接件21。
其中，直线驱动机构连接件21的结构形式如图9所示。
直线驱动机构连接件21包括与导向轴夹具34进行安装的L形板22以及用于安装直线驱动机构3前端的平板23，在L形板22和平板23上均设置安装孔。
L形板22和导向轴夹具34通过螺栓17一起紧固。
直线驱动机构3的前端位于两个连接件21(平板23)之间，直线驱动机构3的前端通过螺栓与两个连接件21(平板23)进行紧固。
当然，充电桩还包括穿线管24，如图3所示，方便穿线。
穿线管24的一端通过螺栓连接于安装板13上，另一端经由机壳穿过并伸入到机壳内。
如图2和图4所示，在机壳1内，在一个导向轴8的运行路径的两个极限位置分别设置一个接近开关5，接近开关5配置有接近开关支架26。
接近开关支架26的底部通过螺栓安装于机壳1的底部位置。
其中，两个接近开关5位于上述导向轴8运行路径的同一侧部。导向轴8的自由端部安装有与接近开关5配合的金属检测件27，如图11所示。
该金属检测件17与U形件28通过螺栓紧固在导向轴8的自由端部。
金属检测件17优选但不限于采用L形结构。
两个极限位置为导向轴8向前运动的最前端位置以及向后运动的最后端位置。
其中，向前运动的最前端位置对应直线驱动机构3带动充电机构2伸出的最远位置，向后运动的最后端位置对应直线驱动机构3带动充电机构2缩回的最远位置。
设置以上两个接近开关5的作用在于：
当充电机构2运行至伸出的最远位置时，位置靠前的接近开关5检测到金属检测件17，并向下述控制器发送信号，表明无人叉车并没有停到充电桩的合理充电区内。
当充电机构2运行至缩回的最远位置时，位置靠后的接近开关5检测到金属检测件17，并向下述控制器发送信号，表明无人叉车充电完成，并已经与充电桩脱离。
此外，充电桩还包括无线通信模块25和控制器30，如图3和图4所示。
其中，无线通信模块25优选采用无线WIFI模块。
控制器30可采用PLC、单片机等可编程逻辑控制器件。其中，无线通信模块25、直线驱动机构、限位开关4以及接近开关5等分别与控制器30相连。
在机壳1内还设有横向隔板33，如图2至图4所示。
无线通信模块25和控制器30通过螺栓安装于上述横向隔板33上。
另外，充电桩还包括底座29以及四个螺纹柱31。
其中，螺纹柱31的底部(通过螺母或焊接)安装于底座29上，螺纹柱31的上部通过螺母32安装于机壳1底部，如图3所示，螺纹柱31顶端伸入到机壳1内。
底座29通过螺栓安装在地面上，通过螺母32可调整机壳1的安装高度。
本实施例中充电桩的大致工作过程为：
待无人叉车进入充电工位停车后，无人叉车系统会与充电桩进行通信，通知充电桩无人叉车已停车到位，充电桩会把充电刷块11伸出，直至触发到无人叉车到位限位开关4后停止，此时充电刷块11已与无人叉车上的充电刷板完全接触。此时充电机与无人叉车系统及无人叉车上的电池(带有电池管理系统，英文名称是BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，简称BMS)建立通讯。充电机通过电池BMS、叉车系统以及充电桩所报上来的叉车状态和电池状态进行校对，待校对信息无任何异常后，充电机输出充电电压，给电池充电，此时充电机会通过电池BMS对电池进行实时的监控，切换对电池恒压充电还是恒流充电的充电方式，以最安全、最有效的方式对电池进行充电，充电机与无人车系统在充电的过程中不断的读取电池BMS的剩余电量信息，待充电机读取到剩余电量到100％是会断开充电桩电源，同时断开与无人叉车以及电池BMS的通讯，等待下次的充电命令，而充电桩断开电源后充电刷块11缩回，待充电刷块11完全缩回后，会触发到缩回到位信号(位置靠后的接近开关5检测到信号)，充电桩会把此信息报给无人叉车系统，无人叉车就会继续进它的当前运行任务。
本实用新型可以充分有效的利用无人叉车的运行时间以及空闲时间进行充电，最大程度的提高了无人叉车的利用率，为无人叉车不间断的工作提供了保障，使得无人叉车可以更高效、更高能的投入使用。此外，本实用新型还具有很高的安全性和可靠性。
当然，以上说明仅仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本实用新型的保护。

Claims (10)

1.基于无人叉车应用的充电桩，其特征在于，
包括箱形机壳、充电机构、直线驱动机构、导向机构以及限位开关；其中：
直线驱动机构和导向机构收纳在所述机壳内；
充电机构位于所述机壳的外侧，且与所述机壳沿第一方向布置；
直线驱动机构的一端安装于所述机壳内，另一端经由所述机壳穿出并与充电机构相连；直线驱动机构用于带动充电机构沿所述第一方向运动；
导向机构包括至少一根经由所述机壳向外穿出并与所述充电机构相连的导向轴；
限位开关安装于所述充电机构上。
2.根据权利要求1所述的充电桩，其特征在于，
所述充电机构包括充电刷块、充电刷块固定板以及安装板；
充电刷块通过螺栓安装于充电刷块固定板上，充电刷块固定板与安装板通过螺栓连接；
限位开关安装于所述充电刷块的表面；
直线驱动机构的另一端以及导向轴的一端均连接在所述安装板上。
3.根据权利要求2所述的充电桩，其特征在于，
所述安装板上设有两个导向轴夹具；其中：
两个导向轴夹具相对设置，且在所述两个导向轴夹具之间形成导向轴夹持区域。
4.根据权利要求3所述的充电桩，其特征在于，
每个导向轴夹具上分别通过螺栓安装一个直线驱动机构连接件；
直线驱动机构的另一端位于两个连接件之间并通过螺栓与所述连接件紧固。
5.根据权利要求3所述的充电桩，其特征在于，
在每个导向轴夹具上均设有螺纹孔；
在安装板上对应一个导向轴夹具的螺纹孔处设有螺纹孔；在安装板上对应另一个导向轴夹具的螺纹孔处设有长圆孔，且长圆孔的伸展方向与两个导向轴夹具的夹紧方向相同。
6.根据权利要求2所述的充电桩，其特征在于，
所述充电桩还包括穿线管，其中，穿线管的一端通过螺栓连接于安装板上；
穿线管的另一端经由机壳穿过并伸入到所述机壳内。
7.根据权利要求1所述的充电桩，其特征在于，
所述机壳内，在某一导向轴的运行路径的两个极限位置分别设有一个接近开关；
其中，两个接近开关位于所述运行路径的同一侧部；
所述导向轴的自由端部安装有与所述接近开关配合的金属检测件。
8.根据权利要求1所述的充电桩，其特征在于，
所述机壳上对应导向轴穿过的位置安装有沿第一方向伸展的直线轴承；
导向轴位于直线轴承内侧，且沿所述直线轴承滑动。
9.根据权利要求1所述的充电桩，其特征在于，
所述充电桩还包括无线通信模块和控制器；其中：
无线通信模块、直线驱动机构以及限位开关分别与所述控制器相连。
10.根据权利要求1至9任一项所述的充电桩，其特征在于，
所述充电桩还包括底座以及至少四个螺纹柱；
其中，螺纹柱的底部安装于底座上，螺纹柱的顶部通过螺母安装于所述机壳底部。
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