CN215474583U - 充电桩 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种充电桩，包括：充电桩本体、显示屏、光学元件、触控接收装置和控制器，充电桩本体形成有显示窗口且在内部形成有容纳腔；显示屏设置于容纳腔内；光学元件设置于容纳腔，显示屏设置于光学元件的光源侧，显示窗口设置于光学元件的成像侧；触控接收装置设置于显示窗口处；控制器分别与触控接收装置和显示屏电连接。这样，通过在充电桩本体内设有光学元件，能够将显示屏上显示的图像传递到显示窗口上，从而隔绝用户在控制使用过程中与充电桩本体之间的接触，避免用户指间的细菌留在充电桩上，能够避免充电桩在进行多次时产生交叉感染的现象，使得用户在控制使用充电桩时更为安全可靠。

Description

充电桩

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车技术领域，尤其是涉及一种充电桩。

背景技术

在现有技术中，新能源汽车正成为未来汽车市场的主要潮流，因此配套的技术设施，尤其是充电桩，显得尤为重要。

在相关技术中，充电桩通常为公共设施，常有多人进行使用。用户在使用时，手指与充电桩进行接触，手指上的细菌与充电桩上的细菌可能会进行交叉感染，从而影响用户的身体状况；同时，在多人使用充电桩时，交叉感染的风险大大增加，进而影响新能源汽车的使用。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种充电桩，所述充电桩的使用较为安全。

根据本实用新型实施例的充电桩，包括：充电桩本体、显示屏、光学元件、触控接收装置和控制器，所述充电桩本体形成有显示窗口且在内部形成有容纳腔；所述显示屏设置于所述容纳腔内；所述光学元件设置于所述容纳腔，所述显示屏设置于所述光学元件的光源侧，所述显示窗口设置于所述光学元件的成像侧；所述触控接收装置设置于所述显示窗口处；所述控制器分别与所述触控接收装置和所述显示屏电连接。

根据本实用新型实施例的充电桩，通过在充电桩本体内设有光学元件，能够将显示屏上显示的图像以浮空实像的形式传递到显示窗口上，使得用户能够根据显示窗口上所显示的浮空实像对充电桩进行控制使用，从而隔绝用户在控制使用过程中与充电桩本体之间的接触，避免用户指间的细菌留在充电桩上，能够避免充电桩在进行多次时产生交叉感染的现象，使得用户在控制使用充电桩时更为安全可靠。

在一些实施例中，充电桩还包括：安装壳，所述安装壳设置于所述容纳腔内，所述显示屏设置于所述安装壳内，所述光学元件设置于所述安装壳且位于所述显示屏的上方。

在一些实施例中，所述显示屏在所述安装壳内倾斜设置，所述显示屏与所述安装壳的底壁之间的夹角为α，α满足关系式：15°≤α≤20°。

在一些实施例中，所述光学元件设置于所述安装壳内且与所述显示屏之间的夹角为β，β满足关系式：30°≤β≤60°。

在一些实施例中，所述安装壳包括：第一壳体和第二壳体，所述第一壳体设置于所述第二壳体上，所述显示屏设置于所述第二壳体内，所述光学元件设置于所述第一壳体内。

在一些实施例中，所述第二壳体的纵截面为直角梯形，所述显示屏固定在所述第二壳体的横向两侧壁上。

在一些实施例中，所述安装壳的顶部形成有通光孔，所述充电桩还包括：透光的保护片，所述保护片盖设于所述通光孔处。

在一些实施例中，所述触控接收装置为条状的手势识别器，所述手势识别器设置于所述显示窗口的一侧；或所述触控接收装置为红外触控框，所述红外触控框设置于所述容纳腔内且围绕所述显示窗口。

在一些实施例中，所述光学元件包括：两个透明基板和光波导阵列，所述光波导阵列包括多个光波导，且多个所述光波导以阵列的方式排布，所述光波导阵列设置于两个所述透明基板之间。

在一些实施例中，所述光波导阵列为两组且均由45°斜向布置的单列多排且横截面为矩形的光波导组成，两组所述光波导阵列的相互对应部分的波导方向相互垂直。

在一些实施例中，所述光波导阵列为一组且包括多排多列且呈45°斜向布置的矩形光波导。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型实施例的充电桩的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的充电桩的部分结构示意图；

图3是本实用新型实施例的光学元件的结构示意图；

图4是本实用新型实施例的光学元件的结构示意图；

图5是本实用新型实施例中的光波导阵列的局部结构示意图；

图6是本实用新型实施例的光波导阵列的内部光路原理图。

附图标记：

充电桩10，

充电桩本体100，显示窗口110，容纳腔120，刷卡器130，充电插口140，

光学元件300，透明基板310，光波导阵列320，光波导321，反射膜323，胶粘剂324，

触控接收装置400，

安装壳600，通光孔601，第一壳体610，第二壳体620，

保护片700。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本实用新型的实施例。

下面参考图1-图6描述根据本实用新型实施例的充电桩10，包括：充电桩本体100、显示屏(图中未示出)、光学元件300、触控接收装置400和控制器(图中未示出)。

具体来说，充电桩本体100形成有显示窗口110且在内部形成有容纳腔120；显示屏设置于容纳腔120内；光学元件300设置于容纳腔120，显示屏设置于光学元件300的光源侧，显示窗口110设置于光学元件300的成像侧；触控接收装置400设置于显示窗口110处；控制器分别与触控接收装置400和显示屏电连接。

需要说明的是，在充电桩本体100上设有刷卡器130，刷卡器130用于感应卡片以打开运行充电桩10，以使充电桩10上设有的充电插口140进行进行通电，从而让充电桩10能够进行使用以为车辆进行充电。

显示窗口110设于容纳腔120的外侧，以使显示窗口110设于容纳腔120的外侧保护容纳腔120，从而让容纳腔120内设置的结构更为安全可靠。具体就是，容纳腔120内设有光学元件300，光学元件300的光源侧设有显示屏，显示屏上所显示的图像能够光学传递到光学元件300上，并通过反射的形式，以将显示屏上所显示图像以浮空实像的形式形成在显示窗口110上，浮空实像能够被肉眼直接观察到，用户能够通过观察浮空实像确认充电桩10的使用状态。在用户需要使用充电桩10时，用户可以通过手指在浮空实像上进行选择，用户手指对充电桩10的控制使用情况能够在触控接收装置400上形成反馈信号，并将反馈信号传递到控制器上以控制控制器进行使用，从而让充电桩10进行运行或者停止。这样一来，在用户使用充电桩10的过程中，用户与充电桩10之间几乎没有直接接触，从而避免用户与充电桩10之间的细菌进行交叉感染，以使用户使用充电桩10时更为安全可靠。

下面根据图1-图6对本实用新型中光学元件300的结构及成像原理进行说明，具体内容如下。

光学元件300可以采用透明基板310，透明基板310可以为两个，在两个透明基板310之间设有两个光波导阵列320。可以理解的是，光波导阵列320中的其中一个为第一光波导阵列，其中另一个为第二光波导阵列，采用第一光波导阵列和第二光波导阵列的形式进行描述，仅为了便于理解，第一光波导阵列和第二光波导阵列的结构应该相同，以便于设计和生产。当然，第一透明基板与第二透明基板也是如此，在此不做赘述。其中，第一光波导阵列和第二光波导阵列在同一平面紧密贴合且正交布置。优选地，第一光波导阵列和第二光波导阵列的厚度相同，便于设计和生产。具体地，如图3所示，透明基板310从显示屏一侧到显示窗口110一侧依次包括第一透明基板、第一光波导阵列、第二光波导阵列和第二透明基板。

其中，第一透明基板和第二透明基板均具有两个光学面，透明基板310对波长在390nm至760nm之间的光线具有90％—100％的透射率。透明基板310的材料可以为玻璃、塑料、聚合物和丙烯酸树脂中的至少一个，用于保护光波导阵列320及滤去多余光线。需要说明的是，如果第一光波导阵列和第二光波导阵列紧密正交贴合后的强度足够，或安装的环境有厚度限制，则也可以只配置一个透明基板310或完全不配置透明基板310。

如图4和图5所示，第一光波导阵列和第二光波导阵列由多个横截面为矩形的光波导321组成，各光波导321的长度由光波导阵列320外围尺寸限制从而长短不一。第一光波导阵列中光波导321的延伸方向为X，第二光波导阵列的光波导321的延伸方向为Y，Z方向为光波导阵列320的厚度方向。第一光波导阵列和第二光波导阵列中光波导321的延伸方向(光波导阵列方向)相互垂直，即从Z方向(厚度方向)看，第一光波导阵列和第二光波导阵列之间正交布置，从而使处于正交方向的两个光束会聚于一点，且保证物像面(光源侧和成像侧)相对于光学元件300对称，产生等效负折射现象，实现空中能够形成具有可观察能力的浮空实像。其中，光波导材料具有光学折射率n1，在一些实施例中，n1>1.4，例如n1取值为1.5、1.8、2.0等。

对于第一光波导阵列和第二光波导阵列，各光波导321与其相邻的光波导321之间存在两个交接面，各交接面之间由透光性较好的胶粘剂324接合。优选地，胶粘剂324可以选择光敏胶或热固胶，胶粘剂324的厚度为T1，且满足T1>0.001mm，例如，T1＝0.002mm或者T1＝0.003mm或者T1＝0.0015mm，具体厚度可以依据具体需要设置。透明基板310中相邻的光波导阵列320之间以及光波导阵列320与透明基板310之间均设置有胶粘剂324，增加牢固性。

在一些具体的实施例中，光波导321的横截面可以为矩形，且沿光波导321的排布方向的一侧或两侧面设置有反射膜323。具体地，在光波导阵列320排布方向上，各光波导321两侧均镀有反射膜323，该反射膜323的材料可以为实现全反射的铝、银等金属材料或其他非金属化合物材料。反射膜323的作用是防止光线因没有全反射而进入相邻光波导阵列320中形成杂光影响成像。或者，各光波导321也可以在反射膜323上添加介质膜，介质膜的作用是提高光反射率。

进一步地，单个光波导321的横截面宽a和横截面长b，满足0.1mm≤a≤5mm，0.1mm≤b≤5mm，进一步地，为了获得更好的成像效果，满足0.1mm≤a≤2mm，0.1mm≤b≤2mm。例如a＝0.2mm，b＝0.2mm；或者，a＝0.5mm，b＝0.5mm。在大屏幕显示时可以通过拼接多块光波导阵列320来实现大尺寸需求。光波导阵列320的整体形状根据应用场景需要设置，本实施例中，两组光波导阵列320整体呈矩形结构，两对角的光波导321为三角形，中间的光波导321为梯形结构。单个光波导321的长度不等，位于矩形对角线的光波导321长度最长，两端的光波导321长度最短。此外，透明基板310还可以包括增透部件(图中未示出)和视角控制部件(图中未示出)，增透部件可以提高透明基板310的整体透过率，提高浮空实像的清晰度和明亮度。视角控制部件可以用于消除浮空实像的残像，降低观察者的眩晕感，同时防止观察者从其他角度窥视到装置内部，提升装置整体的美观度。其中，增透部件和视角控制部件可以组合，或者也可以分别独立设置在透明基板310与光波导阵列320的之间、两层光波导阵列320之间或透明基板310的外层。

具体地，本实用新型的空中成像原理如下：

在微米尺度上，使用相互正交的双层光波导阵列320结构，来对任意光信号进行正交分解。原始信号投射在第一光波导阵列，以原始信号投射点作为原点、垂直于第一光波导阵列为x轴建立直角坐标系，在该直角坐标系内原始信号被分解为位于x轴的信号X和位于y轴的信号Y两路相互正交信号。其中，信号X在经过第一光波导阵列时，按照与入射角相同的反射角在反射膜323表面进行全反射；此时，信号Y保持平行于第一光波导阵列，穿过第一光波导阵列后，在第二光波导阵列表面按照与入射角相同的反射角在反射膜323表面进行全反射，反射后的信号Y与信号X组成的反射后的光信号便与原始光信号成镜面对称。因此任意方向的光线经过此透明基板310均可实现镜面对称，任意光源的发散光经过此透明基板310便会在对称位置重新汇聚成浮空实像，浮空实像的成像距离与透明基板310到像源即显示屏的距离相同，为等距离成像，且浮空实像的位置在空中，不需要具体载体，而是直接在空气中呈现实像。因此，使用者所看到的空间中的影像即是显示屏发出的图像。

在本实用新型实施例中，如图6所示，显示屏光源发出的光线在穿过透明基板310时，在透明基板310上发生上述过程。具体地，光线在第一光波导阵列上的入射角分别为α1、α2和α3，光线在第一光波导阵列上的反射角为β1、β2和β3，其中α1＝β1，α2＝β2，α3＝β3，经过第一光波导阵列反射后，在第二光波导阵列上的入射角分别为γ1、γ2和γ3，在第二光波导阵列上的反射角分别为δ1、δ2和δ3，其中，γ1＝δ1，γ2＝δ2，γ3＝δ3。

进一步地，汇聚成像后的入射角分别为α1，α2，α3…αn，显示屏的光源与透明基板310的距离为L，则浮空实像的成像位置与透明基板310的距离也为L，且该浮空实像的可视角度ε为2倍max(α)。

可以理解的是，若光波导阵列320的尺寸较小，则仅在距离光波导阵列320成像侧的一定距离才可看到影像；而若光波导阵列320的尺寸变大，即可实现更大的成像距离，从而增大视野率。

优选地，透明基板310与显示屏的夹角设置为45°±5°的范围，从而可以有效利用透明基板310的尺寸，提高成像质量和降低残像影响。此外，如果对成像位置有其他需求，则也可以在牺牲部分成像质量的情况下选择其他角度，优选地，透明基板310的大小设置为可以显示整个显示屏所呈现的浮空实像的画面。但如果实际使用时仅需要看到显示屏的部分画面，则透明基板310的尺寸也可以根据实际显示画面自由调整大小和位置，对此不作限制。

另外，以上主要表述采用双层光波导阵列320结构的透明基板310的成像原理，在另一些实施例中，若将四周面均设为附有反射膜323的多个立方柱状光波导321，且多个立方柱状光波导321均在一层光波导阵列结构中沿X和Y方向呈阵列排布，即将两层光波导阵列320合并成一层，其成像原理与双层光波导阵列320结构的成像原理相同，也可以作为透明基板310的结构。

根据本实用新型实施例的充电桩10，通过在充电桩本体100内设有光学元件300，能够将显示屏上显示的图像以浮空实像的形式传递到显示窗口110上，使得用户能够根据显示窗口110上所显示的浮空实像对充电桩10进行控制使用，从而隔绝用户在控制使用过程中与充电桩本体100之间的接触，避免用户指间的细菌留在充电桩10上，能够避免充电桩10在进行多次时产生交叉感染的现象，使得用户在控制使用充电桩10时更为安全可靠。

在一些实施例中，如图2所示，充电桩10还包括：安装壳600，安装壳600设置于容纳腔120内，显示屏设置于安装壳600内，光学元件300设置于安装壳600且位于显示屏的上方。这样，安装壳600能够为显示屏与光学元件300提供安装位置，使得显示屏与光学元件300的组装连接更为稳定可靠，显示屏的显示图像能够更为稳定的传递到显示窗口110上，从而让充电桩10的使用性能得到提升。同时，光学元件300能够装设在显示屏的上方，以使显示屏的显示图像能够沿着光轴方向通过光学元件300进行传递，从而让显示窗口110上的成像更为可靠。此外，将光学元件300设于显示屏的下方能够让充电桩10的结构更为合理，安装壳600内结构的设计利用率更高

在一些具体的实施例中，显示屏在安装壳600内倾斜设置，显示屏与安装壳600的底壁之间的夹角为α，α满足关系式：15°≤α≤20°。这样，倾斜设置的显示屏，能够便于将显示屏上的显示图像传递到显示窗口110上，不仅可以让显示屏上所显示的显示图像更为清晰，让用户在使用充电桩10时的使用感受得到提升，而且可以简化显示屏的组装设计，降低显示屏的组装难度，使得显示屏的组装更为简单可靠。

在一些具体的实施例中，光学元件300设置于安装壳600内且与显示屏之间的夹角为β，β满足关系式：30°≤β≤60°。由此，倾斜设置的光学元件300能够更好的将显示屏上所显示的图像传递到显示窗口110上，简化设计难度，提升组装效率，从而让充电桩10的结构更为可靠，充电桩10的使用性能得到提升。进一步地，可以将夹角β设为45°，一方面，光学元件300能够更为稳定的装设与安装壳600内，使得光学元件300的使用更为可靠，另一方面，将光学元件300呈45°放置，在充电桩10使用的过程中，能够将显示屏上所显示的图像较好的传递到显示窗口110上，方便用户使用。

在一些实施例中，如图2所示，安装壳600包括：第一壳体610和第二壳体620，第一壳体610设置于第二壳体620上，显示屏设置于第二壳体620内，光学元件300设置于第一壳体610内。由此，第一壳体610适用于保护光学元件300，第二壳体620适用于保护显示屏，安装壳600对于装设于其内的结构所提供的保护能力得到增强，从而让装设于安装壳600内的结构更为安全可靠，充电桩10的使用性能得到提升。

在一些具体的实施例中，第二壳体620的纵截面为直角梯形，显示屏固定在第二壳体620的横向两侧壁上。由于将第二壳体620的纵截面设置为直角梯形，一方面，直角梯形的直角边能够便于显示屏的固定连接，使得显示屏的连接更为简单可靠，提升显示屏的使用稳定性，从而让充电桩10的使用性能得到提升，另一方面直角梯形的斜边能够便于光学元件300的连接组装，使得光学元件300的使用更为可靠，从而让显示屏的显示图像能够更为稳定的传递到显示窗口110上，进而便于用户观测显示窗口110和对充电桩10使用。作为可选的，可以将直角梯形的斜边设置为45°斜边，从而让光学元件300能够搭靠在第二壳体620的斜边上，简化充电桩10的结构，且让充电桩10的使用性能得到提升。

在一些实施例中，如图2所示，安装壳600的顶部形成有通光孔601，充电桩10还包括：透光的保护片700，保护片700盖设于通光孔601处。这样，通过在安装壳600上设置通光孔601，使得显示图像能够通过通光孔601进行传递，并最终在显示窗口110上进行成像，从而让显示屏上的显示图像能够更为可靠的传递到显示窗口110上，使得充电桩10的使用更为安全可靠。同时，在光学元件300的外侧还设有保护片700，能够隔绝灰尘水分等与光学元件300进行接触，使得充电桩10的使用寿命得到延长。

在一些具体的实施例中，触控接收装置400为条状的手势识别器，手势识别器设置于显示窗口110的一侧；或触控接收装置400为红外触控框，红外触控框设置于容纳腔120内且围绕显示窗口110。可以理解的是，触控接收装置400可以为多种形式，包括但是不限于上述提到的手势识别器和红外接触框。这样，充电桩10可以根据使用情况选择采用手势识别器或者红外触控框，使得充电桩10能够更为贴合环境进行使用，充电桩10的设计使用更为简单，从而提升充电桩10的环境适用性。

在一些实施例中，如图3和图4所示，光学元件300包括：两个透明基板310和光波导阵列320，光波导阵列320包括多个光波导321，而且多个光波导321以阵列的方式排布，光波导阵列320设置于两个透明基板310之间。两个透明基板310主要用于保护光波导阵列320，光波导阵列320可以使得显示屏发出的光线在其内部经过一次或者多次的折射，最终在显示窗口110处显示，从而可以形成浮空实像，采用光波导阵列320的方式可以有效去除杂光，可以使得显示图像真实且清晰度高。

在一些具体的实施例中，如图4所示，光波导阵列320为两组且均由45°斜向布置的单列多排且横截面为矩形的光波导321组成，两组光波导阵列320的相互对应部分的波导方向相互垂直。如此设置的两组光波导阵列320可以降低光波导321的制作难度，而且可以使得显示图像真实且清晰度高。

在一些具体的实施例中，如图3所示，光波导阵列320为一组且包括多排多列且呈45°斜向布置的矩形光波导321。如此设置的一组光波导阵列320结构简单，而且可以使得显示图像真实且清晰度高。

根据本实用新型实施例的充电桩10的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨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，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种充电桩，其特征在于，包括：

充电桩本体，所述充电桩本体形成有显示窗口且在内部形成有容纳腔；

显示屏，所述显示屏设置于所述容纳腔内；

光学元件，所述光学元件设置于所述容纳腔，所述显示屏设置于所述光学元件的光源侧，所述显示窗口设置于所述光学元件的成像侧；

触控接收装置，所述触控接收装置设置于所述显示窗口处；

控制器，所述控制器分别与所述触控接收装置和所述显示屏电连接。

2.根据权利要求1所述的充电桩，其特征在于，还包括：安装壳，所述安装壳设置于所述容纳腔内，所述显示屏设置于所述安装壳内，所述光学元件设置于所述安装壳且位于所述显示屏的上方。

3.根据权利要求2所述的充电桩，其特征在于，所述显示屏在所述安装壳内倾斜设置，所述显示屏与所述安装壳的底壁之间的夹角为α，α满足关系式：15°≤α≤20°。

4.根据权利要求2所述的充电桩，其特征在于，所述光学元件设置于所述安装壳内且与所述显示屏之间的夹角为β，β满足关系式：30°≤β≤60°。

5.根据权利要求2所述的充电桩，其特征在于，所述安装壳包括：第一壳体和第二壳体，所述第一壳体设置于所述第二壳体上，所述显示屏设置于所述第二壳体内，所述光学元件设置于所述第一壳体内。

6.根据权利要求5所述的充电桩，其特征在于，所述第二壳体的纵截面为直角梯形，所述显示屏固定在所述第二壳体的横向两侧壁上。

7.根据权利要求2所述的充电桩，其特征在于，所述安装壳的顶部形成有通光孔，所述充电桩还包括：透光的保护片，所述保护片盖设于所述通光孔处。

8.根据权利要求1所述的充电桩，其特征在于，所述触控接收装置为条状的手势识别器，所述手势识别器设置于所述显示窗口的一侧；或

所述触控接收装置为红外触控框，所述红外触控框设置于所述容纳腔内且围绕所述显示窗口。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的充电桩，其特征在于，所述光学元件包括：两个透明基板和光波导阵列，所述光波导阵列包括多个光波导，且多个所述光波导以阵列的方式排布，所述光波导阵列设置于两个所述透明基板之间。

10.根据权利要求9所述的充电桩，其特征在于，所述光波导阵列为两组且均由45°斜向布置的单列多排且横截面为矩形的光波导组成，两组所述光波导阵列的相互对应部分的波导方向相互垂直。

11.根据权利要求9所述的充电桩，其特征在于，所述光波导阵列为一组且包括多排多列且呈45°斜向布置的矩形光波导。

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