CN215528709U - 一种有轨电车车载电源无接触充电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及无线充电技术领域，其公开了一种有轨电车车载电源无接触充电装置，包括位置检测机构和电源充电机构，有轨电车上对应设置有无线充电接收端；该位置检测机构用于确定无线充电接收端的位置并将位置信息传输至电源充电机构。电源充电机构包括位移机构和无线充电发射端，位移机构用于控制无线充电发射端在纵向上进行位移，并根据位置检测机构传输的位置信息进行调整，使得无线充电发射端正对无线充电接收端。本实用新型通过位置检测机构确定有轨电车上无线充电接收端的位置信息，再利用位移机构调整无线充电发射端的位置，使得无线充电发射端与无线充电接收端正对设置，方便无线充电工作的进行。

Description

一种有轨电车车载电源无接触充电装置

技术领域

本实用新型涉及无线充电技术领域，具体涉及一种有轨电车车载电源无接触充电装置。

背景技术

随着经济发展与能源供给、环境污染之间的矛盾日益激化，节能降耗和减少对化石燃料的依赖已成为世界各国经济持续发展迫切需要解决的问题。而电动车本身具备节油、环保和高效率等优点，是目前普遍认为的清洁交通工具。

针对有轨电车来说，有轨电车充电基站与充电网络是其发展的重要基础设施，传统充电方式往往是有线充电技术，但是有线充电在进行多次插拔后容易出现磨损或接触不良的情况，并且为了便于有轨电车充电，充电插口往往外置，在雨雪天气时还容易发生安全问题。

无线充电技术能够在一定程度上解决有线充电接口的诸多问题，其本身无外置裸露接口，并且充电时不需要额外进行插拔工作，也不存在频繁使用后出现接口老化等问题。但是影响无线充电效率的一个重要因素是发射端与接收端是否处于正对位置，在采用无线充电技术时，发射端与接收端位置偏差会严重降低充电效率，偏差过大时候甚至会出现无法正常充电的情况。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本实用新型提供了一种有轨电车车载电源无接触充电装置，用以解决现有无线充电的充电端与接收端难以对齐的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种有轨电车车载电源无接触充电装置，包括设置于站台的电源充电机构和对应设置在有轨电车上的无线充电接收端；

所述电源充电机构包括位移机构和无线充电发射端；

所述位移机构至少可用于控制所述无线充电发射端沿纵向进行位移，以使得所述有轨电车停车后该无线充电发射端与所述无线充电接收端对正。

作为本实用新型的进一步改进，所述位移机构包括第一位移机构，所述第一位移机构包括第一驱动机构和传动杆，所述传动杆纵向设置，该无线充电发射端滑动设置在所述传动杆上，并在所述第一驱动机构驱动下沿纵向移动。

作为本实用新型的进一步改进，所述传动杆上还设有第二位移机构，所述第二位移机构用于控制所述无线充电发射端在竖向上位移。

作为本实用新型的进一步改进，所述第二位移机构包括转动电机，所述转动电机的转动轴上连接有转动环，所述无线充电发射端连接在所述转动环上并可随转动环一同转动。

作为本实用新型的进一步改进，所述第二位移机构包括竖向设置的滑道，所述无线充电发射端滑动设置在所述滑道上，且所述滑道上设有驱动所述无线充电发射端在滑道上运动的第二驱动机构。

作为本实用新型的进一步改进，还包括位置检测机构，所述位置检测机构设于有轨电车一侧，且对应在有轨电车上设置有信号发射机构，所述信号发射机构与所述无线充电接收端对应设置，所述位置检测机构可通过所述信号发射机构检测所述无线充电接收端位置并将其位置信息传输至位移机构。

作为本实用新型的进一步改进，所述位置检测机构包括呈阵列分布的多个传感器，且所述信号发射机构发出的信号可被至少一个所述传感器接收。

作为本实用新型的进一步改进，所述无线充电接收端和所述信号发射机构位于所述有轨电车的同侧或两侧。

作为本实用新型的进一步改进，所述电源充电机构上还设有调整其与所述无线充电接收端横向距离的第三位移机构。

上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本实用新型的有轨电车车载电源无接触充电装置，通过位置检测机构获取有轨电车上无线充电接收端的位置，并利用位移机构调整无线充电发射端位置，使得无线充电发射端正对无线充电接收端，实现无线充电发射端与无线充电接收端的快速对正，便于充电。

(2)本实用新型的有轨电车车载电源无接触充电装置，通过设置第一位移机构控制无线充电发射端在有轨电车运行方向的运动，使得无线充电发射端正对无线充电接收端；并利用第二位移机构控制无线充电发射端在竖直方向的运动，进一步微调无线充电发射端与无线充电接收端的正对关系，以确保无线充电效果。

(3)本实用新型的有轨电车车载电源无接触充电装置，通过设置第一驱动机构与传动杆结构，并利用第一驱动机构带动传动杆转动，并利用传动杆的转动带动无线充电发射端在纵向上的位移。

(4)本实用新型的有轨电车车载电源无接触充电装置，通过设置第二驱动机构与转动环结构，并将无线充电发射端固定设置在转动环上，通过第二驱动机构带动转动环转动，使得无线充电发射端随之在转动环上转动，实现无线充电发射端在有轨电车纵向和竖向上的位移，进而实现与无线充电接收端的对正。

(5)本实用新型的有轨电车车载电源无接触充电装置，通过设置阵列形式的传感器，使得有轨电车上的信号发射机构发射的信号能够被传感器捕捉，进而获得无线充电接收端的位置信息，再通过调整无线充电发射端位置，使得无线充电接收端与无线充电发射端对正。

(6)本实用新型的有轨电车车载电源无接触充电装置，通过传感器捕获有轨电车上无线充电接收端的位置信息，再利用第一位移机构与第二位移机构调整无线充电发射端的位置，使得无线充电发射端与无线充电接收端快速正对设置，方便后续无线充电工作的进行。

附图说明

图1是本实用新型实施例中有轨电车车载电源无接触充电装置的整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例中第一位移机构结构示意图；

图3是本实用新型实施例中第二位移机构结构示意图；

图4是本实用新型实施例中位置检测机构结构示意图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：

1、第一位移机构；2、第二位移机构；3、无线充电发射端；4、无线充电接收端；5、信号发射机构；6、位置检测机构；

101、第一驱动机构；102、传动杆；103、螺母；

201、第二驱动机构；202、内套管；203、连杆；204、转动环；

601、阵列安装板；602、传感器。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例：

本实用新型优选实施例中的有轨电车车载电源无接触充电装置，如图1-4所示，包括设置于站台的电源充电机构和对应设置在有轨电车上的无线充电接收端4；该电源充电机构包括位移机构和无线充电发射端3，该位移机构至少可用于控制无线充电发射端3沿纵向进行位移，以使得有轨电车停车后该无线充电发射端3与无线充电接收端4正对设置。该有轨电车车载电源无接触充电装置，利用位移机构调整无线充电发射端3在有轨电车运行方向上的位移，以弥补有轨电车的停靠位置差，使得无线充电发射端3与无线充电接收端4正对设置，保证无线充电发射端3与无线充电接收端4之间的间距处于最短距离，保证无线充电的效率。

在有轨电车运行过程中，我们通常认定有轨电车行驶方向为纵向方向，与有轨电车横向垂直方向为横向方向，竖直方向为竖向方向。有轨电车相较于普通电动车等装置的最大区别在于其在设定轨道上运行，其在停靠后的实际误差距离通常仅限于在行驶方向上的微小误差，其在横向方向和竖向方向的误差均可忽略不计。因此针对无线充电发射端3设置调整其在有轨电车纵向方向的位移机构，利用位移机构调整无线充电发射端3在有轨电车行驶方向的前后距离，即可使得无线充电发射端3与无线充电接收端4正对，以保证充电效率。

进一步地，作为本实用新型的优选实施例，位移机构包括第一位移机构1，其中第一位移机构1包括第一驱动机构101和传动杆102，此处传动杆102结构为滚珠丝杠副结构，传动杆102的一端与第一驱动机构101的转动轴相连，传动杆102上穿设有螺母103，并且无线充电发射端3设置在螺母103上，通过第一驱动机构101带动传动杆102转动，无线充电发射端3随着螺母103沿传动杆102方向移动，进而实现无线充电发射端3在纵向上的位移。此处采用滚珠丝杠副是因为滚珠丝杠副本身控制螺母103位移的精度较高，有轨电车本身位置变动较小，导致无线充电接收端4位移也较小，为了保证无线充电效率，需要采用滚珠丝杠副等高精度装置来保证无线充电发射端3的位移精度，以确保无线充电发射端3与无线充电接收端4之间的对准。

进一步地，作为本实用新型的优选实施例，如图3所示，在传动杆102上还设有第二位移机构2，第二位移机构2主要用于控制无线充电发射端3在竖向上的位移。虽然有轨电车在通常情况下不会发生竖向沉降问题，但是考虑到后期有轨电车上无线充电发射端3的更新换代和设计更改以及有轨电车运行的略微晃动等，额外设置第二位移机构2来调整无线充电发射端3在竖向上的位移，保证有轨电车停靠后，无线充电发射端3始终能够在第一位移机构1和第二位移机构2的调整下正对无线充电接收端4。

优选地，第二位移机构2包括第二驱动机构201和转动环204，第二驱动机构201与螺母103固定连接，无线充电发射端3固定连接在转动环204上。通过将无线充电发射端3固定连接在转动环204上，并利用第二驱动机构201带动转动环204转动，使得无线充电发射端3在竖向上进行位移，再通过螺母103带动第二驱动机构201位移，实现无线充电发射端3在水平方向上的位移，实现对无线充电发射端3的位置调整。优选地，在第二驱动机构201的转动轴上还套设有内套管202，并在内套管202与转动环204之间设置多个连杆203固定相连。为了方便第二驱动机构201带动转动环204转动，通过在第二驱动机构201上设置内套管202，并在内套管202与转动环204之间设置多根连杆203，确保第二驱动机构201与转动环204之间转动的稳定性。

进一步地，作为本实用新型的另一优选实施例，第二位移机构2包括沿垂直于螺母103运动方向设置的滑道，无线充电发射端3滑动设置在滑道上，并在滑动上还设置有推动无线充电发射端3在滑道上运动的第二驱动机构201。通过第二驱动机构201推动无线充电发射端3在滑道上进行竖向运动，再利用螺母103带动滑道进行水平位移，实现对无线充电发射端3的位置调整。此处第一驱动机构101和第二驱动机构201可以采用伺服电机或转动电机。

进一步地，作为本实用新型的优选实施例，如图4所示，有轨电车上对应位置检测机构6设置有信号发射机构5，并且位置检测机构6包括阵列安装板601，阵列安装板601上设置有多个呈阵列分布的安装孔，多个传感器602对应设置在安装孔内，多个传感器602的接收端正对信号发射机构5，并使得信号发射机构5上发出的信号可被至少一个传感器602接收。此处传感器602优选为光敏传感器，光敏传感器对信号的接收判断更为准确，通过将传感器602呈阵列形式布置，能够准确判断信号发射机构5的对应位置。

在利用位置检测机构6判断有轨电车上无线充电接收端4的位置时，通过在有轨电车上设置信号发射机构5，信号发射机构5与无线充电接收端4正对设置并分别位于有轨电车相对设置的两侧壁上，使得信号发射机构5被位置检测机构6检测到的位置即为无线充电接收端4所处位置。在信号发射机构5上发射的信号被阵列安装板601上的传感器602接收到时，通过接收到信号的传感器602的位置判断信号发射机构5的位置，进而得到无线充电接收端4的位置。在通常情况下，信号发射机构发射5的信号被一个传感器602接收即可通过传感器602判断信号发射机构5的位置，但是也不排除针对信号发射机构5进行改进，使得信号发射机构5发射信号能够涵盖到几个传感器602，并对应计算无线充电接收端4的区域位置，使得无线充电发射端3在正对无线充电接收端4时候能够全部涵盖无线充电接收端4的接收区域，以提高无线充电效率。

进一步地，作为本实用新型的优选实施例，在电源充电机构上还设置有调整其与无线充电接收端横向距离的第三位移机构，第三位移机构主要用于调整电源充电机构的横向位移。在利用电源充电机构与无线充电接收端4对接进行充电时，虽然无线充电发射端3与无线充电接收端4正对即可实现无线充电，但为了提高无线充电的充电效率与充电稳定性，需要尽可能保证无线充电发射端3与无线充电接收端4之间的间距尽可能小，因此通过在电源充电机构上设置第三位移机构，利用第三位移机构带动电源充电机构朝向无线充电接收端4移动，以提高无线充电效率。当然，在电源充电机构与无线充电接收端4正对设置在有轨电车运行轨道方向时，也可通过有轨电车调整无线充电接收端4与电源充电机构的位置以提高无线充电效率。

本实用新型的工作过程如下：在有轨电车停放到待充电区域时，启动有轨电车上的信号发射机构5，信号发射机构5发射信号并被阵列安装板601上的传感器602接收，通过接收传感器602的位置判断无线充电接收端4的位置并将位置信息传输至电源充电机构，电源充电机构上的第二驱动机构201启动，转动环204转动，无线充电发射端3调整到与无线充电接收端4同一高度，第一驱动机构101启动，螺母103带动第二驱动机构201移动，使得无线充电发射端3正对无线充电接收端4，再通过位移机构调整电源充电机构与无线充电接收端4之间的间距，便于无线充电的进行。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种有轨电车车载电源无接触充电装置，其特征在于，包括设置于站台的电源充电机构和对应设置在有轨电车上的无线充电接收端；

所述电源充电机构包括位移机构和无线充电发射端；

所述位移机构至少可用于控制所述无线充电发射端沿纵向进行位移，以使得所述有轨电车停车后该无线充电发射端与所述无线充电接收端对正。

2.根据权利要求1所述的有轨电车车载电源无接触充电装置，其特征在于，所述位移机构包括第一位移机构，所述第一位移机构包括第一驱动机构和传动杆，所述传动杆纵向设置，该无线充电发射端滑动设置在所述传动杆上，并在所述第一驱动机构驱动下沿纵向移动。

3.根据权利要求2所述的有轨电车车载电源无接触充电装置，其特征在于，所述传动杆上还设有第二位移机构，所述第二位移机构用于控制所述无线充电发射端在竖向上位移。

4.根据权利要求3所述的有轨电车车载电源无接触充电装置，其特征在于，所述第二位移机构包括转动电机，所述转动电机的转动轴上连接有转动环，所述无线充电发射端连接在所述转动环上并可随转动环一同转动。

5.根据权利要求3所述的有轨电车车载电源无接触充电装置，其特征在于，所述第二位移机构包括竖向设置的滑道，所述无线充电发射端滑动设置在所述滑道上，且所述滑道上设有驱动所述无线充电发射端在滑道上运动的第二驱动机构。

6.根据权利要求3所述的有轨电车车载电源无接触充电装置，其特征在于，还包括位置检测机构，所述位置检测机构设于有轨电车一侧，且对应在有轨电车上设置有信号发射机构，所述信号发射机构与所述无线充电接收端对应设置，所述位置检测机构可通过所述信号发射机构检测所述无线充电接收端位置并将其位置信息传输至位移机构。

7.根据权利要求6所述的有轨电车车载电源无接触充电装置，其特征在于，所述位置检测机构包括呈阵列分布的多个传感器，且所述信号发射机构发出的信号可被至少一个所述传感器接收。

8.根据权利要求7所述的有轨电车车载电源无接触充电装置，其特征在于，所述无线充电接收端和所述信号发射机构位于所述有轨电车的同侧或两侧。

9.根据权利要求1所述的有轨电车车载电源无接触充电装置，其特征在于，所述电源充电机构上还设有调整其与所述无线充电接收端横向距离的第三位移机构。

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