CN216101564U - 一种电动汽车无线充电耦合线圈对准装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动汽车无线充电耦合线圈对准装置，包括接收线圈移动机械结构，接收线圈移动机械结构包括球形万向轮支座，对接组件，对接组件设置在球形万向轮的背面，剪叉式液压升降结构，剪叉式液压升降结构包括发射线圈。本实用新型的有益效果是：液压传动机构可通过控制组件实现自动化调整，提高了对准装置置的自动化，减少与液压泵的挤压，通过传动杆、滑块、滑杆、连接块和第二弹簧的配合使用，能够缓冲上支撑板下降的过程中产生的压力，从而对液压泵起到一定的防护作用，相应的控制组件和机械结构能迅速动作，调整线圈位置，实现最大效率传能，通过夹持块对定位块的限制，在线圈对准充电的过程中，能够增加线圈的对准。

Description

一种电动汽车无线充电耦合线圈对准装置

技术领域

本实用新型涉及一种无线充电耦合线圈对准装置，具体为一种电动汽车无线充电耦合线圈对准装置，属于电动汽车技术领域。

背景技术

在电动汽车的技术创新领域中，现目前主流的充电方式是通过插头接触式充电方法，但此种充电方式需要充电桩来实现，同时不同型号的汽车难以使用同一类型插口或充电桩、无法标准化和普适性不太好，难以适应电动汽车市场化发展，充电技术仍存在许多不足和缺陷，在充电过程中，如果初级线圈和次级线圈之间没有对准，距离相差太远或者相互之间的位置方向不正确(如不平行)，两线圈之间的耦合系数就会受到很大影响，传输效率以及充电安全性都会受到很大的影响，因此如何提高发射线圈与接收线圈之间的对准精度和位置的契合是无线充电中需要重点解决的一个问题。

在目前的无限电能传输对准装置置中，部分结构采用了X轴、Y轴的移动丝杆结构，通过红外线，蓝牙装置等控制模块达到线圈之间的精准对位，专利“一种电动汽车用高效率无线充电装置及方法”(CN109159681A)和“电动汽车无线充电自动定位校准装置”(CN206615094U)都使用了X轴、 Y轴的移动丝杆来带动线圈，但X轴、Y轴丝杆结构构成比较复杂，且占地面积较大，很难适用于特殊极端场合的无线供电线圈校准。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种电动汽车无线充电耦合线圈对准装置。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的，一种电动汽车无线充电耦合线圈对准装置，包括：

接收线圈移动机械结构，所述接收线圈移动机械结构包括球形万向轮支座，所述球形万向轮支座的底部安装有球形万向轮，所述球形万向轮的正面设置有限位器，所述限位器一端的底部安装有限位器支架；

对接组件，所述对接组件设置在球形万向轮的背面，所述对接组件包括可伸缩连杆，所述可伸缩连杆的一端与球形万向轮的背面相连接，所述可伸缩连杆的另一端铰接有金属板支架，所述金属板支架的底部安装有接收线圈金属板，所述接收线圈金属板的底部安装有接收线圈电磁铁，所述接收线圈电磁铁的底部安装有接收线圈；

剪叉式液压升降结构，所述剪叉式液压升降结构包括发射线圈，所述发射线圈的底部安装有发射线圈电磁铁，所述发射线圈电磁铁的底部安装有发射线圈金属板，所述发射线圈金属板的底部安装有上支撑板，所述上支撑板正面和背面的两端均铰接有金属支撑杆，所述金属支撑杆的底部铰接有下支撑板；

驱动组件，所述驱动组件设置在下支撑板的正面，所述驱动组件包括柱塞，所述柱塞与金属支撑杆相连接，所述柱塞的一端安装有液压缸，所述下支撑板的顶部安装有液压泵；

缓冲块，所述缓冲块固定安装在上支撑板的底部，所述缓冲块位于液压泵的上方；

固定板，所述固定板设置在球形万向轮支座的顶部，所述固定板两端的内部均设置有固定组件。

优选的，所述固定板的底部开设有卡槽，所述球形万向轮支座与固定板的卡槽尺寸对应相同，所述接收线圈的底部安装有定位块。

优选的，所述发射线圈顶部的两端均安装有固定块，所述发射线圈两端的两侧均安装有固定杆，两侧所述固定杆相互靠近的一侧铰接有夹持块，所述夹持块一端的顶部安装有第一弹簧。

优选的，所述缓冲块内部顶部的两端均铰接有传动杆，所述传动杆的底部铰接有滑块，所述滑块的内壁套设有滑杆，所述滑杆的两端均安装有连接块，所述连接块的底部安装有缓冲板。

优选的，所述固定板两端的内部均滑动安装有拉杆，所述拉杆的一端安装有卡块，所述拉杆的外侧套设有第三弹簧，所述拉杆延伸至固定板外部的一端安装有限位板。

优选的，所述夹持块的一端开设有卡接槽，所述卡接槽和定位块的尺寸对应相同，所述第一弹簧远离夹持块的一端与固定块相连接。

优选的，所述滑杆的外侧套设有第二弹簧，所述第二弹簧的两端与滑块相连接，所述缓冲块的底部开设有缓冲槽，所述液压泵与缓冲块的缓冲槽尺寸对应相同，所述缓冲板与缓冲块的内壁滑动连接。

优选的，所述固定板两端的内部均开设有限位槽，所述限位槽和卡块的尺寸对应相同，所述固定板两端的限位槽与底部的卡槽相连通。

优选的，所述金属支撑杆的数量为四个且均分为两组，两个所述金属支撑杆的中心位置铰接有转轴。

优选的，所述上支撑板和下支撑板的正面和背面的一端均开设有滑槽，两组所述金属支撑杆一端的底部和顶部安装有圆凸块，两组所述金属支撑杆通过该圆凸块与上支撑板和下支撑板的滑槽滑动连接，两组所述金属支撑杆另一端的底部和顶部与上支撑板和下支撑板正面的一端相铰接。

本实用新型的有益效果是：其一、本实用新型，液压泵设置在下支撑板上，极大提高了可视机构的精简，其次，液压传动机构可通过控制组件实现自动化调整，提高了对准装置置的自动化，减少与液压泵的挤压，通过传动杆、滑块、滑杆、连接块和第二弹簧的配合使用，能够缓冲上支撑板下降的过程中产生的压力，从而对液压泵起到一定的防护作用，增加了液压泵的使用寿命。

其二、本实用新型，电磁铁采用的是铁芯结构，在完成两线圈最短距离对准后，通电可使电磁铁消磁，消磁后的电磁铁还能加强两线圈的耦合程度，提高了无线电能传输的传输效率，控制回路中所设置的超声波传感组件，能够将电能转化为机械震荡从而发出超声波，既能接收信号也能发射信号，使得在此短距离线圈对准下，相应的控制组件和机械结构能迅速动作，调整线圈位置，实现最大效率传能，通过夹持块对定位块的限制，在线圈对准充电的过程中，能够增加线圈的对准。

其三、本实用新型，伸缩连杆与万向轮组成的控制接收线圈移动的机械式结构置于汽车底部，通过拉杆、卡块和第三弹簧的配合使用，能够快速的对球形万向轮支座进行安装和拆卸，机械结构的简单极大简便了安装时的困难，减少了接线和重量，提高汽车运动时的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型剪叉式液压升降结构整体结构立体图；

图2为本实用新型剪叉式液压升降结构整体结构示意图；

图3为本实用新型接收线圈移动机械结构示意图；

图4为本实用新型固定板内部结构示意图；

图5为本实用新型发射线圈结构示意图；

图6为本实用新型图4中A处放大图；

图7为本实用新型图5中B处放大图；

图8为本实用新型缓冲块内部结构示意图。

图中：1、球形万向轮支座；2、限位器；3、限位器支架；4、球形万向轮；5、可伸缩连杆；6、金属板支架；7、接收线圈金属板；8、接收线圈电磁铁；9、接收线圈；901、定位块；10、发射线圈；1001、固定块； 1002、固定杆；1003、夹持块；1004、第一弹簧；11、发射线圈电磁铁；12、发射线圈金属板；13、上支撑板；14、金属支撑杆；15、转轴；16、柱塞；17、下支撑板；18、液压缸；19、液压泵；20、缓冲块；2001、传动杆；2002、滑块；2003、滑杆；2004、连接块；2005、缓冲板；2006、第二弹簧；21、固定板；2101、固定组件；2102、拉杆；2103、卡块；2104、第三弹簧；2105、限位板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-8所示，一种电动汽车无线充电耦合线圈对准装置，包括：

接收线圈移动机械结构，接收线圈移动机械结构包括球形万向轮支座 1，球形万向轮支座1的底部安装有球形万向轮4，球形万向轮4的正面设置有限位器2，限位器2一端的底部安装有限位器支架3；

限位器2的内部设置有接收组件和控制组件，接收组件在接收信号之后，通过控制组件能够控制球形万向轮4在充电时的动作，可实现球形万向轮4的锁死；

外部设置有超声波传感组件用于测量汽车是否到达指定位置，并设置有控制组件，能够实现对上下机械结构的控制，从而实现接收线圈与发射线圈的精准对接；

超声波传感组件由接收模块、发射模块和计算模块组成，超声波传感组件通过发射模块发射声波信号，并通过接收模块接收反射的超声波信号，再通过计算模块对数据进行计算并将计算结果传输到外部控制单元；

控制组件由开关面板组成，限位器2、可伸缩连杆5、接收线圈电磁铁 8、接收线圈9、发射线圈10、发射线圈电磁铁11和液压泵19中均设置有开关模板，该开关面板与限位器2、可伸缩连杆5、接收线圈电磁铁8、接收线圈9、发射线圈10、发射线圈电磁铁11和液压泵19中的开关模板电性连接，

对接组件，对接组件设置在球形万向轮4的背面，对接组件包括可伸缩连杆5，可伸缩连杆5的一端与球形万向轮4的背面相连接，可伸缩连杆 5的另一端铰接有金属板支架6，金属板支架6的底部安装有接收线圈金属板7，接收线圈金属板7的底部安装有接收线圈电磁铁8，接收线圈电磁铁 8的底部安装有接收线圈9。

球形万向轮4使得可伸缩连杆5能够在水平面内自由移动，并能够上下移动，在接收线圈电磁铁8的带动下实现精准对接，在未充电时，球形万向轮4锁死；

在电动汽车达到充电区域后，接收线圈控制器发出指令，球形万向轮4 解锁，解锁后，可伸缩连杆5带动金属板支架6上的接收线圈电磁铁8，在电磁铁的电磁力的作用下，实现对接；

剪叉式液压升降结构，剪叉式液压升降结构包括发射线圈10，发射线圈10的底部安装有发射线圈电磁铁11，发射线圈电磁铁11的底部安装有发射线圈金属板12，发射线圈金属板12的底部安装有上支撑板13，上支撑板13正面和背面的两端均铰接有金属支撑杆14，金属支撑杆14的底部铰接有下支撑板17。

驱动组件，驱动组件设置在下支撑板17的正面，驱动组件包括柱塞16，柱塞16与金属支撑杆14相连接，柱塞16的一端安装有液压缸18，下支撑板17的顶部安装有液压泵19；

柱塞16随液压缸18里油的压力而动作，在液压缸18里的油的压力增加时，柱塞16向上移动，带动金属支撑杆14向上推，使得发射线圈电磁铁11能达到相应的位置实现无线传能。

缓冲块20，缓冲块20固定安装在上支撑板13的底部，缓冲块20位于液压泵19的上方；

固定板21，固定板21设置在球形万向轮支座1的顶部，固定板21两端的内部均设置有固定组件2101；

固定组件2101由螺栓外侧螺纹设置有螺母组成，通过固定组件2101 能够将固定板21的两端与汽车的底部固定连接。

固定板21的底部开设有卡槽，球形万向轮支座1与固定板21的卡槽尺寸对应相同，接收线圈9的底部安装有定位块901；

两个夹持块1003之间的距离与定位块901的尺寸对应相同，夹持块 1003的形状呈C字形，当定位块901与发射线圈10相互靠近时，定位块 901挤压夹持块1003底部的一端，夹持块1003受到阻挡转动，夹持块1003 顶部的一端卡住定位块901的顶部，从而使定位块901限位。

作为本实用新型的一种技术优化方案，发射线圈10顶部的两端均安装有固定块1001，发射线圈10两端的两侧均安装有固定杆1002，两侧固定杆1002相互靠近的一侧铰接有夹持块1003，夹持块1003一端的顶部安装有第一弹簧1004。

作为本实用新型的一种技术优化方案，缓冲块20内部顶部的两端均铰接有传动杆2001，传动杆2001的底部铰接有滑块2002，滑块2002的内壁套设有滑杆2003，滑杆2003的两端均安装有连接块2004，连接块2004的底部安装有缓冲板2005；

缓冲块20的底部开设有缓冲孔，该缓冲孔与液压泵19的尺寸对应相同。

作为本实用新型的一种技术优化方案，固定板21两端的内部均滑动安装有拉杆2102，拉杆2102的一端安装有卡块2103，拉杆2102的外侧套设有第三弹簧2104，拉杆2102延伸至固定板21外部的一端安装有限位板 2105；

第三弹簧2104一端与卡块2103相连接，第三弹簧2104的另一端与固定板21的内壁相连接；

球形万向轮支座1的两端均开设有卡槽，卡块2103与球形万向轮支座 1两端的卡槽尺寸对应相同。

作为本实用新型的一种技术优化方案，夹持块1003的一端开设有卡接槽，卡接槽和定位块901的尺寸对应相同，第一弹簧1004远离夹持块1003 的一端与固定块1001相连接。

作为本实用新型的一种技术优化方案，滑杆2003的外侧套设有第二弹簧2006，第二弹簧2006的两端与滑块2002相连接，缓冲块20的底部开设有缓冲槽，液压泵19与缓冲块20的缓冲槽尺寸对应相同，缓冲板2005与缓冲块20的内壁滑动连接。

作为本实用新型的一种技术优化方案，固定板21两端的内部均开设有限位槽，该限位槽的直径比限位板2105的直径小，卡块2103与固定板21 的限位槽尺寸对应相同，固定板21两端的限位槽与底部的卡槽相连通。

作为本实用新型的一种技术优化方案，金属支撑杆14的数量为四个且均分为两组，两个金属支撑杆14的中心位置铰接有转轴15；

上支撑板13和下支撑板17的正面和背面的一端均开设有滑槽，两组金属支撑杆14一端的底部和顶部安装有圆凸块，两组金属支撑杆14通过该圆凸块与上支撑板13和下支撑板17的滑槽滑动连接，两组金属支撑杆 14另一端的底部和顶部与上支撑板13和下支撑板17正面的一端相铰接；液压缸18的底部与下支撑板17的滑槽尺寸对应相同，且液压缸18通过下支撑板17的滑槽与下支撑板17滑动连接。

本实用新型在使用时，参考图1至图8；

实施第一步操作，首先通过固定组件2101将固定板21安装在汽车底部，再向相互远离的一端拉动限位板2105，限位板2105带动拉杆2102滑动，拉杆2102压缩第三弹簧2104，同时拉杆2102带动卡块2103展开，将球形万向轮支座1放置在固定板21底部的卡槽中；

此时松开限位板2105，第三弹簧2104的弹性带动卡块2103展开，卡块2103卡入球形万向轮支座1两端的卡槽中固定。

实施第二步操作，在充电过程中和汽车运行未充电时，球形万向轮4 抱死，采用限位器2进行移动限制，在充电过程中，当电磁铁达到最短距离，超声波传感组件向两控制组件发出命令，此时球形万向轮4抱死，同时锁定可伸缩连杆5位置；

接收线圈移动机械结构可进行水平面内的左右平移和竖直面内的上下移动，均由球形万向轮4和可伸缩连杆5完成，金属板支架6和球形万向轮支座1以及限位器支架3起到对此机械结构装置的整体固定作用，保证装置不会出现额外的自由度运动。

实施第三步操作，液压泵19在接收到发射线圈控制组件的命令后能够及时向液压缸18提供油压，推动柱塞16上升，柱塞16推动金属支撑杆14，使得上支撑板13承载的发射线圈电磁铁11和发射线圈10达到充电的预定位置，并最后由电磁铁的吸力进行充电位置的最后确定；

当金属支撑杆14下降到一定位置时，液压泵19的顶部与缓冲板2005 的底部相贴合，缓冲板2005受到阻力上升，同时带动连接块2004和滑杆 2003上升，此时滑块2002受到阻力在滑杆2003的外侧滑动，同时滑块2002 压缩第二弹簧2006，通过第二弹簧2006震动缓冲液压泵19与缓冲板2005 相接触产生的作用力。

实施第四步操作，当发射线圈10吸住接收线圈9时，接收线圈9底部的定位块901进入夹持块1003之间的缝隙中，定位块901挤压夹持块1003 底部的一端，此时夹持块1003受到阻挡转动，夹持块1003顶部的一端卡住定位块901的顶部，从而使定位块901限位；

当当发射线圈10和接收线圈9之间失去电磁铁的吸力时，第一弹簧 1004的弹性带动夹持块1003转动，此时夹持块1003底部的一端将定位块 901顶出。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种电动汽车无线充电耦合线圈对准装置，其特征在于，包括：

接收线圈移动机械结构，所述接收线圈移动机械结构包括球形万向轮支座(1)，所述球形万向轮支座(1)的底部安装有球形万向轮(4)，所述球形万向轮(4)的正面设置有限位器(2)，所述限位器(2)一端的底部安装有限位器支架(3)；

对接组件，所述对接组件设置在球形万向轮(4)的背面，所述对接组件包括可伸缩连杆(5)，所述可伸缩连杆(5)的一端与球形万向轮(4)的背面相连接，所述可伸缩连杆(5)的另一端铰接有金属板支架(6)，所述金属板支架(6)的底部安装有接收线圈金属板(7)，所述接收线圈金属板(7)的底部安装有接收线圈电磁铁(8)，所述接收线圈电磁铁(8)的底部安装有接收线圈(9)；

剪叉式液压升降结构，所述剪叉式液压升降结构包括发射线圈(10)，所述发射线圈(10)的底部安装有发射线圈电磁铁(11)，所述发射线圈电磁铁(11)的底部安装有发射线圈金属板(12)，所述发射线圈金属板(12)的底部安装有上支撑板(13)，所述上支撑板(13)正面和背面的两端均铰接有金属支撑杆(14)，所述金属支撑杆(14)的底部铰接有下支撑板(17)；

驱动组件，所述驱动组件设置在下支撑板(17)的正面，所述驱动组件包括柱塞(16)，所述柱塞(16)与金属支撑杆(14)相连接，所述柱塞(16)的一端安装有液压缸(18)，所述下支撑板(17)的顶部安装有液压泵(19)；

缓冲块(20)，所述缓冲块(20)固定安装在上支撑板(13)的底部，所述缓冲块(20)位于液压泵(19)的上方；

固定板(21)，所述固定板(21)设置在球形万向轮支座(1)的顶部，所述固定板(21)两端的内部均设置有固定组件(2101)。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车无线充电耦合线圈对准装置，其特征在于：所述固定板(21)的底部开设有卡槽，所述球形万向轮支座(1)与固定板(21)的卡槽尺寸对应相同，所述接收线圈(9)的底部安装有定位块(901)。

3.根据权利要求1所述的一种电动汽车无线充电耦合线圈对准装置，其特征在于：所述发射线圈(10)顶部的两端均安装有固定块(1001)，所述发射线圈(10)两端的两侧均安装有固定杆(1002)，两侧所述固定杆(1002)相互靠近的一侧铰接有夹持块(1003)，所述夹持块(1003)一端的顶部安装有第一弹簧(1004)。

4.根据权利要求1所述的一种电动汽车无线充电耦合线圈对准装置，其特征在于：所述缓冲块(20)内部顶部的两端均铰接有传动杆(2001)，所述传动杆(2001)的底部铰接有滑块(2002)，所述滑块(2002)的内壁套设有滑杆(2003)，所述滑杆(2003)的两端均安装有连接块(2004)，所述连接块(2004)的底部安装有缓冲板(2005)。

5.根据权利要求1所述的一种电动汽车无线充电耦合线圈对准装置，其特征在于：所述固定板(21)两端的内部均滑动安装有拉杆(2102)，所述拉杆(2102)的一端安装有卡块(2103)，所述拉杆(2102)的外侧套设有第三弹簧(2104)，所述拉杆(2102)延伸至固定板(21)外部的一端安装有限位板(2105)。

6.根据权利要求3所述的一种电动汽车无线充电耦合线圈对准装置，其特征在于：所述夹持块(1003)的一端开设有卡接槽，所述卡接槽和定位块(901)的尺寸对应相同，所述第一弹簧(1004)远离夹持块(1003)的一端与固定块(1001)相连接。

7.根据权利要求4所述的一种电动汽车无线充电耦合线圈对准装置，其特征在于：所述滑杆(2003)的外侧套设有第二弹簧(2006)，所述第二弹簧(2006)的两端与滑块(2002)相连接，所述缓冲块(20)的底部开设有缓冲槽，所述液压泵(19)与缓冲块(20)的缓冲槽尺寸对应相同，所述缓冲板(2005)与缓冲块(20)的内壁滑动连接。

8.根据权利要求1所述的一种电动汽车无线充电耦合线圈对准装置，其特征在于：所述固定板(21)两端的内部均开设有限位槽，所述限位槽和卡块(2103)的尺寸对应相同，所述固定板(21)两端的限位槽与底部的卡槽相连通。

9.根据权利要求1所述的一种电动汽车无线充电耦合线圈对准装置，其特征在于：所述金属支撑杆(14)的数量为四个且均分为两组，两个所述金属支撑杆(14)的中心位置铰接有转轴(15)。

10.根据权利要求9所述的一种电动汽车无线充电耦合线圈对准装置，其特征在于：所述上支撑板(13)和下支撑板(17)的正面和背面的一端均开设有滑槽，两组所述金属支撑杆(14)一端的底部和顶部安装有圆凸块，两组所述金属支撑杆(14)通过该圆凸块与上支撑板(13)和下支撑板(17)的滑槽滑动连接，两组所述金属支撑杆(14)另一端的底部和顶部与上支撑板(13)和下支撑板(17)正面的一端相铰接。

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