CN216545762U - 一种柔性自适应充电弓 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及充电技术领域，具体涉及一种柔性自适应充电弓。一种柔性自适应充电弓，包括：升降组件；偏转单元，所述偏转单元包括第一偏转件和第二偏转件，所述第一偏转件铰接于所述升降组件的末端，所述第二偏转件铰接于所述第一偏转件，所述第一偏转件相对于所述升降组件的偏转中心线与所述第二偏转件相对于所述第一偏转件的偏转中心线相互垂直；弓头组件，所述弓头组件装配在所述第二偏转件上。解决现有技术中的充电弓的弓头位置固定，无法实现自适应车辆的倾斜状态，而导致压接不到位或者弓头与车顶过分挤压的技术问题。

Description

一种柔性自适应充电弓

技术领域

本实用新型涉及充电技术领域，具体涉及一种柔性自适应充电弓。

背景技术

近年来，大功率直流充电用的充电弓随着电动公交的快速推进而快速发展。目前充电弓基本都是电缸或电机驱动的直接刚性顶压。驱动力通过推杆等刚性结构件传递至弓头电极，使电极保持压接力，但刚性驱动对车辆浮动的适用能力有限。在车辆呈倾斜状态时，弓头电极无法快速适应车辆的状态，而导致压接不到位或者弓头与车顶过分挤压的问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中的充电弓的弓头位置固定，无法实现自适应车辆的倾斜状态，而导致压接不到位或者弓头与车顶过分挤压的技术问题，本实用新型提供了一种柔性自适应充电弓，解决了上述技术问题。本实用新型的技术方案如下：

一种柔性自适应充电弓，包括：

升降组件；

偏转单元，所述偏转单元包括第一偏转件和第二偏转件，所述第一偏转件铰接于所述升降组件的末端，所述第二偏转件铰接于所述第一偏转件，所述第一偏转件相对于所述升降组件的偏转中心线与所述第二偏转件相对于所述第一偏转件的偏转中心线相互垂直；

弓头组件，所述弓头组件装配在所述第二偏转件上。

通过设置升降组件和偏转单元，升降组件可带动偏转单元和弓头组件升降运动，偏转单元可适应弓头组件在水平方向上沿两个垂直方向偏转，如此，当车辆上的受电弓存在前后倾角和左右倾角时，充电弓通过偏转单元可适应受电弓的前后倾角和左右倾角，充电弓通过升降组件可适应受电弓的不同高度，即本申请的充电弓可自适应车辆的倾斜状态，可保证弓头压接到位，避免弓头与车顶过分挤压。

根据本实用新型的一个实施例，所述升降组件包括剪叉机构和拉绳，所述第一偏转件装配铰接于所述剪叉机构的末端，所述拉绳作用于所述第一偏转件，所述拉绳收放调节所述弓头组件的高度。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一偏转件转动套设在所述剪叉机构末端的铰接轴上，所述第二偏转件上形成有凸耳，所述凸耳与所述第一偏转件通过转轴铰接，所述铰接轴的轴线与所述转轴的轴线相互垂直。

根据本实用新型的一个实施例，还包括第一平衡组件和/第二平衡组件，初始状态下，所述第一平衡组件使所述弓头组件相对于所述铰接轴呈平衡状态，所述第二平衡组件使所述弓头组件相对于所述转轴呈平衡状态。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一平衡组件包括至少一组第一弹性件，每组第一弹性件的数量为两个，两个第一弹性件相对于所述铰接轴对称设置，所述第一弹性件的两端分别作用于所述剪叉机构和弓头组件。

根据本实用新型的一个实施例，所述第二平衡组件包括至少一组第二弹性件，每组第二弹性件的数量为两个，两个第二弹性件相对于所述转轴对称设置，所述第二弹性件的两端分别作用于所述第一偏转件和所述第二偏转件。

根据本实用新型的一个实施例，所述弓头组件为两组，两组所述弓头组件对称排布在所述升降组件的两侧。

根据本实用新型的一个实施例，所述弓头组件包括一级支架和二级支架，所述二级支架上连接有弓头电极，所述一级支架和所述二级支架之间通过导向件滑动配合，所述导向件上装配有第三弹性件，所述一级支架和/或所述二级支架可沿所述导向件相向运动以调节所述弓头电极的压接力。

根据本实用新型的一个实施例，所述一级支架上设置有到位检测传感器；和/或，所述一级支架和所述二级支架之间设置有压力传感器。

根据本实用新型的一个实施例，所述弓头组件通过连接板装配在所述第二偏转件上，所述连接板上形成有限位槽，所述升降组件上形成有限位杆，所述限位杆伸入到所述限位槽内以限位所述弓头组件的偏转范围。

基于上述技术方案，本实用新型所能实现的技术效果为：

1.本实用新型的柔性自适应充电弓，通过设置升降组件和偏转单元，升降组件可带动偏转单元和弓头组件升降运动，偏转单元可适应弓头组件在水平方向上沿两个垂直方向偏转，如此，当车辆上的受电弓存在前后倾角和左右倾角时，充电弓通过偏转单元可适应受电弓的前后倾角和左右倾角，充电弓通过升降组件可适应受电弓的不同高度，即本申请的充电弓可自适应车辆的倾斜状态，可保证弓头压接到位，避免弓头与车顶过分挤压；

2.本实用新型的柔性自适应充电弓，升降组件包括剪叉机构和拉绳，采用拉绳来承受弓头组件的重力，通过收放拉绳，弓头组件在重力的作用下，即可下降至所需位置，相较于现有技术中的刚性驱动结构，拉绳的柔性好，在预留松弛放绳量下，弓头可随车端上下起伏，达到理想的跟随效果，弓头铜排与车顶铜排能有效达到平面对接；

3.本实用新型的柔性自适应充电弓，通过设置第一平衡组件、第二平衡组件，可使弓头组件在初始状态下保持前后、左右方向上的平衡状态，方便弓头组件与受电弓的对接；

4.本实用新型的柔性自适应充电弓，弓头组件包括一级支架和二级支架，通过在一级支架和二级支架之间设置导向件，导向件上装配第三弹性件，如此，当二级支架上的弓头电极与受电弓对接后，可继续释放一小段拉绳，在自身重力的作用下，一级支架可压缩第三弹性件，沿导向件朝向二级支架运动，来实现最佳对接压力；进一步地，在一级支架上设置到位检测传感器，可实现到位检测，检测到位后，可停止弓头组件继续下降；一级支架和二级支架之间设置压力传感器，可检测弓头电极在压接过程中的状态，压力到设定值时，可停止弓头组件继续下降；

5.本实用新型的柔性自适应充电弓，通过设置连接板上形成限位槽，限位槽根据弓头偏转及剪叉机构的姿态来进行设置，限位槽与限位杆配合，可限位弓头组件在前后、左右方向上偏转的最大倾角，且限位槽不会对弓头组件在正常范围内偏转造成干涉。

附图说明

图1为本实用新型的柔性自适应充电弓的结构示意图；

图2为图1的局部结构示意图；

图3为图2中结构的主视图；

图4为去掉立柱后的头型自适应充电弓的结构示意图；

图5为去掉立柱后的头型自适应充电弓的立体图；

图6为剪叉机构与机架、弓头组件配合的结构示意图；

图7为图6中结构的主视图；

图8为剪叉机构、偏转单元及弓头组件配合的结构示意图；

图9为偏转单元的主视图；

图10为偏转单元的俯视图；

图11为图10的A-A剖视图；

图12为剪叉机构、偏转单元及连接板配合的结构示意图；

图13为连接板与剪叉机构限位配合的结构示意图；

图14为连接板的结构示意图；

图15为弓头组件的结构示意图；

图16为弓头组件的剖视图；

图17为图16的B部放大图；

图中：1-升降组件；11-剪叉机构；111-铰接轴；112-限位杆；12-拉绳；121-卷扬；122-导线轮；2-偏转单元；21-第一偏转件；22-第二偏转件；221-凸耳；222-连接杆；23-转轴；3-弓头组件；31-一级支架；32-二级支架；33-弓头电极；34-弹性导向组件；341-导向件；342-第三弹性件；343-弹簧座；35-绝缘子；36-到位检测传感器；37-压力传感器；4-第一平衡组件；41-第一弹性件；5-第二平衡组件；51-第二弹性件；6-连接板；61-限位槽；7-机架；71-滑槽；72-导向板；721-导向槽；8-立柱；81-横梁；82-基础预埋件；83-拉杆。

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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

如图1-17所示，本实施例提供了一种柔性自适应充电弓，其包括立柱8，立柱8的上端形成有横梁81，下端形成有基础预埋件82，以与地面稳定连接，横梁81水平延伸，立柱8的上端还连接有拉杆83，拉杆83位于横梁81的上方，拉杆83的一端与立柱8连接，拉杆83的另一端与横梁81连接，以保证横梁81的稳定性。横梁81上装配有弓头总成，当待充电车辆停至弓头总成的下方时，弓头总成可下降，然后与车辆上的受电弓稳定压接，对车辆进行充电。

弓头总成包括升降组件1、偏转单元2和弓头组件3，升降组件1带动偏转单元2和弓头组件3做升降运动，偏转单元2可适应弓头组件3在两个垂直方向上的偏转。具体地，升降组件1装配在横梁81上，偏转单元2装配在升降组件1的末端，弓头组件3与偏转单元2连接。

升降组件1包括剪叉机构11和拉绳12，剪叉机构11的上端装配在横梁81上，剪叉机构11的末端有铰接轴111，拉绳12自剪叉机构11的中间穿过，与偏转单元2连接。

具体地，为了方便装配，横梁81上固定设置有机架7，机架7上形成有水平延伸的滑动漕71，剪叉机构11的上端滑动装配在滑动漕71内，剪叉机构11的最上端的两个剪叉杆的上端端部形成有滑轮，滑轮可伸入到滑动漕71内，并被滑动漕71限位，防止滑轮脱出滑动漕71，两个滑轮相向或相背运动，以实现剪叉机构11处于不同的姿态。

作为本实施例的优选技术方案，为了限位剪叉机构11沿特定方向伸缩，而不会发生水平方向上的偏移，机架7上还固定有导向板72，导向板72上形成有竖直向下的导向槽721，剪叉机构11上位于中部的交叉铰接轴可伸入到导向槽721内，限位剪叉机构11；滑动漕71关于导向槽721对称。优选地，导向槽721为下端开口的长槽，剪叉机构11的最上端的交叉铰接轴始终沿导向槽721滑动，而不会滑出导向槽721。

作为本实施例的优选技术方案，拉绳12可在卷扬121的控制下收放，卷扬121可设置在横梁81上，拉绳12的末端与偏转单元2连接，当拉绳12收放调节偏转单元2和弓头组件3的高度时，剪叉机构11可随之改变姿态，剪叉机构11可限定偏转单元2和弓头组件3沿竖直方向伸缩，而不会发生水平方向的偏移。优选地，为了保证拉绳12竖直向下拉动偏转单元2和弓头组件3，还可设置导线轮122，使拉绳12经过导线轮122后竖直向下连接偏转单元2和弓头组件3。拉绳12可设置为至少两根。

偏转单元2转动装配在剪叉机构11的末端，具体地，偏转单元2包括第一偏转件21和第二偏转件22，第一偏转件21铰接于剪叉机构11的末端，第二偏转件22铰接于第一偏转件21，第一偏转件21相对于升降组件1的偏转中心线与第二偏转件22相对于第一偏转件21的偏转中心线相互垂直。

具体地，第一偏转件21转动套设在剪叉机构11末端的铰接轴111上，第一偏转件21可以铰接轴111的轴线为偏转中心线，进行偏转；第二偏转件22上延伸有凸耳221，凸耳221与第一偏转件21通过转轴23铰接，第二偏转件22可相对于第一偏转件21，以转轴23的轴线为偏转中心线，进行偏转；转轴23的轴线与铰接轴111的轴线垂直，但不相交。

弓头组件3装配在第二偏转件22上。弓头组件3为两组，两组弓头组件3对称排布在剪叉机构11的下端两侧。为了防止弓头3和剪叉机构11之间造成干涉，第二偏转件22上固定连接有至少两个连接杆222，连接杆222的两端伸出剪叉机构11连接弓头组件3。

弓头组件3包括一级支架31、二级支架32和弓头电极33，一级支架31装配在连接杆222的端部，一级支架31和二级支架32通过弹性导向组件34装配在一起，二级支架32上通过绝缘子35连接有弓头电极33。

作为本实施例的优选技术方案，弹性导向组件34包括导向件341、第三弹性件342和弹簧座343，导向件341固定装配在二级支架32上，弹簧座343装配在一级支架31上，弹簧座343套设在导向件341上，并可沿导向件341滑动，导向件341的远离二级支架32的一段连接有限位件，限位件可防止弹簧座343脱离导向件341；第三弹性件342套设在导向件341上，第三弹性件342的两端分别作用于弹簧座343和导向件341。当一级支架31压缩第三弹性件342，朝向二级支架32运动时，可增大二级支架32及其上的弓头电极33的向下的压接力。第三弹性件342可选但不限于弹簧。

作为本实施例的优选技术方案，一级支架31通过连接板6与连接杆222连接，连接板6为两块，两块连接板6分别固定在连接杆222的两端，连接板6与一级支架31固定连接。优选地，连接板6位于剪叉机构11的外侧，连接板6上形成有限位槽61，剪叉机构11的最末端的两个剪叉杆上形成有限位杆112，限位杆112可伸入到限位槽61内运动。

优选地，每块连接板6上形成有两个限位槽61，两个限位槽61对称设置。剪叉机构11在不同的姿态下，限位杆112均可在限位槽61内滑动，而不会产生干涉，此外，连接板6还会相对于剪叉机构11沿铰接轴111、转轴23分别转动，限位槽61的设置可在一定的倾角范围内，使连接板6和剪叉机构11形成避让，使连接板6可相对于剪叉机构11，分别以铰接轴111、转轴23的轴线为偏转中心线，在一定倾角内偏转，也避免了限位板6大幅度转动，结构之间发生碰撞，造成损坏。

作为本实施例的优选技术方案，一级支架31上还装配有到位检测传感器36，到位检测传感器36可检测压接是否到位，具体可采用接近开关作为到位检测传感器使用。一级支架31和二级支架32之间还可装配压力传感器37，压力传感器37可检测压接压力，当压接压力达到所需值时，可使弓头组件3停止下降。

除此之外，弓头组件3上还可设置距离检测传感器、温度检测传感器等，通过设置距离检测传感器，可检测弓头电极33到车辆的受电弓的距离，以控制降弓速度，当弓头电极33与受电弓快接触时，可提前降速，柔性搭接；通过设置温度检测传感器，可用于检测弓头电极33的温度，防止温度过高，带来安全隐患。

为了保证初始状态下，两组弓头组件3处于平衡位置，设置有第一平衡组件4和/或第二平衡组件5。第一平衡组件4包括至少一组第一弹性件41，每组的第一弹性件41为两个，两个第一弹性件41相对于铰接轴111对称设置，第一弹性件41的两端分别作用于剪叉机构11和弓头组件3，具体地，第一弹性件41可选但不限于拉簧，第一弹性件41的一端与剪叉机构11的剪叉杆铰接，第一弹性件41的另一端与弓头组件3的一级支架31铰接。

第二平衡组件5包括至少一组第二弹性件51，每组的第二弹性件51为两个，两个第二弹性件51相对于转轴23对称设置。具体地，第二弹性件51位于第一偏转件21和第二偏转件22之间，第二弹性件51可选但不限于弹性，第二偏转件22的靠近第一偏转件21的面上固定有导向螺钉，第一偏转件21上固定有压接座，第二弹性件51套在导向螺钉上，且第二弹性件51的两端分别抵靠或固定在第二偏转件22和压接座上。

通过第一平衡组件4和第二平衡组件5的设置，可使两组弓头组件3在初始状态下保持在水平方向上的平衡。优选地，初始状态下，第一弹性件41处于拉伸状态，第二弹性件51处于压缩状态。

基于上述结构，本实施例的柔性自适应充电弓的工作过程为：

1.充电弓驱动系统接收到降弓指定后，卷扬121放绳，下降充电弓头。

2.导向板72上的导向槽限制剪叉机构11的伸出方向及前后、左右平移，使降弓过程中弓头组件3始终对准充电车辆的受电弓。

3.通过弓头组件3上的距离检测，控制降弓速度，弓头电极33与车端电极快接触时，提前减速，柔性搭接。

当充电车辆在左右方向上存在倾角时，弓头组件3可相对于铰接轴111适当偏转，适应左右方向上的倾角；当充电车辆在前后方向上存在倾角时，弓头组件3可相对于转轴23适当偏转，适应前后方向上的倾角。

上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型的宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.一种柔性自适应充电弓，其特征在于，包括：

升降组件(1)；

偏转单元(2)，所述偏转单元(2)包括第一偏转件(21)和第二偏转件(22)，所述第一偏转件(21)铰接于所述升降组件(1)的末端，所述第二偏转件(22)铰接于所述第一偏转件(21)，所述第一偏转件(21)相对于所述升降组件(1)的偏转中心线与所述第二偏转件(22)相对于所述第一偏转件(21)的偏转中心线相互垂直；

弓头组件(3)，所述弓头组件(3)装配在所述第二偏转件(22)上。

2.根据权利要求1所述的一种柔性自适应充电弓，其特征在于，所述升降组件(1)包括剪叉机构(11)和拉绳(12)，所述第一偏转件(21)装配铰接于所述剪叉机构(11)的末端，所述拉绳(12)作用于所述第一偏转件(21)，所述拉绳(12)收放调节所述弓头组件(3)的高度。

3.根据权利要求2所述的一种柔性自适应充电弓，其特征在于，所述第一偏转件(21)转动套设在所述剪叉机构(11)末端的铰接轴(111)上，所述第二偏转件(22)上形成有凸耳(221)，所述凸耳(221)与所述第一偏转件(21)通过转轴(23)铰接，所述铰接轴(111)的轴线与所述转轴(23)的轴线相互垂直。

4.根据权利要求3所述的一种柔性自适应充电弓，其特征在于，还包括第一平衡组件(4)和/第二平衡组件(5)，初始状态下，所述第一平衡组件(4)使所述弓头组件(3)相对于所述铰接轴(111)呈平衡状态，所述第二平衡组件(5)使所述弓头组件(3)相对于所述转轴(23)呈平衡状态。

5.根据权利要求4所述的一种柔性自适应充电弓，其特征在于，所述第一平衡组件(4)包括至少一组第一弹性件(41)，每组第一弹性件(41)的数量为两个，两个第一弹性件(41)相对于所述铰接轴(111)对称设置，所述第一弹性件(41)的两端分别作用于所述剪叉机构(11)和弓头组件(3)。

6.根据权利要求4所述的一种柔性自适应充电弓，其特征在于，所述第二平衡组件(5)包括至少一组第二弹性件(51)，每组第二弹性件(51)的数量为两个，两个第二弹性件(51)相对于所述转轴(23)对称设置，所述第二弹性件(51)的两端分别作用于所述第一偏转件(21)和所述第二偏转件(22)。

7.根据权利要求2所述的一种柔性自适应充电弓，其特征在于，所述弓头组件(3)为两组，两组所述弓头组件(3)对称排布在所述升降组件(1)的两侧。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种柔性自适应充电弓，其特征在于，所述弓头组件(3)包括一级支架(31)和二级支架(32)，所述二级支架(32)上连接有弓头电极(33)，所述一级支架(31)和所述二级支架(32)之间通过导向件(341)滑动配合，所述导向件(341)上装配有第三弹性件(342)，所述一级支架(31)和/或所述二级支架(32)可沿所述导向件(341)相向运动以调节所述弓头电极(33)的压接力。

9.根据权利要求8所述的一种柔性自适应充电弓，其特征在于，所述一级支架(31)上设置有到位检测传感器(36)；和/或，所述一级支架(31)和所述二级支架(32)之间设置有压力传感器(37)。

10.根据权利要求1所述的一种柔性自适应充电弓，其特征在于，所述弓头组件(3)通过连接板(6)装配在所述第二偏转件(22)上，所述连接板(6)上形成有限位槽(61)，所述升降组件(1)上形成有限位杆(112)，所述限位杆(112)伸入到所述限位槽(61)内以限位所述弓头组件(3)的偏转范围。

Images