CN217145665U - 一种柔性对接机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电动汽车充电技术领域，具体涉及一种柔性对接机构。一种柔性对接机构，包括：固定板，所述固定板为两个；平移机构，所述平移机构包括滑动装配的层叠结构，所述平移机构的一端可相对于其另一端做平移运动；弹性板件，所述平移机构的两端分别通过所述弹性板件与所述固定板连接，所述平移机构与所述弹性板件之间、所述弹性板件与所述固定板之间均间隔固定。所述平移机构沿第一方向与所述弹性板件固定连接，所述固定板沿第二方向与同一弹性板件固定连接，所述第一方向与所述第二方向垂直。解决了现有技术中的自动充电对接机构结构复杂，零部件多，装配繁琐，体积庞大，成本高的技术问题。

Description

一种柔性对接机构

技术领域

本实用新型涉及电动汽车充电技术领域，具体涉及一种柔性对接机构。

背景技术

随着电动汽车行业的发展，电动汽车自动充电将会成为今后的发展趋势。无人自动充电概念主要包含无线充电和传导式充电，其中无线充电功率小，难以满足快速充满的需求，所以传导式充电成为发展主流。当前传导式自动充电均采用机械臂加视觉方式，视觉系统对充电口进行精确定位，机械臂夹持充电枪完成对接，该方案成本高昂，推广难度大；相对来说，低成本定位方式价格低廉，但其精度不高，需要充电枪与机械臂要柔性连接，从而充电枪能自动适应定位引起的偏差，实现与充电座的成功对接。

如申请号为CN202022018777.4的申请文件公开了一种自动充电对接机构，并具体公开了：自动充电对接机构包括充电对接头、固定座及调节机构。充电对接头与充电头连接。调节机构用于将充电对接头连接到固定座上，其包括偏位导向组件及复位组件。偏位导向组件适应于充电对接头的对接偏位而使充电对接头运动并完成对接，其包括上下导向组件、前后导向组件、角度导向组件及左右导向组件。复位组件将对接后的充电对接头复位，其包括上下复位弹簧、前后缓冲弹簧、角度复位弹簧及左右复位弹簧。上下导向组件适应于充电对接头的沿上/下方向对接偏位，用于提高充电对接头在对接过程中上下方向的容差能力，其包括基板、上下调节承载板、上下导向杆及初始位置调节件。

上述的自动充电对接机构具有多向自由度及适应对接偏差的能力，但其零部件种类多，结构复杂，装配繁琐程度高。

实用新型内容

为了解决现有技术中的自动充电对接机构结构复杂，零部件多，装配繁琐，体积庞大，成本高的技术问题，本实用新型提供了一种柔性对接机构，用于解决了上述技术问题。本实用新型的技术方案如下：

一种柔性对接机构，包括：

固定板，所述固定板为两个；

平移机构，所述平移机构包括滑动装配的层叠结构，所述平移机构的一端可相对于其另一端做平移运动；

弹性板件，所述平移机构的两端分别通过所述弹性板件与所述固定板连接，所述平移机构与所述弹性板件之间、所述弹性板件与所述固定板之间均间隔固定。

本申请的柔性对接机构，通过设置平移机构的一端相对其另一端做平移运动，如此，柔性对接机构通过平移机构可适应平面方向上的对接偏位；弹性板件具有柔性，平移机构的两端通过弹性板件连接固定板，可形成两处柔性转动关节，如此，固定板可相对于平移机构偏转一定角度，包括沿水平轴旋转的俯仰运动和沿竖直轴旋转的小幅度偏航摆动，两处柔性转动关节的设置也可增大偏转角度范围。从结构上来说，两个固定板的结构相同，两个弹性板件的结构相同，减少了零部件的种类，组装难度低，加工成本降低；此外，固定板、弹性板件均为扁平的板状结构，平移机构包括滑动配合的层叠结构，如此可极大地减小整个柔性对接机构的轴向尺寸。

根据本实用新型的一个实施例，所述平移机构沿第一方向与所述弹性板件固定连接，所述固定板沿第二方向与同一弹性板件固定连接，所述第一方向与所述第二方向垂直。

根据本实用新型的一个实施例，所述弹性板件包括弹性板和叉形板，所述叉形板叠放在所述弹性板与所述平移机构之间，所述叉形板沿轴向弯曲，以弹性撑开所述弹性板和所述平移机构。

根据本实用新型的一个实施例，所述平移机构包括第一中间架，所述第一中间架的轴向一侧设置有第一平移板，所述第一中间架的轴向另一侧设置有第二平移板，所述第一中间架可相对于所述第一平移板沿第一滑动方向滑动，所述第二平移板可相对于所述第一中间架沿第二滑动方向滑动，所述第一滑动方向与所述第二滑动方向垂直。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一中间架的靠近所述第一平移板的侧面上形成有第一滑动部，所述第一中间架的另一侧面上形成有第二滑动部，所述第一平移板上形成有与所述第一滑动部滑动配合的第一滑槽，所述第二平移板上形成有与所述第二滑动部滑动配合的第二滑槽。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一中间架上设置有滚珠，所述滚珠凸出于所述第一中间架的侧面与两侧的平移板滚动配合。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一平移板和所述第二平移板之间的周向上对称连接有第一弹性件。

根据本实用新型的一个实施例，所述第二平移板的远离第一中间架的一侧还设置有第二中间架和第三平移板，所述第二中间架可相对于所述第二平移板沿第一滑动方向滑动，所述第三平移板可相对于所述第二中间架沿第二滑动方向滑动，所述第二平移板和所述第三平移板之间的周向上对称连接有第二弹性件。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一中间架与所述第二中间架结构相同，所述第一平移板与所述第三平移板结构相同。平移机构的滑动配合采用两级滑动平台，相较于一级平移结构，减少了径向移动距离，缩减了径向尺寸。

根据本实用新型的一个实施例，所述固定板、平移机构和弹性板件均为中空结构，一个所述固定板连接对接头。

基于上述技术方案，本实用新型所能实现的技术效果为：

1.本实用新型的柔性对接机构，通过设置平移机构的一端相对其另一端做平移运动，如此，柔性对接机构通过平移机构可适应平面方向上的对接偏位；弹性板件具有柔性，平移机构的两端通过弹性板件连接固定板，可形成两处柔性转动关节，如此，固定板可相对于平移机构偏转一定角度，包括沿水平轴旋转的俯仰运动和沿竖直轴旋转的小幅度偏航摆动，两处柔性转动关节的设置也可增大偏转角度范围。从结构上来说，两个固定板的结构相同，两个弹性板件的结构相同，减少了零部件的种类，组装难度低，加工成本降低；此外，固定板、弹性板件均为扁平的板状结构，平移机构包括滑动配合的层叠结构，如此可极大地减小整个柔性对接机构的轴向尺寸和径向尺寸；

2.本实用新型的柔性对接机构，设置弹性板件包括弹性板和叉形板，叉形板层叠在弹性板与平移机构之间，叉形板的上下两端在轴向上有所偏移，故当叉形板的两端分别与弹性板和固定板固定时，叉形板可以起到为对接头提供支撑力的作用，如此，在初始状态下，叉形板可提供支撑力，保证与固定板连接的对接头保持水平，而不会在自身重力作用下下沉。

3.本实用新型的柔性对接机构，设置平移机构包括滑动配合的第一平移板、第一中间架和第二平移板，第一中间架可相对于第一平移板沿第一滑动方向滑动，第二平移板可相对于第一中间架沿第二滑动方向滑动，第一滑动方向与第二滑动方向垂直，如此，第一平移板、第一中间架和第二平移板构成第一级滑动平台，第二平移板可相对于第一平移板做竖直方向和水平方向上的平移。进一步地，平移机构还包括第二中间架和第三平移板，第二平移板、第二中间架和第三平移板可构成第二级滑动平台，通过设置两级滑动平台，可实现第三平移板可相对于第一平移板做竖直方向、水平方向及两个方向的组合方向上的平移，且相对于一级滑动平台而言，在补偿相同的偏差的情况下，本实用新型的两级滑动平台的径向尺寸可减小，进而缩小充电柔性对接结构的径向尺寸；

4.本实用新型的柔性对接机构，第一中间架和第二中间架上均通过滚珠与两侧的平移板滚动配合，可有效减小摩擦力，适应性强；在平移板之间的周向上对称连接弹性件，可保证在初始状态下，与固定板连接的对接头的中心线居中。优选地，为平衡前端的重力，可适当增大位于上端的第一弹性件的刚度；

5.本实用新型的柔性对接机构，第一中间架与第二中间架结构相同，第一平移板与第三平移板结构相同，采用相同的结构进行装配，减少了零部件的种类，降低了加工及装配的难度和成本；固定板、平移机构和弹性板件均为中空结构，可方便线缆穿过固定板、平移机构和弹性板件，与对接头电连接。

附图说明

图1为本实用新型的柔性对接机构的结构示意图；

图2为柔性对接机构的爆炸图；

图3为一固定板与弹性板件配合的结构示意图；

图4为第一平移板的第一面的结构示意图；

图5为第一平移板的第二面的结构示意图；

图6为第一中间架的结构示意图；

图7为第二平移板的结构示意图；

图8为另一固定板与对接头、弹性板件配合的结构示意图；

图中：1-固定板；2-平移机构；21-第一平移板；211-第一滑槽； 212-第一连接部；22-第一中间架；221-第一滑动部；222-第二滑动部；223-滚珠；23-第二平移板；231-第二滑槽；232-第三滑槽；233- 第二连接部；24-第一弹性件；25-第二中间架；26-第三平移板；27-第二弹性件；3-弹性板件；31-弹性板；32-叉形板；41-第一固定件； 42-第二固定件；5-对接头。

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1-8所示，本实施例提供了一种柔性对接机构，包括固定板1、平移机构2和弹性板件3，其中，固定板1和弹性板件3分别设置为两个，平移机构2包括滑动配合的层叠结构，平移机构2的一端可相对于另一端做平移运动，平移机构2的两端分别通过弹性板件3与固定板1连接，一个固定板1用于固定装配对接头5，另一个固定板1与其它支承结构连接。平移机构2可补偿对接头5在平面方向上的对接偏位；弹性板件3具有柔性，可形成两处柔性转动关节，进而适应对接头5沿水平轴旋转的俯仰运动和沿竖直轴旋转的小幅度偏航摆动。

固定板1设置为圆环形板状件，固定板1中部的通孔方便线缆通过，固定板1上分布设置有连接孔，第一固定件41穿过固定板 1上的部分连接孔将弹性板件3与固定板1连接，此外，平移机构 2通过第二固定件42与弹性板件3连接时，第二固定件42可伸入到连接孔内，形成避让，进而减小柔性对接机构的轴向尺寸。本实施例中，连接孔设置为4个，4个连接孔沿固定板1的周向均匀分布。两个固定板1对称设置。

平移机构2的一端可相对其另一端做平移运动。具体地，平移机构2包括沿轴向依次层叠的第一平移板21、第一中间架22和第二平移板23，第一平移板21与第一中间架22之间滑动配合，第一中间架22可相对于第一平移板21沿第一滑动方向滑动；第一中间架22与第二平移板23之间滑动配合，第二平移板23可相对于第一中间架22沿第二滑动方向滑动。优选地，第一滑动方向和第二滑动方向垂直。

具体地，设置第一中间架22与两侧的平移板通过滑槽滑动部配合，第一中间架22的靠近第一平移板21的侧面形成有第一滑动部 221，对应地，第一平移板21上形成有第一滑槽211，第一滑动部 221伸入到第一滑槽211内并沿第一滑槽211滑动；第一中间架 22的靠近第二平移板23的侧面形成有第二滑动部222，对应地，第二平移板23上形成有第二滑槽231，第二滑动部222伸入到第二滑槽231内并沿第二滑槽231滑动。

作为本实施例的优选技术方案，第一平移板21、第一中心架 22和第二平移板23均设置为方形，第一滑动部221为两个，两个第一滑动部221分布在第一中间架22的相对的两个角上；第二滑动部222也为两个，两个第二滑动部222分布在第一中间架22的另一相对的两个角上。对应地，两个第一滑槽211分布在第一平移板 21的相对的两个角上，两个第二滑槽231分布在第二平移板23的相对的两个角上。装配时，两个第一滑槽211沿同一水平方向延伸，如此第一中心架22可相对于第一平移板21做水平方向的平移；两个第二滑槽231沿同一竖直方向延伸，如此，第二平移板23可相对于第一中心架22做竖直方向的平移。即设置第一滑动方向为水平方向，第二滑动方向为竖直方向。

优选地，第一中间架22上还设置有滚珠223，多个滚珠223转动设置在第一中间架22上，并凸出于第一中间架22的侧面，以与第一平移板21和第二平移板22滚动配合。本实施例中，第一中间架22的每个侧边上分布有至少两个滚珠223，且多个滚珠223在排布上，上下对称且左右对称。

作为本实施例的优选技术方案，第一平移板21和第二平移板 23之间的周向上对称设置有第一弹性件24。具体地，第一平移板 21的位于竖直方向上相对的两个角处设置有第一连接部212，每个角的两侧均设置有一个第一连接部212；对应地，第二平移板23的每个角处均设置有第二连接部233，装配时，第一弹性件24设置为 4个，第一弹性件24的一端与第一连接部212连接，第一弹性件 24的另一端与位于水平方向的第二连接部233连接，使得第一弹性件24沿平移机构2的方形外边斜向延伸，可使整个平移机构2接近于圆形，整个充电柔性对接结构的外形更加美观。

作为本实施例的优选技术方案，本实施例的平移机构2设置为两级平移平台，除了上述的第一平移板21、第一中间架22和第二平移板23构成的第一级滑动平台，平移机构2还包括第二中间架 25和第三平移板26，第二中间架25位于第二平移板23和第三平移板26之间，第二平移板23、第二中间架25和第三平移板26可构成第二级滑动平台。具体地，第二中间架25与第一中间架22的结构相同，第三平移板26与第一平移板21的结构相同；装配时，第二平移板23的位于水平方向上相对的两个角上形成有第三滑槽 232，两个第三滑槽232沿同一水平方向延伸，第二中间架25上的第一滑动部伸入到第三滑槽232并沿第三滑槽232滑动配合，如此，第二中间架25可相对于第二平移板23沿水平方向滑动。第三平移板26相对于第一平移板21旋转90度后与第二中间架25滑动配合，第三平移板26可相对于第二中间架25沿竖直方向滑动。第二平移板23和第三平移板26之间的周向上对称设置有第二弹性件27。优选地，第一弹性件24和第二弹性件27均可选但不限于弹簧；进一步优选地，为了平衡前端的重力，可设置位于上侧两个第一弹性件 24的刚度比下侧的两个第一弹性件24大。

平移机构2的两端分别通过弹性板件3与固定板1连接。弹性板件3包括弹性板31和叉形板32，叉形板32层叠在弹性板31的一侧下方，起到弹性支撑的作用。具体地，弹性板31设置为方形，弹性板31的四个角处均设置有第一通孔，叉形板32位于弹性板 31和平移机构2之间，叉形板32的两个端部及中间拐点处分别设置有第二通孔，叉形板32的两个端部的第二通孔与位于水平对角线上的两个第一通孔轴向对准；中间拐点处的第二通孔与位于最下方的第一通孔轴向对准。叉形板32沿轴向弯曲，即叉形板32的两个端部相对于中间拐点处具有轴向上的偏移，如此，当叉形板32的端部和拐点处分别与弹性板31和平移机构2连接时，可弹性撑开弹性板31和平移机构2。

作为本实施例的优选技术方案，平移机构2的第一平移板21通过弹性板件3与固定板1连接时，叉形板32的两个端部与弹性板 31贴紧，两个第一固定件41将叉形板32和弹性板31沿水平方向固定在固定板1上，弹性板31与固定板1之间间隔固定；叉形板 32的拐点处与第一平移板21贴紧，第二固定件42将弹性板31和叉形板32沿竖直方向固定在第一平移板21上。优选地，第二固定件42上套设有固定套421，通过固定套421可将叉形板32的拐点处与弹性板31的下端隔开。

平移机构2的第三平移板26通过弹性板件3与固定板1连接时，叉形板32的两个端部与第三平移板26紧贴，第二固定件42将弹性板31和叉形板32沿水平方向固定在第三平移板26上，固定套 421将叉形板32的端部与弹性板31隔开；叉形板32的拐点与弹性板31紧贴，第一固定件41将叉形板32和弹性板31沿竖直方向固定在固定板1上，固定板1与弹性板31之间间隔固定。

对接头5固定在固定板1上，具体地，对接头5装配在靠近第三平移板26的固定板1上。

本实施例的柔性对接机构，通过周向布置的4个第一弹性件24和4个第二弹性件27，初始状态下，靠弹簧的拉力可将对接头 5的中心位置拉到柔性对接机构的中心位置处；通过设置叉形板 32可平衡对接头5的重量，保持初始状态下对接头5处于水平位置。

本实施例的柔性对接机构具有4个自由度，能同时补偿俯仰、偏航、上下、左右偏差；机构简单，中间设置为中空结构，便于布线；偏角补偿和偏距补偿相对独立，互不干扰。采用两级滑动平台结构和两级弹性板件的结构，有效地缩小了产品的径向尺寸和轴向尺寸。

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)

1.一种柔性对接机构，其特征在于，包括：

固定板(1)，所述固定板(1)为两个；

平移机构(2)，所述平移机构(2)包括滑动装配的层叠结构，所述平移机构(2)的一端可相对于其另一端做平移运动；

弹性板件(3)，所述平移机构(2)的两端分别通过所述弹性板件(3)与所述固定板(1)连接，所述平移机构(2)与所述弹性板件(3)之间、所述弹性板件(3)与所述固定板(1)之间均间隔固定。

2.根据权利要求1所述的一种柔性对接机构，其特征在于，所述平移机构(2)沿第一方向与所述弹性板件(3)固定连接，所述固定板(1)沿第二方向与同一弹性板件(3)固定连接，所述第一方向与所述第二方向垂直。

3.根据权利要求1-2任一项所述的一种柔性对接机构，其特征在于，所述弹性板件(3)包括弹性板(31)和叉形板(32)，所述叉形板(32)叠放在所述弹性板(31)与所述平移机构(2)之间，所述叉形板(32)沿轴向弯曲，以弹性撑开所述弹性板(31)和所述平移机构(2)。

4.根据权利要求1所述的一种柔性对接机构，其特征在于，所述平移机构(2)包括第一中间架(22)，所述第一中间架(22)的轴向一侧设置有第一平移板(21)，所述第一中间架(22)的轴向另一侧设置有第二平移板(23)，所述第一中间架(22)可相对于所述第一平移板(21)沿第一滑动方向滑动，所述第二平移板(23)可相对于所述第一中间架(22)沿第二滑动方向滑动，所述第一滑动方向与所述第二滑动方向垂直。

5.根据权利要求4所述的一种柔性对接机构，其特征在于，所述第一中间架(22)的靠近所述第一平移板(21)的侧面上形成有第一滑动部(221)，所述第一中间架(22)的另一侧面上形成有第二滑动部(222)，所述第一平移板(21)上形成有与所述第一滑动部(221)滑动配合的第一滑槽(211)，所述第二平移板(23)上形成有与所述第二滑动部(222)滑动配合的第二滑槽(231)。

6.根据权利要求4所述的一种柔性对接机构，其特征在于，所述第一中间架(22)上设置有滚珠(223)，所述滚珠(223)凸出于所述第一中间架(22)的侧面与两侧的平移板滚动配合。

7.根据权利要求6所述的一种柔性对接机构，其特征在于，所述第一平移板(21)和所述第二平移板(23)之间的周向上对称连接有第一弹性件(24)。

8.根据权利要求4-7任一项所述的一种柔性对接机构，其特征在于，所述第二平移板(23)的远离第一中间架(22)的一侧还设置有第二中间架(25)和第三平移板(26)，所述第二中间架(25)可相对于所述第二平移板(23)沿第一滑动方向滑动，所述第三平移板(26)可相对于所述第二中间架(25)沿第二滑动方向滑动，所述第二平移板(23)和所述第三平移板(26)之间的周向上对称连接有第二弹性件。

9.根据权利要求8所述的一种柔性对接机构，其特征在于，所述第一中间架(22)与所述第二中间架(25)结构相同，所述第一平移板(21)与所述第三平移板(26)结构相同。

10.根据权利要求1所述的一种柔性对接机构，其特征在于，所述固定板(1)、平移机构(2)和弹性板件(3)均为中空结构，一个所述固定板(1)连接对接头(5)。

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