CN110001439A - 一种自动收放线汽车充电桩 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动收放线汽车充电桩，通过设置轨道和移动装置，使充电枪能够沿轨道移动，从而使一台充电桩能够适用于多个停车位，通过设置电阻带、测量体、恒定电压源和电流感应开关，当移动装置移动时，电流感应开关测得的电流值线性变化，从而可以在电流感应开关上设置与停车位对应的触发电流值，当移动装置移动到对应的停车位时，电流感应开关触发，断开其常闭触点，自动停止正向电机的工作，通过设置复位开关和反向电机，可以对移动装置进行复位，通过设置收线盘、放线电机和收线电机，可以对电缆进行收纳，并实现自动收放线。

Description

一种自动收放线汽车充电桩
技术领域
本发明涉及充电桩技术领域，特别是指一种自动收放线汽车充电桩。
背景技术
随着环境污染问题的日益突出，新能源汽车以污染气体排放量少，高能效等显著优点，正越来越受到驾车人群的接受和重视，城市中也如雨后春笋般建设了诸多与电动汽车配套的充电桩，但发明人发现目前充电桩的建设存在如下问题：
由于目前电动汽车的普及度还不够，不能完全取代传统的燃油汽车，城市中的充电桩均为在一个停车位上安装一台充电桩的一一对应模式，难免会出现没有车辆需要充电时，停车位闲置，或是燃油汽车占用了充电桩所在的停车位，导致电动汽车无法驶入充电，如果将充电桩用于临近的停车位，又需要将电缆拉出较长的距离，不方便收放电缆，也会给其他车辆和行人造成阻碍。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种自动收放线汽车充电桩，采用一对多的充电桩模式，并实现自动收放线。
基于上述目的本发明提供的一种自动收放线汽车充电桩，用于安装在多个停车位旁，包括：
充电桩本体；
轨道，设置在所述充电桩本体的一侧，所述轨道的路径设置为可到达各停车位旁；
电阻带，设置在所述轨道内侧，所述电阻带上的电阻沿轨道的路径均匀设置；
移动装置，活动安装在所述轨道内，可沿所述轨道移动，包括，
正向电机，带动所述移动装置向远离所述充电桩本体的一侧移动；
反向电机，带动所述移动装置向接近所述充电桩本体的一侧移动；
测量体，安装在所述移动装置上靠近所述电阻带的一侧，所述移动装置移动时，所述测量体与所述电阻带的不同位置接触；
恒定电压源，其一端连接在所述测量体上，另一端连接所述电阻带远离所述充电桩本体的一端；
电流感应开关，设置在所述测量体所在的电路上，所述电流感应开关的数量不小于所述停车位的数量；
充电枪，安装在所述移动装置上，与所述移动装置构成可拆卸结构，且所述充电枪通过电缆连接在所述充电桩本体的输出端；
选择开关，设有多个触点，各所述触点分别连接各所述电流感应开关的常闭触点一端，各所述电流感应开关的常闭触点的另一端并联后连接所述正向电机；
复位开关，设置在所述充电桩本体上，与所述反向电机串联在供电回路中；
收线盘，安装在所述充电桩本体旁，用于收纳电缆；
放线电机，与所述收线盘连接，带动所述收线盘转动并放出电缆，所述放线电机与所述正向电机并联；
收线电机，与所述收线盘连接，带动所述收线盘转动并收回电缆，所述收线电机与所述反向电机并联。
优选地，收线盘设置在所述轨道的一端，所述收线盘外部设置有收纳箱，所述收纳箱可容纳所述充电枪，所述收纳箱的一侧设有出口。
优选地，出口上安装有电动门，所述移动装置上设有常闭的接近开关，所述接近开关与所述电动门串联在供电回路中。
优选地，自动收放线汽车充电桩还包括，
重量传感器，安装在所述收线盘底部，可测量所述收线盘的重量；
电流传感器，安装在所述测量体所在的电路中，可测量通过所述测量体的电流；
运算器，读取所述重量传感器和所述电流传感器的信号，计算得出所述收线盘放线在外的电缆长度，和所述移动装置距所述轨道端部的距离；
处理器，读取所述运算器的计算结果，控制所述放线电机和所述收线电机的启停。
优选地，自动收放线汽车充电桩还包括，
操作台，设置为多个，安装在各停车位旁，所述操作台包括，
启动按钮，与其所在的停车位一一对应，连接至所述选择开关中与该停车位对应的触点；
复位子开关，并联在所述复位开关两端。
优选地，轨道上方设有防护罩。
从上面所述可以看出，本发明提供的自动收放线汽车充电桩，通过设置轨道和移动装置，使充电枪能够沿轨道移动，从而使一台充电桩能够适用于多个停车位，通过设置电阻带、测量体、恒定电压源和电流感应开关，当移动装置移动时，电流感应开关测得的电流值线性变化，从而可以在电流感应开关上设置与停车位对应的触发电流值，当移动装置移动到对应的停车位时，电流感应开关触发，断开其常闭触点，自动停止正向电机的工作，通过设置复位开关和反向电机，可以对移动装置进行复位，通过设置收线盘、放线电机和收线电机，可以对电缆进行收纳，并实现自动收放线；
通过设置收纳箱、电动门和接近开关，对电缆和充电桩进行保护，并实现电动门的自动开关，通过设置重量传感器、电流传感器、运算器和处理器，通过电缆重量的比例计算放出在外的电缆长度，通过电流的比例计算出移动装置与轨道端部之间的距离，从而启停收线电机和放线电机，实现移动装置的速度和收放线的速度基本同步，防止电缆拉扯损伤，或因放出过长带来安全隐患。
附图说明
图1为本发明实施例的自动收放线汽车充电桩正视结构示意图；
图2为本发明实施例的自动收放线汽车充电桩俯视结构示意图；
图3为本发明实施例的图2的A处局部放大示意图；
图4为本发明实施例的收纳箱内部结构示意图；
图5为本发明实施例的电路原理示意图。
其中，K1为选择开关，K2,K3,K4为电流感应开关的常闭触点，K5为复位开关，K6为接近开关，M1为正向电机，M2为反向电机，M3为放线电机，M4为收线电机，M5为电动门。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
一种自动收放线汽车充电桩，其特征在于，包括：
充电桩本体1，充电桩本体1的一侧设有轨道2，轨道2的路径设置为可到达各停车位101旁，轨道2内侧设置有电阻带3，电阻带3上的电阻沿轨道2的路径均匀设置，轨道2内活动安装有可沿轨道2移动的移动装置4，移动装置4包括带动其向远离充电桩本体1的一侧移动的正向电机，和带动其向接近充电桩本体1的一侧的移动的反向电机，移动装置4上靠近电阻带3的一侧设有测量体41，移动装置4移动时，测量体41与电阻带3的不同位置接触，测量体41连接有恒定电压源7的一端，恒定电压源7的另一端连接电阻带3远离充电桩本体1的一端，测量体41所在的电路上设有多个电流感应开关8，电流感应开关8的数量不小于停车位101的数量，移动装置4上还安装有充电枪5，充电枪5与移动装置4构成可拆卸结构，如采用卡扣安装等方式，充电枪5通过电缆连接在充电桩本体1的输出端，充电桩上设有选择开关6，选择开关6中设有多个触点，各触点分别连接各电流感应开关8的常闭触点一端，各电流感应开关8的常闭触点另一端连接正向电路，构成回路，充电桩本体1上还设有复位开关9，与反向电机串联在供电回路中，充电桩本体1旁设有用于收纳电缆的收线盘12，收线盘12连接有带动其转动并放出电缆的放线电机，放线电机与正向电机并联，收线盘12还连接有带动其转动并回收电缆的收线电机，收线电机与反向电机并联。
通过设置轨道2和移动装置4，使充电枪5能够沿轨道2移动，从而使一台充电桩能够适用于多个停车位101，通过设置电阻带3、测量体41、恒定电压源7和电流感应开关8，当移动装置4移动时，电流感应开关8测得的电流值线性变化，从而可以在电流感应开关8上设置与停车位101对应的触发电流值，当移动装置4移动到对应的停车位101时，电流感应开关8触发，断开其常闭触点，自动停止正向电机的工作，通过设置复位开关9和反向电机，可以对移动装置4进行复位，通过设置收线盘12、放线电机和收线电机，可以对电缆进行收纳，并实现自动收放线。
可选的，为了对充电枪5和电缆进行保护，防止暴露在外的充电枪5和电缆受到灰尘和雨水的侵蚀，收线盘12设置在轨道2的一端，收线盘12外部设置有收纳箱10，收纳箱10可容纳充电枪5，收纳箱10的一侧设有出口，可供充电枪5进出。
可选的，为了进一步保护充电枪5和电缆，防止灰尘和雨水从出口中进入收纳箱10，出口上安装有电动门，移动装置4上设有常闭的接近开关，接近开关设置在移动装置4靠近收纳箱10内壁的一侧，当移动装置4移动到收纳箱10内时，接近开关断开，电动门不打开，当移动装置4离开收纳箱10的内壁时，接近开关闭合，电动门打开，电动门可选用电力驱动的卷帘门或伸缩门。
可选的，由于难以保证移动装置4移动的速度和收线电机、放线电机收放线的速度同步，可能会造成电缆被拉扯损伤或电缆放出过长，带来安全隐患，自动收放线汽车充电桩还包括，安装在收线盘12底部，测量收线盘12重量的重量传感器13，安装在测量体41所在的电路中，对测量体41的电流进行测量的电流传感器14，运算器读取重量传感器13和电流传感器14的信号，计算得出收线盘12放线在外的电缆长度，和移动装置4距轨道2端部的距离，处理器读取运算器的计算结构，控制放线电机和收线电机的启停。
可选的，为了方便车主在自己车辆所在的停车位101旁进行操作，各停车位101旁设有操作台11，操作台11上设有启动按钮，与所在的停车位101一一对应，连接至选择开关6中该停车位101对应的触点，还设有并联在复位开关9两端的复位子开关。
可选的，为了保护放出在外的电缆，轨道2上方设有防护罩。
可选的，本自动收放线汽车充电桩可应用于三个停车位101，电流感应开关8和操作台11均设为三个。
本发明公开的一种自动收放线汽车充电桩在工作时，移动装置4向远离充电桩本体1的方向移动，同时在移动的过程中，移动装置4上的测量体41与轨道2中的电阻带3的相对位置发生变化，即测量体41到电阻带3端部间的电阻阻值发生变化，由于电阻带3沿轨道2路径均匀设置，当测量体41移动并远离充电桩本体1时，恒定电压源7所在电路中的电阻值线性减小，电流感应开关8测得的电流值线性增大，在移动装置4移动到各停车位101旁时，分别具有不同的定位电流值，将各电流感应开关8与各停车位101一一对应，电流感应开关8的触发电流值分别设置成上述定位电流值，如当移动装置4位于轨道2靠近充电桩本体1的一端时，恒定电压源7两端的电阻值最大，电阻带3的长度为10米，恒定电压源7的电压为20V，电阻带3的阻值为100欧姆，当移动装置4移动到第一个停车位101中间时，测量体41距电阻带3端部的距离为8米，恒定电压源7两端的阻值为80欧姆。
车主需要对车辆进行充电时，首先将车辆停入停车位101中，将选择开关6拨动到与汽车所在的停车位101对应的档位，即选择开关6与该停车位101对应的电流感应的常闭触点接通，此时电流感应的常闭触点仍处于常闭状态，移动装置4通电工作，带动充电枪5在轨道2上向远离充电桩本体1的方向移动，随着移动装置4的移动，恒定电压源7所在电路中的电阻值线性增大，电流感应开关8测得的电流值线性增大，当电流值增大到达到该电流感应开关8的触发电流值时，该电流感应开关8触发，电流感应开关8中的常闭触点断开，移动装置4失电停止工作，不再继续带动充电枪5移动，同时放线电机也失电停止放线，车主可拿取充电枪5对汽车进行充电，充电完成后，车主按下复位开关9，则移动装置4中的复位电机启动，带动充电枪5返回充电桩本体1旁，同时收线电机通电工作，将电缆收纳到收线盘12上。
在收放线的过程中，重量传感器13对收线盘12的重量进行检测，并将检测到的重量信息发送给运算器，运算器中记录有收线盘12本身的重量，则重量传感器13测得重量扣除该收线盘12本身的重量，即可得到收线盘12上收纳的电缆重量，运算器根据收线盘12上收纳的电缆重量、电缆的总重量和电缆的总长度，即可根据比例得到收纳在收线盘12上的电缆长度和放线在外的电缆长度，同时电流测量器将恒定电压源7所在电路中的电流值发送给运算器，运算器中预存储有移动装置4位于端部时，恒定电压源7所在电路中的电流，由于电压值恒定，电流值与电阻带3的长度线性相关，可根据比例计算出移动装置4距端部之间的距离，运算器将计算得出的放线在外的电缆长度和移动装置4距端部之间的距离发送给处理器，则处理器可调节收线电机和放线电机的工作状态，实现收放线和移动装置4移动的相对同步，具体的，设置放线长度和移动装置4移动距离之间的阈值，如最大阈值为1米，最小阈值为0.4米，当放线长度减去移动装置4的移动距离的值大于1米时，说明放线过长，处理器停止放线电机的工作，当当放线长度减去移动装置4的移动距离的值小于0.4米时，说明放线过短，处理器停止收线电机的工作，能够保证放线在外的电缆长度始终处于合适的区间。
车主也可以通过操作台11上的启动按钮和复位子开关进行操作。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本发明难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本发明难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本发明的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本发明的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本发明。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。
本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种自动收放线汽车充电桩，用于安装在多个停车位旁，其特征在于，包括：
充电桩本体；
轨道，设置在所述充电桩本体的一侧，所述轨道的路径设置为可到达各停车位旁；
电阻带，设置在所述轨道内侧，所述电阻带上的电阻沿轨道的路径均匀设置；
移动装置，活动安装在所述轨道内，可沿所述轨道移动，包括，
正向电机，带动所述移动装置向远离所述充电桩本体的一侧移动；
反向电机，带动所述移动装置向接近所述充电桩本体的一侧移动；
测量体，安装在所述移动装置上靠近所述电阻带的一侧，所述移动装置移动时，所述测量体与所述电阻带的不同位置接触；
恒定电压源，其一端连接在所述测量体上，另一端连接所述电阻带远离所述充电桩本体的一端；
电流感应开关，设置在所述测量体所在的电路上，所述电流感应开关的数量不小于所述停车位的数量；
充电枪，安装在所述移动装置上，与所述移动装置构成可拆卸结构，且所述充电枪通过电缆连接在所述充电桩本体的输出端；
选择开关，设有多个触点，各所述触点分别连接各所述电流感应开关的常闭触点一端，各所述电流感应开关的常闭触点的另一端并联后连接所述正向电机；
复位开关，设置在所述充电桩本体上，与所述反向电机串联在供电回路中；
收线盘，安装在所述充电桩本体旁，用于收纳电缆；
放线电机，与所述收线盘连接，带动所述收线盘转动并放出电缆，所述放线电机与所述正向电机并联；
收线电机，与所述收线盘连接，带动所述收线盘转动并收回电缆，所述收线电机与所述反向电机并联。
2.根据权利要求1所述的一种自动收放线汽车充电桩，其特征在于，所述收线盘设置在所述轨道的一端，所述收线盘外部设置有收纳箱，所述收纳箱可容纳所述充电枪，所述收纳箱的一侧设有出口。
3.根据权利要求2所述的一种自动收放线汽车充电桩，其特征在于，所述出口上安装有电动门，所述移动装置上设有常闭的接近开关，所述接近开关与所述电动门串联在供电回路中。
4.根据权利要求1所述的一种自动收放线汽车充电桩，其特征在于，所述自动收放线汽车充电桩还包括，
重量传感器，安装在所述收线盘底部，可测量所述收线盘的重量；
电流传感器，安装在所述测量体所在的电路中，可测量通过所述测量体的电流；
运算器，读取所述重量传感器和所述电流传感器的信号，计算得出所述收线盘放线在外的电缆长度，和所述移动装置距所述轨道端部的距离；
处理器，读取所述运算器的计算结果，控制所述放线电机和所述收线电机的启停。
5.根据权利要求1所述的一种自动收放线汽车充电桩，其特征在于，所述自动收放线汽车充电桩还包括，
操作台，设置为多个，安装在各停车位旁，所述操作台包括，
启动按钮，与其所在的停车位一一对应，连接至所述选择开关中与该停车位对应的触点；
复位子开关，并联在所述复位开关两端。
6.根据权利要求1所述的一种自动收放线汽车充电桩，其特征在于，所述轨道上方设有防护罩。
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