CN112895928A - 一种柔性连接结构及底盘充电机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及充电技术领域，具体涉及一种柔性连接结构及底盘充电机构。一种柔性连接结构，包括：载体；活动件，所述活动件安装在所述载体上，并可沿所述载体水平活动；连接件，所述连接件与所述活动件万向连接，所述连接件可相对于所述活动件偏转；复位件，所述复位件的两端分别作用于所述活动件和所述连接件，在所述复位件的复位作用下，所述连接件可复位到相对于所述活动件零偏转的初始状态。解决了现有技术中存在的连接器与机械臂之间的非柔性连接无法补偿连接器的偏移量的技术问题。

Description

一种柔性连接结构及底盘充电机构

技术领域

本发明涉及充电技术领域，具体涉及一种柔性连接结构及底盘充电机构。

背景技术

现有技术中，自动驾驶及自动泊车技术已经成为未来汽车特别是新能源汽车的重要的发展方向，而电动汽车的自动充电技术和产品尚不成熟，从技术和成本因素看，没有成熟的适合大众化普及发展的自动充电产品；特别是底盘充电，对于底盘充电只有零星的几个公司有所研究，而产品也仅是作为展览用的样机；但大多数企业对于底盘充电的可行性和未来发展性有很高的期待，因此底盘充电技术的发展势在必行且迫在眉睫。

对于底盘充电设备，目前出现了一种机械臂形式的充电机构，该充电机构通过机械臂抬升实现地面端连接器，使地面端连接器与车载端连接器对接。但在实际充电过程中，如存在上下人或搬运车上的货物的情况，则会造成汽车底盘上下运动，进而会造成的地面端连接器产生偏移量，由于地面端连接器和机械臂之间的非柔性连接，可能会损坏连接器或机械臂。

发明内容

为了解决现有技术中存在的连接器与机械臂之间的非柔性连接无法补偿连接器的偏移量的技术问题，本发明提出一种柔性连接结构及底盘充电机构，解决了上述技术问题。本发明的技术方案如下：

一种柔性连接结构，包括：载体；活动件，所述活动件安装在所述载体上，并可沿所述载体水平活动；连接件，所述连接件与所述活动件万向连接，所述连接件可相对于所述活动件偏转；复位件，所述复位件的两端分别作用于所述活动件和所述连接件，在所述复位件的复位作用下，所述连接件可复位到相对于所述活动件零偏转的初始状态。

本申请的柔性连接结构可实现底盘充电设备与车辆充电连接时的柔性连接，在充电过程中时，因外在因素导致车辆底盘升降或倾斜时，由于底盘充电机构的机械臂抬升轨迹为圆周运动，所以当机械臂被下压或上拉时，机械臂末端的底盘端连接器的中心位置会发生偏移，通过活动件水平运动压缩弹性件，可补偿水平偏移量；连接件与活动件万向连接，则连接件的与底盘端连接器连接的连接平面可以绕中心点偏转，即连接件和活动件之间的万向连接可以补偿车辆底盘与水平面之间的倾斜角。通过设置复位件，可以使连接件复位至相对于活动件零偏转的初始状态，且活动件相对连接件偏转时会受到复位件的作用力，对连接器的支承力稳定，不易晃动。

进一步地，所述活动件通过弹性件安装在所述载体上，所述弹性件至少为3个，至少3组所述弹性件均匀分布在所述活动件的外周，每个所述弹性件径向延伸，所述弹性件的内端作用于所述活动件，所述弹性件的外端作用于所述载体。

进一步地，所述载体的侧壁和所述活动件的外周壁上相对设置有限位结构，所述弹性件的两端分别被两个限位结构限位。

进一步地，还包括限位件，所述限位件固定在所述载体上，所述限位件至少部分伸入到所述活动件内以轴向压紧所述活动件。

进一步地，所述连接件通过关节轴承与所述活动件万向连接。

进一步地，所述连接件朝向所述活动件的端面上延伸有连接柱，所述连接柱的外部与关节轴承的内圈固定连接，所述关节轴承的外圈固定在所述活动件的顶端，所述连接柱上还设置有限位凸起以限位连接件的偏转范围。

进一步地，所述复位件呈筒状，所述复位件间隙套设在所述活动件与所述连接件的连接处的外周。

进一步地，所述活动件沿所述载体的底板水平运动，所述活动件与所述载体的底板之间还设置有滚动轴承。

一种底盘充电机构，包括：柔性连接结构；充电连接组件，包括相互配合的底盘端连接器和车载连接器，底盘端连接器与所述柔性连接结构的连接件连接，所述车载连接器设置在车辆上。

进一步地，还包括底盘充电设备和机械臂，所述机械臂的一端与所述底盘充电设备铰接，另一端与所述柔性连接结构的载体连接。

基于上述技术方案，本发明所能实现的技术效果为：

1.本发明的柔性连接结构，可实现底盘充电设备与车辆充电连接时的柔性连接，在充电过程中时，因外在因素导致车辆底盘升降或倾斜时，由于底盘充电机构的机械臂抬升轨迹为圆周运动，所以当机械臂被下压或上拉时，机械臂末端的底盘端连接器的中心位置会发生偏移，通过活动件水平运动压缩弹性件，可补偿水平偏移量；连接件与活动件万向连接，则连接件的与底盘端连接器连接的连接平面可以绕中心点偏转，即连接件和活动件之间的万向连接可以补偿车辆底盘与水平面之间的倾斜角。通过设置复位件，可以使连接件复位至相对于活动件零偏转的初始状态，且活动件相对连接件偏转时会受到复位件的作用力，对连接器的支承力稳定，不易晃动；

2.本发明的柔性连接结构，通过设置至少3个弹性件均匀分布在活动件的外周，无论活动件受到任一水平方向上的作用力，都会至少压缩一个弹性件，当作用力消失时，活动件在弹性件的作用下可实现复位；进一步在载体和活动件上设置限位结构来限位弹性件的两端，如此弹性件的两端无需固定连接即可起到复位作用，还可防止活动件脱离载体；

3.本发明的柔性连接结构，通过设置限位件，可使限位件至少部分***到活动件内或者使活动件延伸凸起***到限位件中，起到对活动件的轴向限位作用，使活动件保持沿载体的底板运动；

4.本发明的柔性连接结构，活动件和载体的底板之间设置有滚动轴承可以减小活动件和载体之间摩擦力，还可提供竖直方向上的支撑作用；

5.本发明的底盘充电机构，机械臂的一端与底盘充电设备铰接，另一端通过柔性连接结构连接底盘端连接器，当车辆底盘升降时，会带动机械臂偏转，机械臂偏转会带动底盘端连接器的中心位置发生偏移，此时柔性连接结构可起到补偿产生的偏移量的作用，从而保护车载端连接器和机械臂。

附图说明

图1为本发明的柔性连接结构的结构示意图；

图2为柔性连接结构的内部结构示意图；

图3为柔性连接结构的剖面图；

图4为活动件的结构示意图；

图5为另一视角下活动件的结构示意图；

图6为本发明的底盘充电机构使用状态下的示意图；

图7为图6的局部放大图；

图中：1-载体；11-底板；12-侧板；121-限位套筒；13-盖板；2-活动件；21-外筒件；211-第一插槽；2111-限位杆；212-第二插槽；22-内筒件；23-连接部；24-环形槽；241-滚动轴承；3-连接件；31-连接柱；311-限位凸起；4-复位件；5-弹性件；6-限位件；7-关节轴承；71-内圈；72-外圈；8-底盘充电设备；9-机械臂；10-充电连接组件；101-底盘端连接器；102-车载连接器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，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，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

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发明的范围。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。

在本发明的描述中，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发明和简化描述，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发明保护范围的限制；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发明保护范围的限制。

如图1-7所示，本实施例提供了一种柔性连接结构，包括载体1、活动件2和连接件3，活动件2安装在载体1上，活动件2可沿载体1水平活动，连接件3与活动件2万向连接。如此，活动件2带动连接件3沿载体1水平运动，连接件3可相对于活动件2偏转。

载体1包括底板11、侧板12和盖板13，底板11和侧板12可一体设置或分体设置，载体1内具有容纳空间以安装活动件2。盖板13的顶端具有开孔，连接件3可自开孔伸入到载体1内部与活动件2连接。优选地，底板11呈圆形，侧板12呈圆筒状，盖板13呈圆环状。侧板12的两端分别与底板11和盖板13固定连接。

活动件2安装在载体1上，具体地，活动件2安装在载体1内的容纳空间内，并可沿载体1的底板11水平活动。活动件2呈两端开口的变径筒状，活动件2由外筒件21和内筒件22组成，外筒件21间隙套设在内筒件22的外周，外筒件21和内筒件22通过连接部23固定连接。具体地，外筒件21的轴向长度小于内筒件22的轴向长度，外筒件21的底端与内筒件22的底端齐平，外筒件21的顶端通过连接部23与内筒件22的外壁固定连接。

活动件2通过弹性件5被限位安装在载体1上，具体地，弹性件5至少为3个，至少3个弹性件5以活动件2的轴线为中心均匀分布在活动件2的外周，每个弹性件5径向延伸，弹性件5的内端作用于活动件2的外套筒21的侧壁，弹性件5的外端作用于载体1的侧板12的内壁，通过至少3个弹性件5的径向的作用力，使活动件2在没有外力的作用下保持中心位置。优选地，弹性件5可选但不限于弹簧。

弹性件5的两端可分别与外套筒21的外侧壁和侧板12的内壁连接，以保证结构的稳定。但本实施例中采用限位结构来限位弹性件5，具体地，侧板12的内壁和活动件2的外周壁上径向相对设置有限位结构，用于限位弹性件5的两端。进一步地，侧板12的内壁上固定设置有限位套筒121，弹性件5可伸入到限位套筒121内并抵靠在侧板12的内壁上；外套筒21的外周壁上设置有限位杆2111，限位杆2111伸入到弹性件5的内壁，如此弹性件5不易脱出，也起到将活动件2与载体1的连接作用。优选地，活动件2的外套筒21的外侧壁上开有第一插槽211，限位杆2111伸入到第一插槽211内与外套筒21连接。本实施例中，弹性件5为8个，8个弹性件5径向延伸，均匀分布在活动件2的外周。

活动件2的顶端与连接件3万向连接，以实现连接件3可相对于活动件2偏摆。本实施例中，连接件3的底端通过关节轴承7与活动件2连接。具体地，连接件3的顶端为安装平面，连接件3的下端延伸有连接柱31，连接柱31与关节轴承7的内圈71固定连接，活动件2的内筒件21的顶端内置有关节轴承7的外圈72。优选地，连接柱31的底端还设置有限位凸起311，通过限位凸起311限位连接件3相对于活动件2的偏转范围。优选地，连接件3的安装平面伸出载体1；优选地，内筒件21为变径筒状，可起到对外圈72的轴向限位作用。

连接件3和活动件2之间还设置有复位件4，复位件4的两端分别作用域活动件2和连接件3，在外力消失的情况下，复位件4使连接件3复位到相对于活动件2零偏转的初始状态，连接件3的安装平面保持水平状态。本实施例中，复位件4成筒状，复位件4间隙套设在内筒件22的外周，复位件4的一端抵靠在连接部23上，另一端抵靠在连接件3上，复位件4的至少一端被限位。本实施例中通过连接件3的朝向连接部23的端面上开有供复位件4***的槽，实现对复位件4的限位作用，防止复位件4在水平方向上偏移。复位件4可选但不限于弹性橡胶环。除此之外，还可设置复位件4为多个，可选但不限于弹簧，多个复位件4均匀地分布在内筒件22的外周，起到复位作用。

活动件2沿载体1的底板11水平运动，为了减少摩擦力及对活动件2的竖直方向上的支撑，活动件2与底板11之间设置有滚动轴承241。具体地，位于活动件2的下端，外筒件21、内筒件22和连接部23形成有环形槽24，滚动轴承241设置在环形槽24内。

进一步地，为了防止活动件2脱离载体1，还包括限位件6，限位件6固定设置在载体1的底板11上，活动件2的外筒件21的侧壁上开有第二插槽212，限位件6至少部分伸入到第二插槽212中，轴向压紧活动件2，使活动件2无法脱离载体1，但不影响活动件2沿载体1的底板11水平运动。

本实施例还提供了一种底盘充电机构，包括上述的柔性连接结构，还包括底盘充电设备8、机械臂9和充电连接组件10，机械臂9的一端与底盘充电设备8铰接，机械臂9可相对于底盘充电设备8摆动，机械臂9的另一端连接柔性连接结构，充电连接组件10包括底盘端连接器101和车载连接器102，底盘端连接器101与柔性连接结构的连接件3连接，车载连接器102设置在车辆上。底盘端连接器101和车载连接器102对应连接可对车辆进行充电。优选地，机械臂9与柔性连接结构的载体1连接，底盘端连接器101与连接件3的安装平面固定连接。优选地，机械臂9采用平行四边形机构，当机械臂9带动柔性连接结构摆动时，柔性连接结构始终保持水平状态。

基于上述结构，本实施例的底盘充电机构在使用时，当车辆的底盘因外界因素与地面存在一定的倾斜角，底盘端连接器101带动连接件3绕中心点C倾斜摆动，连接件3的偏摆可能会带动活动件2水平活动，导致至少一个弹性件5被压缩来补偿水平方向上的偏移量；当充电结束，两端连接器分离，活动件2在弹性件5的作用下复位至初始位置，连接件3在复位件4的作用下复位至零偏转的初始状态。

当车辆的底盘因外界因素上升或下降时，带动机械臂8抬升底盘端连接器101，由于机械臂8是摆动运动，机械臂8会带动载体1产生水平方向上的偏移量，活动件2压缩至少一个弹性件5补偿上述的水平方向上的偏移量；当充电结束，两端连接器分离，活动件2在弹性件5的作用下复位至初始位置，连接件3在复位件4的作用下复位至零偏转的初始状态。

当车辆的底盘因外界因素既产生升降又产生倾斜时，柔性连接机构可同时补偿水平偏移量和倾斜角度。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明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，还可以在不脱离本发明的宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.一种柔性连接结构，其特征在于，包括：

载体(1)；

活动件(2)，所述活动件(2)安装在所述载体(1)上，并可沿所述载体(1)水平活动；

连接件(3)，所述连接件(3)与所述活动件(2)万向连接，所述连接件(3)可相对于所述活动件(2)偏转；

复位件(4)，所述复位件(4)的两端分别作用于所述活动件(2)和所述连接件(3)，在所述复位件(4)的复位作用下，所述连接件(3)可复位到相对于所述活动件(2)零偏转的初始状态。

2.根据权利要求1所述的一种柔性连接结构，其特征在于，所述活动件(2)通过弹性件(5)安装在所述载体(1)上，所述弹性件(5)至少为3个，至少3个所述弹性件(5)均匀分布在所述活动件(2)的外周，每个所述弹性件(5)径向延伸，所述弹性件(5)的内端作用于所述活动件(2)，所述弹性件(5)的外端作用于所述载体(1)。

3.根据权利要求2所述的一种柔性连接结构，其特征在于，所述载体(1)的侧板(12)和所述活动件(2)的外周壁上相对设置有限位结构，所述弹性件(5)的两端分别被两个限位结构限位。

4.根据权利要求1所述的一种柔性连接结构，其特征在于，还包括限位件(6)，所述限位件(6)固定在所述载体(1)上，所述限位件(6)至少部分伸入到所述活动件(2)内以轴向压紧所述活动件(2)。

5.根据权利要求1所述的一种柔性连接结构，其特征在于，所述连接件(3)通过关节轴承(7)与所述活动件(2)万向连接。

6.根据权利要求5所述的一种柔性连接结构，其特征在于，所述连接件(3)朝向所述活动件(2)的端面上延伸有连接柱(31)，所述连接柱(31)与关节轴承(7)的内圈(71)固定连接，所述关节轴承(7)的外圈(72)固定在所述活动件(2)的顶端，所述连接柱(31)上还设置有限位凸起(311)以限位连接件(3)的偏转范围。

7.根据权利要求6所述的一种柔性连接结构，其特征在于，所述复位件(4)呈筒状，所述复位件(4)间隙套设在所述活动件(2)与所述连接件(3)的连接处的外周。

8.根据权利要求1所述的一种柔性连接结构，其特征在于，所述活动件(2)沿所述载体(1)的底板(11)水平运动，所述活动件(2)与所述载体(1)的底板(11)之间还设置有滚动轴承(241)。

9.一种底盘充电机构，其特征在于，包括：

权利要求1-8任一项所述的柔性连接结构；

充电连接组件，包括相互配合的底盘端连接器(101)和车载连接器(102)，底盘端连接器(101)与所述柔性连接结构的连接件(3)连接，所述车载连接器(102)设置在车辆上。

10.根据权利要求9所述的一种底盘充电机构，其特征在于，还包括底盘充电设备(8)和机械臂(9)，所述机械臂(9)的一端与所述底盘充电设备(8)铰接，另一端与所述柔性连接结构的载体(1)连接。

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