CN115817244B - 一种自动充电器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自动充电器，属于充电器技术领域，该自动充电器包括底座、对接装置、充电机构和充电器接口，对接装置包括立轴和横杆，立轴固定在底座前端，立轴上套设有第一轴承，横杆水平固定在第一轴承上，充电机构包括控制器、XYZ三轴滑台和充电头，XYZ三轴滑台固定在横杆上，XYZ三轴滑台包括X轴、Y轴和Z轴，X轴平行于横杆，充电头安装在Z轴上，采用该结构，停车时使车辆后轮顶住横杆，可转动的立轴确保横杆始终平行对接汽车后轴，进而控制XYZ三轴滑台依次沿X、Z方向自动调整充电头的位置，使充电头对准车体上的充电器接口，最后沿Y方向驱动充电头***充电器接口以开始自动充电，对接方便、结构简单，成本更低，适用于各类电动车辆。
Description
技术领域
本发明属于充电器技术领域，特别涉及一种自动充电器。
背景技术
目前，市面上有一款“蛇形”自动充电器，用于特定品牌的电动汽车充电，由车辆定位和充电桩传感器配合，属于仿生机械手结构，多个电机驱动“蛇形充电器”凌空对接充电器接口，对接技术难度过高，不易普及，整体结构复杂，制造成本高，且不适用于其他电动车辆，不能满足社会需求。
因此，一种便于对接、结构简单、适用范围广的自动充电器亟待出现。
发明内容
本发明提供一种自动充电器，用以解决现有技术中的蛇形充电器对接技术难度大、结构复杂、适用性差的技术问题。
本发明通过下述技术方案实现：一种自动充电器，包括底座、对接装置、充电机构和充电器接口，所述充电器接口安装在车体上，所述对接装置包括立轴和横杆，所述立轴固定在底座前端，所述立轴上套设有第一轴承，所述横杆中部水平固定在所述第一轴承上，所述充电机构包括控制器、XYZ三轴滑台和用于配合插接充电器接口的充电头，所述XYZ三轴滑台和充电头均与控制器电连接，所述控制器固定在底座上，所述XYZ三轴滑台固定在横杆上，所述XYZ三轴滑台包括X轴、Y轴和Z轴，所述X轴平行于横杆，所述充电头安装在Z轴上。
为了更好的实现本发明，在上述结构中作进一步的优化，所述X轴包括第一钢轨、第一丝杆、第一导杆、第一滑块和第一电机，所述第一钢轨平行固定在横杆上，所述第一电机固定在第一钢轨一端，所述第一钢轨另一端设有第一挡板，所述第一丝杆一端与第一电机传动连接且另一端与第一挡板转动连接，所述第一导杆平行于第一丝杆设置，所述第一滑块一端与第一导杆滑动连接且另一端与第一丝杆构成丝杆滑块机构，所述Y轴安装在所述第一滑块上。
为了更好的实现本发明，在上述结构中作进一步的优化，所述Y轴包括第二钢轨、第二丝杆、第二导杆、第二滑块和第二电机，所述第二钢轨水平垂直于所述第一钢轨，所述第二钢轨前端固定在第一滑块上，所述第二电机固定在第二钢轨后端，所述第二钢轨另一端设有第二挡板，所述第二丝杆一端与第二电机传动连接且另一端与第二挡板转动连接，所述第二导杆平行于第二丝杆设置，所述第二滑块一端与第二导杆滑动连接且另一端与第二丝杆构成丝杆滑块机构，所述Z轴安装在所述第二滑块上。
为了更好的实现本发明，在上述结构中作进一步的优化，所述Z轴包括垂直升降器，所述垂直升降器固定在第二滑块上，所述充电头安装在垂直升降器的升降端上。
为了更好的实现本发明，在上述结构中作进一步的优化，还包括金属传感器或红外线传感器或视距传感器或激光传感器，所述金属传感器或红外线传感器或视距传感器或激光传感器设置在所述充电头上。
为了更好的实现本发明，在上述结构中作进一步的优化，所述充电器接口设有多个充电电极，所述充电器接口一侧设有可打开的防尘盖。
为了更好的实现本发明，在上述结构中作进一步的优化，还包括信号输出模块和信号接收模块，所述信号输出模块设置在充电器接口上，所述信号接收模块设置在控制器上，所述控制器通过信号接收模块接收信号输出模块输出的充电信号以启动所述充电机构。
为了更好的实现本发明，在上述结构中作进一步的优化，还包括减震套筒，所述减震套筒的数量为两个，两个所述减震套筒分别套接在横杆的左右两段上。
为了更好的实现本发明，在上述结构中作进一步的优化，还包括滚动架，所述滚动架包括平行且间隔设置的第一接地轴和第二接地轴，所述第一接地轴位于横杆下方，所述第二接地轴位于第一接地轴前方，所述横杆和第一接地轴的两端均连接有第一连接杆，所述第一接地轴和第二接地轴的两端均连接有第二连接杆，且所述第二连接杆延伸至第一接地轴的后方，所述横杆和第二连接杆延伸至后方的一端均连接有第三连接杆，所述第一接地轴和第二接地轴的两端均设有万向滚珠或第二轴承。
为了更好的实现本发明，在上述结构中作进一步的优化，还包括喷淋装置，所述喷淋装置包括喷嘴、烟雾传感器和温度传感器，所述喷嘴安装在充电头一侧，所述喷嘴通过电子阀门与外接水管连通，所述充电头和横杆两端均设有所述烟雾传感器和温度传感器，所述电子阀门、烟雾传感器和温度传感器均与控制器电连接。
本发明相较于现有技术具有以下有益效果：
本发明提供的自动充电器包括底座、对接装置、充电机构和充电器接口，充电器接口安装在车体上，对接装置包括立轴和横杆，立轴固定在底座前端，立轴上套设有第一轴承，横杆中部水平固定在第一轴承上，充电机构包括控制器、XYZ三轴滑台和用于配合插接充电器接口的充电头，XYZ三轴滑台和充电头均与控制器电连接，控制器固定在底座上，XYZ三轴滑台固定在横杆上，XYZ三轴滑台包括X轴、Y轴和Z轴，X轴平行于横杆，充电头安装在Z轴上，采用该结构，停车时使车辆后轮顶住横杆，可转动的立轴确保横杆始终平行对接汽车后轴，进而控制XYZ三轴滑台依次沿X、Z方向自动调整充电头的位置，使充电头对准车体上的充电器接口，最后沿Y方向驱动充电头***充电器接口以开始自动充电，对接方便、结构简单，成本更低，适用于各类电动车辆，利于推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明中的自动充电器的内部结构示意图；
图2是本发明中的对接装置的正视图；
图3是本发明中的充电器接口的正视图；
图4是本发明中的滚动架的结构示意图。
图中：
1-底座；2-充电器接口；3-立轴；4-横杆；5-第一轴承；6-控制器；7-充电头；8-X轴；9-Y轴；10-Z轴；11-第一钢轨；12-第一丝杆；13-第一导杆；14-第一滑块；15-第一电机；16-第一挡板；17-第二钢轨；18-第二丝杆；19-第二导杆；20-第二滑块；21-第二电机；22-第二挡板；23-充电电极；24-防尘盖；25-减震套筒；26-第一接地轴；27-第二接地轴；28-喷嘴；29-台阶柱；30-沉孔；31-第一连接杆；32-第二连接杆；33-第三连接杆。
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，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，″多个″的含义是两个或两个以上；术语″上″、″下″、″左″、″右″、″内″、″外″、″前端″、″后端″、″头部″、″尾部″等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语″第一″、″第二″、″第三″等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语″安装″、″相连″、″连接″应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
本实施例中，一种自动充电器，如图1至图4所示，包括底座1、对接装5置、充电机构和充电器接口2，具体的，上述充电器接口2可安装在车尾，与后轴平行，并与后轮平面对齐，上述充电器接口2也可根据实际情况适应性的安装在车身后部或车顶或侧面或底盘或车头位置，上述对接装置包括立轴3和横杆4，上述立轴3固定在上述底座1前端，上述立轴3上套设有第一轴承5，
其中上述立轴3的顶部设有台阶柱29，上述第一轴承5内圈与台阶柱29固定，0上述横杆4中部设有与第一轴承5匹配的沉孔30，上述横杆4中部水平固定在上述第一轴承5的外圈上，上述第一轴承5优选为推力滚子第一轴承，使上述横杆4可以以立轴3为中心在水平面上转动，车轮后轮从任意角度压在上述横杆4上时，上述横杆4都可以转动方向以对齐车尾并平行于后轴，上述充电机
构包括控制器6、XYZ三轴滑台和用于配合插接上述充电器接口2的充电头7，5上述XYZ三轴滑台和充电头7均与控制器6电连接，上述控制器6固定在底座1上，上述XYZ三轴滑台固定在上述横杆4上，上述XYZ三轴滑台可以随着上述横杆4一起转动，上述XYZ三轴滑台包括X轴8、Y轴9和Z轴10，上述X轴8平行于上述横杆4，当上述横杆4平行于车尾和后轴时，上述X轴8也平
行车尾和后轴，上述充电头7安装在Z轴10上，上述控制器6可以分别控制上0述X轴8、Y轴9和Z轴10移动以改变上述充电头7的空间位置，使上述充电
头7对齐车尾的充电器接口2，上述控制器6优选为可编程的PLC控制器6。
采用该结构，停车时使车辆后轮顶住上述横杆4，可转动的上述立轴3确保上述横杆4始终平行对接汽车后轴，进而控制上述XYZ三轴滑台依次沿X、Z
方向自动调整上述充电头7的位置，使上述充电头7对准上述充电器接口2，5最后沿Y方向驱动上述充电头7***上述充电器接口2以开始自动充电，对接方便、结构简单，成本更低，适用于各类电动车辆，不局限于电动汽车、电动三轮车，低速电动汽车，电动轮椅，利于推广，支持自动泊车功能汽车即可实现无缝充电，全程无人值守。
本实施例中，上述底座1上方可设置盖壳将充电机构罩住，并在盖壳前端设置开口以方便上述XYZ三轴滑台正常工作。
作为本实施例的一种具体实施方式，如图1所示，上述X轴8包括第一钢轨11、第一丝杆12、第一导杆13、第一滑块14和第一电机15，上述第一钢轨11平行固定在横杆4上，上述第一电机15固定在第一钢轨11一端，上述第一钢轨11另一端设有起行程限位作用的第一挡板16，上述第一丝杆12一端与第一电机15传动连接且另一端与第一挡板16转动连接，上述第一导杆13平行于第一丝杆12设置，上述第一滑块14一端与第一导杆13滑动连接且另一端与第一丝杆12构成丝杆滑块机构，上述Y轴9安装在上述第一滑块14上，上述第一电机15驱动第一丝杆12转动，使上述第一滑块14带动Y轴9沿着第一丝杆12的方向水平移动位置，当上述对接装置与车尾后轴对接平行时，上述控制器6控制第一电机15运行，使上述充电头7在X方向上对齐上述充电器接口2。
进一步的，如图1所示，上述Y轴9包括第二钢轨17、第二丝杆18、第二导杆19、第二滑块20和第二电机21，上述第二钢轨17水平垂直于上述第一钢轨11，上述第二钢轨17前端固定在第一滑块14上，上述第二电机21固定在第二钢轨17后端，上述第二钢轨17另一端设有起行程限位作用的第二挡板22，上述第二丝杆18一端与第二电机21传动连接且另一端与第二挡板22转动连接，上述第二导杆19平行于第二丝杆18设置，上述第二滑块20一端与第二导杆19滑动连接且另一端与第二丝杆18构成丝杆滑块机构，上述Z轴10安装在上述第二滑块20上，上述第二电机21驱动第二丝杆18转动，使上述第二滑块20带动Z轴10沿着第二丝杆18的方向水平位移，从而使安装在Z轴10上的上述充电头7对准插接到上述充电器接口2中，值得注意的是，当车辆地盘较高，上述充电头7的高度位置低于充电器接口2位置时，应先调节上述Z轴10的高度，使上述充电头7与充电器接口2高度齐平，进而启动上述第二电机21带动充电头7沿Y轴9移动，保证上述充电头7对准插接到充电器接口2中。
值得注意是的，上述X轴8和Y轴9也可采用导轨式直线轴，即丝杆或齿条与齿轮配合进行直线传动。
如图1所示，上述Z轴10包括垂直升降器，上述垂直升降器固定在上述第二滑块20上，上述充电头7安装在上述垂直升降器的升降端上，通过上述垂直升降器调节充电头7的高度位置以对齐充电器接口2，上述垂直升降器优选为电动伸缩杆。
值得注意的是，上述XYZ三轴滑台也可采用液压或气动驱动方式，可以减少噪音。
本实施例中，还包括金属传感器或红外线传感器或视距传感器或激光传感器，上述金属传感器或红外线传感器或视距传感器或激光传感器设置在上述充电头7上，上述传感器用于感应上述充电器接口2的位置，上述传感器与控制器6电连接，上述控制器6根据传感器的信息停机相应的第一电机15、第二电机21或垂直升降器，使上述充电头7对齐充电器接口2。
本实施例中，如图3所示，上述充电器接口2设有多个充电电极23，上述充电器接口2一侧设有可打开的防尘盖24，打开方法不限于转动打开或伸缩打开，上述防尘盖24起着防尘和保护充电电极23的作用，上述充电头7可以顶开上述防尘盖24以电连接上述充电电极23，其中，还包括信号输出模块和信号接收模块，上述信号输出模块设置在上述充电器接口2上，上述信号接收模块设置在控制器6上，上述控制器6通过信号接收模块接收信号输出模块输出的充电信号以启动上述充电机构。
还包括通断传感器，上述通断传感器设置在上述充电器接口2上，当上述充电头7完全进入并对接上述充电电极23时，上述通断传感器也同时触发，表明对接成功，此时充电指示灯亮起，可手动开启充电或通过app付款启动，当车辆充满电后需要离开，或者突然脱离，或者由于操作不当导致上述充电头7提前脱离充电器接口2，此时通断传感器断开，上述控制器6启动返程程序，使上述Z轴10退回零点，此时车辆停在停车位上后智能往前移动，上述Z轴10降低后不会对自动充电器和充电器接口2造成损坏，当上述Z轴10退回到0点后Y轴9启动并退回0点，最后上述X轴8启动退回0点，完成此次充电。
根据一个优选的实施方式，如图2所示，还包括减震套筒25，上述减震套筒25的数量为两个，两个上述减震套筒25分别套接在上述横杆4的左右两段上，上述减震套筒25用于保护车辆轮胎不与横杆4硬性撞击，避免轮胎受损，上述减震套筒25优选为橡胶套筒。
本实施例中，如图4所示，还包括滚动架，上述滚动架包括平行且间隔设置的第一接地轴26和第二接地轴27，上述第一接地轴26位于横杆4下方，上述第二接地轴27位于第一接地轴26前方，上述横杆4和第一接地轴26的两端均连接有第一连接杆31，上述第一接地轴26和第二接地轴27的两端均连接有第二连接杆32，且上述第二连接杆32延伸至第一接地轴26的后方，上述横杆4和第二连接杆32延伸至后方的一端均连接有第三连接杆33，从而使上述滚动架与横杆4成一体，上述滚动架可以与上述横杆4一起转动，上述滚动架用于限制车轮停进车位后不向前滑行，确保车轮紧贴上述横杆4，作为优化，上述第一接地轴26和第二接地轴27的两端均设有万向滚珠或第二轴承，第二轴承可以为深沟球轴承或滚针轴承，确保上述滚动架可以随上述横杆4无卡滞的转动，另一方面，在自动充电器的车位可以在后轮接近位置提前留50公分长，和车位齐宽的5度斜坡，同样可以起到避免车辆停车不到位或者向前溜车的效果，确保车轮能够紧贴上述横杆4。
根据一个优选的实施方式，还包括喷淋装置，上述喷淋装置包括喷嘴28、烟雾传感器和温度传感器，上述喷嘴28安装在充电头7一侧，上述喷嘴28通过电子阀门与外接水管连通，上述充电头7和横杆4两端均设有上述烟雾传感器和温度传感器，上述电子阀门、烟雾传感器和温度传感器均与控制器电连接，其中，上述电子阀门也可选用机械阀门，采用手动开启的方式接通外接水管，上述烟雾传感器用于感应充电过程是否发生火情，以便及时反馈信息给上述控制器，上述控制器控制电子阀门打开以接通外接水管，通过上述喷嘴28喷水，及时降温灭火，上述喷嘴28的数量可设置多个，从多个方位灭火降温，杜绝事故。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种自动充电器，其特征在于：包括底座(1)、对接装置、充电机构和充电器接口(2)，所述充电器接口(2)安装在车体上，所述对接装置包括立轴(3)和横杆(4)，所述立轴(3)固定在底座(1)前端，所述立轴(3)上套设有第一轴承(5)，所述横杆(4)中部水平固定在所述第一轴承(5)上，所述充电机构包括控制器(6)、XYZ三轴滑台和用于配合插接充电器接口(2)的充电头(7)，所述XYZ三轴滑台和充电头(7)均与控制器(6)电连接，所述控制器(6)固定在底座(1)上，所述XYZ三轴滑台固定在横杆(4)上，所述XYZ三轴滑台包括X轴(8)、Y轴(9)和Z轴(10)，所述X轴(8)平行于横杆(4)，所述充电头(7)安装在Z轴(10)上；
还包括滚动架，所述滚动架包括平行且间隔设置的第一接地轴(26)和第二接地轴(27)，所述第一接地轴(26)位于横杆(4)下方，所述第二接地轴(27)位于第一接地轴(26)前方，所述横杆(4)和第一接地轴(26)的两端均连接有第一连接杆(31)，所述第一接地轴(26)和第二接地轴(27)的两端均连接有第二连接杆(32)，且所述第二连接杆(32)延伸至第一接地轴(26)的后方，所述横杆(4)和第二连接杆(32)延伸至后方的一端均连接有第三连接杆(33)，所述第一接地轴(26)和第二接地轴(27)的两端均设有万向滚珠或第二轴承。
2.根据权利要求1所述的一种自动充电器，其特征在于：所述X轴(8)包括第一钢轨(11)、第一丝杆(12)、第一导杆(13)、第一滑块(14)和第一电机(15)，所述第一钢轨(11)平行固定在横杆(4)上，所述第一电机(15)固定在第一钢轨(11)一端，所述第一钢轨(11)另一端设有第一挡板(16)，所述第一丝杆(12)一端与第一电机(15)传动连接且另一端与第一挡板(16)转动连接，所述第一导杆(13)平行于第一丝杆(12)设置，所述第一滑块(14)一端与第一导杆(13)滑动连接且另一端与第一丝杆(12)构成丝杆滑块机构，所述Y轴(9)安装在所述第一滑块(14)上。
3.根据权利要求2所述的一种自动充电器，其特征在于：所述Y轴(9)包括第二钢轨(17)、第二丝杆(18)、第二导杆(19)、第二滑块(20)和第二电机(21)，所述第二钢轨(17)水平垂直于所述第一钢轨(11)，所述第二钢轨(17)前端固定在第一滑块(14)上，所述第二电机(21)固定在第二钢轨(17)后端，所述第二钢轨(17)另一端设有第二挡板(22)，所述第二丝杆(18)一端与第二电机(21)传动连接且另一端与第二挡板(22)转动连接，所述第二导杆(19)平行于第二丝杆(18)设置，所述第二滑块(20)一端与第二导杆(19)滑动连接且另一端与第二丝杆(18)构成丝杆滑块机构，所述Z轴(10)安装在所述第二滑块(20)上。
4.根据权利要求3所述的一种自动充电器，其特征在于：所述Z轴(10)包括垂直升降器，所述垂直升降器固定在第二滑块(20)上，所述充电头(7)安装在垂直升降器的升降端上。
5.根据权利要求1所述的一种自动充电器，其特征在于：还包括金属传感器或红外线传感器或视距传感器或激光传感器，所述金属传感器或红外线传感器或视距传感器或激光传感器设置在所述充电头(7)上。
6.根据权利要求1所述的一种自动充电器，其特征在于：所述充电器接口(2)设有多个充电电极(23)，所述充电器接口(2)一侧设有可打开的防尘盖(24)。
7.根据权利要求6所述的一种自动充电器，其特征在于：还包括信号输出模块和信号接收模块，所述信号输出模块设置在充电器接口(2)上，所述信号接收模块设置在控制器(6)上，所述控制器(6)通过信号接收模块接收信号输出模块输出的充电信号以启动所述充电机构。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种自动充电器，其特征在于：还包括减震套筒(25)，所述减震套筒(25)的数量为两个，两个所述减震套筒(25)分别套接在横杆(4)的左右两段上。
9.根据权利要求8所述的一种自动充电器，其特征在于：还包括喷淋装置，所述喷淋装置包括喷嘴(28)、烟雾传感器和温度传感器，所述喷嘴(28)安装在充电头(7)一侧，所述喷嘴(28)通过电子阀门与外接水管连通，所述充电头(7)和横杆(4)两端均设有所述烟雾传感器和温度传感器，所述电子阀门、烟雾传感器和温度传感器均与控制器电连接。
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