CN216290214U - 具有精确联动机构的电连接装置及充电仓 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有精确联动机构的电连接装置及充电仓，电连接装置包括第二连接器、联动机构和驱动机构，第二连接器用于与第一连接器进行电连接；联动机构包括互相啮合传动的齿轮和齿条，齿轮设于充电仓内，齿条连接于第二连接器；驱动机构用于驱动齿轮转动，从而带动第二连接器沿靠近或远离第一连接器的方向移动，以使第二连接器与第一连接器实现电连接或断开。电连接装置通过利用驱动机构驱动齿轮转动，从而转动的齿轮带动齿条移动，进而齿条带动第二连接器移动，实现第二连接器的电连接或断开。齿轮与齿条相啮合，能够准确的将第二连接器移动至预设位置，能够提高控制第二连接器移动距离的精度，提高电连接装置的可靠性。

Description

具有精确联动机构的电连接装置及充电仓

技术领域

本实用新型涉及一种具有精确联动机构的电连接装置及充电仓。

背景技术

有电动汽车的电池安装方式一般分为固定式和可换式，其中固定式的电池一般固定在汽车上，充电时直接以汽车作为充电对象。而可换式的电池一般采用活动安装的方式，电池可以随时取下并放入充电仓内以进行更换或充电，在更换或充电完毕后，再安装到车体上。

目前，电池包放置在充电架上，依靠电池包自身重力向下驱动电连接器移动的方式来实现电连接。但是，根据不同型号电池包的长度对需要驱动电连接器的移动距离也不同，因此，同一充电仓为适应多种电池包型号，无法采用之前靠电池包自身重力驱动电连接器移动的方式，需要根据不同型号电池包的长度来驱动连接器移动相应的距离。

在专利公布号为CN105118952A的专利文献中，将第一驱动件设置在充电端子上，第二驱动件设置在电池上，第一驱动件与第二驱动件通过电磁感应吸合来控制充电端子移动来实现电连接部与电池的导通；通过复位件驱动第一驱动件远离第二驱动件来实现电连接部与电池的断开。该专利文献中驱动件需要避让开高低压线，而且相互配合的驱动件分别设置在充电端子和电池上，再结合图示，为了保证电连接装置移动的平稳，采用在充电端子的两侧各设置一对驱动件的方式，两对驱动件同时驱动同一充电端子，容易出现不同步的情况，导致电连接装置无法平行移动、电连接装置一侧的压紧力大于另一侧的压紧力等情况发生。而且由于第一驱动件具有一定的体积，需要占用一定的安装及移动空间，安装位置受限大。另外，第一驱动件的移动距离难以准确的控制，容易对第二驱动件造成冲击。

在专利公布号为CN208665012U的专利文献中，通过齿轮齿条的配合移动，来实现轨道车辆的导电板与接地板相接触，但是齿条设置于一较长的滑条上中间，接地板连接于齿条的端部，整体安装空间较大。

在专利公布号为CN111251918A的专利文献中，公开了通过推拉机构驱动电连接机构与电池包上的电连接器电连接，推拉机构以电池包的重力作为驱动力，电连接机构的移动距离固定，从而无法适用于不同长度型号的电池包，而且占用高度空间。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有的上述缺陷，提供一种具有精确联动机构电连接装置及包含其的充电仓。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种电连接装置，被设置于充电仓内，所述充电仓用于承载电池包并对所述电池包充电，所述电池包具有第一连接器，所述电连接装置包括：

第二连接器，所述第二连接器用于与所述第一连接器进行电连接；

联动机构，所述联动机构包括互相啮合传动的齿轮和齿条，所述齿轮设于所述充电仓内，所述齿条连接于所述第二连接器；

驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述齿轮转动，从而带动所述第二连接器沿靠近或远离所述第一连接器的方向移动，以使所述第二连接器与所述第一连接器实现电连接或断开。

在本方案中，通过利用驱动机构驱动齿轮转动，从而转动的齿轮带动齿条移动，进而齿条带动第二连接器移动，实现第二连接器的电连接或断开。齿轮与齿条相啮合，提高了第二连接器整体移动的同步性，而且通过控制齿轮的转动圈数，能够准确的将第二连接器移动至预设位置，能够提高控制第二连接器移动距离的精度，提高电连接装置的可靠性。

较佳地，所述电连接装置还包括连接器承载面，所述连接器承载面用于承载所述第二连接器和所述联动机构，所述第二连接器在所述联动机构的驱动下沿着所述连接器承载面移动，以使得所述第二连接器与所述第一连接器实现电连接或断开。

在本方案中，连接器承载面为第二连接器和联动机构提供移动支撑的表面，第二联接器和联动机构通过在连接器承载面上移动，有效避免了在移动过程中产生的偏移错位现象，保证了第二联接器与第一联接器之间的电连接或者断开，提高了安全稳定性。

较佳地，所述齿条的第一侧面为齿面；所述齿条的第二侧面与所述连接器承载面相接触，所述第二侧面与所述第一侧面相背，所述齿轮压设于所述齿条的第一侧面；和/或，

所述齿轮设于所述连接器承载面上，且所述齿轮设于所述第二连接器的移动区域之外；和/或，

所述齿轮的旋转中心线平行或垂直于所述连接器承载面。

在本方案中，齿轮压设于齿条的第一侧面，转动的齿轮带动齿条在连接器承载面上平稳的滑动，能够提高第二连接器移动过程中的稳定性及位置的准确性。齿轮设于第二连接器的移动区域之外，使得齿轮能够避免干涉第二连接器的移动，能够提高电连接装置的安全性及可靠性。

较佳地，所述第二连接器包括固定板、浮动板、至少一个弹性件和多个极柱，所述浮动板通过所述弹性件活动安装在所述固定板的第一侧表面，多个所述极柱均安装在所述浮动板上，所述极柱具有电接触端和接线端，所述电接触端用于与所述第一连接器接触形成电连接，所述接线端贯穿所述固定板并用于与电源线缆相连接；

所述齿条连接于所述固定板。

在本方案中，齿条驱动固定板，并在驱动机构的作用下沿预设路径靠近或者远离第一连接器，从而实现第一连接器与第二连接器之间的电连接或者断开，具有控制精确、稳定性高的优点。

较佳地，所述齿条的一端连接于所述固定板且不露出于所述第一侧表面；所述齿条的另一端露出于所述固定板的第二侧表面相连接，所述第二侧表面与所述第一侧表面相背。

在本方案中，齿条的一端连接于固定板且不露出于所述第一侧表面，从而避免齿条阻碍电池包进入电池仓，能够提高电连接装置的安全性及可靠性。

较佳地，所述电连接装置还包括至少一个滑动导向机构，所述滑动导向机构用于对所述第二连接器进行导向，以使所述第二连接器在所述充电仓内沿预设路径移动。

在本方案中，滑动导向机构保证了第二连接器能够沿预设路径移动，实现第二连接器与第一连接器精确电连接，且有效避免了第二连接器在移动的过程中产生偏移错位现象，大大提高了电连接装置的安全稳定性。

较佳地，所述齿条连接于所述第二连接器的中间位置，所述滑动导向机构的数量为两个，两个所述滑动导向机构设置于所述齿条的两侧。

在本方案中，齿条设置在第二连接器的中间位置，两个滑动导向机构设置于齿条的两侧，使得齿条对第二连接器施加的作用力能够更好地传递至整个第二连接器，避免第二连接器某一端受力过大，能够使得第二连接器更加顺畅地对接第一连接器，能够提高第二连接器对接第一连接器的同步性。

较佳地，所述滑动导向机构包括相配设置的滑块和滑轨；所述滑块或所述滑轨中的一个连接于所述第二连接器，所述滑块或所述滑轨中的另一个固定于所述充电仓内。

在本方案中，滑块和滑轨具有导向限定作用，滑块和滑轨中的一个与第二连接器相连接，滑块和滑轨中的另一个固定设置在充电仓内，通过滑块和滑轨相对移动来保证第二连接器沿预设路径移动，结构简单，安装设置非常方便。

较佳地，所述电连接装置还包括转动轴和两个轴座，两个所述轴座设置于所述齿轮的两侧，所述轴座上设有轴承，所述转动轴的两端穿设于两个所述轴承中，所述驱动机构通过所述转动轴传动连接于所述齿轮。

在本方案中，两个具有轴承的轴承座设于齿轮的两侧，从而能够在转动轴的两端架起转动轴，进而转动轴在转动过程中更加平稳，相应地，齿条运动也会更加平稳，减少移动过程中速度的波动。

较佳地，所述转动轴的轴向垂直于所述第二连接器的移动方向。

在本方案中，转动轴的轴向垂直于第二连接器的移动方向，能够节约移动方向的空间，提高电连接装置的紧凑性。

一种充电仓，其包括如上所述的电连接装置。

在本方案中，充电仓通过利用驱动机构驱动齿轮转动，从而转动的齿轮带动齿条移动，进而齿条带动第二连接器移动，实现第二连接器的电连接或断开。齿轮与齿条相啮合，提高了第二连接器整体移动的同步性，而且通过控制齿轮的转动圈数，能够准确的将第二连接器移动至预设位置，能够提高控制第二连接器移动距离的精度，提高电连接装置的可靠性。

较佳地，所述充电仓还包括：

电池承载面，用于承载电池包；

电池传感器，用于检测所述电池承载面上是否有电池包；

伸缩传感器，用于检测所述第二连接器的伸缩位置；

控制单元，用于与所述电池传感器、所述伸缩传感器、所述驱动机构信号连接。

在本方案中，通过电池传感器和伸缩传感器实现对第二连接器移动到位的精确控制，使用更加方便，有效避免了第二连接器在移动过程中产生的偏移错位现象，保证了第二连接器移动适当的距离以与第一连接器之间实现电连接或者断开，大大提高了充电仓的安全稳定性。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型的积极进步效果在于：

本实用新型的电连接装置通过利用驱动机构驱动齿轮转动，从而转动的齿轮带动齿条移动，进而齿条带动第二连接器移动，实现第二连接器的电连接或断开。齿轮与齿条相啮合，提高了第二连接器整体移动的同步性，而且通过控制齿轮的转动圈数，能够准确的将第二连接器移动至预设位置，能够提高控制第二连接器移动距离的精度，提高电连接装置的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型实施例的充电仓的结构示意图。

图2为图1电连接装置局部的结构示意图，图中显示有驱动机构。

图3为图1中的第二连接器的分解结构示意图。

附图标记说明：

第二连接器1

固定板11

连接口111

限位孔112

第一侧表面113

第二侧表面114

浮动板12

限位柱121

弹性件13

极柱14

驱动机构2

滑动导向机构3

滑块31

滑轨32

连接柱32

联动机构4

齿轮41

齿条42

转动轴43

轴座44

轴承45

电池承载面51

连接器承载面52

具体实施方式

下面通过实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在下述的实施例范围之中。

如图1-图3所示，本实施例为一种电连接装置，被设置于充电仓内，充电仓用于承载电池包并对电池包充电，电池包具有第一连接器，电连接装置包括第二连接器1、联动机构4和驱动机构2，第二连接器1用于与第一连接器进行电连接；联动机构4包括互相啮合传动的齿轮41和齿条42，齿轮41设于充电仓内，齿条42连接于第二连接器1；驱动机构2用于驱动齿轮41转动，从而带动第二连接器1沿靠近或远离第一连接器的方向移动，以使第二连接器1与第一连接器实现电连接或断开。

本实施例通过利用驱动机构2驱动齿轮41转动，从而转动的齿轮41带动齿条42移动，进而齿条42带动第二连接器1移动，实现第二连接器1的电连接或断开。齿轮41与齿条42相啮合，提高了第二连接器1整体移动的同步性，而且通过控制齿轮41的转动圈数，能够准确的将第二连接器1移动至预设位置，能够提高控制第二连接器1移动距离的精度，提高电连接装置的可靠性。

如图2所示，电连接装置还包括连接器承载面52，连接器承载面52用于承载第二连接器1和联动机构4，第二连接器1在联动机构4的驱动下沿着连接器承载面52移动，以使得第二连接器1与第一连接器实现电连接或断开。连接器承载面52为第二连接器1和联动机构4提供移动支撑的表面，第二联接器和联动机构4通过在连接器承载面52上移动，有效避免了在移动过程中产生的偏移错位现象，保证了第二联接器与第一联接器之间的电连接或者断开，提高了安全稳定性。

在图2中，齿条42的第一侧面为齿面；齿条42的第二侧面与连接器承载面52相接触，第二侧面与第一侧面相背，齿轮41压设于齿条42的第一侧面。齿轮41设于连接器承载面52上，且齿轮41设于第二连接器1的移动区域之外。齿轮41的旋转中心线平行或垂直于连接器承载面52。齿轮41压设于齿条42的第一侧面，转动的齿轮41带动齿条42在连接器承载面52上平稳的滑动，能够提高第二连接器1移动过程中的稳定性及位置的准确性。齿轮41设于第二连接器1的移动区域之外，使得齿轮41能够避免干涉第二连接器1的移动，能够提高电连接装置的安全性及可靠性。

如图2及图3所示，第二连接器1包括固定板11、浮动板12、至少一个弹性件13和多个极柱14，浮动板12通过弹性件13活动安装在固定板11的第一侧表面113，多个极柱14均安装在浮动板12上，极柱14具有电接触端和接线端，电接触端用于与第一连接器接触形成电连接，接线端贯穿固定板11并用于与电源线缆相连接；齿条42连接于固定板11。齿条42驱动固定板11，并在驱动机构2的作用下沿预设路径靠近或者远离第一连接器，从而实现第一连接器与第二连接器1之间的电连接或者断开，具有控制精确、稳定性高的优点。

在图2中，齿条42的一端连接于固定板11且不露出于第一侧表面113；齿条42的另一端露出于固定板11的第二侧表面114相连接，第二侧表面114与第一侧表面113相背。齿条42的一端连接于固定板11且不露出于第一侧表面113，从而避免齿条42阻碍电池包进入电池仓，能够提高电连接装置的安全性及可靠性。

在图2中，电连接装置还包括转动轴43和两个轴座44，两个轴座44设置于齿轮41的两侧，轴座44上设有轴承45，转动轴43的两端穿设于两个轴承45中，驱动机构2通过转动轴43传动连接于齿轮41。两个具有轴承45的轴承座44设于齿轮41的两侧，从而能够在转动轴43的两端架起转动轴43，进而转动轴43在转动过程中更加平稳，相应地，齿条42运动也会更加平稳，减少移动过程中速度的波动。

作为一种具体的实施方式，转动轴43的轴向垂直于第二连接器1的移动方向。转动轴43的轴向垂直于第二连接器1的移动方向，能够节约移动方向的空间，提高电连接装置的紧凑性。

在图2中，电连接装置还包括至少一个滑动导向机构3，滑动导向机构3用于对第二连接器1进行导向，以使第二连接器1在充电仓内沿预设路径移动。滑动导向机构3保证了第二连接器1能够沿预设路径移动，实现第二连接器1与第一连接器精确电连接，且有效避免了第二连接器1在移动的过程中产生偏移错位现象，大大提高了电连接装置的安全稳定性。

作为一种具体的实施方式，滑动导向机构3包括相配设置的滑块31和滑轨32；滑块31或滑轨32中的一个连接于第二连接器1，滑块31或滑轨32中的另一个固定于充电仓内。滑块31和滑轨32具有导向限定作用，滑块31和滑轨32中的一个与第二连接器1相连接，滑块31和滑轨32中的另一个固定设置在充电仓内，通过滑块31和滑轨32相对移动来保证第二连接器1沿预设路径移动，结构简单，安装设置非常方便。

齿条42连接于第二连接器1的中间位置，滑动导向机构3的数量为两个，两个滑动导向机构3设置于齿条42的两侧。齿条42设置在第二连接器1的中间位置，两个滑动导向机构3设置于齿条42的两侧，使得齿条42对第二连接器1施加的作用力能够更好地传递至整个第二连接器1，避免第二连接器1某一端受力过大，能够使得第二连接器1更加顺畅地对接第一连接器，能够提高第二连接器1对接第一连接器的同步性。本实施例中“中间位置”指靠近中间的区域，并非绝对正中间的点。

图3显示了第二连接器1的结构示意图。第二连结器1包括固定板11、浮动板12、至少一个弹性件13和多个极柱14，固定板11连接于驱动机构2，固定板11的底部为光滑面，第二连结器1通过光滑面滑动连接于滑行面上；浮动板12通过弹性件13活动安装在固定板11的第一侧表面，多个极柱14均安装在浮动板12上，极柱14具有电接触端和接线端，电接触端用于与第一连结器接触形成电连接，接线端贯穿固定板11并用于与电源线缆相连接。

浮动板12通过弹性件13与固定板11实现活动连接，实现第二连结器1与第一连结器之间电连接更加稳定。同时，第二连结器1通过极柱14与第一连结器接触形成电连接，固定板11上设置有贯穿孔，极柱14的接线端贯穿固定板11上的贯穿孔，使得第二连结器1在使用时，极柱14不会与固定板11之间接触，进一步提高了具有滑动平面的电连接装置的安全稳定性。

弹性件13的数量为多个，多个弹性件13分别设置于对称设置于浮动板12上沿其长度方向的两端。多个弹性件13分别设置在浮动板12的左右两端，上下两端均未设置弹性件13，从而有效减小具有滑动平面的电连接装置的整体高度，结构更加紧凑，占用面积进一步减小。

固定板11上开设有两个连接口111，多个弹性件13分别设置于两个连接口111内，浮动板12的两端伸入至连接口111内并分别与多个弹性件13相连接。有效避免多个弹性件13占用空间资源，避免干涉现象，结构更加紧凑，且稳定性更高。

浮动板12朝向固定板11的一侧面凸伸有若干个限位柱121，固定板11对应限位柱121开设有若干个限位孔112，限位孔112的孔径大于限位柱121的外径，限位孔112套设于限位柱121并用于限制浮动板12相对于固定板11的活动范围。通过限位孔112套设于限位柱121起到限制作用，限制了浮动板12相对于固定板11的活动范围，从而有效避免了浮动板12在运动的过程中偏移错位过度造成损坏，进一步提高了具有滑动平面的电连接装置的安全稳定性。

本实施例还可以为一种充电仓，其包括如上的电连接装置。充电仓通过利用驱动机构2驱动齿轮41转动，从而转动的齿轮41带动齿条42移动，进而齿条42带动第二连接器1移动，实现第二连接器1的电连接或断开。齿轮41与齿条42相啮合，提高了第二连接器1整体移动的同步性，而且通过控制齿轮41的转动圈数，能够准确的将第二连接器1移动至预设位置，能够提高控制第二连接器1移动距离的精度，提高电连接装置的可靠性。

作为一种实施方式，充电仓还包括电池承载面51、电池传感器、伸缩传感器和控制单元。电池承载面51用于承载电池包；电池传感器用于检测电池承载面51上是否有电池包；伸缩传感器用于检测第二连接器1的伸缩位置；控制单元用于与电池传感器、伸缩传感器、电连接装置的驱动机构2信号连接。通过电池传感器和伸缩传感器实现对第二连接器1移动到位的精确控制，使用更加方便，大大提高了充电仓的安全稳定性。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (12)

1.一种具有精确联动机构的电连接装置，被设置于充电仓内，所述充电仓用于承载电池包并对所述电池包充电，所述电池包具有第一连接器，其特征在于，所述电连接装置包括：

第二连接器，所述第二连接器用于与所述第一连接器进行电连接；

联动机构，所述联动机构包括互相啮合传动的齿轮和齿条，所述齿轮设于所述充电仓内，所述齿条连接于所述第二连接器；

驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述齿轮转动，从而带动所述第二连接器沿靠近或远离所述第一连接器的方向移动，以使所述第二连接器与所述第一连接器实现电连接或断开。

2.如权利要求1所述的电连接装置，其特征在于，所述电连接装置还包括连接器承载面，所述连接器承载面用于承载所述第二连接器和所述联动机构，所述第二连接器在所述联动机构的驱动下沿着所述连接器承载面移动，以使得所述第二连接器与所述第一连接器实现电连接或断开。

3.如权利要求2所述的电连接装置，其特征在于，所述齿条的第一侧面为齿面；所述齿条的第二侧面与所述连接器承载面相接触，所述第二侧面与所述第一侧面相背，所述齿轮压设于所述齿条的第一侧面；和/或，

所述齿轮设于所述连接器承载面上，且所述齿轮设于所述第二连接器的移动区域之外；和/或，

所述齿轮的旋转中心线平行或垂直于所述连接器承载面。

4.如权利要求1所述的电连接装置，其特征在于，所述第二连接器包括固定板、浮动板、至少一个弹性件和多个极柱，所述浮动板通过所述弹性件活动安装在所述固定板的第一侧表面，多个所述极柱均安装在所述浮动板上，所述极柱具有电接触端和接线端，所述电接触端用于与所述第一连接器接触形成电连接，所述接线端贯穿所述固定板并用于与电源线缆相连接；

所述齿条连接于所述固定板。

5.如权利要求4所述的电连接装置，其特征在于，所述齿条的一端连接于所述固定板且不露出于所述第一侧表面；所述齿条的另一端露出于所述固定板的第二侧表面相连接，所述第二侧表面与所述第一侧表面相背。

6.如权利要求1所述的电连接装置，其特征在于，所述电连接装置还包括至少一个滑动导向机构，所述滑动导向机构用于对所述第二连接器进行导向，以使所述第二连接器在所述充电仓内沿预设路径移动。

7.如权利要求6所述的电连接装置，其特征在于，所述齿条连接于所述第二连接器的中间位置，所述滑动导向机构的数量为两个，两个所述滑动导向机构设置于所述齿条的两侧。

8.如权利要求7所述的电连接装置，其特征在于，所述滑动导向机构包括相配设置的滑块和滑轨；所述滑块或所述滑轨中的一个连接于所述第二连接器，所述滑块或所述滑轨中的另一个固定于所述充电仓内。

9.如权利要求1所述的电连接装置，其特征在于，所述电连接装置还包括转动轴和两个轴座，两个所述轴座设置于所述齿轮的两侧，所述轴座上设有轴承，所述转动轴的两端穿设于两个所述轴承中，所述驱动机构通过所述转动轴传动连接于所述齿轮。

10.如权利要求9所述的电连接装置，其特征在于，所述转动轴的轴向垂直于所述第二连接器的移动方向。

11.一种充电仓，其特征在于，其包括如权利要求1-10中任一项所述的电连接装置。

12.如权利要求11所述的充电仓，其特征在于，所述充电仓还包括：

电池承载面，用于承载电池包；

电池传感器，用于检测所述电池承载面上是否有电池包；

伸缩传感器，用于检测所述第二连接器的伸缩位置；

控制单元，用于与所述电池传感器、所述伸缩传感器、所述驱动机构信号连接。

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