本發(fā)明涉及一種充電機構(gòu)及充電樁及充電系統(tǒng)，更具體的說，它涉及一種電極內(nèi)置的充電機構(gòu)及充電樁及充電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前市面上常見的充電機構(gòu)，存在兩個問題：第一，充電機構(gòu)在對接時，存在角度誤差，沒有容差功能；第二，充電機構(gòu)的電極外露，遇到水容易漏電，人體碰到可能引發(fā)觸電，以上兩個問題使得充電機構(gòu)不管是在充電時還是對接時都不夠安全可靠，記憶引發(fā)用電事故。

在現(xiàn)有技術(shù)中，中國專利201620240739.4公開了一種充電系統(tǒng)，包括充電機構(gòu)和對接機構(gòu)，所述充電機構(gòu)包括充電塊和支撐板，充電塊的前端通過固定軸安裝在支撐板上，充電塊可繞固定軸轉(zhuǎn)動；所述支撐板上安裝一個或多個拉簧，拉簧一端連接支撐板，另一端連接充電塊后端；所述充電塊包括兩個分別與充電器正負極相連的活動電極；所述對接機構(gòu)安裝在需要充電的可移動平臺上，其上安裝有與活動電極對應(yīng)的固定電極片。雖然有可以實現(xiàn)容差功能，但是充電樁部分的電極依舊暴露在外，不夠安全可靠。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決以上提出的問題，提供一種不使電極外露，具有極高的保護作用的，并且有針對角度誤差的容差功能的，電極內(nèi)置的充電機構(gòu)及充電樁及充電系統(tǒng)。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明公開了一種電極內(nèi)置的充電機構(gòu)，所述充電機構(gòu)包括充電樁對接模塊，所述充電樁對接模塊包括導(dǎo)向塊和兩電極片，所述導(dǎo)向塊包括中空的腔體，所述腔體包括供電極棒插入的槽口，所述電極片的一端旋轉(zhuǎn)設(shè)置在所述導(dǎo)向塊的腔體內(nèi)，另一端延伸至槽口。

作為優(yōu)化，所述腔體內(nèi)電極片旋轉(zhuǎn)方向上設(shè)置有擋片，所述擋片與電極片之間設(shè)置有扭簧。

作為優(yōu)化，所述槽口包括第一槽口與第二槽口，設(shè)置在腔體兩側(cè)，所述電極片包括第一電極片與第二電極片，所述第一電極片與第二電極片的一端相對地旋轉(zhuǎn)設(shè)置在所述導(dǎo)向塊的腔體內(nèi)，另一端分別延伸至第一槽口與第二槽口處。

作為優(yōu)化，所述第一電極片和第二電極片之間設(shè)置有擋片，在第一電極片與擋片之間設(shè)置第一扭簧，在第二電極片與擋片之間設(shè)置第二扭簧，所述擋片包括第一擋片和第二擋片，所述第一擋片位于第一扭簧、第二扭簧之間，所述第二擋片由第一擋片延伸出來位于第一、第二電極片之間。

作為優(yōu)化，所述導(dǎo)向塊內(nèi)部設(shè)置有微動開關(guān)撞針、微動開關(guān)和彈簧，所述微動開關(guān)撞針的一端凸出于所述導(dǎo)向塊表面，另一端與彈簧接觸，所述微動開關(guān)撞針與微動開關(guān)接觸處設(shè)置有斜面，所述微動開關(guān)的觸頭與斜面相接觸。

本發(fā)明公開了一種安裝有前述電極內(nèi)置的充電機構(gòu)的充電樁，所述充電樁包括充電機構(gòu)和底座，所述充電機構(gòu)的前端通過旋轉(zhuǎn)軸安裝在底座上。

作為優(yōu)化，所述底座包括一凹槽，所述充電機構(gòu)的后端設(shè)置有凸出的限位塊，所述限位塊可在凹槽中滑動。

本發(fā)明還公開了一種包括充電樁的充電系統(tǒng)，所述充電系統(tǒng)還包括公頭對接模塊，所述公頭對接模塊包括與導(dǎo)向塊匹配的導(dǎo)向槽和電極棒，所述電極棒凸出設(shè)置在所述導(dǎo)向槽進口，與所述槽口位置相對應(yīng)。

作為優(yōu)選，所述充電機構(gòu)的前端設(shè)置有斜角α，所述斜角α角度為45°—60°。

作為優(yōu)化，所述公頭對接模塊安裝在移動平臺或其他運動的部分上。

本發(fā)明的有益效果如下：

1、本發(fā)明充電樁對接模塊的電極片設(shè)置在導(dǎo)向塊腔體內(nèi)，在充電樁對接模塊與公頭對接模塊對接作業(yè)時，帶電的電極片完全在導(dǎo)向塊內(nèi)部實現(xiàn)與電極棒的對接充電，而當(dāng)充電樁對接模塊不作業(yè)時，電極片也在在導(dǎo)向塊腔體內(nèi)，因而任何時候都不易漏電觸電，實現(xiàn)了極高程度的安全保護功能。

2、本發(fā)明電極片之間設(shè)置有扭簧和擋片，通過電極片與扭簧、擋片的配合，當(dāng)導(dǎo)向塊插入導(dǎo)向槽，由于扭簧的作用，使電極片和電極棒保持壓緊可靠的接觸，當(dāng)導(dǎo)向塊退出導(dǎo)向槽，扭簧又可以使電極片恢復(fù)初始狀態(tài)，簡單的實現(xiàn)了有效且可靠的電極對接，對接形式新穎。同時，擋片除了配合扭簧，還可以擋在電極片中間，阻止兩電極片相碰，引起導(dǎo)電。

3、本發(fā)明的導(dǎo)向塊內(nèi)部還設(shè)置有微動開關(guān)撞針、微動開關(guān)和彈簧，因為在無對接作業(yè)時，電極片不帶電，采用這樣的設(shè)計，導(dǎo)向塊插入導(dǎo)向槽開始對接作業(yè)，就可以通過撞針與導(dǎo)向槽接觸，撞針被壓入導(dǎo)向塊內(nèi)部，用撞針移動來觸發(fā)微動開關(guān)，從而接通電氣線路使電極片帶電；而當(dāng)導(dǎo)向塊退出導(dǎo)向槽，撞針在彈簧的作用下恢復(fù)原狀，微動開關(guān)不被觸動，關(guān)閉電氣線路使電極片不帶電，整個過程避免人手動接通電氣線路使電極片帶電，更加簡便易于使用，且提高安全性。

4、本發(fā)明的對接模塊通過旋轉(zhuǎn)軸安裝在底座上形成充電樁，采用這樣的設(shè)計，使得導(dǎo)向塊可以繞軸旋轉(zhuǎn)，在初始對接狀態(tài)，如果公頭對接模塊與充電樁對接模塊之間有角度誤差時，導(dǎo)向塊可以繞轉(zhuǎn)動自適應(yīng)補償該角度誤差。

附圖說明

圖1：本發(fā)明充電系統(tǒng)示意圖；

圖2：本發(fā)明公頭對接模塊示意圖；

圖3：本發(fā)明充電樁對接模塊示意圖；

圖4：本發(fā)明公頭對接模塊與充電樁對接模塊對接過程內(nèi)部示意圖；

圖5：本發(fā)明公頭對接模塊與充電樁對接模塊對接完全內(nèi)部示意圖；

圖6：本發(fā)明充電樁底座的示意圖；

1、公頭對接模塊；2、充電樁對接模塊；3、導(dǎo)向槽；4、微動開關(guān)撞針；5、彈簧；6、微動開關(guān)；7、導(dǎo)向塊；8、電極片；9、扭簧；10、旋轉(zhuǎn)軸；11、電極棒；12、底座；13、擋片；14、斜面；15、凹槽；16、限位塊。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行進一步詳細說明：

本實施例是一種電極內(nèi)置的充電機構(gòu)，充電機構(gòu)包括充電樁對接模塊2。

充電樁對接模塊2包括導(dǎo)向塊7和兩電極片8，導(dǎo)向塊7設(shè)置有中空的腔體，腔體設(shè)置有供電極棒11插入的槽口，正常充電作業(yè)時，電極棒11與電極片8接觸通電的，電極片8的一端通過轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)設(shè)置在導(dǎo)向塊7的腔體內(nèi)，即電極片8此端可以繞軸旋轉(zhuǎn)，另一端延伸至槽口，即電極片8此端設(shè)置在槽口處。

槽口分為第一槽口與第二槽口，分別設(shè)置在腔體兩側(cè)，電極片8分為第一電極片與第二電極片，與第一槽口和第二槽口分別對應(yīng)設(shè)置，第一電極片的一端旋轉(zhuǎn)設(shè)置在導(dǎo)向塊7的腔體內(nèi)，另一端延伸至第一槽口處，第二電極片的一端旋轉(zhuǎn)設(shè)置在導(dǎo)向塊7的腔體內(nèi)，另一端分別延伸至第二槽口處，且第一電極片與第二電極片可旋轉(zhuǎn)端是相對設(shè)置。

在腔體內(nèi)電極片8旋轉(zhuǎn)方向上設(shè)置有擋片13，擋片13與電極片8之間設(shè)置有扭簧9。扭簧9分為第一扭簧和第二扭簧，在第一電極片與擋片13之間設(shè)置第一扭簧，在第二電極片與擋片13之間設(shè)置第二扭簧。當(dāng)電極棒11插入槽口，電極片8受到電極棒11推動向擋片13方向旋轉(zhuǎn)，扭簧9擠壓擋片13產(chǎn)生彈性形變，當(dāng)電極棒11從槽口中退出，兩個扭簧9的恢復(fù)力使得電極片8向擋片13相反方向旋轉(zhuǎn)，即往電極片8旋轉(zhuǎn)方向的相反方向旋轉(zhuǎn)，電極片8恢復(fù)初始狀態(tài)。

在本實施例中，優(yōu)選兩個電極片8皆為向內(nèi)轉(zhuǎn)，相向轉(zhuǎn)，但電極片8皆為向外轉(zhuǎn)或一個電極片8向內(nèi)轉(zhuǎn)一個電極片8向外轉(zhuǎn)等情況也可以存在。本實施例中，擋片13設(shè)置在相對設(shè)置的兩電極片8之間，分為第一擋片13和第二擋片13，第一擋片13位于第一扭簧、第二扭簧之間，當(dāng)電極片8與電極棒11接觸時，扭簧9向內(nèi)擠壓第一擋片13產(chǎn)生彈性形變，這個力可以使電極片8與電極棒11兩者緊靠接觸，當(dāng)電極片8與電極棒11不接觸時，扭簧9恢復(fù)原狀，從而使電極片8恢復(fù)初始狀態(tài)。第二擋片13由第一擋片13延伸出來位于第一、第二電極片之間，使兩個電極片8不會發(fā)生觸碰。

導(dǎo)向塊7內(nèi)部設(shè)置有微動開關(guān)撞針4、微動開關(guān)6和彈簧5，此結(jié)構(gòu)用于控制接通電氣線路使得電極片8帶電，微動開關(guān)撞針4的一端凸出于導(dǎo)向塊7表面，另一端與彈簧5接觸，當(dāng)有力作用于微動開關(guān)撞針4凸出于導(dǎo)向塊7表面的一端，微動開關(guān)撞針4因彈簧5而可伸縮，微動開關(guān)撞針4與微動開關(guān)6接觸處設(shè)置有斜面14，當(dāng)微動開關(guān)6縮入導(dǎo)向塊7，微動開關(guān)6的觸頭與斜面14相接觸，使得微動開關(guān)撞針4的斜面14觸發(fā)微動開關(guān)6，微動開關(guān)6打開電氣線路，電極片8通電。微動開關(guān)撞針4設(shè)置在導(dǎo)向塊7與帶有電極棒11的機構(gòu)接觸處，在本實施例中，微動開關(guān)撞針4設(shè)置在導(dǎo)向塊7能與導(dǎo)向槽3接觸的部分，即微動開關(guān)撞針4在導(dǎo)向塊7插入導(dǎo)向槽3后，必須能與導(dǎo)向槽3接觸，用于觸發(fā)微動開關(guān)6。

將本實施例的充電機構(gòu)安裝到底座12上構(gòu)成充電樁，充電機構(gòu)的前端通過旋轉(zhuǎn)軸10安裝在底座12上，充電機構(gòu)在底座12上可以繞旋轉(zhuǎn)軸10旋轉(zhuǎn)，當(dāng)進行充電作業(yè)時，充電樁與電極棒11之間有角度誤差時，可以繞旋轉(zhuǎn)軸10轉(zhuǎn)動自適應(yīng)補償該角度誤差。

如圖3和圖6所示，底座12設(shè)置有一凹槽15，充電機構(gòu)的后端設(shè)置有凸出的限位塊16，限位塊16可在凹槽15中滑動，當(dāng)充電機構(gòu)繞旋轉(zhuǎn)軸10旋轉(zhuǎn)時，旋轉(zhuǎn)的角度被限制在了凹槽15的之間。

將本實施例中的充電樁與公頭對接模塊1相配構(gòu)成充電系統(tǒng)，公頭對接模塊1包括與導(dǎo)向塊7匹配的導(dǎo)向槽3和電極棒11，電極棒11凸出設(shè)置在導(dǎo)向槽3進口的兩側(cè)，電極棒11與充電樁對接模塊2中槽口位置相對應(yīng)，即本實施例中導(dǎo)向槽3進口左右兩側(cè)各設(shè)有一電極棒11，并且凸出導(dǎo)向槽3進口。公頭對接模塊1安裝在移動平臺或其他運動的部分上，電極棒11通過與電極片8接觸獲取電能給移動平臺或者其他運動體充電，即公頭對接模塊1要安裝在可動的物體上，便于移動到充電樁處充電。

充電機構(gòu)的前端可以設(shè)置較大的斜角α，優(yōu)選的斜角α角度為45°—60°，如圖4所示，如果充電機構(gòu)的前端為方的，導(dǎo)向槽3必須與充電機構(gòu)完全對準才能插入，斜角α使導(dǎo)向槽3的寬度大于充電機構(gòu)前端的寬度，因此導(dǎo)向槽3對接進入時有較大錯位容差，導(dǎo)向槽3偏一點位置也能插入。

充電機構(gòu)的后端比充電塊的前端寬，槽口設(shè)置在后端比前端寬的兩側(cè)，充電機構(gòu)與導(dǎo)向槽3對接時，導(dǎo)向槽3進入一定深度，與充電機構(gòu)的后端觸碰后被幾何限位，不能繼續(xù)進入，在此位置腔體內(nèi)電極片8與電極棒11能夠充分接觸充電。

整個充電系統(tǒng)的工作原理：

通過充電機構(gòu)的充電樁對接模塊2與公頭對接模塊1的對接，實現(xiàn)電極片8與電極棒11的接觸，實現(xiàn)充電。

在初始對接狀態(tài)，如果公頭對接模塊1與充電樁對接模塊2之間有角度誤差時，可以繞旋轉(zhuǎn)軸10轉(zhuǎn)動自適應(yīng)補償該角度誤差。

對接過程如圖4所示，初始狀態(tài)電極片8不帶電，導(dǎo)向槽3與導(dǎo)向塊7對接，導(dǎo)向槽3與微動開關(guān)撞針4接觸，也就是與微動開關(guān)撞針4凸出于導(dǎo)向塊7表面的一端接觸，微動開關(guān)撞針4被壓入導(dǎo)向塊7內(nèi)部，同時微動開關(guān)6被微動開關(guān)撞針4的斜面14推動而觸發(fā)，接通電氣線路使使電極片8帶電。

對接完全如圖5所示，導(dǎo)向槽3繼續(xù)對接插入，電極棒11與電極片8接觸，因電極片8可旋轉(zhuǎn)，發(fā)生轉(zhuǎn)動，同時由于扭簧9的作用，使電極片8和電極棒11保持壓緊可靠的接觸。若充電結(jié)束，當(dāng)導(dǎo)向槽3退出后，因微動開關(guān)撞針4的另一端為彈簧5，所以彈簧5使微動開關(guān)撞針4恢復(fù)初始狀態(tài)，關(guān)閉電氣線路使電極片8不帶帶電，扭簧9使電極片8恢復(fù)初始狀態(tài)。

以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明核心技術(shù)特征的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。