一种充电桩

1.本发明涉及一种充电桩，属于新能源汽车充电桩技术领域。


背景技术：

2.新能源电动汽车作为一种发展前景广阔的绿色交通工具，正受到各国政府的积极推进，电动汽车以车载电源为动力，因此在使用前必须保证其拥有充足的电能，需要通过专用的充电桩对其进行充电。电动汽车充电桩的功能类似于加油站里面的加油机，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电，充电桩的输入端与直流电网直接连接，输出端装有充电插头，用于为电动汽车充电。
3.现有的充电桩在对新能源汽车进行充电时，使用者需要将充电枪插在电动汽车的相应部位上进行充电，使用充电枪时，为了方便插拔，很多使用者会一次性拉出较长的充电线，在插接完充电枪后需要对多余的充电线进行收回。目前很多充电桩都配有收卷充电线的收卷轮，在收卷充电线过程中，因为收卷轮的转动收卷速度过快，充电线在收卷轮的带动下会快速收回设备内部，当充电线收卷到一定限度后，会因为惯性随之对充电枪进行拉扯，即对充电枪施加向外的力，由于充电枪上安装有锁止件，充电枪在受到较大拉扯力后有一定概率会强行脱离汽车的充电口，使得充电枪内部的电缆线受到拉扯力后被拉断，进而导致充电枪损坏，造成相应的经济损失。


技术实现要素：

4.为了解决现有电动汽车充电桩的充电线收卷轮拉扯力较大损坏充电枪的问题，本发明提出了一种充电桩，在收卷充电线的过程中，通过控制开合转件、传导缓件、调节导件和收卷轮来控制充电线的回缩程度，避免收卷轮收线时拉扯力过大，避免收回充电线时拉扯充电枪，进而避免充电枪损坏。
5.为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术手段：本发明提出了一种充电桩，包括收卷装置、充电枪、充电线和控制模块，所述收卷装置设置在充电桩内，充电线的一端连接充电枪，充电线的另一端伸入收卷装置内部；所述收卷装置包括收卷轮、腔体、测距传感器、开合转件、传导缓件、调节导件和壳体，所述壳体安装在充电桩内，在壳体中设有腔体，所述收卷轮、传导缓件、调节导件分别安装在腔体内部，所述调节导件的一端与收卷轮接触，调节导件的另一端固定连接在腔体的内壁上，在壳体一侧外壁的中间位置设置有充电线入口，所述开合转件安装在充电线入口处，所述测距传感器安装在开合转件上，充电线的另一端依次穿过开合转件、充电线入口、传导缓件后与收卷轮活动连接；所述收卷轮、测距传感器、开合转件、传导缓件、调节导件、充电枪和充电线均与控制模块电连接。
6.进一步的，所述充电桩还包括操控面板、主体、散热板、防护插座，其中，所述收卷装置设置在主体的下部，所述操控面板设置在主体上，操控面板用于显示充电桩的工作情
况并用于控制充电桩充电，散热板和防护插座分别设置在主体的侧面，防护插座与充电枪吻合连接。
7.进一步的，调节导件包括滑块、滑轨、接板和摆动导片，其中，所述滑轨的一端固定连接在腔体的内壁上，所述滑块与滑轨滑动连接，所述接板安装在滑块的一侧，所述摆动导片与接板活动连接，当滑块沿滑轨向收卷轮移动后，摆动导片与收卷轮相接触。
8.进一步的，传导缓件包括固定块、接杆、限定头、外壳、辅助转杆、压制导件和充电线插口，所述固定块的一端连接腔体的内壁，固定块的另一端连接接杆的一端，接杆的另一端插接在外壳上，所述外壳两侧的中间位置设有用于通过充电线的充电线插口，外壳内部的顶端和底端安装有两个限定头，每个限定头上安装有辅助转杆和压制导件，所述辅助转杆和压制导件的端部均与充电线接触。
9.进一步的，所述压制导件包括活动张件一、接块一、充气叠件、摆动弹板、支撑件、弹动座、底座和弹杆，所述底座连接在限定头上，弹动座的底部与底座吻合连接，弹动座的顶部与支撑件的底部吻合连接，摆动弹板安装在支撑件的顶部，摆动弹板与充电线相接触；所述活动张件一、接块一、充气叠件、和弹杆均安装在弹动座内部，活动张件一与接块相套合，接块一的底部与弹杆镶嵌固定，弹杆的另一端垂直插接在底座上，接块一的顶部与充气叠件的底部连接，充气叠件的顶部与支撑件连接。
10.进一步的，所述摆动弹板包括接触弧板、弹性钢片、平滑片和防滑点，所述弹性钢片安装在接触弧板内部，所述接触弧板的底部与有支撑件连接，接触弧板的顶部中间位置设有平滑片，接触弧板的顶部的两侧设有防滑点，所述平滑片与充电线相接触，当接触弧板（w1）变成平行状态时，防滑点与充电线相接触，有效对充电线的位置进行限定。
11.进一步的，所述辅助转杆包括安固头、滑动槽、滑动杆、接块二、转轮、卡块和固定卡件，所述安固头固定在滑动槽底部，并与限定头连接，所述固定卡件的一端连接安固头，固定卡件的另一端贯穿伸入滑动杆的内部，所述滑动杆与滑动槽滑动连接，滑动杆内部的顶端与接块二连接，滑动杆外部的顶端安装有卡块，所述卡块与转轮活动卡合，所述转轮与充电线相接触。
12.进一步的，开合转件包括滑道、滑扣、移动块、接口和活动张件二，所述活动张件二与壳体相连，测距传感器安装在活动张件二上，所述移动块安装在活动张件二内部，移动块上设有滑道、滑扣，所述滑道与滑扣滑动连接，所述接口设置在移动块内部。
13.进一步的，所述开合转件中设有多块移动块，每块移动块上均设有滑扣，多块移动块通过滑道连接成一个环形结构，该环形结构的内部为接口。
14.进一步的，控制模块的作用如下：当充电桩收卷充电线时，利用控制模块控制开合转件打开，控制传导缓件中的弹杆向充电线的方向顶起，并控制收卷轮逆时针转动，令充电线经过开合转件、传导缓件后卷到收卷轮上；利用控制模块接收测距传感器的感应信号，并根据感应信号计算充电线的剩余长度和充电线与电动汽车之间的距离的差值，判断差值是否小于预设临界值；当差值小于预设临界值时，利用控制模块控制开合转件闭合，并控制调节导件中的滑块沿滑轨向收卷轮方向移动，令调节导件中的摆动导片卡合到收卷轮上，收卷轮停止转动。
15.采用以上技术手段后可以获得以下优势：本发明提出了一种充电桩，在收卷轮的基础上增加了测距传感器、开合转件、传导缓件和调节导件，多部件组合后构成收卷装置，用于在电动汽车充电时放线或收线。打开开合转件，将充电线贯穿开合转件伸入腔体内部与传导缓件相接，然后与收卷轮相接，通过调节导件活动调整配合控制收卷轮的转速，通过收卷轮的转动对充电线进行放出和收回，同时通过传导缓件配合收卷轮对充电线进行限制，能够有效控制充电线的收回速度；通过测距传感器测量充电线的收回限度，当收卷到一定位置后，测距传感器将感应信号传输到控制模块，控制模块控制开合转件向内回缩夹紧充电线，可以有效对充电线的回缩限度进行控制，使得充电线在回缩过程中不会向外拉扯充电枪，使得充电枪可以稳定对车进行充电，避免充电枪被拉扯损坏。
附图说明
16.图1为本发明一种充电桩的结构示意图；图2为本发明实施例收卷装置的结构示意图；图3为本发明实施例调节导件的结构示意图；图4为本发明实施例传导缓件的结构示意图；图5为本发明实施例压制导件的结构示意图；图6为本发明实施例摆动弹板的结构示意图；图7为本发明实施例辅助转杆的结构示意图；图8为本发明实施例中开合转件的结构示意图；图中：收卷装置1、操控面板2、主体3、散热板4、防护插座5、充电枪6、充电线7、收卷轮11、卡齿111、腔体12、测距传感器13、开合转件14、传导缓件15、调节导件16、壳体17、滑块161、滑轨162、接板163、摆动导片164、固定块151、接杆152、限定头153、外壳154、辅助转杆155、压制导件156、充电线插口157、活动张件一561、接块一562、充气叠件563、摆动弹板564、支撑件565、弹动座566、底座567、弹杆568、接触弧板w1、弹性钢片w2、平滑片w3、防滑点w4、安固头551、滑动槽552、滑动杆553、接块二554、转轮555、卡块556、固定卡件557、滑道141、滑扣142、移动块143、接口144、活动张件二145。
具体实施方式
17.下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明：本发明提出了一种高效大功率智能脉冲型快速充电桩，如图1所示，包括收卷装置1、操控面板2、主体3、散热板4、防护插座5、充电枪6、充电线7和控制模块，其中，收卷装置1设置在主体3的下部，用于回收充电线7；操控面板2设置在主体3上，用于显示当前充电桩的工作情况并用于控制充电桩工作；散热板4设置在主体3的侧面，用于在充电过程中散热，避免主体3内部电器元件过热损坏；防护插座5设置在主体3侧面，防护插座5与充电枪6吻合连接，可以在不充电时放置充电枪6；充电枪6与充电线7的一端电连接，充电线7的另一端贯穿主体3后伸入收卷装置1内部，并与主体3内部电连接，充电枪6用来插入电动汽车的充电口，给电动汽车充电，充电线7用来输送电力；控制模块设置在主体3内部，与收卷装置1、操控面板2、充电枪6、充电线7等电连接，用于控制充电桩中各个部件工作。
18.在本发明实施例中，收卷装置1的结构如图2、3所示，收卷装置1主要包括收卷轮11、腔体12、测距传感器13、开合转件14、传导缓件15、调节导件16和壳体17，壳体17安装在充电桩主体3的下部，在壳体17中设有腔体12，收卷轮11、传导缓件15和调节导件16均安装在腔体12内部，测距传感器13和开合转件14安装在壳体17的一侧外壁上。具体的，在壳体17一侧外壁的中间位置设置有充电线入口，开合转件14的安装在充电线入口处，开合转件14远离充电线入口（壳体17）的一端安装有两个测距传感器13，收卷轮11安装在腔体12远离充电线入口的一侧，收卷轮11的顶部和底部轮叶上分别设有调节导件16，两个调节导件16的端部固定在腔体12的内壁上，传导缓件15设置在收卷轮11与充电线入口之间，且传导缓件15的顶部和底部分别连接腔体12的内壁。充电线7穿过开合转件14后，由充电线入口进入收卷装置1的腔体12中，并在腔体12中穿过传导缓件15后卷在收卷轮11上。
19.在本发明实施例中，收卷轮11、测距传感器13、开合转件14、传导缓件15和调节导件16均与控制模块电连接，可以根据控制模块的控制信号工作。
20.测距传感器13用于测量充电线7与汽车之间的距离，可与开合转件14配合使用，通过测距传感器13测量，当充电线7回缩到一定位置，充电线7与汽车之间距离达到临界值后，测距传感器13将感应信号传输到控制模块上，通过控制模块控制开合转件14进行开合动作，调整开合转件14的开合程度，进而对充电线7进行夹持限定。
21.调节导件16包括有滑块161、滑轨162、接板163和摆动导片164，其中，滑轨162的一端固定在腔体12的内壁上，滑块161与滑轨162滑动连接，滑块161上安装有驱动电机，驱动电机与控制模块电连接，在控制模块的控制下，驱动电机可以带动滑块161沿着滑轨162上下滑动，接板163安装在滑块161的一侧，接板163与摆动导片164活动连接，当滑块161沿着滑轨162上下滑动时，可以带动摆动导片164一起移动，摆动导片164可与收卷轮11接触。
22.收卷轮11的中间位置设置有一圈卡齿111，两个调节导件16中的摆动导片164能够与卡齿111接触。当收卷轮11顺时针转动时，由于收卷轮11的转动方向与摆动导片164的延伸方向一致，所以即使摆动导片164与卡齿111接触，摆动导片164也不会与卡齿111卡合，收卷轮11能够正常转动；当收卷轮11逆时针转动时，由于收卷轮11的转动方向与摆动导片164的延伸方向不一致，如果摆动导片164与卡齿111接触，摆动导片164会与卡齿111卡合，进而限制收卷轮11转动。通过控制模块控制摆动导片164上下移动，可以在需要的时候卡住收卷轮11。
23.如图4所示，传导缓件15包括固定块151、接杆152、限定头153、外壳154、辅助转杆155、压制导件156和充电线插口157，固定块151的一端连接收卷装置1的腔体12的内壁，固定块151的另一端与接杆152的一端固定连接，接杆152的另一端插接在外壳154上，外壳154两侧的中间位置设置有用于通过充电线7的充电线插口157，外壳154内部的顶端和底端安装有两个限定头153，每个限定头153的中间位置与压制导件156相连接，每个限定头153上还连接了两根辅助转杆155，两根辅助转杆155对称分布在压制导件156两侧，辅助转杆155和压制导件156的端部均与充电线7接触。
24.压制导件156与两根辅助转杆155通过限定头153连接构成等腰梯形结构，能够从多个角度接触充电线7，限制充电线7的位置，控制充电线7的回缩运动。
25.在本发明实施例中，压制导件156的结构如图5所示，包括活动张件一561、接块一562、充气叠件563、摆动弹板564、支撑件565、弹动座566、底座567和弹杆568，其中，底座567
连接在限定头153上，弹动座566的底部与底座567吻合连接，弹动座566的顶部与支撑件565的底部吻合连接，摆动弹板564安装在支撑件565的顶部，摆动弹板564与充电线7相接触。活动张件一561、接块一562、充气叠件563和弹杆568均安装在弹动座566内部，活动张件一561的两端与弹动座566的内壁连接，接块一562插入到活动张件一561的中间位置，接块一562的底部设有与之镶嵌固定的弹杆568，弹杆568的另一端垂直插接在底座567上，接块一562的顶部与充气叠件563连接，充气叠件563的顶部与支撑件565连接。弹杆568可以在控制模块控制下顶起。
26.如图6所示，摆动弹板564包括有接触弧板w1、弹性钢片w2、平滑片w3和防滑点w4，弹性钢片w2贯穿并连接在接触弧板w1内部，弹性钢片w2采用记忆弹性材料制成，接触弧板w1的底部与有支撑件565连接，接触弧板w1的顶部中间位置紧贴有平滑片w3，接触弧板w1的顶部的两侧（平滑片w3两侧）设有多个防滑点w4。
27.充电线7插入到传导缓件15中后，控制模块控制传导缓件15中的两个压制导件156压制在充电线7上，平滑片w3紧贴于接触弧板w1顶部中间位置上，与充电线7的接触面积较大，当充电线7移动时会与平滑片w3相接触，平滑片w3表面光滑，有助于充电线7活动；根据收线需求，利用控制模块控制弹杆568，通过弹杆568将接块一562向充电线7的方向顶起，充气叠件563在受力后会随之向上延展将支撑件565向充电线7的方向顶起，支撑件565将力传输到接触弧板w1上，接触弧板w1内部的弹性钢片w2在力的作用下会随之向充电线7的方向顶起，令整个接触弧板w1的顶部贴合到充电线7上，防滑点w4会与充电线7相接触，两者接触产生一定的摩擦力，既能够对充电线7活动位置进行限制，又能够减缓充电线7的移动速度，防止充电线7收线的速度过快，摆动弹板564还能防止充电线7出现缠绕叠压的现象。
28.如图7所示，辅助转杆155包括安固头551、滑动槽552、滑动杆553、接块二554、转轮555、卡块556和固定卡件557，安固头551插嵌在限定头153上，并固定在滑动槽552底部，滑动杆553与滑动槽552滑动连接，滑动杆553的内部设有空腔，固定卡件557的一端插接在安固头551上，固定卡件557的另一端伸入到滑动杆553内部，滑动杆553内部的顶端固定连接有接块二554，滑动杆553外部的顶端安装有卡块556，卡块556与转轮555活动卡合，转轮555与充电线7相接触，用于支撑充电线7，让充电线7沿既定轨道活动。
29.充电线7插入到传导缓件15中后，控制模块控制传导缓件15中的辅助转杆155向充电线7方向移动，令辅助转杆155顶部的转轮555贴合在充电线7上，具体的，滑动杆553上安装有驱动电机，控制模块通过控制驱动电机控制滑动杆553沿滑动槽552移动，进而带动转轮555移动，调整转轮555的位置，令转轮555与充电线7接触，与此同时，通过固定卡件557对滑动杆553的活动位置进行限制，防止滑动杆553移动过度而脱离滑出滑动槽552。当充电线7移动时转轮555发生转动，可以带动充电线7稳定的前后移动。
30.开合转件14的正面图如图8所示，开合转件14包括滑道141、滑扣142、移动块143、接口144和活动张件二145，活动张件二145呈圆环形，在开合转件14中设有多块移动块143，多块移动块143等距分布，构成一个环形结构，并设置在活动张件二145内部，每块移动块143上均设有滑扣142，滑道141穿过滑扣142将多块移动块143连接在一起，滑道141与滑扣142之间为滑动连接，多块移动块143构成的环形结构内部为接口144。活动张件二145与壳体17连接，活动张件145上安装有测距传感器13。
31.在本发明实施例中，滑道141与控制模块电连接，收到控制模块的控制信号后，多
块移动块143之间的滑道141通过调整长度来改变接口144的大小，进而实现对充电线7活动限度的控制。
32.本发明充电桩的工作原理如下：当电动汽车需要充电时，使用者从防护插座5上取下充电枪6，然后将充电线7从收卷装置1中向外牵拉出，在牵拉过程中，收卷轮11会顺时针转动，此时，腔体12内部的两个摆动导片164的延伸方向与收卷轮11的转动方向一致，两者之间不会卡合，收卷轮11可以正常转动，如果想要收卷轮11活动的更顺畅，也可以通过控制模块控制滑块161沿滑轨162向腔体12的内壁方向移动，进而带动两个摆动导片164远离收卷轮11；收卷轮11进行顺时针转动将充电线7导出，充电线7经过传导缓件15向收卷装置1外移动，控制模块控制传导缓件15中的辅助转杆155上移，令转轮555与充电线7接触，与此同时充电线7与传导缓件15中的平滑片w3接触，平滑片w3采用光滑材料制成且表面平滑，不会与充电线7之间产生过大的摩擦，充电线7在转轮555和平滑片w3的支撑下正常通过传导缓件15；通过控制模块控制开合转件14，开合转件14中多块移动块143在滑道141和滑扣142的作用下活动调整接口144的大小，令接口144的直径大于充电线7的直径，充电线7通过开合转件14向外延伸出壳体17，使得充电枪6可以稳定插接在汽车的充电插座上。
33.充电枪6插接完成后，通过控制模块控制收卷轮11进行逆时针转动，收卷轮11开始收卷充电线7。在收卷的初始阶段，接口144的直径大于充电线7的直径，充电线7可以正常通过开合转件14进入收卷装置1内部；充电线7经过传导缓件15时，与上下两个接触弧板w1上的平滑片w3、辅助转杆155上的转轮555接触，平滑片w3和转轮555均不会与充电线7之间产生过大的摩擦，使得充电线7可以稳定在收卷轮11的作用下进行移动调整，充电线7可以快速收回。
34.充电线7收卷过程中，控制模块可以控制弹杆568将接块一562向充电线7的方向顶起，充气叠件563在受力后会随之向上延展将支撑件565向上顶起，支撑件565会随之将接触弧板w1向上推出，接触弧板w1内部的弹性钢片w2在力的作用下会随之向上顶起，使得两块接触弧板w1变成平行状态抵在充电线7两侧，接触弧板w1两侧的防滑点w4与充电线7接触后产生摩擦力，能够有效降低充电线7的移动速度，防止充电线7收卷的速度过快，使得充电线7在防滑点w4与平滑片w3配合下稳定收卷。
35.充电线7收卷过程中，测距传感器13一直在测量充电线7的收卷长度、充电线7与电动汽车之间的距离，并输出感应信号到控制模块，控制模块根据感应信号进行数据分析，判断充电线7的回收程度，计算充电线7的剩余长度和充电线7与电动汽车之间的距离的差值，当收卷轮11将充电线7收回到一定限度，差值小于预设临界值后，控制模块输出控制信号到开合转件14、传导缓件15和调节导件16，降低充电线7的收卷速度直至停止收卷。具体的，通过控制模块控制开合转件14，令多块移动块143通过滑扣142在滑道141的作用下进行活动收回，使得接口144变小，进而将充电线7夹持限制；通过控制模块控制驱动电机，令安装在腔体12上方的摆动导片164在滑块161的作用下通过滑轨162向下移动，同时令安装在腔体12下方的摆动导片164在滑块161的作用下通过滑轨162向上移动，两个摆动导片164移动到收卷轮11的卡齿上，由于此时收卷轮11的转动方向与摆动导片164的延伸方向相反，所以两个摆动导片164会卡在收卷轮11内部的卡齿上，从而限制收卷轮11的转动，收卷轮11在摆动导片164的作用下停止转动，停止收卷充电线7。
36.充电线7在移动过程中，受重力、移动角度等影响，可能会对摆动弹板564施加压力，摆动弹板564受力后挤压支撑件565，支撑件565将挤压力传导到弹动座566内部，弹动座566内部的充气叠件563受压后会向内回缩叠压在一起，充气叠件563受压到一定限度后，会将压力传导到接块一562上，接块一562上套接有活动张件一561，活动张件一561会随之下移，将弹动座566向外扩撑，接块一562下移过程中会向下挤压弹杆568，弹杆568会随之回缩，通过弹杆568与充气叠件563配合将对压力缓冲，使得充电线7可以稳定的从两块接触弧板w1之间移出。
37.通过本发明充电桩进行充电线收卷操作，充电线7不会过度收回而将充电枪6向外牵拉出，防止充电枪6在受到较大拉扯力会强行脱离汽车的充电口，充电枪6可以稳定插接在汽车的充电口上对汽车进行充电。
38.与现有技术相比，本发明可以通过调节导件活动调整配合控制收卷轮的转速，通过收卷轮的转动对充电线进行放出和收回，同时通过传导缓件配合收卷轮对充电线进行限制，能够有效控制充电线的收回速度；本发明通过测距传感器测量充电线的收回限度，当收卷到一定位置后，测距传感器将感应信号传输到控制模块，控制模块控制开合转件向内回缩夹紧充电线，可以有效对充电线的回缩限度进行控制。使用本发明充电桩给电动汽车充电，在充电线在回缩过程中不会向外拉扯充电枪，使得充电枪可以稳定对车进行充电，避免充电枪损坏。
39.本发明通过固定块、接杆、限定头、外壳、辅助转杆、压制导件、充电线插口的结合设置，充电线贯穿充电线插口伸入外壳内部，将辅助转杆向上移动，辅助转杆顶部的转轮转动，充电线在转轮的作用下可以进行前后移动，在移动过程中，两个压制导件会对称压制在充电线两端，使得充电线可以稳定进行移动。
40.本发明通过滑道、滑扣、移动块、接口、活动张件二的结合设置，多块移动块在滑道和滑扣的作用下灵活调整接口的大小，充电线在收卷过程中，多块移动块在滑道和滑扣的作用下向外打开，使得接口变大，充电线可以快速收回，在收回到一定限度后，多块移动块在滑道和滑扣的作用下向小缩回，使得接口变小，有效对充电线进行夹持限固。
41.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。