一种驱动机构及侧方位底面充电机构的制作方法

1.本发明涉及充电桩技术领域，特别涉及一种驱动机构及侧方位底面充电机构。


背景技术：

2.目前底盘式自动充电按照连接器类型来分主要有两种：一种为非接触式自动充电，主要代表为无线充电，无线充电有以下几种缺点：
3.能量传输效率低，原因为固有的线圈发热所产生的能量损耗非常严重，并且受限于原理此损耗是不可避免的；
4.有效充电区域小，在增加充电区域时带来的效率大幅下降，充电区域也取决于充电端与受电端的线圈大小，以增加线圈所带来的增加充电区域的投入产出比大于1；
5.安全性方面还有缺陷，充电过程中产生的磁场功率高可将铁质物液化，液化后会击穿充电板的面板带来燃烧放电等事故，就目前的检测技术还达不到完全检测的效果，活体检测也只能针对于大型动物，所产品的危害很大；
6.电磁辐射忧虑，充电过程中产生的电磁辐射对人体的伤害大，轻微可至人体毛发脱落，重度可产生人员的伤亡。
7.因此，无线充电优点很明显但缺点也无法避免，目前还不能进行大规模的应用。
8.另一种为接触式底盘自动充电，接触式底盘自动充电又分为三种情况：
9.1.受电端或车载端向下与充电端对接，主要代表为充电靴，一种将运动机构放置在充电汽车上的方法，主要的缺点在于增加了汽车的自重，减少了汽车的续航能力，并且需要特殊的地面上，方案整体的成本过高。
10.2.受电端或车载端与充电端对接同时运动进行对接，此法产生的主要优点在于简化了机构繁杂度，增加了对接高度的范围，但其带来的成本增加大，并不能产生功率或效率的提升，所以此方式并不适合推广。
11.3.充电端向上与受电端或车载端对接，主要的代表为volterio运动机构，但是，对接连接器结构过于繁杂。
12.因此，需要寻求一种能够适应从地面到用于电能驱动车辆的电池充电对接的运动机构，从而通过空间位置的移动来完成准确充电并且结构相对简单，能够降低成本，而且可以大范围使用的充电装置。


技术实现要素：

13.本发明解决了相关技术中整体成本高、不适合大范围使用以及对接连接器结构过于繁杂的问题，提出一种驱动机构及侧方位底面充电机构，结构简单，从而节约了成本，并可以实现右侧方、左侧方和后方的充电，使用范围更广并能实现可视化充电。
14.为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种驱动机构，用于驱动充电用的摆臂，包括：
15.升降装置，所述升降装置包括丝杆传动副和驱动所述丝杆传动副的第一驱动器；
16.偏摆装置，所述偏摆装置包括驱动轴和驱动所述驱动轴偏转的第二驱动器，所述驱动轴的一端连接所述摆臂以带动所述摆臂偏转；
17.连接桥，所述连接桥的第一端与所述丝杆传动副螺纹配合，所述连接桥的第二端连接所述驱动轴，所述连接桥在所述丝杆传动副作用下竖向移动，同时带动所述摆臂竖向移动。
18.作为优选方案，所述摆臂的末端设置有连接器，所述连接器借助弹性座体安装在摆臂末端的槽内，所述弹性座体包括旋转座和芯座，所述旋转座可转动地安装在所述槽内，所述芯座的一部分套接在所述旋转座内形成滑动配合，所述芯座和旋转座之间还配置有弹性件，所述芯座上安装所述连接器。
19.作为优选方案，所述摆臂上设有驱动所述旋转座偏转的直线模组，所述旋转座内配置有横向的销，所述芯座配置有与所述销配合的竖向滑槽，所述旋转座利用销带动所述芯座旋转。
20.作为优选方案，所述摆臂包括相互铰接的一级臂和二级臂，所述一级臂的第一端直接由所述驱动轴驱动，所述一级臂的第二端与所述二级臂的第一端铰接，所述二级臂的第二端安装连接器，所述二级臂由次偏摆装置驱动偏转，所述次偏摆装置包括第三驱动器和链轮组，所述链轮组包括转动安装于所述一级臂第一端的主动链轮和转动安装于所述一级臂第二端的从动链轮，所述第三驱动器通过传动杆驱动所述主动链轮，所述从动链轮带动所述二级臂偏转。
21.作为优选方案，所述驱动轴具有竖向贯穿的轴孔，所述轴孔内可转动地安装所述传动杆，所述传动杆的第一端由固定在连接桥上的第三驱动器驱动，所述传动杆的第二端穿过所述轴孔连接于所述主动链轮。
22.作为优选方案，所述驱动轴借助花键轴承可转动地安装在支架上，所述花键轴承的外套固定于支架，所述花键轴承的内套与所述驱动轴键槽配合，所述第二驱动器也安装在支架上，所述第二驱动器通过皮带轮组带动所述花键轴承的内套转动从而带动所述驱动轴偏转，所述驱动轴的第一端与所述连接桥转动连接，所述驱动轴的第二端与所述一级臂固定连接。
23.作为优选方案，所述传动杆的第一端转动安装在所述连接桥上，所述传动杆由固定在连接桥上的第三驱动器驱动，所述传动杆的第二端通过齿轮组驱动所述主动链轮。
24.作为优选方案，所述驱动轴转动安装在支架上且由固定在支架上的第二驱动器驱动，所述连接桥通过花键轴承与所述驱动轴连接，所述花键轴承的外套与所述连接桥固定连接，所述花键轴承的内套与所述驱动轴键槽配合，所述花键轴承的内套外周还套接传动臂的第一端，所述传动臂的第二端固定连接所述一级臂。
25.作为优选方案，所述花键轴承的外套靠近所述一级臂的一端套接所述传动杆的第一端，所述传动杆的第二端驱动所述主动链轮，所述传动杆由固定在所述连接桥上的第三驱动器驱动。
26.一种侧方位底面充电机构，其他特征，包括：
27.如前任意一项所述的驱动机构；
28.壳体，壳体内置所述驱动机构，且所述壳体具有收纳空间；
29.摆臂，外置于所述壳体且能折叠收纳于所述壳体的收纳空间内；
30.连接器，设置在所述摆臂上并由摆臂调整对接充电接头。
31.作为优选方案，还包括清扫装置，所述清扫装置内置在所述壳体内且与收纳后的连接器的位置对应。
32.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
33.(1)本发明的放置位置可以是电动车辆的前方、后方、左侧方、右侧方，环境适应灵活，可用度高；并且固定方式可以是与地面固定，也可以是与相应的墙面固定，固定的方式多样，适用范围广，因此，可以大范围使用；
34.(2)本发明结构相对简单，提高了设备本身的空间限制，从而节约了成本；
35.(3)本发明通过升降装置、偏摆装置的配合使得充电装置在空间内做三维运动而实现充电位置的对准，完成准确充电，并能实现连接器平行的与受电单元耦合，提高了充电设备的稳定性；
36.(4)本发明的充电位置为电动汽车的侧方，从而提高了充电的可视性；
37.(5)本发明在不充电的状态下，对接连接器完全收缩到设备内指定位置，并通过防护罩进行防护从而避免损坏充电的连接器；
38.(6)本发明也提供多种安装方式，可以与地面进行安装也可以挂在墙壁上，用户可以根据实际需求进行选择，适用范围更广。
附图说明
39.图1是本发明实施例1的整体结构示意图；
40.图2是图1中a处的局部放大图；
41.图3是本发明实施例1升降装置的结构示意图；
42.图4是本发明实施例1偏摆装置的结构示意图；
43.图5是本发明实施例1旋转座的结构示意图；
44.图6是本发明实施例1芯座的结构示意图；
45.图7是本发明实施例1旋转座和芯座的连接关系示意图；
46.图8是本发明实施例2的整体结构示意图；
47.图9是本发明实施例2升降装置的结构示意图；
48.图10是本发明实施例2偏摆装置的结构示意图；
49.图11是本发明实施例3的整体结构示意图(除去壳体)；
50.图12是本发明实施例3升降装置的结构示意图；
51.图13是本发明实施例3偏摆装置的结构示意图；
52.图14是本发明分别位于电动汽车的右侧方、左侧方和后方时的结构示意图。
53.图中：
54.1、壳体，2、下支架，3、上支架，4、背支架，5、一级臂，6、二级臂，7、连接器，8、第一驱动器，9、丝杆固定架，10、丝杆，11、连接桥，12、皮带轮组，13、立架，14、挂架座，15、中支架，16、左支架，17、右支架，18、同步带轮组，19、驱动轴，20、传动杆驱动副，21、驱动轴上固定架，22、驱动轴下固定架，23、波纹管，24、第二驱动器，25、花键轴承的外套，26、花键轴承的内套，27、第三驱动器，28、传动杆，29、链轮组，30、清理电机，31、连接器防尘罩，32、刷子，33、显示板，34、直线模组，35、旋转座，36、弹性件，37、芯座，39、丝杆螺母，40、销，41、花键杆
下固定架，42、销孔，43、齿轮组，44、传动臂，45、滑槽。
具体实施方式
55.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
56.实施例1
57.如图1至7所示，一种驱动机构，用于驱动充电用的摆臂，包括：
58.升降装置，升降装置包括丝杆传动副和驱动丝杆传动副的第一驱动器8；
59.偏摆装置，偏摆装置包括驱动轴19和驱动驱动轴19偏转的第二驱动器24，驱动轴19的一端连接摆臂以带动摆臂偏转；
60.连接桥11，连接桥11的第一端与丝杆传动副螺纹配合，连接桥11的第二端连接驱动轴19，连接桥11在丝杆传动副作用下竖向移动，同时带动摆臂竖向移动。
61.其中，还包括用以支撑的支架，在本实施例中，支架包括下支架2、上支架3、背支架4、中支架15、左支架16和右支架17，中支架15与上支架3、背支架4、下支架2均相连，左支架16连接在下支架2的一侧，右支架17连接在下支架2的另一侧并与背支架4相连。
62.在一个实施例中，摆臂的末端设置有连接器7，连接器7借助弹性座体安装在摆臂末端的槽内，弹性座体包括旋转座35和芯座37，旋转座35可转动地安装在槽内，芯座37的一部分套接在旋转座35内形成滑动配合，芯座37和旋转座35之间还配置有弹性件36，芯座37上安装连接器7，其中，弹性件36可以是弹簧也可以是其他具有弹性的元件，在充电的时候，弹性件36可以起到减震的作用；此外，旋转座35包括内部中空的座体和铰接部，座体的中空部用于容纳芯座37，座体上开设有销孔42。
63.进一步地，摆臂上设有驱动旋转座35偏转的直线模组34，在本实施例中，直线模组34为电推杆，直线模组34的一端与摆臂铰接，另一端与旋转座35的铰接部铰接；旋转座35内配置有横向的销40，具体的，销40安装于销孔42内，芯座37配置有与销40配合的竖向滑槽45，使得芯座37可以在弹性件36以及销40、滑槽45的配合下上下微动，以在充电时对车体传递给连接器7的震动产生减震效果；此外，电推杆带动旋转座35进行转动，旋转座35利用销40带动芯座37旋转，进而带动连接器7进行转动。
64.在一个实施例中，摆臂包括相互铰接的一级臂5和二级臂6，一级臂5的第一端直接由驱动轴19驱动，一级臂5的第二端与二级臂6的第一端铰接，二级臂6的第二端安装连接器7，二级臂6由次偏摆装置驱动偏转，次偏摆装置包括第三驱动器27和链轮组29，当然，链轮组29也可以替换为同步带轮组、皮带轮组或者齿轮组；链轮组29位于一级臂5的内部，链轮组29包括转动安装于一级臂5第一端的主动链轮和转动安装于一级臂5第二端的从动链轮，第三驱动器27通过传动杆28驱动主动链轮，从动链轮带动二级臂6偏转。
65.在一个实施例中，驱动轴19具有竖向贯穿的轴孔，轴孔内可转动地安装传动杆28，传动杆28的第一端由固定在连接桥11上的第三驱动器27驱动，具体的，传动杆28通过传动杆驱动副20与第三驱动器27相连，传动杆28的第二端穿过轴孔连接于主动链轮，传动杆驱动副20可以是同步带轮组、皮带轮组或者链轮组；则第三驱动器27通过传动杆驱动副20带动传动杆28转动，从而驱动主动链轮带动从动链轮转动，进而带动二级臂6实现偏转。
66.在一个实施例中，驱动轴19借助花键轴承可转动地安装在支架上，花键轴承的外套25固定于下支架2，花键轴承的内套26与驱动轴19键槽配合，第二驱动器24也安装在下支架2上，第二驱动器24通过皮带轮组12带动花键轴承的内套26转动从而带动驱动轴19偏转，具体的，皮带轮组12包括通过同步带连接的驱动同步轮和从动同步轮，驱动同步轮连接于第二驱动器24上，从动同步轮连接于花键轴承的内套26上，则第二驱动器24工作时，通过皮带轮组12带动花键轴承的内套26的转动，从而带动一级臂5做摆动运动。
67.在本实施例中，丝杆传动副为丝杆10，丝杆10转动连接在上支架3与丝杆固定架9之间，丝杆固定架9安装于背支架4上；其中，同步带轮组18包括通过同步带连接的驱动同步轮和从动同步轮，驱动同步轮连接于第一驱动器8，从动同步轮与丝杆10相连；当然，同步带轮组18也可以替换为齿轮组或者链轮组等。
68.此外，驱动轴19的第一端与连接桥11转动连接，驱动轴19的第二端与一级臂5固定连接，其中，驱动轴19为花键轴，驱动轴19的上端和下端分别连接在驱动轴上固定架21和驱动轴下固定架22上，驱动轴19与驱动轴下固定架22连接处安装有波纹管23，一级臂5连接于驱动轴下固定架22上，则第一驱动器8工作时，通过同步带轮组18带动丝杆10转动，使得丝杆10上的连接桥11可以沿丝杆10上下运动，丝杆10上下运动过程中带动驱动轴19做上下的运动，驱动轴19可带动连接于驱动轴下固定架22上一级臂6做上下运动。
69.在本实施例中，第一驱动器8、第二驱动器24和第三驱动器27均采用电机。
70.实施例2
71.如图8至10所示，与实施例1不同的是，传动杆28的第一端转动安装在连接桥11上，传动杆28由固定在连接桥11上的第三驱动器27驱动，具体的，第三驱动器27的转轴通过皮带轮组与传动杆28相连，传动杆28的第二端通过齿轮组43驱动主动链轮，则第三驱动器27工作时通过皮带轮组带动传动杆28转动，从而带动传动杆28第二端的齿轮组43转动，进而带动主动链轮转动，最后带动二级臂6进行摆动。
72.此外，与实施例1的不同之处还在于：本实施例中的丝杆传动副为丝杆10和丝杆螺母39，丝杆螺母39与丝杆10螺纹连接，丝杆螺母39固定安装于连接桥11上，驱动轴19转动安装在上支架3与驱动轴下固定架22上，且由固定在上支架3上的第二驱动器24驱动，连接桥11通过花键轴承与驱动轴19连接，花键轴承的外套25与连接桥11固定连接，花键轴承的内套26与驱动轴19键槽配合，花键轴承的内套26外周还套接传动臂44的第一端，传动臂44的第二端固定连接一级臂5；则第一驱动器8工作时，通过同步带轮组18带动丝杆10转动，使得丝杆10上的丝杆螺母39可以沿丝杆10上下运动，则与丝杆螺母39相连的连接桥11可以做上下运动，连接桥11上下运动过程中通过花键轴承的内套26带动驱动轴19做上下的运动，驱动轴19可带动连接于驱动轴下固定架22上一级臂6做上下运动；此外，第二驱动器24工作时，通过皮带轮组12带动驱动轴19转动，从而带动花键轴承的内套26转动，进而通过传动臂44带动一级臂5做摆动运动。
73.在本实施例中，支架包括下支架2、上支架3、背支架4，背支架4分别与下支架2、上支架3相连。
74.实施例3
75.如图11至13所示，与实施例2不同的是，花键轴承的外套25靠近一级臂5的一端套接传动杆28的第一端，传动杆28的第二端驱动主动链轮，传动杆28由固定在连接桥上的第
三驱动器27驱动，具体的，第三驱动器27通过同步轮传动组与花键轴承的外套25相连，则第三驱动器27工作时，通过同步轮传动组带动花键轴承的外套25转动，进而带动传动杆28转动，传动杆28通过主动链轮带动从动链轮最终带动二级臂6进行摆动。
76.本实施例的升降装置与实施例1相同，升降原理也与实施例1相同，本实施例的一级臂5的偏摆与实施例2相同，在此不再赘述。
77.实施例4
78.如图1至13所示，本实施例的另一方面，还提供一种侧方位底面充电机构，包括：
79.如实施例1或实施例2或实施例3所述的驱动机构；
80.壳体1，壳体1内置驱动机构，且壳体1具有收纳空间；
81.摆臂，外置于壳体且能折叠收纳于壳体1的收纳空间内；
82.连接器7，设置在摆臂上并由摆臂调整对接充电接头。
83.在一个实施例中，还包括清扫装置，清扫装置内置在壳体1内且与收纳后的连接器7的位置对应，具体的，清扫装置包括清理电机30和连接器防尘罩31，连接器防尘罩31安装于下支架2上，清理电机30通过l形的电机支座安装于背支架4上，清理电机30的转轴上连接有刷子32，刷子32另一端转动连接于连接器防尘罩31内，则清理电机30可以驱动刷子32进行转动，对收纳与连接器防尘罩31内的连接器7的表面进行清理。
84.此外，为了方便安装，本实施例的侧方位底面充电装置还包括立架13和挂架座14，挂架座14固定在壳体1背部，立架13可以通过螺钉可拆卸连接于壳体1上，当需要挂臂时，可以将立架13拆下，并在挂架座14上固定挂架，进行安装。
85.另外，为了信息的便捷读取，本实施例的侧方位底面充电装置还包括显示板33，所述显示板33固定于壳体1顶部。
86.此外，如图14所示，本发明中各实施例中的侧方位底面充电装置在充电时可以位于电动车辆的前方、后方、左侧方、右侧方，环境适应灵活，可用度高，适用范围更广。
87.以上为本发明较佳的实施方式，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改，因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。