一种快速收回线缆的新能源汽车充电桩及其线缆收回方法与流程

本发明属于新能源汽车充电桩领域，特别涉及一种快速收回线缆的新能源汽车充电桩及其线缆收回方法。

背景技术：

随着汽车行业的发展，汽车尾气的排放成为城市主要污染源之一，随之而来的新能源电动汽车因其具有低能耗、低碳排放以及低噪声等优点，受到了各个国家和地方政府的支持，亦成为了全球新能源战略的重要发展方向。随着电动汽车产业的迅猛发展，市场上对电动汽车充电桩电缆的需求量亦陡然骤增，整个充电桩电缆产业的产能及质量备受市场瞩目，电缆的信赖性及使用寿命对电动车行业的发展有着重要的影响。

目前充电桩匹配的充电电缆通常长期暴露在外界环境中，易受汽车碾压、阳光暴晒、空气氧化、高温高湿以及酸碱化合物等环境的影响，导致电缆出现脆化龟裂、磨损断裂等失效现象，严重影响电缆的正常使用寿命，进而影响充电桩的充电效率和经营利润，因此需要一种能够将线缆回收至充电桩内的装置，保证线缆的使用寿命。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种快速收回线缆的新能源汽车充电桩及其线缆收回方法，能够快速的将线缆收回至线缆收纳装置内，有效的保护线缆，保证其使用寿命。

技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种快速收回线缆的新能源汽车充电桩，包括充电桩本体和设置在所述充电桩本体内部的线缆收纳装置，所述线缆收纳装置包括两个间距设置的固定板和设置在两个固定板之间的第一导线轮、第二导线轮以及线缆收放组件，至少一个所述线缆收放组件位于第一导线轮与第二导线轮之间，线缆的一端连接于充电枪，且另一端连接于充电模组，所述线缆的两端分别搭设在第一导线轮和第二导线轮上，位于第一导线轮与第二导线轮之间的线缆通过线缆收放组件调整线缆下垂的长度。

进一步的，所述线缆收放组件包括第一配重件、第二配重件和固定平衡件，所述固定平衡件相邻设置在第一导线轮和第二导线轮之间，两个所述固定板相对的一侧壁上分别沿竖直方向开设有第一导向槽和第二导向槽，所述第一导向槽、第二导向槽分别位于固定平衡件的两侧，且位于固定平衡件的下方，所述第一配重件上、下滑动设置在第一导向槽内，所述第二配重件上、下滑动设置在第二导向槽内，所述线缆依次在第一导线轮、第一配重件、固定平衡件、第二配重件和第二导线轮上呈“s”型绕设；所述第一配重件或第二配重件在拉动或松动线缆的状态下在竖直方向上、下位移。

进一步的，还包括阻尼保持件，所述阻尼保持件相邻固定平衡件设置，且所述阻尼保持件压覆固定平衡件上的线缆；所述阻尼保持件与固定平衡件形成供线缆穿过的阻尼通道(120)。

进一步的，所述第一配重件的重力大于第二配重件的重力；设定所述第一配重件的重力为g1，第二配重件的重力为g2，所述阻尼保持件与固定平衡件压覆线缆的阻尼力为f1，则g1+2f1≤g2。

进一步的，所述第一配重件、第二配重件均为动滑轮，所述固定平衡件为定滑轮，且动滑轮和定滑轮的轴线方向均垂直于固定板。

进一步的，还包括压紧组件，所述压紧组件设置充电桩本体的出线口处，所述压紧组价可压紧被拉出的线缆；所述压紧组件包括驱动件和压紧块，所述压紧块设置在第一导线轮的一侧，且所述压紧块通过驱动件相对于第一导线轮压紧或偏离。

进一步的，还包括清洁套筒和线缆外壁检测组件，所述清洁套筒设置在充电桩本体的出线口处，且相邻第一导线轮设置在靠近线缆出线端的一侧，所述清洁套筒为环状结构，所述线缆的出线端穿设过清洁套筒，且所述线缆阻尼滑动在清洁套筒内；所述线缆外壁检测组件设置在充电桩本体内的固定板上，且所述线缆外壁检测组件相邻第一导线轮设置在远离线缆出线端的一侧，所述线缆外壁检测组件检测进入充电桩本体内的线缆的外壁。

进一步的，还包括储线装置，所述储线装置设置在充电桩本体内的充电模组与线缆收纳装置之间；所述储线装置包括支撑板、收容转筒、和导向机构，所述收容转筒为竖向设置的柱形结构，所述支撑板位于收容转筒的一端，且所述收容转筒绕轴线转动设置在支撑板上，所述导向机构设置在收容转筒的另一端，且所述导向机构可沿收容转筒的轴线方向往复位移设置，所述导向机构导向所述第二导线轮上的线缆沿收容转筒的轴向单层螺旋缠绕在收容转筒的外壁上。

进一步的，所述导向机构包括导轨、活动板和分别设置在所述活动板上的连接杆、导线横杆，所述导轨平行间距于收容转筒设置，所述活动板滑动设置在所述导轨上，且所述连接杆同轴螺纹连接于收容转筒上，所述导向横杆间距收容转筒设置，且所述导向横杆的自由端向收容转筒的另一端延伸，所述导线横杆上贯通开设有导线孔，所述线缆穿设在导线孔内；所述活动板通过连接杆在收容转筒的转动下沿轴向位移。

一种快速收回线缆的新能源汽车充电桩的线缆收回方法，包括以下步骤：

(一)在放线状态：

s1：拉动充电枪一端的线缆，在人外力拉动的作用下，第一配重件沿第一导向槽向上滑动，线缆被拉伸出；

s2：在第一配重件上升至第一导向槽的顶端时，持续拉动线缆并增加拉力，第二配重件沿第二导向槽向上滑动，线缆被持续拉出；

s3：在第一配重件、第二配重件均上升至顶端时，若线缆长度仍不够，通过储线装置放线；收容转筒在驱动电机的驱动件进行转动，活动块通过连接杆与收容转筒的相对转动而向偏离收容转筒的一侧位移，线缆从收容转筒上松弛，则线缆可持续被拉出；

s4：线缆被拉出至确定的长度后，通过驱动件驱动压紧块压紧第一导线轮上的线缆，即完成线缆的出线过程；

(二)在收线状态：

s1：通过驱动件驱动压紧块偏离第一导线轮上的线缆，在第一配重件、第二配重件的自重作用下，第一配重件、第二配重件分别压覆线缆沿第一导向槽、第二导向槽向下位移，部分线缆被收回至线缆收纳装置中；

s2：当被拉出的线缆长度超出线缆收纳装置的收纳长度总量时，启动驱动电机反转转动，收容转筒在驱动电机的驱动作用下绕轴线转动，在收容转筒的转动的同时，收容转筒与导向机构中的连接杆通过螺纹副相对转动，活动板在导轨的限位作用下跟随连接杆向收容转筒的一侧位移，同时导向横杆跟随位移，所述导线孔使线缆沿收容转筒的轴向偏移，在收容转筒的转动下，线缆形成单层且螺旋缠绕在收容转筒上；

s3：在线缆被收回至线缆收纳装置的同时，线缆通过清洁套筒，清洁套筒去除线缆外壁上的灰尘以及水渍，位于清洁套筒后方的两个照相机对线缆的壁体进行特征标记采集，当照相机采集到线缆上的裂纹或破损标记特征时，采集图像并发送至后台终端。

有益效果：本发明的通过线缆收纳装置对线缆进行快速的收线和放线，非常大幅度的减轻线缆回收的劳动强度，而且其结构简单，设计巧妙，通过至少一个配重件在自重的作用下压覆线缆自动向下位移，从而使线缆收回，十分方便而且快捷；且该线缆收纳装置对充电桩内部空间的占用也非常小，无论安装和维护都及其方便。

附图说明

附图1为本发明的充电桩的整体结构主视图；

附图2为本发明的充电桩的整体结构侧视图；

附图3为本发明的线缆收纳装置和储线装置的立体结构示意图；

附图4为本发明的线缆收纳装置的内部结构示意图；

附图5为本发明的线缆收纳装置在放线状态下的运动状态示意图；

附图6为本发明的线缆收纳装置和储线装置的主视图；

附图7为本发明的线缆收纳装置和储线装置同时在放线状态的示意图；

附图8为本发明的图3中局部a的放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如附图1至附图4所示，一种快速收回线缆的新能源汽车充电桩，包括充电桩本体1和设置在所述充电桩本体1内部的线缆收纳装置2，所述线缆收纳装置2包括两个平行间距设置的平板状的固定板15和设置在两个固定板15之间的第一导线轮5、第二导线轮9以及线缆收放组件，两个导线轮的转动轴垂直于固定板15，至少一个所述线缆收放组件位于第一导线轮5与第二导线轮9之间，线缆4的一端连接于充电枪，且另一端连接于充电桩本体内的充电模组，所述线缆的两端分别搭设在第一导线轮5和第二导线轮9上，位于第一导线轮5与第二导线轮9之间的线缆在线缆自身重力的作用下自然下垂，下垂的线缆通过线缆收放组件调整线缆下垂的长度，在线缆从充电模组至充电枪之间长度一定的情况下，线缆下垂的长度越长，则充电枪位于充电桩本体1的出线口的距离就越近，同时位于充电桩本体1内部的线缆就越多，及可完成对线缆的快速收纳。

如附图3、附图4和附图5所示，所述线缆收放组件包括第一配重件7、第二配重件14和固定平衡件8，所述第一配重件7、第二配重件14均为动滑轮，所述固定平衡件8为定滑轮，且动滑轮和定滑轮的轴线方向均垂直于固定板15；采用滑轮结构能够减小线缆与配重件、固定平衡件之间的摩擦系数，能有效的减少线缆外壁的磨损，同时在收、放线的过程中也叫省力；所述固定平衡件8相邻设置在第一导线轮5和第二导线轮9之间，且所述固定平衡件8与第一导线轮和第二导线轮等高或相近，两个所述固定板15相对的一侧壁上分别沿竖直方向开设有第一导向槽10和第二导向槽11，所述第一导向槽10、第二导向槽11分别位于固定平衡件8的两侧，且两导向槽均位于两导线轮之间，且所述第一导向槽10、第二导向槽11均位于固定平衡件8的下方，至少导向槽的顶端不高于固定平衡件的高度，所述第一配重件7上、下滑动设置在第一导向槽10内，所述第二配重件14上、下滑动设置在第二导向槽11内，所述线缆4依次在第一导线轮5、第一配重件7、固定平衡件8、第二配重件14和第二导线轮9上呈“s”型绕设；使得第一配重件7、第二配重件14在线缆、固定平衡件、第一导线轮和第二导线轮四者的作用下形成两个并列的动滑轮机构，所述第一配重件7或第二配重件14在拉动或松动线缆的状态下在竖直方向上、下位移，通过拉动充电枪一侧的线缆，使第一平衡件7、第二平衡件14能在上下方向位移，以改变和调整线缆在竖直方向上的线缆下垂长度，以实现线缆的收放动作，由于是通过配重件的自重进行向下位移，在线缆回收时，能够自动完成收线动作，而且十分快速，不用人工手工盘线，也不用电动机械设置辅助，设计十分巧妙。

在放线状态时，拉动充电枪一端的线缆，在人外力拉动的作用下，第一配重件7沿第一导向槽10向上滑动，线缆被拉伸出；在第一配重件7上升至第一导向槽10的顶端时，持续拉动线缆并增加拉力，第二配重件14沿第二导向槽11向上滑动，线缆被持续拉出；若人拉动线缆的拉力较大，则两个配重件均可能同时向上位移；还包括压紧组件，所述压紧组件设置充电桩本体1的出线口处，所述压紧组价可压紧被拉出的线缆；所述压紧组件包括驱动件13和压紧块6，驱动件为电动推杆，所述压紧块6设置在第一导线轮5的一侧，且所述压紧块6通过驱动件13相对于第一导线轮5压紧或偏离，线缆被拉出至确定的长度后，通过驱动件13驱动压紧块6压紧第一导线轮5上的线缆，防止线缆反向窜动，即完成线缆的出线过程。

还包括阻尼保持件12，所述阻尼保持件12相邻固定平衡件8设置，且所述阻尼保持件12压覆固定平衡件8上的线缆；所述阻尼保持件12与固定平衡件8形成供线缆穿过的阻尼通道120，所述阻尼保持件12为定滑轮，且轴向垂直于固定板，且设置在固定平衡件8的上方，通过安装时调整阻尼通道的大小，使阻尼保持件12能够适当的压紧在固定平衡件8上的线缆4，使在拉动线缆时，能够使第一配重件7、第二配重件14有先后的运动顺序，也即，第一配重件7完全上升至第一导向槽的顶端后，第二配重件14才在线缆的作用下向上位移运动，保证在线缆伸出的长度不是很长的状态下，两个配重件不会同时上升，如附图4所示，第一配重件7上升，第二配重件14还未运动，以减少第二配重件14上升时对线缆的拉力作用。

所述第一配重件7的重力大于第二配重件7的重力，所述第一配重件7在自然下落的状态下能使线缆完全下垂；设定所述第一配重件7的重力为g1，第二配重件14的重力为g2，所述阻尼保持件12与固定平衡件8压覆线缆的阻尼力为f1，则g1+2f1≤g2，满足该公式时，当线缆回收时，第二配重件14才能够对线缆以及线缆上的第一配重件7产生足够的拉力，在第二配重件14的重力作用下，才能够使第二配重件压覆的线缆完全下垂；当两配重件的重量相近时，阻尼保持件12与线缆的阻尼力为零，以保证第二配重件能正常压覆线缆下垂。

还包括清洁套筒17和线缆外壁检测组件16，所述清洁套筒17设置在充电桩本体1的出线口处，且相邻第一导线轮5设置在靠近线缆出线端的一侧，所述清洁套筒17为环状结构，所述线缆的出线端穿设过清洁套筒17，清洁套筒内圈了填充吸水布料等，通过清洁套筒对线缆外壁上灰尘及水渍等进行去除，且所述线缆4阻尼滑动在清洁套筒17内，利于清洁套筒17对线缆外壁上的清洁处理；所述线缆外壁检测组件16设置在充电桩本体1内的固定板15上，且所述线缆外壁检测组件16相邻第一导线轮5设置在远离线缆出线端的一侧，所述线缆外壁检测组件16检测进入充电桩本体1内的线缆的外壁。所述线缆外壁检测组件16为机器视觉系统的照相机。在线缆4的出线端通过清洁套筒17后，位于清洁套筒17下方的两个照相机对线缆的壁体进行特征标记采集，当照相机采集到线缆上的裂纹或破损标记特征时，采集图像并发送至后台终端，以及时维护。

如附图3、附图6和附图7所示，还包括储线装置3，所述储线装置3设置在充电桩本体1内的充电模组与线缆收纳装置2之间；所述储线装置3包括支撑板26、收容转筒21、和导向机构，所述收容转筒21为竖向设置的柱形结构，所述支撑板26位于收容转筒21的一端，且所述收容转筒21绕轴线转动设置在支撑板26上，通过收容转筒21可缠绕线缆，所述导向机构设置在收容转筒21的另一端，且所述导向机构可沿收容转筒21的轴线方向往复位移设置，所述导向机构导向所述第二导线轮9上的线缆沿收容转筒21的轴向单层螺旋缠绕在收容转筒21的外壁上。通过储线装置3能在充电桩本体1内存储更多的线缆，以适应更长距离的新能源汽车充电；且通过导向机构在收容转筒21转动的同时进行位移，以使得线缆跟随导向机构位移，则可使线缆形成螺旋缠绕的方式，该种方式使线缆排布均匀，能够避免线缆之间的相互堆叠挤压和相互缠绕的现象，使线缆均匀的错开。

如附图6至附图8所示，所述导向机构包括导轨24、活动板25和分别设置在所述活动板25上的连接杆28、导线横杆22，所述导轨26为两根长杆体结构，两个导轨26对称设置在收容转筒21的两侧，所述导轨24平行间距于收容转筒21设置，所述活动板25滑动设置在所述导轨24上，在靠近导向机构的一侧还设有导轨支撑板27两个所述导轨支撑设置在支撑板26与导轨支撑板27上，所述连接杆28同轴螺纹连接于收容转筒21上，所述导向横杆22间距收容转筒21靠近线缆收纳装置2的一侧设置，且所述导向横杆22的自由端向收容转筒21的另一端延伸，所述导线横杆22的延伸端上贯通开设有导线孔30，所述线缆穿设在导线孔30内；所述活动板25通过连接杆28在收容转筒21的转动下沿轴向位移。所述导向横杆22和导线孔30对线缆4进行导向，并带动线缆在轴向方向位移，而使得线缆能够螺旋缠绕，穿过导线孔30的线缆为通过第二导线轮9之后的线缆。

其中连接杆28的位移方式至少包含两种实施例，第一种实施例，收容转筒21内部为空腔结构，其内部设置有例如气缸等直线位移模组，能够是连接杆沿轴向往复位移；

第二种实施例，所述连接杆28为螺纹杆，所述收容转筒21的端部对应开设有螺纹孔，所述连接杆28与收容转筒21螺纹连接，收线状态下，在收容转筒转动时，在转动副的作用下驱动活动板25向收容转筒的一侧位移，驱动电机20反转，则活动板25可远离收容转筒放线，该种方式结构紧凑，而且简单，设计巧妙，使得线缆能够螺旋缠绕，而且效果较好，所述连接杆28的螺距等于或略大于线缆5的直径值，收容转动每转动一圈，则连接杆28向前位移一个螺距值，以使线缆能够紧贴着形成螺旋缠绕。

一种快速收回线缆的新能源汽车充电桩的线缆收回方法，包括以下步骤：

(一)在放线状态：

s1：拉动充电枪一端的线缆，在人外力拉动的作用下，第一配重件7沿第一导向槽10向上滑动，线缆被拉伸出；

s2：在第一配重件7上升至第一导向槽10的顶端时，持续拉动线缆并增加拉力，第二配重件14沿第二导向槽11向上滑动，线缆被持续拉出；

s3：在第一配重件7、第二配重件14均上升至顶端时，若线缆长度仍不够，通过储线装置3放线；收容转筒21在驱动电机20的驱动件进行转动，活动块7通过连接杆与收容转筒21的相对转动而向偏离收容转筒21的一侧位移，线缆4从收容转筒21上松弛，则线缆可持续被拉出；

s4：线缆被拉出至确定的长度后，通过驱动件13驱动压紧块6压紧第一导线轮5上的线缆，即完成线缆的出线过程；

(二)在收线状态：

s1：通过驱动件13驱动压紧块6偏离第一导线轮5上的线缆，在第一配重件7、第二配重件14的自重作用下，第一配重件7、第二配重件14分别压覆线缆沿第一导向槽10、第二导向槽12向下位移，部分线缆被收回至线缆收纳装置2中；

s2：当被拉出的线缆长度超出线缆收纳装置2的收纳长度总量时，启动驱动电机20反转转动，收容转筒21在驱动电机20的驱动作用下绕轴线转动，在收容转筒21的转动的同时，收容转筒21与导向机构中的连接杆28通过螺纹副相对转动，活动板25在导轨的限位作用下跟随连接杆28向收容转筒21的一侧位移，同时导向横杆22跟随位移，所述导线孔30使线缆沿收容转筒21的轴向偏移，在收容转筒21的转动下，线缆形成单层且螺旋缠绕在收容转筒21上；

s3：在线缆4被收回至线缆收纳装置2的同时，线缆4通过清洁套筒17，清洁套筒17去除线缆外壁上的灰尘以及水渍，位于清洁套筒17后方的两个照相机对线缆的壁体进行特征标记采集，当照相机采集到线缆上的裂纹或破损标记特征时，采集图像并发送至后台终端。

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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。