本发明总的涉及电动设备充电技术领域。更具体地，涉及一种应用在电动设备上的锁定装置及具有该锁定装置的充电连接器。
背景技术：
针对中国市场的电动汽车，按照gb/t标准的汽车充电接口要求具有机械锁功能来机械锁定充电连接器和充电插座，这一功能由锁定杆的机械部分来完成，通常是绕旋转轴旋转的单件铝框架或塑料。用户可以用其拇指按压关于旋转轴与锁定区域相反的锁定杆的表面，进而压缩扭转弹簧来操作锁定杆。当锁定杆处于空档位置或锁定位置时，意味着没有任何用户动作(交互)，锁定杆的锁定区域锁定充电插座。该标准还要求使用开关功能(常闭开关)来控制锁定杆，以确保机械锁定功能，进而确保锁定杆处于锁定位置或空档位置。此外，该标准定义了锁定杆的联锁部分相对于连接器接口的位置，旋转轴的位置是自由的，但最小行程是必需的，该标准要求达到1.5mm的精度。也就是说，联动开关应在机械锁定杆抬高1.5mm前断开。
尤其对于dc电流和/或高电流强度车辆连接器来说，充电连接器的安全可靠和开关的高精度性是至关重要的。对于某些高电流强度的设备来说，业内已考虑增加电子锁来对锁定杆实施电动机械锁定。
专利申请cn105896198公开了一种具有旋转锁定杆的车辆充电连接器。该产品具有“推触开关”作为电子开关。该开关具有“推触”感应执行器。当用户驱动锁定杆时，旋转轴和用户用其拇指按压的表面之间的表面将会下压开关的执行器，因而该表面在枢轴点之后启动开关。在这种配置中具有常闭电子开关，即开关通常处于闭合状态。此外，开关的精度取决于锁定杆的行程，如果锁定杆过长和/或如果锁定杆上驱动开关的表面远离转轴点，则具有不精确的缺点。该方案中，由于触发杆27与转轴23之间的距离远小于锁定勾脚24与转轴23之间的距离，并且触发杆27与安全开关3之间存在间隙，因而，触发杆27的移动行程远小于锁定勾脚24的移动行程，导致开关精确度不高。
专利申请cn105977702提出了另一种替代方式。该专利公开了具有锁定杆功能的类似原理的车辆充电连接器，唯一不同的是，锁定杆驱动开关的表面位于锁定表面和转轴点之间，即驱动开关的表面在转轴点之前。在这种情况下，为了实现开关功能通常关闭，使用了常开电子开关。该方案具有开关精度独立于锁定杆行程的优点。然而，由于标准所限定的尺寸约束，如果锁定表面和开关之间的距离较短，开关及其驱动元件的安装空间有限，同样会导致精确度不高的缺点。因此，车辆充电连接器的整体尺寸限制使得此解决方案难以实现。
技术实现要素：
本发明的目的就在于解决上述现有技术中存在的问题，提出一种更精确的锁定装置，其中开关的精确度独立于锁定杆行程，并且充电连接器的整体尺寸不影响连接器接口区域。基于此锁定装置的充电连接器产品更易于安全可靠地使用。
为此，根据本发明的一个方面，提供一种锁定装置，所述锁定装置包括绕枢转轴线枢转的锁定杆，所述锁定杆的一端设有锁定钩，另一端设有按压表面，所述锁定装置还包括微动开关、电子锁以及所述锁定杆的复位元件，其中，所述微动开关为常开开关并与相对于所述锁定钩设置在所述枢转轴线的相对侧的接触件保持接触，当所述锁定杆处于锁定位置时，所述接触件触发所述微动开关使其闭合。
根据上述技术构思，本发明可进一步包括任何一个或多个如下的优选形式。
在某些优选形式中，所述锁定装置包括设有所述接触件的支架，所述支架从所述锁定杆沿所述按压表面的按压方向延伸，当所述锁定杆处于锁定位置时，所述接触件的接触表面相反于所述按压方向触发所述微动开关使其闭合。
在某些优选形式中，所述微动开关和所述电子锁平行于所述锁定杆的中平面布置。
在某些优选形式中，所述微动开关和所述电子锁并排布置且彼此接触。
在某些优选形式中，所述支架与所述锁定杆一体成型。
在某些优选形式中，所述支架的接触件设置在与所述锁定杆的中平面偏离的平面内，并延伸至所述微动开关下方。
在某些优选形式中，所述接触件的接触表面相反于所述按压方向朝向，以与所述微动开关的沿按压方向设置的致动器相接触。
在某些优选形式中，所述支架的与所述接触表面相对的表面用作所述锁定杆枢转时的止转表面。
在某些优选形式中，所述支架对应于所述电子锁的位置具有半圆柱面，其与所述电子锁的锁销杆相配合。
在某些优选形式中，所述锁定杆包括凸轮面，以在所述按压表面被按压时使得未通电的电子锁的锁销杆趋于朝向缩回位置移动。
在某些优选形式中，所述凸轮面被设置为形成在所述支架的半圆柱面上。
在某些优选形式中，所述电子锁还包括与所述锁销杆接触的锁轴，所述锁轴具有环形凸缘并从环形凸缘分别向两端延伸，其中一端延伸抵接所述锁销杆，另一端延伸进入充电连接器的壳体上设置的孔中。
在某些优选形式中，弹性元件套接在所述锁轴上并位于所述环形凸缘和所述壳体的内壁之间，所述弹性元件施加的力大于所述电子锁未通电时所述锁销杆的阻力，但小于所述电子锁通电后所述锁销杆的弹出力。
在某些优选形式中，在所述电子锁未通电情况下，所述孔允许工具的进入来推动所述电子锁的所述锁轴。
在某些优选形式中，所述电子锁的所述锁轴穿过所述孔延伸出所述壳体，以使得在所述电子锁未通电情况下，允许推动所述锁轴。
在某些优选形式中，所述支架和所述枢转轴线之间的距离大于等于所述锁定钩和所述枢转轴线之间的距离。
根据本发明的另一方面，还提供了一种充电连接器，所述充电连接器包括壳体和充电接口，其中，所述充电连接器还包括根据上述任一形式的锁定装置。
根据本发明，锁定杆上设有支架，该支架从锁定杆沿按压表面的按压方向延伸并具有接触件，以允许具有相反于所述按压方向朝向的与开关致动器接触的接触表面。开关的致动器沿按压方向设置，意味着接触压力必须自下而上驱动。支架的接触表面允许当按下锁定杆使其以顺时针方向旋转时，锁定杆和开关致动器之间脱离接触，开关处于打开位置，当锁定杆通过复位元件逆时针枢转回到空档位置时，锁定杆的支架与开关致动器接触并使得开关处于关闭位置。
由于本发明，当存在解锁动作时允许锁定杆脱离开关致动器并释放解锁，同时锁定杆的枢轴和锁定表面之间距离与枢轴和接触表面之间距离，以及锁定杆和开关致动器之间距离的距离比率允许高精度的检测。基于本发明的充电连接器产品更安全，且更容易使用。
附图说明
本发明的其它特征以及优点将通过以下结合附图详细描述的优选实施方式更好地理解，其中：
图1是充电连接器和充电插座的立体示意图；
图2是根据本发明优选实施方式的充电连接器中锁定装置的示意图；
图3是根据本发明优选实施方式的充电连接器中包括锁定装置的外壳的爆炸示意图；
图4a至图4c分别从不同角度示出了图2的锁定装置中锁定杆和开关的示意图；
图5a是锁定杆处于锁定位置的示意图，示出了开关的闭合状态，图5b为图5a中的局部放大视图；
图6a是锁定杆处于解锁位置的示意图，示出了开关的打开状态，图6b为图6a中的局部放大视图；
图7a是充电连接器没有与充电插座连接并且锁定杆处于空档位置的示意图，示出了电子锁的解锁状态，图7b为此状态下的局部放大视图；
图8a是充电连接器将要与充电插座连接并且锁定杆处于解锁位置的示意图，示出了电子锁的解锁状态，图8b为此状态下的局部放大视图；
图9a是充电连接器与充电插座连接并且锁定杆处于锁定位置的示意图，示出了电子锁的锁定状态，图9b为此状态下的局部放大视图；
图10a和图10b分别是充电连接器与充电插座连接的状态示意图，示出了电子锁的第一解锁操作状态，图10c为图10a中的局部放大视图，图10d为此状态下的局部放大视图；
图11a和图11b分别是充电连接器与充电插座连接的状态示意图，示出了电子锁的第二解锁操作状态，图11c为图11a中的局部放大视图，图11d为此状态下的局部放大视图；
图12a和图12b分别是充电连接器与充电插座连接的状态示意图，示出了电子锁的第三解锁操作状态，图12c为图12a中的局部放大视图，图12d为此状态下的局部放大视图；
图13a和图13b分别是充电连接器与充电插座连接的状态示意图，示出了电子锁的第四解锁操作状态，图13c为图13a中的局部放大视图，图13d为此状态下的局部放大视图。
具体实施方式
下面详细讨论实施例的实施和使用。然而，应当理解，所讨论的具体实施例仅仅示范性地说明实施和使用本发明的特定方式，而非限制本发明的范围。在描述时各个部件的结构位置例如上、下、顶部、底部等方向的表述不是绝对的，而是相对的。当各个部件如图中所示布置时，这些方向表述是恰当的，但图中各个部件的位置改变时，这些方向表述也相应改变。
如图1所示，根据本发明的充电连接器1通常包括具有手柄的壳体4、可拆卸连接至壳体4的保护盖2和由保护盖2罩住的充电接口5，充电接口5能够与充电设备的充电插座3彼此耦合，从而经由电源电缆7连接至充电站来对充电设备进行充电。充电连接器1设有可由用户驱动的锁定装置6，该锁定装置6更具体地示出在图2中，其包括可绕轴线x1枢轴旋转的锁定杆8、微动开关11、电子锁12以及对锁定杆进行复位的复位元件，例如复位弹簧13。微动开关11为常开开关，例如为推动接触开关类型。电子锁12例如为双稳态或单稳态线圈。
图3示出了包括锁定装置的外壳的爆炸示意图。锁定杆8可枢转地安装在右壳体9和左壳体10之间，微动开关11靠近右壳体9设置，并通过右壳体9上的定位销锁定就位。电子锁12同样设置在右壳体9内与开关11并排抵靠，并通过右壳体9上的定位销锁定就位，进而左壳体10将开关11和电子锁12彼此压靠固持。
从图4a至图4c中可见，锁定杆8包括主体81和与主体81一体成型的支架82，主体81包括位于其一端的锁定钩8a和位于另一端的按压表面8c，在枢转轴线x1处分别向两侧延伸出同轴圆柱座8d、8e，以分别固定至左右壳体。
支架82设有接触件83，并从锁定杆8沿按压表面8c的按压方向延伸位于枢转轴线x1的相对于锁定钩8a的相对侧，优选将支架82和枢转轴线x1之间的距离设置为大于等于锁定钩8a和枢转轴线x1之间的距离。通过这种方式，该充电连接器具有足够的空间来布置微动开关、电子锁以及微动开关的触发装置。锁定杆8具有垂直于轴线x1的中平面p1，支架82的接触件83的中平面p2平行且偏离锁定杆8的中平面p1，并延伸至开关11下方，该接触件83具有相反于按压方向朝向的接触表面82a。开关11的致动器11a沿按压方向设置，由此开关11被嵌入在锁定杆8的主体81和支架82的接触表面82a之间，能够实现接触表面对开关的即时触发，开关的精确度不受锁定杆的行程的影响。当锁定杆8处于空档位置时，结合图2所示的一种实施方式，接触件83设置于枢转轴线x1和按压表面8c之间，微动开关11与接触件83保持接触，当锁定杆8处于锁定位置时，支架82的接触表面82a相反于按压方向触发所述微动开关11使其闭合。应理解的是，基于不同的构造需求，接触件83亦可设置于按压表面8c之下或者更加远离枢转轴线x1的位置。在图2所示实施方式中，微动开关11和电子锁12平行于锁定杆8的中平面p1布置，优选并排布置且彼此接触。在此种构造中，从图4b还可看出，支架82对应于电子锁12的位置还具有半圆柱面82b，在优选实施方式中可位于锁定杆8的中平面p1内。该半圆柱面82b能够与电子锁12的对应部件相配合，这将在下文中详细描述。此外，如图4b所示，支架82的与接触表面82a相对的表面82d还可在锁定杆8枢转时抵接壳体，以用作锁定杆8的止转表面防止锁定杆被按压过度。
图5a和图5b是锁定杆8处于锁定位置的示意图，示出了开关11的关闭状态。在这种配置中，锁定杆8处于空档位置时，意味着没有任何用户交互动作并且复位弹簧13施加一个力来使得锁定杆8的锁定钩8a抵接充电接口5。支架82的接触表面82a压抵开关11的致动器11a，从而开关11处于关闭状态。一旦确定锁定杆8已锁定到位，充电连接器1被正向供电，接触表面82a触发开关11的致动器11a使开关闭合连通充电回路。
图6a和图6b是锁定杆8处于解锁位置的示意图，示出了开关11的打开状态。在这种配置中，通过按压锁定杆8的按压表面8c，锁定杆8绕轴线x1沿顺时针旋转压缩复位弹簧13使得锁定钩8a向上抬升脱离充电接口5，充电插座3不再与充电连接器1保持锁定。此时，支架82的接触表面82a不再压抵开关11的致动器11a，开关11处于打开状态断开充电回路。
接下来描述本发明优选实施方式中，电子锁12进行锁定及解锁的执行过程。
图7a和图7b示出了充电连接器没有和充电插座3连接的状态，在该情况下，开关处于关闭状态，电子锁12的锁销杆121在缩回位置，电子锁12处于解锁状态。图中可以清楚看出，锁销杆121被构造为圆柱形并具有圆柱面121a，如上所述的，锁定装置的支架82上的相应位置设有半圆柱面82b，其能够与圆柱面121a相配合。图8a和图8b示出了充电连接器将要与充电插座3连接的状态，通过按压锁定杆使其处于解锁位置。此时，开关处于打开状态，电子锁12的锁销杆121仍处于缩回位置，不与支架82的半圆柱面82b配合，也就是不对下倾的锁定杆进行锁定。当充电连接器的充电接口与充电插座3插接之后，如图9a和图9b所示的，此时去除对锁定杆的按压，由于复位弹簧的作用，锁定杆逆时针枢转，支架82上移使其接触表面接触开关的致动器，开关处于关闭状态。当进行充电时，开关被触发闭合接通充电回路。在此状态下，电子锁12通电工作，锁销杆121弹出处于延伸位置，圆柱面121a与支架82的半圆柱面82b配合对锁定杆进行状态锁定。如果用户下压锁定杆，由于圆柱面121a与半圆柱面82b配合相抵，可有效防止锁定杆的下倾及避免不必要的解锁操作。
当充电结束需要对锁定杆进行解锁操作时，图10a至10d示出了第一解锁操作状态。在该情况下，开关处于关闭状态，电子锁12的锁销杆121处于延伸位置。从图中可以看出，在该实施方式中，锁定杆8包括凸轮面82c，以在所述按压表面8c被按压时使得未通电的电子锁12的锁销杆121趋于朝向缩回位置移动。该凸轮面82c优选被设置为形成在支架82的半圆柱面82b上，如图10c所示的。
在某些实施方式中，电子锁12可包括与锁销杆121接触的锁轴14，所述锁轴14具有环形凸缘141并从环形凸缘分别向两端延伸，其中一端延伸抵接锁销杆121，另一端延伸进入充电连接器的壳体上设置的孔16中，弹性元件，例如压缩弹簧15套接在锁轴14上并位于环形凸缘141和壳体的内壁之间，从而对锁销杆121施加推力以促使锁销杆121朝向缩回位置移动。在电子锁12被施加正向电流且处于锁定状态的情况下，锁销杆121的弹出力大于弹簧15的推力；当充电结束去除正向电流时，如果电子锁并没有被施加反向电流，即电子锁处于未通电状态，弹簧15的推力大于锁销杆121的阻力或摩擦力，进而能够将锁销杆121推动至缩回位置。
在某些实施方式中，还可考虑将凸轮面82c与锁轴14和压缩弹簧15相结合。在电子锁12通以正向电流的情况下，此时弹簧15的推力并不足以使锁销杆121回到缩回位置，锁定杆仍保持锁紧，开关仍然处于关闭状态。当开始按压锁定杆的按压表面8c时，如图11a至图11d所示的，支架82的凸轮面82c下压电子锁12的圆柱面121a，并使锁销杆121朝向趋于缩回的方向移动。
当继续按压锁定杆的按压表面8c时，如图12a至图12d所示的，开关处于打开状态，电子锁12断电，因为此时没有被供给反向电流，锁销杆121仍位于延伸位置。支架82的凸轮面82c继续抵接电子锁12的圆柱面121a，并推动锁销杆121回缩使其处于不稳定状态。
当持续按压锁定杆的按压表面8c以进一步推压电子锁12的圆柱面121a时，由于电子锁12的锁轴14以及压缩弹簧15所施加的力大于电子锁12未通电时锁销杆121的阻力，不稳定的锁销杆121移动缩回至其缩回位置，电子锁12解除了对锁定杆的锁定，锁定杆能够顺时针枢转以抬升锁定钩，从而充电连接器能够与充电插座脱离连接，如图13a至图13d所示的。
当遇到意外状况时，例如按压锁定杆的按压表面8c无法顺利推压锁销杆121的圆柱面121a，或者压缩弹簧15弹性失效无法施加缩回锁销杆121的推力，此时，在某些替代实施方式中，可通过充电连接器的壳体上所设置的孔16插入外部工具，使得在电子锁未通电的情况下能够推动电子锁12的锁轴14进而推动锁销杆121，从而实现故障或紧急情况下对锁定杆的解锁。
在某些替代实施方式中，电子锁12的锁轴14也可被设置为穿过壳体上所设置的孔16并延伸出充电连接器的壳体，从而允许在电子锁未通电的情况下直接推动锁轴14来实现对锁定杆的解锁。
在如图2所示将微动开关11与电子锁12并排接触布置的构造中，尤其可以通过简化的结构布局来实现上述这种意外状况下的解锁方式。
采用根据本发明的充电连接器对充电设备进行充电的过程通常按照以下步骤实施：
步骤1：用户驱动处于解锁位置的锁定杆(开关处于打开状态，电子锁处于缩回位置)；
步骤2：用户取下保护盖同时保持锁定杆处于解锁位置(开关处于打开状态，电子锁处于缩回位置)；
步骤3：用户将充电连接器插入充电插座并保持锁定杆处于解锁位置(开关处于打开状态，电子锁处于缩回位置)；
步骤4：用户停止使用锁定杆，锁定杆处于空档位置，充电连接器与充电插座锁定(开关处于关闭状态，电子锁处于缩回位置)；
步骤5：充电站发送指令和电流到电子锁将锁定杆锁定(开关处于关闭状态，电子锁处于延伸位置)；
步骤6：充电站发送指令对车辆进行充电(开关处于关闭状态，电子锁处于延伸位置)；
步骤7：充电站告知用户充电完成(开关处于关闭状态，电子锁处于缩回位置)；
步骤8：用户按压锁定杆使其上升处于解锁位置(开关处于打开状态，电子锁处于缩回位置)；
步骤9：用户从充电插座拔出充电连接器，同时保持锁定杆处于解锁位置(开关处于打开状态，电子锁处于缩回位置)；
步骤10：用户将保护盖放回原处，同时保持锁定杆处于解锁位置(开关处于打开状态，电子锁处于缩回位置)；
步骤11：用户停止使用锁定杆，锁定杆处于空档位置，锁定保护盖(开关处于关闭状态，电子锁处于缩回位置)。
本发明能够应用于公连接器和母连接器之间的所有连接装置，用以确保两者之间的连接并提供有关锁定状态的信息。本发明能够被尤其应用来耦接电动设备(例如电动轿车、电自行车、卡车、施工机械、农业机械、铲雪车等等)的充电系统和充电站，从而对电动设备进行充电。
以上已揭示本发明的技术内容及技术特点，然而可以理解，在本发明的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述公开的构思作各种变化和改进，但都属于本发明的保护范围。上述实施方式的描述是例示性的而不是限制性的，本发明的保护范围由权利要求所确定。