电池动力船舶充电连接装置及其使用方法与流程

1.本发明涉及船舶充电的技术领域，具体涉及一种电池动力船舶充电连接装置及其使用方法。


背景技术：

2.目前，随着环境污染的持续恶化和人们对环境保护意识的提高，对环境保护的要求也日趋严格，重点提出了以船舶和港口为核心的减排对象。同时，各大湖泊、内河固定航区、固定航程航次航行的船舶都提出了新能源船舶的需求，部分水库、湖泊和国内主要城市内河区域等已经不允许新造船舶采用柴油机作为能源的船舶，新能源船舶的发展是大势所趋。
3.在此背景下，以锂电池动力为主要代表的新能源船舶的以日益普及。相对于传统柴油机作为动力的船舶，采用电池动力的船舶具备零排放、低噪音的特点。但电池动力船舶由于充电装置形式、码头条件和水位波动的影响，存在以下问题：
4.(1)传统的充电方法采用充电设备引出电缆与船舶直接相连的形式，当船舶停靠位置受水位变化时，船舶距离充电设备的位置随之变化，无论是方位的变化还是距离的变化，均导致充电操作的工作量增大，且非常不便。
5.(2)传统船用充电设备体积较大，通常采用固定在码头，预留一大段充电线缆的方式，充电前后对于充电线缆的管理十分不便。
6.(3)部分安装于趸船的传统充电设备，不具备方向调节功能，对电池动力船舶靠泊的要求较高，必须靠泊在充电设备要求范围内，无论是前后距离偏差还是上下距离偏差均无法满足直接充电要求，需要调节充电线缆并进行相应的固定以满足充电要求，靠泊充电操作十分不便。
7.(4)传统的船用充电设备对于安装条件要求较高，部分地区受水域岸线条件的影响，安装十分不便，定制化程度较高，导致充电系统整体成本偏高。
8.因此，需要开发一种充电连接装置，以减少电池动力船舶靠泊充电操作难度，提升充电设备的适用程度是发展电池动力船舶需要解决的问题。


技术实现要素：

9.本发明的目的在于克服上述背景技术的不足，提供一种电池动力船舶充电连接装置及其使用方法，该装置安装条件简单，场地适用性强，具备将充电线缆集中管理、电动收放和方向调节的功能。
10.为实现上述目的，本发明所设计的一种电池动力船舶充电连接装置，包括底座，所述底座上设置有垂向支撑柱，所述垂向支撑柱上设置有与其周向转动连接的水平支撑臂；所述水平支撑臂的一端设置有电动电缆绞盘，所述水平支撑臂的另一端设置有滑轮机构；
11.所述底座内穿入充电线缆，所述充电线缆的供电端向上延伸贯穿通过垂向支撑柱的中空内腔后朝向水平支撑臂的一端延伸，并经过电动电缆绞盘缠绕若干圈后穿出朝向水
平支撑臂的另一端继续延伸，最后经过滑轮机构引出后与充电枪连接。
12.进一步地，所述垂向支撑柱与水平支撑臂之间设置有水平换向机构，所述垂向支撑柱与水平支撑臂通过水平换向机构周向转动连接。
13.进一步地，所述水平支撑臂的底部设置有与水平换向机构连接的连接件，所述连接件具有用于供充电线缆弯曲通过的中空内腔，所述连接件的横截面呈倒梯形。
14.进一步地，所述水平支撑臂上位于电动电缆绞盘的一端外侧还设置有导向滑轮，所述导向滑轮通过导向滑轮弹性支撑座与水平支撑臂连接；所述导向滑轮与电动电缆绞盘配合用于引导充电线缆滑动。
15.进一步地，所述水平支撑臂上位于滑轮机构的一端还设置有电缆导向罩，所述电缆导向罩具有供充电线缆收放时弯曲和移动的中空内腔，所述电缆导向罩上部的开口尺寸小于下部的开口尺寸，所述电缆导向罩中部的尺寸由上至下逐渐增大。
16.进一步地，所述电缆导向罩的下方设置有挂钩，所述挂钩用于悬挂充电枪，所述电缆导向罩下部的外延伸边可遮挡充电枪。
17.进一步地，所述水平支撑臂上还设置有用于安装电动电缆绞盘的电动绞盘安装座和用于安装滑轮机构的滑轮安装座。
18.再进一步地，所述底座的侧面上开设有用于供充电线缆通过的线缆进口；所述底座的底部外圈开设有若干个第一安装孔，所述底座的第一安装孔通过紧固件与安装面固定连接；所述底座的底部内圈开设有若干个第二安装孔，所述底座的第二安装孔通过紧固件与垂向支撑柱固定连接；所述垂向支撑柱上还设置有移动终端充电接口；所述水平支撑臂上还设置有照明灯。
19.更进一步地，所述底座上还设置有外部电源接口，所述外部电源接口用于分别向电动电缆绞盘、移动终端充电接口以及照明灯供电；
20.所述垂向支撑柱上还设置有电动控制盒，所述电动控制盒用于控制电动电缆绞盘、移动终端充电接口以及照明灯的启闭。
21.本发明还提供一种上述电池动力船舶充电连接装置的使用方法，包括如下步骤：
22.s1：根据待充电船舶停靠的方位，通过水平换向机构调节水平支撑臂的方向，将水平支撑臂悬挂有充电枪的一端指向待充电船舶；
23.s2：取出充电枪，通过电动控制盒控制电动电缆绞盘放缆，将充电线缆逐步牵拉至待充电船舶后停止放缆，开始充电；
24.s3：待船舶充电完毕后，取出充电枪，通过电动控制盒控制电动电缆绞盘收缆，将充电线缆逐步收回后停止收揽。
25.与现有技术相比，本发明具有如下优点：
26.其一，本发明电池动力船舶充电连接装置与现有采用充电桩直接向电池动力船舶充电的方式相比，解决了充电线缆收放管理难，船舶充电操作工作强度大以及船用充电设备安装环境适用性偏低的问题，具有广阔的应用前景。
27.其二，本发明的水平支撑臂与垂向支撑柱周向转动连接，通过水平换向机构调节水平支撑臂的方向，具备水平方向任意转换功能，对电池动力船舶靠泊的要求大大降低，靠泊充电操作十分方便。
28.其三，本发明的电动电缆绞盘为电动操作，可以采用带集电环式电缆绞盘，可根据
靠泊船舶距离远近电动调节电缆的长短，滑轮机构采用定滑轮形式，用于充电线缆收放时调整充电线缆受力方向。
29.其四，本发明电池动力船舶充电连接装置设计有安装孔，对于安装条件要求降低，无需受安装环境的影响，场地适用性强，安装十分方便，降低了充电系统的成本。
30.其五，本发明电池动力船舶充电连接装置设计有电动控制盒，通过电动控制盒控制电动电缆绞盘的放缆和收缆，具备将充电线缆集中管理、电动收放和方向调节的功能。
31.其六，本发明的连接件采用“倒梯形”结构形式，可方便充电线缆的弯曲延伸；电缆导向罩可便于充电线缆在其弯曲半径内有效引出，用于电缆收放时线缆的弯曲和移动偏差范围的限制。
32.其七，本发明设计有用于悬挂充电枪的挂钩，方便在充电枪充电使用前后安装固定，日常使用前后有助于充电枪收放。
附图说明
33.图1为一种电池动力船舶充电连接装置的结构示意图；
34.图2为图1所示电池动力船舶充电连接装置的侧视结构示意图；
35.图3为底座的结构示意图；
36.图4为充电线缆布置流向的结构示意图；
37.图中：底座1、线缆进口1.1、第一安装孔1.2、第二安装孔1.3、垂向支撑柱2、水平支撑臂3、电动电缆绞盘4、滑轮机构5、充电线缆6、充电枪7、水平换向机构8、连接件9、导向滑轮10、导向滑轮弹性支撑座11、电缆导向罩12、挂钩13、电动绞盘安装座14、滑轮安装座15、移动终端充电接口16、照明灯17、外部电源接口18、电动控制盒19。
具体实施方式
38.下面结合实施案例详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。
39.如图1所示的一种电池动力船舶充电连接装置，包括底座1，底座1上设置有垂向支撑柱2，垂向支撑柱2上设置有与其周向转动连接的水平支撑臂3；水平支撑臂3的一端设置有电动电缆绞盘4，水平支撑臂3的另一端设置有滑轮机构5；底座1的侧面上开设有用于供充电线缆6通过的线缆进口1.1；底座1内穿入充电线缆6，充电线缆6的供电端向上延伸贯穿通过垂向支撑柱2的中空内腔后朝向水平支撑臂3的一端延伸，并经过电动电缆绞盘4缠绕若干圈后穿出朝向水平支撑臂3的另一端继续延伸，最后经过滑轮机构5引出后与充电枪7连接。本实施例中，底座1可采用中空的阶梯状结构，以适用充电线缆在连接时的弯曲。水平支撑臂3可具备延伸作用，可将充电线缆向外延伸。电动电缆绞盘4采用带集电环式电缆绞盘，可根据靠泊船舶距离远近电动调节电缆的长短。滑轮机构5采用定滑轮形式，用于充电线缆收放时调整充电线缆受力方向。
40.上述技术方案中，垂向支撑柱2与水平支撑臂3之间设置有水平换向机构8，垂向支撑柱2与水平支撑臂3通过水平换向机构8周向转动连接。水平支撑臂3的底部设置有与水平换向机构8连接的连接件9，连接件9具有用于供充电线缆6弯曲通过的中空内腔，连接件9的横截面呈倒梯形。本实施例中，水平换向机构8采用机械滚轴结构形式，具备水平方向任意
转换功能。连接件9采用“倒梯形”结构形式，可方便充电线缆的弯曲延伸。
41.上述技术方案中，水平支撑臂3上位于电动电缆绞盘4的一端外侧还设置有导向滑轮10，导向滑轮10通过导向滑轮弹性支撑座11与水平支撑臂3连接，导向滑轮10与电动电缆绞盘4配合用于引导充电线缆6滑动。本实施例中，导向滑轮10为定滑轮形式可通过导向滑轮弹性支撑座11与水平支撑臂3相连接，主要用于充电线缆能够在电动电缆绞盘4上均匀缠绕。导向滑轮弹性支撑座11采用弹簧伸缩结构形式，内部安装有弹簧，以方便导向滑轮10能够根据缠绕的电缆厚度调节伸缩长度。
42.上述技术方案中，水平支撑臂3上位于滑轮机构5的一端还设置有电缆导向罩12，电缆导向罩12具有供充电线缆6收放时弯曲和移动的中空内腔，电缆导向罩12上部的开口尺寸小于下部的开口尺寸，电缆导向罩12中部的尺寸由上至下逐渐增大。电缆导向罩12采用上述结构，可便于充电线缆在其弯曲半径内有效引出，用于电缆收放时线缆的弯曲和移动偏差范围的限制。
43.上述技术方案中，电缆导向罩12的下方设置有挂钩13，挂钩13用于悬挂充电枪7，电缆导向罩12下部的外延伸边可遮挡充电枪7。挂钩13用于充电枪7在充电使用前后安装固定，日常使用前后有助于充电枪收放。水平支撑臂3上还设置有用于安装电动电缆绞盘4的电动绞盘安装座14和用于安装滑轮机构5的滑轮安装座15。水平支撑臂3上还设置有照明灯17。本实施例中，电动绞盘安装座14和滑轮安装座15分别用来安装支撑电动电缆绞盘4、滑轮机构5。
44.如图2所示，垂向支撑柱2上还设置有移动终端充电接口16。底座1上还设置有外部电源接口18，外部电源接口18用于分别向电动电缆绞盘4、移动终端充电接口16以及照明灯17供电。外部电源接口18为电动电缆绞盘4、移动终端充电接口16以及照明灯17的电源来源，可接入市电。垂向支撑柱2上还设置有电动控制盒19，电动控制盒19用于控制电动电缆绞盘4、移动终端充电接口16以及照明灯17的启闭。本实施例中，电动控制盒19为电气控制机构。
45.如图3所示，底座1的底部外圈开设有若干个第一安装孔1.2，底座1的第一安装孔1.2通过紧固件与安装面固定连接；底座1的底部内圈开设有若干个第二安装孔1.3，底座1的第二安装孔1.3通过紧固件与垂向支撑柱2固定连接。本实施例中，紧固件可以选择螺栓、螺钉或者铆钉等。
46.如图4所示，接入后的充电线缆6依次经过垂向支撑柱2、水平换向机构8、连接件9后，经过导向滑轮10接入电动电缆绞盘4，经过若干缠绕后，经过水平支撑臂3后通过滑轮机构5引出。本充电连接装置还可适用于电动汽车充电。
47.本发明还提供一种上述电池动力船舶充电连接装置的使用方法，包括如下步骤：
48.s1：根据待充电船舶停靠的方位，通过水平换向机构8调节水平支撑臂3的方向，将水平支撑臂3悬挂有充电枪7的一端指向待充电船舶；
49.s2：取出充电枪7，通过电动控制盒19控制电动电缆绞盘4放缆，将充电线缆6逐步牵拉至待充电船舶后停止放缆，开始充电；
50.s3：待船舶充电完毕后，取出充电枪7，通过电动控制盒19控制电动电缆绞盘4收缆，将充电线缆6逐步收回后停止收揽。
51.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
52.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
53.以上，仅为本发明的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭示的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，其余未详细说明的为现有技术。