本发明涉及电单车充电设备技术领域，具体的说，涉及了一种电单车室外防护式安全充电设备及其使用方法。
背景技术
近年来，随着全球能源的日益紧张，节约能源已经成为了全社会关注的焦点。对此，许多科学家和各界政客也召开气候大会，呼吁全世界的人们来保护我们的家园。毫无疑问，自行车是对环境最友好的代步工具，电动自行车也越来越受市民的喜爱，电动自行车的充电桩也便进入了公众的视野。
电动自行车拥有便捷、经济环保等很多其他交通工具所不具备的优点，在我国政府大力呼吁下，电动自行车的充电桩行业也成为一个不容再争辩的国家产业导向。随着中国城乡道路发展，电动自行车替代传统自行车已经成为一个既定事实，但是电动自行车需要电力发电，而在长距离的骑行路程中很有可能出现电力不足的问题，电动自行车充电桩也就变成了一个急需发展的设备。
目前，电动自行车的充电桩行业在智能支付方式等方面获得较大发展，但现有电动自行车的充电桩未考虑电动自行车防护功能。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、实用性强、防护效果高和生产成本低的电单车室外防护式安全充电设备及其使用方法。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种电单车室外防护式安全充电设备，包括充电桩、设置在所述充电桩上的主控箱和防护挡杆，所述防护档杆通过一旋转限位机构设置在所述充电桩上；所述旋转限位机构包括主轴和限位转轮；
所述主轴可转动地安装在所述充电桩内，所述主轴的一端伸出所述充电桩与所述防护挡杆的一端固定连接，所述主轴的另一端固定连接所述限位转轮；
所述限位转轮的下方设置有挡销，侧面设置有电磁锁；所述电磁锁与所述主控箱通信连接，以接收并执行所述主控箱的控制命令；所述限位转轮的外边沿开设有第一限位缺口；
所述防护档杆处于水平位置时，所述第一限位缺口的一端卡设于所述挡销处，所述第一限位缺口的另一端卡设于所述电磁锁伸出的锁舌处；
当所述电磁锁的锁舌回缩、所述防护档杆从水平位置抬转到竖直位置时，所述第一限位缺口的另一端转动至所述挡销处并卡设于此；
当所述防护档杆从竖直位置回转到水平位置时，所述第一限位缺口的一端回转至所述挡销处并卡设于此，所述第一限位缺口的另一端回转至所述电磁锁伸出的锁舌处并卡设于此。
基于上述，所述主轴上套设一扭簧，所述扭簧的一端固接在所述限位转轮的边沿，另一端固定在所述充电桩内侧壁上；
所述限位转轮的外边沿与所述第一限位缺口同侧处还开设有第二限位缺口，所述第二限位缺口的一端与所述第一限位缺口的一端对应设置；
所述防护档杆处于竖直位置时，所述电磁锁伸出的锁舌卡设于所述第二限位缺口内。
基于上述，所述充电桩内设置有用于检测所述限位转轮转动位置的到位传感器，当所述到位传感器检测到所述限位转轮转动到预定位置时，所述电磁锁动作并伸出锁舌。
基于上述，所述限位转轮的第二限位缺口内设置有用于将所述电磁锁的锁舌推出所述第二限位缺口的构件。
基于上述，所述主轴的另一端通过一光轴连接一旋转阻尼器，所述旋转阻尼器固定设置在所述充电桩内。
基于上述，所述防护挡杆内设置有卷轴，所述卷轴卷绕有幕布。
基于上述，所述第一限位缺口的宽度为90°-110°。
一种上述的电单车室外防护式安全充电设备的使用方法，该方法包括：
设定水平位置为所述防护档杆的初始位置，竖直位置为所述防护档杆的使用状态位置；
当所述接近开关检测到所述限位转轮转动到所述防护档杆的初始位置和使用状态位置时，所述电磁锁动作并伸出锁舌；
首次向所述电磁锁发送缩回锁舌的解锁命令，用户手动将所述防护挡杆从初始位置转动至使用状态位置；
使用完毕后，再次向所述电磁锁发送缩回锁舌的解锁命令，所述防护挡杆在扭簧和自身重力作用下，自动复位至初始位置待下一次使用。
基于上述，预设使用时间间隔，当所述限位转轮转到使用状态位置时，所述预设时间间隔开始；当所述预设时间间隔结束时，所述电磁锁缩回锁舌。
基于上述，预设用户权限的有效期，当前一个用户的用户权限在有效期内时，所述主控箱拒绝接受下一个用户的使用命令。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说：
1）本发明提供了一种电单车室外防护式安全充电设备及其使用方法，所述防护档杆处于水平位置时，所述第一限位缺口的一端卡设于所述挡销处，所述第一限位缺口的另一端卡设于所述电磁锁伸出的锁舌处；当所述电磁锁的锁舌回缩、所述防护档杆从水平位置抬转到竖直位置时，所述第一限位缺口的另一端转动至所述挡销处并卡设于此；当所述防护档杆从竖直位置回转到水平位置时，所述第一限位缺口的一端回转至所述挡销处并卡设于此，所述第一限位缺口的另一端回转至所述电磁锁伸出的锁舌处并卡设于此；结构简单，本发明在传统充电桩上增设防护挡杆，配合防护栏杆的使用，大大提高了防护性能；该电单车室外防护式安全充电设备通过成组使用，能有效规范电单车停放；用户转动所述防护挡杆时，通过所述限位转轮限定所述防护挡杆在指定范围内转动；
2）所述扭簧一端连接所述限位转轮边沿，另一端套接在所述主轴上，在重力和所述扭簧的作用下，所述防护挡杆实现了自动复位功能；
3）所述主轴通过一光轴连接一旋转阻尼器，保证了所述防护挡杆的平稳转动；
综上所述，本发明具有设计科学、实用性强、防护效果高和生产成本低的优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的侧视结构示意图。
图3是本发明的驱动机构的结构示意图。
图4是本发明的限位转轮的结构示意图。
图5是本发明的限位转轮的动作示意图。
图中：1.充电桩；2.防护挡杆；3.主轴；4.限位转轮；5.旋转阻尼器；6.接近开关；7.挡销；8.电磁锁；9.光轴；10.扭簧；11.立柱；12.固定桩；13.挡雨板；14.主控箱；15.指示板；16.电源模块；17.压板；18.卷轴；19.喇叭；20.支撑架；21.v型挡片；22.轴套；23.垫圈；24.单向轴承；41.第二限位缺口；42.v型挡片安装孔；43.第一限位缺口；44.主轴安装孔；45.扭簧安装孔。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
实施例1
如附图1-附图5所示，一种电单车室外防护式安全充电设备，它包括充电桩1、设置在所述充电桩1上的主控箱14和防护挡杆2，所述防护档杆2通过一旋转限位机构设置在所述充电桩1上；所述旋转限位机构包括主轴3和限位转轮4；
所述主轴3可转动地安装在所述充电桩1内，所述主轴3的一端伸出所述充电桩1与所述防护挡杆2的一端固定连接，所述主轴3的另一端固定连接所述限位转轮4；
所述限位转轮4的下方设置有挡销7，侧面设置有电磁锁8；所述电磁锁8与所述主控箱14通信连接，以接收并执行所述主控箱14的控制命令；所述限位转轮4的外边沿开设有第一限位缺口43；所述第一限位缺口的宽度为90°-110°；
所述防护档杆2处于水平位置时，所述第一限位缺口43的一端卡设于所述挡销7处，所述第一限位缺口43的另一端卡设于所述电磁锁8伸出的锁舌处；
当所述电磁锁8的锁舌回缩、所述防护档杆2从水平位置抬转到竖直位置时，所述第一限位缺口43的另一端转动至所述挡销7处并卡设于此；
当所述防护档杆2从竖直位置回转到水平位置时，所述第一限位缺口43的一端回转至所述挡销7处并卡设于此，所述第一限位缺口43的另一端回转至所述电磁锁8伸出的锁舌处并卡设于此。
本实施例给出了充电桩的一种具体实施方式，所述充电桩1包括固定桩12，和垂直安装在所述固定桩12上的立柱11，所述立柱11上部设置供电单车充电的充电接口、用于输入电磁锁控制命令的射频输入面板、用于发出报警信息的喇叭19和主控箱14所述立柱11中部设置有用于指示充电桩1充电状态的指示板15，所述指示板15下方设置有电源模块16；所述主控箱14控制连接所述电磁锁8、所述射频输入面板、所述充电接口、所述喇叭19、所述指示板15和所述电源模块16。
防护围栏和本电单车室外防护式安全充电设备配合安装在每个充电车位周围，该电单车室外防护式安全充电设备通过成组使用，能有效规范电单车停放。该电单车室外防护式安全充电设备安装在每个充电车位的入口，以控制电单车的进出。
使用时，所述防护档杆2处于水平位置，用户通过所述射频输入面板，刷射频卡启动所述电磁锁8，控制所述电磁锁8收回锁舌，手动抬起所述防护挡杆2至垂直位置，将待充电的电单车放置到充电车位上；在此过程中，所述防护挡杆2带动所述主轴3和所述限位转轮4转动；所述限位转轮4的第一限位缺口43与所述挡销7配合，限制所述防护挡杆2的转动范围。所述防护挡杆2与水平方向的角度为0度时，处于水平位置，所述防护挡杆2与水平方向的角度为90°-110°时，处于垂直位置。因为，所述防护挡杆2处于垂直位置时，所述防护挡杆2与水平方向的角度大于90°，所述防护挡杆2可以在垂直位置停留，而不会自动落下。用户将待充电的电单车放置到充电车位，并做好充电准备工作后，手动将所述防护挡杆2转动到水平位置，并通过所述射频输入面板，刷射频卡再次启动所述电磁锁8，控制所述电磁锁8伸出锁舌，所述第一限位缺口43的另一端卡设于所述电磁锁8伸出的锁舌处，阻止所述防护挡杆2再被抬起。
需要说明的是，在其他实施例中，向所述主控箱输入电磁锁控制命令的方式并不限于射频输入面板方式，也可以采用输入按键的方式，通过输入按键所述主控输入控制电磁锁的锁舌伸出或缩回的命令。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：所述主轴3上套设一扭簧10，所述扭簧10的一端固接在所述限位转轮4的边沿，另一端固定在所述充电桩内侧壁上；所述限位转轮4的外边沿与所述第一限位缺口43同侧处还开设有第二限位缺口41，所述第二限位缺口41的一端与所述第一限位缺口43的一端对应设置，呈180°；所述防护档杆2处于竖直位置时，所述电磁锁8伸出的锁舌卡设于所述第二限位缺口41内，防止所述防护档杆2自动落下。
本实施例与实施例1的工作过程区别在于：（1）当所述防护挡杆2处于垂直位置时，所述电磁锁8伸出锁舌对所述防护挡杆2进行锁定，防止所述防护挡杆2在重力和所述扭簧10的作用下立马复位；（2）使用完毕后，即用户将待充电的电单车放置到充电车位，并做好充电准备工作后，再次向所述电磁锁8发送缩回锁舌的解锁命令，所述防护挡杆2在扭簧10和自身重力作用下，自动复位至水平位置待下一次使用；（3）当所述接近开关6检测到所述防护挡杆2处于水平位置时，所述主控箱14控制所述电磁锁8动作，伸出锁舌，对所述防护挡杆2进行自动锁定，阻止所述防护挡杆2再被抬起，起到对电单车进行防护。
具体的，本实施例预设使用时间间隔，当所述限位转轮4转到使用状态位置时，所述预设时间间隔开始；当所述预设时间间隔结束时，所述电磁锁缩回锁舌；所述使用状态位置为垂直位置，本实施例设置预设时间间隔的目的是为了让所述防护挡杆2在使用状态位置停留一段时间，以便用户有足够的时间将电单车放置到停车位上。
进一步地，本实施例还预设用户权限的有效期，当前一个用户的用户权限在有效期内时，所述主控箱14拒绝接受下一个用户的使用命令。用户权限的设置，可以采用射频输入面板方式：每张射频卡设置唯一密钥，刷射频卡可用于启动电磁锁或者启动充电桩开始充电；用户刷射频卡启动电磁锁时，所述主控箱14记录该射频卡的密钥；用户再次刷射频卡，所述主控箱14实时采集射频卡的密钥，并与之前的密钥进行比较；若一致，则控制电磁锁收回锁舌；若不一致，则判断前一个用户的用户权限在有效期内，此时所述主控箱14拒绝接受下一个用户的使用命令。或者，采用输入按键的方式：控制箱14为用户分配动态密码，该动态密码设置有效期，有效期一般为单次充电时间。
具体的，本实施例提供了一种限位转轮的具体实施方式，如附图4所示：所述限位转轮4中心开设主轴安装孔44，外边沿开设第一限位缺口43和第二限位缺口41，所述第一限位缺口43的宽度大于第二限位缺口41的宽度；所述限位转轮4外边沿还设置有扭簧安装块，所述扭簧安装块上开设扭簧安装孔45；所述挡销7卡设在所述第一限位缺口43内，使得所述限位转轮4在所述第一限位缺口43的宽度范围内转动。
如附图5所示，所述防护挡杆2处于水平位置时，所述第一限位缺口43的一端卡设于所述挡销7处，所述第一限位缺口43的另一端卡设于所述电磁锁8伸出的锁舌处；当所述电磁锁8的锁舌回缩、所述防护档杆2从水平位置抬转到竖直位置时，所述第一限位缺口43的另一端转动至所述挡销7处并卡设于此，所述电磁锁8的锁舌卡在第二限位缺口41的一端，限制所述限位转轮4的转动，该限位转轮保证了所述防护挡杆2在指定范围内升起或者落下。
具体的，所述充电桩1内设置有用于检测所述限位转轮4转动位置的到位传感器，当所述到位传感器检测到所述限位转轮4转动到预定位置时，所述电磁锁8动作并伸出锁舌；所述预定位置为水平位置。所述到位传感器采用接近开关6；所述接近开关6用于检测所述限位转轮4转动的位置信息，并传输至所述主控箱14，以控制所述电磁锁8动作。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于：所述主轴3的另一端通过一光轴9连接一旋转阻尼器5，所述旋转阻尼器5固定设置在所述充电桩1内。所述光轴9通过单向轴承24连接所述旋转阻尼器5，所述防护挡杆2从垂直位置回到水平位置的过程中，所述旋转阻尼器5内的黏油对所述光轴9和主轴3的转动起到阻力作用，进而影响到所述防护挡杆2的运动状态；所述旋转阻尼器5增加了所述防护挡杆2动作的稳定性，达到所述防护挡杆2缓缓落下的效果，增加了本实施例的稳定性，延长本实施例的使用年限。
为了进一步增加本实施例的稳定性，所述主轴3通过一轴套22连接所述防护挡杆2，所述主轴3与所述轴套22之间以及所述主轴3与所述限位转轮4之间均设置有垫圈23，所述垫圈23保障了所述主轴3与所述轴套22和所述限位转轮4之间的稳定性，避免转动过程中出现振动。
具体的，所述主轴3、所述限位转轮4、所述光轴9、所述旋转阻尼器5、所述挡销7、所述扭簧10和所述电磁锁8通过支撑架20安装在所述立柱11内；所述电磁锁8通过电磁锁安装架安装在所述支撑架20内；所述光轴9和所述旋转阻尼器5之间设置有压板17。
实施例4
本实施例与实施例2的区别在于：所述限位转轮的第二限位缺口41内设置有用于将所述电磁锁8的锁舌推出所述第二限位缺口41的构件。具体的，该构件为v型挡片21，所述第二限位缺口41两侧开设v型挡片安装孔42，所述v型挡片21通过v型挡片安装孔42在所述限位转轮4所述第二限位缺口41两侧，所述v型挡片21对应所述电磁锁的锁舌伸出方向设置。
本实施例设置所述v型挡片21的目的是为了防止用户在所述防护挡杆2自动复位前，手动转动所述防护挡杆2进行复位。一旦发送这种情况，所述v型挡片21能够在所述限位转轮4作用下推动所述电磁锁8的锁舌，使其缩回，以便继续完成复位，防止损坏设备，延长了设备的使用寿命。
实施例5
本实施例与实施例1的区别在于：所述防护挡杆2内设置有卷轴18，和与所述卷轴18卷绕连接的幕布。所述充电接口上方设置挡雨板13。在下雨天使用时，用户可以抽出幕布，将幕布罩在正在充电的电单车上，防止电单车受潮损坏。所述幕布也可以印刷广告内容等，进行广告宣传，本实施例增加了广告投放功能或者防雨功能。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。