一种伸缩摆臂式充电机构的制作方法

本发明属于电动车充电臂技术领域，主要用于汽车充电桩的充电端口，具体涉及一种伸缩摆臂式充电机构。

背景技术：

自动驾驶及自动泊车技术的发展无人值守的自动充电成为电动汽车分支运行发展的必然趋势。在公路两侧等停车空间有限、适合离散充电桩的场所，针对电动汽车自动充电过程完全无人化、自主充电特点，以及自主充电过程中车辆停靠情况不同时充电口位置的离散化分成情况，本着降低充电设施成本的原则结合机器人技术进行电动汽车自动插接自动充电具有重大意义。

技术实现要素：

本发明要解决现有充电机构制造成本高，精度控制难以达到要求，后期的维修费用高的问题，为此提供了一种伸缩摆臂式充电机构。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种伸缩摆臂式充电机构，包括机架，所述机架安装在地面上，所述机架包括基座、左支架、右支架、上导杆和下导杆，所述基座安装在地面端上方，所述左支架和右支架分别安装在基座上方左右两端，所述上导杆活动安装在左支架和右支架之间上部，所述下导杆固定安装在左支架和右支架之间下部，所述下导杆中间段活动套有套管，所述上导杆和下导杆中间位置设置有连杆机构，所述连杆机构后端连接至上导杆和下导杆，所述连杆机构另一端连接有充电端，所述连杆机构和充电端形成平行四连杆，所述机架左侧上方安装有摆臂驱动电机，所述摆臂驱动电机带动平行四连杆机构上下摆动，所述机架上还安装有直线驱动机构，所述直线驱动机构通过皮带连接件带动平行四连杆机构做左右直线驱动位移。

较佳的，所述平行四连杆机构包括一级主摆臂、二级主摆臂、一级副摆臂、二级副摆臂、连杆，所述一级主摆臂位于上导杆处两侧安装有侧杆，所述侧杆和一级主摆臂形成十字结构，所述上导杆穿过侧杆和一级主摆臂连接至摆臂驱动电机，所述一级副摆臂后端穿过套管，所述连杆上下端分别铰接在一级主摆臂和一级副摆臂后端，所述二级主摆臂安插在一级主摆臂前端伸缩活动，所述二级副摆臂安插在二级副摆臂前端伸缩活动，所述二级主摆臂和二级副摆臂前端均连接至充电端。

较佳的，所述上导杆中间段和一级主摆臂、侧杆之间安装有花键，所述一级主摆臂和侧杆通过花键固定周向转动，所述一级主摆臂和侧杆通过花键在上导杆轴向滑动。

较佳的，所述充电端包括接触元件基座和充电接触元件，所述接触元件基座侧面轴向开有连接槽，所述二级主摆臂和二级副摆臂的前端分别铰接安装在连接槽内上下部，所述充电接触元件嵌入安装在接触元件基座上方，所述充电接触元件通过连杆机构送至车辆充电口处充电。

较佳的，所述二级副摆臂和连接槽之间还安装有万向轴，所述万向轴的固定端固定连接在二级副摆臂的前端，所述万向轴的万向转动端安装在连接槽内。

较佳的，所述直线驱动机构包括直线驱动电机、主动轮、从动轮和传动带，所述直线驱动电机安装在左支架左侧下方，所述直线驱动电机的驱动端朝向后方，所述主动轮安装在直线驱动电机的驱动端，所述从动轮活动安装在右支架的右侧面，所述主动轮和从动轮的前后端面共面，所述左支架和右支架后侧均开有让位槽，所述传动带穿过让位槽共同套在主动轮和从动轮侧面带动转动。

较佳的，所述皮带连接件包括连接基座和连接块，所述连接基座设置在一级主摆臂位于上导杆下方，所述连接基座侧面开有弧形腰槽，所述连接块上端位于连接基座安装处开有卡槽，所述卡槽卡在连接基座两侧，所述连接块上端螺纹连接在弧形腰槽内进行滑动，所述连接块下端固定套在传动带外侧，所处传动带移动带动连杆机构移动。

较佳的，所述机架外侧套有定壳，所述定壳前侧面位于连杆机构的滑动处开有滑动口，所述定壳外侧位于连杆机构处套有动壳，所述动壳通过连杆机构带动左右滑动，所述动壳位于连杆机构处设置为上下开口。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

（1）本发明以简单结构实现了车辆的充电需求，在机构的稳定前提下简化了充电设备的机构，从而节约了成本；

（2）本发明通过直线驱动机构和连杆机构的组合实现平行移动和平行摆动两个动作，保持充电端平行的与车辆充电口耦合，以万向轴和铰接的二级主摆臂连接端为自由调节的基础，实现俯仰角、翻滚角保持不变；

（3）本发明实现设备放置于充电车辆侧方，可以是车辆的前侧、后侧、左右两侧设置，灵活可用度高，也增加了机构自身的安全性，减少了被电动车碾压的风险。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明实施例和车辆连接结构示意图；

图2为本发明实施例中充电机构的外部结构示意图；

图3为本发明实施例的结构示意图；

本发明实施例最主要的元件符号如下：

车辆充电口-1、地面端-2、机架-3、基座-301、左支架-302、右支架-303、让位槽-304、上导杆-305、下导杆-306、套管-307、连杆机构-4、一级主摆臂-401、侧杆-402、花键-403、一级副摆臂-410、二级主摆臂-420、二级副摆臂-430、连杆-440、万向轴-450、充电端-460、接触元件基座-461、连接槽-462、充电接触元件-463、摆臂驱动电机-5、直线驱动机构-6、直线驱动电机-601、主动轮-602、从动轮-603、传动带-604、皮带连接件-605、连接基座-606、弧形腰槽-607、连接块-608、卡槽-609、定壳-7、滑动口-701、动壳-8。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

实施例一

如图1和图3所示，一种伸缩摆臂式充电机构，包括机架3，所述机架3安装在地面上，所述机架3包括基座301、左支架302、右支架303、上导杆305和下导杆306，所述基座301安装在地面端2上方，所述左支架302和右支架303分别安装在基座301上方左右两端，所述上导杆305活动安装在左支架302和右支架303之间上部，所述下导杆306固定安装在左支架302和右支架303之间下部，所述下导杆306中间段活动套有套管307，所述上导杆305和下导杆306中间位置设置有连杆机构4，所述连杆机构4后端连接至上导杆305和下导杆306，所述连杆机构4另一端连接有充电端460，所述连杆机构4和充电端460形成平行四连杆，所述机架3左侧上方安装有摆臂驱动电机5，所述摆臂驱动电机5带动连杆机构4上下摆动，所述机架3上还安装有直线驱动机构6，所述直线驱动机构6通过皮带连接件605带动连杆机构4做左右直线驱动位移。

本发明通过直线驱动机构6和连杆机构4的组合实现平行移动和平行摆动两个动作，保持充电端460平行的与车辆充电口1耦合，以万向轴450和铰接的二级主摆臂420连接端为自由调节的基础，实现俯仰角、翻滚角保持不变；本发明以简单结构实现了车辆的充电需求，在机构的稳定前提下简化了充电设备的机构，从而节约了成本。

所述连杆机构4包括一级主摆臂401、二级主摆臂420、一级副摆臂410、二级副摆臂430、连杆440，所述一级主摆臂401位于上导杆305处两侧安装有侧杆402，所述侧杆402和一级主摆臂401形成十字结构，所述上导杆305穿过侧杆402和一级主摆臂401连接至摆臂驱动电机5，所述一级副摆臂410后端穿过套管307，所述连杆440上下端分别铰接在一级主摆臂401和一级副摆臂410后端，所述二级主摆臂420安插在一级主摆臂401前端伸缩活动，所述二级副摆臂430安插在二级副摆臂430前端伸缩活动，所述二级主摆臂420和二级副摆臂430前端均连接至充电端460。

所述上导杆305中间段和一级主摆臂401、侧杆402之间安装有花键403，所述一级主摆臂401和侧杆402通过花键403固定周向转动，所述一级主摆臂401和侧杆402通过花键403在上导杆305轴向滑动，花键403能够使连杆机构4在摆臂驱动电机5的带动下实现摆臂运动，在直线驱动电机601的带动下实现左右滑动运动，满足充电时充电端460的位置移动。

所述充电端460包括接触元件基座461和充电接触元件463，所述接触元件基座461侧面轴向开有连接槽462，所述二级主摆臂420和二级副摆臂430的前端分别铰接安装在连接槽462内上下部，所述充电接触元件463嵌入安装在接触元件基座461上方，所述充电接触元件463通过连杆机构4送至车辆充电口1处充电。

所述二级副摆臂430和连接槽462之间还安装有万向轴450，所述万向轴450的固定端固定连接在二级副摆臂430的前端，所述万向轴450的万向转动端安装在连接槽462内，使用万向轴450，防止机构运动时出现卡死。

所述直线驱动机构6包括直线驱动电机601、主动轮602、从动轮603和传动带604，所述直线驱动电机601安装在左支架302左侧下方，所述直线驱动电机601的驱动端朝向后方，所述主动轮602安装在直线驱动电机601的驱动端，所述从动轮603活动安装在右支架303的右侧面，所述主动轮602和从动轮603的前后端面共面，所述左支架302和右支架303后侧均开有让位槽304，所述传动带604穿过让位槽304共同套在主动轮602和从动轮603侧面带动转动。

所述皮带连接件605包括连接基座606和连接块608，所述连接基座606设置在一级主摆臂401位于上导杆305下方，所述连接基座606侧面开有弧形腰槽607，所述连接块608上端位于连接基座606安装处开有卡槽609，所述卡槽609卡在连接基座606两侧，所述连接块608上端螺纹连接在弧形腰槽607内进行滑动，所述连接块608下端固定套在传动带604外侧，所处传动带604移动带动连杆机构4移动。

如图2所示，所述机架3外侧套有定壳7，所述定壳7前侧面位于连杆机构4的滑动处开有滑动口701，所述定壳7外侧位于连杆机构4处套有动壳8，所述动壳8通过连杆机构4带动左右滑动，所述动壳8位于连杆机构4处设置为上下开口，使连杆机构4满足上下摆动和左右滑动。

本发明使用时，通过充电车辆停入后，充电端460通过系统控制感应车辆充电口1的位置，进一步控制直线驱动电机601和摆臂驱动电机5调整连杆机构4的位置，使充电端460能够和车辆充电口1耦合，进行充电。本设备放置于充电车辆侧方，可以是车辆的前侧、后侧、左右两侧设置，灵活可用度高，也增加了机构自身的安全性，减少了被电动车碾压的风险。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。