一种铺设在地面的供电结构和集电结构的制作方法

本发明涉及无轨交通供电，特别是一种铺设在地面的供电结构和集电结构。

背景技术：

1、新能源汽车有效降低车辆有害气体和碳合物的排放量，但新能源车辆所用的电池目前存在能量密度低、充电时间长、价格昂贵、安全性差等缺点。如果有一种新的供电技术能解决新能源车辆巡航短的问题，新能源车辆就可以减少对电池的依赖，同时解决新能源车充电时间长、价格昂贵、电池污染环境等问题，这不仅降低车主购车成本，降低碳排放量，同时解决新能源车车主的旅程焦虑，特别是大货车的旅程焦虑。目前成熟的供电技术有接触网和第三轨，接触网占用车道上层空间、影响视觉审美，同时对受电车高度有要求、通用性差、结构复杂；而第三轨适用于轨道交通，无法适用于无轨交通。接触网和第三轨难以适应新能源车辆无轨交通的应用需求。因而提供一种能为新能源车辆边巡航边充电的供电技术可以解决目前新能源车辆遇到的旅程焦虑和价格昂贵问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，针对现有供电技术存在的不足，提供一种铺设在地面的供电结构和集电结构，本发明所述一种铺设在地面的供电结构和集电结构自动对接、自动分离，具有安全性高、结构简单、供电稳定，通用性好等优点。为实现上述目的，本发明采用的技术方案为，一种铺设在地面的供电结构和集电结构，包括供电结构、集电结构和对接控制结构。

2、所述供电结构包括防护轨、绝缘子、接触轨、主电源、电源控制器、辅电源，所述防护轨环形包围所述绝缘子、接触轨、主电源、电源控制器、辅电源，所述防护轨设有开口，所述开口朝向路面，所述绝缘子与所述接触轨设置于所述开口两侧平面下方，此布局有利于降低接触轨表面被杂物覆盖，防止接触轨结冰，所述绝缘子设置于所述防护轨与所述接触轨之间，使得所述防护轨与所述接触轨保持绝缘隔离，保证用电安全。所述接触轨由多段导电轨串联组成，所述导电轨之间绝缘连接，所述主电源外层被绝缘层包裹对外电气绝缘，所述主电源常带电，所述接触轨通过所述辅电源与所述电源控制器连接，所述电源控制器与所述主电源并联连接，所述电源控制器常态下处于断开状态，所述电源控制器受控接通，通过控制所述电源控制器的接通与断开来控制所述接触轨得电与失电。所述防护轨嵌于车道内，所述防护轨设有开口，所述开口朝向路面，所述防护轨平面高出路面一定距离，避免杂物掉进所述防护轨内，影响集电结构正常运行。

3、所述集电结构包括安装架、支承轮、连接架、连接销、角度控制器、连接杆、对接执行器、复位器、保持器、定位销、滚轮销、集电器，所述支承轮安装于所述安装架一侧两端位置，所述支承轮在其轴线方向上有旋转自由度，所述安装架的另一侧安装有所述对接执行器、复位器、所述连接架，所述安装架有通孔，所述复位器安装于所述对接执行器的外侧，所述对接执行器中心有通孔，所述安装架的所述通孔与所述对接执行器的所述通孔匹配，所述连接架上有销孔，所述连接销与所述销孔相适配连接，所述角度控制器安装于所述连接架上，所述角度控制器在其轴向上有旋转自由度，所述连接杆穿过所述安装架与所述对接执行器的通孔，所述连接杆一端有凸出的平面，所述凸出的平面与所述复位器端面匹配，所述连接杆有孔，所述角度控制器有凸出的轴，所述连接杆的所述孔与所述角度控制器所述凸出轴相适配，所述连接杆与所述角度控制器在所述凸出轴的轴向上有位移自由度，所述连接杆在所述安装架与所述对接执行器的通孔轴向上有位移自由度，所述连接杆另一端有深孔，所述保持器与所述定位销安装于所述深孔内，所述保持器一端与所述定位销适配连接，另一端与所述深孔的底面适配接触，所述深孔外端有销孔，所述滚轮销与所述销孔适配安装，所述集电器通过所述滚轮销安装于所述连接杆上，所述定位销一端与所述保持器连接，另一端与所述集电器连接，所述定位销在所述深孔轴向上有位移自由度，所述集电器在所述滚轮销的轴向上有旋转自由度，所述集电器被所述保持器通过所述定位销压在所述滚轮销上。

4、所述对接控制结构包括固定架、旋转架、浮动架、浮动滚轮、浮动架驱动器、旋转架执行器、连接臂，所述固定架安装于车架上，所述固定架有孔，所述旋转架上有凸出的轴，所述固定架的所述孔与所述旋转架所述凸出的轴相适配连接，所述浮动滚轮安装于所述浮动架上，所述浮动滚轮在其轴向上有旋转自由度，所述浮动滚轮与所述旋转架相适配，所述浮动滚轮在所述旋转架轴向上有位移自由度，所述浮动架驱动器控制所述浮动架在所述旋转架轴向上运行，所述旋转架执行器安装在所述固定架上，并与所述旋转架所述凸出轴相适配连接，所述旋转架在所述固定架所述孔轴向有旋转自由度，所述连接臂一端与所述浮动架连接，另一端通过所述连接销与所述集电结构连接。

5、所述电源控制器常态下处于断开状态，所述电源控制器受控接通，所述电源控制器没有收到接通信号时其保持断开状态，与所述电源控制器连接的所述接触轨失电。当车辆需要供电时，需要供电的车辆需驶入装有所述供电结构的车道内，所述浮动架驱动器驱动所述浮动滚轮，所述浮动滚轮带动所述浮动架在所述旋转架的轴向上移动，同时调整所述连接臂位置，直至把与所述连接臂连接的所述集电结构位置调整与所述供电结构对接匹配的位置，继而所述旋转架执行器调整所述集电结构的高度位置直至把所述支承轮与所述防护轨的所述开口完成对接，当所述支承轮在所述防护轨的所述开口平稳运行后，所述对接执行器开始动作，在电磁力的作用下所述连接杆开始压缩所述复位器，同时所述连接杆装有集电器的另一端伸向所述防护轨的所述开口内，当所述集电器的位置低于所述接触轨的位置时，所述角度控制器调整所述集电器的角度与所述接触轨匹配，继而所述对接执行器减小输出力矩，在所述复位器的复位力矩作用下所述集电器慢慢与所述接触轨接触，当所述集电器与所述接触轨完全接触后所述对接执行器停止工作，在所述复位器的复位力矩作用下所述集电器与所述接触轨保持稳定的接触压力，同时所述支承轮与所述防护轨的所述开口接触压力也保持稳定，在所述连接臂的牵引下，所述集电器在所述接触轨表面上接触运行、同时所述支承轮在所述防护轨的所述开口接触面上保持接触运行。

6、继而信号发射器给下一段导电轨的电源控制器发送接通信号，收到接通信号后所述电源控制器接通，同时与其连接的对应接触轨得电，在所述集电结构与导电轨接触前其已提前通电，避免带负载通电时出现的电流过大情况发生。所述接触轨相对所述防护轨的所述开口是对称布局，所述开口两侧的所述接触轨由多段导电轨串联组成，所述相邻导电轨绝缘连接，所述防护轨所述开口两侧的导电轨绝缘接头相对错位布局，从而保证随时有至少一个集电器与所述导电轨接触，避免所述集电器与所述接触轨频繁接触分离时产生频繁的电流波动冲击，从而保证供电稳定。当所述集电结构已经过所述接触轨的某段导电轨时，该段所述导电轨对应所述电源控制器不再收到接通信号，其恢复断开状态，同时该段所述接触轨失电，从而保证所述集电结构已经过或未经过的所述接触轨的所述导电轨不带电，从而保证车道内车辆的通行安全。

7、当车辆巡航方向偏离所述供电结构方向时，所述连接臂在所述集电结构2的拖拽力作用下，所述浮动架在所述旋转架的轴向上发生位移,补偿车身相对所述供电结构方向发生位移距离。当车辆继续偏离所述供电结构超出所述旋转架的行程时,所述集电器绕所述滚轮销轴向旋转补偿车辆偏离位移距离,如果车辆及时回位，在所述保持器的复位力矩作用下所述集电器恢复与所述接触轨的接触。如果车辆再继续偏离所述供电结构的方向，所述集电器绕所述滚轮销轴线旋转，所述集电器挤压所述定位销,同时所述定位销挤压所述保持器,所述保持器被压缩、行程变短、复位力矩增大,当所述集电结构受到的拉力大于所述保持器的复位力矩时,所述集电结构被强制从接触轨上脱离,同时所述电源控制器断开，所述接触轨同时失电，在所述复位器的作用力下所述集电器被复位到初始位置高度，在所述角度控制器的控制下，所述集电器复位到初始位置，同时所述对接控制结构把所述集电结构收纳于车架上。

8、当车辆不需要供电时,信号发射器停止给所述电源控制器发送信号，所述电源控制器没有接通作，保持常态断开状态，与所述电源控制器连接的接触轨失电,继而所述对接执行器动作,使得所述连接杆挤压所述复位器,同时设置于所述连接杆另一端的所述集电器与所述接触轨分离,继而所述角度控制器调整所述集电器方向到初始方向,继而所述对接执行器作用力矩逐渐减小,在所述复位器的复位力矩作用下, 所述连接杆带所述集电器复位到初始位置，继而由所述对接控制结构把所述集电结构收纳于车架上。

9、在整个对接过程和脱离过程中，所述集电结构在所述对接控制结构的自动控制下自动操作完成，不需要人为干预，提升用户体验，同时提升充电的便利性和安全性。所述供电结构嵌于路面上，根据车身高度不同，通过适配所述连接臂的长度就能满足不同车辆的供电对接需求，所述供电结构实现车辆共用。