一种车用USB电源接口装置的制作方法

一种车用usb电源接口装置
技术领域
1.本发明属于车用usb电源接口领域，尤其涉及一种车用usb电源接口装置。


背景技术：

2.车上具有可供点烟和小型设备供电的专用电源接口，此接口可以通过外接usb转接头给自带usb接头的设备供电充电，但是所要充电供电的设备自带的usb接头与转接头的usb接口的插接具有方向性，在开车过程中，usb接头无法进行一次性对接的盲插，反复调节插接会引向开车导致形成安全事故。
3.另外，插接有usb转接头的车载电源插口易进水导致电路短路故障，传统的usb转接头本身不具有防止车载电源插口进水的功能。
4.本发明设计一种车用usb电源接口装置解决如上问题。


技术实现要素：

5.为解决现有技术中的所述缺陷，本发明公开一种车用usb电源接口装置，它是采用以下技术方案来实现的。
6.一种车用usb电源接口装置，它包括圆柱a、板条、触头a、弹簧a、铜套、铜柱a、弹簧c、圆柱b、铜柱b、铜环、胶芯a，其中用于插入车上充电插口的圆柱a的下端滑槽b内竖直滑动有与正电极配合的触头a并安装有对触头a复位的弹簧a；圆柱a的锥面上安装有两个一端滑动于锥面上滑槽a内且与负电极配合的弧形金属板条；圆柱a上端安装的两个铜套内均竖直滑动有两个与触头a和板条一一对应电连接的铜柱a并安装有对相应铜柱a复位的弹簧c；圆柱a内具有在两个铜套之间发生短路时自动断开两个铜柱a与正负电极电连接的结构；圆柱a上具有在其插入车上充电插口后对两者之间的间隙进行密封防水的结构。
7.圆柱b下端的圆槽e内安装有与两个铜套一一对应电连接的铜柱b和铜环；圆柱b上端具有与usb充电头插头配合的插槽a，插槽a槽口具有引导usb充电头插头插入的结构；插槽a内安装有胶芯a，胶芯a上同usb充电头插头中胶芯b上正极引脚b配合的正极引脚a和同usb充电头插头中胶芯b上负极引脚b配合的负极引脚a分别与铜柱b和铜环一一对应电连接；圆柱b内具有在usb充电头插头中的胶芯b与胶芯a竖直相对时驱动胶芯a旋转180度而使得usb充电头插头顺利插入对接的结构。
8.作为本技术的进一步改进，所述圆柱a内的滑槽c中竖直滑动有滑块并安装有对滑块复位的弹簧b；滑块上端与触头a电连接的触头b和与板条电连接的触头c分别与两个铜柱a一一对应配合；安装于圆柱a内的电机的输出轴上安装有驱动轮，驱动轮上周向均匀间隔分布有若干与滑块侧壁上拨销配合的凸台，凸台上具有与拨销配合的驱动斜面；电机上安装有与其电连接且用来接收两个铜套之间短路信号的无线模块。
9.作为本技术的进一步改进，所述触头b通过松弛的导线与圆柱a中的圆槽a内安装的铜条的上端电连接，铜条下端通过松弛的导线与触头a电连接；弹簧b为始终处于拉伸状态的拉伸弹簧。
10.作为本技术的进一步改进，所述圆柱a上端嵌套有与之滑动配合的环套a，环套a下端安装有车上充电插口处端面配合的橡胶密封圈；圆柱a外侧的环凸a轴向滑动于环套a内壁的环槽d内并通过始终处于压缩状态的弹簧d与环槽d下端壁连接；圆柱b外侧的环套b密封嵌套于环套a上。
11.作为本技术的进一步改进，所述插槽a的插口处具有引导usb充电头的插头进入的方锥口。
12.作为本技术的进一步改进，所述圆柱b上插槽a内壁的圆槽c中旋转有柱块，柱块上端具有与插槽a对应且用来安装胶芯b的插槽b，电连接胶芯b上正极引脚a与铜柱b的导线和电连接负极引脚a与铜环的导线穿过柱块下端的中空转轴，转轴与圆柱b之间配合有对其旋转复位的涡簧；转轴与圆柱b之间具有限制转轴180度转幅的结构；转轴上安装有齿轮a，齿轮a与圆柱b内安装的齿轮b啮合，齿轮b所在轴上安装的齿轮c与竖直滑动的齿条啮合；齿条通过竖直伸缩的伸缩杆与竖直滑动于插槽a侧壁上滑槽d内且与usb充电头插头中胶芯b配合的拨杆连接，usb充电头插头上具有在其正好对接插入插槽b时不会使得柱块旋转且用来容纳拨杆的滑槽g；伸缩杆内具有对其伸缩复位的弹簧e；柱块的插槽b内壁上开设有两个周向相距180度且与拨杆配合的滑槽f，胶芯a侧壁具有与拨杆配合的滑槽h。
13.作为本技术的进一步改进，所述转轴上具有限摆块，限摆块活动于转轴所在圆槽d内壁的半环槽内。
14.作为本技术的进一步改进，所述伸缩杆由相互套接的外套和内杆组成；对称安装于内杆上的两个导向块b分别滑动于外套内壁的两个导向槽b内；弹簧e位于外套中并始终处于压缩状态。
15.相对于传统的车用usb电源接口，本发明通过拨杆与usb充电头中的胶芯b的配合可以使得本发明中与胶芯b相对的插槽b旋转180度，从而使得本来无法插入插槽b内的usb充电头可以完成向插槽b内的插入对接，进而保证usb充电头在驾驶过程中可以一次性地完成向本发明中插槽b内盲插对接，提高usb充电头向usb转接头内的插接效率。
16.另外，本发明中嵌套于圆柱a外的密封圈可以在本发明插入车上的专用充电插口后对usb转接头与充电插口之间的缝隙进行密封，从而防止插装有usb转接头的充电插口内进入水引起电路短路。
17.本发明结构简单，具有较好的使用效果。
附图说明
18.图1是本发明及其整体剖面示意图。
19.图2是本发明插槽a内旋转结构的两个剖面示意图。
20.图3是本发明中进水断自动电结构剖面示意图。
21.图4是本发明下端机构剖面示意图。
22.图5是usb充电头与本发明配合剖面示意图。
23.图6是usb充电头示意图。
24.图7是圆柱a剖面示意图。
25.图8是驱动轮示意图。
26.图9是圆柱b及其两个剖面示意图。
27.图10是柱块及其剖面示意图。
28.图11是伸缩杆剖面示意图。
29.图中标号名称：1、圆柱a；2、锥面；3、滑槽a；4、滑槽b；5、环槽a；6、圆槽a；7、滑槽c；8、圆槽b；9、环槽b；10、环凸a；11、板条；12、触头a；13、环凸b；14、弹簧a；15、铜条；16、滑块；17、触头b；18、触头c；19、拨销；20、导线；21、驱动轮；22、凸台；23、驱动斜面；24、电机；25、无线模块；26、弹簧b；27、铜套；28、导向槽a；29、铜柱a；30、导向块a；31、弹簧c；32、环套a；33、弹簧d；34、密封圈；35、圆柱b；36、插槽a；37、方锥口；38、圆槽c；39、滑槽d；40、滑槽e；41、圆槽d；42、环槽c；43、半环槽；44、圆槽e；45、t型导环；46、铜柱b；47、铜环；48、环套b；49、柱块；50、插槽b；51、滑槽f；52、转轴；53、限摆块；54、胶芯a；55、正极引脚a；56、负极引脚a；57、涡簧；58、齿轮a；59、齿轮b；60、齿轮c；61、齿条；63、伸缩杆；64、外套；65、导向槽b；66、内杆；67、导向块b；68、弹簧e；69、拨杆；70、usb充电头；71、插头；72、滑槽g；73、胶芯b；74、负极引脚b；75、正极引脚b；76、环槽d；77、滑槽h。
具体实施方式
30.附图均为本发明实施的示意图，以便于理解结构运行原理。具体产品结构及比例尺寸根据使用环境结合常规技术确定即可。
31.如图1、2、3所示，它包括圆柱a1、板条11、触头a12、弹簧a14、铜套27、铜柱a29、弹簧c31、圆柱b35、铜柱b46、铜环47、胶芯a54，其中如图4、7所示，用于插入车上充电插口的圆柱a1的下端滑槽b4内竖直滑动有与正电极配合的触头a12并安装有对触头a12复位的弹簧a14；圆柱a1的锥面2上安装有两个一端滑动于锥面2上滑槽a3内且与负电极配合的弧形金属板条11；如图3、4、7所示，圆柱a1上端安装的两个铜套27内均竖直滑动有两个与触头a12和板条11一一对应电连接的铜柱a29并安装有对相应铜柱a29复位的弹簧c31；如图1、3、4所示，圆柱a1内具有在两个铜套27之间发生短路时自动断开两个铜柱a29与正负电极电连接的结构；圆柱a1上具有在其插入车上充电插口后对两者之间的间隙进行密封防水的结构。
32.如图1、3、9所示，圆柱b35下端的圆槽e44内安装有与两个铜套27一一对应电连接的铜柱b46和铜环47；圆柱b35上端具有与usb充电头70插头71配合的插槽a36，插槽a36槽口具有引导usb充电头70插头71插入的结构；如图2、6、9所示，插槽a36内安装有胶芯a54，胶芯a54上同usb充电头70插头71中胶芯b73上正极引脚b75配合的正极引脚a55和同usb充电头70插头71中胶芯b73上负极引脚b74配合的负极引脚a56分别与铜柱b46和铜环47一一对应电连接；如图1、3、4所示，圆柱b35内具有在usb充电头70插头71中的胶芯b73与胶芯a54竖直相对时驱动胶芯a54旋转180度而使得usb充电头70插头71顺利插入对接的结构。
33.如图3、7所示，所述圆柱a1内的滑槽c7中竖直滑动有滑块16并安装有对滑块16复位的弹簧b26；滑块16上端与触头a12电连接的触头b17和与板条11电连接的触头c18分别与两个铜柱a29一一对应配合；如图3、4、8所示，安装于圆柱a1内的电机24的输出轴上安装有驱动轮21，驱动轮21上周向均匀间隔分布有若干与滑块16侧壁上拨销19配合的凸台22，凸台22上具有与拨销19配合的驱动斜面23；电机24上安装有与其电连接且用来接收两个铜套27之间短路信号的无线模块25。
34.如图3、4所示，所述触头b17通过松弛的导线20与圆柱a1中的圆槽a6内安装的铜条15的上端电连接，铜条15下端通过松弛的导线20与触头a12电连接；弹簧b26为始终处于拉
伸状态的拉伸弹簧。
35.如图1、3、9所示，所述圆柱a1上端嵌套有与之滑动配合的环套a32，环套a32下端安装有车上充电插口处端面配合的橡胶密封圈34；圆柱a1外侧的环凸a10轴向滑动于环套a32内壁的环槽d76内并通过始终处于压缩状态的弹簧d33与环槽d76下端壁连接；圆柱b35外侧的环套b48密封嵌套于环套a32上。
36.如图5、9所示，所述插槽a36的插口处具有引导usb充电头70的插头71进入的方锥口37。
37.如图2、9、10所示，所述圆柱b35上插槽a36内壁的圆槽c38中旋转有柱块49，柱块49上端具有与插槽a36对应且用来安装胶芯b73的插槽b50；如图2、3所示，电连接胶芯b73上正极引脚a55与铜柱b46的导线20和电连接负极引脚a56与铜环47的导线20穿过柱块49下端的中空转轴52，转轴52与圆柱b35之间配合有对其旋转复位的涡簧57；转轴52与圆柱b35之间具有限制转轴52180度转幅的结构；转轴52上安装有齿轮a58，齿轮a58与圆柱b35内安装的齿轮b59啮合，齿轮b59所在轴上安装的齿轮c60与竖直滑动的齿条61啮合；如图2、5、9所示，齿条61通过竖直伸缩的伸缩杆63与竖直滑动于插槽a36侧壁上滑槽d39内且与usb充电头70插头71中胶芯b73配合的拨杆69连接，usb充电头70插头71上具有在其正好对接插入插槽b50时不会使得柱块49旋转且用来容纳拨杆69的滑槽g72；如图11所示，伸缩杆63内具有对其伸缩复位的弹簧e68；如图5、10所示，柱块49的插槽b50内壁上开设有两个周向相距180度且与拨杆69配合的滑槽f51，胶芯a54侧壁具有与拨杆69配合的滑槽h77。
38.如图2、9、10所示，所述转轴52上具有限摆块53，限摆块53活动于转轴52所在圆槽d41内壁的半环槽43内。
39.如图11所示，所述伸缩杆63由相互套接的外套64和内杆66组成；对称安装于内杆66上的两个导向块b67分别滑动于外套64内壁的两个导向槽b65内；弹簧e68位于外套64中并始终处于压缩状态。
40.如图3、4、9所示，触头a12上端的环凸b13滑动于滑槽b4内壁的环槽a5内，两个铜套27分别安装于圆柱a1上端的两个圆槽b8内。如图3、7、9所示，圆柱b35下端的t型导环45旋转于圆柱a1上端的环槽b9内。
41.如图3所示，铜柱a29上对称安装的两个导向块a30分别滑动于相应铜套27内壁的两个导向槽a28内。如图5、9、11所示，伸缩杆63滑动于圆柱b35中的滑槽e40内。如图2、9所示，涡簧57位于圆槽d41内壁的环槽c42内并嵌套于转轴52上；涡簧57一端与转轴52连接，另一端与环槽c42内壁连接。
42.本发明的工作流程：在usb充电头70上的插头71未插入圆柱b35上的插槽a36内且圆柱a1未插入车上的充电插口内时，拨杆69位于滑槽d39的顶端且距离胶芯a54的上端具有一定距离，伸缩杆63内的弹簧e68处于压缩状态，两个铜柱a29分别与滑块16上的触头b17和触头c18良好接触，两个铜套27内的弹簧c31均处于压缩状态，滑块16上的拨销19位于驱动轮21上一个凸起的顶端，弹簧a14和弹簧d33均处于压缩状态，弹簧b26处于拉伸状态，柱块49上的插槽b50与圆柱b35上的插槽a36相对，涡簧57处于压缩状态，限摆块53与半环槽43一端相抵。
43.当将本发明插入车上的充电插口内后，触头a12与插口内底部的正电极良好接触，触头a12向滑槽b4内滑动一定幅度并进一步压缩弹簧a14，两个板条11同时与插口内壁面上
的负电极良好接触并发生一定弹性变形，插口内壁的弹性板簧对插入的圆柱a1进行固定，密封圈34与插口外的端面相抵并形成密封，弹簧d33被进一步压缩，环套a32在环套b48内竖直向上运动一定幅度，环套a32与环套b48的密封配合可以对圆柱a1与圆柱b35之间旋转连接处形成有效密封，防止水滴进入形成两个铜套27之间的短路。
44.然后，旋动圆柱b35一定幅度，使得圆柱b35上的插槽a36调节至一个合适的角度，方便usb充电头70的插头71的顺利插入，在圆柱b35相对于圆柱a1旋转过程中，铜环47始终保持与相应铜套27的电接触，铜柱b46始终保持与相应铜套27的电接触。
45.接着，将usb充电头70上的插头71向圆柱b35上的插槽a36内插入。
46.如果，插头71内的胶芯b73与插槽b50内胶芯a54不相对，那么，随着插头71向插槽a36内的插入，拨杆69先进入插头71上的滑槽g72内并对插头71的继续插入不形成阻碍。当插头71进入插槽b50一定深度时，拨板到达滑槽g72的极限位置并随着插头71向插槽b50的继续深入而沿滑槽d39向下运动，由于插头71插入插槽b50限制柱块49的旋转，所以齿条61不产生运动而拨杆69会压缩伸缩杆63，使得伸缩杆63内的弹簧e68被进一步压缩，直到插头71完全插入插槽b50内完成插接，拨杆69在插头71的作用下进入柱块49上的相应一个滑槽f51和胶芯a54侧壁的滑槽h77内。
47.如果，插头71内的胶芯b73与插槽b50内胶芯a54相对，那么，随着插头71向插槽a36内的插入且未到达柱块49上的插槽b50前，拨杆69先与插头71内的胶芯b73相遇并在插头71驱动下沿滑槽d39向下运动，拨杆69通过伸缩杆63带动齿条61向下运动并对伸缩杆63进行适度压缩，齿条61通过齿轮c60、齿轮b59、齿轮a58和转轴52带动柱块49旋转，涡簧57被进一步压缩。
48.当插头71到达插槽b50时，柱块49已经带动胶芯a54旋转了180度并使得胶芯a54不与插头71内的胶芯b73相对，胶芯b73对插头71向插槽b50内的插入不再形成阻碍。
49.当插头71进入插槽b50后，因限摆块53到达半环槽43的另一端而阻止转轴52继续旋转，所以，随着插头71向插槽b50深入，拨杆69在插头71的带动下驱动伸缩杆63继续压缩，内部弹簧e68继续被压缩，拨杆69在插头71的作用下进入柱块49上的另一个滑槽f51内，直到插头71完全插入插槽b50内完成插接为止。
50.在usb充电头70上插头71内的胶芯b73与插槽b50内的胶芯a54相对时，插头71通过拨杆69带动柱块49插槽b50内的胶芯a54旋转180度保证了usb充电头70上的插头71无论正反都可以插入插槽b50内并能完成良好插接，避免开车过程中因无法与插槽b50一次性对准而反复插接引起的注意力分散所导致的交通事故。
51.在未向插槽a36和插槽b50进行usb充电头70的插接前，如果插槽a36和插槽b50内不小心进水，会使得胶芯a54上的正极引脚a55和负极引脚a56之间形成短路，电机24上的无线模块25接收到短路信号时，会启动电机24，电机24带动驱动轮21旋转一定幅度，使得滑块16上的拨销19在弹簧b26的作用下瞬时脱离相应凸台22并下落，使得滑块16带动触头b17和触头c18与两个铜柱a29瞬间断开电连接，从而切断电源，保证车内电路不会因本发明中胶芯a54短路而短路，保护车内电路不受损坏。
52.待插槽b50内的水滴清理干净并完全干燥后，无线模块25接收信号并启动电机24，电机24带动驱动轮21继续旋转一定幅度，使得驱动轮21上的下一个凸起上的驱动斜面23驱动拨销19向凸起顶端运动并使得滑块16带动触头b17和触头c18重新完成与两个铜柱的电
连接，两个铜柱a29分别向相应铜套27内滑动一定幅度。
53.当使用完后，将usb充电头70拔出即可，如果胶芯a54在插头71插入过程中未发生旋转，那么在拔出插头71过程中转块保持不动，如果胶芯a54在插头71插入过程中发生旋转，俺么在拔出插头71过程中转块会在涡簧57复位作用下带动胶芯a54旋转复位，拨杆69在涡簧57作用下回滑复位。
54.当将本发明从车上充电插口拔出时，触头在弹簧a14作用下复位，两个板条11自动复位。
55.综上所述，本发明的有益效果为：本发明通过拨杆69与usb充电头70中的胶芯b73的配合可以使得本发明中与胶芯b73相对的插槽b50旋转180度，从而使得本来无法插入插槽b50内的usb充电头70可以完成向插槽b50内的插入对接，进而保证usb充电头70在驾驶过程中可以一次性地完成向本发明中插槽b50内盲插对接，提高usb充电头70向usb转接头内的插接效率。
56.另外，本发明中嵌套于圆柱a1外的密封圈34可以在本发明插入车上的专用充电插口后对usb转接头与充电插口之间的缝隙进行密封，从而防止插装有usb转接头的充电插口内进入水引起电路短路。