一种易于实现的安全型充电站及其设计方法与流程

本发明涉及设备或系统电池的充电领域，具体涉及一种易于实现的安全型充电站及其设计方法，具体说是一种易于实现的安全型充电站及其设计方法，可用于给需要电池供电的设备或系统进行充电。

背景技术：

充电站是电池供电的设备或系统中必需的组成部分，目前市场上的充电站大都设计较为复杂，充点电极一般多为金属材质，绝大多数充电站充电电极本身一直带电，虽然充电电压大都在人体可接受的安全电压范围以内，但这种带电的电极设计极易造成短路，有安全隐患。

技术实现要素：

本发明的目的为广大需要电池供电的设备或系统厂家，诸如服务机器人、agv等提供一种既安全又易于实现的充电站的设计方法。由于结构相对简单,使其易于实现；由于正常充电站未进行充电操作时，虽然已接入ac220v，但电极本身不带电，所以本发明具有安全性，而市场上绝大多数充电站电极本身一直带电。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种易于实现的安全型充电站，包括：充电器，其中充电器的输入为ac220v，充电器的输出正极与直流接触器常开触点的一端相连，直流接触器常开触点的另一端通过第一电感线圈与充电站的充电电极正极相连，充电器的输出负极通过第二电感线圈与充电站的充电电极负极相连，充电器的输出正极还与直流接触器线圈的一端相连，直流接触器线圈的另一端与充电电极充电成功信号接口相连。

所述充电站与相应的设备或系统本体连接，实现充电过程。

所述设备或系统本体的结构包括：电池，电池正极与设备或系统本体的充电正极相连，电池负极与设备或系统本体的充电负极相连，电池负极还与充电对接信号接口通过短接导线相连。

充电站的充电电极正极与设备或系统本体的充电正极相连，充电站的充电电极负极与设备或系统本体的充电负极相连，充电站的充电电极充电成功信号接口与设备或系统本体的充电对接信号接口相连，实现充电过程。

所述电感线圈用于消除充电站与设备或系统本体接触时产生的电弧。

所述充电站的充电电极正极与设备或系统本体的充电正极的高度一致，电池负极与设备或系统本体的充电负极的高度一致，充电站的充电电极充电成功信号接口与设备或系统本体的充电对接信号接口的高度一致。

一种易于实现的安全型充电站的设计方法，当充电电极充电成功信号接口电压与充电器的输出负极电压等电势时，直流接触器线圈通电，触发直流接触器常开触点闭合，从而使充电站的充电电极正极与充电器输出正极连通，充电站的充电电极负极与充电器输出负极连通，实现充电站有电压输出。

所述直流接触器线圈通电的条件为：当充电站与设备或系统本体对接时，充电站的充电电极充电成功信号接口与设备或系统本体的充电对接信号接口接触，充电站的充电电极负极与设备或系统本体的充电负极接触，由于设备或系统本体的充电对接信号接口与设备或系统本体的充电负极通过短接导线短接，此时充电对接信号接口电压、设备或系统本体的充电负极电压、充电站的充电电极负极电压、充电电极充电成功信号接口与充电器输出负极电压均等电势，此时，直流接触器常开触点闭合，充电站的充电电极正极有电压输出，充电站可以给设备或系统本体中的电池充电。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.本发明设计相对简单、易于实现，可有效用于需要给电池供电的设备或系统之中；

2.本发明的充电站可将内部的充电器进行有效替换，从而实现对各种电压等级，充电功率不同的设备或系统的电池进行充电的目的；

3.本发明的充电站电极不局限于本发明所述纵向排列方式，还可做成横向排列，电极顺序可做对应调换，并可延伸应用到需要此类设备的各个领域中去。

附图说明

图1为充电站的连接原理框图；

其中，1为充电器，2为充电器正极，3为充电器负极，4为直流接触器常开触点，5为直流接触器线圈，6为电感线圈，7为充电电极正极，8为充电电极负极，9为充电电极充电成功信号，10为充电站；

图2为设备或系统本体电极结构设计框图；

其中，11为设备或系统本体，12为充电正极，13为充电负极，14为充电对接信号，15为短接导线，16为电池；

图3充电站整体图；

其中，7为充电电极正极，8为充电电极负极，9为充电电极充电成功信号，10为充电站。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1所示，本发明的充电站从功能原理的实现上主要由机械电极和电气功能组件组成。

机械电极由充电电极正极，充电电极负极，充电电极充电成功信号组成。

电气功能组件由电池充电器，直流接触器，电感线圈组成。

电气组件中的充电器输入电压为ac220v，输出为电池的充电电压，本发明的充电站输入电压为充电器的输入电压，若充电站处于通电未工作状态，即通电未与设备或系统对接状态，输出的充电电极不带电；若充电站处于通电工作状态，即通电与设备或系统进行成功对接，输出的充电电极才有充电电压输出。

具体实施为充电器正极与直流接触器常开触点的一端连接，直流接触器常开触点的另一端接充电电极正极；直流接触器线圈的一端连接充电器正极，直流接触器线圈的另一端连接充电电极充电成功信号；充电器负极与充电电极负极连接。

如图2所示，设备或系统本体也同样由三个电极组成，即充电正极，充电负极和充电对接信号组成。本体的充电对接信号与充电负极通过导线短接。

当设备或系统未与充电站进行连接时，由于充电站正极与充电器正极输出之前串入直流接触器常开触点，直流接触器线圈未得电，常开触点处于断开状态，从而实现充电站即使通入输入ac220v充点电极依然不带电的功能；当设备或系统与充电站进行连接时，由于充电站的充电电极充电成功信号通过设备或系统的本体端接地，直流接触器线圈得电，直流接触器常开触点吸合，从而实现充电电极有充电电压输出，可给设备或系统正常充电的功能。

将充电器与充电电极之间串入电感线圈，起到消除接触电弧的作用。

另外，充电站的各电极高度要与设备或系统本体端对应电极高度保持一致，才能保证正常充电的实施。

充电站整体图如图3所示。

本发明的具体实施例为：

本发明从功能原理的实现上主要由机械电极和电气功能组件组成。机械电极由充电电极正极7，充电电极负极8，充电电极充电成功信号9组成。电气功能组件由电池充电器1，直流接触器，电感线圈6组成，直流接触器由直流接触器线圈5，直流接触器常开触点4组成。

充电器正极2与充电电极正极7之间由直流接触器常开触点4相连，因此只有当直流接触器线圈5得电时，直流接触器常开触点4才闭合，充电电极正极7才带电。直流接触器线圈5一端接充电器正极2，直流接触器线圈5另一端接充电电极充电成功信号9，只有当充电电极充电成功信号9与充电器负极3等电势时，直流接触器线圈5才能得电，直流接触器常开触点4才能闭合，从而充电电极正极7才有电压输出；充电器负极3与充电电极负极8相连。

直流接触器线圈5得电的条件是当充电站10与设备或系统本体11对接时，充电站10的充电电极充电成功信号9与设备或系统本体11的充电对接信号14接触，充电电极负极8与充电负极13接触，由于设备或系统本体11的充电对接信号14与充电负极13通过短接导线15短接，此时即充电对接信号14、充电负极13、充电电极负极8、充电电极充电成功信号9与充电器负极3均等电势，此时，直流接触器常开触点4闭合，充电站10的充电电极正极7有电压输出，充电站10可以给设备或系统本体11中的电池16进行充电。

另外，为了消除充电站10电极与设备或系统11电极接触时产生的电弧，分别在直接接触器常开触点4与充电电极正极7，充电器负极3与充电电极负极8之间串入电感线圈6。

本发明设计时还需注意一点，就是充电站10的充电电极正极7的高度要与设备或系统11的充电正极12一致，充电站10的充电电极负极8的高度要与设备或系统11的充电负极13一致，充电站10的充电电极充电成功信号9的高度要与设备或系统11的充电对接信号14一致，这样才能保证充电站10与设备或系统11对接充电成功。