CN115139834A - 用于充电桩的机械辅助装置和充电桩 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电动汽车充电技术领域，尤其涉及一种用于充电桩的机械辅助装置，充电桩具有充电线缆和充电枪头，机械辅助装置与充电线缆固定连接，机械辅助装置配置为能够携带充电线缆和充电枪头从初始位置转换到使用位置中，在初始位置中，机械辅助装置使充电线缆和充电枪头靠近于充电桩的表面设置，在使用位置中，机械辅助装置使充电线缆在空间上伸展以使充电桩的充电枪头连接于待充电的车辆。还涉及一种充电桩。本发明能够确保用户在使用充电桩充电过程中无需耗费过多力气来携带充电电缆和充电枪头移动，由此用户节省力气，给用户提供更好的充电体验。另一方面也能给充电线缆和充电枪头提供更好的保护，以降低维护成本。

Description

用于充电桩的机械辅助装置和充电桩

技术领域

本发明涉及电动汽车充电技术领域，尤其涉及一种用于充电桩的机械辅助装置和一种充电桩。

背景技术

如今，为了减少碳排放以及应对大气污染等问题，诸如电动车辆的新能源车辆日益普及。这些电动车辆需要在充电站或其他充电场所进行充电。在目前的充电市场上，充电线缆的粗细通常由充电桩的功率容量所决定。尤其是为了快充而设置的直流充电桩通常具有相当重的充电线缆。由此，电动车的用户为了要将连接于充电桩的充电枪头连接至他所需充电的电动车充电接口上，他需要携带充电线缆移动一段距离，而在充电完成之后，他还要将充电枪头连同充电线缆放回至充电桩，在此整个过程对于用户而言需要耗费很大力气。另一方面，充电桩的充电枪头在不使用时尤其应注意放置，以防附近车辆碾压或碰撞而造成设备损坏。

鉴于此，现有的充电桩仍存在持续改进的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的用于充电桩的机械辅助装置和一种改进的充电桩，以至少解决现有技术中存在的部分问题。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于充电桩的机械辅助装置，所述充电桩具有充电线缆和充电枪头，所述机械辅助装置与所述充电桩的充电线缆固定连接，其中，所述机械辅助装置配置为能够携带所述充电线缆和所述充电枪头从初始位置转换到使用位置中，在所述初始位置中，所述机械辅助装置使所述充电桩的充电线缆和充电枪头设置为靠近于所述充电桩的表面，在所述使用位置中，所述机械辅助装置使所述充电桩的充电线缆在空间上伸展以使所述充电桩的充电枪头连接于待充电的车辆。

根据本发明的一个可选实施例，所述机械辅助装置包括：基座，所述基座设置在所述充电桩的表面上；悬臂，所述悬臂以绕着相对于所述表面平行的第一轴线可枢转的方式固定于所述基座；和至少一个固定器件，所述固定器件配置为将所述充电桩的充电线缆固定于所述悬臂。

根据本发明的一个可选实施例，所述机械辅助装置还包括复位弹簧，所述复位弹簧配置为在没有外力作用的情况下能够将所述机械辅助装置从使用位置自动恢复到初始位置。

根据本发明的一个可选实施例，所述基座配置为自身能够绕着相对于所述表面垂直的第二轴线转动。

根据本发明的一个可选实施例，所述机械辅助装置配置为所述悬臂在所述初始位置中沿重力方向竖直设置。

根据本发明的一个可选实施例，所述机械辅助装置配置为所述悬臂在所述使用位置中垂直于重力方向水平设置。

根据本发明的一个可选实施例，所述机械辅助装置配置为能够使所述悬臂绕着所述第一轴线从所述初始位置转动90°到达第一使用位置，在所述第一使用位置中，所述悬臂设置为垂直于所述充电桩的表面。

根据本发明的一个可选实施例，所述机械辅助装置配置为能够使所述基座绕着所述第二轴线从所述初始位置沿第一方向转动90°到达第二使用位置，在所述第二使用位置中，所述悬臂设置为平行于所述充电桩的表面。

根据本发明的一个可选实施例，所述机械辅助装置配置为能够使所述基座绕着所述第二轴线从所述初始位置沿逆着第一方向的第二方向转动90°到达第三使用位置，在所述第三使用位置中，所述悬臂设置为平行于所述充电桩的表面。

根据本发明的一个可选实施例，所述基座包括：底座，所述底座固定于所述充电桩的表面；盖件，所述盖件配置为能够装配到所述底座上并且能够相对于所述底座绕着所述第二轴线转动；和位于所述底座与所述盖件之间的扭簧作为复位弹簧。

根据本发明的一个可选实施例，所述底座具有配置为适于接收所述扭簧的底座接收部(优选为立柱)，所述扭簧的至少一部分能够被接收于所述底座接收部(优选套装在所述立柱上)；所述盖件具有配置为适于接收所述扭簧的盖件接收部(优选为空腔)，所述扭簧的至少一部分能够被接收于所述盖件接收部(优选被容纳在所述空腔内)。

根据本发明的一个可选实施例，所述扭簧的第一末端与所述底座固定连接(优选卡接在所述底座的第一接收孔中)，所述扭簧的第二末端与所述盖件固定连接(优选卡接在所述盖件的第二接收孔中)。

根据本发明的一个可选实施例，所述机械辅助装置配置为在所述初始位置中使所述充电桩的充电枪头设置为远离于地面。

根据本发明的第二方面，提供了一种充电桩，所述充电桩具有充电线缆和充电枪头以及上述第一方面的各实施例提供的机械辅助装置。

通过本发明提供的实施例，能够确保用户在使用充电桩给车辆充电的过程中无需耗费过多力气来携带充电桩的充电电缆和充电枪头进行移动，由此对用户而言节省力气，以给用户提供更好的充电体验。另一方面也能给充电线缆和充电枪头提供更好的保护，以降低充电桩的维护成本。

附图说明

下面，通过参看附图更详细地描述本发明，可以更好地理解本发明的原理、特点和优点。附图包括：

图1示出了根据本发明的一个实施例的用于充电桩的机械辅助装置和充电桩，其中，所述机械辅助装置处于非使用的初始位置中；

图2示出了根据本发明的一个实施例的用于充电桩的机械辅助装置和充电桩，其中，所述机械辅助装置处于使用位置中；

图3示出了根据本发明的一个实施例的用于充电桩的机械辅助装置从初始位置到使用位置的示意性过程；

图4示出了从图1的方向A观察的根据本发明的一个实施例的用于充电桩的机械辅助装置，其中，所述机械辅助装置处于非使用的初始位置中；

图5示出了图4所示的机械辅助装置处于第二使用位置中；

图6示出了图4所示的机械辅助装置处于第三使用位置中；和

图7示出了根据本发明的一个实施例的用于充电桩的机械辅助装置的基座的示意性结构分解图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案以及有益的技术效果更加清楚明白，以下将结合附图以及多个实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而不是用于限定本发明的保护范围。

图1示出了根据本发明的一个实施例的用于充电桩100的机械辅助装置200和充电桩100，其中，所述机械辅助装置200处于非使用的初始位置P0中；图2示出了根据本发明的一个实施例的用于充电桩100的机械辅助装置200和充电桩100，其中，所述机械辅助装置200处于使用位置P’中。

如图1和图2所示，根据本发明的一个实施例的机械辅助装置200用于充电桩100，这种充电桩100具有充电线缆110和充电枪头120。在此，所述机械辅助装置200与所述充电桩100的充电线缆110固定连接，其中，所述机械辅助装置200配置为能够携带所述充电线缆110和所述充电枪头120从初始位置P0转换到使用位置P’中。如图1所示，在初始位置P0中，所述机械辅助装置200使所述充电桩100的充电线缆110和充电枪头120设置为靠近于所述充电桩100的表面101。与之相对照，如图2所示，在使用位置P’中，所述机械辅助装置200使所述充电桩100的充电线缆110在空间上伸展以使所述充电桩100的充电枪头120连接于待充电的车辆V。

根据本发明的一个实施例，如图1示意性所示，所述机械辅助装置200配置为在所述初始位置P0中使所述充电桩100的充电枪头120设置为远离于地面。

根据本发明的一个实施例，如图1结合图2所示，所述机械辅助装置200包括：基座210，所述基座210设置在所述充电桩100的表面101上；悬臂220，所述悬臂220以绕着相对于所述表面101平行的第一轴线L1可枢转的方式固定于所述基座210；和至少一个固定器件230，所述固定器件230配置为将所述充电桩100的充电线缆110固定于所述悬臂220。在图1的视图中，所述机械辅助装置200的悬臂220绕其旋转的第一轴线L1垂直于附图平面。

接下来，结合图2的示意图，示例性描述根据本发明的一个实施例的机械辅助装置200的使用场景。如图2所示，待充电的车辆V的驾驶员Q为了对车辆V进行充电，他只需要将车辆V驾驶到充电桩100的附近，在根据本发明的一个实施例的机械辅助装置200的辅助作用下，该驾驶员Q能够毫不费力地将通过充电线缆110连接于充电桩100的充电枪头120移动到待充电的车辆V的对应充电接口处。在驾驶员Q移动充电桩100的充电枪头120的过程中，原本处于初始位置P0中的机械辅助装置200的悬臂220绕着第一轴线L1(在图1和图2中示例性沿顺时针方向)旋转到图2所示的使用位置P’中。在此，由于充电桩100的充电线缆110通过至少一个固定器件230(在图1和图2中分别示例性示出了三个固定器件230，例如固定塔扣)固定于机械辅助装置200的悬臂220，因此，在驾驶员Q用手移动充电枪头120的过程中该驾驶员Q基本只需承载充电枪头120的重量而无需进一步承担通常具有过高重量的整个充电线缆110的重力。

图3示出了根据本发明的一个实施例的用于充电桩100的机械辅助装置200从初始位置P0转换到使用位置P’的示意性过程，更确切地说是从初始位置P0转换到第一使用位置P1的示意性过程。根据本发明的一个实施例，所述机械辅助装置200配置为所述悬臂220在所述初始位置P0中沿重力方向g竖直设置。根据本发明的一个实施例，所述机械辅助装置200配置为所述悬臂220在所述使用位置P’中垂直于重力方向g水平设置。根据本发明的一个实施例，所述机械辅助装置200配置为能够使所述悬臂220绕着所述第一轴线L1从所述初始位置P0转动90°到达第一使用位置P1，在所述第一使用位置P1中，所述悬臂220设置为垂直于所述充电桩100的表面101。具体而言，如图3示意性所示，所述机械辅助装置200的悬臂220在初始位置P0中具有逆着重力方向g朝上竖直指向的姿态，在例如由待充电的车辆V的驾驶员Q直接用手作用于悬臂220或作用于充电枪头120的过程中，所述机械辅助装置200的悬臂220沿图3示意性所示的顺时针方向R1转动90°到达使用位置P’(在此也即为第一使用位置P1)中，在这个使用位置P’中，所述悬臂220沿水平方向例如朝着待充电的车辆V指向。应注意的是，在本申请的框架内，表述“转动90°”包含了本领域技术人员熟知的公差范围，例如±10°、优选±5°。

根据本发明的一个实施例，也如图3示意性所示，所述机械辅助装置200还包括复位弹簧240，所述复位弹簧240配置为在没有外力作用的情况下能够将所述机械辅助装置200从使用位置P’自动恢复到初始位置P0。可选地，所述复位弹簧240设置在所述基座210内部和/或沿着所述悬臂220延伸的方向连接在该悬臂220的自由末端上。在图3的示例性场景下，在所述机械辅助装置200的悬臂220例如由待充电的车辆V的驾驶员Q用手沿顺时针方向R1转动90°到达使用位置P’的过程中，设置在悬臂220内部的复位弹簧240逐渐加载弹簧力，因此，在使用位置P’中，只要车辆V的驾驶员Q放开手中的充电枪头120(例如已经充电完成后)，那么，原本受加载的复位弹簧240释放弹簧力，该弹簧力使得原本处于使用位置P’或第一使用位置P1中的机械辅助装置200沿图3示意性所示的逆时针方向R2转动90°自动恢复到初始位置P0中。可选地，根据本发明的一个实施例的机械辅助装置200从初始位置P0到使用位置P’的过程中和/或从使用位置P’恢复到初始位置P0的过程中均顺畅地进行转动，这尤其增强用户的使用体验。可选地，根据本发明的一个实施例的机械辅助装置200(尤其基座210和/或悬臂220)内部设有阶梯卡阻结构(例如棘轮)，由此使得机械辅助装置200从初始位置P0到使用位置P’的过程中和/或从使用位置P’恢复到初始位置P0的过程中并非顺畅地进行，而是步进地进行。这尤其防止了过于快速的转动产生的加速度导致器械的损坏。另一方面，这种步进转动的方式也可利于用户在非90°的位置的停顿，以适应更多样化的使用场景。

图4示出了从图1的方向A观察的根据本发明的一个实施例的用于充电桩100的机械辅助装置200，其中，所述机械辅助装置200处于非使用的初始位置P0中；图5示出了图4所示的机械辅助装置200处于第二使用位置P2中；图6示出了图4所示的机械辅助装置200处于第三使用位置P3中。为清楚起见，以xyz坐标系为例，图1和图3示出xy平面的视图，与之相对照，图4至图6示出了yz平面的视图，图7示出了相对于图1的另一个方位的xy平面的视图。

根据本发明的一个实施例，如图4至6所示，所述机械辅助装置200的基座210配置为自身能够绕着相对于充电桩100的表面101垂直的第二轴线L2转动，在图4至图6示出的示意图中，充电桩100的表面101位于yz平面，因此，第二轴线L2垂直于图4至图6的附图平面延伸、也即沿x方向延伸(例如也可对照于图1)。

根据本发明的一个实施例，如图5结合图4所示，所述机械辅助装置200配置为能够使所述基座210绕着所述第二轴线L2从所述初始位置P0沿第一方向D1转动90°到达第二使用位置P2，在所述第二使用位置P2中，所述悬臂220设置为平行于所述充电桩100的表面101。

根据本发明的一个实施例，如图6结合图4所示，所述机械辅助装置200配置为能够使所述基座210绕着所述第二轴线L2从所述初始位置P0沿逆着第一方向D1的第二方向D2转动90°到达第三使用位置P3，在所述第三使用位置P3中，所述悬臂220设置为平行于所述充电桩100的表面101。

根据本发明的一个实施例，结合图4至6所示，所述机械辅助装置200具有设置在所述基座210内部的复位弹簧240，所述复位弹簧240配置为在没有外力作用的情况下能够使所述基座210从所述第二使用位置P2或所述第三使用位置P3沿第一方向D1或第二方向D2转动90°自动恢复到所述初始位置P0中。复位弹簧240的具体构造和设置方式可示例性参照图7所示。

图7示出了根据本发明的一个实施例的用于充电桩100的机械辅助装置200的基座210的示意性结构分解图。

如图7所示，根据本发明的一个实施例的机械辅助装置200的基座210包括：底座10，所述底座10固定于所述充电桩100的表面101；盖件20，所述盖件20配置为能够装配到所述底座10上并且能够相对于所述底座10绕着所述第二轴线L2转动；和位于所述底座10与所述盖件20之间的至少一个扭簧30作为复位弹簧240。为清楚起见，在图7中的底座10和盖件20以截面图示出，扭簧30以立体图示出，并且在图7中未示出机械辅助装置200的悬臂220及其他部件。在此，应理解的是，悬臂220以绕着相对于充电桩100的表面101平行的第一轴线L1可枢转的方式固定于基座210，对此可参见图1及其描述。可选地，在图7示出的实施例中，悬臂220能够与基座210一体形成或者通过不可相对运动的其他方式固定连接、例如焊接。在此虽然损失了悬臂220相对于基座210的可运动性，但这种构造方式更利于工艺制造，而且在机械辅助装置200的使用期间不易损坏，寿命更长，便于维护。这种构造方式尤其适合于场地受限的充电位置，例如充电桩100所在的位置仅适于待充电的车辆左右停靠而不适于其正面停靠(正面停靠方式可参见于图2)。

在图7中示意性示出了一个扭簧30作为复位弹簧240。可设想的是，设置多于一个扭簧30也是可行的。例如设置两个扭簧30，其中一个扭簧30配置为在没有外力作用的情况下促使所述基座210从所述第二使用位置P2自动恢复到所述初始位置P0中；而另一个扭簧30则配置为在没有外力作用的情况下促使所述基座210从所述第三使用位置P3自动恢复到所述初始位置P0中。

根据本发明的一个实施例，也如图7示意性所示，所述底座10具有配置为适于接收所述扭簧30的底座接收部10’(优选为图7所示的立柱)，所述扭簧30的至少一部分(优选下半部)能够被接收于所述底座接收部10’(优选直接套装在所述立柱上)；所述盖件20具有配置为适于接收所述扭簧30的盖件接收部20’(优选为图7所示的空腔)，所述扭簧30的至少一部分(优选上半部)能够被接收于所述盖件接收部20’(优选被容纳在所述空腔内)。根据本发明的另一个实施例，所述底座接收部10’的构型与所述盖件接收部20’的构型能够互换，也即所述底座接收部10’构造为空腔，而所述盖件接收部20’构造为立柱，只要这二者能够共同配合以接收至少一个扭簧30作为复位弹簧240即可。这种空腔与立柱的构型不仅易于加工制造，而且这二者的配合关系尤其适合于根据本发明的机械辅助装置200的基座210的构建，从而使得底座10和盖件20这两个机械构件相对彼此的转动可顺利实现。

根据本发明的一个实施例，也如图7示意性所示，所述扭簧30的第一末端31与所述底座10固定连接(优选如图7示意性所示卡接在底座10的第一接收孔11中)，而所述扭簧30的第二末端32与所述盖件20固定连接(优选如图7示意性所示卡接在盖件20的第二接收孔21中)。

基于图7所示的实施例，在装配完成的状态下，扭簧30被卡接在构造为立柱的底座接收部10’的侧表面(或者说在底座10的上表面)与构造为空腔的盖件接收部20’的内表面之间，而同时其两个末端分别卡接在底座10的第一接收孔11和盖件20的第二接收孔21中。这尤其使得用于充电桩100的机械辅助装置200的基座210自身在绕着相对于充电桩100的表面101垂直的第二轴线L2转动之后在没有外力的作用下能够特别可靠地恢复到其初始位置P0中。

在此，结合图4至7的示意性视图，接下来描述根据本发明的一个实施例的用于充电桩100的机械辅助装置200的使用场景：在驾驶员Q为了对车辆V进行充电的情况下，附加于如图2结合图3示意性所示地直接操作机械辅助装置200的悬臂220，驾驶员Q还能够直接操作机械辅助装置200的基座210，例如将基座210沿第一方向D1或沿第二方向D2转动90°到达第二使用位置P2或第三使用位置P3中，这取决于驾驶员Q将其待充电的车辆V驾驶到充电桩100附近的哪个位置处。例如驾驶员Q将车辆V驾驶到面向充电桩100的右侧，则他能够直接操作机械辅助装置200的基座210沿第一方向D1转动90°到达第二使用位置P2中以便于对车辆V进行充电。反之，例如驾驶员Q将车辆V驾驶到面向充电桩100的左侧，则他能够直接操作机械辅助装置200的基座210沿第二方向D2转动90°到达第三使用位置P3中以便于对车辆V进行充电。在充电完成之后，驾驶员Q只要松开手中的充电枪头120，于是在复位弹簧240(尤其在如图7所示的扭簧30)的弹簧力的作用下，基座210沿第一方向D1或沿第二方向D2转动90°以使充电线缆110和充电枪头120从使用位置(第二使用位置P2或第三使用位置P3)自动地恢复到初始位置P0中。

尽管这里详细描述了本发明的特定实施方式，但它们仅仅是为了解释的目的而给出的，而不应认为它们对本发明的范围构成限制。在不脱离本发明精神和范围的前提下，各种替换、变更和改造可被构想出来。

Claims (10)

1.一种用于充电桩(100)的机械辅助装置(200)，

所述充电桩(100)具有充电线缆(110)和充电枪头(120)，

所述机械辅助装置(200)与所述充电桩(100)的充电线缆(110)固定连接，

其中，所述机械辅助装置(200)配置为能够携带所述充电线缆(110)和所述充电枪头(120)从初始位置(P0)转换到使用位置(P’)中，

在所述初始位置(P0)中，所述机械辅助装置(200)使所述充电桩(100)的充电线缆(110)和充电枪头(120)设置为靠近于所述充电桩(100)的表面(101)，

在所述使用位置(P’)中，所述机械辅助装置(200)使所述充电桩(100)的充电线缆(110)在空间上伸展以使所述充电桩(100)的充电枪头(120)连接于待充电的车辆(V)。

2.根据权利要求1所述的机械辅助装置(200)，其中，

所述机械辅助装置(200)包括：

-基座(210)，所述基座(210)设置在所述充电桩(100)的表面(101)上；

-悬臂(220)，所述悬臂(220)以绕着相对于所述表面(101)平行的第一轴线(L1)可枢转的方式固定于所述基座(210)；和

-至少一个固定器件(230)，所述固定器件(230)配置为将所述充电桩(100)的充电线缆(110)固定于所述悬臂(220)。

3.根据权利要求1或2所述的机械辅助装置(200)，其中，

所述机械辅助装置(200)还包括：

-复位弹簧(240)，所述复位弹簧(240)配置为在没有外力作用的情况下能够将所述机械辅助装置(200)从使用位置(P’)自动恢复到初始位置(P0)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的机械辅助装置(200)，其中，

所述基座(210)配置为自身能够绕着相对于所述表面(101)垂直的第二轴线(L2)转动。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的机械辅助装置(200)，其中，

所述机械辅助装置(200)配置为所述悬臂(220)在所述初始位置(P0)中沿重力方向(g)竖直设置；和/或

所述机械辅助装置(200)配置为所述悬臂(220)在所述使用位置(P’)中垂直于重力方向(g)水平设置。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的机械辅助装置(200)，其中，

所述机械辅助装置(200)配置为能够使所述悬臂(220)绕着所述第一轴线(L1)从所述初始位置(P0)转动90°到达第一使用位置(P1)，在所述第一使用位置(P1)中，所述悬臂(220)设置为垂直于所述充电桩(100)的表面(101)；和/或

所述机械辅助装置(200)配置为能够使所述基座(210)绕着所述第二轴线(L2)从所述初始位置(P0)沿第一方向(D1)转动90°到达第二使用位置(P2)，在所述第二使用位置(P2)中，所述悬臂(220)设置为平行于所述充电桩(100)的表面(101)；和/或

所述机械辅助装置(200)配置为能够使所述基座(210)绕着所述第二轴线(L2)从所述初始位置(P0)沿逆着第一方向(D1)的第二方向(D2)转动90°到达第三使用位置(P3)，在所述第三使用位置(P3)中，所述悬臂(220)设置为平行于所述充电桩(100)的表面(101)。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的机械辅助装置(200)，其中，

所述基座(210)包括：

底座(10)，所述底座(10)固定于所述充电桩(100)的表面(101)；

盖件(20)，所述盖件(20)配置为能够装配到所述底座(10)上并且能够相对于所述底座(10)绕着所述第二轴线(L2)转动；和

位于所述底座(10)与所述盖件(20)之间的扭簧(30)作为复位弹簧(240)。

8.根据权利要求7所述的机械辅助装置(200)，其中，

所述底座(10)具有配置为适于接收所述扭簧(30)的底座接收部(10’)、优选为立柱，所述扭簧(30)的至少一部分能够被接收于所述底座接收部(10’)、优选套装在所述立柱上；

所述盖件(20)具有配置为适于接收所述扭簧(30)的盖件接收部(20’)、优选为空腔，所述扭簧(30)的至少一部分能够被接收于所述盖件接收部(20’)、优选被容纳在所述空腔内；

尤其是，所述扭簧(30)的第一末端(31)与所述底座(10)固定连接、优选卡接在所述底座(10)的第一接收孔(11)中，所述扭簧(30)的第二末端(32)与所述盖件(20)固定连接、优选卡接在所述盖件(20)的第二接收孔(21)中。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的机械辅助装置(200)，其中，

所述机械辅助装置(200)配置为在所述初始位置(P0)中使所述充电桩(100)的充电枪头(120)设置为远离于地面。

10.一种充电桩(100)，所述充电桩(100)具有充电线缆(110)和充电枪头(120)以及根据权利要求1至9中任一项所述的机械辅助装置(200)。

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