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CN110803045B - 伸缩偏转式车辆受电装置及电动车 - Google Patents

伸缩偏转式车辆受电装置及电动车 Download PDF

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CN110803045B CN201911229958.7A CN201911229958A CN110803045B CN 110803045 B CN110803045 B CN 110803045B CN 201911229958 A CN201911229958 A CN 201911229958A CN 110803045 B CN110803045 B CN 110803045B
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Abstract

本发明公开了一种伸缩偏转式车辆受电装置及电动车，其包括第一自动伸缩杆、通过铰接轴与第一自动伸缩杆铰接的偏摆臂、驱动偏摆臂自适应偏转的第一驱动机构和自适应取电器，所述自适应取电器包括竖直设置在偏摆臂上的枢轴、连接在枢轴下端上的座块、限定座块绕枢轴转动角度的自适应转角限定机构、电极座、设置在座块上驱动电极座上下移动的第二驱动机构、设置在电极座上的正极受电体和负极受电体、以及设置在电极座上的限位器。本发明中车辆受电装置能在充电过程中与供电导体始终保持正确的接触状态，保证了行驶充电的可靠性，从而解决了车辆在行驶中充电中无法保证受电器与供电装置始终正确接触的技术难题。

Description

伸缩偏转式车辆受电装置及电动车
技术领域
本发明涉及车辆充电技术领域，特别涉及一种车辆受电装置及电动车。
背景技术
现有技术中，电动汽车一般是通过插头与充电桩连接进行充电，这种充电方式的缺点在于不能为行驶中的车辆进行充电，车辆充电方便性较差；如何实现对行驶中的车辆进行充电，特别是如何保证车辆行驶充电过程中车辆受电器与供电装置始终保持正确接触是一个技术难题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种伸缩偏转式车辆受电装置及电动车，以解决车辆在行驶中充电过程中如何保证车辆受电器与供电装置始终保持正确接触等技术问题。
本发明伸缩偏转式车辆受电装置，其特征在于：包括第一自动伸缩杆、通过铰接轴与第一自动伸缩杆铰接的偏摆臂、驱动偏摆臂自适应偏转的第一驱动机构和自适应取电器，
所述自适应取电器包括竖直设置在偏摆臂上的枢轴、连接在枢轴下端上的座块、限定座块绕枢轴转动角度的自适应转角限定机构、电极座、设置在座块上驱动电极座上下移动的第二驱动机构、设置在电极座上的正极受电体和负极受电体、以及设置在电极座上的限位器，所述限位器用于限定正极受电体和负极受电体沿供电导体移动。
优选地，所述第一驱动机构由驱动偏摆臂的铰接轴转动的电机、与电机连接的控制器、以及与控制器连接的压力传感器或距离传感器组成；
或者所述第一驱动机构为自适应驱动杆，所述自适应驱动杆由第二自动伸缩杆和被动弹性伸缩杆连接组成，所述自适应驱动杆的一端铰接在第一自动伸缩杆上，所述自适应驱动杆的另一端铰接在偏摆臂上。
优选地，所述自适应转角限定机构包括连接在偏摆臂上并分别对座块两侧施力以阻碍座块绕枢轴转动的左弹簧和右弹簧；
或者所述自适应转角限定机构包括设置在座块顶面上且圆弧中心与枢轴中心重合的圆弧形限位槽、垂直设置在偏摆臂上且下端位于圆弧形限位槽中的限位轴、以及设置在偏摆臂上对座块施力使其绕枢轴旋转的弹簧。
优选地，所述自适应取电器还包括横向倾斜自适应机构，所述横向倾斜自适应机构包括连接在枢轴下端并与座块转动配合的转动中心限定体、以及设置在座块上并与枢轴配合以对座块提供稳定力的弹性体。
优选地，所述转动中心限定体为连接在枢轴下端的圆柱、半圆柱或轴承，所述圆柱、半圆柱或轴承的轴心线与枢轴垂直；又或者所述转动中心限定体为球或半球。
优选地，所述弹性体为布置在座块上的弹簧，弹簧分布在枢轴的周围，且弹簧的端部顶在枢轴上；或者所述弹性体为套在枢轴上的弹性套。
优选地，所述限位器为设置在电极座上开口朝下的导向槽、或为设置在电极座底部上的导向块。
优选地，所述限位器为导向块，且导向块的侧面上设置有滚动体。
优选地，所述的伸缩偏转式车辆受电装置还包括用于减小自适应取电器沿供电装置移动摩擦阻力的滑移减摩器；
所述滑移减摩器为设置在电极座侧面上的万向球；
或者所述滑移减摩器包括连接在座块上的外罩和通过立轴设置在外罩侧面上的滚轮，所述电极座位于外罩的内侧。
优选地，所述立轴的两端还套有对滚轮端部施加推力的缓冲弹簧。
优选地，所述偏摆臂由前臂、与前臂铰接的后臂、以及设置在后臂上驱动前臂绕铰接中心转动的电机组成，所述自适应取电器设置在前臂上。
优选地，所述第二驱动机构为气缸、液压缸或电动丝杆。
本发明还公开了具有伸缩偏转式车辆受电装置的电动车。
优选地，所述伸缩偏转式车辆受电装置设置在电动车的车头。
优选地，所述车头的引擎盖下方设置有收纳伸缩偏转式车辆受电装置的收纳腔体。
本发明的有益效果：
1、本发明伸缩偏转式车辆受电装置，其偏摆臂及自适应取电器的转角能自适应道路及车辆姿态的变化，加上自适应取电器的座块绕枢轴的转角也能根据道路及车辆姿态的变化自适应调整；再加上自适应取电器上设置的限位器与供电装置上的限位结构配合能限定自适应取电器沿供电导体移动；使得本发明中车辆受电装置能在充电过程中与供电导体始终保持正确的接触状态，保证了行驶充电的可靠性，从而解决了车辆在行驶中充电中无法保证受电器与供电装置始终正确接触的技术难题。
2、本发明伸缩偏转式车辆受电装置，其自适应取电器设置了横向倾斜自适应机构，使得受电装置能自适应路面的横向倾斜变化，使得在道路转弯等路面具有横向倾斜的状况下，也能保障受电装置与供电装置能保持正确接触。
3、本发明伸缩偏转式车辆受电装置，其让电动车辆在行驶中可随时根据需要进行充电，解决了现有电动车辆受电池蓄电量限制而导致航程短的问题，解决了现有电动车辆因电池的充电时间长而导致出行不快捷、方便的问题。
附图说明
图1为伸缩偏转式车辆受电装置布置在车头上的一种实施示意图；
图2为伸缩偏转式车辆受电装置布置在车头上的另一种实施示意图；
图3为图1中P部的放大示意图；
图4为图2中M部的放大示意图；
图5为伸缩偏转式车辆受电装置与供电装置配合的第一种形式示意图；
图6为伸缩偏转式车辆受电装置与供电装置配合的第二种形式示意图；
图7为伸缩偏转式车辆受电装置与供电装置配合的第三种形式示意图；
图8为伸缩偏转式车辆受电装置与供电装置配合的第四种形式示意图；
图9为伸缩偏转式车辆受电装置与供电装置配合的第五种形式示意图；
图10为伸缩偏转式车辆受电装置与供电装置配合的第六种形式示意图；
图11为伸缩偏转式车辆受电装置与供电装置配合的第七种形式示意图；
图12为伸缩偏转式车辆受电装置与供电装置配合的第八种形式示意图；
图13为负极受电体的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
本实施例中伸缩偏转式车辆受电装置，其包括第一自动伸缩杆1、通过铰接轴2与第一自动伸缩杆铰接的偏摆臂3、驱动偏摆臂自适应偏转的第一驱动机构和自适应取电器。
所述自适应取电器包括竖直设置在偏摆臂上的枢轴5、连接在枢轴下端上的座块6、限定座块绕枢轴转动角度的自适应转角限定机构、电极座7、设置在座块上驱动电极座上下移动的第二驱动机构、设置在电极座上的正极受电体8和负极受电体9、以及设置在电极座上的限位器，所述限位器用于限定正极受电体和负极受电体沿供电导体移动。
所述负极受电体9可以由套筒91、设置套筒中的滑动伸缩杆92、设置在滑动伸缩杆端部的滚轮93、以及套在套筒外对滚轮施加推力的弹簧94组成，由于在弹簧94作用下滚轮上下位置能自适应调整，这样能使正极受电体8和负极受电体9同时与供电装置的供电导体良好接触。当然在不同实施例中，正极受电体8和负极受电体9还可采用其它形式。
本实施例中，所述第一驱动机构为自适应驱动杆，所述自适应驱动杆由第二自动伸缩杆10和被动弹性伸缩杆11连接组成，所述自适应驱动杆的一端铰接在第一自动伸缩杆上，所述自适应驱动杆的另一端铰接在偏摆臂上。
在具体实施中，第一自动伸缩杆和第二自动伸缩杆可以为气缸，液压缸或电动缸。本实施例中，第一自动伸缩杆和第二自动伸缩杆选择为电动缸。本实施例中，被动弹性伸缩杆11由与第二自动升缩杆连接的套管111、与套管滑动配合的内杆112、以及套在套管和内杆上的弹簧113组成，在弹簧的作用下，内杆能在套管内弹性伸缩。这样，在第二自动升缩杆推动自适应取电器与供电装置的竖立导向板12接触时，能缓冲自适应取电器收到的冲击力，能对自适应取电器起到良好的保护作用。
当然在不同实施例中，所述第一驱动机构还可由驱动偏摆臂的铰接轴转动的电机13、与电机连接的控制器、以及与控制器连接的压力传感器33组成，压力传感器用于检测自适应取电器与竖立导向板12的接触压力，控制器根据压力传感器的检测信号控制电机13驱动偏摆臂偏转，以调整自适应取电器与竖立导向板12的接触压力。
本实施例中，所述自适应转角限定机构包括连接在偏摆臂上并分别对座块两侧施力以阻碍座块绕枢轴转动的左弹簧14和右弹簧15，左弹簧14和右弹簧15在具体实施中可以是扭簧或拉簧。在左弹簧14和右弹簧15的作用下，自适应取电器在不受外力作用时不会绕枢轴旋转。在第一驱动机构驱动偏摆臂偏转，使自适应取电器与竖立导向板12接触过程中，自适应取电器能克服左弹簧14和右弹簧15的扭力偏转，从而自动稳定的贴靠在竖立导向板12上，为正极受电体8和负极受电体9竖直下移与供电装置的供电导体接触做好了准备。
当然在不同实施例中，所述自适应转角限定机构还可为其它形式，如图3所示其包括设置在座块顶面上且圆弧中心与枢轴中心重合的圆弧形限位槽16、垂直设置在偏摆臂上且下端位于圆弧形限位槽中的限位轴17、以及设置在偏摆臂上对座块施力使其绕枢轴旋转的弹簧18，弹簧18可以是拉簧或扭簧。在不充电的状态，座块在弹簧18的作用下偏转至圆弧形限位槽16的一端与限位轴17接触，此时座块处于稳定状态。在第一驱动机构驱动偏摆臂偏转，使自适应取电器与竖立导向板12接触过程中，自适应取电器能克服弹簧18的作用力偏转，从而自动稳定的贴靠在竖立导向板12上，为正极受电体8和负极受电体9竖直下移与供电装置的供电导体接触做好了准备。
本实施例中，所述第二驱动机构为电动丝杆19，电动丝杆由电机191和由电机驱动的丝杆192组成，电极座设置在丝杆上。当然在不同实施例中第二驱动机构还可为气缸或液压缸等其它形式。
本实施例中，所述限位器为设置在电极座底部上的导向块20，导向块20与供电装置上与供电导体平行布置的限位板条21的侧面配合，在具体实施中，限位板条21还可作为供电装置的负极导体使用；并且导向块20的侧面上还可设置滚动体，滚动体可以为滚珠22或轴承，滚动体可以减小导向块20在限位板条21上滑移时的摩擦力。供电装置的竖立导向板12和限位板条21之间形成限定电极座移动轨迹的导向槽，这样在充电过程中，电极座及其上的正极受电体8和负极受电体9便只能沿竖立导向板12和限位板条21之间的导向槽移动，从而避免了自适应取电器横向移动与供电装置脱离的问题。
当然在不同实施例中，所述限位器还可为设置在电极座上开口朝下的导向槽23，通过导向槽23与限位板条21配合，也能起到限定正极受电体和负极受电体沿供电装置的供电导体移动的作用。
本实施例伸缩偏转式车辆受电装置在取电过程中的动作过程如下：
第一步，第一自动伸缩杆伸出，使自适应取电器从车头外壳中露出。
第二步，第一驱动机构驱动偏摆臂旋转，使自适应取电器与竖立导向板12接触。
第三步，第二驱动机构驱动丝杆旋转使电极座下移，正极受电体8和负极受电体9下移分别与供电装置的正极导体24和负极导体25接触，从而实现对车辆充电。
本实施例伸缩偏转式车辆受电装置，其偏摆臂及自适应取电器的转角能自适应道路及车辆姿态的变化，加上自适应取电器的座块绕枢轴的转角也能根据道路及车辆姿态的变化自适应调整；再加上自适应取电器上设置的限位器与供电装置上的限位结构配合能限定自适应取电器沿供电导体移动；使得本发明中车辆受电装置能在充电过程中与供电导体始终保持正确的接触状态，保证了行驶充电的可靠性，从而解决了车辆在行驶中充电中无法保证受电器与供电装置始终正确接触的技术难题。
作为对上述实施例的改进，所述自适应取电器还包括横向倾斜自适应机构，所述横向倾斜自适应机构包括连接在枢轴下端并与座块转动配合的转动中心限定体26、以及设置在座块上并与枢轴配合以对座块提供稳定力的弹性体27。
在具体实施中，所述转动中心限定体可以为连接在枢轴下端的圆柱、半圆柱或轴承，所述圆柱、半圆柱或轴承的轴心线与枢轴垂直；又或者所述转动中心限定体为球或半球。
在具体实施中，所述弹性体可以为布置在座块上的弹簧，弹簧分布在枢轴的周围，且弹簧的端部顶在枢轴上；或者所述弹性体可以为套在枢轴上的弹性套。
本改进伸缩偏转式车辆受电装置，其自适应取电器设置了横向倾斜自适应机构，使得受电装置能自适应路面的横向倾斜变化，使得在道路转弯处等路面具有横向倾斜的状况下，也能保障受电装置与供电装置能保持正确接触。
作为对上述实施例的改进，所述的伸缩偏转式车辆受电装置还包括用于减小自适应取电器沿供电装置移动摩擦阻力的滑移减摩器。在具体实施中，所述滑移减摩器可以为设置在电极座侧面上的万向球28，通过万向球28与竖立导向板12配合，能减小自适应取电器沿供电装置移动的摩擦阻力。
当然在不同实施例中，所述滑移减摩器还可为其它形式，如其可为包括连接在座块上的外罩29和通过立轴30设置在外罩侧面上的滚轮31，所述电极座位于外罩的内侧，通过滚轮31与竖立导向板12配合，也能减小自适应取电器沿供电装置移动的摩擦阻力。作为对这种减摩形式的改进，所述立轴的两端还套有对滚轮端部施加推力的缓冲弹簧32，本改进使得滚轮能立轴上下移动，能更好的适应道路上下起伏。
作为对上述实施例的改进，所述偏摆臂3由前臂301、与前臂铰接的后臂302、以及设置在后臂上驱动前臂绕铰接中心转动的电机303组成，所述自适应取电器设置在前臂上。本改进通过将偏摆臂分成两段，通过电机控制前臂偏转，能在取电时更方便的调整自适应取电器的角度，有利于减小偏摆臂的偏转角度，同时也有利于自适应取电器的展开与收纳。
本实施例具有伸缩偏转式车辆受电装置的电动车，所述的伸缩偏转式车辆受电装置设置在电动车的车头，所述车头的引擎盖下方设置有收纳伸缩偏转式车辆受电装置的收纳腔体，在不充电时伸缩偏转式车辆受电装置设置在收纳腔体中。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (12)

1.一种伸缩偏转式车辆受电装置，其特征在于：包括第一自动伸缩杆、通过铰接轴与第一自动伸缩杆铰接的偏摆臂、驱动偏摆臂自适应偏转的第一驱动机构和自适应取电器，
所述自适应取电器包括竖直设置在偏摆臂上的枢轴、连接在枢轴下端上的座块、限定座块绕枢轴转动角度的自适应转角限定机构、电极座、设置在座块上驱动电极座上下移动的第二驱动机构、设置在电极座上的正极受电体和负极受电体、以及设置在电极座上的限位器，所述限位器用于限定正极受电体和负极受电体沿供电导体移动；
所述自适应取电器还包括横向倾斜自适应机构，所述横向倾斜自适应机构包括连接在枢轴下端并与座块转动配合的转动中心限定体、以及设置在座块上并与枢轴配合以对座块提供稳定力的弹性体；
所述转动中心限定体为连接在枢轴下端的圆柱、半圆柱或轴承，所述圆柱、半圆柱或轴承的轴心线与枢轴垂直；又或者所述转动中心限定体为球或半球；
所述弹性体为布置在座块上的弹簧，弹簧分布在枢轴的周围，且弹簧的端部顶在枢轴上；或者所述弹性体为套在枢轴上的弹性套；
自适应取电器设置了横向倾斜自适应机构，使得受电装置能自适应路面的横向倾斜变化，在路面具有横向倾斜的状况下也能保障受电装置与供电装置正确接触。
2.根据权利要求1所述的伸缩偏转式车辆受电装置，其特征在于：所述第一驱动机构由驱动偏摆臂的铰接轴转动的电机、与电机连接的控制器、以及与控制器连接的压力传感器或距离传感器组成；
或者所述第一驱动机构为自适应驱动杆，所述自适应驱动杆由第二自动伸缩杆和被动弹性伸缩杆连接组成，所述自适应驱动杆的一端铰接在第一自动伸缩杆上，所述自适应驱动杆的另一端铰接在偏摆臂上。
3.根据权利要求1所述的伸缩偏转式车辆受电装置，其特征在于：所述自适应转角限定机构包括连接在偏摆臂上并分别对座块两侧施力以阻碍座块绕枢轴转动的左弹簧和右弹簧；
或者所述自适应转角限定机构包括设置在座块顶面上且圆弧中心与枢轴中心重合的圆弧形限位槽、垂直设置在偏摆臂上且下端位于圆弧形限位槽中的限位轴、以及设置在偏摆臂上对座块施力使其绕枢轴旋转的弹簧。
4.根据权利要求1所述的伸缩偏转式车辆受电装置，其特征在于：所述限位器为设置在电极座上开口朝下的导向槽、或为设置在电极座底部上的导向块。
5.根据权利要求4所述的伸缩偏转式车辆受电装置，其特征在于：所述限位器为导向块，且导向块的侧面上设置有滚动体。
6.根据权利要求1所述的伸缩偏转式车辆受电装置，其特征在于：还包括用于减小自适应取电器沿供电装置移动摩擦阻力的滑移减摩器；
所述滑移减摩器为设置在电极座侧面上的万向球；
或者所述滑移减摩器包括连接在座块上的外罩和通过立轴设置在外罩侧面上的滚轮，所述电极座位于外罩的内侧。
7.根据权利要求6所述的伸缩偏转式车辆受电装置，其特征在于：所述立轴的两端还套有对滚轮端部施加推力的缓冲弹簧。
8.根据权利要求1所述的伸缩偏转式车辆受电装置，其特征在于：所述偏摆臂由前臂、与前臂铰接的后臂、以及设置在后臂上驱动前臂绕铰接中心转动的电机组成，所述自适应取电器设置在前臂上。
9.根据权利要求1所述的伸缩偏转式车辆受电装置，其特征在于：所述第二驱动机构为气缸、液压缸或电动丝杆。
10.一种具有权利要求1-9中所述伸缩偏转式车辆受电装置的电动车。
11.根据权利要求10所述的电动车，其特征在于：所述伸缩偏转式车辆受电装置设置在电动车的车头。
12.根据权利要求11所述的电动车，其特征在于：所述车头的引擎盖下方设置有收纳伸缩偏转式车辆受电装置的收纳腔体。
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