一种自助充电结构及自助充电系统论文和设计-许华旸

全文摘要

本实用新型公开了一种自助充电结构及自助充电系统，包括与供电电源连接的第一连接件和与充电设备连接的第二连接件，所述第一连接件包括旋转座以及设置在旋转座上的第一导电端，所述第二连接件包括与旋转座螺纹连接的定位座以及设置在定位座上的第二导电端；其中，所述自助充电结构处在自助充电状态下，所述第一连接件和第二连接件通过第一导电端和第二导电端电连通，以实现供电电源向充电设备的自助充电。

主设计要求

1.一种自助充电结构，其特征在于，包括与供电电源连接的第一连接件(1)和与充电设备连接的第二连接件(2)，所述第一连接件(1)包括旋转座(11)以及设置在旋转座(11)上的第一导电端(12)，所述第二连接件(2)包括与旋转座(11)螺纹连接的定位座(21)以及设置在定位座(21)上的第二导电端(22)；其中，所述自助充电结构处在自助充电状态下，所述第一连接件(1)和第二连接件(2)通过第一导电端(12)和第二导电端(22)电连通，以实现供电电源向充电设备的自助充电。

设计方案

其中，所述自助充电结构处在自助充电状态下，所述第一连接件(1)和第二连接件(2)通过第一导电端(12)和第二导电端(22)电连通，以实现供电电源向充电设备的自助充电。

2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述旋转座(11)中部开设有供定位座(21)嵌设的定位腔体(111)，所述定位腔体(111)侧壁开设有内螺纹(112)，所述定位座(21)上开设有与内螺纹(112)配合的外螺纹(211)；所述旋转座(11)上装设有用于检测所述定位座(21)是否位于定位腔体(111)开口的第一传感器(13)；

其中，当所述第一传感器(13)检测到所述定位座(21)位于所述定位腔体(111)开口时，所述旋转座(11)进行转动使所述内螺纹(112)和外螺纹(211)啮合。

3.根据权利要求2所述的结构，其特征在于，所述旋转座(11)位于内螺纹(112)的开口处设置有第一导向斜面(113)，所述定位座(21)上开设有与第一导向斜面(113)配合的第二导向斜面(212)。

4.根据权利要求2所述的结构，其特征在于，所述第一导电端(12)包括装设在定位腔体(111)底部的中心滑环(121)和外环弹针(122)，所述第二导电端(22)包括中心弹针(221)和外滑环(222)；

当所述第一连接件(1)和第二连接件(2)通过第一导电端(12)和第二导电端(22)电连通时，所述中心滑环(121)与所述中心弹针(221)抵接，所述外环弹针(122)与所述外滑环(222)抵接。

5.根据权利要求4所述的结构，其特征在于，所述外滑环(222)呈圆环形且绕设在所述中心弹针(221)周向，且与所述中心弹针(221)同轴设置。

6.根据权利要求4所述的结构，其特征在于，所述中心滑环(121)和所述外环弹针(122)均凸设在所述旋转座(11)表面，所述中心弹针(221)和所述外滑环(222)均凸设在所述定位座(21)表面。

7.根据权利要求4所述的结构，其特征在于，所述定位座(21)上装设有用于检测所述中心滑环(121)与所述中心弹针(221)之间或所述外环弹针(122)与所述外滑环(222)之间是否抵接的第二传感器(23)；

其中，当所述第二传感器(23)检测到所述中心滑环(121)与所述中心弹针(221)抵接或所述外环弹针(122)与所述外滑环(222)抵接时，所述旋转座(11)停止旋转，且所述供电电源通过第一连接件(1)和第二连接件(2)向充电设备进行充电。

8.根据权利要求7所述的结构，其特征在于，所述定位座(21)上滑移连接有伸缩片(24)，所述伸缩片(24)一端与所述第一导电端(12)连接，所述伸缩片(24)另一端朝向第二传感器(23)；

所述第二传感器(23)通过检测所述伸缩片(24)运动以检测所述中心滑环(121)与所述中心弹针(221)之间或所述外环弹针(122)与所述外滑环(222)之间是否抵接。

9.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，还包括固设的电机(14)，所述电机(14)与旋转座(11)通过齿轮传动；当所述电机(14)启动时，所述旋转座(11)绕其轴线进行转动。

10.一种自助充电系统，其特征在于，所述系统至少包括：供电电源，充电设备及如权利要求1至9任一项所述的自助充电结构。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及自助充电技术，尤其涉及一种自助充电结构及自助充电系统。

背景技术

随着社会的进步和科技的发展，电力设备逐渐取代燃油设备进入市场中，并逐渐普及。电力设备使用一段时间后需要进行充电以保证其具有足够的电量继续运行。为了减少人工劳动力，目前市面上出现了大量的自助充电系统。人们可自行操作，对设备进行充电。这类自助充电系统大多数采用供电电源与设备插接以实现电连接，但是由于使用自助充电系统的人大多为普通用户，其在插接供电电源与设备时，容易出现插接不牢固或偏差的情况，导致供电电源无法向设备进行供电。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种自助充电结构及自助充电系统，其可牢固地连接供电电源和充电设备。

本实用新型实施例一方面提供一种自助充电结构，包括与供电电源连接的第一连接件和与充电设备连接的第二连接件，所述第一连接件包括旋转座以及设置在旋转座上的第一导电端，所述第二连接件包括与旋转座螺纹连接的定位座以及设置在定位座上的第二导电端；其中，所述自助充电结构处在自助充电状态下，所述第一连接件和第二连接件通过第一导电端和第二导电端电连通，以实现供电电源向充电设备的自助充电。

在一种可实施方式中，所述旋转座中部开设有供定位座嵌设的定位腔体，所述定位腔体侧壁开设有内螺纹，所述定位座上开设有与内螺纹配合的外螺纹；所述旋转座上装设有用于检测所述定位座是否位于定位腔体开口的第一传感器；其中，当所述第一传感器检测到所述定位座位于所述定位腔体开口时，所述旋转座进行转动使所述内螺纹和外螺纹啮合。

在一种可实施方式中，所述旋转座位于内螺纹的开口处设置有第一导向斜面，所述定位座上开设有与第一导向斜面配合的第二导向斜面。

在一种可实施方式中，所述第一导电端包括装设在定位腔体底部的中心滑环和外环弹针，所述第二导电端包括中心弹针和外滑环；当所述第一连接件和第二连接件通过第一导电端和第二导电端电连通时，所述中心滑环与所述中心弹针抵接，所述外环弹针与所述外滑环抵接。

在一种可实施方式中，所述外滑环呈圆环形且绕设在所述中心弹针周向，且与所述中心弹针同轴设置。

在一种可实施方式中，所述中心滑环和所述外环弹针均凸设在所述旋转座表面，所述中心弹针和所述外滑环均凸设在所述定位座表面。

在一种可实施方式中，所述定位座上装设有用于检测所述中心滑环与所述中心弹针之间或所述外环弹针与所述外滑环之间是否抵接的第二传感器；其中，当所述第二传感器检测到所述中心滑环与所述中心弹针抵接或所述外环弹针与所述外滑环抵接时，所述旋转座停止旋转，且所述供电电源通过第一连接件和第二连接件向充电设备进行充电。

在一种可实施方式中，所述定位座上滑移连接有伸缩片，所述伸缩片一端与所述第一导电端连接，所述伸缩片另一端朝向第二传感器；所述第二传感器通过检测所述伸缩片运动以检测所述中心滑环与所述中心弹针之间或所述外环弹针与所述外滑环之间是否抵接。

在一种可实施方式中，还包括固设的电机，所述电机与旋转座通过齿轮传动；当所述电机启动时，所述旋转座绕其轴线进行转动。

本实用新型另一方面提供一种自助充电系统，所述系统至少包括：供电电源，充电设备及如上述可实施方式中任一项所述的自助充电结构。

本实用新型实施例提供的自助充电结构及自助充电系统，与供电电源连接的第一连接件和与充电设备连接的第二连接件可以通过第一导电端和第二导电端进行电连接，以实现供电电源向充电设备的自助充电。如此，借助第一连接件和第二连接件实现供电电源和充电设备之间的牢固连接。

进一步地，当第一传感器检测到定位座位于定位腔体开口时，旋转座进行转动使内螺纹和外螺纹啮合，从而避免在充电过程中出现第一连接件和第二连接件松脱导致充电失败的情况，保障了第一连接件和第二连接件在充电过程中连接的牢固性。

而且，本实用新型通过外环弹针和外环滑环、中心弹针和中心滑环的设计，使第一连接件和第二连接件在螺纹连接过程中，第一导电端和第二导电端能够充分接触，从而保证了充电过程中电能传输的稳定性。

附图说明

图1示出了本实用新型实施例自助充电结构在第一角度的爆炸示意图；

图2示出了本实用新型实施例自助充电结构在第二角度的爆炸示意图；

图3示出了本实用新型实施例定位座的结构示意图。

其中，附体标记如下：1、第一连接件；11、旋转座；111、定位腔体；112、内螺纹；113、第一导向斜面；12、第一导电端；121、中心滑环；122、外环弹针；13、第一传感器；14、电机；2、第二连接件；21、定位座；211、外螺纹；212、第二导向斜面；22、第二导电端；221、中心弹针；222、外滑环；23、第二传感器；24、伸缩片。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1示出了本实用新型实施例自助充电结构在第一角度的爆炸示意图；图2示出了本实用新型实施例自助充电结构在第二角度的爆炸示意图。

结合图1和图2，本实用新型实施例提供一种自助充电结构，包括与供电电源连接的第一连接件1和与充电设备连接的第二连接件2，第一连接件1包括旋转座11以及设置在旋转座11上的第一导电端12，第二连接件2包括与旋转座11螺纹连接的定位座21以及设置在定位座21上的第二导电端22；其中，自助充电结构处在自助充电状态下，第一连接件1和第二连接件2通过第一导电端12和第二导电端22电连通，以实现供电电源向充电设备的自助充电。

该自助充电结构在工作时，第一连接件1安装在供电电源上，供电电源可以是充电桩、充电器等。第二连接件2安装在充电设备上，充电设备可以是机器人等。由人工或者充电设备控制第二连接件2位移至第一连接件1，并控制定位座21位移至旋转座11的前方，通过旋转座11向定位座21方向旋转，使定位座21和旋转座11螺纹连接以达到第一导电端12和第二导电端22接触的目的。为了保证接触良好，第一导电端12和第二导电端22需要分别位于定位座21和旋转座11互相抵接的端面上。当完成充电需要拆卸的时候，控制旋转座11反向旋转，使定位座21和旋转座11的螺纹分离，进而使第一导电端12和第二导电端22分开，实现了结束充电且供电电源和充电设备分离的目的。通过控制旋转座11的旋转和定位座21的位置，即可实现该自助充电结构的充电和分离功能，无需人工操作，且相较于插接方式的充电机14构，其第一导电端12和第二导电端22的接触牢固，不易松脱，使充电设备在充电过程中，供电电源能够稳定供电，保证了充电过程的稳定性。而且通过螺纹导向，在定位座21和旋转座11配合过程中，定位座21和旋转座11之间不易出现偏斜，从而确保第一导电端12和第二导电端22能够稳定且满足需要的接触面积。

本实用新型实施例旋转座11中部开设有供定位座21嵌设的定位腔体111，定位腔体111侧壁开设有内螺纹112，定位座21上开设有与内螺纹112配合的外螺纹211。旋转座11上装设有用于检测定位座21是否位于定位腔体111开口的第一传感器13；其中，当第一传感器13检测到定位座21位于定位腔体111开口，旋转座11进行转动使内螺纹112和外螺纹211啮合。

根据内螺纹112和外螺纹211的设置位置，在旋转座11与定位座21连接时，定位座21嵌入定位腔体111内，此时第一导电端12可以设置在定位腔体111底部，第二导电端22可以设置在定位座21朝向定位腔体111的端面上。这样，当旋转座11与定位座21螺纹连接至定位座21端面与定位腔体111底部抵接时，第一导电端12和第二导电端22能够实现抵接，进而实现电连接。进一步地，在充电设备控制定位座21移动至定位腔体111开口处时，充电设备可以根据第一传感器13判断定位座21所处位置是否准确，当第一传感器13检测到定位座21位于定位腔体111开口时，再控制旋转座11进行旋转，即避免了旋转座11过早旋转导致能源浪费，同时避免了定位座21和定位腔体111之间出现偏差导致旋转座11和定位座21无法螺纹连接。第一传感器13可以为红外传感器、光电传感器或位移传感器，本实用新型不限定第一传感器13的类型，只需其能够检测到定位座21与旋转座11之间的相对位置即可。

由于旋转座11和定位座21通过螺纹连接，在定位座21向定位腔体111底部移动过程中，定位座21和旋转座11之间的距离会逐渐缩短。因此，当旋转座11在同一平面内旋转时，由于旋转座11在螺纹连接过程中会对定位座21施加压力，使得第一连接件1会向旋转座11方向移动。旋转座11也可以边旋转边向定位座21方向移动，从而缩短旋转座11和定位座21之间的直线距离。基于上述结构，在实际应用中旋转座11和供电电源之间可以通过伸缩轴连接，定位座21与充电设备之间可以通过弹性件或伸缩轴连接。

本实用新型实施例旋转座11位于内螺纹112的开口处设置有第一导向斜面113，定位座21上开设有与第一导向斜面113配合的第二导向斜面212。如此，通过第一导向斜面113和第二导向斜面212的设计，当定位座21位于定位腔体111开口位置时，无需精准定位，通过第一导向斜面113和第二导向斜面212的配合，达到导向内螺纹112和外螺纹211啮合的目的。

本实用新型实施例第一导电端12包括装设在定位腔体111底部的中心滑环121和外环弹针122，第二导电端22包括中心弹针221和外滑环222。当第一连接件1和第二连接件2通过第一导电端12和第二导电端22电连通时，中心滑环121与中心弹针221抵接，外环弹针122与外滑环222抵接。其中，外滑环222呈圆环形且绕设在中心弹针221周向，且与中心弹针221同轴设置。

在实际应用中，由于旋转座11和定位座21之间通过螺纹实现固定。在旋转过程中，其旋转角度难以控制，如果采用普通电连接时插针和插孔的连接方式，难以判断插针和插孔是否对齐，无法保证电连接的稳定性。为了解决上述问题，本实用新型实施例通过中心滑环121与中心弹针221抵接且外环弹针122与外滑环222抵接实现第一导电端12和第二导电端22的电连接。由于旋转座11是绕其轴线进行旋转，所以设置在旋转座11轴线位置的中心滑环121和设置在定位座21中心位置的中心弹针221能够保证接触。

通过设置在旋转座11轴线外侧的外环弹针122与设置在定位座21上的外环滑环之间配合。无论旋转座11相对定位座21旋转至任何角度，定位腔体111底部与定位座21端面抵接时，外环弹针122与外环滑环能够始终保持接触，从而实现了第一导电端12和第二导电端22的稳定接触。为了满足定位腔体111底部与定位座21端面抵接时，外环弹针122与外环滑环能够始终保持接触，外环滑环的圆心与定位座21的轴线重合且外环滑环的半径与旋转座11和外环弹针122之间的距离相同。

本实用新型实施例中心滑环121和外环弹针122均凸设在旋转座11表面，中心弹针221和外滑环222均凸设在定位座21表面。具体地，将中心滑环121、外环弹针122、中心弹针221和外滑环222凸设，在定位腔体111底部与定位座21端面还未接触或者部分接触的时候，也能够保证中心滑环121和中心弹针221接触、外环弹针122和外滑环222接触。进一步的，中心滑环121、外环弹针122、中心弹针221和外滑环222均可以采用柔性导电材料制成，使其在互相接触过程中，有一定的伸缩范围，进一步使定位座21相对旋转座11的伸入量无需精准确定，使定位座21和旋转座11在连接过程中的容错性进一步提高。

图3示出了本实用新型实施例定位座的结构示意图。

参见图3，本实用新型实施例定位座21上装设有用于检测中心滑环121与中心弹针221之间或外环弹针122与外滑环222之间是否抵接的第二传感器23；其中，当第二传感器23检测到中心滑环121与中心弹针221抵接或外环弹针122与外滑环222抵接时，旋转座11停止旋转，且供电电源通过第一连接件1和第二连接件2向充电设备进行充电。

这里，第二传感器23可以为光电传感器、红外传感器等，本实用新型不限定第二传感器23的类型，只需其能够检测到定位座21与旋转座11之间的相对位置即可。通过第二传感器23检测到中心滑环121与中心弹针221之间或外环弹针122与外滑环222之间抵接后，再停止旋转座11旋转，可以避免旋转座11转动量过少导致中心滑环121与中心弹针221之间或外环弹针122与外滑环222之间还未抵接，进一步保障了在第一连接件1和第二连接件2连接过程中的准确性。

本实用新型实施例定位座21上滑移连接有伸缩片24，伸缩片24一端与第一导电端12连接，伸缩片24另一端朝向第二传感器23；第二传感器23通过检测伸缩片24运动以检测中心滑环121与中心弹针221之间或外环弹针122与外滑环222之间是否抵接。

为了方便第二传感器23的安装，本实用新型实施例将第二传感器23安装在定位座21未设置第二导电端22的端面，且本实用新型实施例第二传感器23选择为光电传感器，为了使第二传感器23能够检测到中心弹针221的位移，在本实用新型实施例中，定位座21上穿设有伸缩片24，且伸缩片24相对定位座21可进行滑移，伸缩片24的一端与中心弹针221固定，当中心滑环121与中心弹针221抵接时，中心弹针221会向伸缩片24方向发生形变，从而施力于伸缩片24，使伸缩片24向第二传感器23方向运动，从而使第二传感器23可根据伸缩片24的运动以检测中心滑环121与中心弹针221之间或外环弹针122与外滑环222之间是否抵接。

本实用新型实施例还包括固设的电机14，电机14与旋转座11通过齿轮传动；当电机14启动时，旋转座11绕其轴线进行转动。

由于电机14用于带动旋转座11进行转动，故电机14可直接连接在旋转座11的轴线位置。但由于旋转座11背面还装设有第一传感器13，为了避免第一传感器13与电机14之间相互干涉，本实用新型实施例电机14安装在旋转座11的侧边，且通过齿轮传动使旋转座11绕其轴线进行转动。

本实用新型实施例还提供一种自助充电系统，该系统至少包括：供电电源，充电设备及如上述可实施方式任一项的自助充电结构。该自助充电结果用于自助充电系统，使该自助充电系统可以实现自助充电，本实用新型实施例的自助充电系统可以是带有本实用新型自助充电结构的机器人、机械臂、扫地机等。本实用新型实施例不对自助充电系统的种类和类型进行限定，实际应用中凡是本实用新型实施例的自助充电结构所适用的系统都应当属于本实用新型实施例的保护范围。

本实用新型实施例提供的自助充电结构及自助充电系统，与供电电源连接的第一连接件1和与充电设备连接的第二连接件2可以通过第一导电端12和第二导电端22进行电连接，以实现供电电源向充电设备的自助充电。如此，借助第一连接件1和第二连接件2实现供电电源和充电设备之间的牢固连接。进一步地，当第一传感器13检测到定位座21位于定位腔体111开口时，旋转座11进行转动使内螺纹112和外螺纹211啮合，从而避免在充电过程中出现第一连接件1和第二连接件2松脱导致充电失败的情况，保障了第一连接件1和第二连接件2在充电过程中连接的牢固性。而且，本实用新型通过外环弹针122和外环滑环、中心弹针221和中心滑环121的设计，使第一连接件1和第二连接件2在螺纹连接过程中，第一导电端12和第二导电端22能够充分接触，从而保证了充电过程中电能传输的稳定性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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