一种通道选择器及PDU系统的制作方法

一种通道选择器及pdu系统
技术领域
[0001]
本发明涉及充电领域，具体涉及一种通道选择器及pdu系统。


背景技术：

[0002]
随着社会的进步，环保意识的增强，电动汽车越来越受到人们的关注，而电动汽车的充电问题关系到电动汽车的普及和推广，为了给不同容量的电动汽车充电，目前很多公司开始研究制造可进行功率分配的充电堆。现有充电堆的柔性功率分配系统，核心单元是pdu，pdu作为电源与充电终端的中间枢纽，起到了连接和分配的作用，现有的通道选择器pdu系统存在以下的问题:
[0003]
1.每个通道选择器对应配置一个驱动单元，使得pdu系统结构复杂，从而导致成本增加。
[0004]
2.在pdu的选择器进行电力切换时，选择器的电极和电源铜排或者充电终端的铜排直接接触，直接接触会发生较大的摩擦，导致上述铜排表面镀层的损坏，继而导致铜排载流量变小，产生电能损耗。
[0005]
3..采用的是单个继电器/接触器组成m xn阵列方式，或是采用多个固定多触点的继电器/接触器的方式。直接采用继电器阵列的缺点在于，继电器用量多，成本高，需要m x n个复杂的控制线路，此种方案，从结构、电气、硬件、软件上都相当的复杂，不便于进行通道的扩展，且占用空间大。
[0006]
4.通道选择器和电源铜排之间需要设置固定装置，以避免通道选择器的脱离电源铜排，落至地面进而损坏。


技术实现要素：

[0007]
为了解决现有技术中每个通道选择器对应配置一个驱动单元，导致pdu系统结构复杂的技术问题，本发明提供了一种通道选择器及pdu系统，解决了上述技术问题。本发明的技术方案如下：
[0008]
一种通道选择器，移动载体,所述移动载体内滑动装配触指组件；触指组件，包括滑动装配在移动载体内部的基板和形成在基板第一面上的触指结构，所述基板的第二面配置有压力件，所述压力件通过基板作用于所述触指结构进行电连接；吸合件，所述基板的第二面还形成有所述吸合件，所述吸合件的作用方向与所述压力件的作用方向相反以使所述触指结构断开电连接。
[0009]
根据本发明的一个实施例，所述压力件为压簧或同极的永磁体，所述吸合件为电磁铁或永磁体。
[0010]
根据本发明的一个实施例，所述基板的第二面上延伸出凸台，所述凸台的端面上固定所述吸合件。
[0011]
一种pdu系统，包括上述的通道选择器。
[0012]
根据本发明的一个实施例，还包括：铜排组件，所述铜排组件包括多个输入铜排和
多个输出铜排，所述输入铜排和对应的输出铜排形成为异面垂直，所述移动载体滑动装配在所述输入铜排或输出铜排上；移动模组，所述移动模组包括磁性夹爪和驱动所述磁性夹爪移动的驱动单元，所述磁性夹爪吸合所述吸合件以断开电连接，所述驱动单元驱动所述移动载体移动至指定位置。
[0013]
根据本发明的一个实施例，所述触指组件包括长触指和短触指，所述长触指与远离所述移动载体的输入铜排或输出铜排建立电连接，所述短触指与靠近所述移动载体的输入铜排或输出铜排建立电连接。
[0014]
根据本发明的一个实施例，所述移动载体包括基体，所述基体设有贯穿的滑槽，所述滑槽与所述所述输入铜排或输出铜排滑动配合。
[0015]
根据本发明的一个实施例，所述基体的一侧形成有容纳空间，所述基板内置于所述容纳空间，所述基体上设有导向柱，所述基板滑动装配在所述导向柱上，所述容纳空间上设有盖板，所述盖板上设有凸起，所述压力件的一端套设在所述导向柱上，所述压力件的另外一端套设在所述凸起上。
[0016]
根据本发明的一个实施例，所述基体形成有贯穿的导向套件，所述触指结构的触指与所述导向套件滑动配合。
[0017]
根据本发明的一个实施例，所述磁性夹爪包括安装座和固定在安装座上的电磁铁，所述电磁铁用于吸合所述吸合件。
[0018]
根据本发明的一个实施例，所述驱动单元为机器人，所述磁性夹爪配置于所述机器人的末端。
[0019]
根据本发明的一个实施例，所述驱动单元包括支撑架和滑动装配在支撑架上的滑块，所述滑块上装配所述磁性夹爪。
[0020]
根据本发明的一个实施例，所述驱动单元包括：纵向驱动模块，所述纵向驱动模块包括至少两个竖向撑杆，所述竖向撑杆上滑动装配纵向滑块，所述纵向滑块由纵向驱动电机驱动；横向驱动模块，所述横向驱动模块包括横向撑杆，所述横向撑杆的两端固定于所述纵向滑块，所述横向撑杆上还滑动装配有横向滑块，所述横向滑块由横向驱动电机驱动，所述横向滑块上装配所述磁性夹爪。
[0021]
基于上述结构，本发明所能实现的技术效果为：
[0022]
1.本发明的通道选择器，包括移动载体、触指组件和吸合件，移动载体内滑动装配触指组件，具体地，触指组件包括滑动装配在移动载体内部的基板和形成在基板第一面上的触指结构，触指结构至少一部分突出于移动载体，基板的第二面配置有压力件，压力件通过基板作用于触指结构，以使触指结构移动载体内滑动并进行电连接；此外，基板的第二面还形成有吸合件，吸合件的作用方向与压力件的作用方向相反以使触指结构断开电连接，如此，在外力的作用下，移动载体带着其上的触指组件滑动时，触指结构不会与铜排接触摩擦，导致上述铜排表面镀层的损坏，继而导致铜排载流量变小，产生电能损耗，进一步地，通道选择器可通过吸合件共用一个驱动装置，驱动装置借助吸合件驱动移动载体滑动至指定位置。
[0023]
2.本发明的基板的第二面上延伸出凸台，凸台的端面上固定吸合件，凸台的高度可根据实际需要来设定，凸台的高度高于移动载体的最高面，当凸台穿过移动载体上的避让孔，驱动装置和吸合件连接时，便于凸台防止吸合件的一端伸入驱动装置中。
[0024]
3.本发明的一种pdu系统包括通道选择器、铜排组件和移动模组，铜排组件包括多个输入铜排和多个输出铜排，输入铜排和对应的输出铜排形成为异面垂直，移动载体滑动装配在输入铜排或输出铜排上，移动模组包括磁性夹爪和驱动磁性夹爪移动的驱动单元，磁性夹爪吸合吸合件以断开电连接，驱动单元驱动移动载体移动至指定位置。相较于继电器，本申请通过磁性夹爪与供电装置连接和断开，来控制磁性夹爪与吸合件的接通或断开，以实现电连接的断开和接通，无需固定接线，灵活性好，适用性强。除此之外，磁性夹爪借助吸合件以断开触指结构与铜排的电连接，这样可避免移动载体移动时，触指结构与铜排直接接触，直接接触会发生较大的摩擦，导致上述铜排表面镀层的损坏，继而导致铜排载流量变小，产生电能损耗。
[0025]
4.本发明的移动载体包括基体，基体设有贯穿的滑槽，输入铜排或输出铜排穿设在滑槽上以形成滑动配合，如此，本申请不需要在通道选择器和铜排之间设置固定装置，以防止通道选择器脱离铜排。此外，基体的一侧形成有容纳空间，基板内置于容纳空间，基体上设有导向柱，基板滑动装配在导向柱上，容纳空间上设有盖板，盖板上设有凸起，压力件的一端套设在导向柱上，压力件的另外一端套设在凸起上，如此，在充电时，压力件可压着基板以使其上的触指结构保持和铜排接触，进而避免pdu系统晃动造成充电的中断。
[0026]
5.本发明的驱动单元可设置为机器人，机器人设置在通道选择器，磁性夹爪配置于机器人的末端，机器人可通过其机械臂带动磁性夹爪移动，磁性夹爪的移动可带动移动载体在输入铜排或输出铜排滑动至指定位置，此外，驱动单元还可设置成支撑架和滑动装配在支撑架上的滑块，滑块上装配磁性夹爪，具体地，驱动单元包括：纵向驱动模块和横向驱动模块，纵向驱动模块包括至少两个竖向撑杆，竖向撑杆上滑动装配纵向滑块，纵向滑块由纵向驱动电机驱动横向驱动模块移动，以使横向驱动模块和通道选择器的位置对应，横向驱动模块包括横向撑杆，横向撑杆的两端固定于纵向滑块，横向撑杆上还滑动装配有横向滑块，横向滑块上装配磁性夹爪，横向滑块由横向驱动电机驱动以调整磁性夹爪的位置，进而使磁性夹爪的与吸合件的位置对应，从而通过磁性夹爪与吸合件的磁吸力带动移动载体在铜排上滑动。
附图说明
[0027]
图1为现有技术中pdu系统的结构示意图；
[0028]
图2为本实例一的通道选择器的结构示意图；
[0029]
图3为本实例一的移动载体的结构示意图；
[0030]
图4为本实例一的触指组件的结构示意图；
[0031]
图5为本实例一的触指结构的结构示意图；
[0032]
图6为本实例一的压力件的结构示意图；
[0033]
图7为本实例二的短触指的结构示意图；
[0034]
图8为本实例二的长触指的结构示意图；
[0035]
图9为本实例二的pdu系统的结构示意图；
[0036]
图10为本实例二的机器人的结构示意图；
[0037]
图11为本实例二的十字模组的结构示意图；
[0038]
图12为本实例二的磁性夹爪的结构示意图；
[0039]
图13为本实例二的磁性夹爪和通道选择器的吸合状态的结构示意图；
[0040]
图14为本实例二的图13的剖面的结构示意图；
[0041]
图中：1
’-
pdu机器人模块；2
’-
导轨；3
’-
驱动组件；31
’-
驱动装置；32
’-
齿条；1-移动载体；11-架体；12-基体；121-导向柱；122-导向套件；1221-第一导向套；1222-第二导向套；123-滑槽；124-盖板；1241-凸起；2-触指组件；21-基板；211-凸台；2111-凹槽；212-压力件；213-导向孔；22-触指结构；221-短触指；222-长触指；223-导电块；2231-安装孔；3-吸合件；4-铜排组件；41-输入铜排；42-输出铜排；5-移动模组；51-磁性夹爪；511-安装座；512-电磁铁；513安装环；52-驱动单元；52a-十字模组；52a1-横向驱动模块；52a2-纵向驱动模块；52b-机器人。
具体实施方式
[0042]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0043]
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0044]
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0045]
在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
[0046]
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和
“
在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
[0047]
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
[0048]
实施例一：
[0049]
如图1所示，现有技术中pdu系统包括pdu机器人模块1
’
、驱动组件3
’
和导轨2
’
，pdu机器人模块1
’
在驱动组件3的驱动作用下沿导轨2滑动。具体地，驱动组件3
’
包括驱动装置31
’
和齿条32
’
，驱动装置31
’
的驱动端连接有齿轮，齿条32
’
与导轨2
’
平行设置，齿条32
’
位于两个导轨2之间，驱动装置31
’
驱动齿轮转动，因齿轮与齿条32
’
啮合，齿轮的转动可带动pdu机器人模块1
’
沿导轨2
’
滑动。如此，每个pdu机器人模块1
’
需要对应设置一个驱动组件3
’
，这样，使得pdu系统结构复杂化，进而造成成本增加。
[0050]
如图2和3所示，本实施例的通道选择器包括移动载体1、触指组件2和吸合件3，移动载体1内滑动装配触指组件2，具体地，触指组件2包括滑动装配在移动载体1内部的基板21和形成在基板21第一面上的触指结构22，基板21的第二面配置有压力件212，压力件212通过基板21作用于触指结构22，以使触指结构22移动载体1内滑动并进行电连接；此外，基板21的第二面还形成有吸合件3，吸合件3的作用方向与压力件212的作用方向相反以使触指结构22断开电连接。
[0051]
由上述内容可知，本实例的通道选择器可借助吸合件3与外部的驱动装置配合切换充电连接位置，驱动装置可配置与吸合件3吸合的适配件，例如电磁铁，这样驱动装置先与吸合件3连接，然后借助吸合件3驱动移动载体1滑动至指定位置后，驱动装置断开吸合件3连接，再去驱动另一个通道选择器，如此实现多个通道选择器共用一个驱动装置，此外，在吸合件3带动下移动载体1带着其上的触指组件2滑动时，触指结构22不会与铜排接触摩擦，避免铜排表面镀层的损坏，继而避免铜排载流量变小、产生电能损耗。
[0052]
根据本发明的一个实施例，如图3所示，移动载体1包括架体11和基体12，架体11设置在基体12的一侧，优选地，基体12和架体11为一体成型，架体11与基体12形成内部有容纳空间的框体件，容纳空间内容纳有触指组件2。
[0053]
本实例触指组件2是由滑动的基板21以及形成在基板21第一面上的触指结构22构成，其中，如图3和6所示，本实施例基板21滑动装配在移动载体1的容纳空间内，具体地，基板21活动设置在容纳空间内，基体12上设有导向柱121，导向柱121自基体12延伸而出，基板21上设置有和导向柱121对应的导向孔213，基板21借助导向孔213穿设在导向柱121上以形成滑动配合，如此，基板21仅能沿着导向柱121滑动，导向柱121对基板21的运动起到导向作用。优选地，导向柱121设置为四个，四个导向柱121设置的位置与基板21的拐角对应，如此，保证基板21运动的平衡。
[0054]
通过上述结构，可以实现基板21带动触指结构22运动，以对充电回路进行导通或断开的控制。
[0055]
本实施的基板21是在压力件212的作用下使触指结构(22)进行电连接，压力件212是这样被装配的，本实施例的容纳空间上设置有盖板124，盖板124的固定装配在架体11上，盖板124靠近的基板21的一侧形成有和导向柱121对应的凸起1241，凸起1241和导向柱121
在竖直方向上处于同一直线，本实施的压力件212的一端套设在导向柱121上以抵靠基板21，压力件212的另外一端套设在凸起1241上以抵靠盖板124上，如此，压力件212可压着基板21以使其上的触指结构22伸出移动载体1并与铜排接触，从而导通充电回路，优选地，压力件212为压簧，压簧可以使触指结构22紧压在铜排上，避免pdu系统因晃动造成充电的中断。当然，压力件212还可设置为同极的永磁体，永磁体分别固定安装在导向柱121和凸起1241上，通过同性相斥的磁性力来抵靠基板21和盖板124。
[0056]
本实施的基板21是借助吸合件3使触指结构(22)断开电连接，如图2和4所示，本实例的吸合件3是借助凸台211安装在基板21上，具体地，基板21的第二面上设置有凸台211，凸台211的端面上固定吸合件3，进一步地，凸台211设置为柱状体，凸台211的安装端内凹形成凹槽2111，吸合件3内置于凹槽2111，凸台211的高度可根据实际需要来设定。如此，驱动装置的电磁铁可以与吸合件3吸合，吸合件3在驱动装置的作用下克服压力件的预紧力带动基板21上的触指结构远离铜排，从而断开电连接。
[0057]
优选地，吸合件3为永磁体。
[0058]
优选地，基板21的第二面上直接延伸出凸台211，二者一体成型，可减少基板21与凸台211之间设置连接件。
[0059]
实施例二：
[0060]
如图9所示，本实施还提供了一种pdu系统，pdu系统包括上述的通道选择器。
[0061]
pdu系统还包括铜排组件4，铜排组件4包括多个输入铜排41和多个输出铜排42，输入铜排41和对应的输出铜排42形成为异面垂直，多个输入铜排41之间平行设置，多个输出铜排42之间平行设置，输入铜排41和输出铜排42在异面上呈十字交错阵列排布，如此，输入铜排41和输出铜排42相互之间不存在干扰。
[0062]
如图3和9所示，本实施例移动载体1的基体12设有贯穿的滑槽123，输入铜排41穿设在滑槽123上形成滑动配合，优选地滑槽123设置成和输入铜排41匹配的方形结构，因方形结构自身的止转特性，外力的作用下，基体12及其上的装置在输入铜排41上滑动时，基体12不会晃动和脱离输入铜排41，相比现有技术中通道选择器和电源铜排之间需要设置紧固装置，以避免通道选择器脱离铜排，落至地面进而损坏，本实施例的pdu系统不需要紧固装置，简化了结构，节省了成本。
[0063]
为了适配上述的铜排组件4，本实施例的触指结构22包括长触指222和短触指221，所述长触指(222)与远离所述移动载体(1)的输入铜排(41)或输出铜排(42)建立电连接，所述短触指(221)与靠近所述移动载体(1)的输入铜排(41)或输出铜排(42)建立电连接，本实施例的触指结构22是被这样装配的，如图7和8所示，本实施例的基体12形成有贯穿的导向套件122，导向套包括第一导向套1221和第二导向套1222，第一导向套1221的一端贯穿基体12，长触指222穿设在第一导向套1221上，第二导向套1222的一端贯穿滑槽123，短触指221穿设在第二导向套1222上。
[0064]
进一步地，本实施例的长触指222和短触指221之间借助导电块223连接，如此，长触指222和短触指221之间的距离可根据实际的需要来设定。
[0065]
优选地，导电块223上设置有安装孔2231，安装孔2231上可设置温度传感器，以用来监测通道选择器内的温度。
[0066]
如图10、12、13和14所示，为了驱动移动载体1在铜排上滑动，本实施例的pdu系统
还包括移动模组5，移动模组5包括磁性夹爪51和驱动磁性夹爪51移动的驱动单元52，驱动单元52借助磁性夹爪51驱动移动载体1在输入铜排41或输出铜排42上滑动，具体地，驱动单元52设置在铜排组件4的一侧，磁性夹爪51包括安装座511和电磁铁512，安装座511的一端和驱动单元52连接，安装座511内设置有和电磁铁512连接的电线，电磁铁512内置于安装座511，安装座511的另一端形成贯穿至电磁铁512的安装环513，安装环513的直径小于电磁铁512，如此，电磁铁512不能从安装环513脱离安装座511，需要移动载体1在铜排上滑动时，安装座511借助磁性力与吸合件3上的永磁体相互吸引，带动凸台211及基板21和触指朝向安装环513运动，因本实施例的凸台211的高度高于移动载体1的最高面，凸台211穿过移动载体1上设置的避让孔后，凸台211的凸出移动载体1的一端可伸入安装环513，以使触指和铜排断开电连接，此外，因压簧的一端抵靠在移动载体1的盖板124上，压簧的另一端抵靠在基板21，基板21的运动将带动移动载体1一起运动，驱动单元52带动磁性夹爪51及其上的移动载体1移动至指定位置。电磁铁512失电，电磁铁512和吸合件3断开，基板21及其上的触指结构22在压簧的作用下朝向铜排运动，以实现触指结构22和铜排的再次电连接，进而形成充电回路。
[0067]
根据本发明的驱动单元52的一个实施例，如图10所示，本实施例的驱动单元52可设置成机器人52b，机器人52b设在在铜排组件4的一侧，磁性夹爪51配置于所述机器人52b的执行端，机器人52b可通过其机械臂带动磁性夹爪51移动，磁性夹爪51的移动可带动移动载体1在输入铜排41或输出铜排42滑动至指定位置，以对不同的充电位置，机械臂可覆盖整个铜排组件4区域，以驱动不同的通道选择器在铜排组件4上移动。
[0068]
根据本发明的驱动单元52的另一个实施例，驱动单元52包括支撑架和滑动装配在支撑架上的滑块，滑块由直线模组驱动，滑块上装配所述磁性夹爪。具体地，如图11所示，本实施例的直线模组设置成十字模组52a，十字模组52a包括纵向驱动模块52a2和横向驱动模块52a1，纵向驱动模块52a2包括至少两个竖向撑杆，竖向撑杆上滑动装配纵向滑块，纵向滑块由纵向驱动电机驱动，横向驱动模块52a1的两端分别固定装配在纵向滑块上，纵向驱动电机借助纵向滑块驱动横向驱动模块52a1在竖向撑杆上滑动，以使横向驱动模块52a1可对应不同的通道选择器，横向驱动模块52a1横向撑杆和横向驱动电机，横向撑杆上还滑动装配有横向滑块，横向滑块上装配磁性夹爪51，横向滑块由横向驱动电机驱动以调整磁性夹爪51的位置，进而使磁性夹爪51的与吸合件3的位置对应，从而通过磁性夹爪51与吸合件3的磁吸力带动移动载体1在铜排上滑动。
[0069]
基于上述结构，本实施例的通电选择器和pdu系统的工作原理为：
[0070]
需要通道选择器在铜排上滑动时，设置在安装座511上的供电装置通过电线使电磁铁512导电进而产生磁性力，安装座511借助磁性力与吸合件3上的永磁体相互吸引，进而带动通道选择器朝向安装环513运动，以使触指和铜排断开电连接，驱动单元52带动磁性夹爪51及其上的通道选择器移动至指定位置，供电装置停止对电磁铁512供电，电磁铁512的磁性力消失，电磁体停止和吸合件3的永磁体吸合，通道选择器朝向铜排运动，以实现触指结构22和铜排的再次电连接以进行充电。
[0071]
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明的宗旨的前提下做出各种变化。