一种钢化面板式直流充电桩的制作方法

1.本发明涉及充电桩技术领域，尤其是涉及一种钢化面板式直流充电桩。


背景技术：

2.充电桩其功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑(公共楼宇、商场、公共停车场等)和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端都装有充电插头用于为电动汽车充电。
3.充电桩一般提供常规充电和快速充电两种充电方式，人们可以使用特定的充电卡在充电桩提供的人机交互操作界面上刷卡使用，进行相应的充电方式、充电时间、费用数据打印等操作，充电桩显示屏能显示充电量、费用、充电时间等数据。
4.现有的技术中，充电桩大多设立在地面上，整体占地面积大，并且容易受到外界环境的破坏，降低了充电桩的使用寿命。现有的设立在地面上的充电桩对于一些园林、景园等土地资源紧张、强调风景和谐、美观的场合不太适用。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种钢化面板式直流充电桩，其很好地解决了上述问题，不仅能够实现电动汽车的能源补给，保护充电桩本体，还能节约土地资源、美化环境，具有良好的推广应用价值。
6.本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
7.一种钢化面板式直流充电桩，包括设置在地下坑道内且可升降的充电桩本体、支撑台、主控模块以及分别与所述主控模块连接的电动平移盖板、螺杆升降机构、蜗杆传动机构、升降驱动电机、无线模块；
8.所述电动平移盖板滑动设置在所述地下坑道上，所述升降驱动电机与所述蜗杆传动机构设置在地下坑道的底部，所述升降驱动电机与所述蜗杆传动机构传动连接，所述蜗杆传动机构与所述螺杆升降机构传动连接；
9.所述支撑台固定于所述螺杆升降机构的顶部，所述充电桩本体固定在所述支撑台上，所述主控模块与所述无线模块固定在所述地下坑道靠近顶端的内壁上，所述充电桩本体与所述主控模块连接。
10.通过上述技术方案，主控模块是整个直流充电桩智能控制的核心，与无线模块进行双向交流。在对电动汽车进行充电时，将电动汽车停靠在电动平移盖板的一侧，由电动汽车发出充电请求，主控模块发出指令使得电动平移盖板打开，同时主控模块给升降驱动电机的控制端一个动作信号，升降驱动电机通过蜗杆传动机构驱动螺杆升降机构动作，带动充电桩本体上升。
11.当充电桩本体上升到指定高度时，主控模块通过无线模块与电动汽车通信，使得充电桩本体开设进行对接、充电。充电完成后，汽车充电机构脱离充电座，整套系统进行与
上升过程相反的感应控制，使螺杆升降机构带动充电桩本体隐藏到地面以下，同时关闭电动平移盖板，电动平移盖板为整套系统遮风挡雨，有效的保护了充电桩本体。
12.充电桩本体设置在电动升降系统上，通过电动平移盖板及电动升降系统的有序配合，可实现根据电动汽车的充电需求自动出现与消隐。该设计不仅可实现电动汽车的能源补给，保护充电桩本体，延长其使用寿命，还能节约园区土地资源，美化园区。将其与电动汽车配合应用在智慧城市、能源小镇、景观园林、大型超市、商场中，将大大方便人们的生活与出行，因而具有良好的推广应用价值。
13.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述螺杆升降机构包括螺杆、螺母以及外筒，所述螺杆转动设置在所述蜗杆传动机构上，所述螺杆与所述螺母螺纹连接，所述螺母固定在所述外筒的内部，所述外筒远离所述蜗杆传动机构的一端与所述支撑台固定连接。
14.通过上述技术方案，螺母及与螺母装配在一体的外筒在蜗杆传动机构的作用下，将回转运动变为直线运动，使得螺杆转动时，与螺母成为一体的外筒在竖直方向作升降运动，从而带动充电桩上升到地面或隐藏至地下坑道中，提高了实用性。
15.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述蜗杆传动机构的表面设置有红外测距传感器与升降限位开关，所述红外测距传感器与所述升降限位开关分别与所述主控模块连接；
16.所述红外测距传感器用于检测所述外筒竖直方向的直线位移，所述升降限位开关用于在所述外筒下降到初始位置时，控制所述控制模块发出指令，使所述电动平移盖板关闭。
17.通过上述技术方案，主控模块接收反映盖板及升降系统位置的限位开关及红外测距传感器的信号，控制电动平移盖板及螺杆升降机构电机的动作。
18.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述主控模块连接有电动平移盖板内部电机、电动平移盖板全闭位置限位开关以及电动平移盖板全开位置限位开关，所述电动平移盖板内部电机与所述电动平移盖板传动连接。
19.通过上述技术方案，在对电动汽车进行充电时，主控模块控制电动平移盖板内部电机动作打开电动平移盖板。电动平移盖板打开到位后，电动平移盖板全开位置限位开关被触发，该信号传送给主控模块，主控模块给升降驱动电机的控制端一个动作信号，电机驱动螺杆升降机构动作，带动充电桩本体上升。当红外测距传感器检测到充电桩本体上升到合适高度后，发送信号给主控模块，进而主控模块输出信号给升降驱动电机的控制端，使电机停止转动；与此同时，主控模块通过无线模块与机器人通信，使其开始进行对接、充电。充电完成后，电动汽车充电机构脱离充电座，整套系统进行与上升过程相反的感应控制，使螺杆升降机构带动充电桩本体隐藏到地面以下。
20.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述充电桩本体内设有rfid标签，当汽车需要充电、检测到所述rfid标签后，发射无线信号与所述充电桩本体进行无线通信；
21.所述无线模块接收到所述无线信号将其发送至所述主控模块，由所述主控模块控制所述电动平移盖板内部电机打开盖板。
22.通过上述技术方案，电动汽车根据任务需要可以在任意停靠点停靠使用，当需要充电时，电动汽车检测rfid标签沿着定轨找到距离最近的充电桩充电，提高了实用性。
23.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述充电桩本体的四周分别设置有钢化面板，所述钢化面板外表面上端安装有触摸屏，所述钢化面板外表面下端设置有读卡区，所述读卡区安装有智能插座与读卡器，所述钢化面板的内侧安装有主控核心板，所述主控核心板通过所述无线模块与所述主控模块连接。
24.通过上述技术方案，钢化面板具有较好的结构强度，提高了充电桩本体的抗撞击能力，从而延长了充电桩的使用寿命。将充电卡放置在读卡器上感应，由主控核心板控制内部的电源工作，利用充电枪连接智能插座与电动汽车，便于对电动汽车进行直流充电，充电完成后，主控核心板通过无线模块向主控模块发生指令信号，由主控模块将充电桩消隐在地下坑道内并关闭电动平移盖板。
25.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述充电桩本体的顶端设置有太阳能光伏板，所述太阳能光伏板与所述充电桩本体内部的电源电性连接。
26.通过上述技术方案，充电桩本体对电动汽车进行充电时，其上面的太阳能光伏板能够将太阳能转化为电能存储在充电桩本体内部的电源中，提高了电能的利用率，具有较强的经济推广价值。
27.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述电动平移盖板内设置有压力传感器，所述主控模块连接有报警器，所述压力传感器通过所述主控模块与所述报警器连接。
28.通过上述技术方案，当电动汽车停靠在电动平移盖板上时，来自于汽车轮胎的压力使得压力传感器工作，压力传感器将检测到的压力数据传输至主控模块。主控模块接收到压力数据时无法打开电动平移盖板，此时由主控模块控制报警器发出声音警报，便于提醒驾驶员正确停靠电动汽车方可进行充电。
29.本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述充电桩本体内部的电源连接有电压转换模块与dc输出单元，所述dc输出单元中设置有软启动器，所述电压转换模块根据所述软启动器控制所述dc输出单元对各种负载供电。
30.通过上述技术方案，此充电桩本体特有的dc电路软启动功能设计，从而满足了对各种负载特性电器的充电需求，充分满足阻性、容性和感性负载电器使用，保护功能全，安全性能高。
31.综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
32.1.充电桩本体设置在电动升降系统上，通过电动平移盖板及电动升降系统的有序配合，可实现根据电动汽车的充电需求自动出现与消隐。该设计不仅可实现电动汽车的能源补给，保护充电桩本体，延长其使用寿命，还能节约园区土地资源，美化园区。将其与电动汽车配合应用在智慧城市、能源小镇、景观园林、大型超市、商场中，将大大方便人们的生活与出行，因而具有良好的推广应用价值。
33.2.在对电动汽车进行充电时，主控模块控制电动平移盖板内部电机动作打开电动平移盖板。电动平移盖板打开到位后，电动平移盖板全开位置限位开关被触发，该信号传送给主控模块，主控模块给升降驱动电机的控制端一个动作信号，电机驱动螺杆升降机构动作，带动充电桩本体上升。当红外测距传感器检测到充电桩本体上升到合适高度后，发送信号给主控模块，进而主控模块输出信号给升降驱动电机的控制端，使电机停止转动；与此同时，主控模块通过无线模块与机器人通信，使其开始进行对接、充电。充电完成后，电动汽车充电机构脱离充电座，整套系统进行与上升过程相反的感应控制，使螺杆升降机构带动充
电桩本体隐藏到地面以下。
34.3.电动汽车根据任务需要可以在任意停靠点停靠使用，当需要充电时，电动汽车检测rfid标签沿着定轨找到距离最近的充电桩充电，提高了实用性。
附图说明
35.图1为本发明展示充电桩本体隐藏于地下坑道的主视图。
36.图2为本发明展示充电桩本体上升到地面的侧视图。
37.图3为本发明展示螺杆升降机构的剖面图。
38.图4为本发明展示充电桩本体的电路原理图。
39.图5为本发明展示充电桩本体的结构示意图。
40.附图标记：1、地下坑道；2、充电桩本体；21、钢化面板；22、触摸屏；23、智能插座；24、读卡器；25、太阳能光伏板；3、支撑台；4、主控模块；5、电动平移盖板；6、螺杆升降机构；61、螺杆；62、螺母；63、外筒；7、蜗杆传动机构；71、红外测距传感器；72、升降限位开关；8、升降驱动电机；9、无线模块。
具体实施方式
41.以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
42.参照图1，为本发明公开的一种钢化面板式直流充电桩，包括设置在地下坑道1内且可升降的充电桩本体2、支撑台3、主控模块4以及分别与主控模块4连接的电动平移盖板5、螺杆61升降机构6、蜗杆传动机构7、升降驱动电机8、无线模块9。电动平移盖板5滑动设置在地下坑道1上，升降驱动电机8与蜗杆传动机构7设置在地下坑道1的底部，升降驱动电机8与蜗杆传动机构7传动连接，蜗杆传动机构7与螺杆61升降机构6传动连接。支撑台3固定于螺杆61升降机构6的顶部，充电桩本体2固定在支撑台3上，主控模块4与无线模块9固定在地下坑道1靠近顶端的内壁上，充电桩本体2与主控模块4连接。
43.参照图3，螺杆61升降机构6包括螺杆61、螺母62以及外筒63，螺杆61转动设置在蜗杆传动机构7上，螺杆61与螺母62螺纹连接，螺母62固定在外筒63的内部，外筒63远离蜗杆传动机构7的一端与支撑台3固定连接。螺母62及与螺母62装配在一体的外筒63在蜗杆传动机构7的作用下，将回转运动变为直线运动，使得螺杆61转动时，与螺母62成为一体的外筒63在竖直方向作升降运动，从而带动充电桩上升到地面或隐藏至地下坑道1中，提高了实用性。
44.参照图2，蜗杆传动机构7的表面设置有红外测距传感器71与升降限位开关72，红外测距传感器71与升降限位开关72分别与主控模块4连接。红外测距传感器71用于检测外筒63竖直方向的直线位移，升降限位开关72用于在外筒63下降到初始位置时，控制控制模块发出指令，使电动平移盖板5关闭。主控模块4接收反映盖板及升降系统位置的限位开关及红外测距传感器71的信号，控制电动平移盖板5及螺杆61升降机构6电机的动作。
45.参照图4，主控模块4连接有电动平移盖板5内部电机、电动平移盖板5全闭位置限位开关以及电动平移盖板5全开位置限位开关，电动平移盖板5内部电机与电动平移盖板5传动连接。
46.在对电动汽车进行充电时，主控模块4控制电动平移盖板5内部电机动作打开电动
平移盖板5。电动平移盖板5打开到位后，电动平移盖板5全开位置限位开关被触发，该信号传送给主控模块4，主控模块4给升降驱动电机8的控制端一个动作信号，电机驱动螺杆61升降机构6动作，带动充电桩本体2上升。
47.当红外测距传感器71检测到充电桩本体2上升到合适高度后，发送信号给主控模块4，进而主控模块4输出信号给升降驱动电机8的控制端，使电机停止转动；与此同时，主控模块4通过无线模块9与机器人通信，使其开始进行对接、充电。充电完成后，电动汽车充电机构脱离充电座，整套系统进行与上升过程相反的感应控制，使螺杆61升降机构6带动充电桩本体2隐藏到地面以下。
48.其中，电动平移盖板5内设置有压力传感器，主控模块4连接有报警器，压力传感器通过主控模块4与报警器连接。当电动汽车停靠在电动平移盖板5上时，来自于汽车轮胎的压力使得压力传感器工作，压力传感器将检测到的压力数据传输至主控模块4。主控模块4接收到压力数据时无法打开电动平移盖板5，此时由主控模块4控制报警器发出声音警报，便于提醒驾驶员正确停靠电动汽车方可进行充电。
49.在本实施例中，充电桩本体2内设有rfid标签，当汽车需要充电、检测到rfid标签后，发射无线信号与充电桩本体2进行无线通信。无线模块9接收到无线信号将其发送至主控模块4，由主控模块4控制电动平移盖板5内部电机打开盖板。电动汽车根据任务需要可以在任意停靠点停靠使用，当需要充电时，电动汽车检测rfid标签沿着定轨找到距离最近的充电桩充电，提高了实用性。
50.参照图5，充电桩本体2的四周分别设置有钢化面板21，钢化面板21外表面上端安装有触摸屏22，钢化面板21外表面下端设置有读卡区，读卡区安装有智能插座23与读卡器24，钢化面板21的内侧安装有主控核心板，主控核心板通过无线模块9与主控模块4连接。
51.钢化面板21具有较好的结构强度，提高了充电桩本体2的抗撞击能力，从而延长了充电桩的使用寿命。将充电卡放置在读卡器24上感应，由主控核心板控制内部的电源工作，利用充电枪连接智能插座23与电动汽车，便于对电动汽车进行直流充电，充电完成后，主控核心板通过无线模块9向主控模块4发生指令信号，由主控模块4将充电桩消隐在地下坑道1内并关闭电动平移盖板5。
52.进一步的，充电桩本体2的顶端设置有太阳能光伏板25，太阳能光伏板25与充电桩本体2内部的电源电性连接。充电桩本体2对电动汽车进行充电时，其上面的太阳能光伏板25能够将太阳能转化为电能存储在充电桩本体2内部的电源中，提高了电能的利用率，具有较强的经济推广价值。
53.其中，充电桩本体2内部的电源连接有电压转换模块与dc输出单元，dc输出单元中设置有软启动器，电压转换模块根据软启动器控制dc输出单元对各种负载供电。此充电桩本体特有的dc电路软启动功能设计，从而满足了对各种负载特性电器的充电需求，充分满足阻性、容性和感性负载电器使用，保护功能全，安全性能高。
54.在本实施例中，主回路采用三组同相逆并联晶闸管的软启动器，首先进行移相触发角α的选择，大功率设备通常为感性负载，设其负载角为α1，移相触发角设为α。当α≤α1时，负载电流连续，晶闸管失去调压作用，为了实现对大功率设备的启动控制，取α1＜α＜5/6π。在启动过程中负载角α1随着转差率的减小而减小，所以在启动过程中需要对α角的最小值进行调整。
55.对于软启动器的控制算法，移相触发角α按上述取值时段电压波形与式中负载角α1有关负载角有关。由于直接利用傅氏算法提取的基波电压有效值是与触发角a及负载角pi相关的超越方程，根据曲线拟合的方法，机端基波电压有效值可近似表示为
56.其中(2)式中k为系数，取值范围为1
‑
0.77。
57.本实施例的实施原理为：主控模块4是整个直流充电桩智能控制的核心，与无线模块9进行双向交流。在对电动汽车进行充电时，将电动汽车停靠在电动平移盖板5的一侧，由电动汽车发出充电请求，主控模块4发出指令使得电动平移盖板5打开，同时主控模块4给升降驱动电机8的控制端一个动作信号，升降驱动电机8通过蜗杆传动机构7驱动螺杆61升降机构6动作，带动充电桩本体2上升。
58.当充电桩本体2上升到指定高度时，主控模块4通过无线模块9与电动汽车通信，使得充电桩本体2开设进行对接、充电。充电完成后，汽车充电机构脱离充电座，整套系统进行与上升过程相反的感应控制，使螺杆61升降机构6带动充电桩本体2隐藏到地面以下，同时关闭电动平移盖板5，电动平移盖板5为整套系统遮风挡雨，有效的保护了充电桩本体2。
59.充电桩本体2设置在电动升降系统上，通过电动平移盖板5及电动升降系统的有序配合，可实现根据电动汽车的充电需求自动出现与消隐。该设计不仅可实现电动汽车的能源补给，保护充电桩本体2，延长其使用寿命，还能节约园区土地资源，美化园区。将其与电动汽车配合应用在智慧城市、能源小镇、景观园林、大型超市、商场中，将大大方便人们的生活与出行，因而具有良好的推广应用价值。
60.本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。