一种为电动汽车提供应急电源的充电桩系统

申请号 CN201710672890.4 申请日 2017-08-08 公开(公告)号 CN107444154A 公开(公告)日 2017-12-08
申请人 温州睿楚科技有限公司; 发明人 虞丽丽; 江佳辉;
摘要 本 发明 公开了一种为电动 汽车 提供应急电源的充电桩系统,包括矩形的充电桩、可拆卸安装在充电桩内的 电池 组 件以及用于携带所述电池组件的四轴 飞行器 ;所述充电桩内安装有用于给所述电池组件充电的充电盘;所述充电桩内底面安装有用于移动并组装所述电池组件的电动 推杆 ;所述充电桩内位于所述充电盘下方转动连接有与所述充电盘下底面相抵的摩擦辊子;所述 四轴飞行器 下端固定连接有用于抓取电池组件的电动夹爪以及用于观察的摄像头。本发明能够完成通过四轴飞行器携带电池组件对行驶中的电动汽车补充 电能 ,起到电动汽车电能不足时的应急充电处理。
权利要求

1.一种为电动汽车提供应急电源的充电桩系统,其特征在于:包括矩形的充电桩、可拆卸安装在充电桩内的电池组件以及用于携带所述电池组件的四轴飞行器
所述充电桩内安装有用于给所述电池组件充电的充电盘;所述充电盘平滑动连接在所述充电桩内;所述充电桩内底面安装有用于移动并组装所述电池组件的电动推杆
所述充电桩前后内壁从下往上等距成型有用于供所处充电盘滑动连接的滑槽;所述充电盘包括两个平行的用于放置电池组件的承压板;两个所述承压板上端分别安装有用于给所述电池组件充电的充电电极
所述电池组件包括电池、固定安装在所述电池上方的上盖板以及固定安装在所述电池下方的下盖板;所述电池上端转动连接有两个平行设置的转动连接板;各个所述转动连接板上成型有多个连接孔;两个所述转动连接板同一端固定连接有蜗轮;所述电池上端安装有与所述蜗轮啮合传动连接的蜗杆以及用于驱动所述蜗杆转动的第一电机;所述上盖板中间成型有供所述转动连接板通过的连接板方孔;所述电池与下盖板之间垂直于所述转动连接板长度方向滑动连接有滑动连接板;所述滑动连接板下端对应两个所述上连接板处成型有两个下连接板;各个所述下连接板上成型有多个用于插接在所述连接孔中的连接柱;所述滑动板的一端向下成型有端板;所述下盖板上固定连接有用于限制所述滑动连接板行程的两个滑动限位板;所述下盖板下端成型有两个连接开口;所述下盖板下端对应两个所述充电电极成型有两个下电极;所述上盖板的上端安装有用于供两个电池组件组装时与位于上方的电池组件的下电极连接的上电极;
所述下盖板与所述滑动板之间安装有弹簧组件;所述弹簧组件两端分别转动连接在所述端板上和所述下盖板的内侧壁上;所述弹簧组件包括多个相互平行设置的片;各个所述铁片的边缘之间固定连接有螺旋形的弹性连接件;
所述充电桩上端一侧开设有用于供所述四轴飞行器存取所述电池组件的存取口;所述电动推杆固定安装在位于所述存取口下方;所述电动推杆上端安装有用于承托所述电池组件的托盘;所述托盘上端对应所述电池组件的连接开口处成型有两个立板
所述充电桩内位于所述充电盘下方转动连接有与所述充电盘下底面相抵的摩擦辊子;
所述充电桩外侧固定连接有用于驱动所述摩擦辊子转动的第二电机;
所述充电桩位于所述存取口外侧安装有电磁铁
所述电池组件充电时,所述充电盘位于远离所述电磁铁一端,所述电池组件中的弹簧组件朝向所述电磁铁一端;
所述四轴飞行器下端固定连接有用于抓取电池组件的电动夹爪以及用于观察的摄像头;所述电动夹爪包括两个用于抓取所述电池组件的夹板以及用于驱动所述夹板的驱动部;两个所述夹板上成型有多个可移动插接在所述连接孔中的插接头;
各个所述电池组件中位于所述电池上安装有控制所述第一电机工作的控制线路板以及检测所述电池电量的电量监测模
各个所述第一电机分别与各个所述电池电连接;
所述摄像头、所述电动夹爪与四轴飞行器的控制电路板电连接;
所述充电桩内安装有控制器,所述电动推杆、电磁铁、各个第二电机与控制器电连接;
各个所述电量监测模块、各个所述控制线路板、所述四轴飞行器的控制电路板与充电桩的控制器通信连接;
所述充电桩外部还连接有供停靠在充电桩旁的电动汽车充电用的充电枪和充电线。
2.如权利要求1所述的一种为电动汽车提供应急电源的充电桩系统,其特征在于:所述四轴飞行器包括有主体部,所述主体部包括有圆管形的扇安装部,连接在风扇安装部外周且与风扇安装部相连通的四个等度排列的出风管,以及安装在各个出风管外端且与对应位置出风管相连通的出风环;
所述风扇安装部内位于出风管的上方连接有上支架,所述上支架上安装有上驱动风扇;所述风扇安装部内位于出风管的下方连接有下支架,所述下支架上安装有下驱动风扇;
所述上驱动风扇与下驱动风扇的转向相反,且所述风扇安装部内安装上驱动风扇部分的内径大于风扇安装部内安装下驱动风扇部分的内径,所述风扇安装部内位于上驱动风扇和下驱动风扇之间的风压高于大气压,使得出风环内形成风压;
所述出风环内周成型有开口朝下的出风缝隙,所述出风环内周位于出风缝隙下方为上窄下宽的导流壁,所述导流壁所处锥形面的锥角大小为10-20度;所述导流壁上端连接有上宽下窄的内弯壁,所述内弯壁所处锥形面的锥角大小为15-25度;
所述出风环的轴向与风扇安装部的径向相垂直,且出风环的轴向与水平方向之间形成
5-20度的夹角,且出风环的出风缝隙吹出的风产生的水平分与上驱动风扇的风叶的转动方向相反;
各个所述出风环的侧面连接有套接管,各个所述套接管与对应位置的出风管滑动套接;所述出风管内通过支架固定安装有第三电机,所述第三电机的输出轴连接有螺杆,所述套接管内通过支架连接有螺母套,所述螺杆与所述螺母套之间通过螺纹连接;
所述上驱动风扇、下驱动风扇以及各个第三电机分别与控制电路板电连接。
3.如权利要求2所述的一种为电动汽车提供应急电源的充电桩系统,其特征在于:所述风扇安装部的下部外周为电池安装部,电池安装部上连接有与控制电路板电连接的蓄电池;所述风扇安装部上位于电池安装部的上方为一个电路板安装腔,所述控制电路板安装在电路板安装腔内;所述电路板安装腔的上端面均匀成型有与风扇安装部内连通的进风孔,所述电路板安装腔的外侧壁均匀成型有排风孔。
4.如权利要求2所述的一种为电动汽车提供应急电源的充电桩系统,其特征在于:各个所述出风环内周下部远离出风管的位置成型有起落架接头,各个所述起落架接头上各连接有一个起落架;所述起落架包括有与起落架接头固定连接且通过起落架接头与出风环内部相连通的出风管体,滑动安装在出风管体内的滑动管,与出风管体靠近起落架接头一端转动连接的支撑杆,连接在支撑杆上远离起落架接头一端的滚轮,以及分别与滑动管中部、支撑杆中部转动连接的连杆
所述出风管体靠近起落架接头一端侧壁成型有铰接座,所述支撑杆一端与铰接座转动连接;所述滑动管靠近起落架接头一端连接有活塞,所述滑动管外壁中部位置连接有铰接头,所述连杆一端与铰接头转动连接,所述出风管体远离起落架接头一端的侧壁成型有供铰接头穿过的条形口;所述出风管体远离起落架接头的一端固定连接有封口帽,封口帽的内端一体连接有弹簧定位杆,所述弹簧定位杆上套设有弹簧,所述弹簧两端分别抵在活塞和封口帽内端之间;所述支撑杆上成型有在支撑杆收起状态时容纳所述连杆的连杆容槽;
所述弹簧处于伸展状态时所述支撑杆处于展开状态,所述上驱动风扇处于工作状态后,出风环内的气压驱动活塞连同滑动管移动使支撑杆处于收起状态。
5.如权利要求2所述的一种为电动汽车提供应急电源的充电桩系统,其特征在于:所述主体部上端连接有一个半椭圆球面形状的进风罩,进风罩上均匀成型有条状的进风口。
6.如权利要求2所述的一种为电动汽车提供应急电源的充电桩系统,其特征在于:所述出风管外壁成型有沿长度方向设置的一个以上的导向滑条,所述套接管内壁成型有与所述导向滑条滑动连接的导向滑槽。

说明书全文

一种为电动汽车提供应急电源的充电桩系统

技术领域

[0001] 本发明属于充电桩领域,具体涉及一种为电动汽车提供应急电源的充电桩系统。

背景技术

[0002] 电动汽车因其节能环保、经济、噪声小等特点在国内外有越来越多的使用群体。并且汽车企业不断增加对电动汽车及相关零部件的研发投入,在完善基础设施建设、推动电动汽车产业化等方面取得了长足的进步。但使用电动汽车时存在着一些问题,如电动汽车充电桩过少,无法给电动汽车及时充电;其次电动汽车充电时需要等待的时间过长,无法随时充好,对于急事出或者出远门时,电动汽车则比普通燃油的汽车存在明显的不足。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题是:针对现有技术存在的不足,提供一种为电动汽车提供应急电源的充电桩系统。
[0004] 为实现本发明之目的,采用以下技术方案予以实现:包括矩形的充电桩、可拆卸安装在充电桩内的电池组件以及用于携带所述电池组件的四轴飞行器;所述充电桩内安装有用于给所述电池组件充电的充电盘;所述充电盘平滑动连接在所述充电桩内;所述充电桩内底面安装有用于移动并组装所述电池组件的电动推杆
所述充电桩前后内壁从下往上等距成型有用于供所处充电盘滑动连接的滑槽;所述充电盘包括两个平行的用于放置电池组件的承压板;两个所述承压板上端分别安装有用于给所述电池组件充电的充电电极
所述电池组件包括电池、固定安装在所述电池上方的上盖板以及固定安装在所述电池下方的下盖板;所述电池上端转动连接有两个平行设置的转动连接板;各个所述转动连接板上成型有多个连接孔;两个所述转动连接板同一端固定连接有蜗轮;所述电池上端安装有与所述蜗轮啮合传动连接的蜗杆以及用于驱动所述蜗杆转动的第一电机;所述上盖板中间成型有供所述转动连接板通过的连接板方孔;所述电池与下盖板之间垂直于所述转动连接板长度方向滑动连接有滑动连接板;所述滑动连接板下端对应两个所述上连接板处成型有两个下连接板;各个所述下连接板上成型有多个用于插接在所述连接孔中的连接柱;所述滑动板的一端向下成型有端板;所述下盖板上固定连接有用于限制所述滑动连接板行程的两个滑动限位板;所述下盖板下端成型有两个连接开口;所述下盖板下端对应两个所述充电电极成型有两个下电极;所述上盖板的上端安装有用于供两个电池组件组装时与位于上方的电池组件的下电极连接的上电极;
所述下盖板与所述滑动板之间安装有弹簧组件;所述弹簧组件两端分别转动连接在所述端板上和所述下盖板的内侧壁上;所述弹簧组件包括多个相互平行设置的片;各个所述铁片的边缘之间固定连接有螺旋形的弹性连接件;
所述充电桩上端一侧开设有用于供所述四轴飞行器存取所述电池组件的存取口;所述电动推杆固定安装在位于所述存取口下方;所述电动推杆上端安装有用于承托所述电池组件的托盘;所述托盘上端对应所述电池组件的连接开口处成型有两个立板
所述充电桩内位于所述充电盘下方转动连接有与所述充电盘下底面相抵的摩擦辊子;
所述充电桩外侧固定连接有用于驱动所述摩擦辊子转动的第二电机;
所述充电桩位于所述存取口外侧安装有电磁铁
所述电池组件充电时,所述充电盘位于远离所述电磁铁一端,所述电池组件中的弹簧组件朝向所述电磁铁一端;
所述四轴飞行器下端固定连接有用于抓取电池组件的电动夹爪以及用于观察的摄像头;所述电动夹爪包括两个用于抓取所述电池组件的夹板以及用于驱动所述夹板的驱动部;两个所述夹板上成型有多个可移动插接在所述连接孔中的插接头;
各个所述电池组件中位于所述电池上安装有控制所述第一电机工作的控制线路板以及检测所述电池电量的电量监测模
各个所述第一电机分别与各个所述电池电连接;
所述摄像头、所述电动夹爪与四轴飞行器的控制电路板电连接;
所述充电桩内安装有控制器,所述电动推杆、电磁铁、各个第二电机与控制器电连接;
各个所述电量监测模块、各个所述控制线路板、所述四轴飞行器的控制电路板与充电桩的控制器通信连接;
所述充电桩外部还连接有供停靠在充电桩旁的电动汽车充电用的充电枪和充电线。
[0005] 作为优选方案:所述四轴飞行器包括有主体部,所述主体部包括有圆管形的扇安装部,连接在风扇安装部外周且与风扇安装部相连通的四个等度排列的出风管,以及安装在各个出风管外端且与对应位置出风管相连通的出风环;所述风扇安装部内位于出风管的上方连接有上支架,所述上支架上安装有上驱动风扇;所述风扇安装部内位于出风管的下方连接有下支架,所述下支架上安装有下驱动风扇;
所述上驱动风扇与下驱动风扇的转向相反,且所述风扇安装部内安装上驱动风扇部分的内径大于风扇安装部内安装下驱动风扇部分的内径,所述风扇安装部内位于上驱动风扇和下驱动风扇之间的风压高于大气压,使得出风环内形成风压;
所述出风环内周成型有开口朝下的出风缝隙,所述出风环内周位于出风缝隙下方为上窄下宽的导流壁,所述导流壁所处锥形面的锥角大小为10-20度;所述导流壁上端连接有上宽下窄的内弯壁,所述内弯壁所处锥形面的锥角大小为15-25度;
所述出风环的轴向与风扇安装部的径向相垂直,且出风环的轴向与水平方向之间形成
5-20度的夹角,且出风环的出风缝隙吹出的风产生的水平分与上驱动风扇的风叶的转动方向相反;
各个所述出风环的侧面连接有套接管,各个所述套接管与对应位置的出风管滑动套接;所述出风管内通过支架固定安装有第三电机,所述第三电机的输出轴连接有螺杆,所述套接管内通过支架连接有螺母套,所述螺杆与所述螺母套之间通过螺纹连接;
所述上驱动风扇、下驱动风扇以及各个第三电机分别与控制电路板电连接。
[0006] 作为优选方案:所述风扇安装部的下部外周为电池安装部,电池安装部上连接有与控制电路板电连接的蓄电池;所述风扇安装部上位于电池安装部的上方为一个电路板安装腔,所述控制电路板安装在电路板安装腔内;所述电路板安装腔的上端面均匀成型有与风扇安装部内连通的进风孔,所述电路板安装腔的外侧壁均匀成型有排风孔。
[0007] 作为优选方案:各个所述出风环内周下部远离出风管的位置成型有起落架接头,各个所述起落架接头上各连接有一个起落架;所述起落架包括有与起落架接头固定连接且通过起落架接头与出风环内部相连通的出风管体,滑动安装在出风管体内的滑动管,与出风管体靠近起落架接头一端转动连接的支撑杆,连接在支撑杆上远离起落架接头一端的滚轮,以及分别与滑动管中部、支撑杆中部转动连接的连杆;所述出风管体靠近起落架接头一端侧壁成型有铰接座,所述支撑杆一端与铰接座转动连接;所述滑动管靠近起落架接头一端连接有活塞,所述滑动管外壁中部位置连接有铰接头,所述连杆一端与铰接头转动连接,所述出风管体远离起落架接头一端的侧壁成型有供铰接头穿过的条形口;所述出风管体远离起落架接头的一端固定连接有封口帽,封口帽的内端一体连接有弹簧定位杆,所述弹簧定位杆上套设有弹簧,所述弹簧两端分别抵在活塞和封口帽内端之间;所述支撑杆上成型有在支撑杆收起状态时容纳所述连杆的连杆容槽;
所述弹簧处于伸展状态时所述支撑杆处于展开状态,所述上驱动风扇处于工作状态后,出风环内的气压驱动活塞连同滑动管移动使支撑杆处于收起状态。
[0008] 作为优选方案:所述主体部上端连接有一个半椭圆球面形状的进风罩,进风罩上均匀成型有条状的进风口。
[0009] 作为优选方案:所述出风管外壁成型有沿长度方向设置的一个以上的导向滑条,所述套接管内壁成型有与所述导向滑条滑动连接的导向滑槽。
[0010] 与现有技术相比较,本发明的有益效果是:所述电池组件安装到所述托盘上时,所述电池组件的电量大于90%,控制所述电磁铁工作,同时控制对应该电池组件下方的所述第二电机工作使摩擦辊子转动带动充电盘移动至电动推杆上方,随后所述电动推杆伸长使托盘上的立板插入连接开口中使电池组件固定连接在托盘上,随后使该充电盘移动回至初始位置;当多个电池组件上下组装时,多个电量满足条件的电池组件滑动至电动推杆上方且上下排列,电动推杆伸长从下往上依次组装电池组件,位于下方的电池组件的转动连接板插入至位于上方的电池组件的连接开口中,随后将电动推杆伸长使位于上方的电池组件靠近存取口处;随后控制电磁铁断电由于弹簧组件失去电磁铁的吸引,弹簧组件由于弹性连接件的弹性使弹簧组件伸长,位于上方的电池组件的连接柱插接至位于下方的电池组件的连接孔中使上下之间的电池组件相互连接。
[0011] 当四轴飞行器抓取所述电池组件时,将电动夹爪下端相抵于滑动轴上端,通过驱动电机驱动所述夹板并使插接头插接在最上端的转动连接板的连接孔中,此时所述电动夹爪与所述电池组件连接完成,四轴飞行器即可携带电池组件移动,随后控制电动推杆缩回至初始位置。
[0012] 当行驶中的电动汽车需要充电时,通过四轴飞行器携带充满电的一个或多个电池组件并安装至该电动汽车的对应的安装腔内,随后四轴飞行器控制位于四轴飞行器下端的电动夹爪通过驱动部使插接头与转动连接板脱离即可松开电池组件。
[0013] 当四轴飞行器携带空电量的电池组件存放时,存放时的电池组件的数量为携取时所携带的电池组件的数量,控制电动推杆伸长至靠近上端位置,同时控制电磁铁通电,位于最下方的电池组件中的弹簧组件收缩,则该电池组件中的连接柱离开对应的连接开口上方;四轴飞行器通过摄像头观察使托盘上的立板插接至最下端的电池组件的连接开口中后将电池组件脱开;随后根据返回的电池组件的数量,控制器控制电动推杆收缩,使位于最上方的电池组件移动至与所需安装的充电盘同一水平面处,随后控制对应的充电盘移动至最上方的电池组件的下方,使充电电极与下电极连接,随着电动推杆的收缩,第二个电池组件与最上方的电池组件脱离,将充电盘移动至初始状态,随后依次将电池组件安装至充电盘中充电。
[0014] 本发明能够通过四轴飞行器携带电池组件对行驶中的电动汽车补充电能,起到电动汽车电能不足时的应急充电处理;通过对电池组件数量的调整能够一次性携带多个电池组件从而满足不同使用者的对电池组件的使用需求;所述电池组件在电动推杆的上端平台上进行组装或者拆解,不需要额外设置组装用的平台;所述弹簧组件与电磁铁相吸时,电磁铁能够通过将铁片磁化而使铁片之间相互吸引导致弹簧组件收缩从而移动滑动连接板,通过电磁铁的导通与断开完成连接柱与连接孔之间的插接与脱离;所述电池组件组装完成后,由于弹簧组件位于电池组件内,并且需要外部的磁力接近才能使弹簧组件收缩,从而避免了运输过程中电池组件脱落以及防止他人误触导致电池组件之间脱离。附图说明
[0015] 图1是本发明的结构示意图。
[0016] 图2是充电桩的剖视结构示意图。
[0017] 图3是电池组件的分解结构示意图。
[0018] 图4是弹簧组件的结构示意图。
[0019] 图5是滑动连接板的结构示意图。
[0020] 图6是电动推杆的结构示意图。
[0021] 图7是下盖板的结构示意图。
[0022] 图8是充电盘的结构示意图。
[0023] 图9是电动夹爪的结构示意图。
[0024] 图10是四轴飞行器停机状态的结构示意图。
[0025] 图11是四轴飞行器飞行状态的结构示意图。
[0026] 图12是实施例2四轴飞行器的剖视结构示意图。
[0027] 图13是图12的A部结构放大图。
[0028] 图14是实施例3起落架部分的剖视结构示意图。
[0029] 图15是实施例3起落架部分的分解结构示意图。
[0030] 1、充电桩;11、滑槽;12、存取口;13、电磁铁;2、电池组件;21、电池;211、转动连接板;2111、连接孔;2112、蜗轮;212、蜗杆;213、第一电机;22、上盖板;221、连接板方孔;222、上电极;23、下盖板;231、滑动限位板;233、连接开口;234、下电极;24、滑动连接板;241、下连接板;2411、连接柱;242、端板;25、弹簧组件;251、铁片;252、弹性连接件;3、充电盘;31、承压板;32、充电电极;41、摩擦辊子;42、第二电机;5、电动推杆;51、托盘;511、立板;7、电动夹爪;71、驱动部;72、夹板;721、插接头;8、摄像头;9、四轴飞行器;90、主体部;900、风扇安装部;901、出风管;902、上支架;903、下支架;904、电路板安装腔;905、进风孔;906、排风孔;91、出风环;910、套接管;911、螺母套;912、出风缝隙;913、导流壁;914、内弯壁;915、起落架接头;92、蓄电池;93、起落架;931、出风管体;9311、铰接座;9312、条形口;932、滑动管;
9321、活塞;9322、铰接头;933、封口帽;9331、弹簧定位杆;934、连杆;935、支撑杆;9351、连杆容槽;936、滚轮;937、弹簧;94、进风罩;951、上驱动风扇;952、下驱动风扇;96、第三电机;
961、螺杆。

具体实施方式

[0031] 实施例1根据图1至图11所示,本实施例为一种为电动汽车提供应急电源的充电桩系统,包括矩形的充电桩1、可拆卸安装在充电桩内的电池组件2以及用于携带所述电池组件的四轴飞行器9。
[0032] 所述充电桩内安装有用于给所述电池组件充电的充电盘3;所述充电盘水平滑动连接在所述充电桩内;所述充电桩内底面安装有用于移动并组装所述电池组件的电动推杆5。
[0033] 所述充电桩前后内壁从下往上等距成型有用于供所处充电盘滑动连接的滑槽11;所述充电盘包括两个平行的用于放置电池组件的承压板31;两个所述承压板上端分别安装有用于给所述电池组件充电的充电电极32。
[0034] 所述电池组件包括电池21、固定安装在所述电池上方的上盖板22以及固定安装在所述电池下方的下盖板23;所述电池上端转动连接有两个平行设置的转动连接板211;各个所述转动连接板上成型有多个连接孔2111;两个所述转动连接板同一端固定连接有蜗轮2112;所述电池上端安装有与所述蜗轮啮合传动连接的蜗杆212以及用于驱动所述蜗杆转动的第一电机213;所述上盖板中间成型有供所述转动连接板通过的连接板方孔221;所述电池与下盖板之间垂直于所述转动连接板长度方向滑动连接有滑动连接板24;所述滑动连接板下端对应两个所述上连接板处成型有两个下连接板241;各个所述下连接板上成型有多个用于插接在所述连接孔中的连接柱2411;所述滑动板的一端向下成型有端板242;所述下盖板上固定连接有用于限制所述滑动连接板行程的两个滑动限位板231;所述下盖板下端成型有两个连接开口233;所述下盖板下端对应两个所述充电电极成型有两个下电极
234;所述上盖板的上端安装有用于供两个电池组件组装时与位于上方的电池组件的下电极连接的上电极222。两个电池组件组装时,位于下方的电池组件的转动连接板插接至所述连接开口中,并且各个所述连接柱插接在对应的所述连接孔中。
[0035] 所述下盖板与所述滑动板之间安装有弹簧组件25;所述弹簧组件两端分别转动连接在所述端板上和所述下盖板的内侧壁上;所述弹簧组件包括多个相互平行设置的铁片251;各个所述铁片的边缘之间固定连接有螺旋形的弹性连接件252。初始状态下所述弹簧组件由于弹性伸长至最长状态,并且所述滑动连接板上的连接柱位于对应的所述连接开口上方。
[0036] 所述充电桩上端一侧开设有用于供所述四轴飞行器存取所述电池组件的存取口12;所述电动推杆固定安装在位于所述存取口下方;所述电动推杆上端安装有用于承托所述电池组件的托盘51;所述托盘上端对应所述电池组件的连接开口处成型有两个立板511。
[0037] 所述充电桩内位于所述充电盘下方转动连接有与所述充电盘下底面相抵的摩擦辊子41;所述充电桩外侧固定连接有用于驱动所述摩擦辊子转动的第二电机42。所述摩擦辊子转动时通过摩擦力带动所述充电盘沿滑槽滑动。
[0038] 所述充电桩位于所述存取口外侧安装有电磁铁13。
[0039] 所述电池组件充电时,所述充电盘位于远离所述电磁铁一端,所述电池组件中的弹簧组件朝向所述电磁铁一端。当所述电池组件靠近工作中的电磁铁时,电磁铁吸引电池组件中的弹簧组件中的铁片使铁片之间相互吸引而使弹簧组件收缩,此时滑动连接板上的连接柱离开对应的所述连接开口上方。
[0040] 所述四轴飞行器下端固定连接有用于抓取电池组件的电动夹爪7以及用于观察的摄像头8;所述电动夹爪包括两个用于抓取所述电池组件的夹板72以及用于驱动所述夹板的驱动部71;两个所述夹板上成型有多个可移动插接在所述连接孔中的插接头721。
[0041] 各个所述电池组件中位于所述电池上安装有控制所述第一电机工作的控制线路板以及检测所述电池电量的电量监测模块;各个所述第一电机分别与各个所述电池电连接。
[0042] 所述摄像头、所述电动夹爪与四轴飞行器的控制电路板电连接。
[0043] 所述充电桩内安装有控制器,所述电动推杆、电磁铁、各个第二电机与控制器电连接;各个所述电量监测模块、各个所述控制线路板、所述四轴飞行器的控制电路板与充电桩的控制器通信连接。
[0044] 所述充电桩外部还连接有供停靠在充电桩旁的电动汽车充电用的充电枪和充电线。
[0045] 所述电池组件充电状态下,当电量监测模块监测到电池电量高于总电量的90%时并反馈给控制器,通过控制器控制对应的所述控制线路板使该电池组件上的第一电机正转,则所述转动连接板转动至竖直向上状态;当电量监测模块监测到电池电量低于总电量的90%时,所述控制器控制对应的所述控制线路板使该电池组件上的第一电机反转,则所述转动连接板转动至水平状态使所述转动连接板转动回至电池组件内。
[0046] 所述电池组件安装到所述托盘上时,所述电池组件的电量大于90%,控制所述电磁铁工作,同时控制对应该电池组件下方的所述第二电机工作使摩擦辊子转动带动充电盘移动至电动推杆上方,随后所述电动推杆伸长使托盘上的立板插入连接开口中使电池组件固定连接在托盘上,随后使该充电盘移动回至初始位置;当多个电池组件上下组装时,多个电量满足条件的电池组件滑动至电动推杆上方且上下排列,电动推杆伸长从下往上依次组装电池组件,位于下方的电池组件的转动连接板插入至位于上方的电池组件的连接开口中,随后将电动推杆伸长使位于上方的电池组件靠近存取口处;随后控制电磁铁断电由于弹簧组件失去电磁铁的吸引,弹簧组件由于弹性连接件的弹性使弹簧组件伸长,位于上方的电池组件的连接柱插接至位于下方的电池组件的连接孔中使上下之间的电池组件相互连接。
[0047] 当四轴飞行器抓取所述电池组件时,将电动夹爪下端相抵于滑动轴上端,通过驱动电机驱动所述夹板并使插接头插接在最上端的转动连接板的连接孔中,此时所述电动夹爪与所述电池组件连接完成,四轴飞行器即可携带电池组件移动,随后控制电动推杆缩回至初始位置。
[0048] 当行驶中的电动汽车需要充电时,通过四轴飞行器携带充满电的一个或多个电池组件并安装至该电动汽车的对应的安装腔内,随后四轴飞行器控制位于四轴飞行器下端的电动夹爪通过驱动部使插接头与转动连接板脱离即可松开电池组件。
[0049] 当四轴飞行器携带空电量的电池组件存放时,存放时的电池组件的数量为携取时所携带的电池组件的数量,控制电动推杆伸长至靠近上端位置,同时控制电磁铁通电,位于最下方的电池组件中的弹簧组件收缩,则该电池组件中的连接柱离开对应的连接开口上方;四轴飞行器通过摄像头观察使托盘上的立板插接至最下端的电池组件的连接开口中后将电池组件脱开;随后根据返回的电池组件的数量,控制器控制电动推杆收缩,使位于最上方的电池组件移动至与所需安装的充电盘同一水平面处,随后控制对应的充电盘移动至最上方的电池组件的下方,使充电电极与下电极连接,随着电动推杆的收缩,第二个电池组件与最上方的电池组件脱离,将充电盘移动至初始状态,随后依次将电池组件安装至充电盘中充电。
[0050] 本发明能够通过四轴飞行器携带电池组件对行驶中的电动汽车补充电能,起到电动汽车电能不足时的应急充电处理;通过对电池组件数量的调整能够一次性携带多个电池组件从而满足不同使用者的对电池组件的使用需求;所述电池组件在电动推杆的上端平台上进行组装或者拆解,不需要额外设置组装用的平台;所述弹簧组件与电磁铁相吸时,电磁铁能够通过将铁片磁化而使铁片之间相互吸引导致弹簧组件收缩从而移动滑动连接板,通过电磁铁的导通与断开完成连接柱与连接孔之间的插接与脱离;所述电池组件组装完成后,由于弹簧组件位于电池组件内,并且需要外部的磁力接近才能使弹簧组件收缩,从而避免了运输过程中电池组件脱落以及防止他人误触导致电池组件之间脱离。
[0051] 实施例2结合图12和图13,本实施例在实施例1的基础上还作出以下改进:所述四轴飞行器包括有主体部90,所述主体部包括有圆管形的风扇安装部900,连接在风扇安装部外周且与风扇安装部相连通的四个等角度排列的出风管901,以及安装在各个出风管外端且与对应位置出风管相连通的出风环91。
[0052] 所述风扇安装部内位于出风管的上方连接有上支架902,所述上支架上安装有上驱动风扇951;所述风扇安装部内位于出风管的下方连接有下支架903,所述下支架上安装有下驱动风扇952;所述上驱动风扇与下驱动风扇的转向相反,且所述风扇安装部内安装上驱动风扇部分的内径大于风扇安装部内安装下驱动风扇部分的内径,所述风扇安装部内位于上驱动风扇和下驱动风扇之间的风压高于大气压,使得出风环内形成风压。
[0053] 所述出风环内周成型有开口朝下的出风缝隙912,所述出风环内周位于出风缝隙下方为上窄下宽的导流壁913,所述导流壁所处锥形面的锥角大小为10-20度;所述导流壁上端连接有上宽下窄的内弯壁914,所述内弯壁所处锥形面的锥角大小为15-25度。
[0054] 所述出风环的轴向与风扇安装部的径向相垂直,且出风环的轴向与水平方向之间形成5-20度的夹角,且出风环的出风缝隙吹出的风产生的水平分力与上驱动风扇的风叶的转动方向相反。
[0055] 各个所述出风环的侧面连接有套接管910,各个所述套接管与对应位置的出风管滑动套接;所述出风管内通过支架固定安装有第三电机96,所述第三电机的输出轴连接有螺杆961,所述套接管内通过支架连接有螺母套911,所述螺杆与所述螺母套之间通过螺纹连接
[0056] 所述支架由三个以上的以圆周阵列分布的连接条构成,所述支架的连接条之间形成供气流通过的通道。
[0057] 所述上驱动风扇、下驱动风扇以及各个第三电机分别与控制电路板电连接。
[0058] 四轴飞行器通过风扇安装部内的上驱动风扇提供驱动力,上驱动风扇产生的部分气流从各个出风环的出风缝隙向下吹出,并结合各个第三电机调整每个出风环相对主体部的距离,从而实现飞行器的水平飞行或者转向,由于位于飞行器外周的各个出风环仅起到调整飞行器姿态的作用,不带有提供动力的风扇,出风环与外物产生触碰时不易导致飞行器失控或者对人或动物产生伤害,安全性好。该飞行器外观类似四轴飞行器,故以四轴飞行器命名之,四个出风环即所谓的“四轴”仅起到调节姿态的功能,故本四轴飞行器实质上为单轴飞行器。
[0059] 进一步的,所述出风环的出风缝隙喷出的气流根据科恩达原理会沿着导流壁流动,形成一个锥形的风膜,且锥形的风膜会带动出风环内周的空气一并向下流动,这样在飞行器飞行过程中出风缝隙的局部受到阻挡时,出风缝隙形成的整体气流影响小,有利于飞行器飞行姿态的稳定。
[0060] 进一步的,所述风环的轴向与风扇安装部的径向相垂直,且出风环的轴向与水平方向之间形成5-20度的夹角,且出风环的出风缝隙吹出的风产生的水平风力与上驱动风扇的风叶的转动方向相反。通过这样的设计,使得出风环的出风缝隙吹出的风能够抵消上驱动风扇,或上驱动风扇和下驱动风扇转动时产生的反作用力;并且,通过同时控制各个第三电机正反转以改变出风环相对主体部的距离(调节力臂的大小),可实现飞行器的整体的正转或反转。通过调整一个或相邻两个出风环相对主体部的距离,可实现飞行器整体处于倾斜状态,这样即可驱动飞行器在水平方向飞行。
[0061] 所述出风环部分相对主体部而言重量较轻,当某个出风环相对主体部的距离增大时,该出风环的所处位置的高度抬升。
[0062] 所述风扇安装部的下部外周为电池安装部,电池安装部上连接有与控制电路板电连接的蓄电池92;所述风扇安装部上位于电池安装部的上方为一个电路板安装腔904,所述控制电路板安装在电路板安装腔内;所述电路板安装腔的上端面均匀成型有与风扇安装部内连通的进风孔905,所述电路板安装腔的外侧壁均匀成型有排风孔906。
[0063] 所述风扇安装部的少量气流从进风孔进入并从排风孔排出,对控制电路板起到散热作用。
[0064] 所述主体部上端连接有一个半椭圆球面形状的进风罩94,进风罩上均匀成型有条状的进风口。
[0065] 所述出风管外壁成型有沿长度方向设置的一个以上的导向滑条,所述套接管内壁成型有与所述导向滑条滑动连接的导向滑槽。
[0066] 本发明的所述控制电路板控制方式与常规四轴飞行器的控制方式是相近似的,控制飞行器升降通过控制驱动风扇的转速实现,控制飞行器转动和水平飞行则通过控制四个第三电机的正反转实现,控制电路及程序部分没有实质性改进,且非本发明重点,故在此不展开叙述。
[0067] 实施例3结合图14和图15,本实施例在实施例2的基础上还作出以下改进:各个所述出风环内周下部远离出风管的位置成型有起落架接头915,各个所述起落架接头上各连接有一个起落架93;所述起落架包括有与起落架接头固定连接且通过起落架接头与出风环内部相连通的出风管体931,滑动安装在出风管体内的滑动管932,与出风管体靠近起落架接头一端转动连接的支撑杆935,连接在支撑杆上远离起落架接头一端的滚轮936,以及分别与滑动管中部、支撑杆中部转动连接的连杆934。
[0068] 所述出风管体靠近起落架接头一端侧壁成型有铰接座9311,所述支撑杆一端与铰接座转动连接;所述滑动管靠近起落架接头一端连接有活塞9321,所述滑动管外壁中部位置连接有铰接头9322,所述连杆一端与铰接头转动连接,所述出风管体远离起落架接头一端的侧壁成型有供铰接头穿过的条形口9312;所述出风管体远离起落架接头的一端固定连接有封口帽933,封口帽的内端一体连接有弹簧定位杆9331,所述弹簧定位杆上套设有弹簧937,所述弹簧两端分别抵在活塞和封口帽内端之间;所述支撑杆上成型有在支撑杆收起状态时容纳所述连杆的连杆容槽9351。
[0069] 所述弹簧处于伸展状态时所述支撑杆处于展开状态,所述上驱动风扇处于工作状态后,出风环内的气压驱动活塞连同滑动管移动使支撑杆处于收起状态。
[0070] 所述起落架随着飞行器的起、降相应的收起或展开,当飞行器处于飞行状态时,出风环内的风压使活塞连同滑动管向封口帽一端移动,从而使滑动管带动连杆一端向封口帽方向移动,从而使支撑杆下端也向封口帽一端转动,从而使起落架处于收起状态。当飞行器降落时,出风环内的风压减小,弹簧驱动滑动管连同活塞往铰接座方向移动,从而使滑动管带动连杆一端向铰接座方向移动,从而使支撑杆下端向铰接座一端转动至极限位置,从而使起落架处于展开状态。
[0071] 所述条形口起到限制滑动管上铰接头的作用,条形口端部的位置刚好使得弹簧伸长后,支撑杆转动至与水平方向垂直后继续转动3-10度,使得飞行器降落后,各个支撑杆均处于稳定状态。
[0072] 实施例4本实施例在实施例3的基础上作出以下改进:所述滚轮包括有圆柱形的电磁铁以及转动连接在电磁铁外周的环形的导磁材料的轮圈。所述电磁铁与控制电路板电联接。在电磁铁通电之前,轮圈可相对电磁铁转动,这样在飞行器降落时轮圈与停靠位置之间可滚动接触,利于起落架的展开;在四轴飞行器停靠完成之后电磁铁通电使得轮圈能够吸紧在导磁材料的停靠位置。
[0073] 所述活塞的后端与弹簧定位杆的前端之间通过两个相互靠近且不相接触的永磁铁连接,且两个永磁铁相抵状态时的磁力小于弹簧的弹力,即两个永磁铁之间的磁力加上出风环内的气体压力刚好能够平衡弹簧的弹力,使四轴飞行器在飞行过程中支撑杆能够保持固定,不会因为出风环内的气压变化而抖动。
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