一种行驶工程车的移动充电装置的制作方法

1.本发明涉及一种行驶工程车的移动充电装置。


背景技术：

2.工程车有许多类型，应用于不同场景，有用于城轨车辆的调车及线路维护等作业的电力蓄电池工程车，一般采用dc1500v接触网和dc800v牵引蓄电池双能源供电系统，有用于码头的工程重载车，主要包括土方车、吊车、挖掘机等。对于工程车的定点充电，如上提及的使用牵引蓄电池作为整车储备电源，在接触网不供电的情况下，为整车提供牵引动力。由于此工程车所用牵引蓄电池数量多，价格昂贵，且蓄电池属于循环使用工况，其使用寿命对整车的全寿命周期成本影响较大。目前在工程车领域，也在借鉴相近领域的移动充电，目前较为熟知的移动充电是车子停车后的充电装置移动的技术，如何凡升在《机械工程师》2019年第2期上发表的论文《基于arduino的电动汽车可移动充电装置设计》，其针对固定式充电桩使用率低的问题，设计了一种应用于电动汽车充电的可移动充电装置。而对于行驶中新能源车辆的充电，较少见到相关报道，仅在美国无线通信技术公司高通研发的地面充电技术，叫作“halo”，更确切地说是无线充电技术见到有所报道，但其需在地面铺设固定轨道，而对于工程车来说，往往没有固定的轨道运行，也无法架设覆盖面更广的导电线，目前虽也有相关针对行驶中的工程车充电的报道，如公开号为cn201371765y的专利：时时充电、流动充电及维修用工程车，采用挂车结构或四轮驱动，特征：在挂车底盘上设有车底板，车底板上设有上部固定充电机组及发电机组的充电机组合支架，同时车底板上还设有维修工具柜，在工程车或电动车出现故障后，可以方便的进行维修。但未解决行驶中工程车充电存在脱开连接而充不上电的问题，特别是重载(50吨)大尺寸(10米以下)的码头工程车如土方车、吊车、挖掘机等，道路行驶状况糟糕，充电接触部的磨损较为严重。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种行驶工程车的移动充电装置，可用于码头工程车辆在低速移动状态下的充电，采用活动连接的方式将充电接头与充电部相连接，即可避免充电接触部的磨损，充电接头倾斜设置的方式还可应对工程车糟糕路况带来的充电连接脱开的问题。
4.为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种行驶工程车的移动充电装置，包括与水平面倾斜设置的充电接头，工程车上的回转平台的边梁上的电池仓内设有与充电接头相匹配的充电部，充电部包括呈盲孔形的壳体，壳体固定连接在电池仓的仓内壁上，壳体上设有与充电接头活动连接的连接组件，壳体的尺寸大于充电接头的尺寸，壳体内壁设置与充电接头电性连接的充电件。改变现有技术中固定点充电采用的充电插座与充电插头的方式，通过尺寸大于充电接头的充电部，再结合连接组件使得充电接头与充电部活动连接的方式，可避免充电接触部分的磨损，减少高昂充电接头的更换频次。充电接头倾斜设置可以应对糟糕路况时其相对充电部横向左右的移动以及竖向上下的移动，可保证提供稳定的
接触，避免充电连接部分的脱离问题。
5.进一步的技术方案是，充电接头为导电插头或导电插针，所述壳体呈圆槽状，所述充电件为设置在壳体内侧壁上的碳刷环，碳刷环的环外壁通过导线固定连接工程车的随车配电系统供电的电源；
6.碳刷环其长度小于壳体的深度，所述连接组件包括壳体内壁上靠近槽口处固定设置的缓冲橡胶环，缓冲橡胶环与碳刷环的长度之和与壳体的深度相一致。充电接头呈柱状，充电接头的直径小于壳体的内径。通过壳体口部的缓冲橡胶环的设置，有效避免充电连接部位晃动造成的充电接头磨损问题，并且加强了充电接头与充电部的连接紧密，保证稳定的接触。
7.进一步的技术方案是，充电件还包括设置在壳体内底壁上的碳刷片。这样将整个充电部的壳体内壁几乎全设置导电碳刷(碳刷片和碳刷环)，即使出现充电部件与被充电工程车之间的相对移动(上下相对移动或左右相对移动)，均能实现充电接头与工程车的随车配电系统供电的电源的电性连接。
8.进一步的技术方案为，充电接头的远离壳体的一端固定设置与缓冲橡胶环适配的橡胶圈。在充电接头的尾部固定设置橡胶圈，橡胶圈与缓冲橡胶环的配合可以既缓冲充电接头与充电部之间的相对移动、避免磨损，还可以保证充电接头与充电部之间的连接稳定，避免充电连接脱开的问题。
9.另一种技术方案为，充电接头为导电插头或导电插针，所述壳体呈圆槽状，所述充电件包括设置在壳体内侧壁上的导电环，导电环的环外壁通过导线固定连接工程车的随车配电系统供电的电源，导电环的环内壁上固定连接有若干个一圈布置的弹簧，弹簧以导电环的旋转轴线为中心环形阵列布置；
10.所述连接组件包括包覆在前述部分数量的弹簧上的橡胶套；导电环其长度小于壳体的深度，所述连接组件还包括壳体内壁上靠近槽口处固定设置的缓冲橡胶环，缓冲橡胶环与导电环的长度之和与壳体的深度相一致；
11.除了包覆橡胶套的弹簧，其他弹簧的远离导电环的端部均固定连接有碳刷块。还可以在充电部内通过若干圈环形阵列布置的弹簧(每一圈弹簧均以导电环的旋转轴线为中心环形阵列布置，相邻圈弹簧之间的间距与圆槽状壳体的槽深方向一致)的设置，实现充电接头插入到充电部(也即壳体)内后即被所有弹簧端部的碳刷紧紧包裹，再配合夹杂设置在碳刷之间的橡胶套，可以加强充电接头与充电部连接的紧密，虽然仍为活动连接，但由于橡胶套的设置，既可缓冲充电接头与充电部的相对移动，还可加强充电接头与充电部连接的稳定性。
12.进一步的技术方案为，碳刷块其远离导电环的一面呈与充电接头的侧面相仿形的表面；
13.包覆橡胶套的弹簧与端部固定连接有碳刷块的弹簧间隔设置。碳刷块具有仿形表面，可以加强充电接头与充电部连接的稳定性。
14.进一步的技术方案为，充电接头通过充电线与工程车外部的充电电池相连；所述碳刷环或碳刷块的用材为石墨、浸脂石墨或金属石墨。
15.本发明的优点和有益效果在于：采用活动连接的方式将充电接头与充电部相连接，即可避免充电接触部的磨损，充电接头倾斜设置的方式还可应对工程车糟糕路况带来
的充电连接脱开的问题。
16.改变现有技术中固定点充电采用的充电插座与充电插头的方式，通过尺寸大于充电接头的充电部，再结合连接组件使得充电接头与充电部活动连接的方式，可避免充电接触部分的磨损，减少高昂充电接头的更换频次。充电接头倾斜设置可以应对糟糕路况时其相对充电部横向左右的移动以及竖向上下的移动，可保证提供稳定的接触，避免充电连接部分的脱离问题。
17.通过壳体口部的缓冲橡胶环的设置，有效避免充电连接部位晃动造成的充电接头磨损问题，并且加强了充电接头与充电部的连接紧密，保证稳定的接触。
18.将整个充电部的壳体内壁几乎全设置导电碳刷(碳刷片和碳刷环)，即使出现充电部件与被充电工程车之间的相对移动(上下相对移动或左右相对移动)，均能实现充电接头与工程车的随车配电系统供电的电源的电性连接。
19.在充电接头的尾部固定设置橡胶圈，橡胶圈与缓冲橡胶环的配合可以既缓冲充电接头与充电部之间的相对移动、避免磨损，还可以保证充电接头与充电部之间的连接稳定，避免充电连接脱开的问题。
20.实现充电接头插入到充电部(也即壳体)内后即被所有弹簧端部的碳刷紧紧包裹，再配合夹杂设置在碳刷之间的橡胶套，可以加强充电接头与充电部连接的紧密，虽然仍为活动连接，但由于橡胶套的设置，既可缓冲充电接头与充电部的相对移动，还可加强充电接头与充电部连接的稳定性。
21.碳刷块具有仿形表面，可以加强充电接头与充电部连接的稳定性。
附图说明
22.图1是包含本发明一种行驶工程车的移动充电装置的实施例一的工程车的示意图；
23.图2是图1去除驾驶员座椅后的示意图；
24.图3是图2的主视图；
25.图4是图3的a-a向示意图；
26.图5是图4中充电接头附近部分的局部放大示意图；
27.图6是图5中电池仓的放大示意图；
28.图7是图5中充电接头的放大示意图；
29.图8是图7中右端部分的放大示意图；
30.图9是图5中充电接头与电池仓连接后的状态示意图；
31.图10是本发明实施例二中电池仓的示意图；
32.图11是本发明实施例二中充电接头的示意图；
33.图12是图10中相邻两个弹簧及附近部件的放大示意图；
34.图13是本发明实施例三中电池仓的原理示意图；
35.图14是图13中软质连接管附近部件的局部放大示意图；
36.图15是图13中气泵附近部件的局部放大示意图；
37.图16是图13中缓冲橡胶环下端部分的局部放大示意图。
38.图中：1、充电接头；2、回转平台；3、边梁；4、电池仓；5、充电部；6、壳体；7、碳刷环；
8、缓冲橡胶环；9、碳刷片；10、橡胶圈；11、环状碳刷件；12、金属弹簧；13、导电环；14、充电线；15、弹簧；16、橡胶套；17、碳刷块；18、压力传感器；19、程控器；20、气管；21、启闭阀；22、气泵；23、软质连接管；24、排气孔。
具体实施方式
39.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
40.实施例一：
41.如图1至图9所示(为便于图示，图1至图5中，充电接头与电池仓为未连接状态；图1中的工程车也即挖掘机虽然图上示出了液压支撑腿，但在低速行驶时液压支撑腿是收起的，而在到达挖掘位置时为增加挖掘机工作的稳定性，会将液压支撑腿伸出以使得液压支撑腿抵靠在地面上)，以电动挖掘机为例，本发明是一种行驶工程车的移动充电装置，包括与水平面倾斜设置的充电接头1，工程车上的回转平台2的边梁3上的电池仓4内设有与充电接头1相匹配的充电部5，充电部5包括呈盲孔形的壳体6，壳体6固定连接在电池仓4的仓内壁上，壳体6上设有与充电接头1活动连接的连接组件，壳体6的尺寸大于充电接头1的尺寸，壳体6内壁设置与充电接头1电性连接的充电件。充电接头1为导电插头或导电插针，所述壳体6呈圆槽状，所述充电件为设置在壳体6内侧壁上的碳刷环7，碳刷环7的环外壁通过导线固定连接工程车的随车配电系统供电的电源；碳刷环7其长度小于壳体6的深度，连接组件包括壳体6内壁上靠近槽口处固定设置的缓冲橡胶环8，缓冲橡胶环8与碳刷环7的长度之和与壳体6的深度相一致。充电件还包括设置在壳体6内底壁上的碳刷片9。充电接头1的远离壳体6的一端固定设置与缓冲橡胶环8适配的橡胶圈10。充电接头1呈柱状，充电接头1的直径小于壳体6的内径；柱状充电接头1的圆周侧面套设内径大于充电接头1直径的环状碳刷件11，环状碳刷件11的内壁固定连接有若干个金属弹簧12，金属弹簧12以充电接头1的旋转轴线为中心环形阵列布置，环状碳刷件11的外径与圆槽状壳体6的内径相一致。充电接头1通过充电线14与工程车外部的充电电池相连；碳刷环7或碳刷块17的用材为石墨、浸脂石墨或金属石墨。
42.工作原理如下：
43.在工程车(也即电动挖掘机)慢速行驶时，将充电接头1插入电池仓4内，通过橡胶圈10与缓冲橡胶环8的配合(实现充电接头1与电池仓4的连接)可以既缓冲充电接头1与充电部5之间的相对移动、避免磨损，还可以保证充电接头1与充电部5之间的连接稳定，避免充电连接脱开的问题，金属柱状充电接头1外套设的环状碳刷件11与壳体6内壁的碳刷环7接触实现电性连接，在出现路况不好而出现工程车晃动也即出现充电接头1与电池仓相对移动时，由于环状碳刷件11通过金属弹簧12与金属柱状充电接头1相连，所以一方面能够缓解晃动，另一方面能够保证充电接头1与电池仓的接触。充电接头1倾斜设置的方式还可应对工程车糟糕路况带来的充电连接脱开的问题。
44.实施例二：
45.与实施例一的不同在于，如图10至图12所示，充电接头为导电插头或导电插针，所述壳体呈圆槽状，所述充电件包括设置在壳体内侧壁上的导电环13，导电环13的环外壁通过导线固定连接工程车的随车配电系统供电的电源，导电环13的环内壁上固定连接有若干
个一圈布置的弹簧15，弹簧15以导电环13的旋转轴线为中心环形阵列布置；连接组件包括包覆在前述部分数量的弹簧15上的橡胶套16；导电环13其长度小于壳体的深度，所述连接组件还包括壳体内壁上靠近槽口处固定设置的缓冲橡胶环8，缓冲橡胶环8与导电环13的长度之和与壳体的深度相一致；除了包覆橡胶套16的弹簧15，其他弹簧15的远离导电环13的端部均固定连接有碳刷块17。碳刷块17其远离导电环13的一面呈与充电接头的侧面相仿形的表面；包覆橡胶套16的弹簧15与端部固定连接有碳刷块17的弹簧15间隔设置。充电接头通过充电线14与工程车外部的充电电池相连；碳刷环7或碳刷块17的用材为石墨、浸脂石墨或金属石墨。
46.工作原理如下：
47.在工程车(也即电动挖掘机)慢速行驶时，将充电接头插入电池仓内，通过橡胶圈与缓冲橡胶环8的配合(实现充电接头与电池仓的连接)可以既缓冲充电接头与充电部之间的相对移动、避免磨损，还可以保证充电接头与充电部之间的连接稳定，避免充电连接脱开的问题，壳体内侧壁上的导电环13的环内壁上固定连接有若干圈布置的弹簧15且每两个相邻弹簧15中的一个的端部就设置碳刷块17，使得充电接头一插入电池仓就实现被碳刷块17包裹，实现稳定的电性连接，而每两个相邻弹簧15中还设有一个弹簧15外包覆橡胶套16，则可以加强充电接头与电池仓连接的紧密牢靠。
48.实施例三：
49.与实施例一的不同在于，如图13至图16所示，在缓冲橡胶环8的壁内设置压力传感器18，压力传感器18与位于工程车外的程控器19电连接，程控器19与气管20上的启闭阀21电连接，气管20与气泵22相连，气管20的管口处连通有软质连接管23，缓冲橡胶环8的壁内还设有与软质连接管23适配的通孔，通孔沿缓冲橡胶环8的厚度方向贯穿缓冲橡胶环8设置，缓冲橡胶环8内设有与压传感器适配的槽，槽与通孔均位于缓冲橡胶环8的上部，缓冲橡胶环8的下部还设有厚度方向贯穿缓冲橡胶环8的排气孔24。
50.工作原理如下：
51.在工程车(也即电动挖掘机)慢速行驶时，将充电接头插入电池仓内，通过橡胶圈与缓冲橡胶环8的配合(实现充电接头与电池仓的连接)可以既缓冲充电接头与充电部之间的相对移动、避免磨损，还可以保证充电接头与充电部之间的连接稳定，避免充电连接脱开的问题，当出现工程车晃动也即出现充电接头与电池仓相对移动时，缓冲橡胶环8出现断续的受压，缓冲橡胶环8内的压力传感器18受压后则发出信号，程控器19收到后则控制启闭阀21打开，使得气泵22内的压缩空气从气管20通入软质连接管23后进入到电池仓的壳体内，由于缓冲橡胶环8下端排气孔24的设置，压缩空气又从排气孔24排出，压缩空气在这一过程中，将碳刷块17由于磨损产生的积碳得以被带出电池仓，起到利用工程车行驶中充电必然会面临的充电接触部的晃动，利用其晃动实现对磨损碳刷块17的积碳的清除，减少积碳清除频次(由于每次晃动都会触发压缩空气进入，可以及时将电池仓内的积碳带走)，基本可以实现只在碳刷块17需要更换时再清除少量积碳即可。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种行驶工程车的移动充电装置，其特征在于，包括与水平面倾斜设置的充电接头，工程车上的回转平台的边梁上的电池仓内设有与充电接头相匹配的充电部，充电部包括呈盲孔形的壳体，壳体固定连接在电池仓的仓内壁上，壳体上设有与充电接头活动连接的连接组件，壳体的尺寸大于充电接头的尺寸，壳体内壁设置与充电接头电性连接的充电件。2.根据权利要求1所述的一种行驶工程车的移动充电装置，其特征在于，所述充电接头为导电插头或导电插针，所述壳体呈圆槽状，所述充电件为设置在壳体内侧壁上的碳刷环，碳刷环的环外壁通过导线固定连接工程车的随车配电系统供电的电源；碳刷环其长度小于壳体的深度，所述连接组件包括壳体内壁上靠近槽口处固定设置的缓冲橡胶环，缓冲橡胶环与碳刷环的长度之和与壳体的深度相一致。3.根据权利要求2所述的一种行驶工程车的移动充电装置，其特征在于，所述充电件还包括设置在壳体内底壁上的碳刷片。4.根据权利要求3所述的一种行驶工程车的移动充电装置，其特征在于，所述充电接头的远离壳体的一端固定设置与缓冲橡胶环适配的橡胶圈。5.根据权利要求1所述的一种行驶工程车的移动充电装置，其特征在于，所述充电接头为导电插头或导电插针，所述壳体呈圆槽状，所述充电件包括设置在壳体内侧壁上的导电环，导电环的环外壁通过导线固定连接工程车的随车配电系统供电的电源，导电环的环内壁上固定连接有若干个一圈布置的弹簧，弹簧以导电环的旋转轴线为中心环形阵列布置；所述连接组件包括包覆在前述部分数量的弹簧上的橡胶套；导电环其长度小于壳体的深度，所述连接组件还包括壳体内壁上靠近槽口处固定设置的缓冲橡胶环，缓冲橡胶环与导电环的长度之和与壳体的深度相一致；除了包覆橡胶套的弹簧，其他弹簧的远离导电环的端部均固定连接有碳刷块。6.根据权利要求5所述的一种行驶工程车的移动充电装置，其特征在于，所述碳刷块其远离导电环的一面呈与充电接头的侧面相仿形的表面；包覆橡胶套的弹簧与端部固定连接有碳刷块的弹簧间隔设置。7.根据权利要求2或5所述的一种行驶工程车的移动充电装置，其特征在于，所述充电接头通过充电线与工程车外部的充电电池相连；所述碳刷环或碳刷块的用材为石墨、浸脂石墨或金属石墨。

技术总结
本发明公开了一种行驶工程车的移动充电装置，包括与水平面倾斜设置的充电接头，工程车上的回转平台的边梁上的电池仓内设有与充电接头相匹配的充电部，充电部包括呈盲孔形的壳体，壳体固定连接在电池仓的仓内壁上，壳体上设有与充电接头活动连接的连接组件，壳体的尺寸大于充电接头的尺寸，壳体内壁设置与充电接头电性连接的充电件。本发明采用活动连接的方式将充电接头与充电部相连接，即可避免充电接触部的磨损，充电接头倾斜设置的方式还可应对工程车糟糕路况带来的充电连接脱开的问题。对工程车糟糕路况带来的充电连接脱开的问题。对工程车糟糕路况带来的充电连接脱开的问题。


技术研发人员：糜卫强 糜佳冰 丁以忠 糜富强 袁新 穆云波
受保护的技术使用者：无锡市欧冠科技有限公司
技术研发日：2023.03.28
技术公布日：2023/7/7