基于充电桩的防漏电系统

摘要

本发明涉及充电设备技术领域，具体涉及基于充电桩的防漏电系统，包括呈箱体状的挂枪座，挂枪座内设有供充电枪插入的插孔，还包括滑动连接在挂枪座开口处且用于挡住挂枪座开口的挡板，挂枪座内转动连接有绕线辊，绕线辊和挂枪座内壁之间安装有扭簧；挡板上设有插卡槽，插卡槽的横截面呈直角梯形，插卡槽内设有用于固定IC卡的固定件；挂枪座上滑动连接有可卡入插卡槽内的楔块，挂枪座上位于远离楔块的一端安装有IC卡感应器，插孔内安装有电磁锁，挂枪座内安装有与IC卡感应器电连接的第一控制器，第一控制器用于控制电磁锁的启闭。采用本发明的方案，可以解决充电枪和电缆长期暴露在外所导致的漏电问题。

权利要求

1.基于充电桩的防漏电系统，包括呈箱体状的挂枪座，挂枪座内设有供充电枪插入的插孔，其特征在于：还包括滑动连接在挂枪座开口处且用于挡住挂枪座开口的挡板，挂枪座内转动连接有绕线辊，绕线辊和挂枪座内壁之间安装有扭簧；挡板上设有插卡槽，插卡槽的横截面呈直角梯形，插卡槽内设有用于固定IC卡的固定件；挂枪座上设有滑槽，滑槽内滑动连接有可卡入插卡槽内的楔块，楔块和滑槽之间固定有弹性件；挂枪座上位于远离楔块的一端安装有IC卡感应器，插孔内安装有电磁锁，挂枪座内安装有与IC卡感应器电连接的第一控制器，第一控制器用于控制电磁锁的启闭；

绕线辊中空设置，绕线辊内壁设有螺旋槽，挂枪座内固定有活塞筒，活塞筒内滑动连接有活塞，活塞上固定有活塞杆，活塞杆的端部滑动连接在螺旋槽内，活塞筒上连通有气囊，气囊位于活塞筒端面和绕线辊端面之间，气囊靠近绕线辊的一侧固定有摩擦垫。

2.根据权利要求1所述的基于充电桩的防漏电系统，其特征在于：所述固定件包括滑动连接在插卡槽倾斜的一侧侧壁上的磁块，插卡槽正对磁块的侧壁上固定有用于吸引磁块的电磁铁；插孔底壁安装有压力传感器，压力传感器电连接有用于控制电磁铁通断电的第二控制器。

3.根据权利要求1所述的基于充电桩的防漏电系统，其特征在于：所述活塞筒两端均封闭，活塞筒远离气囊的一侧设有进气孔和出气孔，进气孔内安装有进气单向阀，出气孔内安装有出气单向阀，出气孔处连通有吹气罩，吹气罩开口朝向绕线辊。

4.根据权利要求1所述的基于充电桩的防漏电系统，其特征在于：所述绕线辊两端均固定有卡环，卡环的外径大于绕线辊的外径。

5.根据权利要求4所述的基于充电桩的防漏电系统，其特征在于：所述卡环上设有凹槽，挡板上固定有可插入凹槽内的卡杆。

6.根据权利要求3所述的基于充电桩的防漏电系统，其特征在于：所述固定件包括滑动连接在插卡槽倾斜的一侧侧壁上的推块，挡板上位于推块相对的一侧设有吸气通道，吸气通道和插卡槽连通，挂枪座内壁设有与吸气通道连通的连接通道，进气孔处连通有吸气罩，吸气罩远离进气孔的一端和连接通道连通。

7.根据权利要求6所述的基于充电桩的防漏电系统，其特征在于：所述挡板上位于插卡槽上方固定有磁块，挂枪座上位于IC卡感应器上方固定有用于吸附磁块的电磁铁，插孔底壁安装有压力传感器，压力传感器电连接有用于控制电磁铁通断电的第二控制器。

说明书

基于充电桩的防漏电系统

技术领域

[0001] 本发明涉及充电设备技术领域，具体涉及基于充电桩的防漏电系统。

背景技术

[0002] 充电桩的作用是对电动汽车进行充电，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上，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，充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端通过电缆电连接有充电枪，充电桩上设有用于感应IC卡的插卡槽，在需要使用时，使用者将IC卡(充电卡)插入到插卡槽内，将充电枪插入电动汽车上的插座内即可多电动汽车充电。

[0003] 现有的充电桩包括桩体以及安装在桩体上的挂枪座，挂枪座上设有用于插入充电枪的插孔，充电枪不使用时需要插在插孔内，避免充电枪的头部直接暴露在外面，由于充电枪的头部可能带电，直接暴露在外面具有漏电风险。

[0004] 但现有的挂枪座也只是可以把充电枪的头部插入，充电枪的其余部分还是位于挂枪座的外侧，而为了使得充电枪有足够的移动距离可以插入到电动汽车上，电缆一般设置较长，在不使用时，电缆堆积在地面上，长期裸露在外容易老化、破损，导致漏电触电，尤其是雨雪天气，充电枪和电缆暴露在外面风险较大。

[0005] 另外，虽然充电桩上都设置了挂枪座，但依然有使用者在使用完后不会将充电枪插回到挂枪座上，而是直接把充电枪暴露在外部，存在窃电和漏电风险。

发明内容

[0006] 针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了基于充电桩的防漏电系统，以解决充电枪和电缆长期暴露在外所导致的漏电风险问题。

[0007] 为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

[0008] 基于充电桩的防漏电系统，包括呈箱体状的挂枪座，挂枪座内设有供充电枪插入的插孔，还包括滑动连接在挂枪座开口处且用于挡住挂枪座开口的挡板，挂枪座内转动连接有绕线辊，绕线辊和挂枪座内壁之间安装有扭簧；挡板上设有插卡槽，插卡槽的横截面呈直角梯形，插卡槽内设有用于固定IC卡的固定件；挂枪座上设有滑槽，滑槽内滑动连接有可卡入插卡槽内的楔块，楔块和滑槽之间固定有弹性件；挂枪座上位于远离楔块的一端安装有IC卡感应器，插孔内安装有电磁锁，挂枪座内安装有与IC卡感应器电连接的第一控制器，第一控制器用于控制电磁锁的启闭。

[0009] 相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

[0010] 1、绕线辊和插孔均被挡板遮挡在挂枪座内，一方面避免充电枪和电缆暴露在外面产生漏电风险，另一方面也可避免雨雪天气时雨雪进入到充电枪的头部或灰尘进入。

[0011] 2、电缆在受到拉力时可以带动绕线辊一起转动，此时扭簧扭转蓄能，而充电枪在使用时，由于受到扭簧的作用，电缆可以保持拉紧的状态，减少电缆和地面的接触，进而减少电缆的磨损和粘附的地面灰尘。充电完成后，充电枪从电动汽车上取下，电缆受到的拉力减小，扭簧带动绕线辊反转复位，使得电缆重新缠绕回绕线辊上。通过设置绕线辊将电缆缠绕在绕线辊上，对电缆具有较好的收纳作用。避免电缆长时间的堆积缠绕在外面所可能导致的损坏，进而减少漏电风险。

[0012] 3、挡板挡住挂枪座时，楔块卡入插卡槽内，在需要使用充电枪时，将IC卡插入插卡槽内，IC卡推动楔块滑动，同时固定件将IC卡固定在插卡槽内。由于IC卡推动楔块滑动，楔块不再阻挡挡板，挡板可以横向滑动，打开挂枪座，挡板带动IC卡滑动至IC卡感应器处时，IC卡感应器识别IC卡信号，第一控制器控制电磁锁打开，可以取下充电枪进行充电。只有IC卡感应器感应到IC卡信号才能取下充电枪，避免随意取下充电枪所可能导致的触电风险，一定程度上也可以减少窃电风险。

[0013] 进一步，固定件包括滑动连接在插卡槽倾斜的一侧侧壁上的磁块，插卡槽正对磁块的侧壁上固定有用于吸引磁块的电磁铁；插孔底壁安装有压力传感器，压力传感器电连接有用于控制电磁铁通断电的第二控制器。

[0014] 有益效果：电磁铁内的铁芯和磁块之间具有吸引作用，电磁铁不通电时，铁芯和磁块之间的吸引作用小于楔块受到的弹性件作用力，楔块可以推开磁块卡入插卡槽内。IC卡插入插卡槽内时逐渐将楔块推至滑槽内，磁块和铁芯之间阻力减小，磁块逐渐滑动靠近电磁铁，进而将IC卡固定在插卡槽内。

[0015] 当压力传感器处的压力信号消失后，第二控制器控制电磁铁通电，电磁铁和磁块之间吸引作用极大的加强，避免在充电过程中取出IC卡或IC卡滑出。在充电完成后，只有将充电枪插入插孔内，压力传感器感应到压力信号才能使得电磁铁断电，否则无法取下IC卡，避免使用者在使用完毕后将充电枪随意放置的情况发生，进而减少窃电和漏电风险。

[0016] 进一步，绕线辊中空设置，绕线辊内壁设有螺旋槽，挂枪座内固定有活塞筒，活塞筒内滑动连接有活塞，活塞上固定有活塞杆，活塞杆的端部滑动连接在螺旋槽内，活塞筒上连通有气囊，气囊位于活塞筒端面和绕线辊端面之间，气囊靠近绕线辊的一侧固定有摩擦垫。

[0017] 有益效果：螺旋槽和活塞杆组成类似凸轮结构，绕线辊转动时，活塞杆在螺旋槽内滑动，活塞杆带动活塞向靠近气囊方向滑动，活塞筒内部的气体充入气囊内，气囊逐渐膨胀，使得摩擦垫逐渐靠近绕线辊，直到摩擦垫和绕线辊接触，绕线辊转动受到的阻力增大，同时也使得扭簧带动绕线辊反转的阻力增大，避免充电枪在使用过程中，扭簧反转导致充电枪的充电接口松动。另外，也避免扭簧反转作用力过大，所导致的电缆受到的拉力过大进而断开的情况，进而减少电缆损坏所导致的漏电风险。

[0018] 本方案中，在电动汽车距离充电桩较近时，需要松开的电缆圈数较少，即绕线辊转动圈数较少，此时扭簧蓄能也较少，即使不增大摩擦阻力，也不会发生扭簧反转的情况。而当电动汽车距离充电桩较远时，绕线辊需要转动的圈数较多，而绕线辊转动圈数越多，可以充入气囊内的气体也越多，气囊膨胀的越大，气囊抵在绕线辊上，对绕线辊造成的摩擦阻力也越大。也就是说，随着扭簧蓄能越来越多，对绕线辊的阻力也越来越大，可以较好的避免在使用过程中扭簧反转。

[0019] 另外，活塞筒的行程有限，当活塞筒内的气体全部排入到气囊内后，活塞和活塞筒的端面相抵，活塞无法继续运动，活塞杆也就无法继续滑动，进而对绕线辊形成限位作用，绕线辊也无法再继续转动。即可以控制绕线辊转动的最多圈数，避免绕线辊转动过多超出扭簧的形变能力。

[0020] 进一步，活塞筒两端均封闭，活塞筒远离气囊的一侧设有进气孔和出气孔，进气孔内安装有进气单向阀，出气孔内安装有出气单向阀，出气孔处连通有吹气罩，吹气罩开口朝向绕线辊。

[0021] 有益效果：绕线辊反转复位时，活塞筒内排出的气体通过吹气罩吹向绕线辊，吹落电缆上粘附的灰尘等杂质。

[0022] 进一步，绕线辊两端均固定有卡环，卡环的外径大于绕线辊的外径。

[0023] 有益效果：通过卡环对绕线辊两端进行限位，避免电缆缠绕时脱离绕线辊。

[0024] 进一步，卡环上设有凹槽，挡板上固定有可插入凹槽内的卡杆。

[0025] 有益效果：挡板挡住挂枪座时，卡杆卡住绕线辊，避免绕线辊自行转动造成电缆松散，挡板滑动远离挂枪座时，卡杆随挡板滑动脱离凹槽，绕线辊可根据电缆受力作用转动。

[0026] 进一步，固定件包括滑动连接在插卡槽倾斜的一侧侧壁上的推块，挡板上位于推块相对的一侧设有吸气通道，吸气通道和插卡槽连通，挂枪座内壁设有与吸气通道连通的连接通道，进气孔处连通有吸气罩，吸气罩远离进气孔的一端和连接通道连通。

[0027] 有益效果：绕线辊正转时，活塞杆带动活塞向右滑动，活塞筒右部空间增大，活塞筒右部通过吸气罩向内吸气，气体通过连接通道、吸气通道后进入吸气罩内，吸气通道的开口处形成负压，将IC卡吸附在插卡槽内，使得IC卡和插卡槽的侧壁紧密相贴，较难取出IC卡。

[0028] 本方案中，通过气体形成的负压来对IC卡进行固定，在插卡槽内减少设置磁性件，进而减少磁力对IC卡识别的影响。

[0029] 进一步，挡板上位于插卡槽上方固定有磁块，挂枪座上位于IC卡感应器上方固定有用于吸附磁块的电磁铁，插孔底壁安装有压力传感器，压力传感器电连接有用于控制电磁铁通断电的第二控制器。

[0030] 有益效果：当压力传感器处的压力信号消失后，第二控制器控制电磁铁通电，电磁铁和磁块之间吸引作用极大的加强，使得的挡板固定在该处。在充电完成后，只有将充电枪插入插孔内，压力传感器感应到压力信号才能使得电磁铁断电，否则无法关合挡板，而挡板难以滑动，也就无法取下IC卡，进而避免使用者在使用完毕后将充电枪随意放置的情况发生。

附图说明

[0031] 图1为本发明实施例的轴测图。

[0032] 图2为本发明实施例的正视局剖图。

[0033] 图3为图2中B部分的放大图；

[0034] 图4为图2中A-A向剖面图(实施例1)；

[0035] 图5为图2中A-A向剖面图(实施例2)；

[0036] 图6为图5中C部分的放大图。

[0037] 在图中：挂枪座1、挡板2、插卡槽3、楔块4、充电枪5、电缆6、绕线辊7、卡环8、活塞筒9、活塞10、活塞杆11、气囊12、吹气罩13、摩擦垫14、IC卡15、磁块16、电磁铁17、IC卡感应器
18、滑槽19、吸气罩20、连接通道21、吸气通道22、推块23、凹槽24。

具体实施方式

[0038] 以下结合说明书附图对本发明作进一步详细说明，并给出具体实施方式。

[0039] 实施例1

[0040] 如图1所示，基于充电桩的防漏电系统，包括呈箱体状的挂抢座以及横向滑动连接在挂枪座1开口处的挡板2，挡板2的纵截面积大于挂枪座1开口的面积，即挡板2可以完全遮挡住挂枪座1的开口。

[0041] 结合图2所示，挂枪座1下部转动连接有用于缠绕电缆6的绕线辊7，绕线辊7两端均固定有卡环8，卡环8的外径大于绕线辊7的外径。绕线辊7右端转动连接在挂枪座1右侧壁上，且绕线辊7右端和挂枪座1之间安装有扭簧。绕线辊7左侧的卡环8端面上设有凹槽24，挡板2上固定有卡杆，卡杆贯穿挂枪座1的左侧壁并可相对挂枪座1的左侧壁横向滑动，卡杆右端和凹槽24间隙配合。

[0042] 结合图3所示，绕线辊7中空设置，绕线辊7内壁设有螺旋槽，挂枪座1左侧壁固定有两端均封闭的活塞筒9，活塞筒9内横向滑动连接有活塞10，活塞10上固定有活塞杆11，活塞杆11的右端部伸入绕线辊7内并滑动连接在螺旋槽内。

[0043] 活塞筒9右端面上连通有气囊12，气囊12靠近绕线辊7的一侧固定有摩擦垫14。活塞筒9左部设有进气孔和出气孔，进气孔内安装有进气单向阀，当活塞筒9左部气压减小时，外部气体通过进气单向阀补充入活塞筒9左部；出气孔内安装有出气单向阀，当活塞筒9左部气压增大时，活塞筒9左部的气体通过出气单向阀排出。出气孔处连通有吹气罩13，吹气罩13开口朝向绕线辊7。

[0044] 结合图4所示，挡板2右侧设有插卡槽3，插卡槽3横截面呈直角梯形，且插卡槽3左侧为该直角梯形的斜边。挂枪座1右端设有滑槽19，滑槽19内滑动连接有楔块4，楔块4和滑槽19底部之间固定有弹簧，楔块4的横截面和插卡槽3横截面形状一致，楔块4和插卡槽3间隙配合。

[0045] 插卡槽3内设有用于固定IC卡15的固定件，本实施例中，固定件包括滑动连接在插卡槽3左侧壁上的磁块16，插卡槽3右侧壁上固定有用于吸引磁块16的电磁铁17以及供电磁铁17通电的电源。插孔底壁安装有压力传感器，压力传感器电连接有用于控制电磁铁17通断电的第二控制器，具体的，压力传感器处的压力信号消失后，第二控制器控制电磁铁17通电，压力传感器感应到压力信号，第二控制器控制电磁铁17断电。

[0046] 挂枪座1上位于左端安装有IC卡感应器18，插孔内安装有电磁锁，挂枪座1内安装有与IC卡感应器18电连接的第一控制器，第一控制器用于控制电磁锁的启闭，具体的，IC卡感应器18识别IC卡15信号，第一控制器控制电磁锁解锁，IC卡15感应不到IC卡15信号时，第一控制器控制电磁锁关闭，将充电枪5固定在插孔内。

[0047] 充电桩不工作时，充电枪5插入挂枪座1的插孔内，电磁锁将充电枪5锁在插孔内，电缆6缠绕在绕线辊7上，挡板2右滑挡住挂枪座1的开口，此时，楔块4IC卡15入插卡槽3内，楔块4对挡板2在横向上具有限位作用，使得挡板2无法左滑。挡板2挡在充电枪5外部，对充电枪5进行初步保护，避免日晒雨淋，同时一定程度上避免有人将充电枪5取出随意放置。

[0048] 需要使用充电桩时，将IC卡15插入插卡槽3内，IC卡15在插入插卡槽3内时，推动楔块4滑入滑槽19内，挡板2可以左滑，且随着楔块4逐渐滑入滑槽19内，磁块16逐渐滑出和IC卡15相抵，避免IC卡15掉落，当IC卡15随着挡板2滑动至IC卡感应器18处时，IC卡感应器18读取到IC卡15信号，第一控制器控制电磁锁解锁。

[0049] 电磁锁解锁后，可以取出充电枪5进行充电，充电枪5取出后，压力传感器不再接受压力信号，第二控制器控制电磁铁17通电，电磁铁17和磁块16之间吸引作用极大的加强，避免在充电过程中取出IC卡15或IC卡15滑出。

[0050] IC卡15随挡板2滑动脱离凹槽24后，绕线辊7即可转动。通过拉动电缆6，绕线辊7受力正转，使得电缆6在绕线辊7上松开使用。螺旋槽随绕线辊7转动，螺旋槽和活塞杆11组成类似凸轮结构，绕线辊7正转时，活塞杆11受螺旋槽的作用向右滑动，活塞杆11带动活塞10向右滑动，活塞筒9右的气体充入气囊12内，气囊12逐渐膨胀，使得摩擦垫14逐渐靠近绕线辊7，直到摩擦垫14和绕线辊7接触，绕线辊7转动受到的阻力增大，同时也使得扭簧带动绕线辊7反转的阻力增大，避免充电枪5在使用过程中，扭簧反转导致充电枪5的充电接口松动。

[0051] 充电完成后，将充电枪5插入插孔内，压力传感器接收到压力信号后，电磁铁17断电。此时充电枪5对电缆6的拉力消失，扭簧克服摩擦垫14的阻力，带动绕线辊7反转复位，电缆6重新缠绕回绕线辊7上，在此过程中，活塞杆11带动活塞10向左运动，活塞筒9左部排出的气体通过吹气罩13吹向绕线辊7，吹落电缆6上粘附的灰尘等杂质。最后，向右滑动挡板2，使得挡板2重新挡住挂枪座1。

[0052] 挡板2右滑至楔块4处时，挡板2右端先推动楔块4的楔面滑动，使得楔块4滑入滑槽19内，当插卡槽3滑动至楔块4处时，楔块4受弹簧的作用力IC卡15入插卡槽3内，将IC卡15推出，避免使用者忘记取出IC卡15的情况发生。

[0053] 实施例2

[0054] 结合图5和图6所示，本实施例和实施例1的区别在于：固定件以及第二控制器的设置不同。具体的，固定件包括横向滑动连接在插卡槽3左侧壁上的推块23，挡板2上右侧设有吸气通道22，吸气通道22和插卡槽3连通，挂枪座1内壁设有与吸气通道22连通的连接通道21，进气孔处连通有吸气罩20，吸气罩20远离进气孔的一端和连接通道21连通。

[0055] 挡板2上位于插卡槽3上方固定有磁块(图中未示出)，挂枪座1上位于IC卡感应器18上方固定有用于吸附磁块的电磁铁(图中未示出)以及供电磁铁通电的电源，插孔底壁安装有压力传感器，压力传感器电连接有用于控制电磁铁通断电的第二控制器，具体的，压力传感器处的压力信号消失后，第二控制器控制电磁铁通电，压力传感器感应到压力信号，第二控制器控制电磁铁断电。

[0056] 本实施例的方案在使用过程中，和实施例1的区别在于：取下充电枪5后，第二控制器控制电磁铁通电，电磁铁吸引磁块使得挡板2固定在该处，此时吸气通道22和连接通道21对准并连通。绕线辊7正转时，活塞杆11带动活塞10向右滑动，活塞筒9右部空间增大，活塞筒9右部通过吸气罩20向内吸气，气体通过连接通道21、吸气通道22后进入吸气罩20内，吸气通道22的开口处形成负压，将IC卡15吸附在插卡槽3内，使得IC卡15和插卡槽3的侧壁紧密相贴，较难取出IC卡15。当充电枪5插入插孔内，压力传感器感应到压力信号使得电磁铁断电后，可以右滑挡板2，挡板2滑动后，吸气通道22和外界连通，破坏该处的负压状态，便于取出IC卡15。

[0057] 本实施例相比实施例1，在插卡槽3内减少设置磁性件，进而减少磁力对IC卡15识别的影响。

[0058] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。