[发明专利]一种防爆型自动充电装置

权利要求书

1.一种防爆自动充电装置，其特征在于：该充电装置由插头部分（1）和插座部分（2）组成，所述插头部分（1）包含导柱伸缩机构（1-1）、闭锁阀驱动机构（1-2）、卸扣执行机构（1-3）、插头遮尘罩机构（1-4）和导向杆（1-5）；所述导柱伸缩机构（1-1）位于插头部分（1）的尾部，内置无刷电机、丝杠传动组件；所述闭锁阀驱动机构（1-2）位于插头部分（1）的一侧，内置步进电机和蜗轮蜗杆机械组件一；所述卸扣执行机构（1-3）位于插头部分（1）的正前端；所述插头遮尘罩机构（1-4）位于插头部分（1）的前端一侧；所述导向杆（1-5）的前端为锥形结构，位于插头部分（1）的正上方，靠近前部；所述插座部分（2）包含闭锁阀随动机构（2-1）、机械闭锁机构（2-2）、导向套（2-3）和插座遮尘罩机构（2-4）；所述闭锁阀随动机构（2-1）内置有蜗轮蜗杆机械组件二，安装于闭锁阀驱动机构（1-2）的同侧，所述蜗轮蜗杆机械组件二的蜗轮齿数小于蜗轮蜗杆机械组件一的蜗轮齿数；所述闭锁阀随动机构（2-1）的转动速度大于闭锁阀驱动机构（1-2）的转动速度；所述机械闭锁机构（2-2）位于插座部分（2）的正前端，内置有弹簧片和锁舌；所述导向套（2-3）为喇叭嘴形式，位于插座部分（2）的正上部，导向杆（1-5）可以导入到导向套（2-3）的圆孔内；所述插座遮尘罩机构（2-4）位于插座部分（2）的前端一侧；

所述导柱伸缩机构（1-1）还包括导柱隔爆腔、齿轮组、隔爆导柱和充电触头，所述齿轮组与丝杠传动组件配合将径向运动转化为轴向运动，可以带动隔爆导柱在导柱隔爆腔内进行轴向滑动，所述充电触头安装于隔爆导柱的前端；所述丝杠传动组件为梯形丝杠，具有自锁特性；

所述闭锁阀驱动机构（1-2）还包括插头隔爆腔、隔爆阀、到位传感器和磁性耦合器，所述插头隔爆腔内设置有两个±90°的凹槽，所述隔爆阀的一端面设置有限位凸起，可在插头隔爆腔内径向转动，转动范围为±90°，所述磁性耦合器安装在蜗杆的输出端；所述插头隔爆腔的伸出端设置有圆形台阶；

所述卸扣执行机构（1-3）上安装有圆筒隔爆腔，圆筒隔爆腔的输出轴上安装有齿轮，齿轮带动齿条上下动作，齿条上安装有直线导轨、主动楔块和从动楔块；所述主动楔块和从动楔块的一端同为锥形结构，两个锥形面相贴合；所述从动楔块的另一端安装有锁舌拆卸器；

所述闭锁阀随动机构（2-1）还包括插座隔爆腔、隔爆阀和磁性联轴器，所述隔爆阀可在插座隔爆腔内径向转动，转动范围为±90°，所述插座隔爆腔内设置有两个±90°的凹槽；

所述机械闭锁机构（2-2）还包括闭锁螺套，所述闭锁螺套通过螺纹安装在插座隔爆腔正前端，所述锁舌和弹簧片圆周均布于闭锁螺套内部，锁舌可以沿径向方向向外压缩；所述锁舌和弹簧片至少为3组，当插头部分（1）插入到插座部分（2）时，机械闭锁机构（2-2）内的锁舌可以与插头隔爆腔端部的圆形台阶形成闭锁隔爆腔；当插头部分（1）与插座部分（2）需要分离时，所述卸扣执行机构（1-3）动作，锁舌拆卸器向前移动，压缩锁舌，插头隔爆腔端部的圆形台阶缩回到初始位置。

2.根据权利要求1所述的一种防爆自动充电装置，其特征在于：所述插头遮尘罩机构（1-4）上安装有主动齿轮、惰轮、从动齿轮、插头触发板、插头遮尘罩和拉簧，所述主动齿轮与从动齿轮有齿数差，惰轮置于主动齿轮与从动齿轮的中间；所述插头触发板的转动速度小于插头遮尘罩的打开速度；所述插头遮尘罩机构（1-4）依靠拉簧可以将插头遮尘罩与插头隔爆腔形成密封结合面，起到防尘、防水作用。

3.根据权利要求1所述的一种防爆自动充电装置，其特征在于：所述插座遮尘罩机构（2-4）包含主动齿轮、惰轮、从动齿轮、插座触发板、插座遮尘罩和拉簧，所述主动齿轮与从动齿轮有齿数差，惰轮置于主动齿轮与从动齿轮的中间；所述插座触发板的转动速度小于插座遮尘罩的打开速度；所述插座遮尘罩机构（2-4）依靠拉簧可以将插座遮尘罩与闭锁螺套形成密封结合面，起到防尘、防水作用。

4.根据权利要求1所述的一种防爆自动充电装置，其特征在于：所述防爆自动充电运行机理为：

初始状态：插座部分（2）、插头部分（1）各有一套隔爆阀执行机构，初始状态下隔爆阀处于关闭状态，形成隔爆腔；插头部分（1）、插座部分（2）的隔爆腔中各有4个接线柱，初始状态下接线柱均不带电；

充电状态：当执行充电命令后，机器人本体带着插座部分（2）向插头部分（1）移动，通过导向杆（1-5）、导向套（2-3）导正后保证插座部分（2）的前端与插头部分（1）前端的圆形台阶对正插入，触发机械闭锁机构（2-2）后，形成隔爆腔，达到圆筒隔爆要求；同时触发到位开关，延时5s后，插座部分（2）和插头部分（1）的隔爆阀均动作，执行打开命令；当隔爆阀完全打开后，插头部分（1）的隔爆导柱向前移动，使得插头部分（1）和插座部分（2）的4个接线柱接触，检测到位后，开始充电；

分离状态：当检测到蓄电池已经充满电后，插头部分（1）和插座部分（2）的4个接线柱断电，插头部分（1）的隔爆导柱开始反向移动，远离插座部分（2）；当检测隔爆导柱到达初始位置，插头部分（1）与插座部分（2）的隔爆阀开始旋转关闭，形成隔爆腔；检测隔爆阀关闭到位后，卸扣执行机构（1-3）动作，机械闭锁机构（2-2）释放，插座部分（2）与插头部分（1）分离，同时插座遮尘罩机构（2-4）和插头遮尘罩机构（1-4）动作，插座遮尘罩和插头遮尘罩关闭，实现防尘防水，充电动作结束。