RU2798890C1

RU2798890C1 - Positioning unit and method of contacting

Info

Publication number: RU2798890C1
Application number: RU2022104192A
Authority: RU
Inventors: Мартин ФЕЛЬДИНГЕР; Нильс ХАЙАЙС; Тимо ШТАУБАХ
Original assignee: Шунк Транзит Системз Гмбх
Filing date: 2019-08-28
Publication date: 2023-06-28

Abstract

FIELD: rail vehicles.

SUBSTANCE: current collectors for vehicles. The positioning block contains a hinge-lever device for positioning the contact device and a drive mechanism for actuating the hinge-lever device. The hinge-lever device contains the first rotary mechanism with the first rotary lever. At the same time, the hinge-lever device is comprised of a second swivel mechanism with a second swivel lever, by means of which the contact device can be rotated from the retracted position to the contact position and vice versa. The first rotary lever is installed with the possibility of rotation at the far end of the second rotary lever. Moreover, the first rotary mechanism is made with the possibility of constant support of the contact device in the vertical position of the contacts during the rotation of the contact device by the second rotary lever. A fast-charging system containing a charging contact device and a positioning unit, and a method for creating an electrically conductive connection between an electrically powered vehicle and a stationary charging station are also claimed.

EFFECT: reducing the overall height of the positioning unit.

16 cl, 6 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs

Изобретение относится к позиционирующему блоку для транспортных средств с электрическим приводом, в частности, электробусов или т.п., и к способу создания электропроводного соединения между транспортным средством с электрическим приводом и стационарной зарядной станцией, при этом позиционирующий блок выполнен с возможностью установки на крыше транспортного средства, при этом контактное устройство позиционирующего блока установлено с возможностью перемещения относительно зарядного контактного устройства зарядной станции и электрического контактирования с ним в контактной позиции, и при этом позиционирующий блок содержит шарнирно-рычажное устройство для позиционирования контактного устройства и приводной механизм для приведения в действие шарнирно-рычажного устройства.The invention relates to a positioning unit for electrically powered vehicles, in particular electric buses or the like, and to a method for creating an electrically conductive connection between an electrically powered vehicle and a stationary charging station, wherein the positioning unit is configured to be installed on the roof of a vehicle means, while the contact device of the positioning block is installed with the possibility of moving relative to the charging contact device of the charging station and electrically contacting it in the contact position, and at the same time, the positioning block contains a hinge-lever device for positioning the contact device and a drive mechanism for actuating the hinge- lever device.

Уровень техникиState of the art

Подобные позиционирующие блоки и способы известны из уровня техники и регулярно применяются для транспортных средств с электрическим приводом, которые, например, курсируют между остановками. Они могут представлять собой электробусы, а также, в принципе, другие транспортные средства, как, например, поезд или трамвай, которые не имеют постоянного соединения с контактным проводом или аналогичного соединения. В таких транспортных средствах зарядка электрического аккумулятора осуществляется во время перерыва движения на остановке при помощи зарядной станции. Транспортное средство электрически соединяется на остановке с зарядной станцией, при этом аккумулятор заряжается по меньшей мере до такой степени, чтобы транспортное средство могло достичь следующей остановки по маршруту, где предусмотрена зарядная станция. Транспортное средство может также снабжаться электрической энергией таким способом в нерабочее время.Such positioning blocks and methods are known in the art and are routinely used for electrically powered vehicles which, for example, travel between stops. They can be electric buses, but also, in principle, other vehicles, such as trains or trams, which do not have a permanent connection to a contact wire or a similar connection. In such vehicles, the electric battery is charged during a break in traffic at a stop using a charging station. The vehicle is electrically connected at the stop to the charging station, whereby the battery is charged at least to such an extent that the vehicle can reach the next stop along the route where the charging station is provided. The vehicle may also be supplied with electrical energy in this way during non-working hours.

Для создания электрического соединения между транспортным средством и зарядной станцией используется позиционирующий блок, который может быть установлен на крыше транспортного средства, при этом контактное устройство транспортного средства соединяется с зарядным контактным устройством зарядной станции над транспортным средством. Затем контактные поверхности контактного устройства перемещаются в направлении поверхностей зарядных контактов над крышей транспортного средства, и создается электрическое соединение.To create an electrical connection between the vehicle and the charging station, a positioning unit is used, which can be installed on the roof of the vehicle, while the contact device of the vehicle is connected to the charging contact device of the charging station above the vehicle. Then, the contact surfaces of the contact device are moved towards the charging contact surfaces above the roof of the vehicle, and an electrical connection is made.

При соединении контактного устройства и зарядного контактного устройства важно, чтобы контактное устройство было сравнительно точно позиционировано относительно зарядного контактного устройства и с достаточным контактным усилием прижималось к поверхностям зарядных контактов, чтобы обеспечить получение надежного электрического соединения. Аналогичный позиционирующий блок известен, например, из WO2015/018887. Недостаток известных позиционирующих блоков заключается в том, что они могут обеспечивать контакт зарядного контактного устройства только на определенной высоте. Во время подъема контактного устройства с шарнирно-рычажным устройством контактное устройство устанавливается в вертикальное положение, которое, однако, достигается только в предусмотренной контактной позиции или на предусмотренной высоте. Поэтому зарядные контактные устройства на остановках должны всегда иметь, по существу, одинаковую высоту над проезжей частью, или соответствующий позиционирующий блок, расположенный на транспортном средстве, должен быть согласован с высотой транспортного средства или с высотой зарядных контактных устройств. Поэтому гибкое размещение зарядных контактных устройств по маршруту следования, например, под мостами и на мачтах, без ограничений является невозможным, поскольку в этих случаях высота зарядного контактного устройства над проезжей частью определяется соответствующей строительной конструкцией.When connecting the contact device and the charging contact device, it is important that the contact device is relatively accurately positioned relative to the charging contact device and is pressed against the surfaces of the charging contacts with sufficient contact force to ensure a reliable electrical connection. A similar positioning block is known, for example, from WO2015/018887. A disadvantage of the known positioning blocks is that they can only contact the charging contact at a certain height. During lifting of the contact device with the toggle device, the contact device is placed in a vertical position, which, however, is only reached in the intended contact position or at the intended height. Therefore, the charging contact devices at stops should always have a substantially the same height above the carriageway, or the corresponding positioning unit located on the vehicle should be matched to the height of the vehicle or the height of the charging contact devices. Therefore, a flexible placement of the charging contact devices along the route, for example under bridges and on masts, is not possible without restrictions, since in these cases the height of the charging contact device above the carriageway is determined by the respective building structure.

Недостатком также является то, что габаритная высота блока позиционирования может сделать невозможным проезд под некоторыми конструкциями, что ограничивает диапазон использования транспортного средства с блоком позиционирования. Кроме того, желательно, чтобы блок позиционирования выглядел как можно менее заметным для пользователей соответствующего транспортного средства.It is also a disadvantage that the overall height of the positioning unit may make it impossible to pass under some structures, which limits the range of use of the vehicle with the positioning unit. In addition, it is desirable that the positioning unit look as inconspicuous as possible to the users of the respective vehicle.

При этом известно также крепление облицовочных элементов на крыше транспортного средства, чтобы скрыть позиционирующие блоки или встроить их в транспортное средство и, таким образом, сделать дизайн транспортного средства привлекательным для пользователей.It is also known in this connection to fasten the cladding elements on the roof of a vehicle in order to hide the positioning blocks or to integrate them into the vehicle and thus make the design of the vehicle attractive to users.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention

Поэтому задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить позиционирующий блок и способ создания электропроводного соединения между транспортным средством с электрическим приводом и стационарной зарядной станцией, которые позволят осуществлять гибкое использование транспортного средства.Therefore, an object of the present invention is to provide a positioning unit and a method for providing an electrically conductive connection between an electrically powered vehicle and a stationary charging station, which will enable flexible use of the vehicle.

Эта задача решена при помощи позиционирующего блока с признаками, раскрытыми в пункте 1 формулы изобретения, системы быстрой зарядки с признаками, раскрытыми в пункте 14 формулы изобретения, и способа с признаками, раскрытыми в пункте 15 формулы изобретения.This problem is solved using a positioning unit with the features disclosed in paragraph 1 of the claims, a fast charging system with the features disclosed in paragraph 14 of the claims, and a method with the features disclosed in paragraph 15 of the claims.

Согласно изобретению позиционирующий блок для транспортных средств с электрическим приводом, в частности, электробусов или т.п., служит для создания электропроводного соединения между транспортным средством и стационарной зарядной станцией, при этом позиционирующий блок выполнен с возможностью установки на крыше транспортного средства, при этом контактное устройство позиционирующего блока установлено с возможностью перемещения относительно зарядного контактного устройства зарядной станции и электрического контактирования с ним в контактной позиции, при этом позиционирующий блок содержит шарнирно-рычажное устройство для позиционирования контактного устройства и приводной механизм для приведения в действие шарнирно-рычажного устройства, при этом шарнирно-рычажное устройство содержит первый поворотный механизм с первым поворотным рычагом, посредством которого контактное устройство может поворачиваться из положения хранения в убранной позиции позиционирующего блока, которое служит для хранения контактного устройства, в вертикальное положение контактов в убранной позиции и наоборот, при этом шарнирно-рычажное устройство содержит второй поворотный механизм со вторым поворотным рычагом, посредством которого контактное устройство может поворачиваться из убранной позиции в контактную позицию и наоборот, и при этом первый поворотный рычаг установлен с возможностью поворота на дальнем конце второго поворотного рычага.According to the invention, a positioning unit for electrically driven vehicles, in particular electric buses or the like, serves to create an electrically conductive connection between a vehicle and a stationary charging station, wherein the positioning unit is designed to be mounted on the roof of the vehicle, while the contact the positioning block device is installed with the possibility of movement relative to the charging contact device of the charging station and electrical contact with it in the contact position, while the positioning block contains a hinged-lever device for positioning the contact device and a drive mechanism for actuating the hinged-lever device, while pivotally - the lever device comprises a first pivoting mechanism with a first pivoting lever, by means of which the contact device can be rotated from the storage position in the retracted position of the positioning block, which serves to store the contact device, to the vertical position of the contacts in the retracted position and vice versa, while the hinge-lever device contains a second rotary mechanism with a second rotary lever, by means of which the contact device can be rotated from the retracted position to the contact position and vice versa, and at the same time the first rotary lever is mounted for rotation at the far end of the second rotary lever.

В соответствии с этим перемещение контактного устройства относительно расположенного над ним зарядного контактного устройства зарядной станции осуществляется шарнирно-рычажным устройством с приводным механизмом. Контактное устройство может содержать ряд контактов, которые контактируют с зарядными контактами зарядного контактного устройства. При этом важно обеспечить вертикальное положение контактного устройства в контактной позиции, чтобы это контактирование вообще было возможным. Контактное устройство установлено с возможностью поворота на дальнем конце второго поворотного рычага и, таким образом, может поворачиваться в вертикальное положение контактов и в положение хранения. При этом контактное устройство в контактной позиции также находится в вертикальном положении контактов. В частности, благодаря тому, что первый поворотный рычаг с контактным устройством установлен с возможностью поворота на дальнем конце второго поворотного рычага, контактное устройство независимо от положения второго поворотного рычага можно поворачивать или устанавливать в вертикальное положение контактов. Это позволяет осуществлять позиционирование контактного устройства в вертикальном положении контактов на различной высоте, например, при помощи второго поворотного рычага устанавливать в опущенное положение или в положение хранения или при помощи второго поворотного рычага устанавливать в максимально выдвинутое положение. В результате этого образуется относительно большой диапазон, в котором контактное устройство может быть установлено в контактной позиции. При этом также не требуется больше устанавливать различные зарядные контактные устройства вдоль маршрута, по существу, на согласованной высоте над проезжей частью и адаптировать их к типу транспортного средства. Согласно изобретению, благодаря сравнительно большому диапазону, в котором контактное устройство может быть позиционировано в контактной позиции над крышей транспортного средства, позиционирующий блок может быть гибко использован для самых различных типов транспортных средств с изменяемой монтажной высотой зарядных контактных устройств.In accordance with this, the movement of the contact device relative to the charging contact device located above it of the charging station is carried out by a articulated lever device with a drive mechanism. The contact device may include a number of contacts that contact the charging contacts of the charging contact device. It is important to ensure that the contact device is in a vertical position in the contact position, so that this contact is possible at all. The contact device is rotatably mounted at the distal end of the second pivot arm and is thus rotatable to the vertical contact position and to the storage position. In this case, the contact device in the contact position is also in the vertical position of the contacts. In particular, due to the fact that the first rotary lever with the contact device is rotatably mounted on the distal end of the second rotary lever, the contact device, regardless of the position of the second rotary lever, can be rotated or placed in the vertical position of the contacts. This allows the positioning of the contact device in the vertical position of the contacts at different heights, for example, using the second rotary lever to set to the lowered position or to the storage position, or using the second rotary lever to set to the maximum extended position. This results in a relatively large range in which the contact device can be placed in the contact position. It is also no longer necessary to install different charging contact devices along the route, essentially at an agreed height above the carriageway and adapt them to the type of vehicle. According to the invention, due to the relatively large range in which the contact device can be positioned in the contact position above the roof of the vehicle, the positioning unit can be flexibly used for a wide variety of vehicle types with variable mounting height of the charging contact devices.

Позиционирующий блок может содержать раму для крепления позиционирующего блока на крыше транспортного средства, при этом второй поворотный рычаг может быть установлен на раме с возможностью поворота. Рама может образовывать или содержать, например, неподвижную опору для второго поворотного рычага и приводного механизма. Рама может быть также особенно простым способом закреплена на крыше транспортного средства. Крепление может быть осуществлено, например, при помощи амортизирующих элементов, которые поглощают вибрации и/или движения транспортного средства.The positioning unit may include a frame for attaching the positioning unit to the roof of a vehicle, wherein the second pivot arm may be rotatably mounted on the frame. The frame may form or comprise, for example, a fixed support for the second pivot arm and the drive mechanism. The frame can also be fastened to the roof of the vehicle in a particularly simple manner. The fastening can be carried out, for example, by means of shock-absorbing elements which absorb vibrations and/or movements of the vehicle.

При помощи шарнирно-рычажного устройства контактное устройство может быть позиционировано относительно зарядного контактного устройства в вертикальном и горизонтальном направлении и установлено в контактной позиции. В частности, когда первый поворотный рычаг поворачивается относительно второго поворотного рычага, а второй поворотный рычаг поворачивается относительно крыши транспортного средства, контактное устройство перемещается по меньшей мере по радиусу или по круговой траектории соответствующего поворотного рычага, что вызывает горизонтальный сдвиг контактного устройства при одновременном вертикальном сдвиге. При этом предпочтительно также выполнить зарядное контактное устройство таким образом, чтобы оно могло обеспечивать контактирование в различных местах в горизонтальном направлении контактного устройства. Позиционирующий блок может быть установлен на крыше транспортного средства, например, таким образом, чтобы перемещение в горизонтальном направлении происходило вдоль направления движения транспортного средства.By means of a toggle device, the contact device can be positioned relative to the charging contact device in the vertical and horizontal direction and placed in the contact position. In particular, when the first pivot arm rotates relative to the second pivot arm and the second pivot arm rotates relative to the roof of the vehicle, the contact device moves at least along a radius or a circular path of the corresponding pivot arm, which causes the contact device to move horizontally while simultaneously moving vertically. In this case, it is also preferable to design the charging contact device in such a way that it can make contact at different places in the horizontal direction of the contact device. The positioning unit may be mounted on the roof of the vehicle, for example, so that the movement in the horizontal direction occurs along the direction of travel of the vehicle.

Приводной механизм может содержать первый регулировочный привод для создания регулировочного усилия, действующего на первый поворотный рычаг, и первое пружинное устройство, механически взаимодействующее с первым регулировочным приводом. При этом первый регулировочный привод может взаимодействовать с первым пружинным устройством таким образом, чтобы перемещение первого поворотного рычага с контактным устройством вызывалось только регулировочным усилием. При этом первый регулировочный привод может непосредственно взаимодействовать с первым пружинным устройством или может быть соединен с поворотным рычагом при помощи промежуточного соединения с дополнительным механическим конструктивным элементом, например, с рычагом.The drive mechanism may include a first adjusting drive for generating an adjusting force acting on the first pivot arm and a first spring device mechanically cooperating with the first adjusting drive. In this case, the first adjusting drive can interact with the first spring device in such a way that the movement of the first rotary lever with the contact device is caused only by the adjusting force. In this case, the first adjusting drive can interact directly with the first spring device or can be connected to the rotary lever by means of an intermediate connection with an additional mechanical structural element, for example, with a lever.

Первое пружинное устройство может содержать по меньшей мере одну торсионную пружину, которая может быть установлена на оси поворота, соединяющей первый поворотный рычаг и второй поворотный рычаг. Регулировочное усилие может действовать через торсионную пружину на первый поворотный рычаг таким образом, чтобы он под действием торсионной пружины перемещался в положение хранения или в качестве альтернативы - в контактное положение. При этом может быть предусмотрено, например, чтобы торсионная пружина при выходе из строя первого регулировочного привода перемещала контактное устройство в положение хранения, чтобы предотвращать контактирование в случае неисправности. В принципе, вместо торсионной пружины может быть также использован любой другой тип пружины, как, например, пружинный стержень. Однако торсионная пружина может быть особенно компактно закреплена вокруг оси поворота.The first spring device may comprise at least one torsion spring which may be mounted on a pivot point connecting the first pivot arm and the second pivot arm. The adjusting force can act via the torsion spring on the first pivot arm in such a way that it moves under the action of the torsion spring into the storage position or alternatively into the contact position. In this case, it can be provided, for example, that the torsion spring moves the contact device to a storage position in the event of a failure of the first adjusting drive in order to prevent contact in the event of a malfunction. In principle, instead of a torsion spring, any other type of spring, such as, for example, a spring rod, can also be used. However, the torsion spring can be mounted in a particularly compact manner around the pivot axis.

Первый регулировочный привод может содержать электродвигатель, тросовый привод и/или цепной привод, под действием которого первый поворотный рычаг может поворачиваться на оси поворота. Так, например, электродвигатель может быть установлен непосредственно на оси поворота или может быть даже встроен внутри нее. При этом тяговое усилие может быть приложено к первому поворотному рычагу через тросовый и/или цепной привод, который прикреплен к оси поворота. На оси поворота могут быть установлены, например, две тросовых тяги, которые, перемещаясь в противоположных направлениях, могут поворачивать поворотный рычаг. Приведение в действие тросового или цепного привода может происходить также при помощи электродвигателя, который может быть установлен удаленно от поворотных рычагов на раме позиционирующего блока. Кроме того, тросовый и цепной привод могут быть объединены для совместного применения. Цепной привод может быть образован цепью, которая проходит по зубчатому колесу, установленному на оси поворота, и концы которой соединены с тросовой тягой или тросом Боудена.The first adjusting drive may include an electric motor, a cable drive and/or a chain drive, under the action of which the first rotary lever can be rotated on the axis of rotation. So, for example, the electric motor can be mounted directly on the axis of rotation or can even be integrated inside it. While pulling force can be applied to the first rotary lever through a cable and/or chain drive, which is attached to the axis of rotation. On the axis of rotation, for example, two cable rods can be installed, which, moving in opposite directions, can turn the pivot arm. The cable or chain drive can also be actuated by an electric motor, which can be mounted remotely from the pivot arms on the frame of the positioning unit. In addition, cable and chain drive can be combined for joint use. The chain drive may be formed by a chain which runs over a gear wheel mounted on a pivot axis and whose ends are connected to a traction cable or Bowden cable.

Приводной механизм может содержать второй регулировочный привод для создания регулировочного усилия, действующего на второй поворотный рычаг, и второе пружинное устройство, механически взаимодействующее с регулировочным приводом. Второй регулировочный привод может быть непосредственно соединен со вторым пружинным устройством или с использованием промежуточного соединения с дополнительным механическим конструктивным элементом, например, с рычагом. Второй регулировочный привод может содержать электродвигатель или линейный привод, предпочтительно - винтовой привод. Второй регулировочный привод может содержать также датчик перемещения, который может представлять собой инкрементальный энкодер или абсолютный энкодер. Это позволяет в любой момент определять точное рабочее положение второго регулировочного привода. Регулировочные приводы могут также содержать концевые выключатели, приводимые в действие в зависимости от положения, и/или нажимные выключатели, приводимые в действие в зависимости от прилагаемого усилия. При этом нажимные выключатели могут дополнительно использоваться для ограничения контактного усилия или регулировочного усилия.The drive mechanism may include a second adjusting drive for generating an adjusting force acting on the second pivot arm and a second spring device mechanically cooperating with the adjusting drive. The second adjusting actuator may be directly connected to the second spring device or, using an intermediate connection, to an additional mechanical component, such as a lever. The second adjusting actuator may comprise an electric motor or a linear actuator, preferably a screw actuator. The second adjusting drive may also include a displacement encoder, which may be an incremental encoder or an absolute encoder. This makes it possible to determine the exact operating position of the second control actuator at any time. The adjusting actuators may also comprise position-actuated limit switches and/or force-actuated push switches. In this case, push switches can additionally be used to limit the contact force or the adjustment force.

Второе пружинное устройство может содержать по меньшей мере одну контактную пружину, при этом второй регулировочный привод и контактная пружина могут быть соединены друг с другом в виде механического последовательного соединения таким образом, чтобы второй регулировочный привод и контактная пружина могли создавать контактное усилие, прилагаемое к контактной поверхности. При помощи механического последовательного соединения второго регулировочного привода и контактной пружины может быть реализовано перемещение шарнирно-рычажного устройства и, соответственно, второго поворотного рычага под действием регулировочного усилия второго регулировочного привода и дополнительное увеличение регулировочного усилия при контактировании контактной поверхности с зарядным контактом зарядного контактного устройства. Дополнительно увеличенное регулировочное усилие может затем аккумулироваться контактной пружиной, соединенной со вторым регулировочным приводом, и в виде контактного усилия передаваться на контактную поверхность. При этом увеличение регулировочного усилия используется не для дальнейшего перемещения шарнирно-рычажного устройства, а для создания или увеличения контактного усилия на поверхности зарядных контактов. Это позволяет создавать на поверхностях зарядных контактов контактное усилие, которое является, по существу, всегда постоянно большим независимо от высоты поверхностей зарядных контактов или зарядного контактного устройства над проезжей частью или от относительного расстояния поверхностей зарядных контактов и контактного устройства в контактной позиции контактного устройства. Изменение высоты, например, вследствие загрузки транспортного средства, не вызывает существенного изменения контактного усилия, и, таким образом, обеспечивается особенно надежное контактирование.The second spring device may comprise at least one contact spring, wherein the second adjustment actuator and the contact spring may be connected to each other in a mechanical series connection such that the second adjustment actuator and the contact spring can generate a contact force applied to the contact surface. . By means of a mechanical serial connection of the second adjusting drive and the contact spring, the movement of the toggle device and, accordingly, the second rotary lever under the action of the adjusting force of the second adjusting drive and an additional increase in the adjusting force when the contact surface contacts the charging contact of the charging contact device can be realized. The additionally increased adjusting force can then be stored by a contact spring connected to the second adjusting drive and transmitted as a contact force to the contact surface. In this case, the increase in the adjusting force is used not to further move the articulated-lever device, but to create or increase the contact force on the surface of the charging contacts. This allows a contact force to be generated on the surfaces of the charging contacts that is essentially always high, regardless of the height of the surfaces of the charging contacts or the charging contact device above the roadway or the relative distance of the surfaces of the charging contacts and the contact device in the contact position of the contact device. A change in height, for example due to the loading of a vehicle, does not cause a significant change in the contact force, and thus a particularly reliable contact is ensured.

Второй поворотный рычаг может иметь изогнутую форму, при этом часть второго поворотного рычага, образующая дальний конец, в положении хранения может быть расположена горизонтально. Таким образом, второй поворотный рычаг в положении хранения может быть особенно компактно размещен на крыше транспортного средства.The second pivot arm may have a curved shape, wherein the distal end portion of the second pivot arm may be horizontal in the storage position. Thus, the second pivot arm in the storage position can be placed particularly compactly on the roof of the vehicle.

Первый поворотный рычаг с контактным устройством в положении хранения может быть повернут в направлении ближнего конца второго поворотного рычага и наложен на него. Если второй поворотный рычаг имеет изогнутую форму, первый поворотный рычаг с контактным устройством может прилегать к части второго поворотного рычага, которая расположена горизонтально. Таким образом, габаритная высота шарнирно-рычажного устройства в положении хранения может быть сравнительно малой. Однако, в принципе, возможно также поворачивать первый поворотный рычаг с контактным устройством в положении хранения в противоположном направлении от ближнего конца второго поворотного рычага, при этом длина шарнирно-рычажного устройства на крыше транспортного средства сравнительно увеличивается. При этом предпочтительно, как можно более компактно размещать шарнирно-рычажное устройство в положении хранения на крыше транспортного средства.The first swing arm with the contact device in the storage position can be rotated towards the proximal end of the second swing arm and applied thereto. If the second pivot arm has a curved shape, the first pivot arm with the contact device may bear against a portion of the second pivot arm that is horizontal. Thus, the overall height of the toggle device in the storage position can be relatively small. However, in principle it is also possible to rotate the first pivot arm with the contact device in the storage position in the opposite direction from the proximal end of the second pivot arm, whereby the length of the toggle arm on the roof of the vehicle is comparatively increased. In this case, it is preferable to place the toggle device as compactly as possible in the storage position on the roof of the vehicle.

Контактное устройство при помощи шарнирно-рычажного устройства может быть установлено в нижней контактной позиции или в верхней контактной позиции, при этом отношение габаритной высоты позиционирующего блока в положении хранения и высоты в верхней контактной позиции может составлять 1:4, предпочтительно - 1:6,5, в то время как отношение указанной габаритной высоты и высота в нижней контактной позиции может составлять 1:4, предпочтительно - 1:3. Соответственно, между верхней контактной позицией и нижней контактной позицией имеет место большой диапазон, в котором зарядное контактное устройство может контактировать с контактным устройством. В то же время габаритная высота относительно этого диапазона является сравнительно малой. Транспортное средство с позиционирующим блоком может проходить под сравнительно большим рядом сооружений, например, мостов, что позволяет осуществлять более гибкое применение транспортного средства.The contact device can be installed in the lower contact position or in the upper contact position by means of a hinged lever device, while the ratio of the overall height of the positioning block in the storage position and the height in the upper contact position can be 1:4, preferably 1:6.5 , while the ratio of said overall height to the height at the lower contact position may be 1:4, preferably 1:3. Accordingly, between the upper contact position and the lower contact position, there is a large range in which the charging contact device can contact the contact device. At the same time, the overall height relative to this range is relatively small. The vehicle with the positioning unit can pass under a relatively large number of structures, such as bridges, which allows for more flexible use of the vehicle.

Контактное устройство может содержать держатель контактных элементов с контактными элементами, при этом контактные элементы в контактной позиции могут электрически контактировать с зарядными контактными элементами зарядного контактного устройства для образования контактных пар. Держатель контактных элементов может быть выполнен таким образом, чтобы контактные элементы в вертикальном положении контактов контактного устройства были расположены на верхней стороне держателя контактных элементов. Зарядные контактные элементы могут быть выполнены, например, в виде электропроводных полос, которые расположены на крышеобразном держателе зарядных контактных элементов зарядного контактного устройства.The contact device may comprise a contact element holder with contact elements, wherein the contact elements in the contact position can electrically contact the charging contact elements of the charging contact device to form contact pairs. The contact element holder can be designed in such a way that the contact elements in the vertical position of the contacts of the contact device are located on the upper side of the contact element holder. The charging contact elements can, for example, be in the form of electrically conductive strips, which are arranged on the roof-shaped holder of the charging contact elements of the charging contact device.

Первый поворотный механизм может содержать поперечную направляющую, при помощи которой контактное устройство может перемещаться в поперечном направлении относительно зарядного контактного устройства, при этом указанная поперечная направляющая может быть расположена на дальнем конце первого поворотного рычага. Таким образом, контактное устройство на дальнем конце первого поворотного рычага может перемещаться перпендикулярно направлению движения транспортного средства. Благодаря этой возможности перемещения может быть, например, компенсировано неправильное расположение транспортного средства на остановке в направлении, перпендикулярном направлению движения. Кроме того, возможные перемещения транспортного средства вследствие одностороннего опускания для посадки и высадки пассажиров могут быть компенсированы таким образом, чтобы исключить сдвиг контактного устройства относительно зарядного контактного устройства в поперечном направлении. При этом поперечные усилия также не действуют на первый поворотный рычаг и на второй поворотный рычаг.Поперечная направляющая может быть выполнена в виде прямолинейной направляющей или также в виде дугообразной линейной направляющей. Контактное устройство может быть установлено на поперечной направляющей с возможностью свободного перемещения, при этом поперечная направляющая может быть выполнена в виде направляющей шины или с направляющими профилями для контактного устройства. Кроме того, может быть предусмотрено центрирование контактного устройства на поперечной направляющей, т.е., установка его посредине поперечной направляющей в положении покоя или в неконтактной позиции, например, при помощи пружин.The first rotary mechanism may include a transverse guide, with which the contact device can be moved in the transverse direction relative to the charging contact device, while the specified transverse guide can be located at the far end of the first pivot arm. In this way, the contact device at the distal end of the first pivot arm can move perpendicular to the direction of travel of the vehicle. Due to this possibility of movement, for example, incorrect positioning of the vehicle at a stop in a direction perpendicular to the direction of travel can be compensated for. In addition, possible movements of the vehicle due to one-sided lowering for boarding and disembarking passengers can be compensated in such a way that the contact device does not move laterally relative to the charging contact device. In this case, the transverse forces also do not act on the first pivot arm and the second pivot arm. The transverse guide can be designed as a straight guide or also as an arcuate linear guide. The contact device can be mounted on a transverse guide with the possibility of free movement, while the transverse guide can be made in the form of a guide rail or with guide profiles for the contact device. In addition, provision can be made for the contact device to be centered on the transverse rail, i.e. to be positioned in the middle of the transverse rail in a rest position or in a non-contact position, for example by means of springs.

Быстрозарядная система согласно изобретению содержит зарядное контактное устройство и позиционирующий блок согласно изобретению. Другие предпочтительные варианты осуществления быстрозарядной системы следуют из описания признаков, раскрытых в пунктах, зависимых от пункта 1 формулы изобретения.The fast charging system according to the invention comprises a charging contact and a positioning unit according to the invention. Other preferred embodiments of the fast charging system follow from the description of the features disclosed in the claims dependent on claim 1.

Согласно изобретению в способе создания электропроводного соединения между транспортным средством с электрическим приводом, в частности, электробусом или т.п., и стационарной зарядной станцией с позиционирующим блоком контактное устройство позиционирующего блока перемещают относительно зарядного контактного устройства зарядной станции и обеспечивают электрический контакт с ним в контактной позиции, при этом позиционирование контактного устройства осуществляют при помощи шарнирно-рычажного устройства позиционирующего блока, а приведение в действие шарнирно-рычажного устройства производят при помощи приводного механизма позиционирующего блока, при этом при помощи первого поворотного механизма шарнирно-рычажного устройства с первым поворотным рычагом контактное устройство поворачивают из положения хранения в убранной позиции позиционирующего блока, которое служит для хранения контактного устройства, в вертикальное положение контактов в убранной позиции, при этом при помощи второго поворотного механизма шарнирно-рычажного устройства со вторым поворотным рычагом контактное устройство из убранной позиции поворачивают в контактную позицию, при этом поворачивают первый поворотный рычаг, установленный на дальнем конце второго поворотного рычага. Достоинства способа согласно изобретению указаны при описании достоинств позиционирующего блока согласно изобретению.According to the invention, in a method for creating an electrically conductive connection between a vehicle with an electric drive, in particular an electric bus or the like, and a stationary charging station with a positioning unit, the contact device of the positioning unit is moved relative to the charging contact device of the charging station and electrical contact is made with it in the contact positions, while the positioning of the contact device is carried out using the hinge-lever device of the positioning block, and the actuation of the hinge-lever device is carried out using the drive mechanism of the positioning block, while using the first rotary mechanism of the hinge-lever device with the first rotary lever, the contact device turn from the storage position in the retracted position of the positioning block, which serves to store the contact device, to the vertical position of the contacts in the retracted position, while using the second rotation mechanism of the toggle device with the second rotary lever, the contact device is rotated from the retracted position to the contact position, at the same time, the first rotary lever mounted on the distal end of the second rotary lever is rotated. The advantages of the method according to the invention are indicated in the description of the advantages of the positioning block according to the invention.

Контактное устройство может быть вначале повернуто из положения хранения в вертикальное положение контактов, а затем из вертикального положения контактов - в контактное положение и наоборот. При этом в положении хранения позиционирующий блок может иметь минимальную габаритную высоту. Таким образом, при подъезде к остановке транспортного средства контактное устройство на первом этапе может быть повернуто из положения хранения в вертикальное положение контактов.The contact device can be first rotated from the storage position to the vertical position of the contacts, and then from the vertical position of the contacts to the contact position and vice versa. In this case, in the storage position, the positioning block can have a minimum overall height. Thus, when approaching a vehicle stop, the contact device can be rotated in a first step from the storage position to the vertical position of the contacts.

При этом во время поворота контактного устройства вторым поворотным рычагом первый поворотный механизм может всегда устанавливать контактное устройство в вертикальное положение контактов. После поворота контактного устройства в вертикальное положение контактов на втором этапе вследствие поворота первого поворотного рычага с контактным устройством вторым поворотным рычагом контактное устройство с вертикальным положением контактов поднимается и перемещается относительно зарядного контактного устройства. При этом предпочтительно, чтобы во время поворота второго поворотного рычага первый поворотный рычаг и, соответственно, контактное устройство всегда находились в вертикальном положении, т.е., чтобы первый поворотный рычаг поворачивался относительно второго поворотного рычага. Это одновременное движение первого поворотного рычага и второго поворотного рычага может осуществляться при помощи подходящего механического устройства или блока управления приводного механизма. В любом случае это обеспечивает возможность контактирования контактного устройства в правильном положении в диапазоне между верхней контактной позицией и нижней контактной позицией с зарядным контактным устройством.In this case, during the rotation of the contact device by the second rotation arm, the first rotation mechanism can always place the contact device in the vertical position of the contacts. After the contact device is rotated to the vertical contact position in the second step, due to the rotation of the first rotary lever with the contact device by the second rotary lever, the contact device with the vertical contact position is lifted and moved relative to the charging contact device. Preferably, during the rotation of the second pivot lever, the first pivot lever and thus the contact device are always in a vertical position, i.e. the first pivot lever rotates relative to the second pivot lever. This simultaneous movement of the first pivot arm and the second pivot arm can be effected by a suitable mechanical device or drive mechanism control unit. In any case, this ensures that the contact device can be contacted in the correct position in the range between the upper contact position and the lower contact position with the charging contact device.

Другие предпочтительные варианты осуществления способа следуют из описания признаков, раскрытых в пунктах, зависимых от пункта 1 формулы изобретения.Other preferred embodiments of the method follow from the description of the features disclosed in paragraphs dependent on paragraph 1 of the claims.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Ниже приведено более подробное описание предпочтительного варианта осуществления изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показаны:Below is a more detailed description of the preferred embodiment of the invention with reference to the accompanying drawings, which show:

ФИГ. 1 - вид в аксонометрии позиционирующего блока;FIG. 1 is a perspective view of the positioning block;

ФИГ. 2 - вид спереди позиционирующего блока;FIG. 2 is a front view of the positioning block;

ФИГ. 3 - вид сбоку позиционирующего блока в положении хранения в убранной позиции;FIG. 3 is a side view of the positioning block in a stored position in a retracted position;

ФИГ. 4 - вид сбоку позиционирующего блока в вертикальном положении контактов в убранной позиции;FIG. 4 is a side view of the positioning block with the contacts in the vertical position in the retracted position;

ФИГ. 5 - вид сбоку позиционирующего блока в вертикальном положении контактов в контактной позиции;FIG. 5 is a side view of the positioning block in the vertical position of the contacts in the contact position;

ФИГ. 6 - вид сбоку позиционирующего блока с изображением различных позиций.FIG. 6 is a side view of the positioning block showing various positions.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

На ФИГ. 1- 6 представлен позиционирующий блок 10, который установлен на крыше не показанного транспортного средства, в частности, электробуса. Позиционирующий блок 10 содержит контактное устройство 11 для создания электрического контакта с не представленным на чертежах зарядным контактным устройством зарядной станции. Зарядное контактное устройство подвешено над крышей транспортного средства и над контактным устройством 11 при помощи не показанного подробнее подвесного устройства в зоне остановки транспортного средства. Кроме того, позиционирующий блок 10 содержит шарнирно-рычажное устройство 12, которое состоит из первого поворотного механизма 13 с первым поворотным рычагом 14 и второго поворотного механизма 15 со вторым поворотным рычагом 16, а также приводной механизм 17 для приведения в действие шарнирно-рычажного устройства 12.FIG. 1-6 show a positioning unit 10 which is mounted on the roof of a vehicle, not shown, in particular an electric bus. The positioning unit 10 includes a contact device 11 for making electrical contact with a not shown charging contact device of the charging station. The charging contact device is suspended above the roof of the vehicle and above the contact device 11 by means of a suspension device not shown in more detail in the stopping area of the vehicle. In addition, the positioning unit 10 contains a hinged-lever device 12, which consists of a first rotary mechanism 13 with a first rotary lever 14 and a second rotary mechanism 15 with a second rotary lever 16, as well as a drive mechanism 17 for actuating the hinged-lever device 12 .

Позиционирующий блок 10 содержит также раму 18 для крепления позиционирующего блока 10 на крыше транспортного средства при помощи амортизирующих элементов 19. На раме 18 предусмотрена поворотная опора 20, к которой прикреплен с возможностью поворота второй поворотный рычаг 16. На дальнем конце 21 второго поворотного рычага 16 установлена ось 22 поворота с возможностью поворота вокруг первого поворотного рычага 14. На дальнем конце 23 первого поворотного рычага 14 расположено контактное устройство 11. Контактное устройство 11 установлено с возможностью перемещения перпендикулярно не показанному зарядному контактному устройству по поперечной направляющей 24 первого поворотного механизма 13. Поперечная направляющая 24 выполнена в виде шины 25, которая прикреплена к дальнему концу 23.The positioning block 10 also includes a frame 18 for fixing the positioning block 10 on the roof of the vehicle using shock-absorbing elements 19. The frame 18 is provided with a pivot support 20 to which the second pivot arm 16 is rotatably attached. At the far end 21 of the second pivot arm 16 is mounted axis 22 of rotation with the ability to rotate around the first swing arm 14. At the far end 23 of the first swing arm 14 is the contact device 11. The contact device 11 is mounted with the ability to move perpendicular to not shown charging contact device along the transverse guide 24 of the first pivot mechanism 13. The transverse guide 24 made in the form of a tire 25, which is attached to the distal end 23.

Контактное устройство 11 содержит регулятор 26 контактных элементов с подпружиненными контактными элементами 27. Контактные элементы 27 расположены на верхней стороне 28 держателя 26 контактных элементов. Контактные элементы 27 при помощи гибких кабелей 29 соединены с клеммной коробкой 30, установленной на раме 18.The contact device 11 comprises a contact element controller 26 with spring-loaded contact elements 27. The contact elements 27 are located on the upper side 28 of the contact element holder 26. The contact elements 27 are connected by means of flexible cables 29 to the terminal box 30 mounted on the frame 18.

Приводной механизм 17 содержит первый регулировочный привод 31 для создания регулировочного усилия, действующего на первый поворотный рычаг 14, при этом первый регулировочный привод 31 содержит торсионные пружины 32, которые расположены на оси 22 поворота. Кроме того, первый регулировочный привод 31 содержит не показанный подробнее тросовый и цепной привод, который состоит из одной цепи и двух тросовых тяг. При этом цепь захватывает не показанное зубчатое колесо, установленное на оси 22 поворота и при помощи тросовых тяг приводится в действие таким образом, чтобы обеспечивать поворот первого поворотного рычага 14.The drive mechanism 17 includes a first adjustment drive 31 for generating an adjustment force acting on the first pivot arm 14, the first adjustment drive 31 comprising torsion springs 32 which are located on the pivot axis 22. In addition, the first adjusting drive 31 includes a cable and chain drive, not shown in more detail, which consists of one chain and two cable rods. In this case, the chain captures a not shown gear wheel mounted on the axis of rotation 22 and is actuated by means of cable rods in such a way as to ensure the rotation of the first rotary lever 14.

Приводной механизм 17 содержит также второй регулировочный привод 33 для создания регулировочного усилия, действующего на второй поворотный рычаг 16. Второй регулировочный привод 33 содержит пружину 34 и линейный привод 35 при помощи которого регулировочное усилие вместе с усилием пружины 34 может воздействовать на второй поворотный рычаг 16. Пружина 34 и линейный привод 35 при помощи рычага 36 или 37 действуют на ось 38 поворота, которая установлена в поворотной опоре 20. Приведение в действие первого регулировочного привода 31 и второго регулировочного привода 33 в данном случае осуществляется при помощи блока 39 управления, установленного на раме 18.The drive mechanism 17 also includes a second adjustment drive 33 to create an adjustment force acting on the second rotary lever 16. The second adjustment drive 33 includes a spring 34 and a linear actuator 35 with which the adjustment force together with the force of the spring 34 can act on the second rotary lever 16. The spring 34 and the linear actuator 35, using the lever 36 or 37, act on the axis of rotation 38, which is installed in the rotary support 20. The actuation of the first adjusting drive 31 and the second adjusting drive 33 in this case is carried out using the control unit 39 mounted on the frame 18.

Как показано на ФИГ. 3, контактирование зарядного контактного устройства с контактным устройством 11 осуществляется, начиная с положения хранения в убранной позиции шарнирно-рычажного устройства 12. На первом этапе первый поворотный рычаг 14 приводится в вертикальное положение контактов в убранной позиции в соответствии с ФИГ. 4. На втором этапе поднимается второй поворотный рычаг 16, при этом первый поворотный рычаг 14 остается постоянно ориентированным вертикально, т.е., находится в вертикальном положении контактов. При этом контактное устройство 11 может перемещаться между верхней контактной позицией Ко и нижней контактной позицией Ки, т.е., в диапазоне контактирования, в котором в любом случае может быть обеспечен электрический контакт с зарядным контактным устройством. Позиционирующий блок 10 в положении хранения может иметь сравнительно малую габаритную высоту В. Второй поворотный рычаг 16 для уменьшения габаритной высоты В имеет изогнутую форму, поэтому часть 40 второго поворотного рычага 16 в положении хранения располагается горизонтально, и первый поворотный рычаг 14 с контактным устройством 11 может компактно прилегать к части 40.As shown in FIG. 3, the contact of the charging contact with the contact device 11 is carried out starting from the storage position in the retracted position of the toggle device 12. In the first step, the first rotary arm 14 is brought into the vertical position of the contacts in the retracted position in accordance with FIG. 4. In the second step, the second pivot arm 16 is lifted, while the first pivot arm 14 remains permanently oriented vertically, ie in the vertical position of the contacts. In this case, the contact device 11 can move between the upper contact position Ko and the lower contact position Ki, i.e., in a contact range in which electrical contact with the charging contact device can in any case be ensured. The positioning unit 10 in the storage position may have a relatively small overall height B. The second pivot arm 16 to reduce the overall height B is curved so that the portion 40 of the second pivot arm 16 is horizontal in the storage position, and the first pivot arm 14 with the contact device 11 can fit snugly against part 40.

Claims

1. Positioning block (10) for vehicles with electric drive, in particular for electric buses, to create an electrically conductive connection between the vehicle and a stationary charging station, while the positioning block is designed to be installed on the roof of the vehicle, while the contact device (11 ) of the positioning block is installed with the possibility of movement relative to the charging contact device of the charging station and electrical contact with it in the contact position, while the positioning block contains a hinge-lever device (12) for positioning the contact device and a drive mechanism (17) for actuating the hinge- lever device, characterized in that the articulated-lever device comprises a first pivoting mechanism (13) with a first pivoting lever (14), by means of which the contact device can be rotated from the storage position in the retracted position of the positioning block, which serves to store the contact device, in the vertical position of the contacts in the retracted position and vice versa, while the articulated lever device contains a second rotary mechanism (15) with a second rotary lever (16), by means of which the contact device can be rotated from the retracted position to the contact position and vice versa, while the first rotary the lever is rotatably mounted at the far end (21) of the second swivel lever, and the first swivel mechanism (13) is configured to keep the contact device in the vertical position of the contacts while the contact device (11) is rotated by the second swivel lever (16).

2. Block according to claim 1, characterized in that said positioning block comprises a frame (18) for fixing the positioning block on the roof of the vehicle, while the second rotary lever (16) is rotatably mounted on the frame (18).

3. Block according to claim 1 or 2, characterized in that the contact device (11) can be positioned relative to the charging contact device in the vertical and horizontal directions by means of a hinged-lever device (12) and can be installed in the contact position.

4. Block according to one of the preceding claims, characterized in that the drive mechanism (17) contains the first adjustment drive (31) to create an adjustment force acting on the first rotary lever (14), and the first spring device that mechanically interacts with the first adjustment drive .

5. Block according to claim. 4, characterized in that the first spring device contains at least one torsion spring (32), which is located on the axis (22) of rotation connecting the first rotary lever (14) and the second rotary lever (16).

6. Block according to claim 4, characterized in that the first adjusting drive (31) contains an electric motor, a cable drive and/or a chain drive, with which you can turn the first rotary lever (11) on the axis (22) of rotation.

7. Block according to one of the preceding claims, characterized in that the drive mechanism (17) contains a second adjustment drive (33) to create an adjustment force acting on the second rotary lever (16), and a second spring device that mechanically interacts with the second adjustment drive .

8. Block according to claim 7, characterized in that the second spring device contains at least one contact spring, while the second adjusting drive (33) and the contact spring are connected to each other in the form of a mechanical series connection in such a way that the second adjusting drive and the contact spring can generate a contact force acting on the contact surface.

9. Block according to one of the preceding claims, characterized in that the second pivot arm (16) has a curved shape, while the part (40) of the second pivot arm forming the distal end (21) is horizontal in the storage position.

10. Block according to one of the preceding claims, characterized in that the first pivot lever (14) with the contact device (11) in the storage position is rotated towards the proximal end of the second pivot lever (16) and superimposed on it.

11. Block according to one of the preceding claims, characterized in that the contact device (11) with the articulated lever device (12) is movable between the lower contact position and the upper contact position, while the overall height ratio (B) of the positioning block ( 10) in storage position and height (Ko) in the upper contact position is 1:4, preferably 1:6.5, while the ratio of overall height (B) to height (Ku) in the lower contact position is 1:4 , preferably 1:3.

12. Block according to one of the preceding claims, characterized in that the contact device (11) contains a holder (26) of contact elements with contact elements (27), while the contact elements are made with the possibility of electrical contact with the charging contact elements of the charging contact device in the contact positions with the creation of contact pairs.

13. Block according to one of the preceding claims, characterized in that the first rotary mechanism (13) contains a transverse guide (24), through which the contact device (11) can move in the transverse direction relative to the charging contact device, while the transverse guide is located on the far end (23) of the first swing arm (14).

14. Quick-charging system containing a charging contact device and a positioning unit (10) according to one of paragraphs. 1-13.

15. A method for creating an electrically conductive connection between a vehicle with an electric drive, in particular an electric bus, and a stationary charging station with a positioning block (10), while the contact device (11) of the positioning block is moved relative to the charging contact device of the charging station and provides electrical contact with it in the contact position, while the positioning of the contact device is carried out by means of the hinge-lever device (12) of the positioning block, and the actuation of the hinge-lever device is carried out by means of the drive mechanism (17) of the positioning block, characterized in that by means of the first rotary mechanism (13) of the hinged-lever device with the first rotary lever (14), the contact device is rotated from the storage position in the retracted position of the positioning block, which is used to store the contact device, to the vertical position of the contacts in the retracted position, while by means of the second rotary mechanism (15) of the hinged-lever devices with a second rotary lever (16), the contact device is rotated from the retracted position to the contact position, while the first rotary lever is mounted for rotation at the far end (21) of the second rotary lever, and during the rotation of the contact device (11) the second rotary lever ( 16) the first rotary mechanism (13) constantly maintains the contact device in the vertical position of the contacts.

16. The method according to claim 15, characterized in that the contact device (11) is first rotated from the storage position to the vertical position of the contacts, and then from the vertical position of the contacts is rotated to the contact position and vice versa.