CN103419674A - 一种电动汽车充电臂垂直升降自动控制设施 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车充电臂垂直升降自动控制设施，所述电动汽车充电臂垂直升降自动控制设施包括：有一个电机，一个齿轮箱，一个螺母齿轮、一个螺母支架、一个螺杆、一个升降连接板、一个螺杆套筒、一个自动充电臂支撑筒、一个限位槽、一个限位块、一个升降限位块、一个行程开关A、一个行程开关B。本发明是实现电动汽车自动充电前将自动充电臂端的充电插头升高至电动汽车端的充电插座同一水平线高度，主要解决自动充电臂什么时候开始升高、升高控制设施的模式和操作、升高到充电插座同一水平线高度操作停止以及完成充电后使自动充电臂回复到初始位置。

Description

一种电动汽车充电臂垂直升降自动控制设施

技术领域

本发明涉及电动汽车自动充电的设施。

背景技术

本发明为一种电动汽车充电臂垂直升降自动控制设施。一般传统电动汽车充电连接是人工操作，充电时是将充电电缆端的充电插头与插座插接在一起。本发明具有使电动汽车充电前将自动充电臂端充电插头升高至电动汽车端充电插座一样的高度，以实现无人守职充电站充电插头和插座之间的自动连接，充电完毕又能自动脱开连接。

发明内容

发明要解决的问题

本发明是实现电动汽车自动充电前将自动充电臂端的充电插头升高，使自动充电臂端充电插头水平中心线与电动汽车端充电插座水平中心线对齐，主要解决自动充电臂什么时候开始升高、升高控制设施的模式和操作、升高到充电插座同一水平中心线高度操作停止以及完成充电后使自动充电臂回复到初始位置。

解决问题的方案

本发明电动汽车充电臂自动升降控制设施技术方案是，有一个电机，一个齿轮箱，一个螺母齿轮、一个螺母支架、一个螺杆、一个升降连接板、一个螺杆套筒、一个自动充电臂支撑筒、一个限位槽、一个限位块、一个升降限位块、一个行程开关A、一个行程开关B，其特征是电机带动齿轮箱，齿轮箱有一个螺母齿轮，螺母齿轮与螺杆吻合，螺杆作用于升降连接板的螺杆套筒内，升降连接板使自动充电臂支撑筒上升或下降，自动充电臂支撑筒上升或下降带动电动汽车充电臂自动升降。

本发明的优点

    本发明具有使电动汽车充电前将自动充电臂端充电插头升高至电动汽车端充电插座同一水平中心线高度，以实现无人守职充电站充电插头和插座之间的自动连接，完成充电后使自动充电臂回复到初始位置。

    附图说明

    下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1：本发明提供的电动汽车与自动充电臂位置结构图；

1-电动汽车、2-自动充电臂安装基座、3-自动充电臂垂直升降组件外壳、4-第一支臂转动轴、5-第一支臂、6-第二支臂转动轴、7-第二支臂、8-第三支臂转动轴、9-第三支臂、10-自动充电插头伸缩部件、11-电动汽车侧壁自动充电插座口、12-激光垂直线接收组件；

图2：本发明提供的电动汽车充电臂自动升降控制设施结构图；

13-电机、14-电机固定架、15-齿轮箱、16-螺杆、17-螺母支架、18-升降连接板、19-螺杆套筒、20-自动充电臂支撑筒、21-固定螺钉、22-限位槽、23-限位块、24-升降限位块、25-行程开关A、26-行程开关B；

图3：本发明提供的电动汽车充电插座结构图；

27-激光垂直线发射组件、28-激光水平线发射组件、29-红外通信组件；

图4：本发明提供的自动充电臂第三支臂前端结构图；

30-第三支臂激光垂直线接收组件、31-激光水平线接收组件、32-红外通信组件；

图5：本发明提供的电动汽车充电臂自动升降控制设施电路；

中央处理器、I/O控制电路、通信电路、信号监测电路、输出驱动电路、充电控制电路、中心管理服务器。     

具体实施方式

    以下参照附图详细说明本发明的实施方式：

图1为本实施例的电动汽车与自动充电臂位置结构图，包括电动汽车1、自动充电臂安装基座2、自动充电臂垂直升降组件外壳3、第一支臂转动轴4、第一支臂5、第二支臂转动轴6、第二支臂7、第三支臂转动轴8、第三支臂9、自动充电插头伸缩部件10、电动汽车侧壁自动充电插座口11、激光垂直线接收组件12。

图2本实施例的电动汽车充电臂自动升降控制设施结构图，包括电机13、电机固定架14、齿轮箱15、螺杆16、螺母支架17、升降连接板18、螺杆套筒19、自动充电臂支撑筒20、固定螺钉21、限位槽22、限位块23、升降限位块24、行程开关A25、行程开关B26；

图3：本实施例的提供的电动汽车充电插座结构图；

激光垂直线发射组件27、激光水平线发射组件28、红外通信组件29；

图4：本实施例的提供的自动充电臂第三支臂前端结构图；

第三支臂激光垂直线接收组件30、激光水平线接收组件31、红外通信组件32；

图5为实施例的电动汽车充电臂自动升降控制设施电路，包括中央处理器、I/O控制电路、通信电路、信号监测电路、输出驱动电路、充电控制电路、中心管理服务器。

    本发明提供的电动汽车充电臂自动升降控制设施具体实施例步骤如下：

步骤1：电机通过电机固定架固定到螺母支架上，电机带动固定在电机转轴上的一个齿轮箱的齿轮旋转；

步骤2：齿轮箱固定在螺母支架上，齿轮箱有一个螺母齿轮，中心为螺母，螺母套在螺杆上，螺母与螺杆的螺旋槽吻合，该螺母齿轮旋转会使螺杆在螺母中转动；

步骤3：螺杆沿轴线上具有螺旋槽，两端没有螺旋槽，螺旋槽套入螺母齿轮和螺母支架的螺母中，并相吻合，螺杆下端固定一个升降限位块；

步骤4：螺母支架通过螺钉安装在自动充电臂垂直升降组件外壳内的底座上，螺母支架上端中心为螺母，螺母套在螺杆上，螺母与螺杆的螺旋槽吻合，由于螺母支架和齿轮箱是固定不能旋转的，螺杆在螺母中转动只能使螺杆做上下运动；

步骤5：升降连接板位于自动充电臂支撑筒内，并固定在自动充电臂支撑筒内壁上，升降连接板中心下端为一螺杆套筒；

    步骤6：螺杆套筒与升降连接板连为一体，螺杆上端套入螺杆套筒中，螺杆端顶与螺杆套筒底接触；

步骤7：自动充电臂支撑筒位于自动充电臂垂直升降组件外壳内，在升降连接板作用下可从自动充电臂垂直升降组件外壳上端开口伸出以及缩回，用于支撑自动充电臂的升降；

步骤8：限位槽位于自动充电臂支撑筒一侧，沿纵轴方向布置，上端没有连通；

步骤9：限位块固定在自动充电臂垂直升降组件外壳内壁上，一端套入限位槽中，作用是在螺杆旋转时与螺杆套筒的摩擦力不能使自动充电臂支撑筒转动；

步骤10：升降限位块固定在螺杆下端，位于行程开关A和行程开关B之间；

步骤11：行程开关A固定在螺母支架上，位于螺母支架底座端，正好在自动充电臂支撑筒上端完全进入自动充电臂垂直升降组件内，在升降限位块作用下可使开关闭合；

步骤12：行程开关B固定在螺母支架上，位于螺母支架底上端，在升降限位块作用下可使开关闭合，用于防止螺杆上升超出螺母支架上端；

步骤13：激光水平线发射组件位于充电插座端面充电正极圆柱中心水平线一侧，与电动汽车充电臂自动升降控制设施电路的输出驱动电路连接，用于电动汽车自动充电臂自动对准；

步骤14：激光水平线接收组件位于充电插头端面充电正极圆管中心水平线一侧，与电动汽车充电臂自动升降控制设施电路的信号监测电路连接，用于电动汽车自动充电臂自动对准；

步骤15：红外通信组件与电动汽车充电臂自动升降控制设施的通信电路连接，用于自动充电臂与充电插座的之间进行信息通信，传输充电电池类型、充电电池温度、充电故障、电池充满等信息；。

步骤16：电动汽车充电臂自动升降控制设施具体实施例电路控制过程是：位于自动充电站管理中心的中心管理服务器综合管理所有充电用户、充电费用、电动汽车状态、充电确认等信息，当确认电动汽车就位和合法充电用户后，向中央处理器发送开始充电臂插头与电动汽车插座对准信号，中央处理器向驱动输出电路发出激光水平线输出激励信号，激光水平线发射组件发光；然后，中央处理器向驱动输出电路发出电机正向转动信号，电机通过齿轮箱使螺母齿轮转动，由于螺母支架和齿轮箱是固定不能旋转的，螺杆在螺母中转动，这只能使螺杆做向上运动，螺杆使上端的升降连接板上升，升降连接板带动自动充电臂支撑筒向上移动，由于自动充电臂支撑筒与第一支臂转动轴连接，自动充电臂在第一支臂转动轴上，这使自动充电臂上升移动，当自动充电臂第三支臂前端激光水平线接收组件接收到激光信号，激光水平线接收组件与信号监测电路连接，信号监测电路将信号传送给中央处理器，中央处理器处理后向驱动输出电路发送电机停止运转信号，电机停止运行；

步骤17：当电池充满电时，电动汽车端控制电路的信号监测电路监测到后，中央处理器通过通信电路向红外通信组件发出充电完毕信号，第三支臂前端的红外通信组件接收此信号，发送给中央处理器，中央处理器处理后向驱动输出电路发送电机反向运转信号，电机反向运行，电机通过齿轮箱的螺母齿轮和螺母支架，使螺杆做向下运动，升降连接板带动自动充电臂支撑筒向下移动，也使自动充电臂向下移动，当螺杆上的升降限位块触及行程开关A，行程开关A闭合，信号监测电路监测到行程开关A闭合信号后，将信号发送给中央处理器，中央处理器处理后向驱动输出电路发送电机停止运转信号，电机停止运行。

步骤18：某种原因行当螺杆上升超出充电插座端的设定激光水平线范围时，升降限位块触及行程开关B，行程开关B闭合，信号监测电路监测到行程开关B闭合信号后，将信号发送给中央处理器，中央处理器处理后向驱动输出电路发送电机停止运转信号，电机停止运行。

    以上内容是结合具体的实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所述技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (23)

1.本发明提出一种电动汽车充电臂垂直升降自动控制设施，所述电动汽车充电臂垂直升降自动控制设施有一个电机（13），一个齿轮箱（15），一个螺杆（16），一个螺母支架（17），一个升降连接板（18），一个螺杆套筒（19），一个自动充电臂支撑筒（20），一个限位槽（22），一个限位块（23），一个升降限位块（24），一个行程开关A（25），一个行程开关B（26），一个激光水平线发射组件（28），一个激光水平线接收组件（12），一个红外通信组件（29），一个电动汽车充电臂自动升降控制设施电路，包括一个中央处理器，一个I/O控制电路，一个通信电路，一个信号监测电路，一个输出驱动电路。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征是过电机固定架固定到螺母支架上，电机带动固定在电机转轴上的一个齿轮箱的齿轮旋转。

3.根据权利要求1所述的齿轮箱，其特征是固定在螺母支架上，一个齿轮为螺母齿轮。

4.根据权利要求3所述的母齿轮，其特征是齿轮箱的一个齿轮，中心为螺母，螺母套在螺杆上，螺母与螺杆的螺旋槽吻合，该螺母齿轮旋转会使螺杆在螺母中转动。

5.根据权利要求1所述的螺杆，其特征是沿轴线上具有螺旋槽，两端没有螺旋槽，螺旋槽套入螺母齿轮和螺母支架的螺母中，并相吻合，螺杆下端固定一个升降限位块。

6.根据权利要求1所述的螺母支架，其特征是是通过螺钉安装在自动充电臂垂直升降组件外壳内的底座上，螺母支架上端中心为螺母，螺母套在螺杆上，螺母与螺杆的螺旋槽吻合。

7.根据权利要求1所述的升降连接板，其特征是位于自动充电臂支撑筒内，并固定在自动充电臂支撑筒内壁上，升降连接板中心下端为一螺杆套筒。

8.根据权利要求1所述的螺杆套筒，其特征是与升降连接板连为一体，螺杆上端套入螺杆套筒中，螺杆端顶与螺杆套筒底接触。

9.根据权利要求1所述的自动充电臂支撑筒，其特征是位于自动充电臂垂直升降组件外壳内，在升降连接板作用下可从自动充电臂垂直升降组件外壳上端开口伸出以及缩回，用于支撑自动充电臂的升降。

10.根据权利要求1所述的限位槽，其特征是位于自动充电臂支撑筒一侧，沿纵轴方向布置，上端没有连通。

11.根据权利要求1所述的限位块，其特征是固定在自动充电臂垂直升降组件外壳内壁上，一端套入限位槽中，作用是在螺杆旋转时与螺杆套筒的摩擦力不能使自动充电臂支撑筒转动。

12.根据权利要求1所述的升降限位块，其特征是固定在螺杆下端，位于行程开关A和行程开关B之间。

13.根据权利要求1所述的行程开关A，其特征是固定在螺母支架上，位于螺母支架底座端，正好在自动充电臂支撑筒上端完全进入自动充电臂垂直升降组件内，在升降限位块作用下可使开关闭合。

14.根据权利要求1所述的行程开关B，其特征是固定在螺母支架上，位于螺母支架底上端，在升降限位块作用下可使开关闭合，用于防止螺杆上升超出螺母支架上端。

15.根据权利要求1所述的激光水平线发射组件，其特征是位于充电插座端面充电正极圆柱水平中心线一侧，与电动汽车充电臂自动升降控制设施电路的输出驱动电路连接，用于电动汽车自动充电臂自动对准。

16.根据权利要求1所述的激光水平线接收组件，其特征是位于充电插头端面充电正极圆管水平中心线一侧，与电动汽车充电臂自动升降控制设施电路的信号监测电路连接，用于电动汽车自动充电臂自动对准。

17.根据权利要求1所述的红外通信组件，其特征是与电动汽车充电臂自动升降控制设施的通信电路连接，用于自动充电臂与充电插座的之间进行信息通信，传输充电电池类型、充电电池温度、充电故障、电池充满等信息。

18.根据权利要求1所述的中央处理器，其特征是处理所接收的激光水平线接收组件信号、红外通信组件信号、行程开关A和行程开关B的信号，发送电机正反向旋转驱动信号、激光水平线发射组件驱动信号。

19.根据权利要求1所述的I/O控制电路，其特征是处理所有通信和监测的双向信号，传递中央处理器发出的所有控制信号。

20.根据权利要求1所述的通信电路，其特征是与红外通信组件进行通信。

21.根据权利要求1所述的信号监测电路，其特征是监测行程开关和激光水接收组件的信号。

22.根据权利要求1所述的输出驱动电路，其特征是驱动电机正传和反转以及停止转动、激光发射组件发光与停止发光。

23.根据权利要求1所述的中心管理服务器，其特征是位于自动充电站管理中心，综合管理所有充电用户、充电费用、充电确认等信息。

Images