CN103425073A

CN103425073A - 一种充电插头自动伸缩控制系统

Info

Publication number: CN103425073A
Application number: CN2013103916636A
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Chongqing University of Arts and Sciences
Current assignee: Chongqing University of Arts and Sciences
Priority date: 2013-09-02
Filing date: 2013-09-02
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2033-09-02
Also published as: CN103425073B

Abstract

本发明公开了一种自动充电插头伸缩控制系统，所述自动充电插头伸缩控制系统包括：一个电机，一个齿轮箱，一个齿条，一个齿条安装凹槽，一个组件安装基座管，一个固定座，一个支撑件，一个自动充电臂，一个第三支臂，一个误差校正弹簧，一个误差校正弹簧固定件，一个充电插头，一个插头移动连接杆，一个凹形槽，一组红外通信组件，一个误差校正曲面，一个充电插座，一个接地电极，一组压力传感器，一个中央处理器，一个信号监测电路，一个充电控制电路，一个通信电路，一个电机控制电路，一个红外发射构件，一个红外发射光透射孔，一个自动充电插头伸缩定位凸形块，一个红外接收构件，一个激光水平线发生器，实现电动汽车自动充电时充电插头和插座之间自动连接、脱开和缩回。

Description

一种充电插头自动伸缩控制系统

技术领域

本发明涉及电动汽车自动充电的设施。

背景技术

本发明为一种充电插头自动伸缩控制系统，为一个机电控制组合构件。一般电动汽车充电是充电桩的形式，如专利号201120382465的交流充电桩和专利号201020538099的智能充电桩，充电过程是人工插接，充电插头固定在充电电缆前端组件中，这不能实现电动汽车自动充电时充电插头和插座之间的自动插接和脱开。本发明具有使电动汽车自动充电时充电插头和插座之间自动连接和脱开，这为实现无人守职电动汽车自动充电站提供一个必备条件。

发明内容

发明要解决的问题

本发明解决电动汽车自动充电时充电插头和插座之间的自动伸展插接和回缩脱开控制问题。

解决问题的方案

自动充电插头伸缩控制系统技术方案是具有一个电机，一个齿轮箱，一个齿条，一个齿条安装凹槽，一个组件安装基座管，四个固定座，四个支撑件，一个自动充电臂，一个第三支臂，一个误差校正弹簧，一个误差校正弹簧固定件，一个充电插头，一个插头移动连接杆，一个凹形槽，一个红外通信组件，一个误差校正曲面，一个充电插座，一个接地电极，一个压力传感器，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，一个充电控制电路，一个中心管理服务器，一个红外发射构件，一个红外发射光透射孔，一个自动充电插头伸缩定位凸形块，一个红外接收构件，一个激光水平线发射组件，其特征在于实现电动汽车自动充电时充电插头和插座之间自动连接和脱开。

本发明的优点

自动充电插头伸缩控制系统实现充电站无人守职，在充电时，自动完成充电插头与插座之间的插接，充电完毕后又能自动将充电插头与插座脱开并缩回。

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：本发明提供的自动充电臂与电动汽车充电插座口相对位置结构图；

1-电动汽车、2-自动充电臂安装基座、3-自动充电臂垂直升高组件外壳、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自动充插头前端结构图；

图3：本发明提供的图2中的A-A剖视图；

13-自动充电插头伸缩定位凸形块、14-充电正极、15-充电负极、16-接地电极、17-绝缘体、18-电极固定件、19-插头移动连接杆、20-压力传感器、21-凹形槽；

图4：本发明提供的自动充电臂第三支臂前端结构图；

图5：本发明提供的图4中的B-B剖视图；

图6：本发明提供的图5中的C-C剖视图；

22-激光垂直线接收组件、23-激光水平线接收组件、24-红外通信组件、25-充电臂第三支臂外壳、26-第三支臂前端面充电插头伸缩孔、27-误差校正弹簧、28-误差校正弹簧固定件、29-误差校正弹簧固定凹槽、30-齿轮箱、31-齿条、32-固定座、33-支撑件、34-红外发射构件、35-红外接收构件、36-红外发射光透射孔、37-电机、38-电机固定件、39-固定螺钉、40-组件安装基座管、41-齿条安装凹槽；

图7：本发明提供的自动充电插座结构图；

图8：本发明提供的自动充电插座图7中的D-D剖视图；

42-充电正极、43-充电负极、44-接地电极、45-绝缘体、46-红外通信组件、47-压力传感器、48-激光水平线发射组件、49-激光垂直线发射组件、50-误差校正曲面、51-电极固定件；

图9：本发明提供的自动充电插头伸缩控制电路方框图；

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为本本实施例提供的自动充电臂与电动汽车充电插座口相对位置结构图，包括电动汽车1、自动充电臂安装基座2、自动充电臂垂直升高组件外壳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和图3为本实施例提供的电动汽车自动充插头前端结构图，包括自动充电插头伸缩定位凸形块13、充电正极14、充电负极15、接地电极16、绝缘体17、电极固定件18、插头移动连接杆19、压力传感器20、凹形槽21；

图4、图5和图6为本实施例提供的自动充电臂第三支臂前端结构图，包括激光垂直线接收组件22、激光水平线接收组件23、红外通信组件24、充电臂第三支臂外壳25、第三支臂前端面充电插头伸缩孔26、误差校正弹簧27、误差校正弹簧固定件28、误差校正弹簧固定凹槽29、齿轮箱30、齿条31、固定座32、支撑件33、红外发射构件34、红外接收构件35、红外发射光透射孔36、电机37、电机固定件38、固定螺钉39、组件安装基座管40、齿条安装凹槽41；

图7和图8为本实施例提供的自动充电插座结构图，包括充电正极42、充电负极43、接地电极44、绝缘体45、红外通信组件46、压力传感器47、激光水平线发射组件48、激光垂直线发射组件49、误差校正曲面50、电极固定件51；

图9为本实施例提供的充电臂端控制电路方框图，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、电机控制电路、红外发射电路、中心管理服务器。

本发明提供的充电插头自动伸缩控制实施例步骤为：

步骤1：电机通过电机固定件固定到第三支臂外壳上，是自动充电插头伸缩部件伸缩控制的动力；

步骤2：齿轮箱一个齿轮为电机转轴上的主动齿轮，齿轮箱一个齿轮与安装到齿条安装凹槽中的齿条吻合，在自动充电臂对准充电插座后，中央处理器发出充电插头伸展控制信号，输出驱动电路将输出电机顺时针旋转控制，电机顺时针旋转，与电机转轴连接的齿轮箱转动，齿条与齿轮箱配合往箭头F方向移动，中央处理器可运行计算机程序，以处理和发送各类控制信号；

步骤3：齿条通过固定螺钉固定到齿条安装凹槽内；

步骤4：齿条安装凹槽是固定在组件安装基座管外侧上，齿条移动会带动组件安装基座管往箭头F方向移动；

步骤5：组件安装基座管通过4个固定到第三支臂外壳上的固定座和支撑件稳定，固定座底座，有螺孔，端面上有一个圆孔，支撑件一端为凹槽，一端为圆杆，圆杆套入固定座圆孔内，在齿条一侧，安装在组件安装基座管上的齿条安装凹槽上沿套入到支撑件凹槽内，使齿条安装凹槽只能在支撑件凹槽内滑动，在另一侧，自动充电插头伸缩定位凸形块套入到支撑件凹槽内，这样，4个固定座和支撑件支撑组件安装基座管，使其位于第三支臂内中央位置；

步骤6：误差校正弹簧将固定于组件安装基座管内的误差校正弹簧固定件的误差校正弹簧固定凹槽中，与插头移动连接杆凹形槽连接在一起，支撑自动充电插头，组件安装基座管带动充电插头往箭头F方向移动，即使充电插头从第三支臂内伸出；

步骤7：误差校正曲面位于充电插座接地电极与外壳端面的过渡区，设计成圆曲面，充电插头接地电极长度比其它电极长一些，充电插头和插座插接时最先接触，依靠圆曲面和连接充电插头的误差校正弹簧可使插头滑入接地电极插接槽中，这可克服自动充电插头和插座中心对位的轻微误差；

步骤8：压力传感器位于充电插头内，与充电臂端控制电路信号监测电路连接，用于检测电动汽车自动充电插座与插头之间插接是否插接良好，如果接触良好，中央处理器将向充电控制电路发送开始充电信号；

步骤9：自动充电插头伸缩定位凸形块位于自动充电插头伸缩部件中心水平线两侧，用于自动充电插头伸缩部件伸缩时防止位置偏移；

步骤10：红外通信组件位于自动充电第三支臂前端面，与充电臂端控制电路的通信电路连接，用于与充电插座的红外通信组件之间进行信息通信，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11：充电臂端控制电路位于自动充电臂垂直升高组件外壳内，收到充电插座端控制电路通过红外通信组件发送来的电池充满信息，中央处理器将给充电控制电路发送停止充电信号，然后给电机控制电路发送电机逆时针转动控制信号，电机反转，通过齿条带动组件安装基座管和充电插头往箭头F反方向运动，充电控制电路根据中央处理器的信号，实时开始和结束充电、实时变化充电电压和电流大小；

步骤12：红外发射构件安装在组件安装基座管内，与充电臂端控制电路红外发射电路相连接，通过组件安装基座管上的红外发射光透射孔发射红外光，在此，自动充电插头伸缩定位凸形块也开有透光孔，以便红外发射光被红外接收构件接收；

步骤13：红外接收构件安装在自动充第三支臂内壁，正好位于充电插头完全缩回到第三支臂内壁的位置，红外光接收面正对红外发射构件红外光发射方向，它与充电臂端控制电路信号监测电路相连接，根据中央处理器的信号实时结束电机运转；

步骤14：充电臂端控制电路的信号监测电路检测到红外接收构件的信号，中央处理器给电机控制电路发送停止转动信号，信号监测电路用于实时监测各类传感器信号；

步骤15：激光水平线发射组件和激光垂直线发射组件与充电臂端控制电路的驱动输出电路的激光发射连接，用于电动汽车自动充电臂自动对准；

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

1.本发明提出一种充电插头自动伸缩控制系统，所述充电插头自动伸缩控制系统具有一个激光垂直线接收组件（22），一个激光水平线接收组件（23），一个红外通信组件（24），一个充电臂第三支臂外壳（25），一个第三支臂前端面充电插头伸缩孔（26），一个误差校正弹簧（27），一个误差校正弹簧固定件（28），一个误差校正弹簧固定凹槽（29），一个齿轮箱（30），一个齿条（31），一个固定座（32），一个支撑件（33），一个红外发射构件（34），一个红外接收构件（35），一个红外发射光透射孔（36），一个电机（37），一个组件安装基座管（40），一个齿条安装凹槽（41），一个自动充电插头伸缩部件（10），一个自动充电插头伸缩定位凸形块（13），一个充电正极（14），一个充电负极（15），一个接地电极（16），一个电极固定件（18），一个插头移动连接杆（19），一个压力传感器（20），一个凹形槽（21），一个充电臂端控制电路，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，一个充电控制电路，一个中心管理服务器。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征是通过电机固定件固定到第三支臂外壳上，是自动充电插头伸缩部件伸缩控制的动力。

3.根据权利要求1所述的齿轮箱，其特征是一个齿轮为电机转轴上的主动齿轮，齿轮箱一个齿轮与安装到齿条安装凹槽中的齿条吻合，在自动充电臂对准充电插座后，中央处理器发出充电插头伸展控制信号，输出驱动电路将输出电机顺时针旋转控制，电机顺时针旋转，与电机转轴连接的齿轮箱转动，齿条与齿轮箱配合往箭头F方向移动，中央处理器可运行计算机程序，以处理和发送各类控制信号。

4.根据权利要求1所述的齿条，其特征是通过固定螺钉固定到齿条安装凹槽内。

5.根据权利要求1所述的齿条安装凹槽，其特征是固定在组件安装基座管外侧上，齿条移动会带动组件安装基座管往箭头F方向移动。

6.根据权利要求1所述的组件安装基座管，其特征是通过4个固定到第三支臂外壳上的固定座和支撑件稳定，固定座底座，有螺孔，端面上有一个圆孔，支撑件一端为凹槽，一端为圆杆，圆杆套入固定座圆孔内，在齿条一侧，安装在组件安装基座管上的齿条安装凹槽上沿套入到支撑件凹槽内，使齿条安装凹槽只能在支撑件凹槽内滑动，在另一侧，自动充电插头伸缩定位凸形块套入到支撑件凹槽内，这样，4个固定座和支撑件支撑组件安装基座管，使其位于第三支臂内中央位置。

7.根据权利要求1所述的误差校正弹簧，其特征是将固定于组件安装基座管内的误差校正弹簧固定件的误差校正弹簧固定凹槽中，与插头移动连接杆凹形槽连接在一起，支撑自动充电插头，组件安装基座管带动充电插头往箭头F方向移动，即使充电插头从第三支臂内伸出。

8.根据权利要求1所述的误差校正曲面，其特征是位于充电插座接地电极与外壳端面的过渡区，设计成圆曲面，充电插头接地电极长度比其它电极长一些，充电插头和插座插接时最先接触，依靠圆曲面和连接充电插头的误差校正弹簧可使插头滑入接地电极插接槽中，这可克服自动充电插头和插座中心对位的轻微误差。

9.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征是位于充电插头内，与充电臂端控制电路信号监测电路连接，用于检测电动汽车自动充电插座与插头之间插接是否插接良好，如果接触良好，中央处理器将向充电控制电路发送开始充电信号。

10.根据权利要求1所述的自动充电插头伸缩定位凸形块，其特征是位于自动充电插头伸缩部件中心水平线两侧，用于自动充电插头伸缩部件伸缩时防止位置偏移。

11.根据权利要求1所述的红外通信组件，其特征是位于自动充电第三支臂前端面，与充电臂端控制电路的通信电路连接，用于与充电插座的红外通信组件之间进行信息通信，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。

12.根据权利要求1所述的充电臂端控制电路，其特征是位于自动充电臂垂直升高组件外壳内，收到充电插座端控制电路通过红外通信组件发送来的电池充满信息，中央处理器将给充电控制电路发送停止充电信号，然后给电机控制电路发送电机逆时针转动控制信号，电机反转，通过齿条带动组件安装基座管和充电插头往箭头F反方向运动，充电控制电路根据中央处理器的信号，实时开始和结束充电、实时变化充电电压和电流大小。

13.根据权利要求1所述的红外发射构件，其特征是安装在组件安装基座管内，与充电臂端控制电路红外发射电路相连接，通过组件安装基座管上的红外发射光透射孔发射红外光，在此，自动充电插头伸缩定位凸形块也开有透光孔，以便红外发射光被红外接收构件接收。

14.根据权利要求1所述的红外接收构件，其特征是安装在自动充第三支臂内壁，正好位于充电插头完全缩回到第三支臂内壁的位置，红外光接收面正对红外发射构件红外光发射方向，它与充电臂端控制电路信号监测电路相连接，根据中央处理器的信号实时结束电机运转。

15.根据权利要求1所述的信号监测电路，其特征是检测到红外接收构件的信号，中央处理器给电机控制电路发送停止转动信号，信号监测电路用于实时监测各类传感器信号。

16.根据权利要求1所述的激光水平线发射组件和激光垂直线发射组件，其特征是与充电臂端控制电路的驱动输出电路的激光发射连接，用于电动汽车自动充电臂自动对准。