CN104709106A - 电动车自动充电执行机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种简单的电动车自动充电执行机构，包括：第一部分，与充电桩连接，用于传送充电头至车身处；第二部分，与车身连接，用于传送或辅助引导充电头至车身取电端，实现自动充电，完全脱离人员参与，减少人工成本且避免安全隐患。

Description

电动车自动充电执行机构

技术领域

本发明涉及电动车充电执行机构，具体涉及一种电动车自动充电执行机构。

技术背景

新能源汽车能大大降低车辆运行中的油耗并能降低尾气的排放，由于电池要满足车辆的行驶里程需求就必须保证一定的容量，而充电站的建设成本及维护成本很高，目前无法达到大面积覆盖，一些城市甚至没有充电站，这就导致电动车的充电出现问题，也就阻碍了电动车的发展推广，特别是对于需要充电的城市电动公交车(包括纯电动公交车、插电式混合动力公交车等)，由于公交车的运营间歇时间较短，不利于长时间充电，因而目前适合电动公交车的充电方式为快速充电和夜间充电，但是一般公交车的线路比较分散，难以集中充电，传统的充电桩一般较矮，而且车辆的取电端设置在车辆的侧面，主要是方便人工操作，但是这样的人为操作存在一定的危险性且长时间操作会增加人的工作量，特别是电动公交车的充电(以下所述电动公交车包括纯电动公交车、插电式混合动力公交车等装备储能电源且能够外接充电的公交车)，由于公交车白天需要长时间的工作，而且充电站的数量也很有限，因此，电动公交车只能选择夜间充电，但是往往公交车站距离充电站较远，公交车开往充电站以及从充电站开回公交站都会消耗大量的能量，而且公交车的工作路线长、工作时间长，这也要求公交车每天的充电次数需求较大，而现有的充电站无法满足该需求，而且人工接插高压电枪存在一定的危险性，出于上述问题，因此现有的充电方式不能作为一种通用的充电方式，目前亟待提出一种自动充电的充电装置。

现有的一些充电方式采用无线充电，使用线圈感应来实现无线充电，但是该充电方式要求司机将车辆较为准确的停靠在充电设备发射端，而后由磁吸合充电，当车辆与充电设备发射端的距离稍大就无法实现充电，这样对司机停车的要求较高，而且充电装置全部或者部分处在地面，而车辆(特别是公交车)停靠时会有人员的上下，存在安全隐患。

出于解决上述问题，本发明提出了简单的电动车自动充电执行机构，包括：第一部分，与充电桩连接，用于传送充电头至车身处；第二部分，与车身连接，用于传送或辅助引导充电头至车身取电端，实现自动充电，完全脱离人员参与，减少人工成本且避免安全隐患。

发明内容

现有的一些自动充电方式采用线圈感应来实现无线充电，但是该充电方式要求司机将车辆较为准确的停靠在充电设备发射端，当车辆与充电设备发射端的距离稍大就无法实现充电，这对司机停车的要求较高，而且充电装置全部或者部分处在地面，而车辆(特别是公交车)停靠时会有人员的上下，存在安全隐患。

出于解决上述问题，本发明提出了简单的电动车自动充电执行机构，包括：第一部分，与充电桩连接，用于传送充电头至车身处；第二部分，与车身连接，用于传送或辅助引导充电头至车身取电端，实现自动充电，完全脱离司机的参与，避免安全隐患。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

电动车自动充电执行机构，包括：

第一部分，与充电桩连接，用于传送充电头至车身处；

第二部分，与车身连接，用于传送或辅助引导充电头至车身取电端。

所述第一部分包括机械臂结构、电动葫芦结构，所述机械臂结构有至少两个自由活动的关节，所述电动葫芦结构与所述机械臂结构连接。

所述第一部分包括悬臂结构、电动葫芦结构，所述电动葫芦机构连接所述悬臂结构并沿所述悬臂结构滑动。

所述电动葫芦结构为钢丝绳电动葫芦。

所述第一部分还包括一个小车，所述小车悬挂于所述电动葫芦结构下端，所述充电头与所述小车侧面连接。

所述小车内设置驱动电机，用于驱动小车到达车身后运动。

所述第二部分设置为辅助所述小车运动的不能相对车身移动的导向机构。

所述第二部分为相对车身移动并推动所述小车运动至车身取电端的导向机构。

一种电动车自动充电装置，包括定位机构、控制机构、执行机构，所述定位机构用于确定车身与充点电装置的相对位置，所述控制机构用于控制充电装置，采用上述任意一种执行机构。

相比现有的电动车充电执行机构，本发明有显著优点和有益效果，具体体现为：

1.使用本发明的电动车自动充电执行机构，由充电装置通过与车辆直接通讯来实现自动充电，减少了司机工作量且节省时间；

2.使用本发明的电动车自动充电执行机构，在车上设置第二部分执行机构，能够进一步修正充电头在车身的落地，实现精确充电。

3.使用本发明的电动车自动充电执行机构，充电设备及线缆均远离地面人所能触及的位置，提高了安全性。

附图说明

图1为本发明电动车自动充电执行机构第一部分第一实施例的结构示意图；

图2为本发明电动车自动充电执行机构第一部分第二实施例的结构示意图；

图3为本发明电动车自动充电执行机构第二部分第一实施例的结构示意图；

图4为本发明电动车自动充电执行机构第二部分第二实施例的结构示意图；

图5为本发明电动车自动充电执行机构第二部分第三实施例的结构示意图；

图6为本发明电动车自动充电执行机构第二部分第四实施例的结构示意图；

图7为本发明电动车自动充电执行机构第二部分第五实施例的结构示意图；

其中：1为执行机构第一部分、2为执行机构第二部分、3为充电头、4为车身取电端、5为定位机构、6为控制机构、7为充电桩。

具体实施方式

本发明的具体实施方法如下：

传统的充电桩一般较矮，而且车辆的取电端设置在车辆的侧面，主要是方便人工操作，但是对于电动公交车，由于其工作路线长、工作时间长，这也要求公交车每天的充电次数需求较多，这样人为操作时间长且存在一定的危险性。

出于解决上述问题，本发明提出了简单的电动车自动充电执行机构，包括：第一部分，与充电桩连接，用于传送充电头至车身处；第二部分，与车身连接，用于传送或辅助引导充电头至车身取电端，实现自动充电，完全脱离司机的参与，避免安全隐患。

如图1所示为本发明电动车自动充电执行机构的第一部分第一实施例的结构示意图，所述充电桩7设置于公交站公交车停靠点附近；所述执行机构第一部分1与充电桩7活动连接，并相对于充电桩7可水平转动，所述执行机构第一部分1分为水平执行机构11、升降机构12、小车13，所述水平执行机构11为悬臂等可起支撑作用的支撑臂，所述水平执行机构11上设置滑道；所述升降机构12与所述水平执行机构11连接并可沿所述水平执行机构11的滑道运动，所述升降机构12为钢丝绳电动葫芦等可以在水平执行机构11上水平移动且能够起升降作用的起重机构；所述小车13连接所述升降机构12底部并由所述升降机构12实现所述小车13的升降运动，所述小车13侧面一端与充电头3固定连接，所述小车13可以为电动小车等能够自行运动的机构或者在外力作用下能够运动的机构；所述定位机构5设置于所述执行机构第一部分1上，可以为摄像头、传感器等能够实现定位功能的机构；所述控制机构6设置于所述充电桩7或者所述执行机构第一部分1上用于控制整体充电装置的正常工作，所述控制机构6与所述定位机构5通讯连接。

由于所述水平执行机构11可以做水平转动，所述升降机构12可以沿所述水平执行机构11滑道运动且所述升降机构12以实现小车13及充电头3的升降运动，因此，所述小车13及充电头3可以到达所述充电桩7为中心、所述水平执行机构11臂长为半径的圆周内任意位置。

车辆与充电装置之间设置无线通讯连接，利用所述定位机构5实现充电装置与车辆的取电端4的相对位置确定，可以在车辆取电端4附近设置位置传感器或者在充电装置端设置摄像头，也可以二者都设置来共同实现定位，所述定位机构5通过位置传感器或者摄像头来获取车辆取电端4的位置信息并将此位置信息传送给所述控制机构6，控制机构6根据定位机构5传送的车辆取电端4位置信息控制所述水平执行机构11水平旋转、升降机构12沿水平执行机构11滑道运动及本身的升降运动来实现将小车13、充电头3送至车辆取电端4处。

所述水平执行机构11、升降机构12由步进电机或伺服电机等提供动力的装置来驱动，并由控制机构6统一控制；充电装置充电线缆设置为螺旋形，悬挂于所述升降机构12与所述小车13之间，既节省空间又能防止所述充电线缆与钢丝绳发生缠绕，所述车辆取电端设置于车顶部，既能方便定位机构的定位操作，也能使得充电线缆尽量远离地面人群，防止触电危险。

如图2所示为本发明执行机构第一部分的第二实施例，水平执行机构11一端与充电桩7固定连接，另一端与升降机构12连接，所述水平执行机构11为一机械臂，所述机械臂设置至少两个活动关节，利用所述活动关节，所述机械臂可以实现充电桩7一侧的圆周范围内活动；本实施例中设置同第一实施例的升降机构、小车、定位机构、控制机构。

由于执行机构在运动过程中可能受到外界因素(如风等)或其本身的晃动及误差的干扰，甚至受到所述定位机构5的精度的影响，均会导致小车13及充电头3到达车身的位置有可能偏离预定的车辆取电端4处，因此需要对小车13及充电头3的位置进一步调整来实现电动车的充电。

此时可以通过定位机构5再次定位，并将其确定的车辆取电端4的位置信息发送给控制机构6，控制机构6根据定位机构5发送的车辆取电端4的位置信息控制小车13带动充电头3移动至车辆取电端4处并推送充电头3与车辆取电端4连接充电；所述充电头3可以设置为接插件，由所述小车13推送与车辆取电端4接插充电，也可以设置为无线充电头，由所述小车13推送至车辆取电端4附近实现无线充电；也可以设计为由所述小车13与所述执行机构第二部分2配合将所述充电头3运送至所述车身取电端4处充电。

如图3所示为本发明所述电动车自动充电执行机构第二部分的第一实施例结构示意图，所述第二部分2为两支相互分离的导向板，所述两支导向板靠近所述车身取电端4一侧间距小、远离所述车身取电端4一侧间距大，所述小车13自带驱动电机，所述控制机构6通过所述定位机构5确定所述车身取电端4与所述小车13的相对方位，然后根据该方位给出所述小车13的运动方向，所述小车13根据控制机构6给出的方向运动，由于所述第二部分2在所述小车13的运动过程中会不断纠正其方向，将所述小车13及充电头3顺利引导至所述车身取电端4处，实现充电。

如图4所示为本发明所述电动车自动充电执行机构第二部分的第二实施例结构示意图，所述第二部分2为一支横向、另一支竖向的两支相互垂直的导向板，所述横向导向板可以竖向移动，所述竖向导向板可以横向移动，所述小车13及充电头3由所述横向导向板推送至横向与所述车身取电端4对应的位置，然后有所述竖向导向板推送所述小车13及充电头3至所述车身取电端4处，实现充电。

如图5所示为本发明所述电动车自动充电执行机构第二部分的第三实施例结构示意图，所述第二部分2为一支横向导向板，所述小车13自带驱动电机，所述导向板与所述车身取电端4横向对接，由所述小车13带动所述充电头3沿所述导向板向所述车身取电端4运动；或者所述导向板可竖向移动，由所述导向板竖向移动来推动所述小车13及充电头3至横向与所述车身取电端4对应的位置，然后由所述小车13带动所述充电头3沿所述导向板运动至所述车身取电端4处，实现充电。

如图6所示为本发明所述电动车自动充电执行机构第二部分的第四实施例结构示意图，所述第二部分2包括导向板21、弹性钢丝22，所述弹性钢丝22置于所述导向板21内部，所述车身取电端4设置于所述弹性钢丝22内部，所述弹性钢丝22一端端点220固定于所述车身取电端4附近且能将所述弹性钢丝22收缩至该固定点处，所述小车13上设置有与所述弹性钢丝22能够相互吸合的电磁铁等，当所述小车13及充电头3到达所述导向板21内部后，通过控制电磁铁使所述小车13吸附于所述弹性钢丝22上，然后控制所述弹性钢丝22收缩至端点220处，并将所述小车13及充电头3带动至所述车身取电端4处，实现充电。

如图7所示为本发明所述电动车自动充电执行机构第二部分的第五实施例结构示意图，所述第二部分2为圆形导向板结构，所述车身取电端4位于所述第二部分2的圆心处，所述小车13在同一平面内有三支腿130，且相邻两支腿之间的夹角相同，所述三支腿130可以伸缩且伸缩的长度相同，所述小车13还包括驱动机构，所述驱动机构提供所述三支腿130的伸缩动力，由三支腿130的伸长及所述圆形导向板的辅助导向来实现所述小车13及充电头3运动至圆心车身取电端4处，实现充电。

上述多个实施例中的充电头3可以设置为接插件，与所述车身取电端4连接有限充电，也可以设置为无线充电头，在靠近所述车身取电端4处实现无线充电。

对于为本发明的示范性实施例，应当理解为是本发明的权利要求书的保护范围内其中的某一种示范性示例，具有对本领域技术人员实现相应的技术方案的指导性作用，而非对本发明的限定。

Claims (9)

1.电动车自动充电执行机构，包括：

第一部分，与充电桩连接，用于传送充电头至车身处；

第二部分，与车身连接，用于传送或辅助引导充电头至车身取电端。

2.根据权利要求1所述的电动车自动充电执行机构，其特征在于：所述第一部分包括机械臂结构、电动葫芦结构，所述机械臂结构有至少两个自由活动的关节，所述电动葫芦结构与所述机械臂结构连接。

3.根据权利要求1所述的电动车自动充电执行机构，其特征在于：所述第一部分包括悬臂结构、电动葫芦结构，所述电动葫芦机构连接所述悬臂结构并沿所述悬臂结构滑动。

4.根据权利要求2或3所述的电动车自动充电执行机构，其特征在于：所述电动葫芦结构为钢丝绳电动葫芦。

5.根据权利要求4所述的电动车自动充电执行机构，其特征在于：所述第一部分还包括一个小车，所述小车悬挂于所述电动葫芦结构下端，所述充电头与所述小车侧面连接。

6.根据权利要求5所述的电动车自动充电执行机构，其特征在于：所述小车内设置驱动电机，用于驱动小车到达车身后运动。

7.根据权利要求6所述的电动车自动充电执行机构，其特征在于：所述第二部分设置为辅助所述小车运动的不能相对车身移动的导向机构。

8.根据权利要求5所述的电动车自动充电执行机构，其特征在于：所述第二部分为相对车身移动并推动所述小车运动至车身取电端的导向机构。

9.一种电动车自动充电装置，包括定位机构、控制机构、执行机构，所述定位机构用于确定车身与充点电装置的相对位置，所述控制机构用于控制充电装置，其特征在于：采用上述权利要求1-8所述的任意一种执行机构。