CN107738585A

CN107738585A - 一种汽车自动充电系统

Info

Publication number: CN107738585A
Application number: CN201710825508.9A
Authority: CN
Inventors: 胡春秀
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-09-14
Filing date: 2017-09-14
Publication date: 2018-02-27

Abstract

本发明公开了一种汽车自动充电系统，包括停车位，同于供车辆停放；充电桩，设于停车位侧部，用于为汽车提供充电电源；充电插座，设于停车位的地面上，与所述充电桩电连；充电臂，设于车辆底部，端部设有充电插头；驱动部件，用于在车辆停放到位后，驱动所述充电臂自动动作至与所述充电插座电连，对车辆的蓄电池进行充电；控制模块，与所述驱动部件无线通信连接，用于接收信号和下达控制命令；车辆检测模块，用于对车辆位置进行实时检测，并将信号反馈至控制模块；指示部件，用于在车辆停放到位后，将反馈指示信号给驾驶员。本发明能够实现车辆的自动充电，避免出现充电的情况，保证车辆始终具有充足的续航能力。

Description

一种汽车自动充电系统

技术领域

本发明属于电动汽车技术领域，尤其是涉及一种汽车自动充电系统。

背景技术

同时，随着节能的全民倡导化，电动汽车在出行占比的比例越来越重，对于汽车的日常充电成了现下的一个棘手问题。现有的充电方式基本是通过充电桩和安装在充电桩上的充电臂来实现的。但是，在充电时需要人进行手动插拔充电插头，存在较大的安全隐患。其次，充电臂的防水较难实现，且经常被盗。

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足，提供一种可实现自动充电操作、充电臂不易被盗的汽车自动充电系统。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种汽车自动充电系统，包括停车位，同于供车辆停放；充电桩，设于停车位侧部，用于为汽车提供充电电源；充电插座，设于停车位的地面上，与所述充电桩电连；充电臂，设于车辆底部，端部设有充电插头；驱动部件，用于在车辆停放到位后，驱动所述充电臂自动动作至与所述充电插座电连，对车辆的蓄电池进行充电；控制模块，与所述驱动部件无线通信连接，用于接收信号和下达控制命令；车辆检测模块，用于对车辆位置进行实时检测，并将信号反馈至控制模块；指示部件，用于在车辆停放到位后，将反馈指示信号给驾驶员。本发明能够实现车辆的自动充电，有效避免用户忘记对车辆进行充电的情况，使得车辆无论在何时均能保证充足的电量，保证车辆的续航能力；且充电操作全称为自动化操作，无需人工进行操作，不仅省时省力，而且用户无需直接接触充电枪，提高安全性；充电臂直接设置在车体底部，充电的插座设置在地面上，相较传统的通过充电桩上的充电的模式而言，充电臂的长度可设置的较短，充电时的充电速度更快，充电效率高；且通过充电臂设置在车体底部，车体外表面上无需设置充电插口，从而使得车体的外型上更为美观；通过车辆检测模块和指示部件的配合，保证车辆能够基本以停放在停车位正中位置停放在停车位内，从而此时冲的充电插头与充电插座之间的位置较为对应，从而对于充电臂的调整较为简便，充电操作最为容易，提高工作效率；也不会出现充电插头与充电插座相差过而需要再次移动车辆的情况。

进一步的，所述的车辆底部设有用于容纳充电臂的开口腔；所述充电臂包括相互连接的多个活动节，每个活动节均包括支撑架和可相对支撑架发生翻转的两活动臂;使得每节活动臂之间均可进行自由活动，充电臂的弯曲长度更大，充电插头与充电插座的对转更为容易，从而对于车辆停放的要求降低，充电操作更为简便。

进一步的，所述相邻的两活动节之间设有位移调节结构；使得相邻活动节之间可进行伸缩动作，从而在未使用时，活动臂占用的空间很小，不会占用车辆的过多空间；而在使用时，相邻活动节之间又可以伸长，并且调整角度，从而充电臂的长度又能得到延长，即使底盘较高的车辆，也能保证充电臂端部的充电插头与充电插座插接，实现对车辆的充电。

进一步的，所述位移调节结构包括设于其中一活动节的支撑架上的滑动件、设于另一活动节的活动臂上与该滑动件相配合的滑槽及位移驱动件；通过驱动件驱动活动节相对另一活动节前后动作，从而实现两者之间的靠近或远离，且通过驱动件的驱动能够对两者的位置进行良好的定位，无需另外设置定位的结构，结构简单，不易损坏；通过滑动件与滑槽的配合，实现对于移动的活动节的轨迹进行限定，有效防止活动节在移动时发生位置偏移。

进一步的，所述驱动部件包括用于驱动充电臂上下动作的驱动件和设于支撑架上的舵机，所述两活动臂分别设于所述支撑架的左右两侧，所述舵机的输出轴穿出至支撑架外部并与所述活动臂相连；通过舵机的输出轴带动活动臂相对支撑架发生转动，实现充电臂的弯曲，舵机精确的把控活动臂转动的角度，从而实现对活动臂弯曲度的准确把控，保证弯曲后的充电臂能够保证充电插头对准充电插座。

进一步的，所述支撑架上设有供该输出轴穿过的通孔，所述通孔与该输出轴之间设有用于减小两者之间的摩擦力的助动结构；通过该助动结构的设置，减小输出轴与支撑架之间的摩擦力，从而有效减小舵机运行时收到的阻力，从而可减小舵机的运行功率，降低能耗；且由于摩擦力的减小，使得输出轴与支撑架之间的磨损减小，延长充电臂的使用寿命。

进一步的，所述助动结构包括设于所述支撑架上的连接腔、与该连接腔相配合的连接件及设于该连接件内的滚动件，所述连接件上设有与所述通孔相连通的通腔，所述滚动件至少部分穿入至所述通腔内；滚动件在装配时直接与输出轴接触，在输出轴转动时，滚动件也发生转动，从而有效降低两者之间的摩擦力；且连接件与连接腔之间了拆卸，进而在装配、更换时均更为容易，可单独对滚动件进行更换，使用寿命长。

进一步的，所述连接件为环形结构设置，该连接件上设有环形的放置腔；所述放置腔内壁上间隔均匀的分布有多个U形槽，所述滚动件置于所述放置腔内时，滚动件部分通过该U形槽穿入至通腔内；通过U形槽的设置，有效的对多个滚动件进行分隔，使得滚动件分布均匀，避免出现滚动件全部滚动至一块的情况，减小摩擦的效果更好；且滚动件之间相互间隔开来，避免了行车过程中滚动件的相互碰撞，避免出现噪音。

进一步的，所述连接件与所述连接腔之间为螺接配合，且两者的锁紧方向与所述输出轴的转动方向一致；从而输出轴转动时，不会使得连接件从连接腔上松脱下来，保证了设备的结构稳定。

进一步的，所述滚动件为滚珠，所述开口槽的宽度小于所述滚动件的直径；从而保证滚珠能够部分穿出至开口槽，但不会从开口槽中掉出，且可相对开口槽进行良好的滚动。

综上所述，本发明具有以下优点：能够实现车辆的自动充电，避免出现充电的情况，保证车辆始终具有充足的续航能力；且充电操作全称为自动化操作，省时省力，且操作安全；充电臂直接设置在车体底部，充电臂的长度缩短，进而充电速度快，充电效率高；且通过充电臂设置在车体底部，车体外表面上无需设置充电插口，车体外形美观; 通过车辆检测模块和指示部件的配合，保证充电插头与充电插座之间的位置较为对应，充电操作最为容易，工作效率高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图一。

图2为本发明的结构示意图二。

图3为本发明中充电臂的结构示意图。

图4为图3中B处的放大图。

图5为本发明中充电臂的局部示意图。

图6为图5中沿A-A处的剖视图。

图7为本发明中助动结构的局部示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

如图1-7所示，一种汽车自动充电系统，包括停车位1，同于供车辆停放，具体的可通过黄色的颜料在地面上画出长方形的框，形成所述的停车位；充电桩2，可直接采用市面上购买的充电桩，设于停车位侧部，用于为汽车提供充电电源；充电插座3，直接埋设于停车位的地面上，该充电插座与所述充电桩通过电线电连，当然，该电线也埋设在地面下；优选的，充电插座设置在停车位靠近中心部的位置上；充电臂4，设于车辆底部，端部设有充电插头43；驱动部件，用于在车辆停放到位后，驱动所述充电臂自动动作至与所述充电插座电连，对车辆的蓄电池进行充电；控制模块，与所述驱动部件无线通信连接，用于接收信号和下达控制命令；具体的控制模块可采用市面上直接购买的单片机或PLC；车辆检测模块5，用于对车辆位置进行实时检测，并将信号反馈至控制模块；指示部件6，用于在车辆停放到位后，将反馈指示信号给驾驶员。

具体的，如图2-4所示，所述的车辆底部设有开口腔7，所述充电臂4可置于该开口腔7内；所述充电臂4包括相互连接的多个活动节41，且每个活动节41均包括支撑架411和两活动臂412，两活动臂412分别设于所述支撑架411的左右两侧上，且均可相对支撑架发生翻转，从而使得整个充电臂可发生弯曲；进一步的，所述相邻的两活动节41之间设有位移调节结构，该位移调节结构包括滑动件81、滑槽82及位移驱动件83，所述位移驱动件83为气缸，位移驱动件83通过wifi与所述控制模块相连；以第一个活动节和第二个活动节来举例，所述滑动件81设于第二个活动节的支撑架上，具体为支撑架左右两侧分别向外延伸形成的滑块；所述第二个活动节设于第一个活动节的两活动臂412之间，所述滑槽82设于所述第一个活动节的活动臂412的内侧；所述滑块穿设于所述滑槽内，当位移驱动件83动作时，可将第二活动节向外推出，滑块沿滑槽移动，使得第一个活动节和第二个活动节之间的间距增大，充电臂端部实现伸长；其他相邻活动节之间位移调节结构的结构相同，故不再赘述。

所述驱动部件包括驱动件91和舵机92，该驱动件91和舵机92通过wifi与所述控制模块相连；所述驱动件91为气缸，设于车辆底部，气缸与充电臂端部的第一个活动节的支撑架固连，当气缸动作时，即可驱动充电臂实现向上或向下动作；所述舵机92设置为多个，每个活动节上均设有一舵机92；具体的，所述舵机92设于支撑架上，舵机92的左右两个输出轴921穿出至支撑架外部，并且与所述活动臂412固连，进而输出轴转动时，即可带动活动臂412绕输出轴和活动臂412的连接处翻转，对支撑架和活动臂412之间的角度进行调整，从而实现对充电臂弯曲程度的控制。

进一步的，如图5-7所示，所述支撑架411上设有供该输出轴穿过的通孔413，且所述通孔413与该输出轴921之间设有助动结构，该助动结构包括连接腔101、连接件102及滚动件103，所述滚动件103为不锈钢滚珠，所述连接腔101设于所述支撑架上的环形凹槽，且连接腔101与所述通孔413为同心设置；所述连接件102也为环形结构设置，且大小与所述连接腔101的大小设置为相同，该连接件102上设有与所述通孔相连通的通腔104，该通腔104的直径略大于所述通孔413的直径；所述滚动件103设于所述连接件内，且滚动件103至少部分穿入至所述通腔104内；从而滚动件与所述输出轴相接触，当输出轴转动时，滚动件可发生滚动，从而减小输出轴与通孔413之间的摩擦力。

具体的，所述连接件102上设有环形的放置腔105，所述滚动件103置于所述放置腔105内；优选的，所述放置腔105内壁上间隔均匀的分布有多个U形槽106，且开口槽104的宽度小于所述滚动件103的直径；所述滚动件103分别置于所述U形槽106内，两者一一对应；从而可实现滚动件103仅有部分通过该U形槽106穿入至通腔104内，并不会从U形槽106上掉出；进一步的，所述连接件102外表面设有螺纹，所述连接腔101内表面设有螺纹，从而两者为螺接配合；优选的，两者的锁紧方向与所述输出轴921的转动方向一致。

所述车辆检测模块5为市面上直接购买的红外感应器，该红外感应器为两个，设置在停车位的侧部，当车辆以正中位置停放在停车位内时，充电操作最为容易；从而所述两红外感应器的位置分别设置在，车辆对应正中位置停放时车辆前部和后部对应的位置，当两个红外感应器同时感应到有物体时，车辆的位置停放最为适当，便于进行充电操作；所述指示部件6为设于所述充电桩上的LED指示灯，该LED指示灯、红外感应器均通过wifi与所述控制模块相连；所述充电插头中心部设有一摄像头44，该摄像头可为市面上直接采购的针孔摄像头，该摄像头也通过wifi与所述控制模块相连。

具体操作如下，当用户将车辆停放至停车位上时，带车辆停放到位，两红外感应器均检测到有物体时，两红外感应器同时将信号反馈至控制模块，控制模块控制指示灯亮起；之后用户下车，控制模块向驱动件发送信号，驱动件驱动充电臂下移从开口腔中离开；之后控制模块向位移驱动件发送信号，位移驱动件驱动相邻活动节之间发生移动，使得充电臂伸长；之后控制模块向舵机发送信号，舵机在接收信号后动作带动活动臂相对支撑架翻转，使得充电臂发生弯曲；使得充电插头上的摄像头能够捕捉地面上的画面，之后控制模块根据摄像头捕捉的画面，继续调整充电臂的弯曲程度，最后将充电臂保持在充电插头对准充电插座的位置上；之后控制模块向驱动件发送信号，驱动件驱动充电臂下移，使得充电插头插入至充电插座内，对车辆进行充电。

充电结束后，控制模块向驱动件发送信号，驱动件驱动充电臂上移，充电插头和充电插座脱离；控制模块向舵机和位移驱动件发送信号，控制充电臂回复至原始状态；之后驱动件驱动充电臂上移，重新置入至开口腔内。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

Claims

1.一种汽车自动充电系统，其特征在于：包括

停车位（1），同于供车辆停放；

充电桩（2），设于停车位侧部，用于为汽车提供充电电源；

充电插座（3），设于停车位的地面上，与所述充电桩电连；

充电臂（4），设于车辆底部，端部设有充电插头；

驱动部件，用于在车辆停放到位后，驱动所述充电臂自动动作至与所述充电插座电连，对车辆的蓄电池进行充电；

控制模块，与所述驱动部件无线通信连接，用于接收信号和下达控制命令；

车辆检测模块（5），用于对车辆位置进行实时检测，并将信号反馈至控制模块；

指示部件（6），用于在车辆停放到位后，将反馈指示信号给驾驶员。

2.根据权利要求1所述的一种汽车自动充电系统，其特征在于：所述的车辆底部设有用于容纳充电臂的开口腔（7）；所述充电臂（4）包括相互连接的多个活动节（41），每个活动节（41）均包括支撑架（411）和可相对支撑架发生翻转的两活动臂（412）。

3.根据权利要求2所述的一种汽车自动充电系统，其特征在于：所述相邻的两活动节（41）之间设有位移调节结构。

4.根据权利要求3所述的一种汽车自动充电系统，其特征在于：所述位移调节结构包括设于其中一活动节的支撑架上的滑动件（81）、设于另一活动节的活动臂上与该滑动件相配合的滑槽（82）及位移驱动件（83）。

5.根据权利要求2所述的一种汽车自动充电系统，其特征在于：所述驱动部件包括用于驱动充电臂上下动作的驱动件（91）和设于支撑架上的舵机（92）；所述两活动臂（412）分别设于所述支撑架（411）的左右两侧，所述舵机（92）的输出轴（921）穿出至支撑架外部并与所述活动臂（412）相连。

6.根据权利要求5所述的一种汽车自动充电系统，其特征在于：所述支撑架（411）上设有供该输出轴穿过的通孔（413），所述通孔（413）与该输出轴（921）之间设有用于减小两者之间的摩擦力的助动结构。

7.根据权利要求6所述的一种汽车自动充电系统，其特征在于：所述助动结构包括设于所述支撑架上的连接腔（101）、与该连接腔相配合的连接件（102）及设于该连接件内的滚动件（103），所述连接件（102）上设有与所述通孔相连通的通腔（104），所述滚动件（103）至少部分穿入至所述通腔（104）内。

8.根据权利要求7所述的一种汽车自动充电系统，其特征在于：所述连接件（102）为环形结构设置，该连接件（102）上设有环形的放置腔（105）；所述放置腔（105）内壁上间隔均匀的分布有多个U形槽（106），所述滚动件（103）置于所述放置腔（105）内时，滚动件（103）部分通过该U形槽（106）穿入至通腔（104）内。

9.根据权利要求7所述的一种汽车自动充电系统，其特征在于：所述连接件（102）与所述连接腔（101）之间为螺接配合，且两者的锁紧方向与所述输出轴（921）的转动方向一致。

10.根据权利要求8所述的一种汽车自动充电系统，其特征在于：所述滚动件（103）为滚珠，所述开口槽（104）的宽度小于所述滚动件（103）的直径。