CN107933346A - 一种手自一体式充电桩 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种手自一体式充电桩，包括充电桩本体、转盘、控制器、用于设别车辆类型的RFID射频识别模块以及用于设别车辆充电接口位置的定位测距模块，所述充电桩本体包括支座、三轴悬臂机械手、自动充电枪、手动充电枪以及用于提供电能的电源系统，其中，三轴悬臂机械手固定于支座上，手动充电枪固定于支座的侧面上，自动充电枪固定于三轴悬臂机械手上，转盘位于支座的正前方，且RFID射频识别模块的输出端及定位测距模块的输出端与控制器的输入端相连接，控制器的输出端与转盘的控制端及三轴悬臂机械手的控制端相连接，该充电桩能够实现手动及自动的汽车充电。

Description

一种手自一体式充电桩
技术领域
本发明属于电动汽车充电领域，涉及一种手自一体式充电桩。
背景技术
汽车产业作为一个很高的能源消耗产业，随着汽车拥有量持续攀升，能源消耗、大气污染也会变得越发严重，电动汽车的普及推广将成为解决这个问题的一个重要突破口。然而要实现电动车的普及推广，相关的配套设施建设是电动汽车产业化的重要支撑，也是车主能够购买电动汽车的重要参考之一。目前市场上的充电桩均需要人为操作来连接电动汽车，加大了充电站建设的运营成本以及带来了较差的用户体验，不利于充电桩乃至电动汽车的普及。当然也有部分机构正在单纯的研究自动充电桩，然而对于不习惯新型自动充电装置的用户而言，传统的手动充电依旧具有存在的价值。因此只有将手动和自动兼顾于一体的充电桩才能真正满足广大人民的需求。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种手自一体式充电桩，该充电桩能够实现手动及自动的汽车充电。
为达到上述目的，本发明所述的手自一体式充电桩包括充电桩本体、转盘、控制器、用于识别车辆类型的RFID射频识别模块以及用于设别车辆充电接口位置的定位测距模块，所述充电桩本体包括支座、三轴悬臂机械手、自动充电枪、手动充电枪以及用于提供电能的电源系统，其中，三轴悬臂机械手固定于支座上，手动充电枪固定于支座的侧面上，自动充电枪固定于三轴悬臂机械手上，转盘位于支座的正前方，且RFID射频识别模块的输出端及定位测距模块的输出端与控制器的输入端相连接，控制器的输出端与转盘的控制端及三轴悬臂机械手的控制端相连接。
还包括用于计量汽车充电电量的电能计量模块、用于进行电气保护的电气保护模块、用于打印汽车充电账单的账单打印模块以及用于进行人机交互的人机交互模块，电能计量模块、账单打印模块及人机交互模块与控制器相连接。
定位测距模块为分离式红外超声波模块。
三轴悬臂机械手包括光杆、第一滑块、第二滑块、第三滑块、第一螺杆、第二螺杆、伸缩杆、第一步进电机、第二步进电机以及用于控制伸缩杆伸缩的第三步进电机，其中，第一步进电机位于支座上，光杆的下端活动连接于支座的底部，光杆的上端及第一螺杆的上端均活动连接于支座的顶部上，第一步进电机的输出轴与第一螺杆的下端相连接，第一滑块螺纹连接于第一螺杆上，第二滑块套接于光杆上，且第一螺杆、第一步进电机及第一滑块组成丝杠螺母机构，第二螺杆穿过第一滑块及第二滑块，第二步进电机的输出轴与第二螺杆的端部相连接，第三滑块套接于第二螺杆上，且第二步进电机、第二螺杆及第三滑块组成丝杠螺母机构，第三步进电机位于第三滑块上，第三步进电机的输出轴与伸缩杆的驱动轴相连接，自动充电枪固定于伸缩杆上，控制器的输出端与第一步进电机的控制端、第二步进电机的控制端及第三步进电机的控制端相连接。
控制器为STM32微处理器。
转盘上设置有用于固定汽车的车轮锁死装置。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的手自一体式充电桩在具体操作时，通过RFID射频识别模块识别车辆的类型，通过转盘转动车辆，使车辆的充电接口对准支座，通过定位测距模块识别车辆的充电接口位置，通过三轴悬臂机械手将自动充电枪插入于车辆的充电接口中，实现车辆的自动充电，同时本发明可以通过手动充电枪对车辆进行充电，从而实现手动及自动的汽车充电，既可以兼顾目前市场上所具有的技术成果，并且可以有效的提高用户体验性，节省大量劳动力。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，1为支座、2为第三步进电机、3为定位测距模块、4为伸缩杆、5为自动充电枪、6为光杆、7为转盘、8为第二螺杆、9为第一步进电机、10为第二步进电机、11为手动充电枪、12为第一螺杆、13为第一滑块、14为第二滑块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1，本发明所述的手自一体式充电桩包括充电桩本体、转盘7、控制器、用于识别车辆类型的RFID射频识别模块以及用于设别车辆充电接口位置的定位测距模块3，所述充电桩本体包括支座1、三轴悬臂机械手、自动充电枪5、手动充电枪11以及用于提供电能的电源系统，其中，三轴悬臂机械手固定于支座1上，手动充电枪11固定于支座1的侧面上，自动充电枪5固定于三轴悬臂机械手上，转盘7位于支座1的正前方，且RFID射频识别模块的输出端及定位测距模块3的输出端与控制器的输入端相连接，控制器的输出端与转盘7的控制端及三轴悬臂机械手的控制端相连接。控制器为STM32微处理器；转盘7上设置有用于固定汽车的车轮锁死装置。定位测距模块3为分离式红外超声波模块。
本发明还包括用于计量汽车充电电量的电能计量模块、用于进行电气保护的电气保护模块、用于打印汽车充电账单的账单打印模块以及用于进行人机交互的人机交互模块，电能计量模块、账单打印模块及人机交互模块与控制器相连接。
三轴悬臂机械手包括光杆6、第一滑块13、第二滑块14、第三滑块、第一螺杆12、第二螺杆8、伸缩杆4、第一步进电机9、第二步进电机10以及用于控制伸缩杆4伸缩的第三步进电机2，其中，第一步进电机9位于支座1上，光杆6的下端活动连接于支座1的底部，光杆6的上端及第一螺杆12的上端均活动连接于支座1的顶部上，第一步进电机9的输出轴与第一螺杆12的下端相连接，第一滑块13螺纹连接于第一螺杆12上，第二滑块14套接于光杆上，且第一螺杆12、第一步进电机9及第一滑块13组成丝杠螺母机构，第二螺杆8穿过第一滑块13及第二滑块14，第二步进电机10的输出轴与第二螺杆8的端部相连接，第三滑块套接于第二螺杆8上，且第二步进电机10、第二螺杆8及第三滑块组成丝杠螺母机构，第三步进电机2位于第三滑块上，第三步进电机2的输出轴与伸缩杆4的驱动轴相连接，自动充电枪5固定于伸缩杆4上，控制器的输出端与第一步进电机9的控制端、第二步进电机10的控制端及第三步进电机2的控制端相连接。
本发明的具体工作过程如下：
当车主选择自动充电时，车主将车辆驶入转盘7，并通过车轮锁死装置对车轮进行锁死；通过RFID射频识别模块识别车辆的型号，并判断该型号车辆上充电接口的位置，控制器控制转盘7转动，使车辆的充电接口对准支座1，定位测距模块3获取车辆充电接口的位置信息，并将充电接口的位置信息发送至控制器中，控制器控制三轴悬臂机械手移动，使自动充电枪5插入于车辆充电接口中，当车辆充电完毕后，控制器控制三轴悬臂机械手自动复位，再控制转盘7转动到初始位置，以便汽车驶出。
当车主选择手动充电时，车主将车辆驶入充电桩附近后，人工将手动充电枪11插入于车辆的充电接口中，实现车辆的充电；
另外，控制器通过电能计量模块获取汽车充电的电量，再根据汽车充电的电量计算充电费用，然后通过人机交互模块显示充电费用，用户缴费后，控制器控制账单打印模块进行账单的打印。
另外，本发明通过两个丝杠螺母机构及一个伸缩杆4实现自动充电枪5在空间内的移动，使自动充电枪5能够插入于车辆充电接口中。

Claims (6)

1.一种手自一体式充电桩，其特征在于，包括充电桩本体、转盘(7)、控制器、用于识别车辆类型的RFID射频识别模块以及用于设别车辆充电接口位置的定位测距模块(3)，所述充电桩本体包括支座(1)、三轴悬臂机械手、自动充电枪(5)、手动充电枪(11)以及用于提供电能的电源系统，其中，三轴悬臂机械手固定于支座(1)上，手动充电枪(11)固定于支座(1)的侧面上，自动充电枪(5)固定于三轴悬臂机械手上，转盘(7)位于支座(1)的正前方，且RFID射频识别模块的输出端及定位测距模块(3)的输出端与控制器的输入端相连接，控制器的输出端与转盘(7)的控制端及三轴悬臂机械手的控制端相连接。
2.根据权利要求1所述的手自一体式充电桩，其特征在于，还包括用于计量汽车充电电量的电能计量模块、用于进行电气保护的电气保护模块、用于打印汽车充电账单的账单打印模块以及用于进行人机交互的人机交互模块，电能计量模块、账单打印模块及人机交互模块与控制器相连接。
3.根据权利要求1所述的手自一体式充电桩，其特征在于，定位测距模块(3)为分离式红外超声波模块。
4.根据权利要求1所述的手自一体式充电桩，其特征在于，三轴悬臂机械手包括光杆(6)、第一滑块(13)、第二滑块(14)、第三滑块、第一螺杆(12)、第二螺杆(8)、伸缩杆(4)、第一步进电机(9)、第二步进电机(10)以及用于控制伸缩杆(4)伸缩的第三步进电机(2)，其中，第一步进电机(9)位于支座(1)上，光杆(6)的下端活动连接于支座(1)的底部，光杆(6)的上端及第一螺杆(12)的上端均活动连接于支座(1)的顶部上，第一步进电机(9)的输出轴与第一螺杆(12)的下端相连接，第一滑块(13)螺纹连接于第一螺杆(12)上，第二滑块(14)套接于光杆(6)，且第一螺杆(12)、第一步进电机(9)及第一滑块(13)组成丝杠螺母机构，第二螺杆(8)穿过第一滑块(13)及第二滑块(14)，第二步进电机(10)的输出轴与第二螺杆(8)的端部相连接，第三滑块套接于第二螺杆(8)上，且第二步进电机(10)、第二螺杆(8)及第三滑块组成丝杠螺母机构，第三步进电机(2)位于第三滑块上，第三步进电机(2)的输出轴与伸缩杆(4)的驱动轴相连接，自动充电枪(5)固定于伸缩杆(4)上，控制器的输出端与第一步进电机(9)的控制端、第二步进电机(10)的控制端及第三步进电机(2)的控制端相连接。
5.根据权利要求1所述的手自一体式充电桩，其特征在于，控制器为STM32微处理器。
6.根据权利要求1所述的手自一体式充电桩，其特征在于，转盘(7)上设置有用于固定汽车的车轮锁死装置。
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