CN108032923A - 行走式充电机器人 - Google Patents
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Abstract
一种行走式充电机器人，包括：充电装置、智能小车和伸缩电缆；充电装置的电源端通过伸缩电缆与供电电源相连，且充电装置设置在智能小车上，充电装置在智能小车的带动下进行移动以适配待充电的车辆；智能小车包括遥控器和车体，所述车体前端安装有超声波传感器模块，所述车体上还设置有控制模块。有效避免了现有技术中利用滑轨来进行驱动充电装置进行对电动汽车的有线充电具有灵活性不足的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及有线充电技术领域，具体涉及一种行走式充电机器人。
背景技术
纯电动汽车以及插电式混合动力汽车正快速产业化，由此直立式充电桩和壁挂式充电装置开始普及。
也就是，直立式充电桩和壁挂式充电装置的固定极大地限制了燃油车辆和电动车辆的自由停泊。
由此就推出了一种移动充电系统，包括：充电装置、智能小车和伸缩电缆，其中，所述充电装置的电源端通过所述伸缩电缆与供电电源相连，且所述充电装置设置在所述智能小车上，所述充电装置在所述智能小车的带动下进行移动以适配待充电的车辆；所述智能小车包括驱动机构，所述驱动机构用以驱动所述智能小车移动。
充电装置的电源端通过伸缩电缆与供电电源相连，且充电装置设置在智能小车上，充电装置在智能小车的带动下进行移动以适配待充电的车辆，从而使得充电装置的布设和使用更加灵活方便，提高了用户体验。
所述充电装置通过有线方式对所述待充电的车辆进行充电。
移动充电系统，还包括：控制终端，所述控制终端通过无线方式与所述驱动机构相连以对所述驱动机构进行控制。
移动充电系统，还包括：锁死装置，所述锁死装置设置在所述智能小车的底部，所述锁死装置用于对所述智能小车进行固定。
所述智能小车的底部可活动地连接滑轨，以在所述滑轨上移动。
所述滑轨设置在路灯杆之间。
移动充电系统，还包括：保护罩，所述保护罩设置在所述充电装置的上方，所述保护罩用于对所述充电装置进行保护。
所述保护罩为防雨罩。
所述充电装置的外表面材质和所述保护罩的材质均为塑胶。
而在现实应用中，利用滑轨来进行驱动充电装置进行对电动汽车的有线充电具有灵活性不足的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种行走式充电机器人，有效避免了现有技术中利用滑轨来进行驱动充电装置进行对电动汽车的有线充电具有灵活性不足的缺陷。
为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种行走式充电机器人的解决方案，具体如下：
一种行走式充电机器人，包括：充电装置10、智能小车20和伸缩电缆30；
充电装置10的电源端通过伸缩电缆30与供电电源相连，且充电装置10设置在智能小车20上，充电装置10在智能小车20的带动下进行移动以适配待充电的车辆；智能小车20包括遥控器和车体，所述车体前端安装有超声波传感器模块，所述车体上还设置有控制模块。
所述遥控器包括单片机、按键阵、显示模块、无线收发模块和电源模块，所述按键阵、显示模块、无线收发模块和电源模块分别与所述遥控器的单片机连接。
所述控制模块包括单片机、舵机、稳压模块、电机驱动模块、无线收发模块和电源模块，所述电源模块分别连接有所述稳压模块和所述舵机，所述稳压模块分别连接有所述超声波传感器模块和所述单片机，所述控制模块的单片机上连接有所述舵机、电机驱动模块、无线收发模块和超声波传感器模块。
本发明的有益效果为：
智能小车在行驶过程中接受遥控器的控制，两者之间通过无线收发模块进行通信，智能小车采用直流电机驱动后轮，舵机控制前轮转向的模式，可由遥控器上按键阵指挥智能小车前进、后退、停车、左转、右转，其状态可从显示屏上观察，这样把智能小车送到车辆停泊位置，再把待充电的车辆的充电口位置与充电装置10的充电端对应上。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的行走式充电机器人的结构示意图。
图2是根据本发明的遥控器的结构示意图。
图3是本发明的控制模块的单片机的结构示意图。
图4为本发明的服务器机柜的连接示意图。
图5为本发明的套筒纵向上行的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明做进一步地说明。
根据附图1-图5可知，本实施例的行走式充电机器人，包括：充电装置10、智能小车20和伸缩电缆30；
充电装置10的电源端通过伸缩电缆30与供电电源相连，且充电装置10设置在智能小车20上，充电装置10在智能小车20的带动下进行移动以适配待充电的车辆；智能小车20包括遥控器和车体，所述车体前端安装有超声波传感器模块，所述车体上还设置有控制模块。
所述遥控器包括单片机、按键阵、显示模块、无线收发模块和电源模块，所述按键阵、显示模块、无线收发模块和电源模块分别与所述遥控器的单片机连接。
所述控制模块包括单片机、舵机、稳压模块、电机驱动模块、无线收发模块和电源模块，所述电源模块分别连接有所述稳压模块和所述舵机，所述稳压模块分别连接有所述超声波传感器模块和所述单片机，所述控制模块的单片机上连接有所述舵机、电机驱动模块、无线收发模块和超声波传感器模块。
当需要为待充电的车辆进行充电时，如果车辆停泊位置距离充电装置10的位置比较远，或者待充电的车辆的充电口位置与充电装置10的充电端对应不上时，可以通过遥控器控制智能小车20的车体移动至待充电的车辆处，并通过伸缩电缆30为充电装置10提供电源，以使充电装置10为待充电的车辆(如电动汽车、电动四轮车、电动三轮车以及电动自行车等)进行对位充电。其中，充电装置10可以自动识别待充电车辆本体或用户输入的信息，并通过有线方式对待充电的车辆进行充电。
单片机选用TI公司的TM4C123G作主控单片机。
显示模块采用LCD显示屏，用于显示当前智能小车的速度，转向以及前进方向等信息，还包含小车点阵显示模型。
遥控器的无线收发模块采用NRF24l01+单片无线收发器芯片，四轮车架上的无线收发模块也采用与该单片无线收发器芯片配对使用的NRF24L01+芯片；采用直流3.3V到5V供电，SCK接口接单片机的SSI时钟接口，MISO端口接单片机SSI的SSRx端口，MISO端口接单片机SSI的SSTx端口，CE端口和CSN端口分别与单片机的I/O口连接。
超声波传感器模块选用HC-SR04超声波测距模块，可提供2cm-400cm的非接触式距离感测功能，测距精度可达3mm；模块包括超声波发射器、接收器与控制电路；用于监测智能小车车体到前方障碍物的距离，采用直流+5V供电，Trig端口和Echo端口分别和单片机I/O接口连接。
稳压模块采用三端稳压集成电路LM7805，用于降压和稳压；INPUT端可输入+5V到+36V直流电压，GND端接地，OUTPUT接输出，采用从电源模块输入+12V直流电压，+5V输出给单片机和超声波传感器供电。
后轮驱动电路采用L298N电机驱动器，采用双桥驱动，直流12V供电，使能接高电平，IN1、IN3分别接单片机输出的PWM波，IN2、IN4接地或置低，OUT1、OUT2接后轮左方电机，OUT3、OUT4接后轮右方电机，L298N模块可增大单片机端口的驱动电流。
直流电机直接与后轮相连作为智能小车动力，舵机与前轮相连用于智能小车方向控制。
遥控器上装有按键阵用于人为控制输入，配有LCD屏幕实时显示参数，采用无线收发模块NRF24L01+实现遥控器与智能小车间的通信，硬件系统采用TI公司的TM4C123G单片机做主控，智能小车采用L298N电机驱动器驱动直流电机作为后轮驱动装置，舵机控制前轮转向以控制方向的模式，通过NRF24L01+将来自遥控器发出的指令传送给单片机以控制智能小车的运动；智能小车前端安装有HC-SR04超声波测距模块，它具有非接触式距离感测功能，可将测量到的智能小车车体与前方障碍物的距离返回给单片机TM4C123G，使之作出应急处理，如果该距离小于预警距离，智能小车即由遥控模式自动转为制动模式，单片机TM4C123G发出指令L298N停止驱动直流电机，禁止智能小车再前进；当智能小车后退至安全距离后可自动恢复到遥控模式，既能实现远距离控制又能在手动操作的同时进行自动距离控制，从而有效地防止了由于操作不当引起的撞击。
智能小车在行驶过程中接受遥控器的控制，两者之间通过无线收发模块进行通信，智能小车采用直流电机驱动后轮，舵机控制前轮转向的模式，可由遥控器上按键阵指挥智能小车前进、后退、停车、左转、右转，其状态可从显示屏上观察；当行进过程中遇到障碍物时，由智能小车前端安装的超声波传感器模块测距，并将障碍物距离的数据返回给单片机，如果小于设置的危险距离，单片机控制直流电机停止驱动，紧急刹车，同时发出声光提示警报，从而实现手动操控的同时自动避障，能够成功防止由操作不当造成的前方撞击。
采用后轮驱动，前轮转向的模式，可在行驶过程中灵活转向；通过安装超声波传感器模块测距，可以在手动操控的同时自动避障，能够成功防止由操作不当造成的前方撞击，并且能够在LCD屏幕实时显示参数。
充电装置的电源端通过伸缩电缆与供电电源相连，且充电装置设置在智能小车上，充电装置在智能小车的带动下进行移动以适配待充电的车辆，从而使得充电装置的布设和使用更加灵活方便，提高了用户体验。
如果车辆停泊位置距离充电装置10的位置比较远，或者待充电的车辆的充电口位置与充电装置10的充电端对应不上时，智能小车在行驶过程中接受遥控器的控制，两者之间通过无线收发模块进行通信，智能小车采用直流电机驱动后轮，舵机控制前轮转向的模式，可由遥控器上按键阵指挥智能小车前进、后退、停车、左转、右转，其状态可从显示屏上观察，这样把智能小车送到车辆停泊位置，再把待充电的车辆的充电口位置与充电装置10的充电端对应上。
可通过智能小车上的周围环境感应模块来感知周围环境。辅以算法，智能小车可以自行规划路线，移动到车子的正确位置进行充电。
另外为了实时掌握和备份行走式充电机器人现场运行的情况，给所述电动汽车的驾驶员配置了手机，能够对行走式充电机器人进行拍照获取图片，而手机通过网络与云服务器相互连接通信，这样手机就能把获取的图片作为需要备份的数据而将该需要备份的数据打包为数据包，并根据TCP/IP协议将数据包发送至云服务器；为了防护云服务器，往往把所述云服务器设置在服务器机柜中，服务器机柜为长方体结构，为了节约空间，设置着所述云服务器的所述服务器机柜亦有设在露天环境的情况，这样服务器机柜就可防护所述云服务器，避免外来的损害。
而众所周知，伴着各地建设的蓬勃展开，往往服务器机柜会遭到自上而下的液流的侵袭，而露天环境往往没有抵制自上而下的液流的侵袭的条件，仅仅采取圆柱状竖直条把服务器机柜挂起来，但是服务器机柜自身抵制自上而下的液流的侵袭的性能不佳，这样也会不利于所述云服务器的正常运行。
给所述电动汽车的驾驶员配置了手机，能够对行走式充电机器人进行拍照获取图片，而手机通过网络与云服务器相互连接通信，这样手机就能把获取的图片作为需要备份的数据而将该需要备份的数据打包为数据包，并根据TCP/IP协议将数据包发送至云服务器，所述云服务器设置在控制柜中，所述服务器机柜包括套管F1、定位片F2、用于阻隔液流的套筒F4、服务器机柜的柜体F5、定位台F6、撑持片F7以及丝杠A2，所述定位片F2的一边设置着若干套管F1，经由套管F1很容易地就可把服务器机柜套接在圆柱状纵向棒上，所述定位片F2的另一边的底部设置着撑持片F7，所述撑持片F7的上壁是平面状，所述撑持片F7的下壁是与水平面保持有大于零的夹角的壁面，所述撑持片F7的一边带有丝杠A2，所述丝杠A2纵向设置，所述丝杠A2的底部套接着环状转盘F8，所述丝杠A2的顶部伸入挡板F3，挡板F3焊接在所述定位片F2的另一边，所述撑持片F7的上壁面设置着所述定位台F6，定位台F6上设置着服务器机柜的柜体F5，所述定位台F6的上壁面设置着用于服务器机柜的柜体F5嵌接的嵌接口，所述服务器机柜的柜体F5由底壁开口的用于阻隔液流的套筒F4所覆盖，所述定位片F2的另一边设置着导轨A3，导轨A3内设置着引导块F9，而牵引块A0自其顶壁至其底壁开有第三贯通槽，所述第三贯通槽内带有第三丝槽，所述丝杠A2透过所述牵引块A0的第三贯通槽并与所述第三丝槽丝接，所述牵引块A0的一边同引导块F9焊接，所述牵引块A0的另一边经由联结片A1同用于阻隔液流的套筒F4相连，经由旋动环状转盘F8能牵引丝杠A2旋动，牵引块A0亦能纵向运动，于是能让用于阻隔液流的套筒F4纵向运动，经由引导块F9同导轨A3结合能够让牵引块A0纵向运动而执行引导。
所述用于阻隔液流的套筒F4的顶壁为封闭状。
所述撑持片F7从其顶壁直至其底壁开有第一贯通槽，所述第一贯通槽中带有第一丝槽，所述丝杠A2自上而下透过所述撑持片F7的第一贯通槽并与该第一贯通槽中的第一丝槽相丝接。
所述丝杠A2的顶部伸入挡板F3的方式为：
所述挡板F3从其顶壁直至其底壁开有第二贯通槽，所述第二贯通槽中带有第二丝槽，所述丝杠A2的顶部伸入所述第二贯通槽并与所述第二丝槽相丝接。
所述用于阻隔液流的套筒F4的外壁面敷设着聚苯乙烯泡沫塑料板A4，所述聚苯乙烯泡沫塑料板A4用来阻隔阳光照射下的辐射对套筒的损害。
所述服务器机柜装配便利，牢靠性高，经由撑持片F7能够对服务器机柜执行牢靠撑持撑，经由把服务器机柜的柜体F5设置于定位台F6上，就算外部液流经过用于阻隔液流的套筒F4与撑持片F7间的孔隙进入亦不能对服务器机柜形成不利，经由用于阻隔液流的套筒F4表面设置的聚苯乙烯泡沫塑料板A4可用来阻隔阳光照射下的辐射对套筒的损害，经由转动环状转盘F8就能用于阻隔液流的套筒F4的纵向运动，操纵便利，让服务器机柜带有很好的阻隔外部液流的效能。
以上以附图说明的方式对本发明作了描述，本领域的技术人员应当理解，本公开不限于以上描述的实施例，在不偏离本发明的范围的情况下，可以做出各种变化、改变和替换。
Claims (3)
1.一种行走式充电机器人，其特征在于，包括：充电装置、智能小车和伸缩电缆；
充电装置的电源端通过伸缩电缆与供电电源相连，且充电装置设置在智能小车上，充电装置在智能小车的带动下进行移动以适配待充电的车辆；智能小车包括遥控器和车体，所述车体前端安装有超声波传感器模块，所述车体上还设置有控制模块。
2.根据权利要求1所述的行走式充电机器人，其特征在于，所述遥控器包括单片机、按键阵、显示模块、无线收发模块和电源模块，所述按键阵、显示模块、无线收发模块和电源模块分别与所述遥控器的单片机连接。
3.根据权利要求2所述的行走式充电机器人，其特征在于，所述控制模块包括单片机、舵机、稳压模块、电机驱动模块、无线收发模块和电源模块，所述电源模块分别连接有所述稳压模块和所述舵机，所述稳压模块分别连接有所述超声波传感器模块和所述单片机，所述控制模块的单片机上连接有所述舵机、电机驱动模块、无线收发模块和超声波传感器模块。
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