CN108215884A - 一种具有自动调节功能的电磁感应式无线充电型汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有自动调节功能的电磁感应式无线充电型汽车，包括车体、底盘和四个车轮，底盘的下方设有充电机构，充电机构包括底板、充电线圈、至少两个调节机构和至少两个测试机构，调节机构包括电机、缓冲块、驱动轴、滑块和连接单元，测试机构包括侧板、磁场测量组件和高度测量组件，磁场测量组件包括电压表和测试线圈，该具有自动调节功能的电磁感应式无线充电型汽车通过测试机构检测充电线圈周围的磁场分布状况，同时还检测底板的高度位置，检测完成后，通过各调节机构调节底板的角度以及充电线圈的高度，使充电线圈贴近地面，并使充电线圈与磁场的磁力线垂直，提高充电线圈内的磁通量，进而提高了充电效率和汽车的实用性。

Description

一种具有自动调节功能的电磁感应式无线充电型汽车
技术领域
本发明涉及新能源汽车领域，特别涉及一种具有自动调节功能的电磁感应式无线充电型汽车。
背景技术
随着新能源汽车技术和无线充电技术的迅猛发展，人们将两者结合起来，实现了新能源汽车路面充电的功能，电动汽车摆脱了充电桩的束缚，在道路上行驶时就能实现边开车变充电的功能。无线充电和新能源汽车的结合，不仅减小了蓄电池的体积，有利于减轻车辆负载，同时还大幅度提高了汽车的续航能力。
新能源汽车路面无线充电技术的主要原理为，在路面内埋设线圈，通过给这些线圈通上交流电，随着电流的大小和方向改变，线圈周围的磁场强度和方向也不断改变，形成一个交互磁场。这时，车辆底盘内的线圈就处于一个不断变化的磁场中，线圈内部产生一个交互电流，通过一系列电路整流后，实现给新能源汽车充电。但是，现有的新能源汽车中，由于底盘的位置固定不变，距离地面有一定的高度，导致底盘内的线圈无法贴近地面，导致该线圈的所处的磁场的磁通量和磁感应强度十分弱小，因此降低了充电效率，难以实现新能源汽车的快速充电功能，不仅如此，由于磁场中磁力线的分布与线圈存在一定的角度倾斜，导致磁力线与线圈夹角不垂直，进而降低了通过线圈内磁场中的磁通量，使得线圈中的电流减小，进而降低了新能源汽车的充电效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种具有自动调节功能的电磁感应式无线充电型汽车。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：如图1所示，一种具有自动调节功能的电磁感应式无线充电型汽车，包括车体、设置在车体下方的底盘和设置在底盘下方的四个车轮，所述底盘的下方设有充电机构；
该新能源汽车中，通过底盘下方的充电机构贴近路面，由路面内的通电的线圈提供磁场，使充电机构中产生电流，提供车体行驶的能量，实现边行驶边充电的功能。
如图2所示，所述充电机构包括底板、充电线圈、至少两个调节机构和至少两个测试机构，所述底板的水平截面的形状为圆形，所述充电线圈固定在底板的上方，所述调节机构周向均匀分布在底板的外周，所述底板通过调节机构与底板连接，所述调节机构与底板传动连接，所述测试机构周向均匀分布在底板的外周，所述测试机构与底板连接；
在充电机构中，利用底板外周的测试机构测试路面周围的磁场分布以及底板距离地面的高度，根据磁场分布由若干个调节机构调节底板的角度，从而充电线圈与磁力线垂直，进而能够提高充电线圈内的磁通量，提高发电效率，而根据检测的距离地面高度后，所有的调节机构同时运行，降低底板的高度，从而使充电线圈贴近地面，进一步提高磁通量，从而加快了充电效率。
如图3所示，所述调节机构包括电机、缓冲块、驱动轴、滑块和连接单元，所述电机和缓冲块均固定在底盘的下方，所述缓冲块位于电机的远离底板的一侧，所述驱动轴设置在电机和驱动轴之间，所述电机与驱动轴传动连接，所述驱动轴的外周设有外螺纹，所述滑块套设在驱动轴上，所述滑块内设有内螺纹，所述滑块内的内螺纹与驱动轴上的外螺纹相匹配，所述滑块通过连接单元与底板连接；
在调节机构中，由电机带动驱动轴转动，从而使驱动轴上的外螺纹与滑块内的内螺纹相互作用，带动滑块沿驱动轴方向移动，通过连接单元调节底板的角度和高度位置。
如图4所示，所述测试机构包括侧板、磁场测量组件和高度测量组件，所述侧板与底板固定连接，所述磁场测量组件设置在侧板的上方，所述高度测量组件设置在侧板的下方；
所述磁场测量组件包括电压表和测试线圈，所述电压表和测试线圈均固定在侧边的上方，所述电压表与测试线圈连接；
所述高度测量组件包括压力传感器、弹簧、横杆和滑杆，所述压力传感器固定在侧板的下方，所述压力传感器通过弹簧与横杆连接，所述滑杆的顶端固定在横杆的下方。
在磁场测量组件中，由于道路内的充电线圈中存在交流电，交流电产生变化的磁场，使测试线圈中产生电流，通过电压表检测测试线圈两端的电动势，根据电动势的强度判断测试线圈所处的磁场强度，而在高度测量组件中，当滑杆的底端接触地面后，通过横杆压缩弹簧，受压缩的弹簧使压力传感器产生压力数据，压力数据的大小随弹簧的形变量而变化，因此，根据压力传感器的压力数据可检测底板的高度位置。
如图3所示，所述连接单元包括侧杆、第一套环、支杆和铰接单元，所述侧杆固定在滑块上，所述第一套环套设在侧杆上，所述第一套环通过支杆与铰接单元连接。在该连接单元中，通过滑块的移动位置，支杆的角度可灵活地发生变化，随着滑块的移动，支杆转动，并改变底板的角度和高度位置。
如图3所示，所述侧杆的远离滑块的一端设有凸块。增设凸块后，可避免第一套环转动时，从侧杆脱离。
如图3所示，所述铰接单元包括第二套环、中心杆和两个套管，两个套管分别位于第二套环的两侧，所述套管和第二套环均套设在中心杆上，所述第二套环与支杆固定连接。通过第二套环和套管套设在中心杆上，实现第二套环的灵活转动，当支杆的角度发生变化后，第二套环根据支杆的角度进行灵活调节和转动。
如图4所示，所述滑杆的底端设有万向轮。万向轮可在滑杆底端转动，便于新能源汽车行驶的同时减少了滑杆底部与地面的摩擦。
如图4所示，所述高度测量组件还包括固定环和两个支架，两个支架分别设置在固定环的两侧，所述固定环通过支架固定在侧板的下方，所述固定环套设在滑杆上。固定环可以限制滑杆的移动轨迹，使滑杆在竖直方向上移动，保证压力传感器接收到的压力数据的准确性。
如图4所示，所述横杆的两侧设有限位环，所述限位环与支架一一对应，所述限位环套设在支架上。限位环在支架上滑动，固定了横杆的移动轨迹，从而进一步保证了滑杆在竖直方向上移动，提高了压力传感器接收到的压力数据的准确性。
作为优选，由于路面内的充电线圈通过的电流为交变电流，因此产生的磁场为交变磁场，致使在测试线圈中通过的电流为交变电流，为了能够通过电压表测试测试线圈两端的电动势的平均值，从而确定磁场强弱，所述电压表为平均值电压表。
如图1所示，所述车体的上方设有太阳能板。利用太阳能板可将太阳能转换为电能，为汽车行驶提供额外的能源，进一步提高了充电效率。
作为优选，为了便于遥操作，所述车体内设有蓝牙。
该电磁感应式无线充电型汽车在利用充电机构进行充电时，由充电线圈外周的磁场测量组件测量磁场分布，根据磁场分布利用调节机构调节底板和充电线圈的角度位置，利用高度测量组件测量底板的高度位置，而后由调节机构运行，调节底板的高度位置，提高充电线圈内的磁通量，进而提高了充电效率。
本发明的有益效果是，该具有自动调节功能的电磁感应式无线充电型汽车通过测试机构检测充电线圈周围的磁场分布状况，同时还检测底板的高度位置，检测完成后，通过各调节机构调节底板的角度以及充电线圈的高度，使充电线圈贴近地面，并使充电线圈与磁场的磁力线垂直，提高充电线圈内的磁通量，进而提高了充电效率，与传统的调节机构相比，该调节机构仅使用一个电机，进而减少了电机的数量和汽车的生产成本，提高了该汽车的实用性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的具有自动调节功能的电磁感应式无线充电型汽车的结构示意图；
图2是本发明的具有自动调节功能的电磁感应式无线充电型汽车的充电机构的结构示意图；
图3是本发明的具有自动调节功能的电磁感应式无线充电型汽车的调节机构的结构示意图；
图4是本发明的具有自动调节功能的电磁感应式无线充电型汽车的测试机构的结构示意图；
图中：1.车体，2.底盘，3.车轮，4.底板，5.充电线圈，6.电机，7.缓冲块，8.驱动轴，9.滑块，10.侧板，11.电压表，12.测试线圈，13.压力传感器， 14.弹簧，15.滑杆，16.侧杆，17.第一套环，18.支杆，19.凸块，20.第二套环， 21.中心杆，22.套管，23.万向轮，24.固定环，25.支架，26.限位环，27.太阳能板，28.横杆。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种具有自动调节功能的电磁感应式无线充电型汽车，包括车体1、设置在车体1下方的底盘2和设置在底盘2下方的四个车轮3，所述底盘2的下方设有充电机构；
该新能源汽车中，通过底盘2下方的充电机构贴近路面，由路面内的通电的线圈提供磁场，使充电机构中产生电流，提供车体1行驶的能量，实现边行驶边充电的功能。
如图2所示，所述充电机构包括底板4、充电线圈5、至少两个调节机构和至少两个测试机构，所述底板4的水平截面的形状为圆形，所述充电线圈5固定在底板4的上方，所述调节机构周向均匀分布在底板4的外周，所述底板4 通过调节机构与底板4连接，所述调节机构与底板4传动连接，所述测试机构周向均匀分布在底板4的外周，所述测试机构与底板4连接；
在充电机构中，利用底板4外周的测试机构测试路面周围的磁场分布以及底板4距离地面的高度，根据磁场分布由若干个调节机构调节底板4的角度，从而充电线圈5与磁力线垂直，进而能够提高充电线圈5内的磁通量，提高发电效率，而根据检测的距离地面高度后，所有的调节机构同时运行，降低底板4 的高度，从而使充电线圈5贴近地面，进一步提高磁通量，从而加快了充电效率。
如图3所示，所述调节机构包括电机6、缓冲块7、驱动轴8、滑块9和连接单元，所述电机6和缓冲块7均固定在底盘2的下方，所述缓冲块7位于电机6的远离底板4的一侧，所述驱动轴8设置在电机6和驱动轴8之间，所述电机6与驱动轴8传动连接，所述驱动轴8的外周设有外螺纹，所述滑块9套设在驱动轴8上，所述滑块9内设有内螺纹，所述滑块9内的内螺纹与驱动轴8 上的外螺纹相匹配，所述滑块9通过连接单元与底板4连接；
在调节机构中，由电机6带动驱动轴8转动，从而使驱动轴8上的外螺纹与滑块9内的内螺纹相互作用，带动滑块9沿驱动轴8方向移动，通过连接单元调节底板4的角度和高度位置。
如图2、4所示，所述测试机构包括侧板10、磁场测量组件和高度测量组件，所述侧板10与底板4固定连接，所述磁场测量组件设置在侧板10的上方，所述高度测量组件设置在侧板10的下方；
所述磁场测量组件包括电压表11和测试线圈12，所述电压表11和测试线圈12均固定在侧边的上方，所述电压表11与测试线圈12连接；
所述高度测量组件包括压力传感器13、弹簧14、横杆28和滑杆15，所述压力传感器13固定在侧板10的下方，所述压力传感器13通过弹簧14与横杆 28连接，所述滑杆15的顶端固定在横杆28的下方。
在磁场测量组件中，由于道路内的充电线圈中存在交流电，交流电产生变化的磁场，使测试线圈12中产生电流，通过电压表11检测测试线圈12两端的电动势，根据电动势的强度判断测试线圈12所处的磁场强度，而在高度测量组件中，当滑杆15的底端接触地面后，通过横杆28压缩弹簧14，受压缩的弹簧 14使压力传感器13产生压力数据，压力数据的大小随弹簧14的形变量而变化，因此，根据压力传感器13的压力数据可检测底板4的高度位置。
如图3所示，所述连接单元包括侧杆16、第一套环17、支杆18和铰接单元，所述侧杆16固定在滑块9上，所述第一套环17套设在侧杆16上，所述第一套环17通过支杆18与铰接单元连接。在该连接单元中，通过滑块9的移动位置，支杆18的角度可灵活地发生变化，随着滑块9的移动，支杆18转动，并改变底板4的角度和高度位置。
如图3所示，所述侧杆16的远离滑块9的一端设有凸块19。增设凸块19 后，可避免第一套环17转动时，从侧杆16脱离。
如图3所示，所述铰接单元包括第二套环20、中心杆21和两个套管22，两个套管22分别位于第二套环20的两侧，所述套管22和第二套环20均套设在中心杆21上，所述第二套环20与支杆18固定连接。通过第二套环20和套管22套设在中心杆21上，实现第二套环20的灵活转动，当支杆18的角度发生变化后，第二套环20根据支杆18的角度进行灵活调节和转动。
如图4所示，所述滑杆15的底端设有万向轮23。万向轮23可在滑杆15底端转动，便于新能源汽车行驶的同时减少了滑杆15底部与地面的摩擦。
如图4所示，所述高度测量组件还包括固定环24和两个支架25，两个支架 25分别设置在固定环24的两侧，所述固定环24通过支架25固定在侧板10的下方，所述固定环24套设在滑杆15上。固定环24可以限制滑杆15的移动轨迹，使滑杆15在竖直方向上移动，保证压力传感器13接收到的压力数据的准确性。
如图4所示，所述横杆28的两侧设有限位环26，所述限位环26与支架25 一一对应，所述限位环26套设在支架25上。限位环26在支架25上滑动，固定了横杆28的移动轨迹，从而进一步保证了滑杆15在竖直方向上移动，提高了压力传感器13接收到的压力数据的准确性。
作为优选，由于路面内的充电线圈通过的电流为交变电流，因此产生的磁场为交变磁场，致使在测试线圈12中通过的电流为交变电流，为了能够通过电压表11测试测试线圈12两端的电动势的平均值，从而确定磁场强弱，所述电压表11为平均值电压表。
如图1所示，所述车体1的上方设有太阳能板27。利用太阳能板27可将太阳能转换为电能，为汽车行驶提供额外的能源，进一步提高了充电效率。
作为优选，为了便于遥操作，所述车体1内设有蓝牙。
该电磁感应式无线充电型汽车在利用充电机构进行充电时，由充电线圈5 外周的磁场测量组件测量磁场分布，根据磁场分布利用调节机构调节底板4和充电线圈5的角度位置，利用高度测量组件测量底板4的高度位置，而后由调节机构运行，调节底板4的高度位置，提高充电线圈5内的磁通量，进而提高了充电效率。
与现有技术相比，该具有自动调节功能的电磁感应式无线充电型汽车通过测试机构检测充电线圈5周围的磁场分布状况，同时还检测底板4的高度位置，检测完成后，通过各调节机构调节底板4的角度以及充电线圈5的高度，使充电线圈5贴近地面，并使充电线圈5与磁场的磁力线垂直，提高充电线圈内的磁通量，进而提高了充电效率，与传统的调节机构相比，该调节机构仅使用一个电机6，进而减少了电机6的数量和汽车的生产成本，提高了该汽车的实用性。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种具有自动调节功能的电磁感应式无线充电型汽车，包括车体(1)、设置在车体(1)下方的底盘(2)和设置在底盘(2)下方的四个车轮(3)，其特征在于，所述底盘(2)的下方设有充电机构；
所述充电机构包括底板(4)、充电线圈(5)、至少两个调节机构和至少两个测试机构，所述底板(4)的水平截面的形状为圆形，所述充电线圈(5)固定在底板(4)的上方，所述调节机构周向均匀分布在底板(4)的外周，所述底板(4)通过调节机构与底板(4)连接，所述调节机构与底板(4)传动连接，所述测试机构周向均匀分布在底板(4)的外周，所述测试机构与底板(4)连接；
所述调节机构包括电机(6)、缓冲块(7)、驱动轴(8)、滑块(9)和连接单元，所述电机(6)和缓冲块(7)均固定在底盘(2)的下方，所述缓冲块(7)位于电机(6)的远离底板(4)的一侧，所述驱动轴(8)设置在电机(6)和驱动轴(8)之间，所述电机(6)与驱动轴(8)传动连接，所述驱动轴(8)的外周设有外螺纹，所述滑块(9)套设在驱动轴(8)上，所述滑块(9)内设有内螺纹，所述滑块(9)内的内螺纹与驱动轴(8)上的外螺纹相匹配，所述滑块(9)通过连接单元与底板(4)连接；
所述测试机构包括侧板(10)、磁场测量组件和高度测量组件，所述侧板(10)与底板(4)固定连接，所述磁场测量组件设置在侧板(10)的上方，所述高度测量组件设置在侧板(10)的下方；
所述磁场测量组件包括电压表(11)和测试线圈(12)，所述电压表(11)和测试线圈(12)均固定在侧边的上方，所述电压表(11)与测试线圈(12)连接；
所述高度测量组件包括压力传感器(13)、弹簧(14)、横杆(28)和滑杆(15)，所述压力传感器(13)固定在侧板(10)的下方，所述压力传感器(13)通过弹簧(14)与横杆(28)连接，所述滑杆(15)的顶端固定在横杆(28)的下方。
2.如权利要求1所述的具有自动调节功能的电磁感应式无线充电型汽车，其特征在于，所述连接单元包括侧杆(16)、第一套环(17)、支杆(18)和铰接单元，所述侧杆(16)固定在滑块(9)上，所述第一套环(17)套设在侧杆(16)上，所述第一套环(17)通过支杆(18)与铰接单元连接。
3.如权利要求2所述的具有自动调节功能的电磁感应式无线充电型汽车，其特征在于，所述侧杆(16)的远离滑块(9)的一端设有凸块(19)。
4.如权利要求2所述的具有自动调节功能的电磁感应式无线充电型汽车，其特征在于，所述铰接单元包括第二套环(20)、中心杆(21)和两个套管(22)，两个套管(22)分别位于第二套环(20)的两侧，所述套管(22)和第二套环(20)均套设在中心杆(21)上，所述第二套环(20)与支杆(18)固定连接。
5.如权利要求1所述的具有自动调节功能的电磁感应式无线充电型汽车，其特征在于，所述滑杆(15)的底端设有万向轮(23)。
6.如权利要求1所述的具有自动调节功能的电磁感应式无线充电型汽车，其特征在于，所述高度测量组件还包括固定环(24)和两个支架(25)，两个支架(25)分别设置在固定环(24)的两侧，所述固定环(24)通过支架(25)固定在侧板(10)的下方，所述固定环(24)套设在滑杆(15)上。
7.如权利要求6所述的具有自动调节功能的电磁感应式无线充电型汽车，其特征在于，所述横杆(28)的两侧设有限位环(26)，所述限位环(26)与支架(25)一一对应，所述限位环(26)套设在支架(25)上。
8.如权利要求1所述的具有自动调节功能的电磁感应式无线充电型汽车，其特征在于，所述电压表(11)为平均值电压表。
9.如权利要求1所述的具有自动调节功能的电磁感应式无线充电型汽车，其特征在于，所述车体(1)的上方设有太阳能板(27)。
10.如权利要求1所述的具有自动调节功能的电磁感应式无线充电型汽车，其特征在于，所述车体(1)内设有蓝牙。
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