CN108909470A - 自动定位充电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动定位充电系统，包括底座、伸缩系统、自动充电装置；底座包括N个以上牵引电机，所述的牵引电机连接驱动牵引线盘，牵引线盘上缠绕牵引线，由电机控制线盘转动方向收放牵引线；所述的伸缩系统上下依次设置多级伸缩块，伸缩块上设置多个牵引线穿梭孔洞，牵引线从上至下贯穿，随着不同电机收放牵引线，伸缩管与牵引线平行设置，穿过孔洞；充电系统前端适配装置内部设置多种型号的充电适配器；传感器安装在底座上，伸缩块上端安装结构支撑系统，视觉系统的上部安装可弹起保护盖，调整伸缩系统、结构支撑系统所组成的充电臂，使视觉系统正对充电目标。本发明通过一体化结构设计，实现了自动充电的执行机构，无需人工操作。

Description

自动定位充电系统

技术领域

本发明属于智能定位充电领域，更具体的涉及一种自动定位充电系统。

背景技术

我国燃油车技术与国外汽车工业的差距就在内燃机和变速箱上，这是我国汽车工业的软肋。从燃烧效率和排放指标来看，发达国家在技术上已经发展到了极致，我国已经很难超越。从战略上来看，我国汽车工业选择了“换道超车”，把目光放在新能源汽车上，巧妙绕开了内燃机和变速箱的技术瓶颈。

全世界新能源汽车的保有量，我国已接近60%。2017年我国完成产销77万辆新能源汽车，今年有望突破120万辆。如何能让新能源汽车脱离传统充电线的束缚，还能为机器人、无人机提供无线充电的可能，是目前新能源汽车或一些充电动力设备面临的重要难题。

发明内容

1、发明目的。

本发明提出了一种自动定位充电系统，以解决目前充电动力设备需要自主快速充电的要求。

2、本发明所采用的技术方案。

本发明提出了一种自动定位充电系统，包括底座、伸缩系统、自动充电装置；

底座包括N个以上牵引电机，N大于等于2，所述的牵引电机连接驱动牵引线盘，牵引线盘上缠绕牵引线，由电机1控制线盘2转动方向收放牵引线；

所述的伸缩系统上下依次设置多级伸缩块18，伸缩块18上设置多个牵引线穿梭孔洞，牵引线从上至下贯穿，随着不同电机收放牵引线，伸缩管与牵引线平行设置，穿过孔洞；

所述的自动充电装置包括充电向外延伸模块；传感器；视觉系统；充电系统前端适配装置；充电触电组成；充电系统前端适配装置内部设置多种型号的充电适配器。

传感器安装在底座上，可以为光电传感器；

伸缩块上端安装结构支撑系统，视觉系统安装在结构支撑系统的侧面，视觉系统的上部安装可弹起保护盖，调整伸缩系统、结构支撑系统所组成的充电臂，使视觉系统正对充电目标。

更进一步具体实施方式中，多级伸缩块为三角柱状结构，其穿梭孔洞对称分布在三角块的各角。

更进一步具体实施方式中，底座包括3个牵引电机，所述的牵引电机连接驱动牵引线盘。

更进一步具体实施方式中，还包括用于驱动传感器的的充电向外延伸模块位于底座内部，与外部电源连接。

更进一步具体实施方式中，还包括传感器、防护罩；所述的传感器固定在防护罩上，充电向外延伸模块与视觉系统以及充电系统前端适配装置相连供电。

更进一步具体实施方式中，所述的可弹起保护盖内置双金属片，其变形带动保护盖打开，金属片上表面为锰镍，下表面为铜板。

更进一步具体实施方式中，所述的可弹起保护盖内置一个双金属片，一个长金属片一个短金属片，短金属片位于长金属片上通过通电后产生的热变形，将保护盖打开到不影响视觉系统工作的程度，双金属片与加热盒相连，加热盒内阻控制长金属片一个短金属片变形。

更进一步具体实施方式中，所述的伸缩管包括不锈钢伸缩管、弹簧柱，不锈钢伸缩管、弹簧柱间隔排列，弹簧柱上下两端安装弹簧。

更进一步具体实施方式中，由伺服驱动器控制伺服电机。

3、本发明所产生的技术效果。

（1）本发明通过一体化结构设计，实现了自动充电的执行机构，可以及时的为充电动力设备充电，无需人工操作。

（2）本发明通过两级传感器的位置和配合，避免了误操作，实现了系统可靠的充电。

（3）本发明通过多级伸缩装置和固定装置，可以随意变形转换方向，适用性更强。

附图说明

图1为自动充电装置左视图。

图2为自动充电装置正视图。

图3为自动充电装置附视图。

图4为自动充电装置伸缩系统示意图。

图5为自动充电装置伸缩系统示意图。

图6为自动充电装置伸缩系统示意图。

图7为自动充电装置伸缩系统示意图。

附图标记说明：

1.牵引电机；2.线盘；3.2号牵引线；4.充电向外延伸模块；5.1号牵引线；6.传感器；7.防护罩；8伸缩系统；9.结构支撑系统；10.视觉系统；11.保护盖；11a长金属片；11b短金属片；12.充电系统前端适配装置；13.充电触电；14.3号牵引线；15.固定器；16.不锈钢伸缩管;17.弹簧柱；18.加热盒；19伸缩管。

具体实施方式

实施例1

本发明提出了一种自动定位充电系统，包括底座、伸缩系统、自动充电装置；

底座包括N个以上牵引电机，N大于等于2，所述的牵引电机连接驱动牵引线盘，牵引线盘上缠绕牵引线，由电机1控制线盘2转动方向收放牵引线2、5、14；所述的伸缩系统上下依次设置多级伸缩块18，伸缩块18上设置多个牵引线穿梭孔洞，牵引线从上至下贯穿，随着不同电机收放牵引线，由伺服驱动器控制伺服电机。伸缩管19与牵引线3平行设置，穿过孔洞；所述的自动充电装置包括充电向外延伸模块4、传感器6、视觉系统10、充电系统前端适配装置12、充电触电13组成；充电系统前端适配装置12内部设置多种型号的充电适配器。传感器6安装在底座上，可以为光电传感器；车开进来，传感器感应到发现有东西进来了，然后例行检查，调整位置，把视觉系统正对车子的充电口，此时地上应当有划定的充电区域，然后看看到底是不是真正的充电目标，避免其他物体触发了机器，防止小孩或其他干扰，一是对人体保证安全，二是降低误操作。

伸缩块18上端安装结构支撑系统9，视觉系统10安装在结构支撑系统9的侧面，视觉系统10的上部安装可弹起保护盖11，调整伸缩系统8、结构支撑系统9所组成的充电臂，使视觉系统10正对充电目标。用于驱动传感器的的充电向外延伸模块4位于底座内部，与外部电源连接。传感器6固定在防护罩7上，充电向外延伸模块4与视觉系统10以及充电系统前端适配装置12相连供电。

可弹起保护盖11内置一个双金属片，一个长金属片11a一个短金属片11b，短金属片11b位于长金属片11a上通过通电后产生的热变形，将保护盖打开到不影响视觉系统工作的程度10，双金属片与加热盒18相连，加热盒18内阻控制长金属片11a一个短金属片11b变形，金属片上表面为锰镍，下表面为铜板，由于其热膨胀系数不一样，会使金属向上表面弯曲从而带动塑料薄盖弹起。

实施例2

自动充电装置三视图如下1-3所示：

所述的可弹起保护盖11内置双金属片，其变形带动保护盖打开，金属片上表面为锰镍，下表面为铜板。可弹起保护盖11内置一个双金属片，一个长金属片11a一个短金属片11b，短金属片11b位于长金属片11a上通过通电后产生的热变形，将保护盖打开到不影响视觉系统工作的程度10，双金属片与加热盒18相连，加热盒18内阻控制长金属片11a一个短金属片11b变形。

动作系统由牵引电机1；线盘2； 1号牵引线5； 2号牵引线3； 3号牵引线14；伸缩系统8；结构支撑系统9；固定器15组成实现。

多级伸缩块18为三角柱状结构，其穿梭孔洞对称分布在三角块的各角。

底座包括3个牵引电机，所述的牵引电机连接驱动牵引线盘。

实际工作时，由程序控制三个伺服电机进行组合运动从而实现在防护罩7平面以上360°动作，在防护罩7平面以下高自由度动作的要求。例如：要实现下弯动作（类似于人的蹲下动作）时，由伺服驱动器控制伺服电机，转动2号、3号牵引线所对应的线盘，收紧2号、3号牵引线；由伺服驱动器控制伺服电机，转动1号牵引线所对应的线盘，放松1号牵引线，此时由于受力变化的缘故，8伸缩系统会在力的作用下进行下弯动作，由于有9.结构支撑系统的存在，8伸缩系统的动作会受到相应的牵制从而使整个动作进行时系统结构不会产生除下弯以外的变形，从而确保了系统的稳定性与安全性。

要实现前伸动作时：由伺服驱动器控制伺服电机，转动1号、2号、3号牵引线所对应的线盘，放松1号、2号、3号牵引线，此时在8伸缩系统的内部配合下（关于伸缩系统动作，后面会做详细说明）实现前伸动作；反之则为后缩动作。

自动充电装置由充电向外延伸模块4、传感器6、视觉系统10；充电系统前端适配装置12；充电触电组成13。要实现自动充电也就是要实现无人环境下自动发现需要充电目标，识别自动充电目标并完成充电触头与目标充电口之间的对接。因此我们在安装该设备时，需要划定目标停放区域，当目标停放至自动充电区域时，6.传感器发现目标，此时数控系统按照动作流程将由8伸缩系统；9.结构支撑系统所组成的充电臂动作，使10.视觉系统正对充电目标，动作完成后11.保护盖打开（保护盖内置一个双金属片，通过通电后产生的热变形，将保护盖打开到不影响视觉系统10工作的程度），此时视觉系统10可对目标充电口形状进行读取、分析，完成匹配后将信息陈送至充电系统前端适配装置12，此时充电系统前端适配装置12从其内部选择相应的充电适配器，选择完成后，再次由视觉系统10对充电口进行位置信息收集，采集完成后，保护盖11立即关闭，同时通过软件部分计算位置信息，得到补偿距离，将数据交给数控系统后，数控装置控制动作系统实现相关动作，从而实现13充电触头与目标充电口的对接，对接完成后，目标会出现充电已连接的状态，则开始进行充电操作。充电完成后，目标会出现充电已满的状态，则充电结束，系统将控制机构进行以上动作的反动作，使结构回归到自然状态。

如图所示4和5所示：伸缩系统说明：不锈钢伸缩管16、弹簧柱17，所述的伸缩管包括不锈钢伸缩管16、弹簧柱17，不锈钢伸缩管16、弹簧柱17间隔排列，弹簧柱17上下两端安装弹簧。

在机构处于自然状态时，弹簧柱17在上下两个弹簧的作用下处于平衡状态，当受力失衡时，一方弹簧会在力的作用下推动两弹簧间的活塞从而压缩另一个弹簧使受压缩弹簧弹力不断增加以重新达到受力平衡状态。不锈钢伸缩管16是一种不锈钢金属软管，它有可伸缩，可弯曲，不易发生塑性形变的特点可在完成自动充电动作需求时进一步提高机构零件的使用寿命。在进行伸缩动作时，伸缩系统会在受力变化后打破原有平衡状态，此时受拉收缩力作用的弹簧柱内部弹簧压缩，使相应方位收缩；受拉拉伸力作用的弹簧柱内部弹簧拉伸，使相应方位舒张。又因为不锈钢伸缩管16的可伸缩，可弯曲特性，因此可以实现各种复杂的伸缩动作。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种自动定位充电系统，其特征在于：包括底座、伸缩系统、自动充电装置；

底座包括N个以上牵引电机，N大于等于2，所述的牵引电机连接驱动牵引线盘，牵引线盘上缠绕牵引线，由电机控制线盘转动方向收放牵引线；

所述的伸缩系统上下依次设置多级伸缩块，伸缩块上设置多个牵引线穿梭孔洞，牵引线从上至下贯穿，随着不同电机收放牵引线，伸缩管与牵引线平行设置，穿过孔洞；

所述的自动充电装置包括充电向外延伸模块、传感器、视觉系统、充电系统前端适配装置、充电触电组成；充电系统前端适配装置内部设置多种型号的充电适配器；

传感器安装在底座上，为光电传感器；

伸缩块上端安装结构支撑系统，视觉系统安装在结构支撑系统的侧面，视觉系统的上部安装可弹起保护盖，调整伸缩系统、结构支撑系统所组成的充电臂，使视觉系统正对充电目标。

2.根据权利要求1所述的自动定位充电系统，其特征在于：多级伸缩块为三角柱状结构，其穿梭孔洞对称分布在三角块的各角。

3.根据权利要求2所述的自动定位充电系统，其特征在于：底座包括3个牵引电机，所述的牵引电机连接驱动牵引线盘。

4.根据权利要求1所述的自动定位充电系统，其特征在于：还包括用于驱动传感器的的充电向外延伸模块位于底座内部，与外部电源连接。

5.根据权利要求4所述的自动定位充电系统，其特征在于：还包括传感器、防护罩；所述的传感器固定在防护罩上，充电向外延伸模块与视觉系统以及充电系统前端适配装置相连供电。

6.根据权利要求1所述的自动定位充电系统，其特征在于：所述的可弹起保护盖内置双金属片，其变形带动保护盖打开，金属片上表面为锰镍，下表面为铜板。

7.根据权利要求6所述的自动定位充电系统，其特征在于：所述的可弹起保护盖内置一个双金属片，一个长金属片一个短金属片，短金属片位于长金属片上通过通电后产生的热变形，将保护盖打开到不影响视觉系统工作的程度，双金属片与加热盒相连，加热盒内阻控制长金属片一个短金属片变形。

8.根据权利要求1所述的自动定位充电系统，其特征在于：所述的伸缩管包括不锈钢伸缩管、弹簧柱，不锈钢伸缩管、弹簧柱间隔排列，弹簧柱上下两端安装弹簧。

9.根据权利要求1所述的自动定位充电系统，其特征在于：所述的由伺服驱动器控制伺服电机。