CN109217022A - 柔性充电枪头及自动充电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柔性充电枪头及自动充电装置，所述柔性充电枪头包括枪头动力模块及枪头柔性模块，所述枪头动力模块固定安装于枪头柔性模块的上方，所述枪头柔性模块根据外部充电插座的位姿，进行枪头动力模块位姿的自适应调整，以使枪头动力模块的充电口与充电插座的充电接口位于同一插接方向，自适应调整包括上下浮动、左右运动及旋转运动中的至少一种。本发明柔性模块根据外部充电插座的位姿进行枪头动力模块位姿的自适应调整，能够克服因自动充电对车辆充电口位姿判断误差造成的插接失败；通过驱动控制模块能够驱动充电枪头向前运动，解决了插接时插拔力不够的问题。

Description

柔性充电枪头及自动充电装置
技术领域
本发明涉及电动汽车等充电设备技术领域，特别是涉及一种柔性充电枪头及自动充电装置。
背景技术
随着自动泊车技术的成熟，可自主泊车的电动汽车已经开始应用，对自动快速充电装置的需求越来越迫切。
目前自动充电装置存在两个主要问题：
1、自动充电装置依靠对车辆充电口的位姿判定，实现准确插接，由于车辆姿态变化或环境变化，会造成充电口位姿判定误差较大，无法自动插接；
2、自动充电装置普遍使用机器人作为动作执行机构，当前机器人在车辆直流快充时无法满足插拔力的要求。
因此，针对上述技术问题，有必要提供一种柔性充电枪头及自动充电装置。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种柔性充电枪头及自动充电装置，以实现充电枪头和充电插座的完全耦合。
为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：
一种柔性充电枪头，其特征在于，所述柔性充电枪头包括枪头动力模块及枪头柔性模块，所述枪头动力模块固定安装于枪头柔性模块的上方，所述枪头柔性模块根据外部充电插座的位姿，进行枪头动力模块位姿的自适应调整，以使枪头动力模块的充电口与充电插座的充电接口位于同一插接方向，自适应调整包括上下浮动、左右运动及旋转运动中的至少一种。
作为本发明的进一步改进，所述枪头柔性模块包括安装轴、旋转安装于安装轴上的第一连接块和第二连接块、固定安装于第一连接块和第二连接块之间的安装轴上的弹性调整块、固定安装于第一连接块上的第一调整柱、固定安装于第二连接块上的第二调整柱、固定安装于第一调整柱上的第一连接件、及固定安装于第二调整柱上的第二连接件，所述第一调整柱、第二调整柱、安装轴及弹性调整块的轴向平行设置。
作为本发明的进一步改进，所述枪头柔性模块包括若干沿横向分布的第一调整柱，所述第一调整柱上固定安装有第一弹性膜片，所述第一连接块的一端固定安装于第一弹性膜片上。
作为本发明的进一步改进，所述枪头柔性模块包括若干沿纵向分布的第二调整柱，所述第二连接块一端固定安装有第二弹性膜片，所述第二调整柱的一端固定安装于第二弹性膜片上。
作为本发明的进一步改进，所述枪头柔性模块为柔性弹簧。
作为本发明的进一步改进，所述自适应调整中枪头动力模块上下浮动的角度范围为-15°～15°。
作为本发明的进一步改进，所述自适应调整中枪头动力模块左右运动的距离范围为-28mm～28mm。
作为本发明的进一步改进，所述自适应调整中枪头动力模块旋转运动的角度范围为-15°～15°。
作为本发明的进一步改进，所述枪头动力模块包括位于前端的充电枪头、位于后端的驱动控制模块、及连接充电枪头和驱动控制模块的传动模块，所述驱动控制模块驱动通过传动模块驱动充电枪头进行前后运动。
本发明一实施例提供的技术方案如下：
一种自动充电装置，所述自动充电装置包括柔性充电枪头及充电模块，所述柔性充电枪头为上述的柔性充电枪头，所述充电模块固定安装于柔性充电枪头中枪头柔性模块的下方。
本发明的有益效果是：
柔性模块根据外部充电插座的位姿进行枪头动力模块位姿的自适应调整，能够克服因自动充电对车辆充电口位姿判断误差造成的插接失败；
通过驱动控制模块能够驱动充电枪头向前运动，解决了插接时插拔力不够的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1中自动充电装置的结构示意图；
图2为本发明实施例1中柔性充电枪头的结构示意图；
图3a、3b分别为本发明实施例1中柔性充电枪头向下浮动和向上浮动的结构示意图；
图4为本发明实施例1中柔性充电枪头左右运动的结构示意图；
图5为本发明实施例1中柔性充电枪头向下浮动与向前运动相结合的结构示意图；
图6为本发明实施例2中自动充电装置的结构示意图；
图7为本发明实施例2中枪头柔性模块的正视结构示意图；
图8为本发明实施例2中枪头柔性模块的侧视视结构示意图；
图9a、9b分别为本发明实施例2中柔性充电枪头向下浮动和向上浮动的结构示意图；
图10为本发明实施例2中柔性充电枪头左右运动的结构示意图；
图11为本发明实施例2中柔性充电枪头旋转运动的结构示意图；
图12为本发明实施例2中自动充电装置的内部结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。
本文使用的例如“左”、“左侧”、“右”、“右侧”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为位于其他单元或特征“左侧”的单元将位于其他单元或特征“右侧”。因此，示例性术语“左侧”可以囊括左侧和右侧这两种方位。设备可以以其他方式被定向(旋转90度或其他朝向)，并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。
本发明公开了一种柔性充电枪头，该柔性充电枪头包括枪头动力模块及枪头柔性模块，枪头动力模块固定安装于枪头柔性模块的上方，枪头柔性模块根据外部充电插座的位姿，进行枪头动力模块位姿的自适应调整，以使枪头动力模块的充电口与充电插座的充电接口位于同一插接方向，自适应调整包括上下浮动、左右运动及旋转运动中的至少一种。
本发明中根据枪头柔性模块中充电口和外部充电插座中充电接口的相对位姿关系，而枪头柔性模块作为位姿调整的执行模块，实现枪头动力模块位姿的自适应调整，以使枪头动力模块的充电口与充电插座的充电接口位于同一插接方向，从而可进行柔性充电枪头和外部充电插座的插接，避免了因自动充电对车辆充电口位姿判断误差造成的插接失败。
本发明还公开了一种自动充电装置，该自动充电装置包括柔性充电枪头及充电模块，柔性充电枪头为上述的柔性充电枪头，充电模块固定安装于柔性充电枪头中枪头柔性模块的下方。
以下结合具体实施例对本发明作详细说明。
实施例1：
参图1所示，本实施例中的柔性充电枪头与充电模块300相连，柔性充电枪头包括枪头动力模块100及枪头柔性模块200，枪头动力模块100固定安装于枪头柔性模块200的上方，充电模块300固定安装于柔性充电枪头中枪头柔性模块200的下方，其中，枪头柔性模块200可根据外部充电插座(图5中400)的位姿，进行枪头动力模块100的位姿进行自适应调整，自适应调整包括上下浮动、左右运动及旋转运动中的至少一种。
参图2所示，本实施例中的枪头动力模块100包括位于前端的充电枪头101、位于后端的驱动控制模块102、及连接充电枪头101和驱动控制模块102的传动模块103，驱动控制模块102驱动通过传动模块103驱动充电枪头101进行前后运动。
本实施例中枪头柔性模块以柔性弹簧为例进行说明，通过柔性弹簧直接连接枪头动力模块100和充电模块300。
本实施例中枪头动力模块100的重心位于枪头柔性模块200中心的正上方，枪头柔性模块200可根据枪头动力模块100的位姿进行自适应调整，以使枪头动力模块围绕枪头柔性模块的重心进行上下浮动。
本发明自适应调整中枪头动力模块进行上下浮动的角度范围为-15°～15°，优选地，参图3a、3b所示，本实施例自适应调整中枪头动力模块进行上下浮动的角度范围为-5°～5°。
本发明自适应调整中枪头动力模块进行左右运动的距离范围为-28mm～28mm，优选地，参图4所示，本实施例自适应调整中枪头动力模块进行左右运动的距离范围为-18mm～18mm。
另外，本发明自适应调整中枪头动力模块进行旋转运动的角度范围为-15°～15°，优选地，本实施例自适应调整中枪头动力模块进行旋转运动的角度范围为-6°～6°。
参图5所示，本实施例中当充电枪头101需要伸出时，驱动控制模块102驱动通过传动模块103驱动充电枪头101沿着工作轴向前运动，直至与对应的充电插座400完全耦合，充电结束后驱动控制模块102驱动通过传动模块103驱动充电枪头101沿着工作轴向后运动，直至初始状态。
实施例2：
参图6所示，本实施例中的柔性充电枪头与充电模块300相连，柔性充电枪头包括枪头动力模块100及枪头柔性模块200，枪头动力模块100固定安装于枪头柔性模块200的上方，充电模块300固定安装于柔性充电枪头中枪头柔性模块200的下方，其中，枪头柔性模块200可根据外部充电插座(图12中400)的位姿，进行枪头动力模块100的位姿进行自适应调整，自适应调整包括上下浮动、左右运动及旋转运动中的至少一种。
参图7、图8所示，本实施例中枪头柔性模块包括安装轴21、旋转安装于安装轴上的第一连接块221和第二连接块222、固定安装于第一连接块221和第二连接块222之间的安装轴上的弹性调整块23、固定安装于第一连接块221上的第一调整柱241、固定安装于第二连接块222上的第二调整柱242、固定安装于第一调整柱241上的第一连接件251、及固定安装于第二调整柱242上的第二连接件252，其中，第一调整柱241、第二调整柱242、安装轴21及弹性调整块23的轴向平行设置，弹性调整块23为一扭力弹簧。
优选地，枪头柔性模块包括两个沿横向分布的第一调整柱241，两个第一调整柱241上固定安装有第一弹性膜片261，第一连接块221的一端设有两个沿纵向分布的第一安装部2411，第一连接块221通过两个第一安装部2411固定安装于第一弹性膜片261上。
优选地，枪头柔性模块包括两个沿纵向分布的第二调整柱242，第二连接块222一端设有两个沿横向分布的第二安装部2221，两个第二安装部2221上固定安装有第二弹性膜片262，第二调整柱242的一端固定安装于第二弹性膜片262上。
本发明自适应调整中枪头动力模块进行上下浮动的角度范围为-15°～15°，优选地，参图9a、9b所示，本实施例自适应调整中枪头动力模块进行上下浮动的角度范围为-5°～5°。
本发明自适应调整中枪头动力模块进行左右运动的距离范围为-28mm～28mm，优选地，参图10所示，本实施例自适应调整中枪头动力模块进行左右运动的距离范围为-18mm～18mm。
本发明自适应调整中枪头动力模块进行旋转运动的角度范围为-15°～15°，优选地，参图11所示，本实施例自适应调整中枪头动力模块进行旋转运动的角度范围为-6°～6°。
参图12所示，本实施例中的枪头动力模块100包括位于前端的充电枪头101、位于后端的驱动控制模块102、及连接充电枪头101和驱动控制模块102的传动模块103，驱动控制模块102驱动通过传动模块103驱动充电枪头101进行前后运动。
本实施例中当充电枪头101需要伸出时，驱动控制模块102驱动通过传动模块103驱动充电枪头101沿着工作轴向前运动，直至与对应的充电插座400完全耦合，充电结束后驱动控制模块102驱动通过传动模块103驱动充电枪头101沿着工作轴向后运动，直至初始状态。
其中，本发明各实施例自适应调整中的上下浮动、左右运动、旋转运动及前后运动可以单独进行，也可以两种或多种同步进行，如图5即结合了向下浮动和向前运动两种运动方式，以方便充电枪头的插接，其他方式的组合此处不再一一举例进行说明。
应当理解的是，本发明各实施例中上下浮动的角度范围为-5°～5°，左右运动的距离范围为-18mm～18mm，旋转运动的角度范围为-6°～6°，在其他实施例中上下浮动的角度范围、左右运动的距离范围及旋转运动的角度范围可以根据需要设置为其他范围，此处不再进行赘述。
由以上技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：
柔性模块根据外部充电插座的位姿进行枪头动力模块位姿的自适应调整，能够克服因自动充电对车辆充电口位姿判断误差造成的插接失败；
通过驱动控制模块能够驱动充电枪头向前运动，解决了插接时插拔力不够的问题。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种柔性充电枪头，其特征在于，所述柔性充电枪头包括枪头动力模块及枪头柔性模块，所述枪头动力模块固定安装于枪头柔性模块的上方，所述枪头柔性模块根据外部充电插座的位姿，进行枪头动力模块位姿的自适应调整，以使枪头动力模块的充电口与充电插座的充电接口位于同一插接方向，自适应调整包括上下浮动、左右运动及旋转运动中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的柔性充电枪头，其特征在于，所述枪头柔性模块包括安装轴、旋转安装于安装轴上的第一连接块和第二连接块、固定安装于第一连接块和第二连接块之间的安装轴上的弹性调整块、固定安装于第一连接块上的第一调整柱、固定安装于第二连接块上的第二调整柱、固定安装于第一调整柱上的第一连接件、及固定安装于第二调整柱上的第二连接件，所述第一调整柱、第二调整柱、安装轴及弹性调整块的轴向平行设置。
3.根据权利要求2所述的柔性充电枪头，其特征在于，所述枪头柔性模块包括若干沿横向分布的第一调整柱，所述第一调整柱上固定安装有第一弹性膜片，所述第一连接块的一端固定安装于第一弹性膜片上。
4.根据权利要求2所述的柔性充电枪头，其特征在于，所述枪头柔性模块包括若干沿纵向分布的第二调整柱，所述第二连接块一端固定安装有第二弹性膜片，所述第二调整柱的一端固定安装于第二弹性膜片上。
5.根据权利要求1所述的柔性充电枪头，其特征在于，所述枪头柔性模块为柔性弹簧。
6.根据权利要求2或5所述的柔性充电枪头，其特征在于，所述自适应调整中枪头动力模块上下浮动的角度范围为-15°～15°。
7.根据权利要求2或5所述的柔性充电枪头，其特征在于，所述自适应调整中枪头动力模块左右运动的距离范围为-28mm～28mm。
8.根据权利要求2或5所述的柔性充电枪头，其特征在于，所述自适应调整中枪头动力模块旋转运动的角度范围为-15°～15°。
9.根据权利要求1所述的柔性充电枪头，其特征在于，所述枪头动力模块包括位于前端的充电枪头、位于后端的驱动控制模块、及连接充电枪头和驱动控制模块的传动模块，所述驱动控制模块驱动通过传动模块驱动充电枪头进行前后运动。
10.一种自动充电装置，其特征在于，所述自动充电装置包括柔性充电枪头及充电模块，所述柔性充电枪头为权利要求1～9中任一项所述的柔性充电枪头，所述充电模块固定安装于柔性充电枪头中枪头柔性模块的下方。
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