CN109572457A - 一种基于立体车库的无线充电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无线充电技术领域，具体是一种基于立体车库的无线充电系统，包括固定板、托板、电动汽车和无线充电控制系统，固定板内部开设有充电槽，充电槽贯穿托板的顶部，充电槽内部设有用于移动初级感应线圈的调节定位机构，电动汽车放置在托板的顶部，托板靠近充电桩的一侧固定有限位块，限位块用于限制电动汽车前轮位置，托板远离充电桩的一侧开设有利于电动汽车行驶上来的斜边，无线充电控制系统用于控制电动汽车在立体车库中停车时的充电状态。本发明通过限位块限制电动汽车的位置，并作为移动原点，通过调节定位机构移动初级感应线圈与汽车底盘的次级感应线圈相配合进行使用，提高无线充电的充电质量，有利于汽车的续航行驶。

Description

一种基于立体车库的无线充电系统
技术领域
本发明涉及无线充电技术领域，具体为一种基于立体车库的无线充电系统。
背景技术
随着人民生活水平的不断提高，越来越多的人购买了私家车，而停车难问题的出现，也给机械停车设备行业带来了巨大的商机和广阔的市场。为了节约停车时间以及停车占地面积，目前开始采用立体车库来对汽车进行停放管理。在国家质量监督检验检疫总局颁布的《特种设备目录》中，将立体车库分为九大类，具体是：升降横移类、简易升降类、垂直循环类、水平循环类、多层循环类、平面移动类、巷道堆垛类、垂直升降类和汽车专用升降机。
为了节约能源，减少环境污染，电动汽车受到了世界各国的大力推广。目前，由于电池容量及充电基础设施等条件的限制，充电问题成为电动汽车发展过程中而临的最主要的瓶颈问题。无线充电技术可以解决传统传导式充电面临的接口限制、安全问题等而逐渐发展成为电动汽车充电的主要方式。无线充电技术引源于无线电力输送技术。无线电力传输也称无线能量传输或无线电能传输，主要通过电磁感应、电磁共振、射频、微波、激光等方式实现非接触式的电力传输。
在立体车库中，当车辆停放在系统设定的停车位时，在汽车托板底部利用电磁感应可以对电动汽车进行无线充电，能够很好的利用停车时间为汽车提供续航的动力能源。中国专利申请号CN201710075795.6公开了一种无线充电立体车库系统及其控制方法，中国专利授权公告号CN207388929U公开了一种用于立体车库的无线充电装置，均对基于立体车库的无线充电系统进行了补充。由于汽车的厂家不同，汽车型号不同，导致安装在汽车底盘上的次级感应线圈的位置不同，安装在托板上的初级线圈与次级感应线圈上下位置错位时，将影响无线充电效率，使汽车在立体车库停车时不能有效利用停车时间进行充电，充电质量差，不利于汽车续航行驶。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于立体车库的无线充电系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于立体车库的无线充电系统，包括固定板、托板、电动汽车和无线充电控制系统，所述托板通过牵引机构滑动连接在固定板的顶部，所述电动汽车的车身底盘下部安装有次级感应线圈，所述次级感应线圈通过与初级感应线圈相互配合产生电磁感应为电动汽车进行充电；所述固定板一侧端部垂直固定有支架，所述支架的顶部安装有摄像头，所述固定板顶部靠近支架的一侧固定有充电桩，所述固定板内部开设有充电槽，所述充电槽贯穿托板的顶部，所述充电槽内部设有用于移动初级感应线圈的调节定位机构；所述电动汽车放置在托板的顶部，所述托板靠近充电桩的一侧固定有限位块，所述限位块用于限制电动汽车的两个前轮位置，所述托板远离充电桩的一侧开设有利于电动汽车行驶上来的斜边；所述无线充电控制系统用于控制电动汽车在立体车库中停车时的充电状态，所述无线充电控制系统包括车轮识别模块、主控制器和云服务器，所述车轮识别模块安装在立体车库的车辆进口，所述车轮识别模块的输入端分别信号连接有车牌识别模块和车型识别模块，所述车轮识别模块与主控制器信号连接，所述主控制器将车辆信息上传至云服务器进行对比和存储，所述主控制器的输出端与调节定位机构电性连接。
优选的，所述调节定位机构为十字滑台机构，所述调节定位机构包括第一电机、第一丝杆、第二电机和第二丝杆，所述第一电机安装在固定板的一侧，所述第一电机通过传动装置与第一丝杆传动连接，所述第一丝杆的两端与充电槽的上下两端转动连接，所述第一丝杆的外侧固定有滑块，所述滑块的端部安装有第二电机，所述第二丝杆设置在滑块的内部，且其与滑块的左右两端转动连接，所述第二丝杆与第一丝杆呈十字型设置，所述第二电机的输出轴与第二丝杆传动连接，所述第二丝杆的外侧转动连接有螺母，所述螺母的顶部固定有垫板，所述垫板与滑块的上下两侧滑动连接，所述垫板的顶部固定有支撑台，所述支撑台的顶部设置有初级感应线圈。
优选的，所述调节定位机构还包括气缸组，所述气缸组的缸体垂直固定在支撑台的顶部，所述气缸组的输出轴顶部与初级感应线圈水平固定。
优选的，所述气缸组至少设置有一个气缸。
优选的，所述限位块靠近电动汽车的一侧开设有阻止电动汽车车轮前行的弧形边，所述弧形边的内部设置有防滑纹。
优选的，所述防滑纹为橡胶防滑纹。
优选的，所述防滑纹外凸于弧形边。
其中，所述车牌识别模块用于识别电动汽车的车牌号码，并上传至云服务器，方便车主提车时结算停车费用。
其中，所述车型识别模块用于识别电动汽车的车辆型号，并上传至云服务器，根据从云服务器下载的车型信息，确定电动汽车的次级感应线圈在底盘的位置，通过调节定位机构调节初级感应线圈的位置与其相配合进行充电。
其中，所述云服务器内部存储有各种型号的电动汽车信息以及往期停车记录。
优选的，所述次级感应线圈的磁感应面与初级感应线圈的磁感应面相互平行，充电时，所述次级感应线圈与初级感应线圈之间的距离为5～15cm。
优选的，所述斜边的斜度为4～9度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：电动汽车的车主需要将车停放在立体车库进行充电时，通过进口的车轮识别模块识别电动汽车的车牌与型号，从而确定电动汽车的次级感应线圈在底盘的位置，电动汽车的车主将车开到托板顶部，由限位块限制电动汽车的停车位置，可作为一个起始原点，从而确定电动汽车底盘上的次级感应线圈位置，由牵引机构(横移轨道)移动到立体车库合适的停车地点，通过调节定位机构能够使初级感应线圈在充电槽内部完成上下左右移动，进而方便将初级感应线圈移动到与次级感应线圈磁芯相同的位置，有利于提高无线充电质量和充电效率，有利于电动汽车的续航行驶。
附图说明
图1为本发明整体结构正视图；
图2为本发明整体结构右视图；
图3为本发明托板结构俯视图；
图4为本发明调节定位机构俯视部分示意图；
图5为本发明调节定位机构侧视部分示意图；
图6为本发明限位块结构示意图；
图7为本发明无线充电控制系统框架图。
图中：1-固定板；11-支架；12-摄像头；13-充电桩；14-调节定位机构；140-滑块；141-第一电机；142-第一丝杆；143-第二电机；144-第二丝杆；145-螺母；146-垫板；147-传动装置；148-支撑台；149-气缸组；15-充电槽；2-托板；21-限位块；211-弧形边；212-防滑纹；22-斜边；3-电动汽车；31-次级感应线圈；32-初级感应线圈；4-无线充电控制系统；41-车辆识别模块；411-车牌识别模块；412-车型识别模块；42-主控制器；43-云服务器。
具体实施方式
在下文中，将参考附图描述本发明的各种实施方式。然而，实施方式可以按各种形式实施，而不应被认为眼制于本文中提及的结实施方式。而是，提供这些实施方式是为了使得本发明向本领域技术人员完整地传达本发明的保护范围。另外，为了避免混淆本公开的主题，可能没有详细描述或示出己知的功能或结构。
下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明。
请参阅图1至图3，本发明提供一种技术方案：一种基于立体车库的无线充电系统，包括固定板1、托板2、电动汽车3和无线充电控制系统4，托板2通过牵引机构(横移轨道)滑动连接在固定板1的顶部，电动汽车3的车身底盘下部安装有次级感应线圈31，次级感应线圈31通过与初级感应线圈32相互配合产生电磁感应为电动汽车3进行充电。
在固定板1一侧端部垂直焊接固定有支架11，支架11的顶部安装有摄像头12，用于监控电动汽车3的安全停放，以及无线充电状态。固定板1顶部靠近支架11的一侧安装固定有充电桩13，充电桩13中存储有用于电动汽车3充电的电能以及缆线，充电桩13通过缆线与初级感应线圈32电性连接。固定板1内部开设有充电槽15，充电槽15贯穿托板2的顶部，充电槽15内部设有用于移动初级感应线圈32的调节定位机构14。
请参阅图4，图5，调节定位机构14为十字滑台机构，调节定位机构14包括第一电机141、第一丝杆142、第二电机143和第二丝杆144，第一电机141与外部电源电性连接，第一电机141通过螺栓安装在固定板1的一侧，第一电机141通过传动装置147与第一丝杆142传动连接，传动装置147可为齿轮传动装置或者皮带轮传动装置。第一丝杆142的两端与充电槽15的上下两端转动连接，第一丝杆142的外侧固定有滑块140，通过开启第一电机141，滑块140能够通过第一丝杆142在充电槽15内部上下移动。
滑块140的端部安装有第二电机143，第二电机143与外部电源电性连接，第二丝杆144设置在滑块140的内部，且其与滑块140的左右两端转动连接，第二丝杆144与第一丝杆142呈十字型设置，第二电机143的输出轴通过联轴器与第二丝杆144传动连接，第二丝杆144的外侧转动连接有螺母145，通过开启第二电机143，螺母145能够沿着第二丝杆144在充电槽15内部左右移动，螺母145的顶部固定有垫板146，垫板146与滑块140的上下两侧通过滑道滑动连接，垫板146的顶部固定有支撑台148，支撑台148的顶部设置有初级感应线圈32。螺母145的左右移动将带动支撑台148一起左右移动，从而带动初级感应线圈32左右移动。
通过调节定位机构14能够使初级感应线圈32在充电槽15内部完成上下左右移动，进而方便将初级感应线圈32移动到与次级感应线圈31磁芯相同的位置，有利于提高无线充电质量和充电效率，有利于电动汽车3的续航行驶。
其中，调节定位机构14还包括气缸组149，气缸组149至少设置有一个气缸来完成顶升作业。气缸组149的缸体通过螺栓垂直固定在支撑台148的顶部，气缸组149与外部电源电性连接，气缸组149的输出轴顶部与初级感应线圈32水平固定。
通过气缸组149的顶升作业，能够将初级感应线圈32顶升到与次级感应线圈31距离接近的位置，次级感应线圈31的磁感应面与初级感应线圈32的磁感应面相互平行，充电时，次级感应线圈31与初级感应线圈32之间的距离为5～15cm，提高电磁感应的磁场强度，用来达到最高效的无线充电效果。
在立体车库的牵引机构(横移轨道)的牵引下，将电动汽车3放置在托板2的顶部，托板2靠近充电桩13的一侧固定有限位块21，限位块21用于限制电动汽车3的两个前轮位置。请参阅图6，限位块21靠近电动汽车3的一侧开设有阻止电动汽车3车轮前行的弧形边211，弧形边211的内部设置有用于防止电动汽车3溜车的防滑纹212。
限位块21共设置有两块，用于限制电动汽车3的继续前行，通过限位块21可以限制电动汽车3的停车位置，可作为一个起始原点，从而确定电动汽车3底盘上的次级感应线圈31，方便通过调节定位机构14移动初级感应线圈32的位置，与之相配合使用，提高充电效率。
此防滑纹212可设置为橡胶防滑纹，用于提高限位块21受到的车轮的抗撞击力，也提高限位块21的阻力。防滑纹212外凸于弧形边211，高度为5毫米，能够有效提高限位块21的阻力，以及提高限位块21受到的车轮的抗撞击力。
在托板2远离充电桩13的一侧开设有利于电动汽车3行驶上来的斜边22，斜边22的斜度为4～9度，方便驾驶电动汽车3行驶到托板2上停车，再由牵引机构(横移轨道)移动到立体车库合适的停车地点。
无线充电控制系统4用于控制电动汽车3在立体车库中停车时的充电状态，请参阅图7，无线充电控制系统4包括车轮识别模块41、主控制器42和云服务器43，主控制器42为基于8051内核的CISC的DS89C430系列微控制器，车轮识别模块41安装在立体车库的车辆进口，车轮识别模块41的输入端分别信号连接有车牌识别模块411和车型识别模块412，车轮识别模块41与主控制器42信号连接，主控制器42将车辆信息上传至云服务器43进行对比和存储，主控制器42的输出端与调节定位机构14电性连接。
车牌识别模块411用于识别电动汽车3的车牌号码，并上传至云服务器43，方便车主提车时结算停车费用；车型识别模块412用于识别电动汽车3的车辆型号，并上传至云服务器43，根据从云服务器43下载的车型信息，确定电动汽车3的次级感应线圈31在底盘的位置，通过调节定位机构14调节初级感应线圈32的位置与其相配合进行充电；云服务器43内部存储有各种型号的电动汽车3信息以及往期停车记录。
工作原理：电动汽车3的车主需要将车停放在立体车库进行充电时，通过进口的车轮识别模块41识别电动汽车3的车牌与型号，从而确定电动汽车3的次级感应线圈31在底盘的位置，电动汽车3的车主将车开到托板2顶部，由限位块21限制电动汽车3的停车位置，可作为一个起始原点，从而确定电动汽车3底盘上的次级感应线圈31位置，由牵引机构(横移轨道)移动到立体车库合适的停车地点，通过调节定位机构14能够使初级感应线圈32在充电槽15内部完成上下左右移动，进而方便将初级感应线圈32移动到与次级感应线圈31磁芯相同的位置，有利于提高无线充电质量和充电效率，有利于电动汽车3的续航行驶。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”、“第二”之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
在本发明中，除非另有说明，“若干个”的含义是两个或两个以上；术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种基于立体车库的无线充电系统，包括固定板(1)、托板(2)、电动汽车(3)和无线充电控制系统(4)，所述托板(2)通过牵引机构滑动连接在固定板(1)的顶部，所述电动汽车(3)的车身底盘下部安装有次级感应线圈(31)，所述次级感应线圈(31)通过与初级感应线圈(32)相互配合产生电磁感应为电动汽车(3)进行充电；
其特征在于：所述固定板(1)一侧端部垂直固定有支架(11)，所述支架(11)的顶部安装有摄像头(12)，所述固定板(1)顶部靠近支架(11)的一侧固定有充电桩(13)，所述固定板(1)内部开设有充电槽(15)，所述充电槽(15)贯穿托板(2)的顶部，所述充电槽(15)内部设有用于移动初级感应线圈(32)的调节定位机构(14)；
所述电动汽车(3)放置在托板(2)的顶部，所述托板(2)靠近充电桩(13)的一侧固定有限位块(21)，所述限位块(21)用于限制电动汽车(3)的两个前轮位置，所述托板(2)远离充电桩(13)的一侧开设有利于电动汽车(3)行驶上来的斜边(22)；
所述无线充电控制系统(4)用于控制电动汽车(3)在立体车库中停车时的充电状态，所述无线充电控制系统(4)包括车轮识别模块(41)、主控制器(42)和云服务器(43)，所述车轮识别模块(41)安装在立体车库的车辆进口，所述车轮识别模块(41)的输入端分别信号连接有车牌识别模块(411)和车型识别模块(412)，所述车轮识别模块(41)与主控制器(42)信号连接，所述主控制器(42)将车辆信息上传至云服务器(43)进行对比和存储，所述主控制器(42)的输出端与调节定位机构(14)电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于立体车库的无线充电系统，其特征在于：所述调节定位机构(14)为十字滑台机构，所述调节定位机构(14)包括第一电机(141)、第一丝杆(142)、第二电机(143)和第二丝杆(144)，所述第一电机(141)安装在固定板(1)的一侧，所述第一电机(141)通过传动装置(147)与第一丝杆(142)传动连接，所述第一丝杆(142)的两端与充电槽(15)的上下两端转动连接，所述第一丝杆(142)的外侧固定有滑块(140)，所述滑块(140)的端部安装有第二电机(143)，所述第二丝杆(144)设置在滑块(140)的内部，且其与滑块(140)的左右两端转动连接，所述第二丝杆(144)与第一丝杆(142)呈十字型设置，所述第二电机(143)的输出轴与第二丝杆(144)传动连接，所述第二丝杆(144)的外侧转动连接有螺母(145)，所述螺母(145)的顶部固定有垫板(146)，所述垫板(146)与滑块(140)的上下两侧滑动连接，所述垫板(146)的顶部固定有支撑台(148)，所述支撑台(148)的顶部设置有初级感应线圈(32)。
3.根据权利要求2所述的一种基于立体车库的无线充电系统，其特征在于：所述调节定位机构(14)还包括气缸组(149)，所述气缸组(149)的缸体垂直固定在支撑台(148)的顶部，所述气缸组(149)的输出轴顶部与初级感应线圈(32)水平固定。
4.根据权利要求3所述的一种基于立体车库的无线充电系统，其特征在于：所述气缸组(149)至少设置有一个气缸。
5.根据权利要求1所述的一种基于立体车库的无线充电系统，其特征在于：所述限位块(21)靠近电动汽车(3)的一侧开设有阻止电动汽车(3)车轮前行的弧形边(211)，所述弧形边(211)的内部设置有防滑纹(212)。
6.根据权利要求5所述的一种基于立体车库的无线充电系统，其特征在于：所述防滑纹(212)为橡胶防滑纹。
7.根据权利要求5所述的一种基于立体车库的无线充电系统，其特征在于：所述防滑纹(212)外凸于弧形边(211)。
8.根据权利要求1所述的一种基于立体车库的无线充电系统，其特征在于：
所述车牌识别模块(411)用于识别电动汽车(3)的车牌号码，并上传至云服务器(43)，方便车主提车时结算停车费用；
所述车型识别模块(412)用于识别电动汽车(3)的车辆型号，并上传至云服务器(43)，根据从云服务器(43)下载的车型信息，确定电动汽车(3)的次级感应线圈(31)在底盘的位置，通过调节定位机构(14)调节初级感应线圈(32)的位置与其相配合进行充电；
所述云服务器(43)内部存储有各种型号的电动汽车(3)信息以及往期停车记录。
9.根据权利要求1所述的一种基于立体车库的无线充电系统，其特征在于：所述次级感应线圈(31)的磁感应面与初级感应线圈(32)的磁感应面相互平行，充电时，所述次级感应线圈(31)与初级感应线圈(32)之间的距离为5～15cm。
10.根据权利要求1所述的一种基于立体车库的无线充电系统，其特征在于：所述斜边(22)的斜度为4～9度。
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CN111409475A (zh) * 2020-04-15 2020-07-14 安徽佑赛科技股份有限公司 一种电动汽车无线充电装置
CN112455266A (zh) * 2019-09-06 2021-03-09 比亚迪股份有限公司 车载充电盘和具有其的车辆以及车辆的充电方法
CN114274802A (zh) * 2021-12-22 2022-04-05 湖南亚富智能设备股份有限公司 一种立体车库用无线充电装置

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