CN110546030B - 用于自动将线缆连接到停放的车辆的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的特征在于装置包括第一细长元件(120),第二细长元件(130)和第三细长元件(110);第一移动单元(140),其枢转地连接到所述第一细长元件的第一端;第二移动单元(150),其枢转地连接到所述第二细长元件的第一端;线缆连接单元(160),其枢转地连接到所述第一细长元件的第二端和所述第二细长元件的第二端;和控制单元(170),所述第三细长元件布置成固定地安装在停放空间处,两个所述移动单元布置成由所述控制单元控制,以沿着所述第三细长元件在任一方向上移位,这种移位使线缆连接单元相对于所述第三细长元件移位,以及所述线缆连接单元布置成通过使连接工具(162)压靠所述车辆的相应连接件而将所述线缆连接到所述车辆。

Description

用于自动将线缆连接到停放的车辆的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种用于将线缆连接到停放的车辆的装置,尤其用于对所述车辆中的电池进行充电。
背景技术
越来越多的汽车和其他车辆通过完全由内部电池推进或通过使用与爆燃式发动机以各种方式协作的电池而变得电动化。本申请对于具有这种电池的车辆是有用的,其中车辆包括用于使用外部电源对电池充电的线缆连接。这适用于汽车、摩托车、卡车、公交车和专业多功能车辆,它们都被本发明所覆盖。
当停放这样的车辆时,例如在车库中,用户通常必须手动将线缆连接到车辆,以便为电池充电。这种操作通常被驾驶员认为是不方便的,特别是因为停车场中的线缆的操作可能是脏的。而且,存在充电不能按预期工作的风险,例如,如果线缆没有正确地插入充电连接件中。
发明内容
本发明解决了上述问题。
因此,本发明涉及一种用于将线缆自动连接到停放的车辆的装置,该装置的特征在于,包括:第一细长元件,第二细长元件和第三细长元件;第一移动单元,其枢转地连接到第一细长元件的第一端;第二移动单元,其枢转地连接到第二细长元件的第一端;线缆连接单元,其枢转地连接到第一细长元件的第二端和第二细长元件的第二端;和控制单元,在于,第三细长元件布置成固定地安装在停放空间处,在于,两个移动单元布置成由控制单元控制,以沿第三细长元件在任一方向上移位,在于,这种移位使线缆连接单元相对于第三细长元件移位,并且在于,线缆连接单元布置成通过使连接工具压靠车辆的相应连接件而将线缆连接到车辆。
此外,本发明还涉及一种用于将线缆自动连接到停放的车辆的方法,该方法的特征在于,包括以下步骤:a)在停放空间提供线缆连接装置,该线缆连接装置包括:第一细长元件,第二细长元件和第三细长元件;第一移动单元,其枢转地连接到第一细长元件的第一端;第二移动单元,其枢转地连接到第二细长元件的第一端;线缆连接单元,其枢转地连接到第一细长元件的第二端和第二细长元件的第二端;和控制单元,第三细长元件布置成固定地安装在停放空间处,两个移动单元布置成由控制单元控制,以沿着第三细长元件在任一方向上移位,使得这种移位使线缆连接单元相对于第三细长元件移位;b)使控制单元控制第一移动单元和第二移动单元沿第三细长构件的运动,使得线缆连接件单元朝向车辆的连接件移动;和c)使控制单元控制第一移动单元和第二移动单元沿第三细长构件的运动,使得线缆连接单元的连接工具压靠车辆的相应连接件,从而在线缆和车辆之间建立电连接。
附图说明
在下文中,将参考本发明的示例性实施方式和附图详细描述本发明,其中:
图1是根据本发明的处于第一状态的装置的简化立体图,其中线缆连接单元160缩回并且门打开工具164启动;
图2是图1所示装置处于第二状态的简化立体图,其中线缆连接单元160已向前移动并且门打开工具164仍然启动;
图3是图1所示装置处于第三状态的简化立体图,其中线缆连接单元160仍处于向前位置,但其中门打开工具162停用;
图4是图1所示装置处于第四状态的简化立体图,其类似于第三状态,但其中柔性外壳163部分地缩回;
图5是图4移除了柔性外壳的视图;
图6是图1所示装置处于第二状态的从不同角度观看的简化立体图;和
图7和8示出了根据本发明的连接件工具的锥形对准工具的两个不同示例,用于与车辆上的相应连接件一起使用。
具体实施方式
在所有附图中,相同的附图标记用于相同的部件。
因此,图1示出了根据本发明的用于将线缆161自动连接到停放的车辆的装置100的示例性实施方式。车辆未在附图中披露。通常,车辆可以是汽车、卡车、公交车和专业多功能车辆,并且包括用于推进车辆的电池。线缆161连接到车辆以便向车辆提供电能用以对这种电池充电,并且通常连接到电源,例如充电箱或通用电网。出于相同的目的,车辆包括连接件(例如插座),用于连接用于这种电连接的线缆。存在不同标准类型的这种连接件,这些连接件是众所周知的并且在此不详细描述。
装置100是布置成用于线缆161到车辆的全自动和自主连接的机器人,并且将在下面详细描述。
根据本发明,装置100包括第一细长元件120、第二细长元件130和第三细长元件110。元件110,120,130中的每一个可以由合适的耐用材料制成,优选地由金属材料(例如,不锈钢)制成。优选地,第三细长元件110可以是金属杆,其可以优选地是圆柱形的。
此外,装置100包括第一移动单元140,其例如经由枢轴接头141可枢转地连接到第一细长元件120的第一端。类似地,装置100包括第二移动单元150,该第二移动单元150例如经由枢轴接头151枢转地连接到第二细长元件130的第一端。
此外,装置100包括线缆连接单元160,其例如经由枢轴接头165、166枢转地连接到第一细长元件120的相对的第二端,并连接到第二细长元件130的相对的第二端。
结果,第一细长元件120、第二细长元件130和第三细长元件110一起基本上限定三角形,其中线缆连接单元160、第一移动单元140和第二移动单元150位于三角形的拐角处。三角形优选地是等边的,使得第一细长元件120和第二细长元件130具有相等的长度。换句话说,线缆连接单元160与各移动单元140,150之间的距离优选地相等。
第三细长元件110布置成固定地安装在停放空间处,例如使用组合的紧固和移动单元止动构件111,112。优选地,第三细长元件110布置成基本水平地安装在高于停放空间地板上方0.2-1m,优选地在至少0.3m,优选地最多0.6m处。进一步优选地,当以这种方式安装第三细长构件110时,优选的是,第一细长构件120和第二细长构件130基本上水平地设置,例如相对于水平面以-10°和10°之间的相应角度延伸。优选地,该角度可以不同但对于第一细长元件120和第二细长元件130总是相同的,并且通过各移动单元140,150和第三细长元件110之间的角度接合来实现。因此,移动单元140,150可绕第三细长元件110可控制地枢转和/或第三细长元件110可绕其纵向轴线可控制地枢转。
优选地,装置100居中地布置在停放空间的短边处,停放车辆朝向短边靠近停放位置。第三细长元件110可以直接紧固到竖向壁上,或紧固在单独的安装结构上。
进一步根据本发明,装置100包括控制单元170,其布置成控制移动单元140,150。
具体地,两个移动单元140,150布置成在控制单元170的控制下沿着纵向方向(例如水平地)在第三细长元件110的任一方向上移位。这可以例如通过移动单元140,150或者通过布置在控制单元170中的电动机来实现,移动单元140,150各自包括相应的电动机。控制单元170中的这种电动机可以是螺杆电动机,其布置成沿着第三细长元件110使所讨论的移动单元140,150移位或者以任何其他方式使用螺杆机构来移动所讨论的移动单元140,150。为了在移位时使移动单元140,150保持在旋转位置,可以在所讨论的移动单元140,150中使用本身的旋转稳定工具,例如移动单元140,150可以接合的第三细长元件110的圆柱形几何形状,以相对于第三细长元件110的角度取向而固定移动单元140,150。
电动机本身可以是传统的电动机,例如步进电动机。电动机可以经由使用第三纵向元件110内部的线缆提供的电能或者以任何其他合适的方式供电。控制单元170和每个电动机之间的通信可以是无线的(例如使用蓝牙)或者经由与用于向所讨论的电动机提供所述电能的相同或不同的线缆。这种通信本身是常规的,这里不再详细描述。优选地,电动机或移动单元140,150还包括测量运动阻力的相应传感器,向反馈回路中的控制单元170提供读取值。这种反馈测量值可用于将连接工具162仅以预定方式推入与车辆连接件的接合,或者不过度推动而破坏车辆的连接件。
移动单元140,150的移位使线缆连接单元160相对于第三细长元件110移位。具体地,在两个移动单元140,150以相同的速度沿相同方向移动的情况下,线缆连接单元160将平行于第三细长元件110移动。在移动单元140,150较靠近彼此移动的情况下,线缆连接单元160将在由第一细长元件120和第二细长元件130跨越的平面中远离第三细长元件110移动。在移动单元140,150相对于彼此远离移动的情况下,线缆连接单元160将在所述平面中朝向第三细长元件110移动。这样,线缆连接单元160可以横向和纵向在所述平面中自由移动,以使其自身与车辆连接件对准。应注意,所述平面优选地基本上水平,或者相对于水平面至少在-10°至10°之间。第三纵向元件110优选地是笔直的,使得移动单元140,150沿着相同的笔直路径行进。
进一步根据本发明,线缆连接单元160布置成通过将连接工具162压靠车辆的相应连接件而将线缆161连接到车辆。连接工具162可以优选地是用于连接到所述连接件的标准插头,该插头由线缆连接件单元160保持或包含在线缆连接件单元160中。
为了将线缆161自动地连接到停放的车辆,这种装置提供了非常简单、稳健和低成本的结构。具有细长元件110,120,130的系统向线缆连接单元160提供最大运动范围,这将在下文描述,同时仍提供足够的操纵精度以便即使在没有监视人员的情况下也能够提供可靠的连接。通过使用紧固装置111,112将装置100简单地安装到所讨论的停放空间的竖向壁上,可以有利地在现有的停放空间中安装装置100。
装置100同样可以以任何合适的传统方式(例如永久地连接到正常电网)供电。
优选地,装置100安装在与车辆连接件的高度相对应的竖向高度处,使得线缆连接单元160仅需移动到正确的水平位置以实现连接。然而,根据优选实施方式,装置100包括步进工具,该步进工具布置成逐步改变第三细长元件110与第一和第二细长元件120,130中的每一个之间的相对角度,如在第三细长元件110的竖向角度方向上所测量的。换句话说,步进工具布置成使由第一细长元件120和第二细长元件130所横跨的上述平面围绕第三细长元件110的纵向轴线枢转。结果,线缆连接单元160以相应的方式在距第三细长元件110相同的距离处向上或向下移动。尽管在许多情况下不是必需的,但优选线缆连接工具160、特别是枢轴接头165,166布置有平行杆集合或类似的纯机械工具,使得线缆连接工具162始终保持在水平方向,而与所述平面的角度取向无关。
步进工具可以以不同方式设计。然而,优选的是,在控制单元170的控制下,使用移动单元140,150中的一个或两个的移动来启动它。因此,除了移动单元140,150沿着第三细长元件的移动控制之外,优选地不通过控制单元170来赋予关于所述平面的角度的附加控制。
优选地,步进工具以下列方式实施。当第一移动单元140和第二移动单元150中的至少一个或两个沿着第三细长元件110行进到的路径的任一末端时,所讨论的移动单元140,150可以沿着第三细长元件110移动,作为到达所述极限位置以及在相同的方向上推动的结果,讨论的移动单元140,150与步进工具机械地接合。在图中,用于第一移动单元140的路径由工具111和控制单元170限制;用于第二移动单元150的路径由工具112和控制单元170限制。
因此,步进工具可以包括压力启动工具,该压力启动工具例如布置在装置111处、工具112处和/或控制单元170处。当移动单元140,150到达该压力启动工具处,并随后推动抵靠所讨论的压力启动工具推动时,步进工具被启动。这种启动可以简单地意味着每当步进工具启动时,第三细长元件110绕其纵向轴线转动预定的角度距离(例如0.5°)。当步进工具已启动预定次数时,它可以返回到初始角度取向。这种机械启动的步进工具本身是众所周知的,在此不再详细描述。重要的是,它可以通过移动单元140,150沿着第三细长元件110的运动而启动,并且因此不需要与控制单元170连接的附加控制回路。
可以认为,步进工具,特别是压力启动工具也可以包括在两个或任一个移动单元140,150中,或者包含在控制单元170中。压力启动工具也可以包括在控制单元170中并且布置成通过线缆连接单元160压靠控制单元170而启动。
因此,控制单元170可以布置成控制线缆连接单元160在地板上方的竖向高度,并且因此连接工具162的高度,适当地实现与车辆连接件的连接,通过将移动单元140,150中的两个或一个重复移动到预定的极限位置并且在那里启动所述启动工具,和/或通过使移动单元140,150移开以便将线缆连接单元160压靠在包括在控制单元170中的压力启动工具上。例如,如果步进工具被设计成由于这种启动而使线缆连接单元160向上移动一步,线缆连接单元160将被降低,而后控制工具160重复启动步进工具,逐步向上移动线缆连接单元160,直到线缆连接单元160到达最大升高位置。通过再次启动步进工具,线缆连接单元160再次下降到最大降低位置。通过继续启动步进工具,线缆连接单元160可以再次逐步升高,直到达到所需的竖向位置。应注意,距线缆连接单元160的地面的竖向距离取决于到线缆连接单元160的第三细长元件110的距离。然而,这些参数对于控制单元170是已知的,因此可以被确定。作为对其的补充或替代,使用下述类型的数字相机,以及使用由自动视觉检查获得的线缆连接单元170的位置信息,控制单元170可以以反馈回路方式控制线缆连接工具160的竖向位置和/或水平位置。
因此,根据优选实施方式,装置100还包括数字相机171,数字相机171布置成捕获车辆的图像并将捕获的图像提供给控制单元170。优选地,图像还覆盖线缆连接单元160,使得控制单元170可以确定线缆连接单元160与车辆连接件的相对位置。如图所示,数字相机171可以优选地布置在相机单元中,例如也包括在相同的外壳中,或者沿着第三细长元件110布置控制单元,并且形成到第一移动单元140和第二移动单元150的止动件。这提供了简单、紧凑的设计和适当的相机171可见性。
优选地,相机是由带有距离测量激光传感器的普通2D数字相机171。然后,激光传感器测量到车辆连接件的距离,并且相机测量车辆连接件和线缆连接单元在竖向平面中的位置。
因此,控制单元170布置成检测线缆连接单元160相对于车辆的连接件的相对位置,并控制第一移动单元140和第二移动单元150,使得线缆连接单元160朝向车辆的连接件移动。这里的“检测”是基于由相机171捕获的图像以及基于自动执行的数字图像分析。这样的图像分析本身是众所周知的,这里不再详细讨论。然而,它可能优选地基于线缆连接单元160和车辆连接件的预定视觉信号工具的检测,例如明确定义的形状、颜色和/或贴纸。
具体地,使用图中所示的紧凑设计,其中相机171沿着第三细长元件110布置并且与第三细长元件110连接,优选地使得车辆的连接件,当车辆停放在装置100的前面时,已经证明可以使用传统的低成本网络相机型相机171,并且仍然可以获得足够高的精度,从而可靠地实现所需的连接。具体地,优选的是,相机171布置成使得停放的车辆连接件的预期位置接近相机视场的中心。
为了允许更大的公差,优选地,线缆连接单元160包括对准工具,例如锥形头部162a,其布置成将线缆161对准到车辆的连接件的预定几何形状。如图所示,锥形头部162a可以是连接工具162的一部分。当朝向车辆连接件移动并与车辆连接件接合时,锥形头部162a将自动地将连接工具162对准车辆的连接件,从而保证通过将线缆连接单元160进一步推动抵靠车辆可以建立连接。为了在对准期间允许某些竖向移动和水平移动,优选的是,第一细长元件120和第二细长元件130不是完全刚性的,但是当受到相应的力时允许线缆连接单元160的一些弹性移位。
类似地,第一细长元件120和第二细长元件130的这种弹性是优选的,以便允许车辆错误地撞到装置100而不会造成损坏。因此,优选的是,第一细长元件120和第二细长元件130呈相对刚性的细长金属线圈或弹簧的形式,允许控制单元170控制线缆连接单元160的位置并将其压靠车辆上用于实现连接,但也允许上述对准松弛并且还能够通过朝向第三细长元件110向内弯曲而从碰撞装置100的车辆吸收机械能。
根据优选实施方式,线缆连接单元160还包括门打开工具164,门打开工具164布置成通过线缆连接工具160第一次抵靠门推动然后缩回而将车辆的门打开到车辆的连接件,并且,线缆连接工具162布置成然后通过向前第二次推动,抵靠连接件而连接线缆161。
在附图中,示例性的门打开工具164以吸杯的形式示出,当与线缆连接单元160一起拉回时,该吸杯压靠门并因此与门接合以打开门。根据门的设计和类型,可以使用除吸杯之外的其他接合工具。
优选的是,门打开工具由压力启动的启动工具而启动,该启动工具可以与上述用于改变线缆连接单元160的竖向位置的压力启动工具类似(或甚至相同)。在附图中,示出了示例性的压力启动的启动工具,其包括在线缆连接单元160上的冲刺件(sprint)164a,该冲刺件164a布置成与相应的按钮172配合,当线缆连接单元160向控制单元170移动到极限位置时,其由冲刺部164a压入。优选地,压力启动的启动工具被设计成使得线缆连接单元160每隔一次压靠控制单元170,门打开工具164启动,例如通过折叠到图1和2中所示的水平位置,并且每隔一段时间它被停用,例如折叠到图3所示的竖向位置。
通常,优选的是,门打开工具164布置成通过将线缆连接工具160压向第三细长元件110而启动。
线缆连接单元160可包括弹簧加载的波纹管结构163或其他柔性的弹簧加载结构,当连接工具16被推动与车辆连接件进行连接接合时,作为线缆连接单元160压靠车辆的侧表面的结果,其保护连接工具162并且从连接工具162向后按压。
优选地,枢转接头141,151,165,166完全是被动的并且不以任何方式控制或驱动。
优选地,线缆161与元件110,120,130单独布置,例如松散地悬挂以及固定在与第三细长元件110连接的竖向壁上。
线缆173是线缆连接单元160和控制单元170之间的信号线缆。代替这种信号线缆,还可以使用无线通信。
本发明还涉及一种使用该类型的装置100将线缆161自动连接到停放的车辆的方法。
该方法包括在停放空间处提供上述类型的线缆连接工具100的步骤。当然,该步骤可以在比后续步骤更早的时间点执行,并且会涉及在现有停放空间处装置100的改造。
此后,该方法包括使控制单元170控制第一移动单元140和第二移动单元150沿第三细长构件110的移动的步骤,使得线缆连接件单元160朝向车辆的连接件移动。该步骤还优选地包括基于上述数字图像识别并且优选地以控制单元170、移动单元140,150、线缆连接单元160和相机171以及可能还有的上述移动单元140,150的力传感器之间进行反馈的方式将线缆连接单元160相对于车辆的识别的连接件和/或门而定位。
此后,使控制单元170控制第一移动单元140和第二移动单元150沿第三细长构件110的移动,使得线缆连接单元160的连接工具162压靠车辆的相应连接件,从而在线缆161和车辆之间建立电连接。
此后,通过线缆161向车辆提供电流用以对车辆的电池充电。
稍后,例如当车辆即将离开停放空间时,控制单元170可以被控制以简单地将线缆连接单元160从车辆向第三细长元件110向后拉动,从而连接变得松动。门可以通过车辆中提供的弹簧加载或类似物而自动关闭。也可以使得车辆的驾驶员简单地使车辆远离装置100向后。为此目的,优选的是,控制单元170布置成对这种后退提供一定的阻力,向线缆连接单元160和连接工具朝向第三细长元件110提供拉力,使得作为该车辆后退和从车辆变得松动的结果,连接工具162脱离与车辆连接的连接接合。
该方法还可以包括门打开工具164关闭车辆的门的步骤,例如通过图中所示的吸杯在线缆161已经断开后在其启动状态下朝向门按压,以安全关闭所讨论的门。
然后,装置100准备好进行另一连接。
一旦车辆被停放,连接方法步骤次序可以由车辆的驾驶员启动与控制单元170通信的遥控器来开始。然而,控制单元170还可以布置成自动检测停放空间处的可兼容车辆的存在。例如,这可以使用RFID技术来实现,该车辆携带有源或无源RFID电路,该有源或无源RFID电路发出信息,允许控制单元170接收信息并对其进行解释,以便知道存在停放的车辆并且与装置100相兼容。替代地,车辆的自动停放辅助功能可以布置成以合适的传统无线方式与控制单元170通信,使得控制单元170在车辆处于线缆161可以自动连接的位置时接收命令。
通常,时间对于这种连接并不重要。因此,装置100可以使用标准的简单部件来实现,可能需要一分钟或甚至几分钟来实现与车辆连接件的连接。由于车辆的驾驶员一旦准备好停放就可以离开停放空间,并且不必参与完成连接的装置100,但这不是主要的缺点。
根据优选实施方式,装置100包括以从停放空间上方的屋顶自由悬挂的简单绳的形式的距离确定工具。然后,车辆的驾驶员可以向前驱动车辆,直到绳子接触车辆的车窗玻璃,从而接收车辆定位于合适的向前位置的信息。由于线缆连接单元160可以侧向移动,因此只要车辆位于停放空间内,车辆的侧向位置对于实现连接不是非常关键。
优选地,第一细长元件和第二细长元件的长度在0.5到1.5米之间,第三细长元件110的长度至少为1.0米,进一步优选最多3.0米。
当移动单元140,150较靠近在一起时,这是当线缆连接单元160靠近车辆时的情况,由移动单元140,150将线缆连接工具进一步推向车辆所施加的压力由于杠杆效应最强,这是一个优势。
除了步进工具之外,优选地,对于线缆连接单元160没有其他主动操作的高度调节功能。
为了改善上述锥形头部162a的功能,根据本发明的装置还可以包括单独的装置,该装置布置成围绕连接线缆161电连接件安装在车辆中。这种单独的装置优选地由塑料、橡胶或类似的弹性材料制成,并且优选地设计成紧密地匹配在所讨论的车辆连接件周围作为领部(collar)。单独的装置提供凸形或凹形的锥形表面,锥形头部162a布置成与锥形表面相互作用并且具有与单独的装置的锥形表面互补的形状。在图7和8中分别示出了两个(分别为凸形和凹形)的示例,其中条纹线部分构成单独的装置。这种单独的装置优选地特别适合于匹配特定的车辆型号。
上文已经描述了优选实施方式。然而,对于本领域技术人员显而易见的是,在不脱离本发明的基本思想的情况下,可以对所公开的实施方式进行许多修改。
例如,门打开工具可以以不同于图中所示的吸杯的方式设计。示例包括旋转工具,其布置成转动门上的旋钮或类似物;或者销钉,用于按压门上的按钮。
移动单元140,150和/或线缆连接单元160还可以包括与装置100的其余部分的弹性连接,例如经由橡胶连接元件,以便提供上述弹性,从而提供游隙(slack)以用锥形连接工具162实现连接。
装置100还可以包括沿着相同的第三细长元件110的多于一个的线缆连接单元160,用于同时并行连接到多个车辆。
线缆连接单元160的高度调节也可以使用单独的驱动电动机来实现,例如使第三细长元件110绕其纵向轴线旋转的电动机。
关于装置100所述的所有内容同样适用于根据本发明的方法,反之亦然。
因此,本发明不限于所描述的实施方式,而是可以在所附权利要求的范围内变化。

Claims (11)

1.一种用于将线缆(161)自动连接到停放的车辆的装置(100),
所述装置(100)包括控制单元(170)和线缆连接单元(160),
所述装置(100)还包括第一细长元件(120)、第二细长元件(130)和第三细长元件(110),
所述装置(100)还包括数字相机(171),所述数字相机(171)布置成向所述控制单元(170)提供所述车辆的图像,从而所述控制单元(170)布置成相对于所述车辆的连接件检测所述线缆连接单元(160)的相对位置,所述车辆的连接件是对应于所述线缆连接单元(160)的连接工具(162)的连接件;其特征在于,所述装置(100)包括:
第一移动单元(140),其枢转地连接到所述第一细长元件(120)的第一端;和
第二移动单元(150),其枢转地连接到所述第二细长元件(130)的第一端;
在于,所述线缆连接单元(160),其枢转地连接到所述第一细长元件(120)的第二端和所述第二细长元件(130)的第二端;
在于,所述第三细长元件(110)布置成固定地安装在停放空间处,
在于,两个所述移动单元(140,150)布置成由所述控制单元(170)控制,以沿着所述第三细长元件(110)在任一方向上移位,
在于,这种所述移位使得所述线缆连接单元(160)相对于所述第三细长元件(110)移位,
在于,所述控制单元(170)被布置成控制所述第一移动单元(140)和所述第二移动单元(150),并且
在于,所述线缆连接单元(160)布置成通过使连接工具(162)压靠所述车辆的所述连接件而将所述线缆(161)连接到所述车辆。
2.根据权利要求1所述的装置(100),其特征在于,所述第一细长元件(120)、所述第二细长元件(130)和所述第三细长元件(110)一起基本上限定三角形。
3.根据权利要求2所述的装置(100),其特征在于,所述三角形是等边三角形。
4.根据权利要求1所述的装置(100),其特征在于,所述第三细长元件(110)为金属杆的形式。
5.根据权利要求4所述的装置(100),其特征在于,所述第三细长元件(110)布置成基本水平地安装在停放空间地板上方0.2-1m处。
6.根据权利要求1所述的装置(100),其特征在于,所述装置(100)包括步进工具,所述步进工具布置成逐步改变所述第三细长元件(110)与所述第一细长元件(120)和所述第二细长元件(130)中的每一个之间的相对角度,随着在所述第三细长元件(110)的角度方向上测量的,当所述第一移动单元(140)和所述第二移动单元(150)中的至少一个沿着所述第三细长元件(110)行进到所讨论的移动单元能够沿着所述第三细长元件(110)行进的路径的任一极限末端时,从而所讨论的移动单元由于到达极限位置而与所述步进工具机械地接合。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置(100),其特征在于,所述数字相机(171)布置在相机单元中,随而沿着所述第三细长元件(110)布置并且形成对所述第一移动单元(140)和所述第二移动单元(150)的止动件。
8.根据权利要求1所述的装置(100),其特征在于,所述线缆连接单元(160)包括锥形头部(162a),所述锥形头部(162a)布置成使得所述连接工具(162)与所述车辆的所述连接件的几何形状对准。
9.根据权利要求1所述的装置(100),其特征在于,所述线缆连接单元(160)包括门打开工具(164),所述门打开工具(164)布置成通过所述线缆连接单元(160)第一次推动抵靠所述门然后缩回而向所述车辆的所述连接件打开所述车辆的门,并且在于,所述线缆连接单元(160)布置成随后通过向前第二次推动抵靠所述连接件而连接所述线缆(161)。
10.根据权利要求9所述的装置(100),其特征在于,所述门打开工具(164)布置成由所述线缆连接单元(160)朝向所述第三细长元件(110)按压而启动。
11.一种用于将线缆(161)自动连接到停放的车辆的方法,所述方法包括以下步骤:
a)在停放空间提供线缆连接工具(100),所述线缆连接工具(100)包括:第一细长元件(120),第二细长元件(130)和第三细长元件(110);第一移动单元(140),其枢转地连接到所述第一细长元件(120)的第一端;第二移动单元(150),其枢转地连接到所述第二细长元件(130)的第一端;线缆连接单元(160),其枢转地连接到所述第一细长元件(120)的第二端和所述第二细长元件(130)的第二端;和控制单元(170),所述第三细长元件(110)布置成固定地安装在停放空间处,两个所述移动单元(140,150)布置成由所述控制单元(170)控制,以沿着所述第三细长元件(110)在任一方向上移位,这种移位使得所述线缆连接单元(160)相对于所述第三细长元件(110)移位,
b)使所述控制单元(170)控制所述第一移动单元(140)和所述第二移动单元(150)沿所述第三细长元件(110)的运动,使得所述线缆连接单元(160)朝向所述车辆的连接件移动;和
c)使所述控制单元(170)控制所述第一移动单元(140)和所述第二移动单元(150)沿所述第三细长元件(110)的运动,使得所述线缆连接单元(160)的连接工具(162)压靠所述车辆的相应连接件,从而在所述线缆(161)和所述车辆之间建立电连接,其中,
数字相机(171)向所述控制单元(170)提供所述车辆的图像,其中,所述控制单元(170)相对于所述车辆的连接件检测所述线缆连接单元(160)的相对位置,并控制所述第一移动单元(140)和所述第二移动单元(150),使得所述线缆连接单元(160)朝向所述车辆的所述连接件移动。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019129436A1 (de) * 2018-10-31 2020-04-30 Bayerische Motoren Werke Ag Vorrichtung zum konduktiven Laden mit einem verbesserten Zentriermittel
GB2602765B (en) * 2019-07-04 2023-12-06 Ipft Fuels Ltd Apparatus for transferring electrical power to or from an electric vehicle, and control method thereof
US20210178922A1 (en) * 2019-12-11 2021-06-17 Abb Schweiz Ag Systems and Methods for Side-Body Charging of Electric Vehicles
CN111231711A (zh) * 2020-02-16 2020-06-05 南京林业大学 自动充电机器人
TWI835623B (zh) * 2022-03-24 2024-03-11 帥群微電子股份有限公司 充電站
TWI814301B (zh) * 2022-03-24 2023-09-01 帥群微電子股份有限公司 充電站
CN116278840A (zh) * 2023-03-17 2023-06-23 河南机电职业学院 一种新能源充电枪

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991017111A1 (en) * 1990-05-02 1991-11-14 Sten Corfitsen A method and arrangement for automatically refuelling automotive vehicles
CN101797721A (zh) * 2010-02-02 2010-08-11 南京理工大学 基于并联机构的三自由度砂轮修整器
CN203452682U (zh) * 2013-08-23 2014-02-26 四川宏华石油设备有限公司 钻具搬运机械手
CN104218635A (zh) * 2013-05-31 2014-12-17 通用汽车环球科技运作有限责任公司 电动车充电站
CN104578285A (zh) * 2014-12-30 2015-04-29 深圳市科陆电子科技股份有限公司 一种自动充电机器人的定位装置及方法
CN104734291A (zh) * 2015-03-23 2015-06-24 江苏亿嘉和信息科技有限公司 巡检机器人充电系统及充电方法
WO2016102099A1 (de) * 2014-12-22 2016-06-30 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und verfahren zum elektrischen verbinden einer ladestation mit einer ladebuchse eines fahrzeugs
CN106379185A (zh) * 2015-07-14 2017-02-08 大众汽车有限公司 用于充电插接器的自动插接的机器人和方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1074805A (fr) * 1952-01-28 1954-10-08 Dispositif de levage
US7999506B1 (en) 2008-04-09 2011-08-16 SeventhDigit Corporation System to automatically recharge vehicles with batteries
US9266440B2 (en) * 2011-09-26 2016-02-23 GM Global Technology Operations LLC Robotically operated vehicle charging station
US9056555B1 (en) * 2014-10-21 2015-06-16 Wesley Zhou Vehicle charge robot
US9815377B2 (en) * 2015-07-06 2017-11-14 Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. Battery charging apparatus and method for charging electric vehicle

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991017111A1 (en) * 1990-05-02 1991-11-14 Sten Corfitsen A method and arrangement for automatically refuelling automotive vehicles
CN101797721A (zh) * 2010-02-02 2010-08-11 南京理工大学 基于并联机构的三自由度砂轮修整器
CN104218635A (zh) * 2013-05-31 2014-12-17 通用汽车环球科技运作有限责任公司 电动车充电站
CN203452682U (zh) * 2013-08-23 2014-02-26 四川宏华石油设备有限公司 钻具搬运机械手
WO2016102099A1 (de) * 2014-12-22 2016-06-30 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und verfahren zum elektrischen verbinden einer ladestation mit einer ladebuchse eines fahrzeugs
CN104578285A (zh) * 2014-12-30 2015-04-29 深圳市科陆电子科技股份有限公司 一种自动充电机器人的定位装置及方法
CN104734291A (zh) * 2015-03-23 2015-06-24 江苏亿嘉和信息科技有限公司 巡检机器人充电系统及充电方法
CN106379185A (zh) * 2015-07-14 2017-02-08 大众汽车有限公司 用于充电插接器的自动插接的机器人和方法

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