CN110884371A

CN110884371A - 一种新能源汽车自动充电装置

Info

Publication number: CN110884371A
Application number: CN201911242586.1A
Authority: CN
Inventors: 孙思程
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-12-06
Filing date: 2019-12-06
Publication date: 2020-03-17

Abstract

本发明公开了一种新能源汽车自动充电装置，涉及新能源汽车充电技术领域，解决了现有技术中新能源汽车自动充电装置容易损伤汽车充电头的问题，其技术要点是：包括外壳，外壳内设有充电头移动机构和充电子头，充电子头固定连接在充电头移动机构上，且充电子头能够在充电头移动机构上绕自身轴线自由转动，外壳上设有充电头位置识别模块，充电头位置识别模块用于识别安装在车上的充电母头的位置，充电子头和充电母头上均设有用于充电针脚定位的定位结构；本发明充电头定位准确，不会损伤汽车充电头。

Description

一种新能源汽车自动充电装置

技术领域

本发明涉及新能源汽车充电技术领域，尤其涉及一种新能源汽车自动充电装置。

背景技术

汽车充电是新能源汽车发展中一个重要的部分，充电系统基础设施建设的不足，将严重制约电动汽车产业的发展，在电动汽车产业的发展中一马当先的充电桩的功能类似于加油站里面的加油机，可以根据不同的电压等级为各种型号的新能源汽车充电，充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端都装有充电插头，用于为新能源汽车充电。

中国专利公开号“CN108944498A”公公开了一种新能源汽车自动充电设备，包括充电桩本体和充电枪本体，所述充电桩本体侧壁上设有容纳槽，所述容纳槽内设有自动充电机构，所述自动充电机构包括升降装置、伸缩装置及横移装置；升降装置可以对充电枪进行升降控制，以便于充电枪可以调整位置，而伸缩装置可以对充电枪进行伸缩控制，以便于充电枪可以向前延伸插入充电孔，横移装置用于对充电枪进行横向移动控制，上述装置的设置，使得充电枪可以随意调整充电枪头的位置，提高了充电枪自动插入汽车充电孔内的精准度，充电头从而可以自动插入充电孔内，自动进行充电，十分的方便实用。但是，该装置对汽车驾驶员停车要求较高，需要将汽车充电头正对自动充电设备，当汽车充电头存在偏移角度时，该充电装置容易损坏汽车充电头。因此，我们提出了一种新能源汽车自动充电装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述缺陷，提供一种新能源汽车自动充电装置，包括外壳，外壳安装在停车位地面内，外壳由隔板分成设备室和充电头控制室，设备室内安装有控制模块和充电管理模块，充电头控制室内设有用于控制充电子头沿水平面定向移动的充电头移动机构和用于充电的充电子头，充电子头固定连接在充电头移动机构上，且充电子头能够在充电头移动机构上绕自身轴线自由转动，充电头移动机构与控制模块电性连接，充电头控制室的上方设有开口，充电头控制室的开口处设有上盖，上盖通过上盖开合机构控制开合，上盖开合机构与充电头移动机构电性连接，外壳上设有充电头位置识别模块，充电头位置识别模块用于识别安装在车上的充电母头的位置，充电子头和充电母头上均设有用于充电针脚定位的定位结构，充电子头和充电母头接触时，定位结构旋转充电子头，充电子头旋转到与充电母头对应的位置后，充电子头和充电母头上的充电针脚接触，以解决现有技术中新能源汽车自动充电装置容易损伤汽车充电头的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种新能源汽车自动充电装置，包括外壳，外壳安装在停车位地面内，外壳由隔板分成设备室和充电头控制室，设备室内安装有控制模块和充电管理模块，充电头控制室内设有用于控制充电子头沿水平面定向移动的充电头移动机构和用于充电的充电子头，充电子头固定连接在充电头移动机构上，且充电子头能够在充电头移动机构上绕自身轴线自由转动，充电头移动机构与控制模块电性连接，充电头控制室的上方设有开口，充电头控制室的开口处设有上盖，上盖通过上盖开合机构控制开合，上盖开合机构与充电头移动机构电性连接，外壳上设有充电头位置识别模块，充电头位置识别模块用于识别安装在车上的充电母头的位置，充电子头和充电母头上均设有用于充电针脚定位的定位结构，充电子头和充电母头接触时，定位结构旋转充电子头，充电子头旋转到与充电母头对应的位置后，充电子头和充电母头上的充电针脚接触。

作为本发明进一步的方案，外壳的开口处两端设有U形卡槽，上盖设在U形卡槽内，上盖包括第一上盖和第二上盖，第一上盖和第二上盖结构相同；上盖开合机构设有两组，上盖开合机构包括电动推杆和连接杆，电动推杆固定连接在充电头控制室的内侧壁上，电动推杆的伸缩杆与连接杆的一端铰接，连接杆的另一端与上盖铰接。

作为本发明进一步的方案，充电头位置识别模块包括光线接收板和激光发射器，光线接收板镶嵌在上盖的上端面，激光发射器固定连接到充电母头上，光线接收板为表面布满光线接收传感器的塑料板，且光纤传感器在控制模块内均设有编号，激光发射器为激光发射传感器，激光发射器竖直设置。

作为本发明进一步的方案，激光发射器设有两组，且激光发射器关于充电母头的轴线对称。

作为本发明进一步的方案，充电头移动机构包括X轴移动单元、Y轴移动单元和升降气缸，X轴移动单元固定连接到充电头控制室的底面上，X轴移动单元上设有Y轴固定座，Y轴移动单元固定连接到Y轴固定座上，Y轴移动单元上设有充电座滑块，升降气缸固定连接到充电座滑块上，充电子头固定连接到升降气缸的伸缩轴上，X轴移动单元带动Y轴移动单元沿X轴移动，Y轴移动单元带动升降气缸沿Y轴移动，升降气缸带动充电子头沿竖直方向移动。

作为本发明进一步的方案，充电子头包括充电子头主体和转动轴，充电子头主体为圆柱体，充电子头主体上设有针脚，转动轴固定在充电子头主体上远离针脚的一端转动轴为阶梯轴，转动轴通过集电滑环固定到升降气缸上；充电母头为圆筒状，充电母头内针脚。

作为本发明进一步的方案，所述定位机构包括设在充电子头上的定位块和设在充电母头上的螺旋导轨和定位槽，定位块为方形定位块，定位块固定连接在充电子头的外沿上，定位块的外沿为弧形，定位块上弧形的直径与充电母头的内径相同，螺旋导轨为螺旋形环状凸台，螺旋导轨的内径与充电子头的外径相同，螺旋导轨固定在充电母头的内部，定位槽为充电母头主体上的方形缺口。

作为本发明进一步的方案，充电母头的外侧设有充电母头外壳，充电母头外壳为一端设有开口的筒状，充电母头外壳在开口处设有环形凸起，充电母头外壳在环形凸起的内设有防尘门，防尘门为半圆形片状，防尘门铰接在充电母头外壳内，且防尘门与充电母头外壳的铰接轴处还设有复位弹簧，复位弹簧的两端分别接触充电母头外壳和防尘门。

作为本发明进一步的方案，外壳和上盖之间设有防水垫片，防水垫片为橡胶垫。

综上所述，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明通过将充电装置置于车底，充电子头安装在车底，使得充电子头和充电母头的轴线始终处于垂直装置，充电子头仅需要在平面位置移动即可与充电母头对接，使得充电子头插入充电母头时不会产生轴线偏移的问题，从而保护充电头，相对于现有技术，本发明不会损伤汽车充电插头，同时本发明充电头定位准确。

附图说明

图1为新能源汽车自动充电装置的结构示意图。

图2为图1中I处的局部放大图。

图3为新能源汽车自动充电装置中Y轴固定座的结构示意图。

图4为新能源汽车自动充电装置中充电子头的结构示意图。

图5为新能源汽车自动充电装置中充电母头的结构示意图。

图6为新能源汽车自动充电装置中充电母头的全剖图。

附图标记：1-外壳，11-设备室，12-充电头控制室，2-上盖，21-第一上盖，22-第二上盖，3-充电头位置识别模块，31-光线接收板，32-激光发射器，4-上盖开合机构，41-电动推杆，42-连接杆，5-充电头移动机构，51-X轴移动单元，52-Y轴固定座，53-Y轴移动单元，54-充电座滑块，55-升降气缸，6-充电子头，61-充电子头主体，62-转动轴，63-定位块，7-充电母头，71-充电母头主体，72-螺旋导轨，73-定位槽，8-充电母头外壳，81-防尘门。

具体实施方式

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，都属于本发明保护的范围。

实施例1

由图1～图2所示，一种新能源汽车自动充电装置，包括外壳1，外壳1安装在停车位地面内，外壳1由隔板分成设备室11和充电头控制室12，设备室11内安装有控制模块和充电管理模块，充电头控制室12内设有用于控制充电子头6沿水平面定向移动的充电头移动机构5和用于充电的充电子头6，充电子头6固定连接在充电头移动机构5上，且充电子头6能够在充电头移动机构5上绕自身轴线自由转动，充电头移动机构5与控制模块电性连接，充电头控制室12的上方设有开口，充电头控制室12的开口处设有上盖2，上盖2通过上盖开合机构4控制开合，上盖开合机构4与充电头移动机构5电性连接，外壳1上设有充电头位置识别模块3，充电头位置识别模块3用于识别安装在车上的充电母头7的位置，充电子头6和充电母头7上均设有用于充电针脚定位的定位结构，充电子头6和充电母头7接触时，定位结构旋转充电子头6，充电子头6旋转到与充电母头7对应的位置后，充电子头6和充电母头7上的充电针脚接触；

外壳1为方形盒体，设备室11内结构与现有技术中充电桩结构相同，设备室11内安装有现有技术中充电桩内的硬件；

外壳1的开口处两端设有U形卡槽，上盖2设在U形卡槽内，上盖2包括第一上盖21和第二上盖22，第一上盖21和第二上盖22结构相同；上盖开合机构4设有两组，上盖开合机构4包括电动推杆41和连接杆42，电动推杆41固定连接在充电头控制室12的内侧壁上，电动推杆41的伸缩杆与连接杆42的一端铰接，连接杆42的另一端与上盖2铰接，当电动推杆41缩回时，连接杆42带动上盖2向两边打开，当电动推杆41伸出时，连接杆42带动上盖2关闭；

充电头位置识别模块3包括光线接收板31和激光发射器32，光线接收板31镶嵌在上盖2的上端面，激光发射器32固定连接到充电母头7上，光线接收板31为表面布满光线接收传感器的塑料板，且光纤传感器在控制模块内均设有编号，激光发射器32为激光发射传感器，激光发射器32竖直设置，光线接收板31接收激光发射器32发射的激光后，接收到激光的光线传感器向控制模块发送电信号，控制模块通过对接收到光线的光线传感器的位置分析，确认充电母头7的位置；

优选的，激光发射器32设有两组，且激光发射器32关于充电母头7的轴线对称，当接收到激光的光线传感器所在位置连线的中点为充电母头7的轴线位置；

充电头移动机构5包括X轴移动单元51、Y轴移动单元53和升降气缸55，X轴移动单元51固定连接到充电头控制室12的底面上，X轴移动单元51和Y轴移动单元53均包括伺服电机、丝杠、导轨和导轨座，伺服电机、丝杠、导轨和导轨座的连接方式为现有技术，X轴移动单元51中的导轨座固定在充电头控制室12上，X轴移动单元51中的丝杠及导轨固定到导轨座上，伺服电机固定到充电头控制室12上，伺服电机和丝杠通过联轴器固定连接，X轴移动单元51上设有Y轴固定座52，Y轴移动单元53固定连接到Y轴固定座52上，如图3所示，Y轴固定座52为直板结构，Y轴固定座52的底部设有丝杠孔及导轨孔，Y轴固定座52的上端面设有导轨座；Y轴移动单元53中伺服电机、丝杠和导轨的连接方式与X轴移动单元51相同，Y轴移动单元53固定连接到Y轴固定座52上，Y轴移动单元53上还设有充电座滑块54，充电座滑块54的结构与Y轴固定座52相同，升降气缸55固定连接到充电座滑块54上，充电子头6固定连接到升降气缸55的伸缩轴上；

如图4所示，充电子头6包括充电子头主体61和转动轴62，充电子头主体61为圆柱体，充电子头主体61上设有现有技术中充电头的针脚，转动轴62固定在充电子头主体61上远离针脚的一端，充电子头主体61和转动轴62上均设有通孔，用于安装电缆，转动轴62为阶梯轴，转动轴62通过集电滑环固定到升降气缸55上；

如图5和图6所示，充电母头7包括充电母头主体71，充电母头主体71为圆筒状，充电母头7内设有现有技术中的充电针脚；

所述定位机构包括设在充电子头6上的定位块63和设在充电母头7上的螺旋导轨72和定位槽73，定位块63为方形定位块，定位块63固定连接在充电子头6的外沿上，定位块63的外沿为弧形，定位块63上弧形的直径与充电母头7的内径相同，螺旋导轨72为螺旋形环状凸台，螺旋导轨72的内径与充电子头6的外径相同，螺旋导轨72固定在充电母头7的内部，定位槽73为螺旋导轨72上的方形缺口，当充电子头6插入充电母头7内时，定位块63与螺旋导轨72接触，随着充电子头6的深入，充电子头6在螺旋导轨72的带动下转动，当充电子头6转动定位块63与螺旋导轨72对应的方向时，充电子头6停止转动，此时，充电子头6和充电母头7上的针脚位置对应，定位块63插入定位槽73，充电子头6和充电母头7上的针脚接触；

优选的，充电母头7的外侧设有充电母头外壳8，充电母头外壳8为一端设有开口的筒状，充电母头外壳8在开口处设有环形凸起，充电母头外壳8在环形凸起的内设有防尘门81，防尘门81为半圆形片状，防尘门81铰接在充电母头外壳8内，且防尘门81与充电母头外壳8的铰接轴处还设有复位弹簧，复位弹簧的两端分别接触充电母头外壳8和防尘门81，当防尘门81内开始，复位弹簧转动，当充电子头6弹出时，防尘门81在复位弹簧的作用下回复原位；

所述控制模块为微型计算机。

实施例2

优选的，本实施例中，外壳1和上盖2之间设有防水垫片，防水垫片为橡胶垫，第一上盖21上与第二上盖22接触的一端设有方形凹槽，第二上盖22上与第一上盖21接触的位置设有方形凸起，方形凸起内设有橡胶垫，外壳1和上盖2的设置用于防水；

本实施例中其他结构与实施例1相同。

综上所述，本发明的工作原理是：

用户停车时，向控制模块发送自动充电命令，控制模块控制光线接收板31启动，充电头位置识别模块3接收到激光发射器32发出的激光，控制模块通知光线接收板31识别充电母头7的位置，并控制充电头移动机构5将充电子头6移动到充电母头7的正下方，然后启动上盖开合机构4和升降气缸55，上盖开合机构4将上盖2打开，升降气缸55将充电子头6推出，充电子头6接触充电母头外壳8后，将防尘门81顶起，在定位机构的作用下，充电子头6与充电母头7对正，充电子头6插入充电母头7内，控制模块启动充电程序；

充电装置置于车底，充电子头安装在车底，使得充电子头和充电母头的轴线始终处于垂直装置，充电子头仅需要在平面位置移动即可与充电母头对接，使得充电子头插入充电母头时不会产生轴线偏移的问题，从而保护充电头。

需要特别说明的是，本申请中新能源汽车的充电原理为现有技术的应用，通过充电子头和充电母头的定位结构和将充电桩置于彻底使得充电子头和充电母头仅有平面上的定位为本申请的创新点，其有效解决了现有技术中新能源汽车自动充电装置容易损伤汽车充电头的问题。

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

1.一种新能源汽车自动充电装置，其特征在于，包括外壳（1），外壳（1）安装在停车位地面内，外壳（1）由隔板分成设备室（11）和充电头控制室（12），设备室（11）内安装有控制模块和充电管理模块，充电头控制室（12）内设有用于控制充电子头（6）沿水平面定向移动的充电头移动机构（5）和用于充电的充电子头（6），充电子头（6）固定连接在充电头移动机构（5）上，且充电子头（6）能够在充电头移动机构（5）上绕自身轴线自由转动，充电头移动机构（5）与控制模块电性连接，充电头控制室（12）的上方设有开口，充电头控制室（12）的开口处设有上盖（2），上盖（2）通过上盖开合机构（4）控制开合，上盖开合机构（4）与充电头移动机构（5）电性连接，外壳（1）上设有充电头位置识别模块（3），充电头位置识别模块（3）用于识别安装在车上的充电母头（7）的位置，充电子头（6）和充电母头（7）上均设有用于充电针脚定位的定位结构，充电子头（6）和充电母头（7）接触时，定位结构旋转充电子头（6），充电子头（6）旋转到与充电母头（7）对应的位置后，充电子头（6）和充电母头（7）上的充电针脚接触。

2.根据权利要求1所述的新能源汽车自动充电装置，其特征在于，外壳（1）的开口处两端设有U形卡槽，上盖（2）设在U形卡槽内，上盖（2）包括第一上盖（21）和第二上盖（22），第一上盖（21）和第二上盖（22）结构相同；上盖开合机构（4）设有两组，上盖开合机构（4）包括电动推杆（41）和连接杆（42），电动推杆（41）固定连接在充电头控制室（12）的内侧壁上，电动推杆（41）的伸缩杆与连接杆（42）的一端铰接，连接杆（42）的另一端与上盖（2）铰接。

3.根据权利要求1所述的新能源汽车自动充电装置，其特征在于，充电头位置识别模块（3）包括光线接收板（31）和激光发射器（32），光线接收板（31）镶嵌在上盖（2）的上端面，激光发射器（32）固定连接到充电母头（7）上，光线接收板（31）为表面布满光线接收传感器的塑料板，且光纤传感器在控制模块内均设有编号，激光发射器（32）竖直设置。

4.根据权利要求3所述的新能源汽车自动充电装置，其特征在于，激光发射器（32）设有两组，且激光发射器（32）关于充电母头（7）的轴线对称。

5.根据权利要求1所述的新能源汽车自动充电装置，其特征在于，充电头移动机构（5）包括X轴移动单元（51）、Y轴移动单元（53）和升降气缸（55），X轴移动单元（51）固定连接到充电头控制室（12）的底面上，X轴移动单元（51）上设有Y轴固定座（52），Y轴移动单元（53）固定连接到Y轴固定座（52）上，Y轴移动单元（53）上设有充电座滑块（54），升降气缸（55）固定连接到充电座滑块（54）上，充电子头（6）固定连接到升降气缸（55）的伸缩轴上，X轴移动单元（51）带动Y轴移动单元（53）沿X轴移动，Y轴移动单元（53）带动升降气缸（55）沿Y轴移动，升降气缸（55）带动充电子头（6）沿竖直方向移动。

6.根据权利要求5所述的新能源汽车自动充电装置，其特征在于，充电子头（6）包括充电子头主体（61）和转动轴（62），充电子头主体（61）为圆柱体，充电子头主体（61）上设有针脚，转动轴（62）固定在充电子头主体（61）上远离针脚的一端转动轴（62）为阶梯轴，转动轴（62）通过集电滑环固定到升降气缸（55）上；充电母头（7）为圆筒状，充电母头（7）内针脚。

7.根据权利要求6所述的新能源汽车自动充电装置，其特征在于，所述定位机构包括设在充电子头（6）上的定位块（63）和设在充电母头（7）上的螺旋导轨（72）和定位槽（73），定位块（63）为方形定位块，定位块（63）固定连接在充电子头（6）的外沿上，定位块（63）的外沿为弧形，定位块（63）上弧形的直径与充电母头（7）的内径相同，螺旋导轨（72）为螺旋形环状凸台，螺旋导轨（72）的内径与充电子头（6）的外径相同，螺旋导轨（72）固定在充电母头（7）的内部，定位槽为充电母头主体（71）上的方形缺口。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的新能源汽车自动充电装置，其特征在于，充电母头（7）的外侧设有充电母头外壳（8），充电母头外壳（8）为一端设有开口的筒状，充电母头外壳（8）在开口处设有环形凸起，充电母头外壳（8）在环形凸起的内设有防尘门（81），防尘门（81）为半圆形片状，防尘门（81）铰接在充电母头外壳（8）内，且防尘门（81）与充电母头外壳（8）的铰接轴处还设有复位弹簧，复位弹簧的两端分别接触充电母头外壳（8）和防尘门（81）。

9.根据权利要求8所述的新能源汽车自动充电装置，其特征在于，外壳（1）和上盖（2）之间设有防水垫片，防水垫片为橡胶垫。