CN111114357B - 新能源汽车充电设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新能源汽车充电设备，包括设置于汽车下方的充电装置和设置于地面的输电装置，充电装置包括充电接头、绳索、收线轮及第一电机，绳索一端与充电接头固定连接，绳索另一端缠绕于收线轮侧面，第一电机与收纳轮固定连接，输电装置包括底板、抓取机构、充电输出接头、第一推动装置及控制器，充电输出接头设置于抓取机构中心，第一推动装置位于充电输出接头下方，第一推动装置与充电输出接头固定连接，利用抓取机构可对充电装置的充电接头进行抓取固定。本发明提供了一种新能源汽车充电设备，提高汽车下方充电接头与地面上输电装置的对接容错率，从而减少驾驶员需要进行调整的次数，方便驾驶员对汽车进行充电。

Description

新能源汽车充电设备

技术领域

本发明涉及新能源电动车技术领域，尤其涉及一种新能源汽车充电设备。

背景技术

随着汽车产业的不断发展，汽车给予人类生产生活提供了巨大的便捷，近年来，汽车的发展也成为了该产业发展的焦点，配套产品汽车充电桩也被广泛的安装于公共建筑、居民小区停车场以及充电站内，普通汽车充电桩包括设置于地面上有的供电桩体、与供电桩体电连接的充电枪以及配套设置于汽车内部的对接装置。

而现有的充电桩结构需要占用一定的空间进行设置，在一些空间较小的地方时，需要占用一些停车位的空间，如一些停车场地方、路边新能源电动车停车位时，均需要占用一定的空间进行充电桩的设置，因此需要一种节省空间的汽车充电方式，如现有专利申请号为CN201810837413.3，公开了一种环形升降自动对接汽车充电方法，及现有专利申请号CN201810656495.1，公开了一种基于车联网技术的汽车电能自动补给方法。

上述两个现有专利申请中，均在汽车下方设置于充电接头，利用设置于地面上的输电装置与充电接头进行对接，从而实现对汽车的充电专业。但是上述两个专利结构中，均需要驾驶员将汽车进行不断调整，才能将汽车下方的充电接头与地面上的输电装置进行反复对位，才能使充电接头与输电装置成功对位，这也给人们的使用带来不便，因此需要一种便于驾驶员进行对位的新能源汽车充电设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新能源汽车充电设备，提高汽车下方充电接头与地面上输电装置的对接容错率，从而减少驾驶员需要进行调整的次数，方便驾驶员对汽车进行充电。

本发明公开的新能源汽车充电设备所采用的技术方案是:

一种新能源汽车充电设备，包括设置于汽车下方的充电装置和设置于地面的输电装置，所述充电装置与汽车的蓄电池电连接，所述充电装置包括充电接头、绳索、收线轮及第一电机，所述绳索一端与充电接头固定连接，所述绳索另一端缠绕于收线轮侧面，所述第一电机与收纳轮固定连接，所述第一电机与汽车电子控制系统电连接，所述输电装置包括底板、抓取机构、充电输出接头、第一推动装置及控制器，所述充电输出接头设置于抓取机构中心，所述第一推动装置位于充电输出接头下方，所述第一推动装置与充电输出接头固定连接，所述抓取机构包括圆弧形的固定座、若干个夹爪、若干个连接杆及若干个第二推动装置，所述固定座设于底板中部，所述夹爪中部与固定座上端边缘铰接，所述夹爪一端朝固定座中心延伸且与连接杆一端铰接，所述夹爪另一端朝固定座外围延伸，所述连接杆另一端与第二推动装置铰接，所述第二推动装置设置于底板下方，所述夹爪上方设有柔性的抓取罩，所述抓取罩中心开设有供充电输出接头穿过的通孔，所述所述抓取罩底面设有第一重力传感器，所述第一推动装置、第二推动装置及第一重力传感器均与控制器电连接。

作为优选方案，所述夹爪数量至少为三个，所述连接杆数量与夹爪数量相同，所述夹爪按照相同间距环绕设置于固定座上端。

作为优选方案，所述第一重力传感器数量为若干个，所述第一重力传感器设置于两个夹爪之间的抓取罩底面。

作为优选方案，所述底板表面设有停车标识，所述停车标识设置于底板的四个边角处。

作为优选方案，所述停车标识与抓取机构之间设有检测板，所述检测板设置于底板表面，所述检测板下方设有第二重力传感器，所述第二重力传感器与控制器电连接。

作为优选方案，所述检测板与抓取机构的距离等于充电装置与汽车轮胎的距离。

作为优选方案，所述充电装置设置于汽车底部中心位置。

作为优选方案，所述绳索的长度小于汽车底面到地面的距离。

本发明公开的新能源汽车充电设备的有益效果是：人们先将带有充电装置的汽车贴附于地面上，地面上设有用于与充电装置对接的输电装置。当人们下进行汽车充电时，通过汽车本身的电子控制系统对充电装置的第一电机进行控制，通过第一电机进行转动带动收线轮一同转动，将绳索进行放卷，从而使充电接头朝下方移动，当充电接头向下移动过程中与夹爪上方的抓取罩接触，抓取罩下方的第一重力传感器检测数据之后传输给控制器。控制器控制第二推动装置将连接杆朝向下拉到，由于夹爪中部与固定座上端边缘铰接，夹爪一端朝固定座中心延伸且与连接杆一端铰接，夹爪另一端朝固定座外围延伸，夹爪与固定座成杠杆结构。夹爪与连接杆铰接一端在连接杆带动下向固定座下方转动，夹爪另一端朝向固定座上方转动，使得若干个夹爪相互靠近成收缩抓取状态，利用夹爪将落入抓取罩的充电接头抓取，抓取罩包裹于充电接头表面。在第二推动装置将连接杆向下拉到的同时，第一推动装置将充电输出接头从固定座中心向上顶起，因此当夹爪将充电接头抓取固定时，充电输出接头从抓取罩中心向上顶起，从而使充电接头与充电输出接头进行对接，从而起到对汽车充电的目的。利用夹爪和抓取罩的配合，将落入抓取罩边缘的充电接头朝固定座中心进行移动，从而方便设置于抓取机构中心的充电输出接头与充电接头进行对接。人们只需要将充电装置大致处于抓取机构的上方即可，从而人们不需要进行多次调整车辆，即可将充电接头与输电装置进行对接，大大提高了充电接头与地面上输电装置的对接容错率，方便人们进行停车充电。

附图说明

图1是本发明新能源汽车充电设备的结构示意图。

图2是本发明新能源汽车充电设备的充电装置结构示意图。

图3是本发明新能源汽车充电设备的输电装置结构示意图。

图4是本发明新能源汽车充电设备的抓取罩仰视图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和说明书附图对本发明做进一步阐述和说明:

请参考图1，一种新能源汽车充电设备，包括设置于汽车下方的充电装置10和设置于地面的输电装置20，充电装置10与汽车的蓄电池电连接，输电装置20可与充电站的总电源充电站的总电源电连接电连接。

请参考图2，充电装置10包括充电接头11、绳索12、收线轮13及第一电机14，绳索12一端与充电接头11固定连接，绳索12另一端缠绕于收线轮13侧面，第一电机14与收纳轮固定连接，第一电机14与汽车电子控制系统电连接。

当人们下进行汽车充电时，先将汽车停放于底板21上方，通过汽车本身的电子控制系统对充电装置10的第一电机14进行控制，通过第一电机14进行转动带动收线轮13一同转动，将绳索12进行放卷，从而使充电接头11朝下方移动。绳索12的长度小于汽车底面到地面的距离，避免直接将充电接头11直接与底板21表面接触碰撞，导致充电接头11发生损坏，并且第一电机14在进行转动时，采用匀速缓慢进行转动，避免速度更快导致冲击力较大，对充电接头11造成损坏。

并且上述充电装置10还包括收纳盒15，其充电接头11、绳索12、收线轮13及第一电机14均设置于收纳盒15内，收纳盒15下方为开口状，充电接头11朝向收纳盒15下方设置，在收纳盒15下方设置挡板16，挡板16一侧与收纳盒15可转连接，在挡板16一侧设有第二电机17，第二电机17与挡板16固定连接，第二电机17与汽车电连接。

当人们在不进行充电时，利用第一电机14将收线轮13进行反向转动，从而将充电接头11收纳入收纳盒15中，再利用第二电机17带动挡板16进行转动，将收纳盒15的开口进行封堵，从而使充电接头11在汽车行驶过程中，避免受到损坏，当需要进行充电时，通过汽车电子控制系统对第一电机14和第二电机17进行控制，使第一电机14和第二电机17在将绳索12进行放卷的同时，也将挡板16打开，使充电接头11可以向下移动。

请参考图1和图3，输电装置20包括底板21、抓取机构22、充电输出接头23、第一推动装置24及控制器25，充电输出接头23设置于抓取机构22中心，第一推动装置24位于充电输出接头23下方，第一推动装置24与充电输出接头23固定连接。

抓取机构22包括圆弧形的固定座221、若干个夹爪222、若干个连接杆223及第二推动装置224。固定座221设于底板21中部，夹爪222中部与固定座221上端边缘铰接，夹爪222一端朝固定座221中心延伸且与连接杆223一端铰接，夹爪222另一端朝固定座221外围延伸，连接杆223另一端与第二推动装置224铰接连接，第二推动装置224设置于底板21下方，夹爪222上方设有柔性的抓取罩225，抓取罩225中心开设有供充电输出接头23穿过的通孔226，抓取罩225底面设有第一重力传感器227，第一推动装置24、第二推动装置224及第一重力传感器227均与控制器25电连接。

当充电接头11向下移动过程中与夹爪222上方的抓取罩225接触，抓取罩225下方的第一重力传感器227检测数据之后传输给控制器25。控制器25控制第二推动装置224将连接杆223朝向下拉到，由于夹爪222中部与固定座221上端边缘铰接，夹爪222一端朝固定座221中心延伸且与连接杆223一端铰接，夹爪222另一端朝固定座221外围延伸，夹爪222与固定座221成杠杆结构。夹爪222与连接杆223铰接一端在连接杆223带动下向固定座221下方转动，夹爪222另一端朝向固定座221上方转动，使得若干个夹爪222相互靠近成收缩抓取状态，利用夹爪222将落入抓取罩225的充电接头11抓取，抓取罩225包裹于充电接头11表面。

在第二推动装置224将连接杆223向下拉到的同时，第一推动装置24将充电输出接头23从固定座221中心向上顶起，因此当夹爪222将充电接头11抓取固定时，充电输出接头23从抓取罩225中心的通孔226向上顶起，从而使充电接头11与充电输出接头23进行对接，从而起到对汽车充电的目的。利用夹爪222和抓取罩225的配合，将落入抓取罩225边缘的充电接头11朝固定座221中心进行移动，从而方便设置于抓取机构22中心的充电输出接头23与充电接头11进行对接。

人们只需要将充电装置10大致处于抓取机构22的上方即可，从而人们不需要进行多次调整车辆，即可将充电接头11与输电装置20进行对接，大大提高了充电接头11与地面上输电装置20的对接容错，方便人们进行停车充电。

上述方案中，夹爪222数量至少为三个，连接杆223数量与夹爪222数量相同，夹爪222按照相同间距环绕设置于固定座221上端，通过增加夹爪222的数量可，可以提交夹爪222在抓取的牢固性，避免充电接头11抓取之后，在进行对接使发生松动，从而导致充电接头11与充电输出接头23无法从而进行对接。在本方案中，夹爪222的数量为6个，能够从多个方向对充电接头11进行抓取。

请参考图4，并且第一重力传感器227数量为若干个，第一重力传感器227设置于两个夹爪222之间的抓取罩225底面，增加第一重力传感器227的数量，抓取机构22的检测灵敏性，从而提高抓取机构22的反应能力。

请参考图1，上述方案中，底板21表面设有停车标识211，停车标识211设置于底板21的四个边角处，方便人们在停车时进行查看底板21的位置，从而能够更加准确地将汽车停放于底板21上方。

停车标识211与抓取机构22之间设有检测板212，检测板212设置于底板21表面，检测板212下方设有第二重力传感器(未有图示)，第二重力传感器与控制器25电连接。当驾驶员将汽车停放于底板21上使，可将车轮停放于检测板212上方，从而使检测板212下方的第二传感器到要物体放置于检测板212上方，并将数据反馈给控制器25，从而进行后续操作。

第二重力传感器和第一重力传感器227采用串联电路进行电连接，从而需要底板21上方的抓取机构22进行抓取时，需要第一重力传感器227和第二重力传感器均检测到数据，才能实现抓取动作，避免发生有杂物掉落至抓取罩225时，错误触发抓取机构22。

检测板212与抓取机构22的距离等于充电装置10与汽车轮胎的距离，从而当汽车停放于底板21的检测板212上时，使得汽车下方的充电装置10正好能够处于抓取机构22上方的位置，从而便于充电接头11在下方过程中，正好落入抓取机构22中。且充电装置10设置于汽车底部中心位置，使能够与底板21上的抓取机构22进行更好地对位。

上述方案在，控制器25为单片机，其型号为80C51，并且第一推动装置24和第二推动装置224可采用推杆电机或推杆气缸。

本发明提供一种新能源汽车充电设备，人们先将带有充电装置的汽车贴附于地面上，地面上设有用于与充电装置对接的输电装置。当人们下进行汽车充电时，通过汽车本身的电子控制系统对充电装置的第一电机进行控制，通过第一电机进行转动带动收线轮一同转动，将绳索进行放卷，从而使充电接头朝下方移动，当充电接头向下移动过程中与夹爪上方的抓取罩接触，抓取罩下方的第一重力传感器检测数据之后传输给控制器。控制器控制第二推动装置将连接杆朝向下拉到，由于夹爪中部与固定座上端边缘铰接，夹爪一端朝固定座中心延伸且与连接杆一端铰接，夹爪另一端朝固定座外围延伸，夹爪与固定座成杠杆结构。夹爪与连接杆铰接一端在连接杆带动下向固定座下方转动，夹爪另一端朝向固定座上方转动，使得若干个夹爪相互靠近成收缩抓取状态，利用夹爪将落入抓取罩的充电接头抓取，抓取罩包裹于充电接头表面。在第二推动装置将连接杆向下拉到的同时，第一推动装置将充电输出接头从固定座中心向上顶起，因此当夹爪将充电接头抓取固定时，充电输出接头从抓取罩中心向上顶起，从而使充电接头与充电输出接头进行对接，从而起到对汽车充电的目的。利用夹爪和抓取罩的配合，将落入抓取罩边缘的充电接头朝固定座中心进行移动，从而方便设置于抓取机构中心的充电输出接头与充电接头进行对接。人们只需要将充电装置大致处于抓取机构的上方即可，从而人们不需要进行多次调整车辆，即可将充电接头与输电装置进行对接，大大提高了充电接头与地面上输电装置的对接容错率，方便人们进行停车充电。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种新能源汽车充电设备，包括设置于汽车下方的充电装置和设置于地面的输电装置，所述充电装置与汽车的蓄电池电连接，其特征在于，

所述充电装置包括充电接头、绳索、收线轮及第一电机，所述绳索一端与充电接头固定连接，所述绳索另一端缠绕于收线轮侧面，所述第一电机与收纳轮固定连接，所述第一电机与汽车电子控制系统电连接，

所述输电装置包括底板、抓取机构、充电输出接头、第一推动装置及控制器，所述充电输出接头设置于抓取机构中心，所述第一推动装置位于充电输出接头下方，所述第一推动装置与充电输出接头固定连接，所述抓取机构包括圆弧形的固定座、若干个夹爪、若干个连接杆及若干个第二推动装置，所述固定座设于底板中部，所述夹爪中部与固定座上端边缘铰接，所述夹爪一端朝固定座中心延伸且与连接杆一端铰接，所述夹爪另一端朝固定座外围延伸，所述连接杆另一端与第二推动装置铰接，所述第二推动装置设置于底板下方，所述夹爪上方设有柔性的抓取罩，所述抓取罩中心开设有供充电输出接头穿过的通孔，所述抓取罩底面设有第一重力传感器，所述第一推动装置、第二推动装置及第一重力传感器均与控制器电连接。

2.如权利要求1所述的新能源汽车充电设备，其特征在于，所述夹爪数量至少为三个，所述连接杆数量与夹爪数量相同，所述夹爪按照相同间距环绕设置于固定座上端。

3.如权利要求2所述的新能源汽车充电设备，其特征在于，所述第一重力传感器数量为若干个，所述第一重力传感器设置于两个夹爪之间的抓取罩底面。

4.如权利要求1所述的新能源汽车充电设备，其特征在于，所述底板表面设有停车标识，所述停车标识设置于底板的四个边角处。

5.如权利要求4所述的新能源汽车充电设备，其特征在于，所述停车标识与抓取机构之间设有检测板，所述检测板设置于底板表面，所述检测板下方设有第二重力传感器，所述第二重力传感器与控制器电连接。

6.如权利要求5所述的新能源汽车充电设备，其特征在于，所述检测板与抓取机构的距离等于充电装置与汽车轮胎的距离。

7.如权利要求6所述的新能源汽车充电设备，其特征在于，所述充电装置设置于汽车底部中心位置。

8.如权利要求1所述的新能源汽车充电设备，其特征在于，所述绳索的长度小于汽车底面到地面的距离。

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