CN113328492B - 一种充电控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种充电控制装置，包括设置于充电臂上的距离检测装置和处理器，处理器能够基于充电臂和待充电设备之间的距离对充电臂的运动速度进行调整，又由于充电臂的运动速度和充电臂与待充电设备之间的距离成正相关，充电臂和待充电设备之间的距离越小，充电臂的运动速度越小。可见，本申请中在充电臂和待充电设备之间的距离越大时充电臂的运动速度较快，充电臂和待充电设备之间的距离越小时充电臂的运动速度越慢，不仅缩短了充电臂的运动时间，还减小了充电臂在和待充电设备连接时对待充电设备的冲击，对待充电设备起到了保护作用。

Description

一种充电控制装置

技术领域

本发明涉及充电领域，特别是涉及一种充电控制装置。

背景技术

现有技术中的充电方式包括充电臂自动充电方式，充电臂在未充电时处于复位状态，也即充电臂处于预设复位位置；当充电臂处于充电状态时，通过自身的运动和待充电设备连接，从而为待充电设备充电。但是，现有技术中的充电臂在运动时的速度是固定的，无法根据自身和待充电设备之间的距离及时调整自身的运动速度，若运动速度较慢，则充电臂向待充电设备运动时的时间较长，造成时间的浪费；若运动速度较快，则充电臂和待充电设备连接时对待充电设备造成的冲击较大，会对待充电设备造成损坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种充电控制装置，在充电臂和待充电设备之间的距离越大时充电臂的运动速度较快，充电臂和待充电设备之间的距离越小时充电臂的运动速度越慢，不仅缩短了充电臂的运动时间，还减小了充电臂在和待充电设备连接时对待充电设备的冲击，对待充电设备起到了保护作用。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种充电控制装置，应用于充电臂，包括：

设置于所述充电臂上的距离检测装置，用于检测所述充电臂和待充电设备之间的距离；

第一输入端与所述距离检测装置连接，第一控制端与所述充电臂连接的处理器，用于基于所述充电臂和所述待充电设备之间的距离调整所述充电臂的运动速度，其中，所述充电臂的运动速度和所述充电臂与所述待充电设备之间的距离成正相关。

优选地，所述处理器具体用于确定所述充电臂和所述待充电设备之间的距离所在的当前距离段，控制所述充电臂以与所述当前距离段对应的速度运动，其中，所述充电臂的运动速度和各个所述距离段的下限值成正相关。

优选地，还包括：

设置于所述充电臂上的检测装置，用于检测在所述充电臂的预设距离内的环境信息；

所述处理器的第二输入端与所述检测装置连接，还用于在所述环境信息中存在障碍物信息，且所述充电臂和所述待充电设备之间的距离大于预设距离时控制所述充电臂停止运动，并在所述障碍物信息存在的时间大于预设时间时控制所述充电臂复位。

优选地，所述检测装置包括漫反射障碍物检测装置。

优选地，还包括：

力矩检测装置，用于检测所述充电臂受到的力矩信息；

所述处理器的第三输入端与所述力矩检测装置连接，还用于基于所述充电臂受到的力矩信息调整所述充电臂的运动速度，其中，所述充电臂的运动速度和所述充电臂与所述充电臂受到的力矩信息成负相关。

优选地，还包括：

与所述处理器相连的报警装置，用于当所述处理器控制所述充电臂停止运动或控制所述充电臂复位时发出警报。

优选地，所述报警装置包括声音报警装置和/或显示报警装置。

优选地，还包括：

与所述报警装置连接的停止按钮；

所述报警装置还用于在所述停止按钮被按下时停止报警。

优选地，所述充电臂包括枪头；

所述充电控制装置还包括：

设置于所述枪头上的充电臂到位检测装置，用于检测所述枪头和所述待充电设备之间是否连接；

与所述充电臂到位检测装置连接的充电机，用于在所述枪头和所述待充电设备之间连接，且接收到充电指令时通过所述充电臂输出电能；

所述处理器的第四输入端与所述充电臂到位检测装置连接，第二控制端与所述充电机连接，还用于在所述枪头和所述待充电设备之间连接时发送所述充电指令。

优选地，所述充电臂到位检测装置包括直流电源、第一电阻、第二电阻、第三电阻、开关和电压检测装置；

所述直流电源的第一输出端和所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述开关的第一端连接，所述开关的第二端与所述第二电阻的第二端连接，所述第二电阻的第一端与所述直流电源的第二输出端连接，所述第三电阻的第一端和第二端均悬空；所述电压检测装置的输入端和所述第一电阻的第二端连接，输出端与所述处理器的第四输入端连接，用于检测所述第一电阻的第二端的电压，并将检测到的电压发送至所述处理器；

所述充电臂和所述待充电设备连接时所述第三电阻的第一端和所述第二电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端和所述第二电阻的第二端连接；

所述处理器具体用于在所述电压检测装置输出的电压基于上一次输出的电压减小时发送所述充电指令，并在接收到用户发送的停止充电指令时控制所述开关断开且停止发送所述充电指令后控制所述充电臂复位。

本申请提供了一种充电控制装置，包括设置于充电臂上的距离检测装置和处理器，处理器能够基于充电臂和待充电设备之间的距离对充电臂的运动速度进行调整，又由于充电臂的运动速度和充电臂与待充电设备之间的距离成正相关，充电臂和待充电设备之间的距离越小，充电臂的运动速度越小。可见，本申请中在充电臂和待充电设备之间的距离越大时充电臂的运动速度较快，充电臂和待充电设备之间的距离越小时充电臂的运动速度越慢，不仅缩短了充电臂的运动时间，还减小了充电臂在和待充电设备连接时对待充电设备的冲击，对待充电设备起到了保护作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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为本发明提供的一种充电控制装置的结构示意图；

图2为本发明提供的一种充电臂的结构示意图；

图3为本发明提供的一种充电臂到位检测装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种充电控制装置，在充电臂和待充电设备之间的距离越大时充电臂的运动速度较快，充电臂和待充电设备之间的距离越小时充电臂的运动速度越慢，不仅缩短了充电臂的运动时间，还减小了充电臂在和待充电设备连接时对待充电设备的冲击，对待充电设备起到了保护作用。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

请参照图1，图1为本发明提供的一种充电控制装置的结构示意图，该装置应用于充电臂，包括：

设置于充电臂上的距离检测装置1，用于检测充电臂和待充电设备之间的距离；

第一输入端与距离检测装置1连接，第一控制端与充电臂连接的处理器2，用于基于充电臂和待充电设备之间的距离调整充电臂的运动速度，其中，充电臂的运动速度和充电臂与待充电设备之间的距离成正相关。

申请人考虑到充电臂在为待充电设备充电之前，需先运动至和待充电设备对应的位置，在和待充电设备连接后才可为待充电设备充电，但是，现有技术中的充电臂的运动速度是固定的，也即充电臂以固定的速度运动至和待充电设备对应的位置并和待充电设备连接。但是，如果充电臂的运动速度较快，当充电臂和待充电设备连接时，可能会因为运动速度过快而对待充电设备造成冲击，进而导致待充电设备的损坏。

为了解决上述技术问题，本申请并非仅使充电臂以固定的速度运动，而是根据充电臂和待充电设备之间的距离改变充电臂的运动速度，具体地，充电臂和待充电设备之间的距离越近，充电臂的速度越慢。当充电臂和待充电设备连接时，充电臂的速度接近零但不为零。基于此，充电臂和待充电设备之间的距离较远时，充电臂的速度较快，能够减小充电臂运动至待充电设备的时间；充电臂和待充电设备之间的距离较近时，充电臂的速度较慢，能够减小与待充电设备连接时对待充电设备的冲击，保证待充电设备的完好。

需要说明的是，本申请中的处理器2可以但不限定为BMS(BATTERY MANAGEMENTSYSTEM，充电管理系统)。

综上，本申请在充电臂和待充电设备之间的距离越大时充电臂的运动速度较快，充电臂和待充电设备之间的距离越小时充电臂的运动速度越慢，不仅缩短了充电臂的运动时间，还减小了充电臂在和待充电设备连接时对待充电设备的冲击，对待充电设备起到了保护作用。

在上述实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，处理器2具体用于确定充电臂和待充电设备之间的距离所在的当前距离段，控制充电臂以与当前距离段对应的速度运动，其中，充电臂的运动速度和各个距离段的下限值成正相关。

本实施例中，在基于充电臂和待充电设备之间的距离调整充电臂的运动速度时，可预先设定多个距离段，每个距离段对应一个充电臂的运动速度，例如，充电臂和待充电设备之间的距离处于0-10cm的距离段时，充电臂的速度为1cm/s，充电臂和待充电设备之间的距离处于10-20cm的距离段时，充电臂的速度为2cm/s，以此类推，根据充电臂和待充电设备之间的距离确定所在的当前距离段，从而使充电臂在当前距离段内以和当前距离段对应的速度运动。

此外，由于充电臂的运动速度和各个距离段的下限值成正相关，当各个距离段的下限值越小，充电臂的速度越小，从而降低充电臂对待充电设备的冲击。

作为一种优选的实施例，还包括：

设置于充电臂上的检测装置，用于检测在充电臂的预设距离内的环境信息；

处理器2的第二输入端与检测装置连接，还用于在环境信息中存在障碍物信息，且充电臂和待充电设备之间的距离大于预设距离时控制充电臂停止运动，并在障碍物信息存在的时间大于预设时间时控制充电臂复位。

申请人考虑到由于充电臂需和待充电设备连接，如果充电臂和待充电设备连接的一面上存在障碍物，例如一片树叶，现有技术中无法检测到充电臂和待充电设备连接的一面上是否存在障碍物，可能会导致即便充电臂和待充电设备接触，但是也无法正常连接，无法正常充电的情况。

为了解决上述技术问题，本申请中在充电臂上和待充电设备连接的一面还设有检测装置，充电臂上包括枪头21和枪体，枪头21在复位状态时是收缩在充电臂的枪体内部的，检测装置设置在枪头21的和待充电设备连接的一面，能够检测和充电臂上与待充电设备连接的一面的预设距离内的环境信息，当处理器2检测到在环境信息中存在障碍物信息时控制充电臂停止运动，从而避免因存在障碍物导致充电臂和待充电设备无法正常连接。

此外，如果处理器2检测到障碍物信息存在的时间大于预设时间，例如10S，则控制充电臂复位，即使充电臂回到起始位置，并进入起始状态，也即未充电状态。

作为一种优选的实施例，检测装置包括漫反射障碍物检测装置。

本申请中的检测装置包括漫反射障碍物检测装置，漫反射障碍物检测装置是利用漫反射原理对检测自身的预设距离内的环境信息进行检测的装置，根据通过漫反射原理检测到的环境信息可以确定自身的预设距离内是否存在人或其他具体的物体，从而能够更加准确的判断障碍物的种类。

作为一种优选的实施例，还包括：

力矩检测装置，用于检测充电臂受到的力矩信息；

处理器2的第三输入端与力矩检测装置连接，还用于基于充电臂受到的力矩信息调整充电臂的运动速度，其中，充电臂的运动速度和充电臂与充电臂受到的力矩信息成负相关。

申请人考虑到充电臂在运动至和待充电设备对应的位置时，是通过电机控制充电臂的运动，如果充电臂受到的力矩过大，可能是运动过程中遇到了障碍物，或待充电设备的位置比预计位置更近，充电臂若继续运动可能会导致对待充电设备或障碍物的损坏，因此，本申请中在力矩信息大于预设力矩时控制充电臂复位，使充电臂回到起始位置和起始状态，保证待充电设备或障碍物的安全使用。

作为一种优选的实施例，还包括：

与处理器2相连的报警装置，用于当处理器2控制充电臂停止运动或控制充电臂复位时发出警报。

本实施例中，考虑到处理器2检测到障碍物时需要及时告知工作人员处理障碍物，本申请中加入了报警装置。处理器2控制充电臂停止运动或控制充电臂复位后，控制报警装置发出警报，提示工作人员处理障碍物，以使充电臂正常为待充电设备充电。

作为一种优选的实施例，报警装置包括声音报警装置和/或显示报警装置。

本实施例中，报警装置包括声音报警装置和/或显示报警装置。声音报警装置可以发出声音的报警，显示报警装置可以发出灯光的报警。

具体地，报警装置可以仅包括声音报警装置或显示报警装置，报警装置还可以同时包括声音报警装置和显示报警装置。其中，在报警装置同时包括声音报警装置和显示报警装置时，较为嘈杂的工作环境下，工作人员听不到声音警报，但是可以通过显示警报装置得知处理器2控制充电臂停止了运动或正在复位；当工作人员视野范围内看不到显示报警装置时，可以通过声音报警装置得知处理器2控制充电臂停止了运动或正在复位，以便更快地处理障碍物。

作为一种优选的实施例，声音报警装置为蜂鸣器。

本实施例中，选用蜂鸣器作为声音报警装置，蜂鸣器能够实现声音的报警。

此外，蜂鸣器还具有成本低，灵敏度高的特点。

当然，本申请中声音报警装置并不限定选用蜂鸣器，还可以选择汽笛。

作为一种优选的实施例，显示报警装置为LED(light-emitting diode，发光二极管)。

本实施例中，选用发光二极管作为显示报警装置，发光二极管能够实现灯光的报警。

此外，发光二极管还具有成本低的优点，可以和蜂鸣器共用一个控制口。

当然，本申请中显示报警装置并不限定选用发光二极管，还可以选择信号灯。

作为一种优选的实施例，还包括：

与报警装置连接的停止按钮；

报警装置还用于在停止按钮被按下时停止报警。

本实施例中，考虑到工作人员发现警报并处理障碍物后，需要使报警装置停止报警，因此，加入了停止按钮。工作人员处理了障碍物或无需充电臂为待充电设备充电之后，按下停止按钮，报警装置停止报警。

在实际应用中，停止按钮和报警装置相连。

作为一种优选的实施例，充电臂包括枪头21；

充电控制装置还包括：

设置于枪头21上的充电臂到位检测装置，用于检测枪头21和待充电设备之间是否连接；

与充电臂到位检测装置连接的充电机，用于在枪头21和待充电设备之间连接，且接收到充电指令时通过充电臂输出电能；

处理器2的第四输入端与充电臂到位检测装置连接，第二控制端与充电机连接，还用于在枪头21和待充电设备之间连接时发送充电指令。

本实施例中充电臂的枪头21是充电臂和待充电设备连接的部分，因此，枪头21上设置有充电臂到位检测装置，当枪头21和待充电设备连接时，现有技术中的充电机接收到充电臂到位检测装置发送的到位信息后便输出电能，通过充电臂的枪头21为待充电设备充电，但是，此时处理器2还未接收到到位信息，可能会继续控制充电臂运动，这就会导致对待充电设备造成损坏，因此，本申请中处理器2也与充电臂到位检测装置连接，充电机只有在枪头21和待充电设备之间连接，且接收到充电指令时才能通过充电臂输出电能，保证了待充电设备的安全性。

此外，处理器2得知枪头21和待充电设备之间连接后会控制充电臂停止运动。

作为一种优选的实施例，充电臂到位检测装置包括直流电源Vcc、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、开关K和电压检测装置；

直流电源Vcc的第一输出端和第一电阻R1的第一端连接，第一电阻R1的第二端与开关K的第一端连接，开关K的第二端与第二电阻R2的第二端连接，第二电阻R2的第一端与直流电源Vcc的第二输出端连接，第三电阻R3的第一端和第二端均悬空；电压检测装置的输入端和第一电阻R1的第二端连接，输出端与处理器2的第四输入端连接，用于检测第一电阻R1的第二端的电压，并将检测到的电压发送至处理器2；

充电臂和待充电设备连接时第三电阻R3的第一端和第二电阻R2的第一端连接，第三电阻R3的第二端和第二电阻R2的第二端连接；

处理器2具体用于在电压检测装置输出的电压基于上一次输出的电压减小时发送充电指令，并在接收到用户发送的停止充电指令时控制开关K断开且停止发送充电指令后控制充电臂复位。

请参照图2和图3，图2为本发明提供的一种充电臂的结构示意图，图3为本发明提供的一种充电臂到位检测装置的结构示意图。

其中，当充电臂和待充电设备未连接时，第三电阻R3的第一端和第二电阻R2的第一端断开，第三电阻R3的第二端和第二电阻R2的第二端断开；当充电臂和待充电设备连接时第三电阻R3的第一端和第二电阻R2的第一端连接，第三电阻R3的第二端和第二电阻R2的第二端连接，也即图2中枪头21上的22和23连接，第一电阻R1的第二端的电压因第二电阻R2和第三电阻R3并联而减小，基于此，处理器2可通过判断第一电阻R1的第二端的电压是否减小，从而判断充电臂和待充电设备是否连接，以便于后续控制充电机输出电能。

此外，本申请中的处理器2在待充电设备充满电或用户发送了停止充电的指令时先控制开关K断开，此时第二电阻R2的第二端的电压增大，处理器2可通过判断第一电阻R1的第二端的电压是否增大，从而判断充电机是否可以停止供电，在使充电机停止输出电能后再控制充电臂拔枪，也即控制枪头21和待充电设备断开。相比于现有技术中用户在想要停止充电时直接将开关K断开相比，本申请先控制充电机停止充电后再使充电臂进行拔枪，避免了拔枪后充电机仍输出电能而导致人员触电的风险，提高了安全性。

其中，本申请中的开关K可以但不限定为继电器。

需要说明的是，本申请中可以设定直流电源Vcc为12V的直流电源，开关K闭合的情况在，第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3均为1Ω的电阻，当第三电阻R3的第一端和第二电阻R2的第一端断开且第三电阻R3的第二端和第二电阻R2的第二端断开时，第一电阻R1的第二端的电压为6V；而当第三电阻R3的第一端和第二电阻R2的第一端连接且第三电阻R3的第二端和第二电阻R2的第二端连接时，第一电阻R1的第二端的电压为4V；开关K断开后，第一电阻R1的第二端的电压为12V。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等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。而且，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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种充电控制装置，其特征在于，应用于充电臂，包括：

设置于所述充电臂上的距离检测装置，用于检测所述充电臂和待充电设备之间的距离；

第一输入端与所述距离检测装置连接，第一控制端与所述充电臂连接的处理器，用于基于所述充电臂和所述待充电设备之间的距离调整所述充电臂的运动速度，其中，所述充电臂的运动速度和所述充电臂与所述待充电设备之间的距离成正相关；

还包括：

设置于所述充电臂上的检测装置，用于检测在所述充电臂的预设距离内的环境信息；

所述处理器的第二输入端与所述检测装置连接，还用于在所述环境信息中存在障碍物信息，且所述充电臂和所述待充电设备之间的距离大于预设距离时控制所述充电臂停止运动，并在所述障碍物信息存在的时间大于预设时间时控制所述充电臂复位；

还包括：

力矩检测装置，用于检测所述充电臂受到的力矩信息；

所述处理器的第三输入端与所述力矩检测装置连接，还用于基于所述充电臂受到的力矩信息调整所述充电臂的运动速度，其中，所述充电臂的运动速度和所述充电臂与所述充电臂受到的力矩信息成负相关。

2.如权利要求1所述的充电控制装置，其特征在于，所述处理器具体用于确定所述充电臂和所述待充电设备之间的距离所在的当前距离段，控制所述充电臂以与所述当前距离段对应的速度运动，其中，所述充电臂的运动速度和各个所述距离段的下限值成正相关。

3.如权利要求1所述的充电控制装置，其特征在于，所述检测装置包括漫反射障碍物检测装置。

4.如权利要求1所述的充电控制装置，其特征在于，还包括：

与所述处理器相连的报警装置，用于当所述处理器控制所述充电臂停止运动或控制所述充电臂复位时发出警报。

5.如权利要求4所述的充电控制装置，其特征在于，所述报警装置包括声音报警装置和/或显示报警装置。

6.如权利要求4所述的充电控制装置，其特征在于，还包括：

与所述报警装置连接的停止按钮；

所述报警装置还用于在所述停止按钮被按下时停止报警。

7.如权利要求1-6任一项所述的充电控制装置，其特征在于，所述充电臂包括枪头；

所述充电控制装置还包括：

设置于所述枪头上的充电臂到位检测装置，用于检测所述枪头和所述待充电设备之间是否连接；

与所述充电臂到位检测装置连接的充电机，用于在所述枪头和所述待充电设备之间连接，且接收到充电指令时通过所述充电臂输出电能；

所述处理器的第四输入端与所述充电臂到位检测装置连接，第二控制端与所述充电机连接，还用于在所述枪头和所述待充电设备之间连接时发送所述充电指令。

8.如权利要求7所述的充电控制装置，其特征在于，所述充电臂到位检测装置包括直流电源、第一电阻、第二电阻、第三电阻、开关和电压检测装置；

所述直流电源的第一输出端和所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述开关的第一端连接，所述开关的第二端与所述第二电阻的第二端连接，所述第二电阻的第一端与所述直流电源的第二输出端连接，所述第三电阻的第一端和第二端均悬空；所述电压检测装置的输入端和所述第一电阻的第二端连接，输出端与所述处理器的第四输入端连接，用于检测所述第一电阻的第二端的电压，并将检测到的电压发送至所述处理器；

所述充电臂和所述待充电设备连接时所述第三电阻的第一端和所述第二电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端和所述第二电阻的第二端连接；

所述处理器具体用于在所述电压检测装置输出的电压基于上一次输出的电压减小时发送所述充电指令，并在接收到用户发送的停止充电指令时控制所述开关断开且停止发送所述充电指令后控制所述充电臂复位。