CN113895266A - 移动充电桩及应用该移动充电桩的停车场 - Google Patents

Abstract

本发明属于新能源汽车充电设备技术领域，尤其涉及一种移动充电桩及应用该充电桩的停车场。其中，移动充电桩包括箱体、行走系统、电源连接机构、机械臂机构、充电枪、控制模块和蓄电池，行走系统安装在箱体的底部，电源连接机构用于连接外部电源，机械臂机构的第一端装配在箱体的顶部上，充电枪连接于机械臂机构的第二端，充电枪与电源连接机构电性连接，充电枪用于与车辆充电口相互插接，控制模块与动力机构、电源连接机构、机械臂机构均电性连接，蓄电池通过控制模块向动力机构、机械臂机构供电，电源连接机构通过控制模块对蓄电池进行充电。应用本发明的技术方案解决了如何实现停车场中移动充电桩自动化地对车辆进行充电以减少人工干预的问题。

Description

移动充电桩及应用该移动充电桩的停车场

技术领域

本发明属于新能源汽车充电设备技术领域，尤其涉及一种移动充电桩及应用该充电桩的停车场。

背景技术

现有停车场的充电桩多数是采用固定式充电方式，即是充电桩与停车位是对应的，充电桩本身是不可以移动的，灵活性较差，当停车位被非需要充电的汽车占用时，则该停车位对应的充电桩也随之被占用，将影响充电桩的利用效率。并且，应用现有充电桩对车辆进行充电的时候，必须要人工进行干预，比如插接充电枪等操作，无法实现自动化操作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种移动充电桩及应用该充电桩的停车场，旨在解决如何实现停车场中移动充电桩自动化地对车辆进行充电以减少人工干预的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种移动充电桩，包括：箱体，箱体具有装配空间；行走系统，行走系统包括动力机构和执行机构，动力机构装配在装配空间中，执行机构安装在箱体的底部，动力机构与执行机构驱动连接；电源连接机构，电源连接机构装配在箱体上，电源连接机构用于连接外部电源；机械臂机构，机械臂机构的第一端装配在箱体的顶部上；充电枪，充电枪连接于机械臂机构的第二端，充电枪与电源连接机构电性连接，充电枪用于与车辆充电口相互插接；控制模块，控制模块装配在装配空间中，控制模块与动力机构、电源连接机构、机械臂机构均电性连接；蓄电池，蓄电池装配在装配空间中，蓄电池与控制模块电性连接，蓄电池通过控制模块向动力机构、机械臂机构供电，电源连接机构通过控制模块对蓄电池进行充电。

可选地，控制模块包括第一检测探头，第一检测探头安装在充电枪的外壁上，第一检测探头用于检测得到车辆充电口的位置。

可选地，控制模块还包括多个第二检测探头，多个第二检测探头间隔布置在箱体的周向侧壁上，多个第二检测探头用于检测移动充电桩的行进路线以及周向环境。

可选地，电源连接机构包括：装配壳，装配壳安装在箱体上；伸缩杆件，伸缩杆件的第一端可滑动地装配在装配壳中，伸缩杆件的第二端设置为插头；动力装置，动力装置连接于装配壳，动力装置与控制模块电性连接，并且蓄电池通过控制模块向动力装置供电，动力装置的动力输出端用于带动伸缩杆件相对装配壳滑动。

可选地，动力装置包括气缸，气缸的活塞杆端部与伸缩杆件的第一端连接；或者，动力装置包括电机和传动齿轮，电机的转轴带动传动齿轮转动，伸缩杆件上设有与传动齿轮相啮合的齿排。

可选地，电源连接机构还包括检测传感器，检测传感器安装于装配壳，检测传感器与控制模块电性连接，检测传感器用于检测并确定外部电源的插座。

可选地，机械臂机构包括：转盘装置，转盘装置可转动地安装在箱体的顶部；驱动臂，驱动臂包括至少两个节臂，相邻两个节臂之间可活动连接，其中一个节臂的端部可活动地连接于转盘装置，另一个节臂的端部用于安装充电枪；驱动装置，驱动装置安装于箱体，驱动装置与控制模块电性连接，蓄电池通过控制模块向驱动装置供电，驱动装置用于带动转盘装置相对箱体转动，并且驱动装置用于驱动驱动臂伸展或收缩。

可选地，驱动装置包括多个驱动电机，各个驱动电机均与控制模块电性连接，节臂与转盘装置之间、相邻两个节臂之间分别通过一个驱动电机进行驱动。

可选地，充电枪上设有第一磁铁，车辆充电口处设有用于与第一磁铁相互磁吸对位的第二磁铁。

根据本发明的另一方面，提供了一种停车场。具体地，该停车场设置有存放区域和多个停车位，每个停车位对应地设置有外部电源的插座，存放区域停放有若干部如前述的移动充电桩。

本发明至少具有以下有益效果：

在停车场中应用本发明提供的移动充电桩对车辆进行充电，当车辆驶入停车场后，车主通过用户终端进行下单，当中央处理系统接收下单任务之后，则中央处理系统就会向控制模块发送用户订单信息，从而控制移动充电桩通过行走系统移动至相应的车辆的停车位，然后对车辆进行充电。在充电过程中，通过控制模块而使得电源连接机构连接至外部电源，并且，控制模块控制机械臂机构带动充电枪插接在车辆的充电口中，由于电源连接机构与充电枪电性连接，从而对车辆进行充电，如此，则实现了停车场中移动充电桩自动化地对车辆进行充电模式，降低了人工操作干预，而且避免了非需要充电的车辆占用了充电桩的情况，提高了充电桩的应用效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的移动充电桩的装配结构示意图一；

图2为本发明实施例的移动充电桩的装配结构示意图二；

图3为本发明实施例的移动充电桩的装配结构示意图三；

图4为本发明实施例的移动充电桩的装配结构示意图四；

图5为本发明实施例的停车场的示意图。

其中，图中各附图标记：

10、箱体；11、装配空间；12、箱门；20、行走系统；21、动力机构；22、执行机构；30、电源连接机构；31、装配壳；32、伸缩杆件；33、检测传感器；40、机械臂机构；41、转盘装置；42、驱动臂；421、节臂；50、充电枪；60、控制模块；61、第一检测探头；62、第二检测探头；70、蓄电池；100、停车位；200、中央处理系统；201、主干路线检测带；202、支路路线检测带；300、存放区域。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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。

如图1至图4所示，本发明实施例提供了一种为新能源汽车进行充电的移动充电桩，当车辆进入停车场并且车辆需要进行充电的时候，车主通过操作进行下单，中央处理系统200(如图5所示)就会控制该移动充电桩实现自动化地对车辆进行充电。具体地，该移动充电桩包括箱体10、行走系统20、电源连接机构30、机械臂机构40、充电枪50、控制模块60和蓄电池70，箱体10具有装配空间11，并且通过箱门12来开关装配空间11，箱体10作为整机的装配框架而具有装配支撑的作用，行走系统20包括动力机构21和执行机构22，装配时，动力机构21装配在装配空间11中，执行机构22安装在箱体10的底部，动力机构21与执行机构22驱动连接，则动力机构21向执行机构22提供动力，使得执行机构22带动箱体10实现行走移动。进一步装配，则电源连接机构30装配在箱体10上，当通过执行机构22移动到目标车辆之后，则电源连接机构30用于连接外部电源，并且，机械臂机构40的第一端装配在箱体10的顶部上，充电枪50连接于机械臂机构40的第二端，充电枪50与电源连接机构30电性连接，控制模块60装配在装配空间11中，则控制模块60通过控制机械臂机构40将充电枪50插接在车辆充电口中，其中，控制模块60与动力机构21、电源连接机构30、机械臂机构40均电性连接，这样，充电枪50、电源连接机构30以及外部电源形成为闭合的充电电路对车辆进行充电。在该移动充电桩中，蓄电池70装配在装配空间11中，蓄电池70与控制模块60电性连接，蓄电池70通过控制模块60向动力机构21、机械臂机构40供电，如此，动力机构21通过蓄电池70来供电而向执行机构22提供动力。在电源连接机构30接通了外部电源之后，电源连接机构30通过控制模块60对蓄电池70进行充电。

在停车场中应用本发明提供的移动充电桩对车辆进行充电，当车辆驶入停车场后，车主通过用户终端(用户终端可以是手机APP，也可以是电脑端)进行下单，当中央处理系统200接收下单任务之后，则中央处理系统200就会向控制模块60发送用户订单信息，从而控制移动充电桩通过行走系统20移动至相应的车辆的停车位，然后对车辆进行充电。在充电过程中，通过控制模块60而使得电源连接机构30连接至外部电源，并且，控制模块60控制机械臂机构40带动充电枪50插接在车辆的充电口中，由于电源连接机构30与充电枪50电性连接，从而对车辆进行充电，如此，则实现了停车场中移动充电桩自动化地对车辆进行充电模式，降低了人工操作干预，而且避免了非需要充电的车辆占用了充电桩的情况，提高了充电桩的应用效率。

另一方面，由于该移动充电桩装配了电源连接机构30，该移动充电桩只有移动至目标车辆的停车位之后，通过控制模块60而使电源连接机构30与停车位上的外部电源的插座实现插接，从而连接外部电源，取消了长线缆，从而消除了长线缆存在的缠绕、牵绊的问题。

在本实施例中，控制模块60包括控制主板(未图示)和第一检测探头61，控制主板装配在装配空间11中，第一检测探头61安装在充电枪50的外壁上，控制主板与第一检测探头61电性连接，第一检测探头61用于检测得到车辆充电口的位置。也就是，当移动充电桩通过行走系统20移动至目标车辆的停车位之后，则第一检测探头61会对车辆进行检测，从而检测得到车辆充电口的位置，然后控制主板中预设的控制程序将控制机械臂机构40带动充电枪50插接到车辆充电口中，即可进行充电。

如图1至图4所示，控制模块60还包括多个第二检测探头62，多个第二检测探头62均与控制主板电性连接，多个第二检测探头62间隔布置在箱体10的周向侧壁上，多个第二检测探头62用于检测移动充电桩的行进路线以及周向环境。在该移动充电桩移动行进的过程中，通过第二检测探头62对路线进行检测，从而确定正确的行走路线，以正确地行进到达目标车辆的停车位处。进一步地，通过第二检测探头62对行进路线上的周向环境进行检测，从而确定行进过程中该移动充电桩是否遇到障碍物，在遇到障碍物的时候，控制模块60则控制行走系统20进行自主避让，在避让开障碍物之后，控制模块60在通过控制行走系统20行走回归预定的行走路线上，直至行走到达目标车辆的停车位。

如图2和图4所示，电源连接机构30包括装配壳31、伸缩杆件32和动力装置(未图示)，装配壳31安装在箱体10上，优选地，该装配壳31与箱体10可以是一体成型的，伸缩杆件32的第一端可滑动地装配在装配壳31中，伸缩杆件32的第二端设置为插头，动力装置连接于装配壳31，动力装置与控制模块60电性连接，并且蓄电池70通过控制模块60向动力装置供电，动力装置的动力输出端用于带动伸缩杆件32相对装配壳31滑动。当移动充电桩移动到达目标车辆的停车位之后，控制模块60控制动力装置工作，使得动力装置带动伸缩杆件32伸出装配壳31，并且，通过控制模块60控制行走系统20移动对位了外部电源的插座的具体位置，这样就能够使伸出的伸缩杆件32的第二端的插头与外部电源的插座相互插接完成。

在本实施例中，动力装置可以是气缸(未图示)，气缸安装在装配壳31的内部空间中，并且气缸的活塞杆端部与伸缩杆件32的第一端连接，这样，控制模块60控制气缸的活塞杆伸出或缩回时，则活塞杆带动伸缩杆件32相对装配壳31伸出或缩回。或者，动力装置包括电机(未图示)和传动齿轮(未图示)，电机的转轴带动传动齿轮转动，伸缩杆件32上设有与传动齿轮相啮合的齿排(即通过齿轮齿条配合的方式来带动伸缩杆件32相对装配壳31进行伸出或缩回)。

如图2和图4所示，电源连接机构30还包括检测传感器33，检测传感器33安装于装配壳31，检测传感器33与控制模块60电性连接，检测传感器33用于检测并确定外部电源的插座。在控制模块60控制行走系统20行走靠近了目标车辆的停车位的过程中，通过检测传感器33对外部电源的插座进行检测并确定位置，然后控制模块60控制行走系统20移动而使得伸缩杆件32的插头与外部电源的插座实现对位，这样，控制模块60再控制动力装置带动伸缩杆件32伸出，从而使得伸缩杆件32的插头插接进入外部电源的插座中，实现导通。

在本实施例中，外部电源的插座可以是设置在停车位的地板上，也可以是设置在停车位侧边位置的墙壁或立柱上。相应地，当外部电源的插座设置在停车位的地板时，则电源连接机构30设置在箱体10的底部；当外部电源的插座设置停车位侧边位置的墙壁或立柱时，则电源连接机构30设置在箱体10的顶部或侧边位置。

如图1至图4所示，机械臂机构40包括转盘装置41、驱动臂42及驱动装置(未图示)，其中，驱动臂42包括至少两个节臂421。装配时，转盘装置41可转动地安装在箱体10的顶部，相邻两个节臂421之间可活动连接，其中一个节臂421的端部可活动地连接于转盘装置41，另一个节臂421的端部用于安装充电枪50，驱动装置安装于箱体10，驱动装置与控制模块60电性连接，蓄电池70通过控制模块60向驱动装置供电，驱动装置用于带动转盘装置41相对箱体10转动，并且驱动装置用于驱动驱动臂42伸展或收缩。这样，机械臂机构40在箱体10的顶部上具有了更多运动自由度，从而能够更加准确地调节充电枪50与车辆充电口之间的相对位置，然后完成正确对接。具体地，驱动装置包括多个驱动电机，各个驱动电机均与控制模块60电性连接，节臂421与转盘装置41之间、相邻两个节臂421之间分别通过一个驱动电机进行驱动，具体地，驱动电机固定连接在启动一个节臂421的端部上，另一个节臂421的端部则连接在驱动电机的转轴上，如此便能够通过驱动电机带动相邻两个节臂421之间伸长或缩短；另外，转盘装置41与箱体10的顶部之间也设置有一个驱动电机，通过该驱动电机来驱动转盘装置41相对箱体10转动。

在另一种可行的实施方式中，充电枪50上设有第一磁铁(未图示)，车辆充电口处设有用于与第一磁铁相互磁吸对位的第二磁铁(未图示)，并且，充电枪50与节臂421的端部之间采用柔性连接件进行连接。这样，当移动充电桩移动至目标车辆的停车位之后，只需通过检测传感器33检测确定车辆充电口的大致位置，然后控制模块60控制机械臂机构带动充电枪50向车辆充电口靠近，当充电枪50与车辆充电口靠近到一定距离内时，则第一磁铁与第二磁铁之间相互磁吸，从而使得充电枪50与车辆充电口相互插接完成，即可进行充电。

根据本发明的另一方面，提供了一种停车场。具体地，如图5所示，该停车场设置有存放区域300和多个停车位100，每个停车位100对应地设置有外部电源的插座，存放区域停放有若干部如前述的移动充电桩。在停车场的行驶路上铺设主干路线检测带201，并且对应各个停车位100设置支路路线检测带202，如此，当移动充电桩接收到车主的下单任务之后，控制模块60通过控制行走系统20沿着主干路线检测带201行走前进，行进的过程中，移动充电桩上的第二检测探头62会实时地检测主干路线检测带201，从而确保执行机构22始终沿着正确的行进路线行进到达目标车辆的停车位100，然后，第二检测探头62检测与该停车位对应的支路路线检测带202，则控制模块60控制执行机构22沿支路路线检测带202行进到达预定位置。接着，控制模块60控制电源连接机构30与外部电源的插座实现插接，并且控制模块60控制机械臂机构40带动充电枪50与车辆充电口相互插接，从而对车辆进行充电。

当充电完毕后，控制模块60控制电源连接机构30与外部电源的插座脱离(即控制模块60控制伸缩杆件32缩回)，并且控制模块60控制机械臂机构40带动充电枪50与车辆充电口脱离，然后移动充电桩沿原路线返回至存放区域300。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种移动充电桩，其特征在于，包括：

箱体，所述箱体具有装配空间；

行走系统，所述行走系统包括动力机构和执行机构，所述动力机构装配在所述装配空间中，所述执行机构安装在所述箱体的底部，所述动力机构与所述执行机构驱动连接；

电源连接机构，所述电源连接机构装配在所述箱体上，所述电源连接机构用于连接外部电源；

机械臂机构，所述机械臂机构的第一端装配在所述箱体的顶部上；

充电枪，所述充电枪连接于所述机械臂机构的第二端，所述充电枪与所述电源连接机构电性连接，所述充电枪用于与车辆充电口相互插接；

控制模块，所述控制模块装配在所述装配空间中，所述控制模块与所述动力机构、所述电源连接机构、所述机械臂机构均电性连接；

蓄电池，所述蓄电池装配在所述装配空间中，所述蓄电池与所述控制模块电性连接，所述蓄电池通过所述控制模块向所述动力机构、所述机械臂机构供电，所述电源连接机构通过所述控制模块对所述蓄电池进行充电。

2.根据权利要求1所述的移动充电桩，其特征在于，

所述控制模块包括第一检测探头，所述第一检测探头安装在所述充电枪的外壁上，所述第一检测探头用于检测得到车辆充电口的位置。

3.根据权利要求2所述的移动充电桩，其特征在于，

所述控制模块还包括多个第二检测探头，所述多个第二检测探头间隔布置在所述箱体的周向侧壁上，所述多个第二检测探头用于检测所述移动充电桩的行进路线以及周向环境。

4.根据权利要求1所述的移动充电桩，其特征在于，

所述电源连接机构包括：

装配壳，所述装配壳安装在所述箱体上；

伸缩杆件，所述伸缩杆件的第一端可滑动地装配在所述装配壳中，所述伸缩杆件的第二端设置为插头；

动力装置，所述动力装置连接于所述装配壳，所述动力装置与所述控制模块电性连接，并且所述蓄电池通过所述控制模块向所述动力装置供电，所述动力装置的动力输出端用于带动所述伸缩杆件相对所述装配壳滑动。

5.根据权利要求4所述的移动充电桩，其特征在于，

所述动力装置包括气缸，所述气缸的活塞杆端部与所述伸缩杆件的第一端连接；

或者，所述动力装置包括电机和传动齿轮，所述电机的转轴带动所述传动齿轮转动，所述伸缩杆件上设有与所述传动齿轮相啮合的齿排。

6.根据权利要求4或5所述的移动充电桩，其特征在于，

所述电源连接机构还包括检测传感器，所述检测传感器安装于所述装配壳，所述检测传感器与所述控制模块电性连接，所述检测传感器用于检测并确定所述外部电源的插座。

7.根据权利要求1所述的移动充电桩，其特征在于，

所述机械臂机构包括：

转盘装置，所述转盘装置可转动地安装在所述箱体的顶部；

驱动臂，所述驱动臂包括至少两个节臂，相邻两个所述节臂之间可活动连接，其中一个所述节臂的端部可活动地连接于所述转盘装置，另一个所述节臂的端部用于安装所述充电枪；

驱动装置，所述驱动装置安装于所述箱体，所述驱动装置与所述控制模块电性连接，所述蓄电池通过所述控制模块向所述驱动装置供电，所述驱动装置用于带动所述转盘装置相对所述箱体转动，并且所述驱动装置用于驱动所述驱动臂伸展或收缩。

8.根据权利要求7所述的移动充电桩，其特征在于，

所述驱动装置包括多个驱动电机，各个所述驱动电机均与所述控制模块电性连接，所述节臂与所述转盘装置之间、相邻两个所述节臂之间分别通过一个所述驱动电机进行驱动。

9.根据权利要求7所述的移动充电桩，其特征在于，

所述充电枪上设有第一磁铁，车辆充电口处设有用于与所述第一磁铁相互磁吸对位的第二磁铁。

10.一种停车场，其特征在于，

该停车场设置有存放区域和多个停车位，每个所述停车位对应地设置有外部电源的插座，所述存放区域停放有若干部如权利要求1至9任一项所述的移动充电桩。

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