CN113910955A - 一种用于立体车库的电动汽车自动充电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于立体车库的电动汽车自动充电系统，包括中央控制单元、用户监测APP、车位位置信息采集单元、车位充电单元，中央控制单元下设多个与车位充电单元一一对应的信息交互模块，车位充电单元的控制器用于和信息交互模块通信，车辆信息采集单元获取电动汽车的车牌号、车辆型号信息后，传输给中央控制单元，中央控制单元指示相应的信息交互模块工作，车位充电单元接收到信息交互模块传递的指令后，完成充电枪与充电口的对接作业，并可实时检测充电作业状态，本发明可将原有车库车位扩展成为具有充电机器人的充电车位，充电系统可满足于不同型号的电动汽车充电，从停车入库到充电结束实现无人化、智能化操作，大大节约了成本和资源。

Description

一种用于立体车库的电动汽车自动充电系统
技术领域
本发明涉及一种电动汽车充电系统，具体涉及一种用于立体车库的电动汽车自动充电系统。
背景技术
随着电动汽车的快速发展，电动汽车充电站的建设规模和数量不断增加，然而近年来，城市土地资源短缺问题日益突出，在郊区建设大型充电站并不容易，而人口密集的中心城区停车环境已经非常拥挤，为电动汽车开辟充电停车位更是难上加难。因此，为了满足电动汽车对充电设施日益增长的需求，防止土地资源问题成为充电设施发展的瓶颈，将现有立体车库与充电系统融为一体成为解决上述问题的有效措施。
传统充电桩靠人工插拔给电动车充电，但在立体车库使用时，需要人工进入车库，既不安全也不智能，而且效率低下。专利CN113085618A提出了一种分离式充电机器人，可以将充电机器人移动到任意位置给电动汽车充电，但是无法满足不同型号电动汽车充电枪型号的需求；专利CN110758139A提出了一种用于立体车库的充电机器人，可有效保障人员的生命安全，避免了漏电带来的安全隐患，实现了需要充电时通电、无须充电时断电的功能，但充电、断电操作仍需人工操作。
发明内容
鉴于现有技术存在的上述问题，本发明所要解决的技术问题是在合理利用现有立体车库资源的基础上，将原有车库车位扩展成为具有充电机器人的充电车位，充电系统可满足于不同型号的电动汽车充电，从停车入库到充电结束实现无人化操作，大大节约了成本和资源。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于立体车库的电动汽车自动充电系统，其主要特征在于，包括中央控制单元、用户监测APP、车位位置信息采集单元、车位充电单元。
在某些实施例中，所述中央控制单元由若干个信息交互模块组成，每个信息交互模块分别与相应的车位充电单元一一对应，所述中央控制单元根据接收到的所述车位位置信息采集单元发来的车位信息指示相应的信息交互模块工作，所述信息交互模块实时与对应的车位充电单元进行数据传输以完成车位信息、充电位置、充电量信息的采集，并实时与所述用户监测APP进行数据交互。
在某些实施例中，用户输入车牌号进入到所述用户监测APP对应的信息交互模块以实时监测到车辆的车位信息、充电量信息，也可远程控制对应车位充电单元作业的启停。
在某些实施例中，所述车位位置信息采集单元包括车辆识别模块和车位信息库，位于停车场入口处，通过车辆识别模块获取车辆型号、车牌信息，根据所述车辆型号、车牌信息调取所述车位信息库中与待充电车辆匹配的车位的位置，指示用户将车停入所述车位。
在某些实施例中，所述车位充电单元位于充电车位的正前方，包括控制器、充电口视觉识别单元、充电枪组、充电枪位置调整单元，所述控制器用于和所述信息交互模块通信。
在某些实施例中，所述充电口视觉识别单元由两组对称的工业相机组成，待充电车辆达到相应车位后，通过所述工业相机获取车辆实际位姿，所述信息交互模块根据车辆型号调取出该型号车辆的理论位姿，通过模型匹配获取充电口的实际位置信息，并将所述充电口具体位置信息发送至所述控制器。
在某些实施例中，所述充电枪组由与不同型号电动汽车匹配的充电枪组成，每个充电枪的电线上串联两个并联的电流传感器，所述控制器可对所述电流传感器进行数据采集；充电枪位置调整单元包括协作机器人、横移机构以及充电枪夹持机构；所述协作机器人由多关节机器臂组成，所述协作机器人一端与所述横移机构滑动相连以实现横向移动，另一端与充电枪夹持机构相连以调整充电枪的位姿；所述控制器一方面根据接收到所述信息交互模块传来的电动汽车的型号和充电口具体位置信息指示所述协作机器人和所述充电枪夹持机构选择对应的充电枪，另一方面根据接收到所述信息交互模块传来的充电口具体位置信息调整协作机器人和充电枪夹持机构的位姿完成与充电口的对接作业。
在某些实施例中，一种用于立体车库的电动汽车自动充电方法，包括如下步骤：
用户开车至智能立体车库，并打开充电口盖；
所述车位信息采集单元根据获取到车牌号、车辆型号确定匹配车位的位置，用户将车停至该车位；
当车辆到达相应车位后，所述充电口识别单元获取到充电口的实际位置信息，并将该充电口具体位置发送至对应的信息交互模块；
所述控制器接收到所述信息交互模块传来的车辆型号和充电口具体位置信息后，命令所述充电枪夹持机构携带对应型号的充电枪运动至所述充电口附近，并通过控制协作机器人的机器臂以调整所述充电枪夹持机构的位置和角度，最终实现充电枪与所述充电口的对接；
充电时，当所述控制器实时采集到所述两个并联的电流传感器的值小于等于1毫安时，表示充电作业已完成，所述控制器控制所述充电枪位置调整单元回到初始位置；
充电完成后，所述控制器通过通过所述信息交互模块将充电完成信息传输至所述用户监测APP；
若充电未完成时用户需返程，也可输入车牌号进入用户检测APP控制车位充电单元的启停，并获取到车位信息。
本发明的技术方案中，通过车位信息采集单元可自动获取到车牌号、车辆型号确定匹配车位的位置，通过充电口识别单元获取到充电口的实际位置信息，通过充电枪位置调整单元完成充电枪与充电口的对接作业，通过电量检测单元实时检测充电作业状态；本发明的相对于校友技术的有益效果在于：仅通过对现有立体车库的改进就可满足电动汽车对充电设施日益增长的需求，同时，一个充电车位可适应不同型号电动汽车的充电作业，用户通过用户监测APP可远程监控充电作业状态、车位位置等信息，从停到入库到充电完成可实现无人化管理。
附图说明
图1是一种基于现有立体车库的自动充电系统的工作流程图；
图2是一种基于现有立体车库的自动充电系统的中央控制单元组成示意图；
图3是一种基于现有立体车库的自动充电系统的车位位置信息采集单元组成示意图；
图4是一种基于现有立体车库的自动充电系统的车位充电单元结构示意图；
图5是充电枪位置调整单元示意图；
图6是充电枪组组成示意图；
图7是电流传感器连接示意图；
图8是充电枪夹持机构局部放大图；
1-控制器、2-充电口视觉识别单元、3-充电枪组、4-充电枪位置调整单元；21-左前工业相机、22-左后工业相机、23-右前工业相机、24-右后工业相机；41-横移机构、42-协作机器人、43-充电枪夹持机构43。
具体实施方式
下面结合附图说明和具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
如图1所示，本实施例中，一种用于立体车库的电动汽车自动充电系统，包括中央控制单元、用户监测APP、车位位置信息采集单元、车位充电单元。
参见图1，本实施例中，所述中央控制单元由若干个信息交互模块组成，每个信息交互模块分别与相应的车位充电单元一一对应。
参见图2，本实施例中，所述中央控制单元根据接收到的所述车位位置信息采集单元发来的车位信息指示相应的信息交互模块工作，所述信息交互模块实时与对应的车位充电单元进行数据传输以完成车位信息、充电位置、充电量信息的采集，并实时与所述用户监测APP进行数据交互。
本实施例中，用户输入车牌号进入到所述用户监测APP对应的信息交互模块以实时监测到车辆的车位信息、充电量信息，也可远程控制对应车位充电单元作业的启停。
参见图3，本实施例中，所述车位位置信息采集单元包括车辆识别模块和车位信息库，位于停车场入口处，车辆识别模块包括工业相机、图像处理软件和电车模型库，经工业相机采集来车图像，通过图像处理软件获取车牌号信息，并将采集的车辆图像与电车模型库匹配获取出电车型号；车位信息库根据所述车辆型号、车牌信息调取所述车位信息库中与待充电车辆匹配的车位的位置，指示用户将车停入所述车位。
参见图4，本实施例中，所述车位充电单元位于充电车位的正前方，包括控制器1、充电口视觉识别单元2、充电枪组3、充电枪位置调整单元4，所述控制器1用于和所述信息交互模块通信。
参见图4，所述充电口视觉识别单元由两组对称的工业相机组成，每组工业相机由前后两个工业相机组成，本实施例中，4个工业相机分别对称布置在车位四角上方，如图4中左前工业相机21、左后工业相机22、右前工业相机23、右后工业相机24所示，待充电车辆达到相应车位后，通过所述充电口识别单元2获取车辆实际位姿，所述信息交互模块根据车辆型号调取出该型号车辆的理论位姿，通过模型匹配获取充电口的实际位置信息，并将所述充电口具体位置信息发送至所述控制器1。
参见图5，本实施例中，所述充电枪组3由与不同型号电动汽车匹配的充电枪组成。
参见图6，每个充电枪的电线上串联两个并联的电流传感器，所述两个并联的电流传感器批次型号一致，所述控制器1可对所述电流传感器进行数据采集，根据电动汽车充电原理，当充电作业正在进行时，充电枪中的电流较大，这时采集的电流传感器的值较大；当充电作业完成后，充电枪中的电流较小，且小于等于1毫安，这时，采集的电流传感器的值也小于等于1毫安。
参见图7，充电枪位置调整单元4包括横移机构41、协作机器人42、以及充电枪夹持机构43；所述协作机器人42由多关节机器臂组成，所述协作机器人42一端与所述横移机构41滑动相连以实现横向移动，另一端与充电枪夹持机构43相连以调整充电枪的位姿；所述控制器1一方面根据接收到所述信息交互模块传来的电动汽车的型号和充电口具体位置信息指示所述协作机器人42和所述充电枪夹持机构43选择对应的充电枪，另一方面根据接收到所述信息交互模块传来的充电口具体位置信息调整协作机器人42和充电枪夹持机构53的位姿完成与充电口的对接作业。
本实施例中，一种用于立体车库的电动汽车自动充电方法包括以下步骤：
用户开车至智能立体车库，并打开充电口盖；
所述车位信息采集单元根据获取到车牌号、车辆型号确定匹配车位的位置，用户将车停至该车位
当车辆到达相应车位后，所述充电口识别单元获取到充电口的实际位置信息，并将该充电口具体位置发送至对应的信息交互模块；
所述控制器1接收到所述信息交互模块传来的车辆型号和充电口具体位置信息后，命令所述充电枪夹持机构43携带对应型号的充电枪运动至所述充电口附近，并通过控制协作机器人42的机器臂以调整所述充电枪夹持机构43的位置和角度，最终实现充电枪与所述充电口的对接；
充电时，当所述控制器1实时采集到所述两个并联的电流传感器的值小于等于1毫安时，表示充电作业已完成，所述控制器1控制所述充电枪位置调整单元回到初始位置；
充电完成后，所述控制器1通过通过所述信息交互模块将充电完成信息传输至所述用户监测APP；
若充电未完成时用户需返程，也可输入车牌号进入用户检测APP控制车位充电单元的启停，并获取到车位信息。

Claims (8)

1.一种用于立体车库的电动汽车自动充电系统，其特征在于，包括中央控制单元、用户监测APP、车位位置信息采集单元、车位充电单元。
2.如权利要求书1所述的电动汽车自动充电系统，其特征在于：所述中央控制单元由若干个信息交互模块组成，每个信息交互模块分别与相应的车位充电单元一一对应，所述中央控制单元根据接收到的所述车位位置信息采集单元发来的车位信息指示相应的信息交互模块工作，所述信息交互模块实时与对应的车位充电单元进行数据传输以完成车位信息、充电位置、充电量信息的采集，并实时与所述用户监测APP进行数据交互。
3.如权利要求书2所述的电动汽车自动充电系统，其特征在于：用户输入车牌号进入到所述用户监测APP对应的信息交互模块以实时监测到车辆的车位信息、充电量信息，也可远程控制对应车位充电单元作业的启停。
4.如权利要求书1所述的电动汽车自动充电系统，其特征在于：所述车位位置信息采集单元包括车辆识别模块和车位信息库，位于停车场入口处，通过车辆识别模块获取车辆型号、车牌信息，根据所述车辆型号、车牌信息调取所述车位信息库中与待充电车辆匹配的车位的位置，指示用户将车停入所述车位。
5.如权利要求书1所述的电动汽车自动充电系统，其特征在于：所述车位充电单元位于充电车位的正前方，包括控制器、充电口视觉识别单元、充电枪组、充电枪位置调整单元，所述控制器用于和所述信息交互模块通信。
6.如权利要求书5所述的电动汽车自动充电系统，其特征在于：所述充电口视觉识别单元由两组对称的工业相机组成，待充电车辆达到相应车位后，通过所述工业相机获取车辆实际位姿，所述信息交互模块根据车辆型号调取出该型号车辆的理论位姿，通过模型匹配获取充电口的实际位置信息，并将所述充电口具体位置信息发送至所述控制器。
7.如权利要求书5所述的电动汽车自动充电系统，其特征在于：所述充电枪组由与不同型号电动汽车匹配的充电枪组成，每个充电枪的电线上串联两个并联的电流传感器，所述控制器可对所述电流传感器进行数据采集；充电枪位置调整单元包括协作机器人、横移机构以及充电枪夹持机构；所述协作机器人由多关节机器臂组成，所述协作机器人一端与所述横移机构滑动相连以实现横向移动，另一端与充电枪夹持机构相连以调整充电枪的位姿；所述控制器一方面根据接收到所述信息交互模块传来的电动汽车的型号和充电口具体位置信息指示所述协作机器人和所述充电枪夹持机构选择对应的充电枪，另一方面根据接收到所述信息交互模块传来的充电口具体位置信息调整协作机器人和充电枪夹持机构的位姿完成与充电口的对接作业。
8.一种用于立体车库的电动汽车自动充电方法，其特征在于：
（1）用户开车至智能立体车库，并打开充电口盖；
（2）所述车位信息采集单元根据获取到车牌号、车辆型号确定匹配车位的位置，用户将车停至该车位；
（3）当车辆到达相应车位后，所述充电口识别单元获取到充电口的实际位置信息，并将该充电口具体位置发送至对应的信息交互模块；
（4）所述控制器接收到所述信息交互模块传来的车辆型号和充电口具体位置信息后，命令所述充电枪夹持机构携带对应型号的充电枪运动至所述充电口附近，并通过控制协作机器人的机器臂以调整所述充电枪夹持机构的位置和角度，最终实现充电枪与所述充电口的对接；
（5）充电时，控制器实时采集所述电流传感器的值，当所述控制器实时采集到所述两个并联的电流传感器的值小于等于1毫安时，表示充电作业已完成，所述控制器控制所述充电枪位置调整单元回到初始位置；
（6）充电完成后，所述控制器通过通过所述信息交互模块将充电完成信息传输至所述用户监测APP；
（7）若充电未完成时用户需返程，也可输入车牌号进入用户检测APP控制车位充电单元的启停，并获取到车位信息。
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