CN114269593A - 对车辆电能存储器充电的充电机器人和充电装置和用该充电装置对电能存储器充电的车辆 - Google Patents

对车辆电能存储器充电的充电机器人和充电装置和用该充电装置对电能存储器充电的车辆 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于为车辆(14)的电能储存器(12)充电的充电机器人(10)，其包括：支撑结构(16)；可旋转地附接到所述支撑结构(16)的至少一个轮；附接在所述支撑结构(16)上的、可以驱动轮的驱动单元(20)；第一容纳空间(24)和第二容纳空间(26)，所述第一容值空间附接到所述支撑结构(16)或由所述支撑结构(16)形成，所述第二容纳空间附接到所述支撑结构(16)或由所述支撑结构(16)形成，其中所述第一容纳空间(24)和所述第二容纳空间(26)并排布置；布置在所述第一容纳空间(24)中的升降装置(28)，接触部分(32)附接到所述升降装置(28)，所述接触部分可以以电传输的方式连接到车辆(14)的匹配接触部分(60)；以及与所述接触部分(32)导电连接的充电电缆(40)，通过所述充电电缆可以将电能传输到所述接触部分(32)，所述充电电缆(40)延伸穿过所述第二容纳空间(26)；以及将所述充电电缆(40)引导到所述第二容纳空间(26)中的引导装置(38)。所述装置还涉及一种用于为车辆(14)的电能存储器(12)充电的充电装置(64)，以及一种车辆(14)，可以利用这种充电装置对车辆的电能存储器进行充电。

Description

对车辆电能存储器充电的充电机器人和充电装置和用该充电 装置对电能存储器充电的车辆
技术领域
本发明涉及一种用于为车辆的电能存储器进行充电的充电机器人和充电装置。此外，所述装置涉及一种可以用这种充电装置对其电能存储器充电的车辆。
背景技术
在努力减少CO2排放的过程中，增加车辆的电气化成为焦点。虽然使用化石燃料或氢等替代燃料驱动的车辆可以相对容易且在相对较短的时间内加满燃料，但为电动车辆的电能存储器充电是一个更加复杂和漫长的过程。为了给所述电能储存器充电，通常将通过充电电缆连接到充电站的插头连接到相关车辆的相应设计的插座上。充电过程完成后，可以将所述插头从所述插座中拔出，车辆可以再次移动。所述充电站通常从当地电网获取电能。根据充电站的设计，充电电缆可以缠绕在布置在所述充电站中的卷筒上，以防止所述充电电缆成为例如对行人或骑自行车的人的障碍物。
在使用插头和插座时，将在下文提及传导充电过程。替代地，充电过程也可以通过感应方式进行，其中两个感应线圈尽可能地并排放置。然而，由于感应充电过程的效率通常明显低于传导充电过程的效率，因此大多数充电站都是以传导方式运行的。
然而，充电站的使用具有不同的缺点：每个充电站的充电电缆数量有限。充电站通常具有不超过三个充电电缆。由于充电电缆的长度有限，因此还需要将相关车辆停放在充电站附近。此外，充电站的有效运行只能在有限的范围内实现。在可以为化石燃料或氢等燃料驱动的车辆加燃料的传统加油站中，相关车辆的停车时间相对较短。如上所述，与由化石燃料和氢等燃料驱动的车辆加燃料相比，相关车辆的电能储存器的充电过程要长得多。出于这个原因，充电站也以这样的方式运行，即车辆可以在停车时过夜充电。但是，充电过程通常不会耗费一整晚。如果电动车辆的驾驶员晚上将其连接到安装在他家附近或停车楼中的充电站，以便第二天早上能够以满电行驶，但充电过程已经例如在午夜完成，在这种情况下一方面从插座上拔下插头，另一方面将所述车辆停放在另一个停车位以腾出相关的充电站用于为另一车辆中的电能存储器充电，这样耗费很大且几乎是不切实际的。
为了纠正这种情况，开发了充电机器人，其无需相关车辆驾驶员的帮助，即可将插头插入插座，并在充电过程完成后再次将插头拔出。这种装载机器人例如在DE 10 2016014 463 A1、DE 10 2009 006 982 A1、DE 10 2014 107 153 A1、DE 10 2014 226 357 A1、DE 10 2015 117 116 A1、US 9 056 555 B1、US 9 592 742 B1、US 2013 007 6902 A1和DE10 2009 001 080 A1中公开。这种充电机器人的主要优点在于，在充电过程完成后，插头或多或少会立即从插座中拔出，使得插头可以用来为另一辆车的电能存储器充电。显然，相关充电站可以更有效地使用，但在充电过程完成后还必须将车辆从充电站移出，使得充电机器人可以将充电电缆引导到另一车辆。
停车楼和市中心的可用空间都很紧张。在大多数电动车辆的情况下，插座大约位于化石燃料驱动车辆中的加油口所在的位置，即车辆的侧壁上。因此，充电机器人必须有足够的空间才能移动到车辆的侧面。停车楼或停车场中相邻停放的两辆车之间的可用空间通常不足以满足此要求。因此，例如从DE 10 2009 001 080 A1已知将插座布置在车辆的底部，并且将充电机器人设计为可以在相关车辆下方行驶。但是，所述车辆必须具有一定的离地间隙。然而，特别是在跑车的情况下，离地间隙非常有限，因此如果插座位于车身底部，则无法使用先前已知的充电机器人对其进行充电。同时，很多车辆，尤其是SUV，具有较高的离地间隙。
发明内容
本发明一个实施例的目的是提出一种用于为车辆的电能存储器进行充电的充电机器人，利用所述充电机器人可以对具有低离地间隙和高离地间隙的车辆进行充电。
此外，本发明的一个实施例基于创建充电装置的目的，利用所述充电装置可以对具有低和高离地间隙的车辆进行充电。
此外，本发明的一个实施例的目的是，提供一种可以用这种充电装置充电的车辆。
所述目的通过权利要求1、16和19中所限定的特征来实现。有利的实施例是从属权利要求的主题。
本发明的一个实施例涉及一种用于为车辆的电能存储器充电的充电机器人，其包括：
-支撑结构，
-可旋转地附接至所述支撑结构的至少一个轮，
-附接至所述支撑结构上的驱动单元，通过所述驱动单元可以驱动所述轮，
-附接至所述支撑结构或由所述支撑结构形成的第一容纳空间，以及
-附接至所述支撑结构或由所述支撑结构形成的第二容纳空间，其中
ο所述第一容纳空间和所述第二容纳空间并排设置，
-布置在所述第一容纳空间中的升降装置，接触部分附接到所述升降装置，所述接触部分可以电传输方式连接到所述车辆的匹配接触部分，以及
-与所述接触部分导电连接的充电电缆，电能可通过所述充电电缆传导至所述接触部分，其中所述充电电缆延伸穿过所述第二容纳空间，以及
-引导装置，其用于在所述第二容纳空间中引导所述充电电缆。
如开头所述，充电过程可以以传导和感应两种方式进行。当以传导方式进行充电过程时，接触部分通常设计为插头，而匹配接触部分设计为插座，反之亦然。在感应充电过程中，接触部分和匹配接触部分通常设计成板状。在这两种情况下，所述接触部分和所述匹配接触部分必须相互靠近，使得电能可以在所述接触部分和所述匹配接触部分之间传输。在感应充电过程的情况下，术语“可导电连接”不应以机械意义理解为接触部分和匹配接触部分相互接触。而是仍然存在气隙，然而，所述气隙应保持得尽可能小。当以传导方式进行充电过程时，所述接触部分和匹配接触部分相互接触。
所提出的充电机器人的独特之处特别地在于，所述第一容纳空间和所述第二容纳空间彼此相邻地布置。从大致水平延伸的地下开始，所述第一容纳空间和所述第二容纳空间理想地位于一个平面中，并且优选地在水平方向上彼此对齐。它们在垂直方向上并非叠置。因此所提出的充电机器人可以构造得特别平坦，这使得可以在车辆下方，特别是在具有低离地间隙的跑车下方，驱动充电机器人，并将接触部分电传输地连接到布置在相关车辆底部的匹配接触部分。
此外，充电机器人具有引导装置，通过所述引导装置在所述第二容纳空间中引导所述充电电缆。如上所述，所提出的充电机器人可以特别平坦地设计，但是相对于充电机器人的预期用途而言，在水平方向上存在相对较大的可用空间。可以相应地设计所述第二容纳空间，使得即使是较长的充电电缆也可以几乎完全容纳在所述第二容纳空间中。所述引导装置保证所述充电电缆在所述第二收置空间内不杂乱的延伸，而是呈环状延伸以节省空间特别。通过所述充电电缆在所述第二容纳空间中的相应设计和固定，所述第二容纳空间的壁和盖已经可以用作引导装置。
由于所述充电电缆几乎可以完全容纳在充电机器人中，因此无需为充电站配备相应设计的装置，例如卷筒，以确保充电电缆不会形成阻碍行人或者骑自行车的人的环路(Schlaufen)。此外，还避免了充电机器人必须在充电电缆上面行驶，从而避免充电机器人被阻挡。甚至根本不需要充电站。适当配备的插座就足够了。
如前所述，车辆下方在水平方向上有充足的空间。在这方面，第一容纳空间也可以具有较大的水平延伸长度，由此升降装置可以利用水平可用空间，使得其可以伸出到足够远，从而为具有较大离地间隙的车辆充电。
根据另一实施例，引导装置具有布置在第二容纳空间中的凸起和/或凹部，它们以引导方式与充电电缆相互作用。通过凸起或凹部可以以特别简单的方式在所述第二容纳空间内布设所述充电电缆，使得所述充电电缆能够尽可能完全地容纳在所述第二容纳空间中。所述凸起和/或所述凹部可以设计成当所述充电电缆被推入所述第二容纳空间时，所述充电电缆在所述第二容纳空间中以S形或曲折形排列。
在进一步方案的实施例中，引导装置可以具有至少一个固定转向轮。所述固定转向轮在下文中被理解为可以围绕其自身旋转轴旋转的转向轮，其中所述旋转轴本身是不可移动的。使用固定转向轮具有特别的优点，即它们跟随充电电缆的移动，因此所述转向轮和充电电缆之间的摩擦保持得较低。因此保护所述充电电缆的绝缘护套。
在进一步方案的实施例中，所述充电机器人可以具有布置在所述第二容纳空间中的收回装置，其用于将充电电缆拉入所述第二容纳空间中。原则上，所述充电电缆具有较大的横截面，因为充电时使用较高电流以减少充电时间。因此所述充电电缆本身就比较硬，使得当所述充电机器人相对于所述充电电缆移动时，所述充电电缆被推入所述第二容纳空间。在这方面，不需要设置收回装置来防止所述充电电缆成为所述充电机器人本身或位于充电电缆周围的人的障碍。然而，可以通过收回装置将所述充电电缆有针对性地拉入到所述第二容纳空间中。特别地，无论充电机器人当前位于何处，都可以或多或少地保持所述充电电缆绷紧。因此，所述充电电缆不能形成环路。可调节所述收回装置，使所述充电电缆不会被拉的过紧，以防止所述电缆过度张紧。因此，相关的机械应力保持在限定范围内。
在另一实施例中，收回装置可以具有至少一个可驱动转向轮。特别地，与固定转向轮连接，但也与第二容纳空间的壁段连接，可通过所述可驱动转向轮向所述充电电缆施加扭矩，由此将其拉入或拉出所述第二容纳空间。在此实施例中，收回装置可以以特别简单的方式设计。
进一步方案的实施例的独特之处在于，所述可驱动转向轮可以通过驱动单元驱动。所述转向轮可以具有其本身的驱动装置，但是使用驱动充电机器人的至少一个轮的驱动单元来驱动所述转向轮是有意义的。一方面，这意味着不需要另外的驱动装置来驱动所述转向轮，另一方面可以使所述转向轮与驱动单元同步，特别是机械地同步。所述同步可以通过适当设计的齿轮来完成。所述同步例如可以设计为，如果充电机器人行驶到充电站，则充电电缆被拉入所述第二容纳空间，反之亦然。这防止了充电电缆形成上述环路，并且避免了充电电缆中的过度张紧。
根据另一实施例，所述收回装置具有可以沿位移轴线在第一端位置和第二端位置之间轴向移位的至少一个转向杆。所述充电电缆可以通过所述转向杆偏转，使得可以将所述充电电缆尽可能多的部分容纳在第二容纳空间中。由于所述转向杆的轴向可移位性，所述充电电缆可以被拉入所述第二容纳空间并再次被拉出。所述充电电缆通过出口进入所述第二容纳空间。如果所述转向杆远离该出口，则所述充电电缆被拉入所述第二容纳空间，反之亦然。替代地，所述转向杆可以利用其本身的驱动装置在第一端位置和第二端位置之间移动。所述充电电缆可以通过所述驱动装置有针对性地拉入和拉出。
另一实施例的独特之处在于，所述转向杆可以围绕垂直于所述位移轴线延伸的旋转轴线旋转。在这种情况下，所述转向杆被设计成转向轮的形式，由此可以减小在所述转向杆和充电电缆之间的、特别是在轴向移位期间作用的摩擦。这可以保护所述充电电缆的绝缘护套。
在一个进一步方案的实施例中，所述转向杆可以通过预张紧元件被预张紧到第一端位置或第二端位置。预张紧元件特别地可以设计成弹簧。所述转向杆被预张紧到达的端部位置可以方便地是距开口更远的端位置，充电电缆通过所述开口进入所述第二容纳空间。所述充电电缆缆松弛，特别是在充电机器人移动到充电站的情况下，所述充电线缆松弛并且由于所述转向杆的轴向移动被拉入所述第二容纳空间。为此所需的组件相对简单，因此采购成本低廉。
在进一步方案的实施例中，所述充电电缆可以设计成带状电缆。所述充电电缆通常具有基本上圆形的横截面。而带状电缆的横截面是近似于相对宽且扁平的矩形。所述带状电缆可以布置成使其大致垂直地延伸穿过第二容纳空间。所述带状电缆可以非常紧密地推在一起，使得即使是很长的充电电缆也可以容纳在所述第二容纳空间中。此外，带状电缆可以特别容易地围绕纵向轴线弯曲，这使其更容易被拉入所述第二容纳空间。
在另一实施例中，充电机器人可以具有距离测量装置，利用所述距离测量装置可以确定装载机器人与布置在其附近的物体、特别是匹配接触部分的距离。如开头所述，充电机器人最重要的任务之一是将接触部分与匹配接触部分尽量靠近，以便可以传输电能。为此，充电机器人需要了解所述匹配接触部分的位置信息。充电机器人可以通过所述距离测量装置接收这种信息。因此不必须将电能存储器待被充电的车辆引导至相对于充电站或另一参考点的特定位置。此外，也不必须将所述匹配接触部分附接到所述车辆的特定位置上。相反地，充电机器人自己确定所述匹配接触部分的位置，并且可以独立地移动到所述匹配接触部分，使得所述接触部分可以将电能传输到所述匹配接触部分，反之亦然。
进一步方案的实施例的独特之处在于，距离测量装置包括激光雷达装置。使用所述激光雷达装置可以以相对简单的方式确定与相邻布置的物体的距离。所述激光雷达装置可以以非常节省空间的方式设计。
另一实施例的独特之处在于，所述激光雷达装置至少部分地布置在所述升降装置上。在该实施例中，所述激光雷达装置连同所述升降装置的接触部分一起升降。由此防止了所述升降装置的伸出对由激光雷达装置执行的距离测量产生不利影响。
根据另一实施例，所述第一容纳空间用第一盖封闭，在所述第一盖中布置至少一个开口，所述开口可以用至少一个开口翻板封闭。所述升降装置和所述接触部分可以设计成当所述升降装置收回时，所述升降装置和所述接触部分完全布置在所述第一容纳空间中。所述第一盖特别地确保所述接触部分在很大程度上免受外部影响，例如灰尘和水气。如果需要，所述开口可以通过所述开口翻板的相应移动来打开，从而可以伸出所述升降装置。
另一个实施例的独特之处在于，所述升降装置设计为剪式升降装置。所述剪式升降装置的独特之处特别地在于，它在收回状态时非常平坦并且仍然可以延伸很远。此外，所述剪式升降装置可以停止在最大收回位置和最大伸出位置之间的任何中间位置。因此，所述剪式升降机可以为具有明显不同离地间隙的车辆充电。
本发明的一个实施例涉及一种用于为车辆的电能存储器充电的充电装置，其包括：
-根据在前实施例中任一个所述的充电机器人，以及
-车辆单元，其可附接至车辆底部并可连接至存储器，在所述车辆单元中布置所述匹配接触部分。
通过所提出的充电装置可以实现的技术效果和优点对应于针对本充电机器人讨论的技术效果和优点。综上所述，需要指出的是，可以对离地间隙特别低的车辆进行充电，其中匹配接触部分附接在车身底部。也可以对离地间隙高于平均水平的车辆进行充电。同时，充电机器人自身确保充电电缆无论在何处都绷紧，使得所述充电电缆不能形成任何可能对所述充电机器人本身或停留在周围的人员造成障碍的环路。
在另一实施例中规定，所述车辆单元具有可在第一位置和第二位置之间移动的至少一个翻板，其中所述匹配接触部分附接在所述翻板上。在所述第一位置，所述翻板可以封闭所述车辆单元，从而保护所述匹配接触部分免受外部影响。在所述第二位置，所述匹配接触部分被移出所述车辆单元，使得充电机器人容易接近。同时，所述翻板还可以用于为充电机器人定向，因为所述翻板可以用作确定距离的清晰可识别的单元。
进一步方案的实施例规定，所述车辆单元和/或所述翻板具有可由所述距离测量装置检测的标记。如上所述，所述翻板可以用于确定距离，因为其可以设置有特征轮廓，所述特征轮廓可容易被所述距离测量装置检测。此外，可以在所述翻板中布置额外的标记，所述额外的标记也可以通过所述距离测量装置特别容易地检测出。此类标记例如可以特别高程度地反射激光雷达所用的光。此外，所述标记可以设置成特殊的图案，由此所述翻板可以被所述距离测量装置来清楚地识别。因此，所述标记确保可以可靠地确定所述匹配接触部分的位置。
本发明的一个实施例涉及一种具有底部的车辆，其中根据前述实施例中任一个所述的充电装置的车辆单元附接到所述底部。如上所述，将车辆单元布置在所述底部上具有以下优点，即使两个相邻停放的车辆之间的空间非常小，也可以为车辆的电能存储器充电。因此，所述车辆单元在所述底部的布置特别适用于停车楼或公共停车场，因为在停车楼或公共停车场中通常只有有限的空间可用，其必须尽可能最优地装满车辆，使得两辆相邻停放的车辆之间的空间非常小。
附图说明
下面参考附图更详细地解释本发明的示例性实施例。在附图中示出：
图1A示出所提出的充电机器人的示例性实施例的平面图，
图1B示出图1A所示的所提出的没有盖的充电机器人示例性实施例的平面图，
图1C示出图1A所示充电机器人示例性实施例的侧视图，
图2A示出处于第一位置的车辆单元的透视图，
图2B示出处于第二位置的图2A所示的车辆单元，
图3A示出图1A所示充电机器人的透视图，所述充电机器人具有布置在车辆单元下方的打开的开口翻板，
图3B示出图1A所示的没有布置在车辆单元下方的盖的充电机器人，其具有伸出的升降装置，
图3C示出具有伸出的图1A所示的升降装置的充电机器人的侧视图，
图4A示出充电机器人的第二容纳空间的示例性实施例的分离透视图，
图4B示出在不同的操作状态下的图4A所示的第二容纳空间，
图5A示出设计为扁平带状电缆的充电电缆的截面图，
图5B示出部分折叠的图5A所示带状电缆的平面图，以及
图6示出车辆的示意侧视图，该车辆的存储器使用所提出的充电装置进行充电。
具体实施方式
在图1A至图1C中示出根据本发明的充电机器人10的实施例的各个视图，因此以下解释涉及这三个图。所述充电机器人10用于为车辆14(见图6)的电能储存器12充电，这将在后面更详细地讨论。所述充电机器人10具有支撑结构16，两个轮18可围绕共同的旋转轴线旋转地附接在所述支撑结构16上，所述轮18可以由也附接至所述支撑结构16的驱动单元20驱动。所述驱动单元20可以包括两个轮毂电机，所述车轮18可以通过它们彼此独立地驱动。除了这两个轮之外，四个辅助轮22(图1C)被附接到所述支撑结构16，并且可以绕当按预期使用时基本上垂直延伸的旋转轴(未示出)旋转。然而，所述辅助轮22本身不被驱动，并确保所述充电机器人10不会在地面上拖曳。由于所述充电机器人10只有两个驱动轮18，它可以原地转动，因此非常灵活。
在所示实施例中，支撑结构16形成彼此相邻布置的第一容纳空间24和第二容纳空间26。所述第一置纳空间24被布置在两个轮18的共同旋转轴线的一侧，而所述第二容纳空间26被布置在另一侧。由此充电机器人10可以构建得非常平坦。它的高度可以减少到10厘米以下。
升降装置28布置在第一容纳空间24中，并且如尤其从图3B可以看出的，被设计为剪式升降装置30。接触部分32和距离测量装置34布置在所述升降装置28上。如稍后将更详细地解释的，所述接触部分32和所述距离测量装置34被这样布置在所述升降装置28上，使得它们随着所述升降装置28升高和降低。所述距离测量装置34包括激光雷达装置36，利用所述激光雷达装置36可以检测所述充电机器人10的周围环境。
引导装置38布置在第二容纳空间26中，充电电缆40通过所述引导装置38穿过第二容纳空间26并通向接触部分32。尤其从图1B可以看出，所述引导装置38包括凸起42，其用于在所述第二容纳空间26内引导所述充电电缆40。
第一容纳空间24由第一盖44封闭，第二容纳空间26由第二盖46封闭。为了便于说明，图1B中省略了第一盖44和第二盖46。从图1A可以看出，所述第一盖44具有开口48，所述开口48可以被两个开口翻板50封闭。在图1A中，所述开口48被所述开口翻板50封闭，其中很明显当所述开口翻板50处于封闭状态时，激光雷达装置36设置在所述第一容纳空间24之外。这确保了所述激光雷达装置36可以在很大程度上无障碍地检测充电机器人10的周围环境。
充电电缆40通过出口52从第二容纳空间26出来，并且可以通过插头(未示出)连接到本地供电系统。
在图2A和图2B中示出了车辆单元54在第一位置和第二位置的实施例。所述车辆单元54主要包括包围空腔58的壳体56。所述空腔58可以在一侧用翻板59打开和封闭。在第一位置，所述空腔58由所述翻板59封闭，而在第二位置，所述翻板59开放所述空腔58。匹配接触部分60布置在所述翻板59上，并且也可以与所述翻板59一起在第一位置和第二位置之间移动。标记62布置在所述翻板59上，其功能将在后面更详细地讨论。
现在将参照图3A至图3C解释所提出的包括充电机器人10和车辆单元54的充电装置64的操作方式。所述车辆单元54安装在车辆14的底部66上，这可以在图6中看到。为了给车辆14的电能储存器12充电，充电机器人10在所述车辆14下方驱动，直到其相对于所述车辆单元54到达图3A所示的位置。所述车辆单元54的翻板59已经移动到第二位置，使得距离测量装置34可以使用所述翻板59，特别是设置在所述翻板59上的标记62作为导向，以确定布置在所述翻板59上的接触部分的位置。在这方面，充电机器人10能够自己行驶到图3A所示的位置。然后打开两个开口翻板50，使得第一盖44的开口48露出。此后，升降装置28伸出直到接触部分32和匹配接触部分60以电传输方式连接。剪式升降装置30具有第一杆69和第二杆71，所述距离测量装置34和所述匹配接触部分60布置在所述第一杆69的第一端。所述第一杆69可以例如通过作用在第二端上的未示出的心轴朝向和远离所述第二杆71移动。所述第一杆69和所述第二杆71可旋转地彼此连接。
在所示实施例中，接触部分32和匹配接触部分60以插头或插座的方式设计，使得它们必须机械连接以便能够传输电能。在这种情况下，充电过程以传导方式进行。未示出这样的实施例，其中接触部分32和匹配接触部分60基本上设计为板，其中布置有感应线圈，从而可以感应地传输电能。在这种情况下，接触部分32和匹配接触部分60不接触，但在所述接触部分32和所述匹配接触部分60之间仅保留非常窄的气隙。但是，充电机器人10和车辆单元54的的操作方式没有显著变化。
如图6可见，匹配接触部分60通过相应的线路连接到相关车辆14的电能存储器12。一旦接触部分32和所述配合接触部分60彼此电传输连接，电能就可以从本地电网传输到所述电能存储装置12。充电过程一直持续到所述电能存储器12被完全充电。随后升降装置28再次收回，开口翻板50关闭，并且车辆单元54的翻板59移回到第一位置。充电机器人10现在可以行驶到另一车辆14，所述车辆的电能存储装置12将被充电。
参考图1B，现在将更详细地讨论第二容纳空间26的引导装置38，充电电缆40可以利用所述引导装置38被引导至所述第二容纳空间26中。图1B示出了所述充电电缆40的一部分环形布置在所述第二容纳空间26中。为了能够在可接受的时间内为电能存储器12充电，最大可能的电流必须能够流过所述充电电缆40。所述充电电缆40因此具有比较大的横截面。由此可知，所述充电电缆40也具有一定的刚性。如果充电机器人10相对于图1B所示的图示向右移动，则所述充电电缆40由于上述刚性而被推入所述第二容纳空间26。所述引导装置38确保所述充电电缆40环形布设在所述第二容纳空间26中。如此一来，所述第二容纳空间26可非常有效地用于布设所述充电线缆40，因此即使是较长的充电线缆40也可几乎完全布设于所述第二容纳空间26中。所述充电电缆40的长度可以达到7m。防止所述充电电缆40形成回路对充电机器人10或对紧邻所述充电电缆40的人构成障碍。
在图4A和图4B中示出第二容纳空间26的另一实施例，其具有用于将充电电缆40拉入所述第二容纳空间26的收回装置67。第二容纳空间26的各种操作状态如图4B所示。
收回装置67包括与固定转向轮70相互作用的可驱动转向轮68。所述固定转向轮和所述可驱动转向轮68布置在充电电缆40进入第二容纳空间26的出口52附近。所述充电电缆40在所述可驱动转向轮68和所述固定转向轮70之间延伸。由于这种布置，扭矩可以从所述驱动转向轮68传递到所述充电电缆40，因此根据所述驱动转向轮68的旋转方向，所述电缆被拉入所述第二容纳空间26中或可以从中抽出。此外，在所示实施例中总共布置了五个转向杆72，它们可以沿着位移轴线AV在第一端位置和第二端位置之间轴向移动。所述位移轴线AV例如可以通过穿过支撑结构16的狭隙(Durchbruch)73来指定。所述转向杆72可以围绕它们自己的旋转轴线AD旋转。特别地从图4B中可以看出，所述转向杆72分别通过预张紧元件74被预张紧到第一端部位置，这在图4B中的最右侧示出。出于说明的原因，仅示出了两个预张紧元件74，其中每个转向杆72分别能够与预张紧元件74相互作用。充电电缆40以S形或曲折形围绕所述转向杆72引导。
如前所述，充电电缆40的背离充电机器人10的一端可以通过插头连接到相应配置的插座上。如果充电机器人10远离插座朝向车辆14移动，则所述充电机器人10将所述充电电缆40至少部分地拉出第二容纳空间26。在图4B在最左侧示出了所述充电电缆40已被尽可能地拉出所述第二容纳空间26的运行状态。转向杆72处于第二端位置。预张紧元件74布置成在所述运行状态下被最大程度地预张紧。如果所述充电机器人10现在向插座移动，则所述充电电缆40被放松，从而所述预张紧元件74将所述转向杆72拉向第一端位置。所述运行状态如图4B中最右侧所示，其中所述充电电缆40被尽可能地拉入所述第二容纳空间26中。在所述运行状态下，所述转向杆72已经到达它们的第二端位置。图4B中的其他图示显示了中间位置。
可驱动转向轮68可以以控制方式接合。例如，它可以由驱动单元20驱动，通过所述驱动单元驱动两个轮18。因此，充电机器人10的运动和充电电缆40的张力可以同步。这样可以保证所述充电电缆40在整个运行过程中大部分处于拉紧状态，不会形成任何环路。然而，也可以避免对所述充电电缆40施加过大的拉力，以避免对所述充电电缆40施加过大的机械应力。
未示出转向杆72具有它们自己的驱动装置的实施例，所述驱动装置可以针对目标控制。
也未示出这样的实施例，其中转向轮和可驱动转向轮68沿它们的旋转轴线的高度可调节。在所述实施例中，充电电缆40可以布设在第二容纳空间26内的多个层。为此目的，所述第二容纳空间26可以具有多个中间板，这些中地板一方面防止所述充电电缆40竖起，另一方面提供水平板以防止例如所述充电电缆40布置在第二层的部分与所述充电电缆40的部分卡住，这可能导致所述充电电缆40的布置失控。固定转向轮70和可驱动转向轮68的高度调节可以例如通过由所述充电电缆40自身激活的压力开关来触发。例如，如果第二容纳空间26的第一层主要由所述充电电缆40占据，则所述充电电缆40将在其被进一步推入所述第二容纳空间时试图避开，从而建立作用在相对表面上的压力。然后可以使用所述压力来启动压力开关，以启动所述固定转向轮70和所述可驱动转向轮68的高度调节。
因此，可以将甚至特别长的充电电缆40几乎完全地布设在第二容纳空间26中。
在图5A和图5B中示出充电电缆40的实施例，所述充电电缆40设计为带状电缆76。图5A示出了穿过所述带状电缆76的截面，从中可以看出所述带状电缆76具有基本上矩形的横截面。由于所述横截面，所述带状电缆76可以围绕图5A所示的纵向轴线L特别好地弯曲。图5B示出了所述带状电缆76的平面图，该带状电缆76至少部分地折叠成环形或曲折形状。由于所述带状电缆76一方面可以以紧密的半径弯曲，并且另一方面非常扁平，特别长的充电电缆40也可以存储在第二容纳空间26中。与圆形横截面相比，所述充电电缆40的环形或曲折形对齐在所述带状电缆76的设计中是有利的。此外，在所述带状电缆76的设计置中，充电电缆40避免了扭曲，从而可以很好地限定第二容纳空间26中的对齐。为此，可以选择第二容纳空间26的空间高度，使得所述带状电缆76距所述第二容纳空间26的盖和地板只有很小的距离。所述地板和盖用作引导装置38，同时所述第二容纳空间26的空间高度被最佳利用。
如已经提到的，图6示出了车辆14，其电能存储器12由建议的充电装置64充电。所示车辆14为具有低离地间隙的跑车。所述离地间隙可大致定义为所述车辆14滚动的地面与所述车辆14车身底部66之间的距离。如还提到的，利用根据本发明的充电机器人10也可以为具有低离地间隙的车辆充电，在这种情况下，车辆单元54被附接到所述车身底部66。由于升降装置28被设计为剪式升降装置30，具有高于平均离地间隙的车辆14，例如SUV，也可以用根据本发明的充电机器人10来充电。
充电装置64包括控制充电机器人10的控制单元78。所述控制单元78方便地与充电机器人10无线通信，例如通过WLAN或其他通信标准。所述控制单元78还可以与相关车辆14通信，以便交换在充电过程中可以考虑的车辆特定数据。
附图标记列表
10 充电机器人
12 存储器
14 车辆
16 支撑结构
18 轮
20 驱动单元
22 辅助轮
24 第一容纳空间
26 第二容纳空间
28 升降装置
30 剪式升降装置
32 接触部分
34 距离测量单元
36 激光雷达装置
38 引导装置
40 充电电缆
42 凸起
44 第一盖
46 第二盖
48 开口
50 开口翻板
52 出口
54 车辆单元
56 壳体
58 空腔
59 翻板
60 匹配接触部分
62 标记
64 充电装置
66 底部
67 收回装置
68 可驱动转向轮
69 第一杆
70 固定转向轮
71 第二杆
72 转向杆
73 狭隙
74 预张紧元件
76 带状电缆
78 控制单元
AD 旋转轴线
AV 位移轴线
L 纵向轴线。

Claims (19)

1.一种用于为车辆(14)的电能储存器(12)充电的充电机器人(10)，其包括：
-支撑结构(16)，
-至少一个轮，其能够旋转地附接到所述支撑结构(16)，
-驱动单元(20)，其附接到所述支撑结构(16)，并且能够通过所述驱动单元驱动所述轮，
-第一容纳空间(24)，其附接在所述支撑结构(16)上或由支撑结构(16)形成，以及
-第二容纳空间(26)，，其1附接到支撑结构(16)或由支撑结构(16)形成，其中
○所述第一容纳空间(24)和所述第二容纳空间(26)并排设置，
-升降装置(28)，其布置在所述第一容纳空间(24)中，并接触部分(32)附接所述升降装置，所述接触部分(32)能够以电传输的方式连接到所述车辆(14)的匹配接触部分(60)，以及
-与所述接触部分(32)导电连接的充电电缆(40)，通过所述充电电缆将电能传导至所述接触部分(32)，其中所述充电电缆(40)延伸穿过所述第二容纳空间(26)，并且
-引导装置(38)，通过所述引导装置在所述第二容纳空间(26)中引导所述充电电缆(40)。
2.根据权利要求1所述的充电机器人(10)，
其特征在于，所述引导装置(38)具有布置在第二容纳空间(26)中的、以引导的方式与所述充电电缆(40)相互作用的凸起(42)和/或凹部。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的充电机器人(10)，
其特征在于，所述引导装置(38)具有至少一个固定转向轮(70)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的充电机器人(10)，
其特征在于，所述充电机器人(10)具有布置在所述第二容纳空间(26)内的收回装置(67)，所述收回装置用于将所述充电电缆拉入所述第二收置空间(26)。
5.根据权利要求4所述的充电机器人(10)，
其特征在于，所述收回装置(67)具有至少一个可驱动转向轮(68)。
6.根据权利要求5所述的充电机器人(10)，
其特征在于，所述可驱动转向轮(68)能够通过所述驱动单元(20)驱动。
7.根据权利要求5或6所述的充电机器人(10)，
其特征在于，所述收回装置(67)具有能够沿位移轴线(AV)在第一端位置和第二端位置之间轴向移位的至少一个转向杆(72)。
8.根据权利要求7所述的充电机器人(10)，
其特征在于，所述转向杆(72)能够围绕垂直于所述位移轴线(AV)延伸的旋转轴线(AD)旋转。
9.根据权利要求7或8所述的充电机器人(10)，
其特征在于，所述转向杆(72)通过预张紧元件(74)被预张紧到所述第一端位置或所述第二端位置。
10.根据前述权利要求中任一项所述的充电机器人(10)，
其特征在于，所述充电电缆(40)设计成带状电缆(76)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的充电机器人(10)，
其特征在于，所述充电机器人(10)具有距离测量装置(34)，通过所述距离测量装置(34)能够确定所述充电机器人(10)到相邻布置的物体、特别是到所述匹配接触部分(60)的距离。
12.根据权利要求11所述的充电机器人(10)，
其特征在于，所述距离测量装置(34)包括激光雷达装置(36)。
13.根据权利要求12所述的充电机器人(10)，
其特征在于，所述激光雷达装置(36)至少部分地布置在所述升降装置(28)上。
14.根据权利要求12或13所述的充电机器人(10)，
其特征在于，所述第一容纳空间(24)通过第一盖(44)封闭，所述第一盖(44)内布置至少一个开口(48)，所述开口能够由至少一个开口翻板(50)封闭。
15.根据前述权利要求中任一项所述的充电机器人(10)，
其特征在于，所述升降装置(28)设计成剪式升降装置(30)。
16.一种用于为车辆(14)的电能存储器(12)充电的充电装置(64)，其包括：
-根据前述权利要求中任一项所述的充电机器人(10)，以及
-车辆单元(54)，其能够附接到所述车辆(14)的底部(66)并且能够连接到所述存储器(12)，在所述车辆单元中布置所述匹配接触部分(60)。
17.根据权利要求16所述的充电装置(64)，
其特征在于，所述车辆单元(54)具有至少一个翻板(59)，所述翻板(59)能够在第一位置和第二位置之间移动，其中所述匹配接触部分(60)附接到所述翻板(59)。
18.根据权利要求16或17所述的充电装置(64)，其特征在于，所述车辆单元(54)和/或所述翻板(59)具有能够由所述距离测量装置(34)检测的标记(62)。
19.一种具有底部(66)的车辆(14)，根据权利要求16至18中任一项的充电装置(64)的车辆单元(54)被附接至底部上(66)。
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