CN114475299A - 汽车自动充电系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种汽车自动充电系统，包括自动充电平台和汽车充电座；自动充电平台包括：自动充电系统、平台控制器、充电插头、缆绳、限位滑轮、定位模块、牵引单元等，平台控制器可以控制与其连接的部件，自动充电系统运行在平台控制器内，自动充电平台通过定位模块实现定位，通过缆绳和牵引单元在三维空间中移动，汽车充电座包括：插座控制器、受电插座、超声波模块、导向槽、定位模块等，插座控制器可以控制与其连接的部件，插座控制器可以与平台控制器通讯通过自动充电系统实现充电插头与受电插座对接为汽车进行充电，通过自动充电进而减小电池的充放区间延迟电池寿命。

Description

汽车自动充电系统

技术领域

本发明涉及自动充电平台（诸如将充电插头与汽车充电插座对接的系统），涉及用于移动和控制充电插头的自动充电平台，以及涉及自动充电平台与充电插头的定位技术，具体涉及一种汽车自动充电系统。

背景技术

目前电动汽车普遍存在续航与充电难题，尽管有了直流快充可以有效缩短充电时间，但是其会极大地缩短电池的使用寿命，所以绝大多数情况下用户都是通过交流慢充来进行充电，而且随着城市建设更多的小区地下车库和其它场所都可以安装交流充电设备，进一步方便了用户充电，但是因为绝大多数用户都是电池快使用完才进行充电，然而电池最佳的充放电区间是65%-75%可以达到最长的使用寿命，但是这样将导致汽车只能使用其10%的实际续航里程，并且需要用户频繁的进行充电而且还要及时停止充电，这很明显会极大地降低用户体验，因此实际情况下所有的汽车电池都没有进行合理的充电并且造成了严重的资源浪费，随着电动汽车的普及这个问题会越发严重，然而自动充电可以很好的替用户来自动完成这个工作。

以及电动汽车的保有量将会越来越高，电动汽车的电池将会成为全球最大的储能电池，目前很多国家和公司都已经开始这方面的研究，可以极大地缓解电网的压力并且对能源进行更加有效的利用。同时还可以作为家庭储能中心，在特殊情况下为家庭提供电力供应等。但是与电网进行配合就需要足够数量的汽车可以进行灵活的调度，如果依靠用户手动进行显然不太现实，因此通过自动充电可以进一步有利于储能行业的发展。

自动充电平台可实现控制充电插头与带有充电插座配合为汽车进行充电，自动充电平台以往包括充电插头、机械臂、图像传感器、机械臂用于控制充电插头精确移动，图像传感器用于进行定位，以及其它用于实现控制的相关部件。

与本发明最直接相关的技术有：

CN106114268B公开了一种停车场电动汽车自动充电连接装置，它主要是通过在天花板上固定的滑轨与在滑轨上移动的转动臂控制充电接头完成与充电插槽的连接来完成自动充电；其不足之处在于，由于需要用到滑轨和转动臂，其对天花板与汽车的相对距离和天花板的平整度等都有较高要求，实际地下停车场天花板布满了各种管线电路，这种方案较难实施；并且因为其连接方式为硬连接，必须确保汽车和充电接头处于相对静止状态，否则会导致设备损坏，然而实际情况下汽车悬架和轮胎是柔性结构，当乘客下车或者上车过程都会造成车身的晃动；这也是目前所有有线自动充电方式都存在的缺陷。

CN105896695A公开的一种电动公交车站悬挂式无线充电系统，包括安装在公交车站台上的电能发射装置，安装在电动公交车上的电能接收装置；所述电能发射装置包括直线电机、位置感应调节系统、高度调节臂、发射线圈、初级电能调节装置、信号接收处理系统，所述电能接收装置包括接收线圈、次级电能调节装置、信号发射装置、车载电池组等，该系统可以对公交车进行无线充电；其不足之处在于，由于无线充电系统存在效率低发热高辐射大等缺点，并且对发射线圈和接收线圈的相对位置要求较高，并且对安装位置和空间有较高要求。

因此研发一种可靠实用，成本低廉易于推广的自动充电系统，显得尤为必要，因为绝大多数汽车每天行驶的时间都比较短，绝大多数时间是在露天停车场、地下停车场、路边、自家车库等，一个通用且成本低廉的自动充电系统，在大规模推广后将极大的提升电动汽车的竞争力，并且可以通过网络更加方便的电网产生互动改善能源结构以及改善电动汽车的使用体验。

发明内容

本公开的一些实施方案涉及一种为具有充电插座的汽车进行充电的自动充电平台和系统。在各种实施方案中，该自动充电系统能够改善与使用该自动充电平台和带有充电插座的汽车的用户体验的一个或多个特征结构。例如本公开的一些实施方案关于一种用于自动充电的平台，自动充电平台包括：平台控制器，所述平台控制器控制与其连接的各个部件的工作和数据采集，所述平台控制器可以与其它设备进行通讯；还包括电源线，所述电源线与电源连接为平台控制器供电，还包括蓄电池，所述蓄电池设置在平台控制器内，所述蓄电池可以在电源有电时进行充电，在电源断电后为自动充电平台供电保证正常工作；还包括牵引缆绳，所述缆绳一段固定在房顶或者其它地方用来将自动充电平台吊在空中；还包括牵引单元，所述牵引单元与平台控制器和缆绳连接控制缆绳的收放，通过平台控制器控制自动充电平台利用拉力和重力在三维空间中进行移动，在充电过程中所述缆绳可以处于放松状态；还包括多个定位模块，所述定位模块与平台控制器连接实现自动充电平台的定位；还包括充电插头和汽车充电模块，所述汽车充电模块具备现有充电模块的全部功能（为现有技术不做过多描述），所述充电插头与充电插座连接后为汽车进行充电；还包括限位滑轮，所述限位滑轮可以跟随自动充电平台自动旋转，并且限制缆绳活动空间减小阻力，同时可以防止缆绳在松弛状态时缠绕在牵引单元上的缆绳散开；还包括自动充电系统运行在平台控制器中，所述自动充电系统控制自动充电平台与受电插座对接，所述自动充电平台还可以连接其它辅助部件。

具有旋转电机的自动充电平台：

在一些实施方案中，还提供了一种旋转电机，所述旋转电机可以控制充电插头旋转，旋转电机内部设置有编码器可以获取充电插头所处位置和角度，旋转电机通过旋转电机座与充电平台进行连接，旋转电机与平台控制器连接，平台控制器可以根据数据控制旋转电机工作来实现让充电插头与受电插座保持相同角度。

具有线性振动马达的自动充电平台：

在一些实施方案中，还提供了一种线性振动马达，所述线性振动马达与平台控制器连接，平台控制器控制线性振动马达内部振子做往复运动，振子在起点出发时速度从0加速到V1在加速的过程中会产生一个力F1与运动方向相反，到达终点时其会在极短的时间内完成减速(速度从V1减速到0)会产生一个力F2和运动方向一致，因为加速时间大于减速时间根据：V=a*t，F=a*m因为速度变化量相同可得出时间越小加速度a越大，质量m不变加速度a则越大，因此F2大于F1方向相反，因为充电插头插入和拔出受电插座过程中有一定摩擦力F3，所以通过平台控制器线性振动马达工作，控制F1大小小于F3时，保证F2大小大于F3则可以控制充电插头相对于受电插座进行移动。

具有风机的自动充电平台：

在一些实施方案中，还提供了一种风机，所述风机与平台控制器连接，所述风机可以利用空气产生推力，所述平台控制器控制风机工作配合缆绳调整充电平台的姿态，让充电插头和受电插座相互平行，同时风机可以通过产生推力来辅助充电插头插入受电插座或者拔出。

具有直线电机的自动充电平台：

在一些实施方案中，还提供一种直线电机，多个所述所述直线电机安装到平台固定板上并且与平台控制器连接工作；还包括旋转电机座，所述旋转电机座与直线电机连接，可所述直线电机可以控制旋转电机座的角度，进而控制充电插头与受电插座平行。

具有受电插座的充电插座平台：

本公开的一些实施方案涉及一种安装到汽车上的充电插座平台，充电插座平台包括：受电插座，所述受电插座可以与充电插头连接进行充电；还包括插座控制器，所述插座控制器可以控制与其连接的各个部件的工作和数据采集并与自动充电平台进行通信，所述受电插座固定在插座控制器内并与其连接；还包括超声波模块，所述插座控制器控制连接的一个或多个超声波模块，所述超声波模块可以与自动充电平台的定位模块配合进行定位；还包括导向槽，所述导向槽可以引导充电插头对准受电插座，所述导向槽形状与充电插头或者其它对接物体形状匹配。

具有超声波模块的充电插座平台和自动充电平台：

在一些实施方案中，提供一种超声波模块，所述每个超声波模块具有超声波发射单元和接收单元，可以分别作为发射或者接收，通过安装在充电平台和受电插座或者其它位置的超声波模块相互配合，利用接收到信号的时间差或者其它方式进行定位，同时每个超声波模块都可以作为避障检测单元，分别工作避免自动充电平台或者受电插座与障碍物发生碰撞，以及可以检测自动充电平台与受电插座之间的障碍物。

具有感应线圈的充电插座平台和自动充电平台：

在一些实施方案中，还提供一种可以安装到充电插头、受电插座和导向槽等内部的感应线圈，所述感应线圈与平台控制器或者插座控制器连接并进行控制，利用电磁感应原理，平台控制器或插座控制器可以控制每个感应线圈产生一定频率变化的磁场，其它感应线圈在变化的的磁场中产生变化感应电压，所述平台控制器或者插座控制器可以根据电压数据和预先输入的数据进行对比进而确定出充电插头和受电插座之间的相对位置。

具有升缩杆机构的充电插座平台和自动充电平台：

在一些实施方案中，还提供一种具有升缩杆机构，所述伸缩机构包括：升缩杆与直线齿条，所述直线齿条固定在所述升缩杆内；还包括减速电机，所述减速电机内部设置有编码器可以得知所处位置，所述减速电机通过直线齿条控制升缩杆位置；所述插座控制器控制与其连接的减速电机进行工作；还包括升缩杆凹槽，所述升缩杆凹槽与其它部件配合实现将充电插头插入和推出，实现充电插头与受电插座配合完成充电。

具有卡销机构的充电插座平台和自动充电平台：

在一些实施方案中，提供一种具有卡销的机构，所述卡销机构包括：卡销的卡销电机，所述卡销电机与平台控制器连接，所述卡销设置在卡销电机上可以用来限制升缩杆凹槽的移动；还包括导向槽和导向孔，所述导向孔可以限制升缩杆的移动，当所述升缩杆插入导向孔后由卡销锁死升缩杆凹槽进而实现控制充电平台与充电插座平台之间进行相对位移。

具有自动充电系统的自动充电平台：

在一些实施方案中，提供一种具有自动充电系统的平台控制器，所述汽车自动充电系统运行在平台控制器内，所述平台控制器和插座控制器间隔一定时间就进行通讯，当通讯建立后自动保持无线连接，以及根据平台控制器与插座控制器进行通讯来识别车辆进行身份验证，所述自动充电系统可以与电网进行通讯，根据电网的指示在规定时间内自动为汽车进行充电，来实现为汽车充电的同时为电网分担压力，同样当电网发出请求停止充电则平台控制器控制停止充电等；针对有发电系统的家庭可以将发电系统发出的电力为汽车进行充电，对于有独立供电系统的家庭在家庭停电后可以为家庭提供电能反向输出，用户使用手机或者其它设备可以通过互联网对自动充电平台进行控制，设置充电习惯等。

附图说明

图1为自动充电平台A结构示意图；

图2为自动充电平台A的系统级图；

图3为汽车充电插座A的仰视图；

图4为汽车充电插座A的系统级图；

图5为自动充电平台A与汽车充电插座A的正面视图；

图6为自动充电平台A与汽车充电插座A的一部分器件与感应线圈的正面视图；

图7为自动充电平台A与汽车充电插座A的安装示意图；

图8为自动充电平台A与带有汽车充电插座A的汽车对接成功的立体视图；

图9为自动充电平台B与汽车充电插座A的结构示意图；

图10为自动充电平台B的系统级图；

图11为自动充电平台B与汽车充电插座A的安装示意图；

图12为自动充电平台C与汽车充电插座B的结构示意图；

图13为自动充电平台C与汽车充电插座B的系统级图；

图14为自动充电平台C与汽车充电插座B对接过程中的侧面剖视图A；

图15为自动充电平台C与汽车充电插座B对接过程中的感应线圈分布正面剖视图；

图16为感应线圈工作原理演示图；

图17为两个感应线圈进行相对移动时感应电压与距离图表。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“安装”、“连接”应做广义的理解，例如，可以使直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以使两个元件内部的连通。也可以是电连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为了更好地理解本公开的实质和优点，有参考一下描述及附图。然而应当理解，每个附图仅被提供用于示例的目的，并非意在作为本公开的范围的限制的定义。另外作为一般性规则，且除非明显与描述相反，若在不同图中的元件使用相同附图标记，则元件在功能或用途方面通常是相同或则会至少相似的。

本公开的一些实施方案涉及一种为具有充电插座的汽车进行充电的自动充电平台和系统。在各种实施方案中，该自动充电系统能够改善与使用该自动充电平台和带有充电插座的汽车的用户体验的一个或多个特征结构。

如图1至图9为本公开的一些实施方案关于一种自动充电平台A30，所述自动充电平台A30其包括：自动充电平台A上盖14、自动充电平台A下盖15、自动充电平台A外壳31，所述自动充电平台A外壳31连接自动充电平台A上盖14和自动充电平台A下盖15；还包括平台控制器1，所述平台控制器1固定在自动充电平台A上盖14上，所述平台控制器1控制与其连接的各个部件的工作和数据采集，所述平台控制器1可以与其它设备通讯；还包括电源线21，所述电源线21一端与平台控制器1连接为其进行供电，所述电源线21另外一端与电源连接；还包括蓄电池27，所述蓄电池设置在平台控制器1内，所述蓄电池27可以在电源断电后为自动充电平台A30供电保证正常工作；还包括缆绳A22、缆绳B23、缆绳C24、缆绳D25、挂钩26，所述挂钩26固定到房顶33或者其它相对静止的物体上，并且根据停车习惯和充电插头13所在位置进行择优安装，所述缆绳A22、缆绳B23、缆绳C24、缆绳D25一端分别连接挂钩26；还包括牵引单元A5、牵引单元B6、牵引单元C7、牵引单元D8，所述牵引单元A5、牵引单元B6、牵引单元C7、牵引单元D8分别固定在自动充电平台A下盖15上并且与平台控制器1连接，所述平台控制器1可以控制牵引单元A5、牵引单元B6、牵引单元C7、牵引单元D8工作，进而对与其连接的缆绳A22、缆绳B23、缆绳C24、缆绳D25进行收放，进而调整自动充电平台A30进行移动，通过平台控制器1控制自动充电平台A30利用拉力和重力在三维空间内进行移动，理论上在空间中确定一个平面需要至少三个点，因此缆绳至少为三根，但是在空间中随着缆绳的长短不同所述缆绳A22、缆绳B23、缆绳C24、缆绳D25对自动充电平台A30产生的拉力也不同，会导致自动充电平台A30在某些特出情况无法与房顶33保持水平；还包括充电插头13和汽车充电模块12，所述汽车充电模块12具备现有充电模块的全部功能（为现有技术不做过多描述）并与充电插头13连接，所述汽车充电模块12与平台控制器1连接，所述电源线21为所述汽车充电模块12和所述充电插头13供电，所述充电插头13可以与受电插座41连接为汽车进行充电。

所述自动充电平台A30其还包括：超声波模块A9、超声波模块B10、超声波模块C11，所述超声波模块A9、超声波模块B10、超声波模块C11分别包含一个发射单元和接收单元并且与平台控制器1连接，因此所述超声波模块A9、超声波模块B10、超声波模块C11都可以进行独立的避障检测，防止自动充电平台A30与汽车或者其它物体碰撞，同时当其中一个超声波模块作为发射单元时，与设置在其它设备上的接收单元配合根据接收到的时间差异进而推测出其相对位置进而完成定位，因为所述自动充电平台A30在某些情况下并非与房顶33水平，要实现为自动充电平台A30进行定位至少要使用三个超声波模块，来确定一个平面进而通过平台控制器1与提前输入的数据推算出充电插头13的空间位置。

所述自动充电平台A30其还包括：旋转电机2，所述旋转电机2固定在自动充电平台A下盖15上并与充电模块12连接，所述旋转电机2内部设置有编码器可以获取充电插头13所处位置和角度，所述旋转电机2与平台控制器1连接，所述平台控制器1可以根据数据控制旋转电机2工作进而控制充电插头13旋转，来实现让充电插头13和受电插座41保持相同角度，所述充电插头13在理想情况下与房顶33垂直。

所述自动充电平台A30其还包括：线性振动马达，所述线性振动马达A3、线性振动马达B4固定在自动充电平台A上盖14和自动充电平台A下盖15之间并与平台控制器1连接，平台控制器1控制线性振动马达A3、线性振动马达B4内部振子做往复运动，振子在起点出发时速度从0加速到V1在加速的过程中会产生一个力F1与运动方向相反，到达终点时其会在极短的时间内完成减速(速度从V1减速到0)会产生一个力F2和运动方向一致，因为加速时间大于减速时间根据：V=a*t，F=a*m因为速度变化量相同可得出时间越小加速度a越大，质量m不变加速度a则越大，因此F2大于F1方向相反，因为充电插头13插入和拔出受电插座41过程中有一定摩擦力F3，所以通过平台控制器1线性振动马达A3和线性振动马达B4工作，控制F1大小小于F3时，保证F2大小大于F3则可以控制充电插头13相对于受电插座41进行移动。

所述自动充电平台A30其还包括：风机A16、风机B17、风机C18、风机D19、，所述风机A16、风机B17、风机C18、风机D19固定在自动充电平台A上盖14上并与平台控制器1连接，所述风机A16、风机B17、风机C18、风机D19可以利用空气产生推力，所述平台控制器1可以通过控制风机A16、风机B17、风机C18、风机D19工作配合缆绳A22、缆绳B23、缆绳C24、缆绳D25调整自动充电平台A30的姿态，让充电插头13和受电插座41相互平行，同时风机A16、风机B17、风机C18、风机D19可以通过产生推力来辅助充电插头13插入受电插座41或者拔出。

所述自动充电平台A30其还包括：限位滑轮20，所述限位滑轮20可以跟随自动充电平台A30自动旋转，并且限制缆绳A22、缆绳B23、缆绳C24、缆绳D25活动空间减小阻力，同时可以防止缆绳A22、缆绳B23、缆绳C24、缆绳D25在松弛状态时缠绕在牵引单元A5、牵引单元B6、牵引单元C7、牵引单元D8上的缆绳散开，如运输过程中或者缆绳A22、缆绳B23、缆绳C24、缆绳D25处于其它放松情况下。

如图7至图9所示，所述自动充电平台A30其还包括：感应线圈A28和感应线圈B29，所述感应线圈A28和感应线圈B29固定在充电插头13内并与平台控制器1连接进行控制，利用电磁感应原理, 所述感应线圈A28和感应线圈B29都可以作为发射源产生固定频率和一定强度的变化磁场，当不作为发射源时感应线圈A28和感应线圈B29可以通过变化的的磁场产生对应的变化电压，所述平台控制器1可以根据电压数据和预先输入的数据进行对比进而确定出充电插头13与其它感应线圈之间的相对位置，进而作为决策的一个参考消息。

所述自动充电平台A30其还包括：所述平台控制器1可以控制与其连接的各个设备和收集相应的数据，所述平台控制器1还可以通过无线通讯技术与其它设备进行通讯如通过互联网与手机或者服务器进行连接。

如图3至图9为本公开的一些实施方案关于一种汽车充电插座A50：

所述汽车充电插座A50其包括：插座控制器40，所述插座控制器40可以控制与其连接的各个部件的工作和数据采集并与自动充电平台进行通信；还包括受电插座41，所述受电插座41可以与充电插头13连接进行充电，所述受电插座41固定在所述插座控制器40内并与其连接；还包括超声波模块a42、超声波模块b43、超声波模块c44，所述超声波模块a42、超声波模块b43、超声波模块c44固定在插座控制器40并与其连接，所述超声波模块a42、超声波模块b43、超声波模块c44都具有一个独立的发射单元和接收单元，都可以进行独立的避障检测，检测自动充电平台A30与汽车充电插座A50之间是否有障碍物，当所述超声波模块a42、超声波模块b43、超声波模块c44其中一个作为发射单元时，与设置在其它设备如自动充电平台A30上的接收单元配合根据接收到的时间差异进而推测出其相对位置进而完成定位，要实现两个平面进行相互定位汽车充电插座A50至少需要使用三个超声波模块来实现与其它超声波模块进行配合定位；还包括导向槽A45，所述导向槽A45设有一定角度倒角，所述导向槽A45外部开口大于内部开口，内部开口与受电插座41对应并固定在受电插座41上，当所述充电插头13靠近受电插座41时，导向槽A45能够有效的引导充电插头13对准受电插座41，提高对接的成功率。

如图5、图6所示，所述汽车充电插座A50还包括：感应线圈a46感应线圈b47、感应线圈c48，所述感应线圈a46感应线圈b47固定在受电插座41内并与插座控制器40连接进行控制，所述感应线圈c48固定在导向槽A45内并且与插座控制器40连接进行控制，所述感应线圈a46感应线圈b47、感应线圈c48利用电磁感应原理，都可以作为发射源产生固定频率和一定强度的变化磁场，或者通过其它感应线圈如充电插头13内设置的感应线圈A28感应线圈B29变化的的磁场产生对应的变化电压，所述插座控制器40根据电压数据和预先输入的数据进行对比进而确定出感应线圈a46感应线圈b47、感应线圈c48与其相对距离，作为充电插头13是否插入受电插座40的判断依据。

如图7和图8为本公开的一些实施方案关于一种带有汽车充电插座A50的汽车A32：

所述汽车A32为在汽车前引擎盖处设置安装了汽车充电插座A50，所述插座控制器40与汽车连接，所述受电插座41与汽车底盘在理想情况下垂直，所述汽车充电插座A50安装到该位置可以同时兼顾手动充电，在充电插头13插入受电插座41后可以实现为汽车A32进行充电。

如图9至图11为本公开的一些实施方案关于一种自动充电平台B60，所述自动充电平台B60其包括：自动充电平台B上盖51、自动充电平台B下盖52，所述自动充电平台B外壳56连接自动充电平台B上盖51和自动充电平台B下盖52；还包括平台控制器1，所述平台控制器1固定在自动充电平台B上盖51上，所述平台控制器1控制与其连接的各个部件的工作和数据采集，所述平台控制器1可以与其它设备通讯；还包括电源线21，所述电源线21一端与平台控制器1连接为其进行供电，所述电源线21另外一端与电源连接；还包括蓄电池27，所述蓄电池设置在平台控制器1内，所述蓄电池27可以在电源断电后为自动充电平台B60供电保证正常工作；还包括缆绳A22、缆绳B23、缆绳C24、挂钩26，所述挂钩26固定到房顶33或者其它相对静止的物体上，并且根据停车习惯和充电插头13所在位置进行择优安装，所述缆绳A22、缆绳B23、缆绳C24一端分别连接挂钩26；还包括牵引单元A5、牵引单元B6、牵引单元C7，所述牵引单元A5、牵引单元B6、牵引单元C7分别固定在自动充电平台B下盖52上并且与平台控制器1连接，所述平台控制器1可以控制牵引单元A5、牵引单元B6、牵引单元C7工作，进而对与其连接的缆绳A22、缆绳B23、缆绳C24进行收放，进而调整自动充电平台B60进行移动，通过平台控制器1控制自动充电平台B60利用拉力和重力在三维空间内进行移动，理论上在空间中确定一个平面需要至少三个点，因此缆绳至少为三根，但是在空间中随着缆绳的长短不同所述缆绳A22、缆绳B23、缆绳C24对自动充电平台B60产生的拉力也不同，会导致自动充电平台B60在某些特出情况无法与房顶33保持水平；还包括充电插头13和汽车充电模块12，所述汽车充电模块12具备现有充电模块的全部功能（为现有技术不做过多描述）并与充电插头13连接，所述汽车充电模块12与平台控制器1连接，所述电源线21为所述汽车充电模块12和所述充电插头13供电，所述充电插头13可以与受电插座41连接为汽车进行充电。

所述自动充电平台B60其还包括：超声波模块A9、超声波模块B10、超声波模块C11，所述超声波模块A9、超声波模块B10、超声波模块C11、超声波模块D54分别包含一个发射单元和接收单元并且与平台控制器1连接，因此所述超声波模块A9、超声波模块B10、超声波模块C11、超声波模块D54都可以进行独立的避障检测，防止自动充电平台B60与汽车或者其它物体碰撞，同时当其中一个超声波模块作为发射单元时，与设置在其它设备上的接收单元配合根据接收到的时间差异进而推测出其相对位置进而完成定位，因为所述自动充电平台B60在某些情况下并非与房顶33水平，要实现为自动充电平台B60进行定位至少要使用三个超声波模块，来确定一个平面进而通过平台控制器1与提前输入的数据推算出充电插头13的空间位置。

所述自动充电平台B60其还包括：旋转电机2，所述旋转电机2固定在自动充电平台B下盖52上并与充电模块12连接，所述旋转电机2内部设置有编码器可以获取充电插头13所处位置和角度，所述旋转电机2与平台控制器1连接，所述平台控制器1可以根据数据控制旋转电机2工作进而控制充电插头13旋转，来实现让充电插头13和受电插座41保持相同角度，所述充电插头13在理想情况下与房顶33成30度。

所述自动充电平台B60其还包括：平台固定板53，所述平台固定板53固定在自动充电平台B下盖52上；还包括旋转电机座35，所述旋转电机座35与旋转电机2连接；还包括直线电机A36、直线电机B37、直线电机C38，所述所述直线电机A36、直线电机B37、直线电机C38一端安装到平台固定板53上并且与平台控制器1连接工作，直线电机A36、直线电机B37、直线电机C38另一端与旋转电机座连接，所述直线电机A36、直线电机B37、直线电机C38内部设置有编码器可以获取所处位置通过平台控制器1预先输入的数据推算出当前旋转电机座35与房顶33相对位置和角度，所述平台控制器1通过控制直线电机A36、直线电机B37、直线电机C38的行程进而控制旋转电机座35与房顶33之间角度；可所述直线电机A36、直线电机B37、直线电机C38可以控制旋转电机座35的角度，进而控制充电插头13与受电插座41平行。

所述自动充电平台B60其还包括：线性振动马达A3、线性振动马达B4，所述线性振动马达A3固定在自动充电平台B上盖51上，所述线性振动马达B4固定在自动充电平台B下盖52上与平台控制器1连接，平台控制器1控制线性振动马达A3、线性振动马达B4内部振子做往复运动，振子在起点出发时速度从0加速到V1在加速的过程中会产生一个力F1与运动方向相反，到达终点时其会在极短的时间内完成减速(速度从V1减速到0)会产生一个力F2和运动方向一致，因为加速时间大于减速时间根据：V=a*t，F=a*m因为速度变化量相同可得出时间越小加速度a越大，质量m不变加速度a则越大，因此F2大于F1方向相反，因为充电插头13插入和拔出受电插座41过程中有一定摩擦力F3，所以通过平台控制器1线性振动马达A3和线性振动马达B4工作，控制F1大小小于F3时，保证F2大小大于F3则可以控制充电插头13相对于受电插座41进行移动。

所述自动充电平台B60其还包括：风机A16、风机B17，所述风机A16、风机B17固定在平台固定板53上并与平台控制器1连接，所述风机A16、风机B17可以利用空气产生推力，所述平台控制器1可以通过控制风机A16、风机B17工作配合缆绳A22、缆绳B23、缆绳C24调整自动充电平台B60的姿态，让充电插头13和受电插座41相互平行，同时风机A16、风机B17可以通过产生推力来辅助充电插头13插入受电插座41或者拔出。

所述自动充电平台B60其还包括：限位滑轮20，所述限位滑轮20可以跟随自动充电平台B60自动旋转，并且限制缆绳A22、缆绳B23、缆绳C24活动空间减小阻力，同时可以防止缆绳A22、缆绳B23、缆绳C24在松弛状态时缠绕在牵引单元A5、牵引单元B6、牵引单元C7上的缆绳散开，如运输过程中或者缆绳A22、缆绳B23、缆绳C24处于其它放松情况下。

如图1至图11所示，所述自动充电平台B60其还包括：感应线圈A28和感应线圈B29，所述感应线圈A28和感应线圈B29固定在充电插头13内并与平台控制器1连接进行控制，利用电磁感应原理, 所述感应线圈A28和感应线圈B29都可以作为发射源产生固定频率和一定强度的变化磁场，当不作为发射源时感应线圈A28和感应线圈B29可以通过变化的的磁场产生对应的变化电压，所述平台控制器1可以根据电压数据和预先输入的数据进行对比进而确定出充电插头13与其它感应线圈之间的相对位置，进而作为决策的一个参考消息。

所述自动充电平台B60其还包括：所述平台控制器1可以控制与其连接的各个设备和收集相应的数据，所述平台控制器1还可以通过无线通讯技术与其它设备进行通讯如通过互联网与手机或者服务器进行连接。

如图9至图11为本公开的一些实施方案关于一种带有汽车充电插座A50的汽车B55：

所述汽车B55为在汽车后侧方处设置安装了汽车充电插座A50，所述受电插座41与汽车底盘在理想情况下成30度，在充电插头13插入受电插座41后可以实现为汽车B55进行充电。

如图12至图15为本公开的一些实施方案关于一种自动充电平台C70，所述自动充电平台C70包括：平台控制器1，所述平台控制器1控制与其连接的各个部件的工作和数据采集，所述平台控制器1可以与其它设备通讯；还包括充电插头13，所述充电插头13可以与受电插座41连接为汽车进行充电；还包括超声波模块A9、超声波模块B10、超声波模块C11，所述超声波模块A9、超声波模块B10、超声波模块C11分别包含一个发射单元和接收单元并且与平台控制器1连接，因此所述超声波模块A9、超声波模块B10、超声波模块C11都可以进行独立的避障检测，防止自动充电平台C70与汽车或者其它物体碰撞，同时当其中一个超声波模块作为发射单元时，与设置在其它设备上的接收单元配合根据接收到的时间差异进而推测出其相对位置进而完成定位，因为所述自动充电平台C70在某些情况下并非与房顶33水平，要实现为自动充电平台C70进行定位至少要使用三个超声波模块，来确定一个平面进而通过平台控制器1与提前输入的数据推算出充电插头13的空间位置；还包括感应线圈，所述感应线圈A28和感应线圈B29固定在充电插头13内并与平台控制器1连接进行控制，利用电磁感应原理, 所述感应线圈A28和感应线圈B29都可以作为发射源产生固定频率和一定强度的变化磁场，当不作为发射源时感应线圈A28和感应线圈B29可以通过变化的的磁场产生对应的变化电压，所述平台控制器1可以根据电压数据和预先输入的数据进行对比进而确定出充电插头13与其它感应线圈之间的相对位置，进而作为决策的一个参考消息。

所述自动充电平台C70还包括卡销电机A、卡销电机B，所述卡销电机A和卡销电机B固定在平台控制器1上并与其连接，所述卡销电机A和卡销电机B可以通过平台控制器1进行控制实现伸缩；还包括卡销65，所述卡销65安装在所述卡销电机A和卡销电机B前端，通过平台控制器1进行控制可以使卡销65在某个位置保持，来限制其它部件的移动；还包括导向槽C71、限位孔72，所述导向槽C71设有一定角度倒角，所述导向槽C71外部开口大于内部开口，所述导向槽内部为限位孔72，当物体靠近时引导充物体对限位孔72，当有两个或者多个导向槽C71与限位孔72存在时，可以提高对接的成功率并且当对接后可以确保充电插头13与受电插座41处于平行。

如图12至图15为本公开的一些实施方案关于一种汽车充电插座B67，所述汽车充电插座B67包括：插座控制器40，所述插座控制器40可以控制与其连接的各个部件的工作和数据采集并与自动充电平台进行通信；还包括受电插座41，所述受电插座41可以与充电插头13连接进行充电，所述受电插座41固定在所述插座控制器40内并与其连接；还包括超声波模块a42、超声波模块b43、超声波模块c44所述超声波模块a42、超声波模块b43、超声波模块c44固定在插座控制器40并与其连接，所述超声波模块a42、超声波模块b43、超声波模块c44都具有一个独立的发射单元和接收单元，都可以进行独立的避障检测，检测自动充电平台C70与汽车充电插座B67之间是否有障碍物，当所述超声波模块a42、超声波模块b43、超声波模块c44其中一个作为发射单元时，与设置在其它设备如自动充电平台C70上的接收单元配合根据接收到的时间差异进而推测出其相对位置进而完成定位，要实现两个平面进行相互定位汽车充电插座B67至少需要使用三个超声波模块来实现与其它超声波模块进行配合定位；还包括感应线圈a46感应线圈b47，所述感应线圈a46感应线圈b47固定在受电插座41内并与插座控制器40连接进行控制，所述感应线圈a46感应线圈b47利用电磁感应原理，都可以作为发射源产生固定频率和一定强度的变化磁场，或者通过其它感应线圈如充电插头13内设置的感应线圈A28感应线圈B29变化的的磁场产生对应的变化电压，所述插座控制器40根据电压数据和预先输入的数据进行对比进而确定出感应线圈a46和感应线圈b47与其相对距离，作为充电插头13是否插入受电插座40的判断依据。

所述汽车充电插座B67还包括：活动孔73，所述活动孔73位于插座控制器40上；还包括直线齿条61、升缩杆62升缩杆凹槽66，所述直线齿条固定在所述升缩杆62内，所述升缩杆62设有升缩杆凹槽66，所述升缩杆凹槽66尺寸与自动充电平台C70设置的卡销65匹配，所述升缩杆62位于活动孔73内且可以来回移动，所述升缩杆62尺寸与限位孔72尺寸匹配；还包括减速电机a68、减速电机b69，所述减速电机a68、减速电机b69与插座控制器40连接，所述减速电机a68、减速电机b69可以驱动直线齿条61移动进而控制升缩杆进行伸缩运动，当所述升缩杆62插入限位孔72中指定位置时所述卡销65可以限制其移动，如通过插座控制器40控制减速电机a68、减速电机b69工作，升缩杆62可以实现让自动充电平台C70与汽车充电座B67发送相对位移，进而控制充电插头13与受电插座41完成拔插动作。

如图5 至图17 为本公开的一些实施方案，关于感应线圈A28、感应线圈B29、感应线圈a46、感应线圈b47通过电磁感应原理进行定位的具体方法：如图16中所示，感应线圈B29和感应线圈a46间隔一定距离，并且所述感应线圈B29与平台控制器1连接，通过平台控制器1产生的一定频率变化的的交流电可以让感应线圈B29产生一定频率变化的 磁场，根据电磁感应原理可知，感应线圈B29会让其周围的感应线圈a46产生感应电动势， 进而产生电流，所述感应线圈a46与插座控制器40连接，所述插座控制器40可以检测感应线圈a46上产生的电压，如图17中所示为，所述感应线圈a46与感应线圈B29之间距离与 感应电压关系曲线图，可知其感应电压与距离大小成反比，并且每个位置时产生电压不同， 因此可以通过所述插座控制器40检测到的感应电压值与预先输入的数据进行对比进而推测 出所述感应线圈a46与感应线圈B29之间的距离，但是此时有两种可能一种是在所述感应线 圈B29左边一种是右边，如图6所示可知感应线圈a46与感应线圈b47距离固定，则当插 座控制器40同时采集感应线圈b47上感应电压时，可以根据两个预先输入的数据进行对比 进而推测出唯一的位置和距离信息，同理可以利用其它感应线圈切换发射源可得出同样的结 果。

如图本1至图8为本公开的一些实施方案，汽车A32与自动充电平台A30配合的自动充电系统的方法和步骤：

自动充电系统运行：所述自动充电系统运行在所述平台控制器1和插座控制器40内，所述平台控制器1和插座控制器40间隔一定时间就进行通讯，当通讯建立后自动保持无线连接，以及根据平台控制器1与插座控制器40进行通讯来识别车辆进行身份验证，平台控制器1与插座控制器40通过超声波模块进行定位，利用平台控制器1连接的定位模块如超声波模块A9、超声波模块B10、超声波模块C11和汽车A32设置的超声波模块a42、超声波模块b43、超声波模块c44进行定位，平台控制器1根据插座控制器40收集到的定位数据来判断车辆是否在地面34上，确定汽车A32是否具备对接条件，所述平台控制器1可以通过互联网与手机或者服务器进行连接，如果具备连接条件则将当前状态发送到服务器电网或者用户都会接收到相应数据，用户通过手机可以设定充电时间区间和充电电量区间，电网如果下发了相应指令进行充电者停止充电或者反向输出自动充电系统也进行执行，自动充电系统根据设置来决定何时充电和停止充电，当满足充电的一切条件都满足时进行下一步；

条件满足开始充电：充电过程中，平台控制器1与插座控制器40通讯利用超声波模块A9、超声波模块B10、超声波模块C11、超声波模块a42、超声波模块b43、超声波模块c44推算出平台控制器1空间相对位置和角度，平台控制器1控制牵引单元A5、牵引单元B6、牵引单元C7、牵引单元D8工作让自动充电平台A30移动至汽车充电座A50正上方，移动过程中超声波模块A9、超声波模块B10、超声波模块C11分别轮流的进行工作检测是否有障碍物，避免碰撞完成后进行下一步；

自动充电平台与受电插座对接：平台控制器1控制牵引单元A5、牵引单元B6、牵引单元C7、牵引单元D8工作让自动充电平台A30下降至汽车充电座A50上方一定距离，根据充电插头13和受电插座41角度偏差，通过控制旋转电机2使得充电插头13和受电插头41角度一致，然后让充电插头13头部和受电插座41首先进行对准，然后让自动充电平台A30继续下降，过程中通过平台控制器1与插座控制器40通讯控制感应线圈A28、感应线圈B29、感应线圈a46感应线圈b47、感应线圈c48，判断出充电插头13是否进入导向槽A45内，如果进入则根据充电插头13和受电插座41之间的角度偏差，平台控制器1控制牵引单元A5、牵引单元B6、牵引单元C7、牵引单元D8工作直至充电插头与受电插座41平行，然后继续降低充电插头13高度，直至两者距离达到设定距离完成进行下一步；

充电插头插入控制：平台控制器1控制风机A16、风机B17、风机C18、风机D19或者线性振动马达A3和线性振动马达B4工作产生向下的推力，过程中平台控制器1与插座控制器40保持通讯，根据感应线圈反馈电压信号与预先输入的数据对比，决定是否继续降低自动充电平台A30，直至充电插头13完全到达受电插座41的设定位置，平台控制器1控制风机A16、风机B17、风机C18、风机D19或者线性振动马达A3和线性振动马达B4停止工作，则平台控制器1判定可以开始进行供电，此时平台控制器1控制牵引单元A5、牵引单元B6、牵引单元C7、牵引单元D8继续放松一定缆绳，流出一定余量防止车身因外力晃动损坏部件完成后进行下一步；

充电插头开始供电：平台控制器1控制汽车充电模块12工作为受电插座41供电，受电插座41为汽车A32进行充电，直至充电设定的条件满足或者触发停止充电如准备启动车辆等，则停止充电进入下一步；

充电插头停止充电：平台控制器1控制汽车充电模块12停止工作，完成进行下一步；

充电插头拔出控制：平台控制器1控制牵引单元A5、牵引单元B6、牵引单元C7、牵引单元D8收紧缆绳，并且根据之前轨迹开始退出，平台控制器1控制风机A16、风机B17、风机C18、风机D19或者线性振动马达A3和线性振动马达B4工作产生向上的推力，过程中根据平台控制器1和插座控制器40通讯获取的空间位置进行，直至达到设定距离，平台控制器1控制风机A16、风机B17、风机C18、风机D19或者线性振动马达A3和线性振动马达B4停止工作，完成进行下一步；

自动充电平台撤离：平台控制器1控制牵引单元A5、牵引单元B6、牵引单元C7、牵引单元D8收紧缆绳，根据之前下降的轨迹原路返回至初始地点。

Claims (11)

1.一种用于自动充电的平台，所述自动充电平台包括：平台控制器，所述平台控制器控制与其连接的各个部件的工作和数据采集，所述平台控制器可以访问互联网与其它设备进行通讯；还包括电源线，所述电源线与电源连接为平台控制器供电；还包括蓄电池，所述蓄电池可以在电源有电时进行充电，在电源断电后为自动充电平台供电保证正常工作；还包括多根牵引缆绳，所述缆绳一端固定在房顶或者其它地方用来将自动充电平台吊在空中；还包括牵引单元，所述牵引单元与平台控制器和缆绳连接控制缆绳的收放，通过平台控制器利用拉力和重力控制自动充电平台在三维空间中进行移动，在充电过程中所述缆绳可以处于放松状态；还包括多个定位模块，所述定位模块与平台控制器连接实现自动充电平台的定位；还包括充电插头和汽车充电模块，所述汽车充电模块具备现有充电模块的全部功能（为现有技术不做过多描述），所述充电插头与受电插座连接后为汽车进行充电；还包括限位滑轮，所述限位滑轮可以跟随自动充电平台自动旋转，并且限制缆绳活动空间减小阻力，同时可以防止缆绳在松弛状态时缠绕在牵引单元上的缆绳散开；还包括自动充电系统运行在平台控制器中，所述自动充电系统控制自动充电平台与受电插座对接，所述自动充电平台还可以连接其它辅助部件。

2.一种可以与自动充电平台配合的充电插座平台，所述充电插座平台包括：受电插座，所述受电插座可以与充电插头连接进行充电；还包括插座控制器，所述插座控制器可以控制与其连接的各个部件的工作和数据采集并与自动充电平台进行通信，所述受电插座固定在插座控制器内并与其连接；还包括超声波模块和定位模块，所述插座控制器控制连接的超声波模块和定位模块，所述超声波模块可以与自动充电平台的定位模块配合进行定位；还包括导向槽，所述导向槽可以引导充电插头对准受电插座，所述导向槽形状与充电插头或者其它对接物体形状匹配。

3.根据权利要求2所述的充电插座平台，还包括升缩杆机构，所述升缩杆机构包括：升缩杆与直线齿条，所述直线齿条固定在所述升缩杆内；还包括减速电机，所述减速电机可以得知所处位置，所述减速电机通过直线齿条控制升缩杆位置；所述插座控制器控制与其连接的减速电机进行工作；还包括升缩杆凹槽，所述升缩杆凹槽与其它部件配合实现将充电插头插入和推出。

4.根据权利要求1-3所述的自动充电平台，还包括卡销机构，所述卡销机构包括：卡销和卡销电机，所述卡销电机与平台控制器连接，所述卡销设置在卡销电机上可以用来限制升缩杆凹槽的移动；还包括导向槽和导向孔，所述导向孔可以限制升缩杆的移动，当所述升缩杆插入导向孔后由卡销锁死升缩杆凹槽进而实现控制充电平台与充电插座平台之间进行相对位移。

5.根据权利要求1所述的定位模块可以是超声波模块，所述每个超声波模块具有超声波发射单元和接收单元，可以分别作为发射或者接收，通过安装在自动充电平台和充电插座平台或者其它位置的超声波模块相互配合，利用接收到信号的时间差或者其它方式进行定位，同时每个超声波模块都可以作为避障检测单元，分别工作避免自动充电平台或者受电插座与障碍物发生碰撞，以及可以检测自动充电平台与受电插座之间的障碍物。

6.根据权利要求1-2所述的定位模块可以是感应线圈，所述的感应线圈可以安装到充电插头、受电插座和导向槽等部件内部，所述感应线圈与平台控制器或者插座控制器连接并进行控制，利用电磁感应原理，平台控制器或者插座控制器可以控制每个感应线圈产生一定频率变化的磁场，其它感应线圈在变化的的磁场中产生变化感应电压，所述平台控制器或者插座控制器可以根据电压数据和预先输入的数据进行对比进而确定出充电插头和受电插座之间的相对位置。

7.根据权利要求1所述的自动充电平台，还包括旋转电机，所述旋转电机可以控制连接的充电插头旋转，获取充电插头所处位置和角度，旋转电机通过旋转电机座与充电平台进行连接，旋转电机与平台控制器连接，平台控制器可以根据数据控制旋转电机工作来实现让充电插头与受电插座保持相同角度。

8.根据权利要求1所述的自动充电平台，还包括线性振动马达，所述线性振动马达与平台控制器连接，平台控制器控制线性振动马达内部振子做往复运动，振子在起点出发时速度从0加速到V1在加速的过程中会产生一个力F1与运动方向相反，到达终点时其会在极短的时间内完成减速(速度从V1减速到0)会产生一个力F2和运动方向一致，因为加速时间大于减速时间根据：V=a*t，F=a*m因为速度变化量相同可得出时间越小加速度a越大，质量m不变加速度a则越大，因此F2大于F1方向相反，因为充电插头插入和拔出受电插座过程中有一定摩擦力F3，所以通过平台控制器控制线性振动马达工作，控制F1大小小于F3时，保证F2大小大于F3则可以控制充电插头相对于受电插座进行移动。

9.根据权利要求1所述的自动充电平台，还包括风机，所述风机与平台控制器连接，所述风机可以利用空气产生推力，所述平台控制器控制风机工作配合缆绳调整充电平台的姿态，让充电插头和受电插座相互平行，同时风机可以通过产生推力来辅助充电插头插入受电插座或者拔出。

10.根据权利要求1所述的自动充电平台，还包括直线电机，多个所述直线电机安装到平台固定板上并且与平台控制器连接工作；还包括旋转电机座，所述旋转电机座与直线电机连接，所述直线电机可以控制旋转电机座的角度，进而控制充电插头与受电插座平行。

11.根据权利要求1至2所述的自动充电平台，还包括自动充电系统，所述汽车自动充电系统运行在所述平台控制器内，所述平台控制器和插座控制器间隔一定时间就进行通讯，当通讯建立后自动保持无线连接，以及根据平台控制器与插座控制器进行通讯来识别车辆进行身份验证，所述自动充电系统可以与电网进行通讯，根据电网的指示在规定时间内自动为汽车进行充电，来实现为汽车充电的同时为电网分担压力，同样当电网发出请求停止充电则平台控制器控制停止充电等；针对有发电系统的家庭可以将发电系统发出的电力为汽车进行充电，对于有独立供电系统的家庭在家庭停电后可以为家庭提供电能反向输出，用户使用手机或者其它设备可以通过互联网对自动充电平台进行控制，设置充电习惯等。

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