CN212046935U - 主从拖拽式移动充电设备 - Google Patents

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杨俊强
刘峰
张冰洁
刘然
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Abstract

本实用新型属于新能源领域，具体涉及一种主从拖拽式移动充电设备，旨在为了解决直接从外部供电设备取电的充电设备的灵活性不足的问题。本实用新型包括充电设备、可以沿轨道行走的行走装置；所述行走装置与所述充电设备分别设置有相匹配的连接装置；所述行走装置包括驱动装置和第一行走轮组，所述行走轮组与所述轨道匹配，再所述驱动装置的驱动下可以沿所述轨道行走；所述充电设备设置有第二行走轮组，所述第二行走轮组与所述轨道匹配；所述行走装置、所述充电设备分别设置有受电靴，用于从外部供电轨获取电能。本实用新型解决了供电线缆限制充电设备移动区域的问题，提高了充电设备的灵活性。

Description

主从拖拽式移动充电设备
技术领域
本实用新型属于新能源领域，具体涉及一种主从拖拽式移动充电设备。
背景技术
随着电动汽车的社会接收度越来越高，其在出行车辆的市场占有率也在不断增加，作为电动汽车能源供给的存在形式的充电站，其如何能更加灵活有效的为电动汽车进行能源补充，已经是目前电动汽车领域研究的热点，目前已有人提出了移动充电设备的概念：第一种为基于蓄电池作为充电能源的移动充电桩，该类充电桩的设计由于存在中间蓄电池的过渡，造成了能源的浪费，同时由于蓄电池重量极大，也造成了移动过程中需要耗费更多的能源，造成进一步的能源消耗；第二种为通过线缆与外部供电设备连接的充电桩，其移动距离受连接线缆的限制，只能在极小的区域内进行移动，灵活性不足。如何解决提高灵活性和减少非必要能源消耗，已经成了目前充电站领域研究的重点。
实用新型内容
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决直接从外部供电设备取电的充电设备的灵活性不足的问题，本实用新型提出了一种主从拖拽式移动充电设备，包括充电设备，还包括可以沿轨道行走的行走装置；所述行走装置与所述充电设备分别设置有相匹配的连接装置；
所述行走装置包括驱动装置和第一行走轮组，所述行走轮组与所述轨道匹配，在所述驱动装置的驱动下可以沿所述轨道行走；
所述充电设备设置有第二行走轮组，所述第二行走轮组与所述轨道匹配；
所述行走装置、所述充电设备分别设置有受电靴，用于从外部供电轨获取电能。
在一些优选实施方式中，所述连接装置包括设置于所述行走装置的第一连接件、设置于所述充电设备的第二连接件；
所述第一连接件和所述第二连接件为相互匹配的电控磁吸装置。
在一些优选实施方式中，所述电控磁吸装置设置有弱电流检测电路，所述第一连接件和所述第二连接件磁吸状态下，所述弱电流检测电路导通。
在一些优选实施方式中，所述行走装置还包括无线收/发电路，用于与外部设备进行通信。
在一些优选实施方式中，所述行走装置还包括磁吸控制电路，用于基于控制信号控制所述第一连接件在磁吸状态和非磁吸状态之间切换。
在一些优选实施方式中，所述行走装置和/或所述充电设备设置有机械臂；
所述机械臂配置为将所述充电设备的充电枪与待充电汽车的充电口连接/断开。
在一些优选实施方式中，所述行走装置还包括第一图像采集装置；所述第一图像采集装置设置于所述行走装置本体，用于采集待充电车辆的图像，进行充电口的定位。
在一些优选实施方式中，所述行走装置还包括第二图像采集装置；所述第二图像采集装置设置于所述机械臂远离所述行走装置的端部，用于进行充电枪的插接导引。
在一些优选实施方式中，所述充电设备设置有固定设备，通过所述固定设备可以将所述充电设备固定于所述轨道。
在一些优选实施方式中，所述固定设备包括可抱紧所述轨道的钳式抱紧结构、用于切换所述钳式抱紧结构状态的驱动装置。
本实用新型的有益效果：
通过受电靴，可以从外部供电轨获取电能，解决了供电线缆限制充电设备移动区域的问题，提高了充电设备的灵活性；
给电动汽车充电时所采用的电能通过供电轨从供电设备直接获取，不再进行蓄电池充电，在提高灵活性的前提下，相比蓄电池类供电类的移动充电桩，减少了能源消耗；
设置有机械臂，实现了充电枪与电动汽车充电孔连接的自动化；
在行走装置、机械臂端部分别装设图像采集装置，实现了机械臂进行接口对接的粗定位和精准定位。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本实用新型一种实施例的主从拖拽式移动充电设备示意图；
图2是图1的立体视图；
图3是本实用新型一种实施例的主从拖拽式移动充电设备使用状态示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本实用新型的一种主从拖拽式移动充电设备，包括充电设备，还包括可以沿轨道行走的行走装置；所述行走装置与所述充电设备分别设置有相匹配的连接装置；
所述行走装置包括驱动装置和第一行走轮组，所述行走轮组与所述轨道匹配，在所述驱动装置的驱动下可以沿所述轨道行走；
所述充电设备设置有第二行走轮组，所述第二行走轮组与所述轨道匹配；
所述行走装置、所述充电设备分别设置有受电靴，用于从外部供电轨获取电能。
为了更清晰地对本实用新型主从拖拽式移动充电设备进行说明，下面结合附图对本实用新型一种实施例进行展开详述。本实用新型附图仅为了辅助说明本实用新型技术方案，图中并未详细给出所有结构特征，例如充电枪、机械臂等。
本实用新型一种实施例的主从拖拽式移动充电设备，如图1、图2所示，包括充电设备1、可以沿轨道行走的行走装置2。
如图3所示，该移动式充电设备应用于具有轨道的充电站，轨道包括主轨道、子轨道、供电轨，子轨道设置于对应的停车位，主轨道根据充电车位的设置进行铺设，能够将所有充电车位对应子轨道串联起来，主轨道和子轨道之间设置有轨道切换装置。供电轨沿主轨道、子轨道进行铺设，用于行走装置行进中取电，同时用于充电设备到达目标子轨道后通过供电轨获取电能给电动车充电。
行走装置包括驱动装置和第一行走轮组，行走轮组与所述轨道匹配，在驱动装置的驱动下可以沿所述轨道行走；充电设备设置有第二行走轮组，第二行走轮组与所述轨道匹配；行走装置与充电设备分别设置有相匹配的连接装置；本实施例中，行走装置为主动、充电设备为从动，在行走装置和充电设备通过连接装置连接后，行走装置可以拉动充电设备沿设定的轨道路径进行移动。
连接装置包括设置于行走装置的第一连接件、设置于充电设备的第二连接件；本实施例优选的将第一连接件和第二连接件设置为相互匹配的电控磁吸装置。第一连接件可以为电磁铁，第二连接件可以为电磁铁或者铁，在连接状态时，通过控制电路将电能转化为磁能，通过电磁铁与第二连接件进行磁吸连接。当然，电控磁吸装置还可以为电磁锁结构。行走装置还包括磁吸控制电路，用于基于控制信号控制所述第一连接件在磁吸状态和非磁吸状态之间切换。
电控磁吸装置还设置有弱电流检测电路，当第一连接件和第二连接件磁吸状态下，弱电流检测电路导通，这样行走装置就可以自行判断其与被运送充电设备连接关系是否建立成功，以判断进行拖拉运送还是进行二次连接。
本实施例通过供电轨进行供电，供电轨沿轨道设置，行走装置、充电设备分别设置有与所述供电轨相匹配的受电靴，可以在行进过程中以及对电动车充电过程中从供电轨获取电能。
本实施例进一步在行走装置或充电设备上设置机械臂，机械臂配置为将所述第一供电接口与所述充电设备用于电能输入的第二供电接口连接/断开；还配置为将所述充电设备的充电枪与待充电汽车的充电口连接/断开。通过机械臂的设置可以实现充电设备供电通路连接的自动化，同时实现了充电枪与电动车充电孔连接的自动化，为充电站各种充电策略的实施提供了可能。机械臂可以采用现有的机械臂结构进行设计，也可以通过目前以产品化的机械臂进行加装。
为了实现电路接口连接的自动化，其中一种方式是通过图像识别的方式对对接的端口位置进行计算，从而驱动机械臂夹持待接电缆端头进行对接。因此，行走装置还包括第一图像采集装置、第二图像采集装置；第一图像采集装置设置于所述行走装置本体，用于采集所述待充电车辆的图像，进行充电口的粗定位；第二图像采集装置设置于所述机械臂远离所述行走装置的端部，用于进行充电口的精确定位。
为了实现充电站对电动车充电的自动性，并提高机械手将充电枪插入电动车充电孔的精度与效率，本实施例还包括一个与充电设备可分离设置的充电插接设备，包括与充电孔延伸件、以及第一引导部，对应的充电枪的头部设置为与第一引导部相匹配的第二引导部。本实施例中，第一引导部为广口锥形桶结构，类似于一个开口的喇叭状，第二引导部为与上述广口锥形桶结构相匹配的锥台结构；充电孔延伸件一端设置于广口锥形桶结构的内底部，用于与充电枪电连接，另一端用于与充电车的充电孔电连接，并在两端分别与充电孔、充电枪连接后，使充电通路导通。这样，用户在车辆停泊在充电停车位后，将充电插接设备插入电动车的充电接口后，即可离开车辆，充电站在将充电设备运送到对应的轨道为之后，只需通过设置于行走装置或充电设备的摄像头进行粗定位，不用进行精确定位，只要锥台端部进入广口锥形桶结构内，即可通过其倾斜的内壁，在推进过程中即可将锥台引导至广口锥形桶结构的底部中央，进而实现充电枪通过充电孔延伸件与电动车充电孔充电通路连通。
行走装置还包括无线收/发电路，用于与外部设备进行通信。
充电设备设置有固定设备，通过所述固定设备可以将所述充电设备固定于所述轨道。固定设备包括可抱紧所述轨道的钳式抱紧结构、用于切换所述钳式抱紧结构状态的驱动装置。驱动装置可以为电机，通过齿轮系结构驱动钳式抱紧结构进行抱紧轨道和松开轨道状态的切换。
在一些优选实施例中，机械臂的远离行走装置的端部设置有爬壁装置，所述爬壁装置可以带动机械臂端部在汽车车体表面行走。在装设有爬壁装置的实施例中，只用在行行走装置上按照上述描述装设图像采集装置（第一图像采集装置）即可，无需在机械臂端部另行装设图像采集装置。爬壁装置背离车体的侧面上设置有三个标志点（三个标志点可以为标志色、标志物、标志图形等），控制系统中预存有三个标志点的相对充电枪安装位置的相对位置信息（即以机械臂上充电枪安装位置为原点的坐标系中，三个标志点的位置，改坐标系作为第一坐标系）。机械臂首先在第一图像采集装置的视场内获得电动汽车充电孔时，通过机械臂将爬壁装置贴附至上述视场内的车体上；然后基于第一图像采集装置获取的包含三个标志点、充电孔的图像，获取充电孔相对于充电枪安装位置的相对位置（即充电孔在第一坐标系中的位置信息，作为第一位置信息）；第三，基于第一位置信息通过爬壁机器人将充电枪移动至充电孔位置，进行插接充电。采用该方案的目的是为了最大化的简化机械臂的复杂度，降低成本，同时，减少一套图像采集装置，使系统定位算法得到进一步简化。
本实施例中，由于三个标志点在第一坐标系中的位置已知，基于该三个标志点对新加入点可以进行快速的定位，提高定位效率和定位精度。
本实施例中，爬壁装置可以是主动移动装置，还可以是被动移动装置；为主动移动装置时，爬壁装置与中控设备通信连接，基于中控设备的控制信号、通过爬壁装置内设的驱动装置进行移动；为被动移动装置时，爬壁装置在机械臂的驱动下沿车辆外壁进行移动。
术语“第一”、 “第二”等是用于区别类似的对象，而不是用于描述或表示特定的顺序或先后次序。
术语“包括”或者任何其它类似用语旨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/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种主从拖拽式移动充电设备，包括充电设备，其特征在于，还包括可以沿轨道行走的行走装置；所述行走装置与所述充电设备分别设置有相匹配的连接装置；
所述行走装置包括驱动装置和第一行走轮组，所述行走轮组与所述轨道匹配，在所述驱动装置的驱动下可以沿所述轨道行走；
所述充电设备设置有第二行走轮组，所述第二行走轮组与所述轨道匹配；
所述行走装置、所述充电设备分别设置有受电靴，用于从外部供电轨获取电能。
2.根据权利要求1所述的主从拖拽式移动充电设备，其特征在于，所述连接装置包括设置于所述行走装置的第一连接件、设置于所述充电设备的第二连接件；
所述第一连接件和所述第二连接件为相互匹配的电控磁吸装置。
3.根据权利要求2所述的主从拖拽式移动充电设备，其特征在于，所述电控磁吸装置设置有弱电流检测电路，所述第一连接件和所述第二连接件磁吸状态下，所述弱电流检测电路导通。
4.根据权利要求3所述的主从拖拽式移动充电设备，其特征在于，所述行走装置还包括无线收/发电路，用于与外部设备进行通信。
5.根据权利要求4所述的主从拖拽式移动充电设备，其特征在于，所述行走装置还包括磁吸控制电路，用于基于控制信号控制所述第一连接件在磁吸状态和非磁吸状态之间切换。
6.根据权利要求1所述的主从拖拽式移动充电设备，其特征在于，所述行走装置和/或所述充电设备设置有机械臂；
所述机械臂配置为将所述充电设备的充电枪与待充电汽车的充电口连接/断开。
7.根据权利要求6所述的主从拖拽式移动充电设备，其特征在于，所述行走装置还包括第一图像采集装置；所述第一图像采集装置设置于所述行走装置本体，用于采集待充电车辆的图像，进行充电口的定位。
8.根据权利要求7所述的主从拖拽式移动充电设备，其特征在于，所述行走装置还包括第二图像采集装置；所述第二图像采集装置设置于所述机械臂远离所述行走装置的端部，用于进行充电枪的插接导引。
9.根据权利要求1-8任一项所述的主从拖拽式移动充电设备，其特征在于，所述充电设备设置有固定设备，通过所述固定设备可以将所述充电设备固定于所述轨道。
10.根据权利要求9所述的主从拖拽式移动充电设备，其特征在于，所述固定设备包括可抱紧所述轨道的钳式抱紧结构、用于切换所述钳式抱紧结构状态的驱动装置。
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