CN216374232U - 自动驾驶清扫车用自动充电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动驾驶清扫车用自动充电装置，包括设于充电桩上的充电桩控制器和充电枪，充电枪固定连接有枪体伸缩装置，枪体伸缩装置与充电桩之间连接有枪体位置自适应装置；还包括设于清扫车体上的车载充电控制器和充电座，车载充电控制器与充电桩控制器信号连接，充电桩与充电枪可拆卸插接设置；通过充电桩控制器和车载充电控制器的信号连接，实现充电请求以及充电过程中相关信息的沟通与交流，控制枪体伸缩装置带动充电枪与充电座插接配合，实施充电且无需人为干预，且整体结构简单，电路对接迅速，生产和使用成本低。

Description

自动驾驶清扫车用自动充电装置

技术领域

本实用新型涉及自动驾驶清扫车技术领域，尤其涉及一种自动驾驶清扫车用自动充电装置。

背景技术

随着环卫设备的不断研发和生产，越来越的自动化、智能化环卫设备被开发并投入到城市道路环卫作业中来，自动驾驶清扫车便是其中较为典型的一款新型环卫设备产品之一。自动驾驶清扫车即在无人驾驶的前提下自动完成清扫作业，且在其车载电脑中预设有用于控制作业区域的电子地图和运行轨迹，作业时管理人员通过电脑或定时程序启动车辆，车灯亮起，车辆“苏醒”，随即驶出泊位，并按照预先设定好的运行轨迹行驶作业。在清扫时，车身下方的洒水管会根据扬尘度大小适量喷洒清水，以免扬尘过多；车底的扫帚盘可以360°向内转动，以将路面的垃圾集中到车底，再自动送至垃圾箱内；在车头、车身还布置装有许多传感器，使车辆在运行过程中能够感知自己所在位置，识别红绿灯，并在遇到障碍物、路人时进行自动避让，以确保安全驾驶；结束清扫后，车辆会自动行驶至垃圾收集处，缓缓抬起车尾，将箱内垃圾倒入垃圾桶内，再放下车尾，驶回泊位。虽然自动驾驶清扫车分为中型车和小型车，其车身的大小、宽度，决定了它们适合的清扫区域，但自动驾驶和自动作业原理是相同的。

但目前使用的自动驾驶清扫车均为纯电动车，实现自动驾驶和作业需要相互配合的部件较多，如大量的传感器、电机等，均需要电能为其提供工作动能，因此耗电量较大，充电频率大，目前上述车辆的充电方式主要包括无线充电和有线充电两种方式。其中无线充电方式充电效率较低且成本较高；而有线充电方式可以人工实现电路连接或通过自动充电机器人实现电路连接。采用人工连接时，由于各车辆作业时间不统一、作业强度不一致，返回充电不定时，需要配备专门的人员进行电路插接，因此造成劳动力浪费；采用自动充电机器人进行自动充电时，则需要配备专门的视觉定位系统、多自由度关节系统等，成本较高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种在自动充电时无需人为干预，且电路对接简单，便于控制的自动驾驶清扫车用自动充电装置。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：自动驾驶清扫车用自动充电装置，包括设于充电桩上的充电桩控制器和充电枪，所述充电枪固定连接有枪体伸缩装置，所述枪体伸缩装置与所述充电桩之间连接有枪体位置自适应装置；还包括设于清扫车体上的车载充电控制器和充电座，所述车载充电控制器与所述充电桩控制器信号连接，所述充电桩与所述充电枪可拆卸插接设置。

作为优选的技术方案，所述枪体位置自适应装置包括一端铰接设置的万向节，所述万向节的另一端固定连接至所述枪体伸缩装置，所述万向节的外周相对布置有自适应弹簧组，所述自适应弹簧组的一端限位抵靠在所述充电桩上，另一端限位抵靠在所述万向节的表面。

作为优选的技术方案，所述自适应弹簧组设有至少三个压缩弹簧，所述压缩弹簧呈放射性均布置于所述万向节的外周。

作为优选的技术方案，所述充电桩内设有内置的安装腔，所述安装腔内相对固定设有两个限位板，所述万向节分别贯穿所述安装腔和所述限位板设置，两所述限位板与所述安装腔的内壁之间分别形成有限位腔，所述自适应弹簧组分别设于所述限位腔内。

作为优选的技术方案，所述枪体伸缩装置包括电动伸缩杆，所述电动伸缩杆连接至所述车载充电控制器的控制端。

作为对上述技术方案的改进，所述充电座包括充电插头，所述充电插头外侧设有充电导向管，所述充电导向管的管腔由内向外渐扩设置。

由于采用了上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：通过充电桩控制器和车载充电控制器的信号连接，实现充电请求以及充电过程中相关信息的沟通与交流，控制枪体伸缩装置带动充电枪与充电座插接配合，实施充电，充电完成后控制枪体伸缩装置回位实现充电枪和充电座的分离，最终完成自动驾驶清扫车的自动充电；在充电枪与充电座的插接配合过程中，枪体位置自适应装置可以小范围内适应充电枪角度和位置的变化，从而使两者能够更加精准地插接配合，提高了自动插接充电的可靠性，无需人为干预，且整体结构简单，电路对接迅速，生产和使用成本低。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1是本实用新型实施例充电桩控制器和充电枪在充电桩上的布置结构示意图；

图2是本实用新型实施例枪体位置自适应装置的剖面结构示意图；

图3是本实用新型实施例限位板的结构示意图；

图4是本实用新型实施例车载充电控制器和充电座在清扫车体上的布置结构示意图；

图5是本实用新型实施例充电座端面的结构示意图；

图6是本实用新型实施例充电座的剖面结构示意图；

图7是本实用新型实施例交互策略的流程图；

图中：1-充电桩；2-充电桩控制器；3-充电枪；4-电动伸缩杆；5-万向节；6-压缩弹簧；7-安装腔；8-限位板；9-限位腔；10-限位侧板；11-清扫车体；12-车载充电控制器；13-充电插头；14-充电导向管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

如图1和图2所示，自动驾驶清扫车用自动充电装置，与自动驾驶清扫车上的自动泊车技术配合使用，当自动驾驶清扫车自动泊车至充电地点后，本实施例启动并开始工作，完成车辆的自动充电。本实施例包括设于充电桩1上的充电桩控制器2和充电枪3，所述充电枪3固定连接有枪体伸缩装置。其中所述充电桩1、所述充电桩控制器2和所述充电枪3的具体结构，为本技术领域普通技术人员所熟知的内容，在此不再详细描述。所述枪体伸缩装置在所述充电桩控制器2的控制下启动，将所述充电枪3外顶，使其对接至车辆上的充电位置，实施充电即可；充电完毕或中止时，所述枪体伸缩装置在所述充电桩控制器2的控制下收缩回位，将所述充电枪3收回，等待下一次充电任务的启动实施。具体地所述枪体伸缩装置可以设置为电动伸缩杆4，所述电动伸缩杆4连接至所述车载充电控制器12的控制端，线路连接方便，控制简单。在图1和图2中，为了避免所述电动伸缩杆4和所述充电枪3的线路对视图形成视觉干扰，省略了相应线路的绘制。

所述枪体伸缩装置与所述充电桩1之间连接有枪体位置自适应装置，车辆自动泊车后，有时会出现泊车位置误差，设置所述枪体位置自适应装置可以自动对所述电动伸缩杆4进行微调，以消除上述误差对所述充电枪3顺利插接的影响，使所述充电枪3能够顺利快速的插接，以保证充电的顺利进行。

本实施例中所述枪体位置自适应装置包括一端铰接设置的万向节5，所述万向节5的另一端固定连接至所述枪体伸缩装置，所述万向节5的外周相对布置有自适应弹簧组，所述自适应弹簧组的一端限位抵靠在所述充电桩1上，另一端限位抵靠在所述万向节5的表面，所述自适应弹簧组设有至少三个压缩弹簧6，且所述压缩弹簧6呈放射性均布置于所述万向节5的外周。所述万向节5可以消除所述充电枪3因泊车误差而形成的插接位置的微变，保证其顺利插接。所述充电枪3插接后，在各所述压缩弹簧6压设配合下，可以实现所述万向节5的位置锁定和支撑。

如图2和图3所示，本实施例在所述充电桩1内设有内置的安装腔7，所述安装腔7内相对固定设有两个限位板8，所述万向节5分别贯穿所述安装腔7和所述限位板8设置，两所述限位板8与所述安装腔7的内壁之间分别形成有限位腔9，所述自适应弹簧组分别设于所述限位腔9内。具体地，所述限位板8包括圆形结构的限位板本体，在所述限位板8的表面垂直布置安装有成对设置的限位侧板10，且所述限位侧板10分别朝向所述安装腔7的内壁延伸设置，所述压缩弹簧6限位设于各组所述限位侧板10与所述限位板本体、所述安装腔7的腔壁之间，使所述压缩弹簧6限位紧抵于所述万向节5的表面，对其进行支撑和锁定。

如图4、图5和图6所示，本实施例还包括设于清扫车体11上的车载充电控制器12和充电座，所述车载充电控制器12与所述充电桩控制器2信号连接，所述充电桩1与所述充电枪3可拆卸插接设置。所述车载充电控制器12与所述充电桩控制器2结构相似，分别包括微处理器、硬盘、内存、系统总线、通讯模块等结构。而所述充电座包括充电插头13，所述充电插头13外侧设有充电导向管14，所述充电导向管14的管腔由内向外渐扩设置。所述充电插头13与所述充电枪3的配合为本技术领域普通技术人员所熟知的内容，在此不再详细描述。

当自动驾驶清扫车精准泊车后，所述充电枪3会正对所述充电座，启动所述电动伸缩杆4可以将所述充电枪3顶出并直接自动插入至所述充电座内，使所述充电枪3与所述充电插头13插接，实现电路的连通，完成充电。由于泊车会存在不同程度的误差，因此专门设置了所述充电导向管14，其由内向外渐扩设置的管腔，可以对所述充电枪3的插入形成导向，保证其与所述充电插头13间的顺利插接。

如图7所示，本实施例中该自动驾驶清扫车用自动充电装置的具体充电交互策略，包括以下步骤，

SP₁、自动驾驶清扫车自动泊车至所述充电桩1处，由车辆上设置的自动泊车技术完成，为本技术领域所公开的内容，在此不再详细描述。

SP₂、所述车载充电控制器12向所述充电桩控制器2发送车辆充电握手信号，所述充电桩控制器2实时接收所述车载充电控制器12发出的握手信号。所述充电桩控制器2接收到所述车载充电控制器12发出的车辆充电握手信号时，则向所述车载充电控制器12发送充电桩握手信号；所述充电桩控制器2未接收到所述车载充电控制器12发出的车辆充电握手信号时，则循环接收直至接收到上述车辆充电握手信号，并向所述车载充电控制器12发送充电桩握手信号。通过本步骤，完成所述车载充电控制器12与所述充电桩控制器2的信息通道构建，具体地信息传递可通过无线通讯模块配合网络信号实现。

SP₃、所述车载充电控制器12实时接收所述充电桩控制器2发出的充电桩握手信号。所述车载充电控制器12接收到所述充电桩控制器2发出的充电桩握手信号时，则检测自身是否满足充电条件，并将检测结果同步发送至所述充电桩控制器2；所述车载充电控制器12未接收到所述充电桩控制器2发出的充电桩握手信号时，则循环接收直至接收到上述充电桩握手信号，并检测自身是否满足充电条件，将检测结果同步发送至所述充电桩控制器2。通过本步骤实现充电条件的检测，以便于顺利实施自动充电。

SP₄、所述车载充电控制器12判断自身不满足充电条件时，直接进入故障模式；所述车载充电控制器12判断自身满足充电条件时，进入正常充电流程。

所述充电桩控制器2接收到所述车载充电控制器12判断的自身不满足充电条件时，重新接收所述车载充电控制器12发出的车辆充电握手信号；所述充电桩控制器2接收到所述车载充电控制器12判断的自身满足充电条件时，控制所述枪体伸缩装置启动，将所述充电枪3顶出并与所述充电座插接，进入正常充电流程。

SP₅、在充电过程中，所述车载充电控制器12实时检测并判断充电状态，当所述车载充电控制器12判断充电完成或中止时，产生所述枪体伸缩装置的回位请求信号，并且将回位请求信号同步至所述充电桩控制器2。车辆是否充电完成，需要通过所述车载充电控制器12与车辆上的电池管理系统进行信号沟通实现，电池管理系统对充电量的判断为本技术领域普通技术人员所熟知的内容，在此不再详细描述。

所述车载充电控制器12检测所述充电枪3与所述充电座是否分离，检测并判断为分离时，则充电结束；检测并判断未分离时，则重复检测和发送回位请求信号，直至两者分离。

所述充电桩控制器2接收所述枪体伸缩装置的回位请求信号后，控制所述枪体伸缩装置回位拔出所述充电枪3，收回所述充电枪3，充电结束；否则返回至正常充电流程。

本实用新型通过充电桩控制器和车载充电控制器的信号连接，实现充电请求以及充电过程中相关信息的沟通与交流，控制枪体伸缩装置带动充电枪与充电座插接配合，实施充电，充电完成后控制枪体伸缩装置回位实现充电枪和充电座的分离，最终完成自动驾驶清扫车的自动充电；在充电枪与充电座的插接配合过程中，枪体位置自适应装置可以小范围内适应充电枪角度和位置的变化，从而使两者能够更加精准地插接配合，提高了自动插接充电的可靠性，无需人为干预，且整体结构简单，电路对接迅速，生产和使用成本低。

本实用新型的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (6)

1.自动驾驶清扫车用自动充电装置，其特征在于：包括设于充电桩上的充电桩控制器和充电枪，所述充电枪固定连接有枪体伸缩装置，所述枪体伸缩装置与所述充电桩之间连接有枪体位置自适应装置；还包括设于清扫车体上的车载充电控制器和充电座，所述车载充电控制器与所述充电桩控制器信号连接，所述充电桩与所述充电枪可拆卸插接设置。

2.如权利要求1所述的自动驾驶清扫车用自动充电装置，其特征在于：所述枪体位置自适应装置包括一端铰接设置的万向节，所述万向节的另一端固定连接至所述枪体伸缩装置，所述万向节的外周相对布置有自适应弹簧组，所述自适应弹簧组的一端限位抵靠在所述充电桩上，另一端限位抵靠在所述万向节的表面。

3.如权利要求2所述的自动驾驶清扫车用自动充电装置，其特征在于：所述自适应弹簧组设有至少三个压缩弹簧，所述压缩弹簧呈放射性均布置于所述万向节的外周。

4.如权利要求2所述的自动驾驶清扫车用自动充电装置，其特征在于：所述充电桩内设有内置的安装腔，所述安装腔内相对固定设有两个限位板，所述万向节分别贯穿所述安装腔和所述限位板设置，两所述限位板与所述安装腔的内壁之间分别形成有限位腔，所述自适应弹簧组分别设于所述限位腔内。

5.如权利要求1所述的自动驾驶清扫车用自动充电装置，其特征在于：所述枪体伸缩装置包括电动伸缩杆，所述电动伸缩杆连接至所述车载充电控制器的控制端。

6.如权利要求1所述的自动驾驶清扫车用自动充电装置，其特征在于：所述充电座包括充电插头，所述充电插头外侧设有充电导向管，所述充电导向管的管腔由内向外渐扩设置。

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