CN219115274U - 一种移动充电机器人 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种移动充电机器人。该移动充电机器人包括：基座，配置于基座一侧的驱动滚轮，基座上配置有壳体，壳体内配置有储能部件、驱动装置及控制模块和通讯模块，储能部件及驱动装置分别电性连接控制模块，驱动装置的输出端连接驱动滚轮，储能部件包括超级电容电池，其电性连接控制模块及供电端和受电端，基座上还配置有第一传感器，其电性连接控制模块和速度‑距离模块，用以检测移动充电机器人周围的信息，基于控制模块的控制所述驱动装置动作，驱动移动机器人移动。该移动充电机器人有多个放电头和高功率密度储能元件，能同时对多个车辆进行补电，从而可降低因满足新能源车快速充电需求所带来的电网载荷压力，且不用大面积改造电网。

Description

一种移动充电机器人

技术领域

本申请实施新能源车充电技术，具体的涉及一种移动充电机器人。

背景技术

车辆电动化是未来的发展方向，随着电动化车辆的数量的增多，对其高效补电的充电桩的问题越来越受到重视，目前充电桩按照其功能大致分为2类，直流充电桩(大功率快充桩)及交流充电桩(小功率慢充桩)，快充桩是未来发展趋势，不过这2类充电桩都固定于预设的场所，随着电动化车辆的普及，这种固定式充电桩的铺设站点数量需要大幅度增加才能满足需求，于是就带来了数量大幅增加的快充桩可能超出电网承载能力的问题。

实用新型内容

为克服上述缺点，本申请目的在于：提供一种以自动驾驶技术为基础的移动充电机器人，来解决电动乘用车、电动商用车和电动卡车等电驱车辆中存在的充电难问题，以一个移动式充电桩替代多个固定式充电桩，缓解多个固定式快速充电桩建设所带来的电网载荷剧增问题。

为了达到以上目的，本申请采用如下技术方案：

一种移动充电机器人，其包括：

基座，配置于所述基座一侧的驱动滚轮，

所述基座上配置有壳体，所述壳体内配置有储能部件、驱动装置及控制模块和通讯模块，

所述储能部件包括第一储能单元及第二储能单元，所述第一储能单元及驱动装置分别电性连接控制模块，所述控制模块电性连接通讯模块，所述驱动装置的输出端连接所述驱动滚轮，

所述第二储能单元包括超级电容电池，其电性连接控制模块及供电端和受电端，

第一传感器其配置于所述基座上或壳体上，其电性连接控制模块，用以检测移动充电机器人周围的信息，

基于所述控制模块的控制所述驱动装置动作，驱动所述移动机器人移动。本实施方式中移动充电机器人基于指令在预设的轨道或地面上移动，并移动至目标位置为车辆充电。该移动充电机器人有多个放电头和高功率密度储能元件，能同时对多个车辆进行补电，从而可降低因满足新能源车快速充电需求所带来的电网载荷压力，且不用大面积改造电网。

优选的，该供电端包括放电接口，其电性连接控制模块及所述超级电容电池，所述放电接口用以与充电枪插座匹配连接。

优选的，该移动充电机器人还包括，

可伸缩的连接部，其包括有连接卡座，所述连接卡座上配置有第二传感器，所述第二传感器电性连接控制模块。

优选的，该第二传感器为压力传感器或视觉传感器。

优选的，该第一传感器为TOF模块、毫米波雷达、激光雷达或其组合，用以探测障碍物的距离。

优选的，该超级电容的数量为12组或12组以上。

优选的，该受电端包括充电接口，其经线缆电性连接控制模块及所述超级电容电池，所述充电接口用以与充电桩接口匹配连接。

优选的，该基座上配置于轨道保持模块，其用于与地面上预设的轨道匹配。

优选的，该供电端配置于所述壳体的首端部侧。

优选的，该受电端配置于所述壳体的尾端部侧。

优选的，该基座上配置于速度-距离模块，其电性连接控制模块。

优选的，壳体内配置有通讯模块，用于接收充电位充电枪发出的信号。

有益效果

与现有技术相比，本申请提供的移动充电机器人，其基于指令移动至目标车辆车位侧，连接充电插座对其充电，一个机器人同时满足多车辆的充电需求。该移动充电机器人采用超级电容电池作为储能元件，其高功率密度特性可实现快速对多车辆充电。采用以一个充电桩(以480kw为例)提供电力的多接口充电机器人的补电方式，缓解由多个固定快充桩(本例为6个250kw充电桩)的输变电配套设施建设给电网带来的承载压力，从而可以不用考虑改造电网增大载荷。

附图说明

图1、图2为本申请实施例的移动充电机器人的立体结构示意图；

图3为本申请实施例的移动充电机器人内部的功能模块示意图；

图4为本申请实施例的移动充电机器人电气功能模块示意图。

图5为本申请实施例的移动充电机器人充电场合、充电过程示意图。

图6为本申请实施例的移动充电机器人运行时速度-距离阶梯级数关系示意图。

图7为本申请实施例的移动充电机器人在轨运行原理示意图

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本申请而不限于限制本申请的范围。实施例中采用的实施条件可以如具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

本申请提供一种移动充电机器人，其包括：基座，配置于所述基座一侧的驱动滚轮，基座上配置有壳体，壳体内配置有储能部件、驱动装置及控制模块和通讯模块，所述储能部件及驱动装置分别电性连接控制模块，驱动装置的输出端连接驱动滚轮，储能部件包括超级电容电池，其电性连接控制模块及供电端和受电端，基座上还配置有第一传感器，其电性连接控制模块，用以检测移动充电机器人周围的信息，基于控制模块的控制驱动装置动作，驱动移动机器人移动。该移动充电机器人内配置有超级电容电池，利用超级电容电池作为大容量高功率密度储能元件。该移动充电机器人可同时为多充电位待充电车辆提供充电服务。

接下来结合附图1-图7来描述本申请提出的移动充电机器人。

该移动充电机器人100，包括：

基座150，配置于基座150一侧的驱动滚轮140，

基座150上配置有壳体110，壳体110内配置有储能部件，该储能部件包括第一储能单元115，其用于驱动移动充电机器人移动，及第二储能单元111其用于外外部车辆充电，驱动装置及控制模块和通讯模块(图未示)，储能部件115及驱动装置分别电性连接控制模块113，驱动装置的输出端连接驱动滚轮140，本实施方式中第二储能单元可采用超级电容电池，其数量可为12组，每组集成200只3.6V/60000F超级电容电池单体，该超级电容电池电性连接控制模块及供电端130和受电端133，控制模块113电性连接充电控制模块114，该充电控制模块114电性连接储能部件(如超级电容电池111)，对其进行充放电管理。

壳体110上还配置有第一传感器120，其电性连接壳体110内的控制模块和速度-距离模块，用以检测移动充电机器人周围的信息，基于控制模块的控制驱动装置动作，驱动移动机器人移动。本实施方式中，移动充电机器人100的两侧分别配置有供电端130和受电端133，这样移动充电机器人100可为6辆车同时或分别充电。在其他的实施方式中，对供电端的数量不作限制。该移动充电机器人内配置有超级电容电池，利用超级电容电池作为大容量高功率密度储能元件。第一传感器可为TOF模块、毫米波雷达、激光雷达中的一种或其组合，用以探测障碍物的距离。该移动充电机器人基于接收的指令移动至目标车辆并对其进行充电，该移动充电机器基于通讯模块与远端服务器连接，进行信息交互。

在一较佳的实施方式中，该移动充电机器人的通讯模块112从A-F充电枪信号发射机获知在充电位有待充车辆需要服务，于是控制模块113向驱动模块发送运动指令，驱动模块驱动滚轮140旋转进而使得车辆沿轨道前往充电枪插座。

在一较佳的实施方式中，该移动充电机器人的供电端包括放电接口，其电性连接控制模块及超级电容电池111，放电接口用以保证机器人放电模块与充电位侧的充电枪插座匹配连接(参见图5)，连接完成后根据车位信息给相应车位(A-F中的一个或多个)的车辆进行充电。该移动充电机器人由480KW充电桩补电(在其他的实施方式中也可由380KW充电桩/快充桩补电)。

在一较佳的实施方式中，该移动充电机器人配置有速度-距离模块160，其电性连接控制模块和第一传感器，速度-距离模块是移动充电机器人自行运动的基础，其速度控制逻辑遵循“阶梯级数关系”(参见图6)，该逻辑解释为：移动充电机器人启动后沿轨道行驶，由于轨道是专设道路，所以可以以机器人和充电插座之间的距离来实现对速度的控制，例如相距遥远是可以按照最大速度行驶，当接近充电插座以后，就以第一传感器(TOF模块、毫米波雷达、激光雷达中的一种或其组合)探测到的距离来确定速度，30km/h、20km/h、10km/h、5km/h依次递减，直至最短距离(例如0.2m)是速度为0，然后再启动第二传感器，完成与充电枪插座的匹配连接程序。通过这样的设计，可以降低实现自动驾驶的技术难度，进而大幅降低车辆的研发制造成本。该第二传感器为压力传感器或视觉传感器或超声传感器等。

在一较佳的实施方式中，该移动充电机器人配置有轨道保持模块170，这样该移动机器人可以在预设的轨道上移动，“轨道保持”即为磁道钉导航的车辆横向控制，如图7所示，在车辆上安装一组车载磁传感器，当车辆以一定速度通过埋设在路面下的磁道钉时，由电磁感应原理在车载磁传感器中产生了相应大小的感应电压。当车辆按照一定速度运行时，传感器组中各个传感器将产生相应大小的信号，由于车辆上安装的传感器组的各个传感器与埋设在道路中心线上的磁道钉实际距离不同，因此每个传感器中产生的信号也不同，实验就是通过各个传感器采集的信号，在不同时间段比较其大小来判断车辆运行在什么位置，从而及时地调整转向电机，从而使车辆保持在预设轨道上。该轨道因为是由无形的磁性构成的，所以也称为虚拟轨道。轨道保持模块与速度-距离模块的组合构成了该移动充电机器人自动行走的技术基础。

上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡如本申请精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种移动充电机器人，其特征在于，包括：

基座，配置于所述基座一侧的驱动滚轮，

所述基座上配置有壳体，所述壳体内配置有储能部件、驱动装置及控制模块和通讯模块，

所述储能部件包括第一储能单元及第二储能单元，所述第一储能单元及驱动装置分别电性连接控制模块，所述控制模块电性连接通讯模块，所述驱动装置的输出端连接所述驱动滚轮，

所述第二储能单元包括超级电容电池，其电性连接控制模块及供电端和受电端，

第一传感器其配置于所述基座上或壳体上，其电性连接控制模块，用以检测移动充电机器人周围的信息，

基于所述控制模块的控制所述驱动装置动作，驱动移动机器人移动。

2.如权利要求1所述的移动充电机器人，其特征在于，

所述供电端包括放电接口，其电性连接控制模块及所述超级电容电池，所述放电接口用以与充电枪插座匹配连接。

3.如权利要求2所述的移动充电机器人，其特征在于，还包括，

可伸缩的连接部，其包括有连接卡座，所述连接卡座上配置有第二传感器，所述第二传感器电性连接控制模块。

4.如权利要求1所述的移动充电机器人，其特征在于，

所述第一传感器为TOF模块、毫米波雷达、激光雷达或其组合，用以探测障碍物的距离。

5.如权利要求1所述的移动充电机器人，其特征在于，

所述超级电容电池的数量为12组，每组200只电池单体。

6.如权利要求1所述的移动充电机器人，其特征在于，

所述受电端包括充电接口，其经线缆电性连接控制模块及所述超级电容电池，所述充电接口用以与充电桩接口匹配连接。

7.如权利要求1所述的移动充电机器人，其特征在于，

所述基座上配置有轨道保持模块，其用于与地面上预设的轨道匹配。

8.如权利要求1所述的移动充电机器人，其特征在于，

所述供电端配置于所述壳体的端部侧，所述受电端配置于所述壳体远离供电端侧，且其与所述供电端相对配置。

9.如权利要求1所述的移动充电机器人，其特征在于，

所述基座上配置有速度-距离模块，其电性连接第一传感器和控制模块。

10.如权利要求1所述的移动充电机器人，其特征在于，

所述壳体内配置有通讯模块，用于接收待充电车辆位置信息。

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