DE102020111332A1 - Charging robot for an electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Laderoboter (10) für ein Elektrofahrzeug (50) beschrieben, der einen Manipulator (12, 13, 14, 15, 16, 17, 18) mit einem Endeffektor (20), wobei der Endeffektor (20) einen Ladestecker (45) oder Mittel (20) zum Greifen eines Ladesteckers (45) umfasst, eine Steuerung (30), die dazu eingerichtet ist, Bewegungen des Manipulators (12, 13, 14, 15, 16, 17, 18) zu steuern, und Mittel (25) zum Messen von Momentanwerten von Kräften und/oder Momenten, die von außen auf den Ladestecker (45) einwirken, umfasst, wobei die Steuerung (20) dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von den gemessenen Momentanwerten eine Ausgleichsbewegung zu berechnen und den Manipulator (12, 13, 14, 15, 16, 17, 18) entsprechend der berechneten Ausgleichsbewegung zu steuern.A charging robot (10) for an electric vehicle (50) is described which has a manipulator (12, 13, 14, 15, 16, 17, 18) with an end effector (20), the end effector (20) having a charging connector (45 ) or means (20) for gripping a charging plug (45), a controller (30) which is set up to control movements of the manipulator (12, 13, 14, 15, 16, 17, 18), and means ( 25) for measuring instantaneous values of forces and / or moments which act on the charging plug (45) from outside, the controller (20) being set up to calculate a compensating movement as a function of the measured instantaneous values and to control the manipulator ( 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18) according to the calculated compensation movement.
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Laderoboter für ein Elektrofahrzeug mit dem elektrische Energiespeicher von Elektrofahrzeugen mit Strom geladen werden können.The present disclosure relates to a charging robot for an electric vehicle with which electric energy storage devices of electric vehicles can be charged with electricity.
HINTERGRUNDBACKGROUND
Immer mehr Fahrzeughalter wechseln von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren zu Elektrofahrzeugen. Dementsprechend steigt auch die Anzahl von Ladestationen für Elektrofahrzeuge. Anders als bei Benzinzapfsäulen an Tankstellen befinden sich die Ladestationen jedoch oft unter freiem Himmel was das Laden insbesondere bei schlechtem Wetter unattraktiv macht. Zum Laden muss der Fahrzeugführer aus dem Elektrofahrzeug steigen, ein Ladekabel mit der Ladestation verbinden und den Ladestecker des Ladekabels in die Ladebuchse des Elektrofahrzeuge stecken. Nach Ende des Ladevorgangs muss er den Ladestecker des Ladekabels aus der Ladebuchse des Fahrzeugs ziehen und das Ladekabel von der Ladestation trennen.More and more vehicle owners are switching from vehicles with internal combustion engines to electric vehicles. The number of charging stations for electric vehicles is increasing accordingly. In contrast to petrol pumps at gas stations, the charging stations are often located in the open air, which makes charging unattractive, especially in bad weather. To charge the vehicle, the driver has to get out of the electric vehicle, connect a charging cable to the charging station and plug the charging plug of the charging cable into the charging socket of the electric vehicle. At the end of the charging process, he has to pull the charging plug of the charging cable out of the charging socket of the vehicle and disconnect the charging cable from the charging station.
Laderoboter können dem Fahrzeugführer einen solchen händischen Ladevorgang abnehmen. Die Druckschrift
Da die Laderoboter jedoch oft, wie die Ladestation, unter freiem Himmel aufgestellt werden, sind die elektrischen Steckverbindungen und Steckkontakte der Ladestecker und Ladebuchsen der Witterung und Feuchtigkeit ausgesetzt. Dies ist insbesondere deshalb von Nachteil, da die elektrischen Steckverbindungen und Steckkontakte der Ladestecker und Ladebuchsen bei jedem Einsteck- und Aussteckvorgang zwischen Ladestecker und Ladebuchse mechanisch beansprucht werden. So kann sich die Lebensdauer von Ladesteckern und Ladebuchsen insbesondere dann durch Abnutzung verringern, wenn der Ladestecker nicht ganz gerade in die Ladebuchse gesteckt wird bzw. der Ladestecker nicht mit gleichmäßiger Kraft in passender Richtung aus der Ladebuchse gezogen wird.However, since the charging robots, like the charging station, are often set up in the open air, the electrical plug connections and plug contacts of the charging plugs and charging sockets are exposed to the weather and moisture. This is particularly disadvantageous because the electrical plug connections and plug contacts of the charging plugs and charging sockets are mechanically stressed during each insertion and removal process between the charging plug and the charging socket. The service life of charging plugs and charging sockets can be reduced by wear and tear if the charging plug is not inserted straight into the charging socket or if the charging plug is not pulled out of the charging socket with even force in the right direction.
KURZER ABRISSSHORT SUMMARY
Der vorliegenden Offenbarung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Laderoboter für ein Elektrofahrzeug bereitzustellen, welcher dazu beiträgt, den Verschleiß von Ladesteckern von Ladekabeln und Ladebuchsen in Elektrofahrzeugen zu verringern.The present disclosure is based on the object of providing a charging robot for an electric vehicle which contributes to reducing the wear and tear on charging plugs of charging cables and charging sockets in electric vehicles.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Laderoboter für ein Elektrofahrzeug vorgeschlagen, der einen Manipulator mit einem Endeffektor, wobei der Endeffektor einen Ladestecker oder Mittel zum Greifen eines Ladesteckers umfasst, eine Steuerung, die dazu eingerichtet ist, Bewegungen des Manipulators zu steuern, und Mittel zum Messen von Momentanwerten von Kräften und/oder Momenten, die von außen auf den Ladestecker einwirken, umfasst, wobei die Steuerung dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von den gemessenen Momentanwerten eine Ausgleichsbewegung zu berechnen und den Manipulator entsprechend der berechneten Ausgleichsbewegung zu steuern.According to a first aspect of the present disclosure, a charging robot for an electric vehicle is proposed, which has a manipulator with an end effector, the end effector comprising a charging plug or means for gripping a charging plug, a controller which is configured to control movements of the manipulator, and Means for measuring instantaneous values of forces and / or moments that act on the charging plug from the outside, wherein the controller is set up to calculate a compensation movement as a function of the measured momentary values and to control the manipulator according to the calculated compensation movement.
Bei dem Laderoboter kann es sich beispielsweise um einen Industrieroboter mit einem Manipulator mit sechs Freiheitsgraden handeln. Der Manipulator kann weitere Elemente wie eine Basis, Achsen mit Antriebseinheiten (Motoren, Getriebe, Winkelgeber), Verbindungselemente für eine strukturellen Aufbau und eine mechanische Kopplung der Achsen, Kabel bzw. Leitungen zur Energieversorgung, Ansteuerung und Signalübertragung, und eine Gehäuse umfassen. Der Endeffektor ist am distalen Ende des Manipulators angeordnet und wird auch als Tool-Center-Point (TCP) bezeichnet.The loading robot can be, for example, an industrial robot with a manipulator with six degrees of freedom. The manipulator can include further elements such as a base, axes with drive units (motors, gears, angle encoders), connecting elements for a structural design and mechanical coupling of the axes, cables or lines for power supply, control and signal transmission, and a housing. The end effector is arranged at the distal end of the manipulator and is also referred to as a tool center point (TCP).
Bei dem Ladestecker kann es beispielsweise um Typ 1-Stecker, Typ 2-Stecker, Typ 3-Stecker, Combined Charging System (CCS)-Stecker, CHAdeMO-Stecker oder Tesla Supercharger-Stecker (Trademark) handeln. Entsprechend kann es sich bei den Mitteln zum Greifen eines Ladesteckers um einen Greifer handeln, der einen Ladestecker einer Ladestation zuverlässig greifen und den Ladestecker in eine Ladebuchse eines Elektrofahrzeugs stecken und aus dieser ziehen kann.The charging plug can, for example, be a type 1 plug, type 2 plug, type 3 plug, Combined Charging System (CCS) plug, CHAdeMO plug or Tesla Supercharger plug (trademark). Correspondingly, the means for gripping a charging plug can be a gripper that can reliably grip a charging plug of a charging station and plug the charging plug into a charging socket of an electric vehicle and pull it out of it.
Bei der Steuerung kann es sich um Hardware und Software, insbesondere einen Mikroprozessor mit Speicher und darauf laufender Steuerungssoftware handeln, die Bewegungen des Manipulators, beispielsweise gemäß einer Punkt-zu-Punkt Steuerung (PTP), einer Vierpunktsteuerung oder einer Bahnsteuerung, steuert.The control can be hardware and software, in particular a microprocessor with memory and control software running on it, which controls movements of the manipulator, for example according to a point-to-point control (PTP), a four-point control or a path control.
Die Mittel zum Messen von Momentanwerten von Kräften und/oder Momenten, die von außen auf den Ladestecker einwirken, können beispielsweise eine direkte Kraftmessung, einen Sechs-Achsen Kraft-/Momentensensor oder einen Kraftschätzung umfassen, und können dazu eingerichtet sein, jegliche Kontaktkräfte und/oder Momente, die von außen auf den Ladestecker und/oder den Endeffektor einwirken in Echtzeit zu messen und diese Messwerte an die Steuerung weiterzuleiten. Bei einer Kraftschätzung ist hier als Messwert entsprechend der Schätzwert gemeint.The means for measuring instantaneous values of forces and / or moments that act from the outside on the charging plug can include, for example, a direct force measurement, a six-axis force / moment sensor or a force estimation, and can be set up to measure any contact forces and / or or moments that act from the outside on the charging plug and / or the end effector to measure in real time and these measured values forward to the controller. In the case of a force estimation, the measured value here means the estimated value.
Die Steuerung verarbeitet die empfangenen Messwerte und berücksichtigt sie bei der Steuerung der Bewegung des Manipulators. Insbesondere ist die Steuerung dazu eingerichtet, in Abhängigkeit von den gemessenen Momentanwerten eine Ausgleichsbewegung zu berechnen und den Manipulator entsprechend der berechneten Ausgleichsbewegung zu steuern.The control processes the received measured values and takes them into account when controlling the movement of the manipulator. In particular, the controller is set up to calculate a compensation movement as a function of the measured instantaneous values and to control the manipulator in accordance with the calculated compensation movement.
Wird das Elektrofahrzeug be- bzw. entladen so erhöht bzw. verringert sich die Höhe der Ladebuchse des Elektrofahrzeugs gegenüber dem Boden. So kann der Höhenunterschied zwischen einem beladenen Elektrofahrzeug und einem unbeladenen Elektrofahrzeug mehrere Zentimeter betragen. Dies kann zu Beschädigungen am Laderoboter bzw. an den elektrischen Kontakten des Ladesteckers und der Ladebuchse führen wenn sich das Elektrofahrzeug absenkt bzw. angehoben wird während der der Ladestecker in der Ladebuchse steckt, da der Manipulator während des Strom-Ladevorgangs des Elektrofahrzeugs üblicherweise nicht bewegt wird. Zur Vermeidung solcher Abnutzungen und Beschädigungen kann die Steuerung dazu eingerichtet sein, den Manipulator entsprechend der berechneten Ausgleichsbewegung zu steuern während der Ladestecker vollständig in eine Ladebuchse eines Elektrofahrzeugs gesteckt ist. Ob der Ladestecker vollständig in die Ladebuchse gesteckt ist kann über einen aufgrund der elektrischen Verbindung zwischen Ladestecker und Ladebuchse fließenden Teststrom bestimmt werden.If the electric vehicle is charged or discharged, the height of the charging socket of the electric vehicle relative to the floor is increased or decreased. The difference in height between a loaded electric vehicle and an unloaded electric vehicle can be several centimeters. This can lead to damage to the charging robot or to the electrical contacts of the charging plug and the charging socket if the electric vehicle is lowered or raised while the charging plug is in the charging socket, as the manipulator is usually not moved while the electric vehicle is charging . To avoid such wear and tear, the controller can be set up to control the manipulator in accordance with the calculated compensating movement while the charging plug is fully inserted into a charging socket of an electric vehicle. Whether the charging plug is fully inserted into the charging socket can be determined by a test current flowing due to the electrical connection between the charging plug and the charging socket.
Wird beispielsweise während eines Strom-Ladevorgangs das Elektrofahrzeug mit einer Vielzahl von schweren Paketen beladen, so wird dies durch die Kontaktkraftmessungen erkannt. Die berechneten Ausgleichsbewegungen gleichen dann die Absenkung des Elektrofahrzeugs in Echtzeit aus. So wird der Endeffektor in Echtzeit entsprechend der Absenkung des Elektrofahrtzeugs abgesenkt. Entsprechende Ausgleichsbewegungen können für ein Anheben der Ladebuchse gegenüber dem Boden erfolgen. Auch seitliche Bewegungen bzw. Kombinationen von seitlichen und Bewegungen nach Oben und Unten der Ladebuchse (beispielsweise wenn das Elektrofahrzeug durch ein in den Kofferraum geworfenes Paket leicht schwingt) können durch die berechneten Ausgleichsbewegungen ausgeglichen werden. Insbesondere können die Ausgleichsbewegungen in sämtliche Raumrichtungen erfolgen. Somit kann eine mechanische Beanspruchung von Ladesteckern und Ladebuchsen und den darin angeordneten elektrischen Kontaktelementen verringert werden.If, for example, the electric vehicle is loaded with a large number of heavy packages during an electricity charging process, this is recognized by the contact force measurements. The calculated compensatory movements then compensate for the lowering of the electric vehicle in real time. The end effector is lowered in real time in accordance with the lowering of the electric vehicle. Corresponding compensatory movements can be made for lifting the charging socket relative to the floor. Lateral movements or combinations of lateral and upward and downward movements of the charging socket (for example, if the electric vehicle swings slightly due to a package thrown into the trunk) can be compensated for by the calculated compensation movements. In particular, the compensatory movements can take place in all spatial directions. Mechanical stress on charging plugs and charging sockets and the electrical contact elements arranged therein can thus be reduced.
Ein für die mechanische Beanspruchung von Ladestecker und Ladebuchse kritischer Moment ist das Einstecken des Ladesteckers in die Ladebuchse, da bei diesem Vorgang die elektrischen Kontakte des Ladesteckers und der Ladebuchse aneinander gleiten. Ziel ist es, den mechanischen Widerstand beim Gleiten möglichst gering zu halten, d.h., den Ladestecker möglichst gerade in die Ladebuchse zu stecken. Probleme können sich jedoch ergeben, wenn sich während des Einsteckvorgangs die Höhe der Ladebuchse gegenüber dem Boden ändert, beispielsweise durch Be- oder Entladen des Elektrofahrzeugs. Ähnliche Probleme können sich ergeben, wenn während des Be- oder Entladens des Elektrofahrzeugs der Ladestecker aus der Ladebuchse gezogen wird. Zur Vermeidung solcher Probleme kann die Steuerung dazu eingerichtet sein, den Manipulator entsprechend der berechneten Ausgleichsbewegung zu steuern während der Ladestecker in eine Ladebuchse eines Elektrofahrzeugs gesteckt und/oder aus ihr gezogen wird.A critical moment for the mechanical stress on the charging plug and charging socket is the insertion of the charging plug into the charging socket, since during this process the electrical contacts of the charging plug and the charging socket slide against each other. The aim is to keep the mechanical resistance as low as possible when sliding, i.e. to insert the charging plug as straight as possible into the charging socket. However, problems can arise if the height of the charging socket changes with respect to the floor during the insertion process, for example due to loading or unloading of the electric vehicle. Similar problems can arise if the charging plug is pulled out of the charging socket while the electric vehicle is being charged or discharged. To avoid such problems, the controller can be set up to control the manipulator in accordance with the calculated compensating movement while the charging plug is plugged into and / or removed from a charging socket of an electric vehicle.
Zur Verringerung des Verschleißes der elektrischen Kontakte von Ladestecker und Ladebuchse kann der Manipulator eine Vielzahl von über Gelenke verbundene Segmente aufweisen, wobei die Gelenke mindestens ein elastisches Gelenk umfassen und/oder die Vielzahl von Segmenten mindestens ein elastisches Segment umfasst. Insbesondere kann eine flexible Lagerung der Achsen des Laderoboters vorgesehen sein. Durch die elastischen Gelenke bzw. elastischen Segmente können Verkantungen zwischen Ladestecker und Ladebuchse beim Ein- und Ausstecken vermieden werden. Ferner wird eine starke Abnutzung der elektrischen Kontaktelemente von Ladestecker und Ladebuchse in einem zusammengesteckten Zustand vermieden. Zur Vermeidung eines unerwünschten Schwingungsverhaltens des Laderoboters aufgrund der flexiblen Lagerung, d.h., der elastischen Gelenke bzw. elastischen Segmente, kann die Steuerung auf einem Roboterbewegungsmodel mit Bewegungsgleichungen für elastische Roboter, welches unter anderem eine Trägheitsmatrix umfasst, basieren.To reduce the wear and tear of the electrical contacts of the charging plug and charging socket, the manipulator can have a plurality of segments connected via joints, the joints comprising at least one elastic joint and / or the plurality of segments comprising at least one elastic segment. In particular, flexible mounting of the axes of the loading robot can be provided. The elastic joints or elastic segments prevent tilting between the charging plug and charging socket when plugging in and unplugging. In addition, excessive wear and tear on the electrical contact elements of the charging plug and charging socket in an assembled state is avoided. To avoid undesirable vibration behavior of the loading robot due to the flexible mounting, i.e. the elastic joints or elastic segments, the control can be based on a robot movement model with equations of motion for elastic robots, which includes, among other things, an inertia matrix.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Mittel zum Messen von Momentanwerten von Kräften und/oder Momenten, die von außen auf den Ladestecker einwirken, einen Kraft-/Momentensensor. Bevorzugt wird ein Sechs-Achsen Kraft-/Momentensensor verwendet. Zur Vermeidung von Schwingungen im Manipulator, insbesondere beim Be- und Entladen des Elektrofahrzeugs, kann der Kraft-/Momentensensor in einem Gelenk des Manipulators angeordnet sein.In a preferred embodiment, the means for measuring instantaneous values of forces and / or moments which act on the charging plug from the outside comprise a force / moment sensor. A six-axis force / torque sensor is preferably used. To avoid vibrations in the manipulator, in particular when loading and unloading the electric vehicle, the force / torque sensor can be arranged in a joint of the manipulator.
Kraft-/Momentensensoren sind nicht nur sehr empfindlich gegenüber Überlast sondern auch gegenüber Feuchtigkeit. Da Laderoboter oft unter freiem Himmel aufgestellt werden und Wind und Wetter ausgesetzt sind, kann der Laderoboter zusätzlich zu einem üblichen Gehäuse eine Abdeckung umfassen, welche das Gelenk, in dem der Kraft-/Momentensensor angeordnet ist, umgibt, das Gelenk wasserdicht abdichtet und aus einem flexiblen Material besteht. Die Abdeckung kann beispielsweise schlauchartig ausgebildet sein und aus Polyvinylchlorid (PVC) bestehen. Zur einfachen Montage kann auch ein Schrumpfschlauch verwendet werden.Force / moment sensors are not only very sensitive to overload but also to moisture. Since charging robots are often set up in the open air and wind and Are exposed to weather, the charging robot can, in addition to a conventional housing, comprise a cover which surrounds the joint in which the force / moment sensor is arranged, seals the joint in a watertight manner and is made of a flexible material. The cover can for example be designed like a hose and consist of polyvinyl chloride (PVC). Shrink tubing can also be used for easy assembly.
Der Laderoboter kann ferner Mittel zum Bestimmen ob es sich bei dem Elektrofahrzeug um ein Flottenfahrzeug handelt umfassen. Flottenfahrzeuge im Sinne dieser Offenbarung sind die gleichen Elektrofahrzeuge mit bei gleicher Beladung gleicher Höhe der Ladebuchse über dem Boden. Bei den Mitteln zum Bestimmen ob es sich bei dem Elektrofahrzeug um ein Flottenfahrzeug handelt kann es sich beispielsweise um ein Radio-Frequency Identification (RFID)-Lesegerät handeln, welches dazu eingerichtet ist, an jedem Elektrofahrzeug der Flotte angebrachte RFID-Tags zu lesen. Die RFID-Tags speichern eine eindeutige Kennung, welche es der mit dem RFID-Lesegerät verbundenen Steuerung zu bestimmen ermöglicht, ob es sich bei dem Elektrofahrzeug um ein Flottenfahrzeug handelt. Andere drahtlose Kommunikationslösungen wie z.B. Bluetooth sind ebenfalls denkbar.The charging robot can further comprise means for determining whether the electric vehicle is a fleet vehicle. Fleet vehicles in the sense of this disclosure are the same electric vehicles with the same height of the charging socket above the ground with the same load. The means for determining whether the electric vehicle is a fleet vehicle can be, for example, a radio frequency identification (RFID) reader which is set up to read RFID tags attached to each electric vehicle in the fleet. The RFID tags store a unique identifier which enables the controller connected to the RFID reader to determine whether the electric vehicle is a fleet vehicle. Other wireless communication solutions such as Bluetooth are also conceivable.
Eine Flotte von Elektrofahrzeugen kann beispielsweise aus 50 Mercedes-Benz eVito Tourer Pro (Trademark) eines Paketlieferdienstes bestehen, bei dem alle Flottenfahrzeuge nach einem Arbeitstag immer vollständig von der Fracht entladen und mit Strom geladen werden. In diesem Fall ist der Steuerung die Höhe der Ladebuchse über dem Boden bekannt (wurde beispielsweise vorher einprogrammiert) und die Steuerung kann entsprechend eine ungefähre räumliche Startposition für eine lineare Einsteckbewegung des Ladesteckers in die Ladebuchse in Abhängigkeit von der bekannten Höhe berechnen. Die genaue Position und Orientierung (sechs Freiheitsgrade) zum Start der Bewegung muss zusätzlich, beispielsweise sensorisch, erfasst werden. Dennoch wird dadurch zum Einen Zeit zur Bestimmung der räumlichen Einsteckstartposition eingespart was zu Verkürzung der Ladezeit führt. Zum Anderen wird durch die lineare Einsteckbewegung der mechanische Widerstand zwischen den elektrischen Kontaktelementen von Ladebuchse und Ladestecker verringert, was eine Abnutzung der elektrischen Kontaktelemente reduziert. Insbesondere kann ein „Reinrütteln““ des Ladesteckers in die Ladebuchse vermieden werden. So kann zum vereinfachten und ressourcensparenden Einstecken des Ladesteckers in die Ladebuchse die Steuerung dazu eingerichtet sein, den Manipulator in Abhängigkeit von der Bestimmung, ob es sich um ein Flottenfahrzeug handelt, steuern. Insbesondere geht nach der Bestimmung, dass es sich bei dem zu ladenden Elektrofahrzeug um ein Flottenfahrzeug handelt, die Höhe der Ladebuchse über dem Boden bzw. die Position und Orientierung der Ladebuchse bezogen auf ein raumfestes Koordinatensystem in die Berechnung der ungefähren räumlichen Startposition einer linearen Einsteckbewegung des Ladesteckers in die Ladebuchse ein. Folglich kann bei dieser Ausbildung auch Rechenleistung eingespart werden. Die bekannte Höhe der Ladebuchse über dem Boden kann auch für eine Verifikation von berechneten räumlichen Positionsdaten der Ladebuchse verwendet werden.A fleet of electric vehicles can, for example, consist of 50 Mercedes-Benz eVito Tourer Pro (trademark) from a parcel delivery service, in which all fleet vehicles are always completely unloaded from the freight and charged with electricity after one working day. In this case, the controller knows the height of the charging socket above the ground (for example, it has been programmed in beforehand) and the controller can accordingly calculate an approximate spatial starting position for a linear insertion movement of the charging plug into the charging socket depending on the known height. The exact position and orientation (six degrees of freedom) at the start of the movement must also be recorded, for example by sensors. Nevertheless, on the one hand, this saves time for determining the spatial insertion start position, which leads to a shortening of the loading time. On the other hand, the linear insertion movement reduces the mechanical resistance between the electrical contact elements of the charging socket and the charging plug, which reduces wear on the electrical contact elements. In particular, "shaking" the charging plug into the charging socket can be avoided. Thus, for the simplified and resource-saving insertion of the charging plug into the charging socket, the controller can be set up to control the manipulator as a function of the determination of whether it is a fleet vehicle. In particular, after determining that the electric vehicle to be charged is a fleet vehicle, the height of the charging socket above the ground or the position and orientation of the charging socket in relation to a spatially fixed coordinate system is used in the calculation of the approximate spatial starting position of a linear insertion movement of the Charging plug into the charging socket. Consequently, computing power can also be saved in this training. The known height of the charging socket above the ground can also be used for a verification of calculated spatial position data of the charging socket.
Der Laderoboter kann ferner Mittel zum Bestimmen eines Fahrzeugtyps eines zu ladenden Elektrofahrzeugs umfassen. Bei den Mitteln zum Bestimmen eines Fahrzeugtyps eines zu ladenden Elektrofahrzeugs kann es sich beispielsweise um eine Kamera handeln, die ein Bild des zu ladenden Elektrofahrzeugs aufnimmt. Das aufgenommene Bild wird dann mit in einer Datenbank gespeicherten Fahrzeugbildern verglichen und der Fahrzeugtyp bestimmt. Diese Bestimmung kann mit Hilfe eines auf künstlicher Intelligenz (KI) basierenden Vergleichsalgorithmus erfolgen. Der Vergleichsalgorithmus kann in der Steuerung des Laderoboters ausgeführt werden. Es ist aber auch denkbar, dass der Laderoboter das aufgenommene Bild über das Internet an einen externen Server sendet, der den Vergleichsalgorithmus ausführt und den bestimmten Fahrzeugtyp an die Steuerung des Laderoboters sendet. Ferner kann die Kamera das Nummernschild des Elektrofahrzeugs aufnehmen, welches anschließend mit in einer Datenbank gespeicherten Nummernschildern verglichen wird.The charging robot can furthermore comprise means for determining a vehicle type of an electric vehicle to be charged. The means for determining a vehicle type of an electric vehicle to be charged can be, for example, a camera that records an image of the electric vehicle to be charged. The recorded image is then compared with vehicle images stored in a database and the vehicle type is determined. This determination can be made with the help of an artificial intelligence (AI) -based comparison algorithm. The comparison algorithm can be executed in the control of the loading robot. However, it is also conceivable that the charging robot sends the recorded image via the Internet to an external server, which executes the comparison algorithm and sends the specific vehicle type to the controller of the charging robot. Furthermore, the camera can record the license plate of the electric vehicle, which is then compared with license plates stored in a database.
Die Steuerung kann ferner dazu eingerichtet sein, mit Hilfe des bestimmen Fahrzeugtyps eine maximale Zuladung des zu ladenden Elektrofahrzeugs und/oder eine Höhe der Ladebuchse über dem Boden des zu ladenden Elektrofahrzeugs über dem Boden zu bestimmen. Insbesondere kann aus der maximalen Zuladung des zu ladenden Elektrofahrzeugs bestimmt werden, wie sich die Höhe der Ladebuchse über dem Boden zwischen nichtbeladenem Elektrofahrzeug und vollbeladenem Elektrofahrzeug unterscheidet. Die Bestimmung der maximalen Zuladung des zu ladenden Elektrofahrzeugs, der Höhe der Ladebuchse über dem Boden des zu ladenden Elektrofahrzeugs und der Höhendifferenz der Ladebuchse zwischen Nichtbeladung und Vollbeladung des zu ladenden Elektrofahrzeugs kann auch in einem externen Server erfolgen, wobei Ergebnisse über das Internet an die Steuerung des Laderoboters gesendet werden.The controller can also be set up to determine, with the aid of the determined vehicle type, a maximum payload of the electric vehicle to be charged and / or a height of the charging socket above the floor of the electric vehicle to be charged. In particular, it can be determined from the maximum load of the electric vehicle to be charged how the height of the charging socket above the ground differs between an unloaded electric vehicle and a fully charged electric vehicle. The determination of the maximum load of the electric vehicle to be charged, the height of the charging socket above the floor of the electric vehicle to be charged and the difference in height of the charging socket between non-load and full load of the electric vehicle to be charged can also be done in an external server, with the results being sent to the controller via the Internet of the loading robot.
Die Steuerung kann des Weiteren dazu eingerichtet sein, den Manipulator in Abhängigkeit von der maximalen Zuladung und/oder der Höhe der Ladebuchse über dem Boden des zu ladenden Elektrofahrzeugs zu steuern. So kann die Steuerung beispielsweise bei der Steuerung des Manipulators Maximalwerte der Ausgleichsbewegungen des Manipulators berücksichtigen, welche der maximalen Höhe und der minimalen Höhe der Ladebuchse über dem Boden entsprechen.The controller can also be set up to control the manipulator as a function of the maximum payload and / or the height of the charging socket above the floor of the electric vehicle to be charged. So can the controller For example, when controlling the manipulator, take into account maximum values of the compensatory movements of the manipulator, which correspond to the maximum height and the minimum height of the charging socket above the ground.
FigurenlisteFigure list
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der hier beschriebenen Vorrichtungen und Systeme ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie aus den Figuren.
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1 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Laderoboters für ein Elektrofahrzeug mit einer Ladestation und einem zu ladenden Elektrofahrzeug; und -
2 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Steuerung eines Laderoboters.
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1 shows a schematic view of an embodiment of a charging robot for an electric vehicle with a charging station and an electric vehicle to be charged; and -
2 shows a schematic view of an embodiment of a control of a loading robot.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Die
In dem Ausführungsbeispiel der
Der Laderoboter
Der Laderoboter
Des Weiteren umfasst der Laderoboter
Die
Ferner wird in dem Ausführungsbeispiel der
Der Greifer
In dem Ausführungsbeispiel der
Im Folgenden wird eine Steuerung des Manipulators
Die Steuerung
Nachfolgend wird eine Steuerung des Manipulators
Im Folgenden wird eine Steuerung des Manipulators
Um Veränderungen der Position und Orientierung der Ladebuchse
Um Schwingungen in dem Laderoboter
In der
Die
Die Steuerung
Das RFID-Lesegerät
Wird festgestellt, dass es sich bei dem Elektrofahrzeug
Die Kamera
Die Kommunikationsvorrichtung
Somit werden in dieser Offenbarung vorteilhafte Techniken für einen Laderoboter
In den vorgestellten Beispielen sind unterschiedliche Merkmale und Funktionen der vorliegenden Offenbarung getrennt voneinander sowie in bestimmten Kombinationen beschrieben worden. Es versteht sich jedoch, dass viele dieser Merkmale und Funktionen, wo dies nicht explizit ausgeschlossen ist, miteinander frei kombinierbar sind.In the examples presented, different features and functions of the present disclosure have been described separately from one another and in certain combinations. It goes without saying, however, that many of these features and functions can be freely combined with one another where this is not explicitly excluded.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- WO 2016/096194 A1 [0003]WO 2016/096194 A1 [0003]
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020111332.3A DE102020111332A1 (en) | 2020-04-27 | 2020-04-27 | Charging robot for an electric vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020111332.3A DE102020111332A1 (en) | 2020-04-27 | 2020-04-27 | Charging robot for an electric vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102020111332A1 true DE102020111332A1 (en) | 2021-10-28 |
Family
ID=78260981
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102020111332.3A Pending DE102020111332A1 (en) | 2020-04-27 | 2020-04-27 | Charging robot for an electric vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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Citations (3)
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---|---|---|---|---|
DE102012014936A1 (en) | 2012-07-27 | 2014-01-30 | Kuka Roboter Gmbh | Charging system and method for electrically charging a motor vehicle |
WO2016096194A1 (en) | 2014-12-18 | 2016-06-23 | Robert Bosch Gmbh | Charging station and method for automatically charging an electrical energy storage means in a vehicle |
DE102018104845A1 (en) | 2018-03-02 | 2019-09-05 | Kuka Ag | End effector, electrical charging device and method |
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2020
- 2020-04-27 DE DE102020111332.3A patent/DE102020111332A1/en active Pending
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