專利名稱：一種通過機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)電極全自動(dòng)對接的系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車充電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種通過機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)電極全自動(dòng)對接的系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
隨著生活水平的提高，汽車數(shù)量增多，車輛燃燒燃油造成空氣污染的問題越來越嚴(yán)重，傳統(tǒng)能源的弊端日益凸顯。油電混合動(dòng)力或全電動(dòng)氣車被視為解決空氣污染問題的出路，相關(guān)產(chǎn)業(yè)也得到了國家政策的大力支持。自電動(dòng)汽車投放市場起，電動(dòng)汽車如何能方便地補(bǔ)充電能一直是業(yè)界研究的課題。國發(fā)〔2012〕22《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020年)》把培育和發(fā)展節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)作為加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的一項(xiàng)重要任務(wù)，要求各地方政府配合加快培育和發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)電動(dòng)化轉(zhuǎn)型。雖然電動(dòng)汽車受到前所未有的重視，但是電動(dòng)汽車的充電問題一直限制著電動(dòng)汽車的快速普及。目前，電動(dòng)汽車需要進(jìn)行充電時(shí)，司機(jī)需要將車內(nèi)的充電電纜拿出，連接到專用的充電接口進(jìn)行充電，該操作需要人工進(jìn)行。充電接口大多是人手能觸及的地方，而充電過程往往需要較長的時(shí)間，為了確保充電的安全，全過程還需要有人看管。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明提供了一種通過機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)電極全自動(dòng)對接的系統(tǒng)及方法，其制造出能全自動(dòng)安全對接的電極組合，使電動(dòng)汽車用戶能享受到快速、安全的充電服務(wù)。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:—種通過機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)電極全自動(dòng)對接的系統(tǒng)，包括車載插頭裝置、機(jī)械臂、充電樁插座裝置及其控制系統(tǒng)，機(jī)械臂一端連接在充電樁上，另一端連接充電樁插座裝置，所述的機(jī)械臂關(guān)節(jié)上裝有角位移傳感器，所述機(jī)械臂的動(dòng)作受控制系統(tǒng)操控，所述的角位移傳感器用于幫助控制系統(tǒng)掌握機(jī)械臂的姿態(tài)，所述的車載插頭裝置通過無線通信系統(tǒng)與控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無線聯(lián)系，所述充電樁插座裝置內(nèi)設(shè)置有圖像識別定位系統(tǒng)，所述的圖像識別定位系統(tǒng)用于幫助控制系統(tǒng)調(diào)整機(jī)械臂，從而帶動(dòng)充電樁插座裝置與車載插頭裝置實(shí)現(xiàn)對接，所述的車載插頭裝置上設(shè)置有超聲波發(fā)射模塊，與設(shè)置在充電樁上的超聲波接收模塊構(gòu)成超聲波定位系統(tǒng)，所述的超聲波定位系統(tǒng)用于幫助控制系統(tǒng)調(diào)整機(jī)械臂把所述充電樁插座裝置移動(dòng)至車載插頭裝置的附近。充電樁插座裝置包括保護(hù)殼體，所述保護(hù)殼體內(nèi)設(shè)置有活動(dòng)電極機(jī)構(gòu)，所述的活動(dòng)電極機(jī)構(gòu)由執(zhí)行部件、驅(qū)動(dòng)部件和電極構(gòu)成，所述的執(zhí)行部件以驅(qū)動(dòng)部件所提供的動(dòng)力來改變所述電極的位置，所述保護(hù)殼體下方有一個(gè)和車載插頭裝置的殼體配合對接的開口，所述的開口處設(shè)置有能活動(dòng)的蓋板。驅(qū)動(dòng)部件通過導(dǎo)氣管連接所述執(zhí)行部件，所述驅(qū)動(dòng)部件包括氣泵和排氣閥，所述執(zhí)行部件包括活塞、氣缸和彈簧，所述導(dǎo)氣管用于把氣泵產(chǎn)生的加壓氣體輸送到所述的氣缸中，所述的排氣閥用于排出導(dǎo)氣管內(nèi)的加壓氣體，所述的彈簧用于使所述的活塞復(fù)位。充電樁插座裝置的開口處設(shè)置有壓力感應(yīng)裝置，若干個(gè)壓力感應(yīng)裝置均勻分布在充電樁插座裝置與車載插頭裝置對接時(shí)的接觸面上。充電樁插座裝置內(nèi)設(shè)置有氣流機(jī)構(gòu)的噴氣口，所述的氣流機(jī)構(gòu)還包括鼓風(fēng)機(jī)，所述鼓風(fēng)機(jī)通過導(dǎo)氣管連接所述的噴氣口。車載插頭裝置包括圓筒形的保護(hù)殼體，所述的保護(hù)殼體內(nèi)部為圓柱形的伸縮插頭，所述的伸縮插頭上設(shè)置有上下布置的電極，不同的電極覆蓋不同水平高度的一整段圓柱面，電極之間設(shè)置有絕緣材料隔離，所述的保護(hù)殼體上部內(nèi)徑略小，與所述充電樁插座裝置下方的圓形開口配合對接，伸縮插頭能沿軸線方向從殼內(nèi)伸出和縮回，伸縮動(dòng)作由電動(dòng)執(zhí)行部件實(shí)現(xiàn)。一種通過機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)電極全自動(dòng)對接的方法，包括以下步驟:A、安裝在電動(dòng)汽車頂部的車載插頭裝置通過無線通信系統(tǒng)發(fā)出無線信號向充電樁提出充電請求，充電樁接到信號后做好充電準(zhǔn)備并保持雙方通信；B、連接在充電樁上的機(jī)械臂在超聲波定位系統(tǒng)的幫助下，控制系統(tǒng)控制機(jī)械臂各關(guān)節(jié)的電機(jī)，使設(shè)置在機(jī)械臂端部的充電樁插座裝置靠近車載插頭裝置；C、充電樁插座裝置接近車載插頭裝置后，充電樁插座裝置內(nèi)的電光源開啟，充電樁插座裝置內(nèi)設(shè)置的攝像頭拍到車載插頭裝置表面的預(yù)印標(biāo)記，控制系統(tǒng)在圖象識別定位系統(tǒng)的幫助下進(jìn)一步調(diào)整充電樁插座裝置的位置，直到準(zhǔn)確和車載插頭裝置對接；D、車載插頭裝置的伸縮插頭伸出保護(hù)殼體外，活動(dòng)電極機(jī)構(gòu)的電極和伸縮插頭的電極接通，從而開始充電；E、充電完成后，充電樁的供電開關(guān)斷開，活動(dòng)電極機(jī)構(gòu)的電極與伸縮插頭的電極斷開，伸縮插頭縮回保護(hù)殼體內(nèi)，充電樁插座裝置自下往上的方向離開車載插頭裝置，充電樁插座裝置的活動(dòng)蓋板迅速合上，機(jī)械臂折合起來，等待下一個(gè)任務(wù)。步驟B中，充電樁插座裝置靠近車載插頭裝置的動(dòng)作具體包括先移動(dòng)到車載插頭裝置的上方，再從上往下慢慢靠近車載插頭裝置。步驟C中，還包括啟動(dòng)充電樁插座裝置的氣流機(jī)構(gòu)的步驟，氣流機(jī)構(gòu)用于除掉車載插頭裝置表面的雜質(zhì)和水分。一種通過機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)電極全自動(dòng)對接的系統(tǒng)，包括車載插頭裝置、機(jī)械臂、充電樁插座裝置及其控制系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)械臂一端連接在車體上，另一端連接車載插頭裝置，所述的機(jī)械臂關(guān)節(jié)上裝有角位移傳感器，所述機(jī)械臂的動(dòng)作受控制系統(tǒng)操控，所述的角位移傳感器用于幫助控制系統(tǒng)掌握機(jī)械臂的姿態(tài)，所述充電樁插座裝置通過無線通信系統(tǒng)與控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無線聯(lián)系，所述充電樁插座裝置內(nèi)設(shè)置有圖像識別定位系統(tǒng)，所述的圖像識別定位系統(tǒng)用于幫助控制系統(tǒng)調(diào)整機(jī)械臂，從而帶動(dòng)車載插頭裝置與充電樁插座裝置實(shí)現(xiàn)對接，所述充電樁插座裝置設(shè)置有超聲波發(fā)射模塊，與安裝在汽車上的超聲波接收模塊構(gòu)成超聲波定位系統(tǒng)，所述的超聲波定位系統(tǒng)用于幫助控制系統(tǒng)調(diào)整機(jī)械臂把所述車載插頭裝置移動(dòng)至充電樁插座裝置的附近。本發(fā)明的一種通過機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)電極全自動(dòng)對接的系統(tǒng)包括以下組成部分:1、機(jī)械臂，是一只多關(guān)節(jié)機(jī)械臂，其自由度隨關(guān)節(jié)數(shù)量增多而增多，底座提供支承力，遠(yuǎn)端連接著充電樁插座裝置，中空的機(jī)械臂內(nèi)還藏有導(dǎo)氣管、電源線和其它管線。機(jī)械臂通過各關(guān)節(jié)的協(xié)調(diào)動(dòng)作能使充電樁插座裝置逐步靠近車載插頭裝置，并準(zhǔn)確和車載插頭裝置的外殼對接。2、充電樁插座裝置，具有一個(gè)保護(hù)殼體，殼體內(nèi)裝有活動(dòng)電極機(jī)構(gòu)、攝像頭、噴氣口等部件。下方有一個(gè)開口，開口處設(shè)置有一個(gè)活動(dòng)蓋板，在非工作狀態(tài)時(shí)蓋板合上，對內(nèi)部設(shè)備起保護(hù)作用。3、車載插頭裝置，整體為圓柱形，頂部略凸，有一個(gè)圓筒形保護(hù)殼體，殼體上部略窄，此處剛好和充電樁插座裝置下方的圓形開口對接，對接后兩者不能在水平方向上產(chǎn)生相對位移，從而起穩(wěn)定作用。整體的上窄下寬的設(shè)計(jì)方便水和雜質(zhì)靠自身重力滑落，也有利于充電樁插座裝置從上往下與車載插頭裝置的外殼對接。伸縮插頭能沿軸線方向從殼內(nèi)伸出和縮回，伸縮動(dòng)作由電動(dòng)執(zhí)行部件實(shí)現(xiàn)。電動(dòng)執(zhí)行部件包括螺桿和裝在伸縮插頭底部的螺母構(gòu)成的傳動(dòng)裝置，由電動(dòng)馬達(dá)提供動(dòng)力使螺桿旋轉(zhuǎn)，利用螺桿和螺母的嚙合把螺桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成螺母的直線運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)伸縮插頭的運(yùn)動(dòng)，伸出還是縮回由螺桿的轉(zhuǎn)向決定。外殼有用于固定的底座，底座內(nèi)有控制電路，車載插頭裝置需要外部電源供電才能工作。伸縮插頭縮回殼內(nèi)時(shí)，設(shè)置在伸縮插頭外露部分和外殼之間的密封墊圈加強(qiáng)密閉性，有助于防止外部雨水滲入。整個(gè)車載插頭裝置外表面都涂有疏水性涂層，使表面不沾水。伸縮插頭上有兩個(gè)上下布置的電極，不同的電極覆蓋不同水平高度的一整段圓柱面，電極間有絕緣材料隔離，電極通過電纜經(jīng)車載插頭裝置的內(nèi)部空隙與電動(dòng)車的充電電纜相連接。4、氣流機(jī)構(gòu)，主要包括鼓風(fēng)機(jī)、導(dǎo)氣管和設(shè)置在充電樁插座裝置的噴氣口幾個(gè)部分。由鼓風(fēng)機(jī)工作所產(chǎn)生的氣流通過導(dǎo)氣管送到充電樁插座裝置內(nèi)的噴氣口噴出?？稍诠娘L(fēng)機(jī)進(jìn)氣口前加裝空氣過濾網(wǎng)，過濾掉空氣中的雜質(zhì)和水滴。氣流機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的氣流有很多用途，包括清潔車載插頭裝置的表面，清潔充電樁插座裝置內(nèi)各部件，防止外部風(fēng)雨吹入充電樁插座裝置內(nèi)，以及帶走各部件工作時(shí)產(chǎn)生的熱量等等。5、活動(dòng)電極機(jī)構(gòu)，位于充電樁插座裝置內(nèi)，由執(zhí)行部件、驅(qū)動(dòng)部件和電極構(gòu)成，執(zhí)行部件以驅(qū)動(dòng)部件提供的動(dòng)力來改變電極的位置，電極通過藏在機(jī)械臂內(nèi)的導(dǎo)線與充電樁的供電開關(guān)相連接。充電樁插座裝置和車載插頭裝置的外殼準(zhǔn)確對接后，伸縮插頭從車載插頭裝置的殼內(nèi)伸出并進(jìn)入到充電樁插座裝置內(nèi)，此時(shí)若干個(gè)活動(dòng)電極機(jī)構(gòu)的電極剛好跟伸縮插頭上的電極對準(zhǔn)但并不接觸，活動(dòng)電極機(jī)構(gòu)的執(zhí)行部件的動(dòng)作能把活動(dòng)電極機(jī)構(gòu)的電極推向伸縮插頭的電極，從而實(shí)現(xiàn)兩組電極的連接。執(zhí)行部件復(fù)位時(shí)，兩組電極斷開連接。6、定位系統(tǒng)，包括超聲波定位系統(tǒng)和圖象識別定位系統(tǒng)。6.1、超聲波定位系統(tǒng),在一定的氣壓和溫度下,聲波有穩(wěn)定的傳播速度,通過計(jì)算聲波傳播某段距離所需的時(shí)間就能推算出距離，而用超聲波實(shí)現(xiàn)空間定位則基于距離的幾何計(jì)算。將被定位點(diǎn)作為發(fā)射點(diǎn)，選擇3個(gè)或以上的不同參照點(diǎn)作為接收點(diǎn)，一次發(fā)射得到最少3個(gè)距離，根據(jù)幾何計(jì)算可得發(fā)射點(diǎn)相對于參照點(diǎn)的坐標(biāo)。此發(fā)明中需要跟蹤充電樁插座裝置和車載插頭裝置的位置，分別在車載插頭裝置外殼和充電樁插座裝置上安裝超聲波發(fā)射模塊，接收模塊可設(shè)在機(jī)械臂的底座、充電樁外殼等非活動(dòng)物體上。
6.2、圖象識別定位系統(tǒng)，充電樁插座裝置要準(zhǔn)確跟車載插頭裝置的外殼對接，從車載插頭裝置獲取更多定位信息是很有幫助的。在充電樁插座裝置內(nèi)設(shè)有一個(gè)攝像頭，旁邊有電光源，充電樁插座裝置在車載插頭裝置上方的一定范圍內(nèi)，攝像頭就能拍到車載插頭裝置的整體輪廓和預(yù)先印刷在車載插頭裝置頂部的標(biāo)記。把整體輪廓、預(yù)印標(biāo)記在攝像頭成像的大小、方向和中心點(diǎn)位置等信息跟系統(tǒng)預(yù)先儲存的相關(guān)信息進(jìn)行對比分析，可得出攝像頭和車載插頭裝置的距離、充電樁插座裝置開口和車載插頭裝置外殼的偏離幅度、車載插頭裝置的方向等信息。系統(tǒng)可結(jié)合這些信息對機(jī)械臂進(jìn)行精確操控，以實(shí)現(xiàn)充電樁插座裝置和車載插頭裝置的準(zhǔn)確對接。7、無線通信系統(tǒng)控制系統(tǒng)要發(fā)揮總體的調(diào)控功能，機(jī)械臂、充電樁插座裝置、車載插頭裝置等各部分作為被控對象必然要跟控制系統(tǒng)有信號往來，車載插頭裝置和充電樁插座裝置在對接前是處于非接觸狀態(tài)的，這意味著控制系統(tǒng)不可能以有線連接的方式跟所有被控對象傳輸信號，不管主控系統(tǒng)設(shè)在任何一邊，總需要用到無線通信系統(tǒng)與另一邊實(shí)現(xiàn)信號傳輸才能發(fā)揮調(diào)控功能。無線通信系統(tǒng)的作用包括遙控、身份識別、數(shù)據(jù)傳輸?shù)鹊取?、控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)內(nèi)有電源系統(tǒng)、數(shù)據(jù)記憶設(shè)備、中央處理器以及一些配套的硬件設(shè)備。機(jī)械臂和充電樁插座裝置的傳感器較多，數(shù)據(jù)處理量大，通常是把主機(jī)設(shè)在這邊，以有線連接的方式與機(jī)械臂和充電樁插座裝置傳誦信息，在主機(jī)和車載插頭裝置上分別裝上無線收發(fā)模塊，控制系統(tǒng)通過無線通信系統(tǒng)與車載插頭裝置實(shí)現(xiàn)無線聯(lián)系。本發(fā)明用在充電樁上時(shí)，主機(jī)可跟充電樁的控制電路相結(jié)合，一方面實(shí)現(xiàn)硬件資源共享，另一方面更好的協(xié)調(diào)電極對接和計(jì)費(fèi)等功能。本發(fā)明提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:1、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車充電過程中接電的自動(dòng)化，擺脫了人手接電操作的煩惱和避免由此帶來的安全問題。2、本發(fā)明中的電極組合能在機(jī)械臂可觸及的范圍內(nèi)工作，提供了很大的便利性，大大方便了諸如電動(dòng)車之類的可移動(dòng)用電設(shè)備，并間接促進(jìn)電動(dòng)車的普及。3、本發(fā)明具有良好的兼容性和擴(kuò)容性。例如，對于要使用本發(fā)明系統(tǒng)中電極組合的電動(dòng)車，安裝的只是車載插頭裝置，安裝時(shí)不會影響內(nèi)部結(jié)構(gòu)，易于改裝；充電樁上的機(jī)械臂通過增加關(guān)節(jié)數(shù)量和加長每節(jié)機(jī)械臂的長度則能提高機(jī)械臂的靈活性和擴(kuò)大工作范圍。


為了更清楚地說明本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明的一種通過機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)電極全自動(dòng)對接的系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖(實(shí)施例1);圖2為本發(fā)明的一種通過機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)電極全自動(dòng)對接的系統(tǒng)的充電樁插座裝置的結(jié)構(gòu)示意圖(實(shí)施例1);
圖3為本發(fā)明的一種通過機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)電極全自動(dòng)對接的系統(tǒng)的車載插頭裝置的結(jié)構(gòu)示意圖(實(shí)施例1);圖4為本發(fā)明的一種通過機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)電極全自動(dòng)對接的系統(tǒng)的活動(dòng)電極機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖(實(shí)施例1);圖5為本發(fā)明的一種通過機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)電極全自動(dòng)對接的系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖(實(shí)施例3)。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。實(shí)施例一:如附圖1所示，包括車載插頭裝置1、機(jī)械臂2、充電樁插座裝置3及其控制系統(tǒng)，機(jī)械臂2 —端連接在充電樁4上，另一端連接充電樁插座裝置3，所述的機(jī)械臂2關(guān)節(jié)上裝有角位移傳感器，所述機(jī)械臂2的動(dòng)作受控制系統(tǒng)操控，所述的角位移傳感器用于幫助控制系統(tǒng)掌握機(jī)械臂2的姿態(tài)，所述的車載插頭裝置I通過無線通信系統(tǒng)與控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無線聯(lián)系，所述充電樁插座裝置3內(nèi)設(shè)置有圖像識別定位系統(tǒng)，所述的圖像識別定位系統(tǒng)用于幫助控制系統(tǒng)調(diào)整機(jī)械臂2，從而帶動(dòng)充電樁插座裝置3與車載插頭裝置I實(shí)現(xiàn)對接，所述的車載插頭裝置I上設(shè)置有超聲波發(fā)射模塊，與設(shè)置在充電樁4上的超聲波接收模塊構(gòu)成超聲波定位系統(tǒng)，所述的超聲波定位系統(tǒng)用于幫助控制系統(tǒng)調(diào)整機(jī)械臂2把所述充電樁插座裝置3移動(dòng)至車載插頭裝置I的附近。如附圖2所示，充電樁插座裝置3包括保護(hù)殼體31，所述保護(hù)殼體31內(nèi)設(shè)置有活動(dòng)電極機(jī)構(gòu)32，所述的活動(dòng)電極機(jī)構(gòu)32由執(zhí)行部件、驅(qū)動(dòng)部件和電極構(gòu)成，所述的執(zhí)行部件以驅(qū)動(dòng)部件所提供的動(dòng)力來改變所述電極的位置，所述保護(hù)殼體31的開口處設(shè)置有能活動(dòng)的蓋板33。附圖4是活動(dòng)電極機(jī)構(gòu)32的結(jié)構(gòu)圖，活動(dòng)電極機(jī)構(gòu)的執(zhí)行部件由活塞321、氣缸322和用于復(fù)位的彈簧片323構(gòu)成，氣缸322和彈簧片323的一端借充電樁插座裝置的內(nèi)壁324固定，活動(dòng)電極機(jī)構(gòu)的電極325則與活塞321的活塞桿連接，該執(zhí)行部件以加壓氣體作為動(dòng)力源。氣泵326、氣筒327、進(jìn)氣閥328和排氣閥329構(gòu)成驅(qū)動(dòng)部件，氣泵326工作對氣體加壓并把一定量的加壓氣體儲存在氣筒327中，當(dāng)排氣閥329關(guān)閉而進(jìn)氣閥328開放時(shí)，加壓氣體通過導(dǎo)管送到執(zhí)行部件的氣缸322內(nèi)，氣壓推動(dòng)活塞321往右運(yùn)動(dòng)，在車載插頭裝置的伸縮插頭伸進(jìn)充電樁插座裝置內(nèi)的情況下，上述動(dòng)作使活動(dòng)電極機(jī)構(gòu)的電極325跟伸縮插頭上的電極相連接；當(dāng)進(jìn)氣閥328關(guān)閉而排氣閥329開放時(shí)，執(zhí)行部件中的氣缸322內(nèi)氣壓降低到和外界一樣，彈簧323的拉力使活塞321往左運(yùn)動(dòng)(復(fù)位)，此動(dòng)作使活動(dòng)電極機(jī)構(gòu)的電極325與伸縮插頭上的電極分開。氣筒327用于存放一定量的加壓氣體以提高響應(yīng)速度，對響應(yīng)速度要求不高的情況下可去掉氣筒327和進(jìn)氣閥328，氣泵326輸出的加壓氣體直接導(dǎo)到執(zhí)行部件中，當(dāng)排氣閥329關(guān)閉而氣泵326工作時(shí)，執(zhí)行部件的活塞321會往右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)氣泵326停止工作而排氣閥329開放時(shí)，執(zhí)行部件復(fù)位。一個(gè)氣泵326可支持多個(gè)執(zhí)行部件的工作，從而可在充電樁插座裝置內(nèi)裝多個(gè)執(zhí)行部件，不同方向上均勻分布，更好的增大電極接觸面和實(shí)現(xiàn)伸縮插頭的受力平衡。為了減輕重量，執(zhí)行部件中的彈簧323、氣缸322、活塞321、活塞的密封墊、活塞桿都使用導(dǎo)電材料制作，以這些元件傳輸電能，使活塞桿上的電極325與固定物這段距離可省去導(dǎo)線。本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)部件可設(shè)置在充電樁插座裝置以外的地方，以減輕機(jī)械臂2的負(fù)擔(dān)，例如設(shè)置在充電樁內(nèi)，驅(qū)動(dòng)部件和執(zhí)行部件之間的導(dǎo)氣管則藏在機(jī)械臂2內(nèi)本實(shí)施例中，活動(dòng)電極機(jī)構(gòu)的電極325可由若干條細(xì)導(dǎo)體絲交錯(cuò)而成，具有一定的彈性。也可以由若干末端彎曲而且具有彈性的條狀或片狀導(dǎo)體構(gòu)成。如附圖2所示，充電樁插座裝置3內(nèi)設(shè)置有氣流機(jī)構(gòu)的噴氣口 34，所述的氣流機(jī)構(gòu)包括鼓風(fēng)機(jī)，所述鼓風(fēng)機(jī)通過設(shè)置于機(jī)械臂2內(nèi)的導(dǎo)氣管連接所述的噴氣口 34。如附圖3所示，車載插頭裝置I外部設(shè)置有圓筒形的保護(hù)殼體11，內(nèi)部為圓柱形的伸縮插頭12，所述的伸縮插頭12上有上下布置的電極13，不同的電極覆蓋不同水平高度的一整段圓柱面，電極13間有絕緣材料14隔離，所述的保護(hù)殼體11上部略窄，剛好和充電樁插座裝置3下方的圓形開口對接，伸縮插頭12能沿軸線方向從殼內(nèi)伸出和縮回，伸縮動(dòng)作由電動(dòng)執(zhí)行部件實(shí)現(xiàn)。電動(dòng)執(zhí)行部件包括螺桿15和裝在伸縮插頭12底部的螺母16構(gòu)成的傳動(dòng)裝置，由電動(dòng)馬達(dá)17提供動(dòng)力使螺桿15旋轉(zhuǎn)，利用螺桿15和螺母16的嚙合把螺桿15的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成螺母16的直線運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)伸縮插頭12的運(yùn)動(dòng)，伸出還是縮回由螺桿15的轉(zhuǎn)向決定。伸縮插頭12縮回時(shí)，外露部分與保護(hù)殼體11接觸的地方設(shè)置有密封墊圈，車載插頭裝置I的外表面涂覆有疏水性涂層。本實(shí)施例中的多關(guān)節(jié)機(jī)械臂2還可結(jié)合搖臂、伸縮臂等結(jié)構(gòu)，使其能完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)、擺動(dòng)、移動(dòng)、伸縮、或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)指定的動(dòng)作，以改變機(jī)械臂末端的充電樁插座裝置的位置和姿勢。本實(shí)施例中的充電樁插座裝置表面涂上疏水涂層，使其不沾水。充電樁插座裝置通過機(jī)械臂的動(dòng)作和車載插頭裝置對接的過程中，若位置或角度有偏差，充電樁插座裝置開口的某一側(cè)會更早碰到車載插頭裝置的殼體，在充電樁插座裝置的開口處安裝壓力感應(yīng)裝置，若干個(gè)壓力感應(yīng)裝置均勻分布在與車載插頭裝置對接時(shí)的接觸面上，可使用防水輕觸開關(guān)和薄膜開關(guān)作為感應(yīng)裝置，系統(tǒng)根據(jù)這些開關(guān)的開合情況可對機(jī)械臂作相應(yīng)調(diào)整，使充電樁插座裝置能和車載插頭裝置準(zhǔn)確對接，并監(jiān)測著對接后的受力情況。充電樁插座裝置開口的內(nèi)側(cè)還有漏氣孔，當(dāng)充電樁插座裝置和車載插頭裝置對接后，鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的氣流不易流向外部，這些小孔就是為了確保總有一定量的氣流能流出充電樁插座裝置外，帶走充電樁插座裝置內(nèi)發(fā)熱部件產(chǎn)生的熱量。本實(shí)施例還可以在充電樁插座裝置3內(nèi)安裝紅外測溫模塊，并對著兩組電極的接觸面，對工作時(shí)的溫度變化進(jìn)行監(jiān)測。如附圖2，充電樁插座裝置右半部分還有很多空隙，活動(dòng)蓋板33及其他輕巧部件也可安放在此處。充電樁插座裝置3外部還能裝工作指示燈和屏幕，以提示旁人電極組合正處于某個(gè)工作狀態(tài)，避免不必要的安全事故。本實(shí)施例中的伸縮插頭上布置兩個(gè)電極的設(shè)計(jì)只是一個(gè)實(shí)施例，電極的數(shù)量并不限于兩個(gè)，可根據(jù)實(shí)際需要增加電極數(shù)。本實(shí)施例中的氣流機(jī)構(gòu)，從鼓風(fēng)機(jī)到充電樁插座裝置的噴氣口這段導(dǎo)氣管可藏在機(jī)械臂內(nèi)，若機(jī)械臂的關(guān)節(jié)密封性能足夠好，還可利用機(jī)械臂自身作為導(dǎo)氣管。導(dǎo)氣管可引出支導(dǎo)氣管，使一個(gè)鼓風(fēng)機(jī)工作產(chǎn)生的氣流能供應(yīng)多處地方，例如引出支導(dǎo)氣管到電源系統(tǒng)的變壓器、數(shù)據(jù)處理器和其它有發(fā)熱部件的地方幫助散熱.
活動(dòng)電極機(jī)構(gòu)的電極表面成弧形，這是因?yàn)橐蛨A柱形的伸縮插頭上的電極盡量保持大面積接觸。若兩塊電極都是堅(jiān)硬的，表面存在雜物或電極有點(diǎn)錯(cuò)位時(shí)，兩個(gè)堅(jiān)硬而又不平行的表面在接觸時(shí)會產(chǎn)生空隙從而導(dǎo)致接觸面積減少。為了避免這種現(xiàn)象，可使用有彈性的材料作為電極，例如用大量細(xì)導(dǎo)電絲交錯(cuò)而成的團(tuán)塊，該結(jié)構(gòu)使其具有彈性，作用如同一塊導(dǎo)電的軟墊。也可用若干條具有彈性的細(xì)導(dǎo)線把電極表面做成毛刷樣，每根細(xì)導(dǎo)線末尾彎曲，當(dāng)兩電極表面不完全平行時(shí)，不同的細(xì)導(dǎo)線會隨接觸面的變化而不同程度的彎曲；也可改用多片有彈性的導(dǎo)電片，如上述細(xì)導(dǎo)線那樣尾部彎曲，這些導(dǎo)電片也會隨接觸面的變化而不同程度的彎曲，也具有同樣的效果。這些表面形狀能隨外力變化的電極旨在消除兩極間的間隙而避免接觸不良。本實(shí)施例中的機(jī)械臂各關(guān)節(jié)上都裝有角位移傳感器，主要用途是測量每個(gè)關(guān)節(jié)的張角(和轉(zhuǎn)角)。由于機(jī)械臂底座的位置和每節(jié)機(jī)械臂的長度是不變的，加上各個(gè)角位移傳感器給出的角度則足以通過幾何計(jì)算算出機(jī)械臂的姿態(tài)和充電樁插座裝置相對機(jī)械臂底座的空間位置，也能幫助控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)機(jī)械臂以確保機(jī)械臂末端的充電樁插座裝置總是保持開口向下。本實(shí)施例中，在車載插頭裝置外殼的各方向都設(shè)有超聲波發(fā)射模塊，使超聲波信號能覆蓋任何一個(gè)角度，不管電動(dòng)車以什么方向停在充電樁前，充電樁上的超聲波接收模塊也能接收到來自車載插頭裝置的超聲波信號.由于連接機(jī)械臂的充電樁插座裝置能通過機(jī)械臂各關(guān)節(jié)的角度和各節(jié)機(jī)械臂的長度確定其空間位置，所以充電樁插座裝置也可作為一個(gè)參照點(diǎn)，可在充電樁插座裝置上安裝超聲波接收模塊，使定位系統(tǒng)更為完善.在充電樁插座裝置上安裝接收模塊有些好處，因?yàn)橥ǔ３潆姌恫遄b置走在機(jī)械臂的前方，從車載插頭裝置傳向充電樁插座裝置的這段路程聲波不會被機(jī)械臂阻擋.
本實(shí)施例中的車載插頭裝置除了可直接固定在車頂外，還可在車載插頭裝置和車體之間加裝機(jī)械裝置，在非工作狀態(tài)時(shí)，車載插頭裝置可藏在車體某些較安全和隱蔽的地方(如車的前蓋下)，汽車需要充電時(shí)，所加裝的機(jī)械裝置通過預(yù)設(shè)的動(dòng)作(包括移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、升降、擺動(dòng)及復(fù)合動(dòng)作)把車載插頭裝置從一個(gè)不適合跟充電樁插座裝置對接的方位轉(zhuǎn)移到一個(gè)適合跟充電樁插座裝置對接的方位上，加裝這種機(jī)械裝置使實(shí)用性和美觀都得到兼顧。本實(shí)施例中，機(jī)械臂和充電樁插座裝置的傳感器較多，數(shù)據(jù)處理量大，把主機(jī)設(shè)在這邊，控制系統(tǒng)以有線連接的方式與機(jī)械臂和充電樁插座裝置傳誦信息，通過無線通信系統(tǒng)與車載插頭裝置那邊實(shí)現(xiàn)無線聯(lián)系。本實(shí)施例中，活動(dòng)電極機(jī)構(gòu)的執(zhí)行部件并不限于氣動(dòng)執(zhí)行部件或液動(dòng)執(zhí)行部件，也可根據(jù)實(shí)際需要選用電動(dòng)執(zhí)行部件等執(zhí)行部件及使用對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)部件。本發(fā)明并不局限于使用前述的定位方案，還能使用雙目鏡視覺定位技術(shù)、基于激光測距的三維定位技術(shù)等定位方案。實(shí)施例二:一種通過機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)電極全自動(dòng)對接的方法，包括以下步驟:1、司機(jī)在車內(nèi)作相關(guān)的按鍵操作確認(rèn)充電任務(wù)的開始，車載插頭裝置一方首先發(fā)出無線信號向充電樁提出充電要求，充電樁收到信號會根據(jù)相關(guān)信息做準(zhǔn)備并保持雙方的通信。2、在超聲波定位系統(tǒng)的幫助下，控制系統(tǒng)通過控制機(jī)械臂各關(guān)節(jié)的電機(jī)，使充電樁插座裝置靠近車載插頭裝置，一般都是先移動(dòng)到車載插頭裝置的上方，再從上往下慢慢
A+-.、r—罪近。3、充電樁插座裝置很接近車載插頭裝置時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，充電樁插座裝置的活動(dòng)蓋板打開，氣流從設(shè)置在充電樁插座裝置內(nèi)的噴氣口噴出，吹向車載插頭裝置，以除掉表面的雜質(zhì)和水分。4、充電樁插座裝置內(nèi)的電光源開啟，攝像頭能拍到車載插頭裝置表面的預(yù)印標(biāo)記，控制系統(tǒng)在圖象識別定位系統(tǒng)的幫助下進(jìn)一步調(diào)整充電樁插座裝置的位置，并慢慢往下運(yùn)動(dòng)，直到準(zhǔn)確和車載插頭裝置對接。5、車載插頭裝置的伸縮插頭伸出殼外。6、活動(dòng)電極機(jī)構(gòu)的電極和伸縮插頭的電極連接起來。7、充電樁的供電開關(guān)合上，開始提供電能。8、完成充電或司機(jī)通過操作要求終止充電任務(wù)時(shí)，充電樁的供電開關(guān)斷開，活動(dòng)電極機(jī)構(gòu)的電極與伸縮插頭的電極斷開，伸縮插頭縮回保護(hù)殼內(nèi)，充電樁插座裝置自下往上的方向離開車載插頭裝置，充電樁插座裝置的活動(dòng)蓋板迅速合上，鼓風(fēng)機(jī)停止工作，機(jī)械臂折合起來，等待下一個(gè)任務(wù)。本實(shí)施例中，一個(gè)充電樁能服務(wù)多輛電動(dòng)車，車主只需要安裝車載插頭裝置而無需安裝包括機(jī)械臂在內(nèi)的整套電極組合設(shè)備，車載插頭裝置的成本相對機(jī)械臂的成本要低得多，用戶數(shù)量增加時(shí)會使使用成本降低。充電樁插座裝置和車載插頭裝置表面都涂覆疏水性材料，使表面不沾水。而氣流機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的氣流能抵擋外部風(fēng)雨鉆進(jìn)充電樁插座裝置內(nèi)，確保了電極在連接過程和連接后都處于一個(gè)安全的環(huán)境。所以，本發(fā)明能用在戶外，提供全天候的服務(wù)，對生產(chǎn)和生活都具有積極意義。實(shí)施例三:如附圖5所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于，機(jī)械臂2是安裝于車體5與車載插頭裝置I之間的，而充電樁插座裝置3直接安裝于充電樁4上。本實(shí)施例的一種通過機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)電極全自動(dòng)對接的系統(tǒng)，包括車載插頭裝置、機(jī)械臂、充電樁插座裝置及其控制系統(tǒng)，機(jī)械臂一端連接在車體上，另一端連接車載插頭裝置，所述的機(jī)械臂關(guān)節(jié)上裝有角位移傳感器，所述機(jī)械臂的動(dòng)作受控制系統(tǒng)操控，所述的角位移傳感器用于幫助控制系統(tǒng)掌握機(jī)械臂的姿態(tài)，所述充電樁插座裝置通過無線通信系統(tǒng)與控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無線聯(lián)系，所述充電樁插座裝置內(nèi)設(shè)置有圖像識別定位系統(tǒng)，所述的圖像識別定位系統(tǒng)用于幫助控制系統(tǒng)調(diào)整機(jī)械臂，從而帶動(dòng)車載插頭裝置與充電樁插座裝置實(shí)現(xiàn)對接，所述充電樁插座裝置設(shè)置有超聲波發(fā)射模塊，與安裝在汽車上的超聲波接收模塊構(gòu)成超聲波定位系統(tǒng)，所述的超聲波定位系統(tǒng)用于幫助控制系統(tǒng)調(diào)整機(jī)械臂把所述車載插頭裝置移動(dòng)至充電樁插座裝置的附近。本實(shí)施例中，在充電樁插座裝置3的不同方向都設(shè)有超聲波發(fā)射模塊，使超聲波信號能覆蓋充電樁前的可停車范圍，在整個(gè)可停車的范圍內(nèi)，汽車上的超聲波接收模塊也能接收到來自充電樁插座裝置的超聲波信號.由于通過機(jī)械臂各關(guān)節(jié)的角度及各節(jié)機(jī)械臂的長度可確定車載插頭裝置相對于車體的空間位置，所以車載插頭裝置也可作為一個(gè)參照點(diǎn)，可在車載插頭裝置上安裝超聲波接收模塊，使定位系統(tǒng)更為完善.在車載插頭裝置上安裝接收模塊有些好處，因?yàn)橥ǔ＼囕d插頭裝置走在機(jī)械臂的前方，從充電樁插座裝置傳向車載插頭裝置的這段路程聲波不會被機(jī)械臂阻擋.
在本實(shí)施例中，控制系統(tǒng)設(shè)在機(jī)械臂2 —方，控制系統(tǒng)能以有線連接的方式與機(jī)械臂2和車載插頭裝置I傳送信號，通過無線通信系統(tǒng)與充電樁插座裝置3實(shí)現(xiàn)信號傳輸。本發(fā)明并不局限于使用前述的定位方案，還能使用雙目鏡視覺定位技術(shù)、基于激光測距的三維定位技術(shù)等定位方案。實(shí)施例四:一種通過機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)電極全自動(dòng)對接的方法，包括以下步驟:1、司機(jī)在車內(nèi)作相關(guān)的按鍵操作確認(rèn)充電任務(wù)的開始，車載插頭裝置一方首先發(fā)出無線信號向充電樁提出充電要求，充電樁收到信號會根據(jù)相關(guān)信息做準(zhǔn)備并保持雙方的通信。2、在超聲波定位系統(tǒng)的幫助下，控制系統(tǒng)通過控制機(jī)械臂各關(guān)節(jié)的電機(jī)，使車載插頭裝置靠近安裝在充電樁上的充電樁插座裝置，步驟為先移動(dòng)到充電樁插座裝置的下方，再從下往上慢慢靠近。3、車載插頭裝置很接近充電樁插座裝置時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，充電樁插座裝置的活動(dòng)蓋板打開，氣流從設(shè)置在充電樁插座裝置內(nèi)的噴氣口噴出，吹向車載插頭裝置，以除掉表面的雜質(zhì)和水分。4、充電樁插座裝置內(nèi)的電光源開啟，攝像頭能拍到車載插頭裝置表面的預(yù)印標(biāo)記，控制系統(tǒng)在圖象識別定位系統(tǒng)的幫助下進(jìn)一步協(xié)助機(jī)械臂調(diào)整車載插頭裝置的位置，并慢慢往上運(yùn)動(dòng)，直到準(zhǔn)確和充電樁插座裝置下方的開口對接。5、車載插頭裝置的伸縮插頭伸出殼外。6、活動(dòng)電極機(jī)構(gòu)的電極和伸縮插頭的電極連接起來。7、充電樁的供電開關(guān)合上，開始提供電能。8、完成充電或司機(jī)通過操作要求終止充電任務(wù)時(shí)，充電樁的供電開關(guān)斷開，活動(dòng)電極機(jī)構(gòu)的電極與伸縮插頭的電極斷開，伸縮插頭縮回保護(hù)殼內(nèi)，車載插頭裝置自上往下的方向離開充電樁插座裝置，充電樁插座裝置的活動(dòng)蓋板迅速合上，鼓風(fēng)機(jī)停止工作，機(jī)械臂折合起來，等待下一個(gè)任務(wù)。本實(shí)施例中充電樁插座裝置直接裝在充電樁上，機(jī)械臂安裝在汽車上，這種設(shè)計(jì)適合用在對環(huán)境美觀要求較高的場合，車子停放好時(shí)，車頭部分跟停車位前的充電樁距離很近，安裝在汽車前部或汽車前蓋下的機(jī)械臂只需要較短的伸展范圍就能跟充電樁的充電樁插座裝置對接，而且充電樁也不必要高于車頂，機(jī)械臂外露時(shí)也就不太顯眼。充電樁插座裝置和車載插頭裝置表面都涂覆疏水性材料，使表面不沾水。而氣流機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的氣流能抵擋外部風(fēng)雨鉆進(jìn)充電樁插座裝置內(nèi)，確保了電極在連接過程和連接后都處于一個(gè)安全的環(huán)境。所以，本發(fā)明能用在戶外，提供全天候的服務(wù)，對生產(chǎn)和生活都具有積極意義。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種通過機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)電極全自動(dòng)對接的系統(tǒng)，包括車載插頭裝置、機(jī)械臂、充電樁插座裝置及其控制系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)械臂一端連接在充電樁上，另一端連接充電樁插座裝置，所述的機(jī)械臂關(guān)節(jié)上裝有角位移傳感器，所述機(jī)械臂的動(dòng)作受控制系統(tǒng)操控，所述的角位移傳感器用于幫助控制系統(tǒng)掌握機(jī)械臂的姿態(tài)，所述的車載插頭裝置通過無線通信系統(tǒng)與控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無線聯(lián)系，所述充電樁插座裝置內(nèi)設(shè)置有圖像識別定位系統(tǒng)，所述的圖像識別定位系統(tǒng)用于幫助控制系統(tǒng)調(diào)整機(jī)械臂，從而帶動(dòng)充電樁插座裝置與車載插頭裝置實(shí)現(xiàn)對接，所述的車載插頭裝置上設(shè)置有超聲波發(fā)射模塊，與設(shè)置在充電樁上的超聲波接收模塊構(gòu)成超聲波定位系統(tǒng)，所述的超聲波定位系統(tǒng)用于幫助控制系統(tǒng)調(diào)整機(jī)械臂把所述充電樁插座裝置移動(dòng)至車載插頭裝置的附近。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)電極全自動(dòng)對接的系統(tǒng)，其特征在于，所述的充電樁插座裝置包括保護(hù)殼體，所述保護(hù)殼體內(nèi)設(shè)置有活動(dòng)電極機(jī)構(gòu)，所述的活動(dòng)電極機(jī)構(gòu)由執(zhí)行部件、驅(qū)動(dòng)部件和電極構(gòu)成，所述的執(zhí)行部件以驅(qū)動(dòng)部件所提供的動(dòng)力來改變所述電極的位置，所述保護(hù)殼體下方有一個(gè)和車載插頭裝置的殼體配合對接的開口，所述的開口處設(shè)置有能活動(dòng)的蓋板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種通過機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)電極全自動(dòng)對接的系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)部件通過導(dǎo)氣管連接所述執(zhí)行部件，所述驅(qū)動(dòng)部件包括氣泵和排氣閥，所述執(zhí)行部件包括活塞、氣缸和彈簧，所述導(dǎo)氣管用于把氣泵產(chǎn)生的加壓氣體輸送到所述的氣缸中，所述的排氣閥用于排出導(dǎo)氣管內(nèi)的加壓氣體，所述的彈簧用于使所述的活塞復(fù)位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種通過機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)電極全自動(dòng)對接的系統(tǒng)，其特征在于，所述的充電樁插座裝置的開口處設(shè)置有壓力感應(yīng)裝置，若干個(gè)壓力感應(yīng)裝置均勻分布在充電樁插座裝置與車載插頭裝置對接時(shí)的接觸面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種通過機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)電極全自動(dòng)對接的系統(tǒng)，其特征在于，所述的充電樁插座裝置內(nèi)設(shè)置有氣流機(jī)構(gòu)的噴氣口，所述的氣流機(jī)構(gòu)還包括鼓風(fēng)機(jī)，所述鼓風(fēng)機(jī)通過導(dǎo)氣管連接所述的噴氣口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一 種通過機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)電極全自動(dòng)對接的系統(tǒng)，其特征在于，所述的車載插頭裝置包括圓筒形的保護(hù)殼體，所述的保護(hù)殼體內(nèi)部為圓柱形的伸縮插頭，所述的伸縮插頭上設(shè)置有上下布置的電極，不同的電極覆蓋不同水平高度的一整段圓柱面，電極之間設(shè)置有絕緣材料隔離，所述的保護(hù)殼體上部內(nèi)徑略小，與所述充電樁插座裝置下方的圓形開口配合對接，伸縮插頭能沿軸線方向從殼內(nèi)伸出和縮回，伸縮動(dòng)作由電動(dòng)執(zhí)行部件實(shí)現(xiàn)。
7.一種通過機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)電極全自動(dòng)對接的方法，包括以下步驟: A、安裝在電動(dòng)汽車頂部的車載插頭裝置通過無線通信系統(tǒng)發(fā)出無線信號向充電樁提出充電請求，充電樁接到信號后做好充電準(zhǔn)備并保持雙方通信； B、連接在充電樁上的機(jī)械臂在超聲波定位系統(tǒng)的幫助下，控制系統(tǒng)控制機(jī)械臂各關(guān)節(jié)的電機(jī)，使設(shè)置在機(jī)械臂端部的充電樁插座裝置靠近車載插頭裝置； C、充電樁插座裝置接近車載插頭裝置后，充電樁插座裝置內(nèi)的電光源開啟，充電樁插座裝置內(nèi)設(shè)置的攝像頭拍到車載插頭裝置表面的預(yù)印標(biāo)記，控制系統(tǒng)在圖象識別定位系統(tǒng)的幫助下進(jìn)一步調(diào)整充電樁插座裝置的位置，直到準(zhǔn)確和車載插頭裝置對接； D、車載插頭裝置的伸縮插頭伸出保護(hù)殼體外，活動(dòng)電極機(jī)構(gòu)的電極和伸縮插頭的電極接通，從而開始充電； E、充電完成后，充電樁的供電開關(guān)斷開，活動(dòng)電極機(jī)構(gòu)的電極與伸縮插頭的電極斷開，伸縮插頭縮回保護(hù)殼體內(nèi)，充電樁插座裝置自下往上的方向離開車載插頭裝置，充電樁插座裝置的活動(dòng)蓋板迅速合上，機(jī)械臂折合起來，等待下一個(gè)任務(wù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種通過機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)電極全自動(dòng)對接的方法，其特征在于，所述的步驟B中，充電樁插座裝置靠近車載插頭裝置的動(dòng)作具體包括先移動(dòng)到車載插頭裝置的上方，再從上往下慢慢靠近車載插頭裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種通過機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)電極全自動(dòng)對接的方法，其特征在于，所述的步驟C中，還包括啟動(dòng)充電樁插座裝置的氣流機(jī)構(gòu)的步驟，氣流機(jī)構(gòu)用于除掉車載插頭裝置表面的雜質(zhì)和水分。
10.一種通過機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)電極全自動(dòng)對接的系統(tǒng)，包括車載插頭裝置、機(jī)械臂、充電樁插座裝置及其控制系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)械臂一端連接在車體上，另一端連接車載插頭裝置，所述的機(jī)械臂關(guān)節(jié)上裝有角位移傳感器，所述機(jī)械臂的動(dòng)作受控制系統(tǒng)操控，所述的角位移傳感器用于幫助控制系統(tǒng)掌握機(jī)械臂的姿態(tài)，所述充電樁插座裝置通過無線通信系統(tǒng)與控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無線聯(lián)系，所述充電樁插座裝置內(nèi)設(shè)置有圖像識別定位系統(tǒng)，所述的圖像識別定位系統(tǒng)用于幫助控制系統(tǒng)調(diào)整機(jī)械臂，從而帶動(dòng)車載插頭裝置與充電樁插座裝置實(shí)現(xiàn)對接，所述充電樁插座裝置設(shè)置有超聲波發(fā)射模塊，與安裝在汽車上的超聲波接收模塊構(gòu)成超聲波定位系統(tǒng)，所述的超聲波定位系統(tǒng)用于幫助控制系統(tǒng)調(diào)整機(jī)械臂把所述車載插頭裝置移動(dòng)至充電樁 插座裝 置的附近。
全文摘要
本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車充電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種通過機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)電極全自動(dòng)對接的系統(tǒng)及方法，其系統(tǒng)制造出能全自動(dòng)安全對接的電極組合，使電動(dòng)汽車用戶能享受到快速、安全的充電服務(wù)。與原有技術(shù)相比，本發(fā)明具有更大的靈活性，不要求電極組合有固定的相對位置，只要另一組電極在機(jī)械臂的工作范圍內(nèi)都能實(shí)現(xiàn)兩組電極的全自動(dòng)對接。接電的自動(dòng)化能減少接電過程造成的人員傷亡事故，一定范圍內(nèi)就能實(shí)現(xiàn)電極的自動(dòng)對接則大大方便了可移動(dòng)的用電設(shè)備。
文檔編號H01R43/26GK103094813SQ20131003515
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月29日
發(fā)明者蔣健棠 申請人:蔣健棠