一種三自由度電動(dòng)汽車(chē)自動(dòng)充電裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種三自由度電動(dòng)汽車(chē)自動(dòng)充電裝置,包括三個(gè)方向的移動(dòng)平臺(tái)、分別控制每個(gè)平臺(tái)移動(dòng)的電機(jī)、霍爾傳感器、固定架、充電接口;移動(dòng)平臺(tái)包括底座、上下移動(dòng)平臺(tái)、前后移動(dòng)平臺(tái)及左右移動(dòng)平臺(tái),三個(gè)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)路線相互垂直;上下移動(dòng)平臺(tái)、前后移動(dòng)平臺(tái)及左右移動(dòng)平臺(tái)通過(guò)底座相互連接。能夠控制充電裝置在三個(gè)方向上靈活的移動(dòng),精確的與汽車(chē)的充電裝置對(duì)接。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種三自由度電動(dòng)汽車(chē)自動(dòng)充電裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及汽車(chē)自動(dòng)充電領(lǐng)域,具體涉及一種三自由度電動(dòng)汽車(chē)自動(dòng)充電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)和科技的進(jìn)步與發(fā)展,電動(dòng)汽車(chē)已成為未來(lái)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)以及整個(gè)動(dòng)力技術(shù)領(lǐng)域的重要發(fā)展趨勢(shì),目前,我國(guó)的電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施主要為非車(chē)載型充電裝置,已建成使用的有充電站和充電粧,使用方式均為手動(dòng)式充電,智能化程度較低。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的電動(dòng)汽車(chē)自動(dòng)充電裝置有基于視覺(jué)為電動(dòng)汽車(chē)提供充電對(duì)接的裝置,利用圖像采集系統(tǒng)對(duì)圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)采集,通過(guò)計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)獲取電動(dòng)汽車(chē)插座的輪廓與中心信息,根據(jù)圖像處理所獲取的信息與對(duì)接鏈接裝置結(jié)合實(shí)現(xiàn)插頭與充電接口的對(duì)心校準(zhǔn),最后驅(qū)動(dòng)裝置控制充電插頭直線前進(jìn),完成對(duì)接;有通過(guò)激光定位實(shí)現(xiàn)自動(dòng)充電的裝置,利用激光測(cè)距儀傳感器組獲取汽車(chē)插座的位置信息,由電機(jī)驅(qū)動(dòng)充電裝置將充電插頭插入充電插座中進(jìn)行充電。目前的自主充電技術(shù)還存在很多缺點(diǎn),如導(dǎo)航定位精度不夠理想、容錯(cuò)及糾錯(cuò)能力不夠強(qiáng)大,充電裝置的設(shè)計(jì)從結(jié)構(gòu)上還不能為自動(dòng)充電系統(tǒng)提供足夠大的容忍度,缺乏普遍環(huán)境適應(yīng)性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]實(shí)用新型目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足,本實(shí)用新型提供一種三自由度電動(dòng)汽車(chē)自動(dòng)充電裝置,通過(guò)控制充電裝置在三個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng),達(dá)到精確、快速充電,解決了現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0004]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:一種三自由度電動(dòng)汽車(chē)自動(dòng)充電裝置,其特征在于:包括三個(gè)方向的移動(dòng)平臺(tái)、分別控制每個(gè)平臺(tái)移動(dòng)的電機(jī)、霍爾傳感器、固定架、充電接口 ;
[0005]所述移動(dòng)平臺(tái)包括底座、上下移動(dòng)平臺(tái)、前后移動(dòng)平臺(tái)及左右移動(dòng)平臺(tái),三個(gè)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)路線相互垂直;上下移動(dòng)平臺(tái)、前后移動(dòng)平臺(tái)及左右移動(dòng)平臺(tái)通過(guò)底座相互連接。
[0006]進(jìn)一步的,其特征在于:上下移動(dòng)平臺(tái)包括上下移動(dòng)支撐桿和上下移動(dòng)絲杠;所述前后移動(dòng)平臺(tái)包括前后移動(dòng)支撐架;所述左右移動(dòng)平臺(tái)包括左右移動(dòng)支撐桿和左右移動(dòng)絲杠;
[0007]上下移動(dòng)支撐桿通過(guò)前后移動(dòng)支撐架與底座下方連接,形成導(dǎo)軌滑塊機(jī)構(gòu);前后移動(dòng)支撐架沿著底座前后滑動(dòng);底座上方設(shè)置有若干通孔,左右移動(dòng)絲杠穿過(guò)排列在中央的通孔,左右移動(dòng)平臺(tái)的左右移動(dòng)支撐桿穿過(guò)其他通孔;左右移動(dòng)步進(jìn)電機(jī)位于底座的一偵U,具體布置于左右移動(dòng)絲杠一端,控制左右移動(dòng)絲杠;底座的另一側(cè)設(shè)置有若干固定架,所述固定架與左右移動(dòng)支撐桿和左右移動(dòng)絲杠末端連接,固定架包括圓形連接孔和固定面,所述固定面水平;若干固定支架的固定面位于同一個(gè)平面上;所述上下移動(dòng)平臺(tái)頂部設(shè)置有上下移動(dòng)步進(jìn)電機(jī),控制上下移動(dòng)絲杠,上下移動(dòng)絲杠上套有充電伸出臂,伸出臂末端設(shè)置有充電接口,充電接口與充電伸出臂通過(guò)彈簧連接;前后移動(dòng)步進(jìn)電機(jī)設(shè)置在底座一端,控制前后移動(dòng)支撐架前后運(yùn)動(dòng)。
[0008]進(jìn)一步的,上下移動(dòng)平臺(tái)、前后移動(dòng)平臺(tái)及左右移動(dòng)平臺(tái)分別包括限位開(kāi)關(guān)。
[0009]有益效果:本實(shí)用新型能夠控制充電裝置在三個(gè)方向上靈活的移動(dòng),精確的與汽車(chē)的充電裝置對(duì)接,底座兩邊的滑動(dòng)導(dǎo)軌可以有效降低前后移動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦,底座為黃銅軸套,黃銅軸套則可有效降低自動(dòng)充電裝置整體左右移動(dòng)和充電伸出臂上下移動(dòng)時(shí)的摩擦,使運(yùn)動(dòng)更加平穩(wěn)順暢。彈簧可以在充電接口和受電接口對(duì)接時(shí)允許存在一定的位置偏差,降低對(duì)接難度。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型的關(guān)閉狀態(tài)圖
[0011]圖2為本實(shí)用新型運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一個(gè)瞬間的示意圖
[0012]圖中:底座1、黃銅軸套1-1、導(dǎo)軌1-2、上下移動(dòng)支撐桿2、上下移動(dòng)絲杠2-1、充電伸出臂2-4、充電接口 2-3、彈簧2-4、上下移動(dòng)步進(jìn)電機(jī)2-5、前后移動(dòng)支撐架3、前后移動(dòng)步進(jìn)電機(jī)3-1、左右移動(dòng)支撐桿4、左右移動(dòng)絲桿4-1、左右移動(dòng)電機(jī)4-2、固定架4-3。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作更進(jìn)一步的說(shuō)明。如圖1和圖2所示為一種三自由度電動(dòng)汽車(chē)自動(dòng)充電裝置,其特征在于:包括三個(gè)方向的移動(dòng)平臺(tái)、分別控制每個(gè)平臺(tái)移動(dòng)的電機(jī)、霍爾傳感器、固定架4-3、充電接口 2-3;
[0014]所述移動(dòng)平臺(tái)包括底座1、上下移動(dòng)平臺(tái)、前后移動(dòng)平臺(tái)及左右移動(dòng)平臺(tái),三個(gè)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)路線相互垂直;上下移動(dòng)平臺(tái)、前后移動(dòng)平臺(tái)及左右移動(dòng)平臺(tái)通過(guò)底座I相互連接。
[0015]進(jìn)一步的,其特征在于:上下移動(dòng)平臺(tái)包括上下移動(dòng)支撐桿2和上下移動(dòng)絲杠2-1;所述前后移動(dòng)平臺(tái)包括前后移動(dòng)支撐架3;所述左右移動(dòng)平臺(tái)包括左右移動(dòng)支撐桿4和左右移動(dòng)絲杠4-1 ;
[0016]上下移動(dòng)支撐桿2通過(guò)前后移動(dòng)支撐架3與底座I下方連接,形成導(dǎo)軌滑塊機(jī)構(gòu);前后移動(dòng)支撐架3沿著底座I前后滑動(dòng);底座I上方設(shè)置有若干通孔,左右移動(dòng)絲杠4-1穿過(guò)排列在中央的通孔,左右移動(dòng)平臺(tái)的左右移動(dòng)支撐桿4穿過(guò)其他通孔;左右移動(dòng)步進(jìn)電機(jī)位于底座I的一側(cè),具體布置于左右移動(dòng)絲杠4-1 一端,控制左右移動(dòng)絲杠4-1;底座I的另一側(cè)設(shè)置有若干固定架4-3,所述固定架4-3與左右移動(dòng)支撐桿4和左右移動(dòng)絲杠4-1末端連接,固定架4-3包括圓形連接孔和固定面,所述固定面水平;若干固定支架的固定面位于同一個(gè)平面上;所述上下移動(dòng)平臺(tái)頂部設(shè)置有上下移動(dòng)步進(jìn)電機(jī),控制上下移動(dòng)絲杠,上下移動(dòng)絲杠上套有充電伸出臂2-2,伸出臂末端設(shè)置有充電接口 2-3,充電接口 2-3與充電伸出臂2-2通過(guò)彈簧連接;前后移動(dòng)步進(jìn)電機(jī)設(shè)置在底座I 一端,控制前后移動(dòng)支撐架3前后運(yùn)動(dòng)。
[0017]進(jìn)一步的,上下移動(dòng)平臺(tái)、前后移動(dòng)平臺(tái)及左右移動(dòng)平臺(tái)分別包括限位開(kāi)關(guān)。
[0018]—種三自由度電動(dòng)汽車(chē)自動(dòng)充電裝置的控制方法:其特征在于,包括控制器,控制器控制升降速子程序、左右移動(dòng)子程序、上下移動(dòng)子程序和前后移動(dòng)子程序;該方法具體包括以下步驟:
[0019]I)關(guān)閉狀態(tài)下,充電裝置處于收起狀態(tài),充電伸出臂位于上下移動(dòng)支撐桿2頂部;前后移動(dòng)支撐架3位于底座I右端;底座I位于左右移動(dòng)支撐桿4中央;當(dāng)控制器收到自動(dòng)充電信號(hào)后,驅(qū)動(dòng)上下移動(dòng)步進(jìn)電機(jī),充電伸出臂由上下移動(dòng)支撐桿2頂部下降到底部;
[0020]2)充電伸出臂下降到位后,控制器驅(qū)動(dòng)前后移動(dòng)步進(jìn)電機(jī),將充電伸出臂伸到待充電汽車(chē)的底盤(pán)下方,此時(shí)充電伸出臂伸出,前后移動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng),接觸到充電伸出臂上的限位開(kāi)關(guān)之后停止運(yùn)動(dòng);
[0021]3)檢測(cè)底盤(pán)高度:檢測(cè)充電伸出臂伸出后,充電伸出臂開(kāi)始上升并調(diào)用升降速子程序,當(dāng)充電臂上的限位開(kāi)關(guān)接觸到汽車(chē)底盤(pán)之后,充電伸出臂停止上升,下上移動(dòng)步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn),使充電伸出臂向下運(yùn)動(dòng)2mm;
[0022]4)完成步驟3)后,控制器調(diào)動(dòng)左右移動(dòng)子程序,驅(qū)動(dòng)左右移動(dòng)平臺(tái)移動(dòng);底座I帶動(dòng)充電伸出臂向右移動(dòng),運(yùn)動(dòng)的同時(shí)對(duì)線性霍爾傳感器兩端電壓進(jìn)行檢測(cè),當(dāng)自動(dòng)充電裝置運(yùn)動(dòng)到霍爾傳感器附近時(shí),開(kāi)始低速并勻速運(yùn)動(dòng),當(dāng)充電接口 2-3接近收點(diǎn)接口時(shí),檢測(cè)到線性霍爾傳感器兩端電壓上升;當(dāng)充電接口 2-3運(yùn)動(dòng)到左右移動(dòng)方向上的最接近受電接口的位置,控制器檢測(cè)到霍爾傳感器兩端電壓下降,此時(shí)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng),確定左右定位;
[0023]5)完成步驟4)后,控制器調(diào)用前后移動(dòng)子程序,控制前后移動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng),當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn),前后移動(dòng)平臺(tái)向前運(yùn)動(dòng);此時(shí),若檢測(cè)到電壓由上升到下降,電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng),控制器調(diào)用上下移動(dòng)子程序;若檢測(cè)到電壓下降,則電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)并開(kāi)始反轉(zhuǎn),前后移動(dòng)平臺(tái)開(kāi)始向后移動(dòng);此時(shí)繼續(xù)檢測(cè),若檢測(cè)到電壓由上升到下降,停止運(yùn)動(dòng),否則繼續(xù)移動(dòng)前后移動(dòng)平臺(tái);
[0024]6)當(dāng)充電接口 2-3經(jīng)過(guò)步驟5)的前后位置調(diào)整,運(yùn)動(dòng)到車(chē)輛上受電接口的正下方后,控制器調(diào)用充電伸出臂上下移動(dòng)子程序,充電臂帶動(dòng)充電接口 2-3上升,與受電接口對(duì)接;當(dāng)汽車(chē)ECU檢測(cè)到電動(dòng)汽車(chē)已經(jīng)開(kāi)始充電,發(fā)送信號(hào)給自動(dòng)充電裝置控制器,控制器控制上下移動(dòng)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng),此時(shí)開(kāi)始對(duì)電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行充電,充電接口 2-3定位對(duì)接過(guò)程完成,開(kāi)始充電;
[0025]7)當(dāng)汽車(chē)ECU檢測(cè)到電動(dòng)汽車(chē)充電完成或車(chē)主需要用車(chē)按下自動(dòng)充電裝置收起按鈕控后,控制器控制上下移動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn),使充電接口 2-3與受電接口脫離,充電臂下降到靠近地面處;
[0026]8)控制器接收到充電完成或遙控收起信號(hào)使充電伸出臂下降到位后,前后移動(dòng)電機(jī)啟動(dòng),控制充電伸出臂退回,前后移動(dòng)平臺(tái)向后運(yùn)動(dòng),接觸到限位開(kāi)關(guān)后,前后移動(dòng)電機(jī)停止運(yùn)動(dòng);
[0027]9)前后移動(dòng)平臺(tái)后退到位后,自動(dòng)充電裝置整體右移回到初始位置,當(dāng)自動(dòng)充電裝置接觸到限位開(kāi)關(guān)之后步進(jìn)電機(jī)停止運(yùn)動(dòng);自動(dòng)充電裝置收起。
[0028]充電伸出臂與前后移動(dòng)平臺(tái)通過(guò)螺栓連接在一起,因此也相當(dāng)于控制充電伸出臂的伸出與退回。左右移動(dòng)步進(jìn)電機(jī)控制的是自動(dòng)充電裝置整體的左右移動(dòng)。絲杠將步進(jìn)電機(jī)的軸向轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)為自動(dòng)充電裝置和前后移動(dòng)平臺(tái)、充電伸出臂的直線運(yùn)動(dòng),線性霍爾傳感可以給出自動(dòng)充電裝置和充電伸出臂的位置信息。底座兩邊的滑動(dòng)導(dǎo)軌可以有效降低前后移動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦,底座為黃銅軸套,黃銅軸套則可有效降低自動(dòng)充電裝置整體左右移動(dòng)和充電伸出臂上下移動(dòng)時(shí)的摩擦,使運(yùn)動(dòng)更加平穩(wěn)順暢。彈簧可以在充電接口和受電接口對(duì)接時(shí)允許存在一定的位置偏差,降低對(duì)接難度。
[0029]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)指出:對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下,還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾,這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三自由度電動(dòng)汽車(chē)自動(dòng)充電裝置,其特征在于:包括三個(gè)方向的移動(dòng)平臺(tái)、分別控制每個(gè)平臺(tái)移動(dòng)的電機(jī)、霍爾傳感器、固定架(4-3 )、充電接口( 2-3); 所述移動(dòng)平臺(tái)包括底座(I)、上下移動(dòng)平臺(tái)、前后移動(dòng)平臺(tái)及左右移動(dòng)平臺(tái),三個(gè)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)路線相互垂直;上下移動(dòng)平臺(tái)、前后移動(dòng)平臺(tái)及左右移動(dòng)平臺(tái)通過(guò)底座(I)相互連接。2.如權(quán)利要求1所述的一種三自由度電動(dòng)汽車(chē)自動(dòng)充電裝置,其特征在于:上下移動(dòng)平臺(tái)包括上下移動(dòng)支撐桿(2)和上下移動(dòng)絲杠(2-1);所述前后移動(dòng)平臺(tái)包括前后移動(dòng)支撐架(3);所述左右移動(dòng)平臺(tái)包括左右移動(dòng)支撐桿(4)和左右移動(dòng)絲杠(4-1); 上下移動(dòng)支撐桿(2)通過(guò)前后移動(dòng)支撐架(3)與底座(I)下方連接,形成導(dǎo)軌(1-2)滑塊機(jī)構(gòu);前后移動(dòng)支撐架(3)沿著底座(I)前后滑動(dòng);底座(I)上方設(shè)置有若干通孔,左右移動(dòng)絲杠(4-1)穿過(guò)排列在中央的通孔,左右移動(dòng)平臺(tái)的左右移動(dòng)支撐桿(4)穿過(guò)其他通孔;左右移動(dòng)步進(jìn)電機(jī)位于底座(I)的一側(cè),具體布置于左右移動(dòng)絲杠(4-1) 一端,控制左右移動(dòng)絲杠(4-1);底座(I)的另一側(cè)設(shè)置有若干固定架(4-3),所述固定架(4-3)與左右移動(dòng)支撐桿(4)和左右移動(dòng)絲杠(4-1)末端連接,固定架(4-3)包括圓形連接孔和固定面,所述固定面水平;若干固定支架的固定面位于同一個(gè)平面上;所述上下移動(dòng)平臺(tái)頂部設(shè)置有上下移動(dòng)步進(jìn)電機(jī),控制上下移動(dòng)絲杠,上下移動(dòng)絲杠上套有充電伸出臂(2-2),伸出臂末端設(shè)置有充電接口(2-3),充電接口(2-3)與充電伸出臂(2-2)通過(guò)彈簧連接;前后移動(dòng)步進(jìn)電機(jī)設(shè)置在底座(I) 一端,控制前后移動(dòng)支撐架(3)前后運(yùn)動(dòng)。3.如權(quán)利要求1所述的一種三自由度電動(dòng)汽車(chē)自動(dòng)充電裝置,其特征在于:上下移動(dòng)平臺(tái)、前后移動(dòng)平臺(tái)及左右移動(dòng)平臺(tái)分別包括限位開(kāi)關(guān)。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK205544401SQ201620097667
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年1月29日
【發(fā)明人】馮玉朋, 曾慶喜, 徐亮, 張鵬娜, 馬杉
【申請(qǐng)人】南京航空航天大學(xué)