一种汽车智能无线充电系统及其充电方法技术方案

一种汽车智能无线充电系统及其充电方法，包括：电源柜、发射线圈、接触开关、红外传感器、球形护盖、球形轴、平衡弹簧、输入电缆、线圈固定卡、机械臂、电动伸缩杆、伸缩臂固定轴、固定销、垂直旋转电机、水平旋转电机、U型挡板、加强板，还包括：电源柜底座和发射线圈遮雨槽；该系统首次突破平面坐标系定位方法，采用机械臂旋转形式的极坐标系定位方法，克服了原有二维定位无线充电系统的不足，通过精准的三维定位，达到最佳的高效率充电效果，且一体化的结构设计，弥补了电源柜分离安装的不足，省去长距离电缆的拖动和能耗，而且极大改善了原有地面导轨式定位装置雨天积水漏电，无法完成充电操作的不足。

A car intelligent wireless charging system and its charging method

An intelligent vehicle wireless charging system and method, including: power supply cabinet, emitting coil, contact switch, infrared sensor, spherical cover, spherical shaft, balance spring, input cable, coil fixing clip, mechanical arm, electric telescopic rod, the telescopic arm fixing shaft, a fixing pin, a vertical rotation motor and horizontal rotary motor U type baffle, reinforcing plate, also includes a power base cabinet and transmitter coil rain trough; for the first time the plane coordinate system, positioning method, the positioning method of polar coordinate manipulator rotation form, overcomes the shortcomings of the original two-dimensional positioning of wireless charging system, through the three-dimensional precise positioning, to achieve the best efficiency the charging effect, structure design and integration, to make up for the lack of separation of power supply cabinet installation, drag and save energy long distance cable, but also greatly changed The original ground guide type positioning device is not able to complete the shortage of charging operation.

【技术实现步骤摘要】
一种汽车智能无线充电系统及其充电方法
本专利技术涉及一种无线充电结构
，尤其是一种汽车智能无线充电系统及其充电方法。
技术介绍
当今世界，汽车作为一种现代化的交通运输工具，已经逐步普及到了千家万户，成为我们家庭生活的重要组成部分，为我们日常的快捷出行带来了许多便利；但目前汽车使用的主要能源为石油类产品，发动机不能完全彻底的将汽油燃烧干净，向大气中排放大量的汽车尾气，严重污染了人类的生活环境；燃油汽车排放的尾气主要污染物有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、重金属铅等几十种有害物质，是雾霾产生的重要原因之一，直接导致呼吸系统、血液循环方面的疾病，对肝脏的损坏尤为严重，对人类的健康有很大的不利影响，汽车在为人类造福的同时，也给我们的环境造成了很严重的污染；使用新能源汽车代替燃油汽车必然是大势所趋，使用电力驱动的汽车是目前解决这一问题最有效的办法，且国家已经制定了新能源汽车的发展目标，将逐步停止燃油汽车的生产，相信不久，新能源汽车替代燃油汽车的时代就会到来；电动汽车以电力为能源，以电机为驱动力，没有任何废气排放，对大气环境没有污染与影响，可以趋利避害，最大限度的造福人类；目前电动汽车主要以电池为储能器件，为电机提供能量，因此当电池放电到临界点时，就需要重新补充电量，即需要对电池重新充电。目前电动汽车充电的方式有两种：一是有线充电，二是无线充电。有线充电：通过充电枪与汽车充电接口连接完成充电工作，与汽车加油的方法一致，只是油改电而已。因为有一条供电线缆与充电枪相连接，称为有线充电。无线充电：通过电磁感应的方式为汽车充电，地面安装有发射装置，汽车安装有接收装置，之间通过电磁感应传递能量，完成为电池充电的工作，由于是非接触式充电，所以称为无线充电；无线充电与有线充电相比有以下的优势：1.没有电缆与充电枪连接，充电安全方便；充电完成后，汽车可以直接开动，无需考虑连接电缆；2.充电系统之间相互独立，电气绝缘，没有电极间的接触摩擦及间隙，不产生电火花；3.不受环境影响，不怕尘土灰尘降雨的影响，安全可靠；4.发射线圈可以根据需要安装在地面或其它可以方便充电的地方，最大的合理利用空间；5.通过手机遥控操作，可以在任何时间下实现无人自动充电工作；6.充电状态实时监控，可根据充电电量随时中断充电进程，当汽车移动离开充电范围时可以自动结束充电状态；无线充电存在的问题：无线充电要求发射线圈与接收线圈的中心必须保证一定精度的同轴度要求，在高度方向上保持一定的间隙距离，以保证最大效率的能量传递，即要求汽车进入充电地点时停车位置需要特别的准确，在停车位置狭窄，车体尺寸各异的情况下并不容易实现，因此无线充电需要具有一种能够将发射线圈与接收线圈自动定位的功能才能满足使用条件；鉴于目前无线充电存在的问题，为了满足未来市场的需要，紧跟电动汽车发展的步伐，我公司特别开发了一种能够自动寻找、定位的机械臂无线充电装置。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种汽车智能无线充电系统及其充电方法，该系统首次突破平面坐标系定位方法，采用机械臂旋转形式的极坐标系定位方法，克服了原有二维定位无线充电系统的不足，通过精准的三维定位，达到最佳的高效率充电效果，且一体化的结构设计，弥补了电源柜分离安装的不足，省去长距离电缆的拖动和能耗，而且极大改善了原有地面导轨式定位装置雨天积水漏电，无法完成充电操作的不足，本专利技术在汽车充完电后，机械臂带动线圈自动返回专用安全槽内，安全槽兼有防水防尘的作用，操作安全简单，后期维护方便；为实现上述目的，本专利技术提供一种汽车智能无线充电系统及其充电方法，其中：一种汽车智能无线充电系统，包括：电源柜、发射线圈、接触开关、红外传感器、球形护盖、球形轴、平衡弹簧、输入电缆、线圈固定卡、机械臂、电动伸缩杆、伸缩臂固定轴、固定销、垂直旋转电机、水平旋转电机、U型挡板、加强板，还包括：电源柜底座和发射线圈遮雨槽；进一步的，所述电源柜：为总电源系统，是整个系统的安装平台；为发射线圈提供高频发射电源，同时内置控制器电路和无线接收设备；所述电源柜下部设置有水平旋转电机安装槽，用于安装水平旋转电机，同时降低系统的安装重心；进一步的，所述发射线圈:为一导电线圈，接通电源后将发射定向电磁辐射波，为接收线圈提供辐射能量；所述发射线圈设置在所述机械臂上方，通过所述线圈固定卡与机械臂安装在一起；进一步的，所述机械臂：为一矩形套管结构，内置电动伸缩杆，安装在伸缩臂固定轴上；在所述电动伸缩杆的带动下进行伸缩运动，在垂直旋转电机的带动下做上、下方向的运动，在水平旋转电机的带动下做水平方向上的运动；所述伸缩臂固定轴安装在在两块U型挡板之间；进一步的，所述发射线圈上安装有接触开关、红外传感器、球形护盖、球形轴和平衡弹簧；作为一种举例说明，所述接触开关的数量采用四组，分别安装在发射线圈的四周，当与接收线圈完全吻合平行时闭合，输出定位结束信号；作为一种举例说明，所述红外传感器是红外信号接收装置，安装在所述发射线圈上表面的中心位置，用于接收特定的红外线信号，为所述发射线圈与接收线圈同轴定位提供坐标；进一步的，所述球形护盖安装在发射线圈的下表面中心位置，是球形轴的固定件；进一步的，所述球形轴安装在发射线圈的下表面中心凸起位置与球形护盖内，可容许所述发射线圈在一定的角度内倾斜变化；所述平衡弹簧安装在发射线圈与球形轴之间，起到对发射线圈保持水平的作用；进一步的，所述输入电缆为一螺旋状电缆，为发射线圈提供高频电流；所述输入电缆的一端与所述发射线圈的一端连接，另一端与电源柜内输出端子连接；进一步的，所述线圈固定卡一端安装在机械臂上，另一端安装有球形轴为发射线圈提供支撑连接；进一步的，所述固定销用于将电动伸缩杆固定在机械臂内腔结构上；进一步的，所述垂直旋转电机安装在U型挡板的一侧，其轴穿过伸缩臂固定轴的孔并与孔做刚性连接，带动机械臂做上下方向摆动；进一步的，所述水平旋转电机安装在电源柜的水平旋转电机安装槽内，其外壳上焊接有U型挡板；其作用为带动机械臂做水平方向的摆动；进一步的，所述U型挡板的一端焊接在水平旋转电机的外壳上，为垂直旋转电机提供安装承托面，另一端安装有加强板，在水平旋转电机的带动下做水平方向的摆动；作为一种举例说明，电源柜底座：为电源柜和所有结构提供牢固稳定的安装底座，上面与电源柜安装，下面与地面基础安装。其上开有穿线孔、固定孔、工艺孔等结构；作为一种举例说明，所述发射线圈遮雨槽开在电控柜的上侧面，为发射线圈提供防水、防灰尘、防坠物和防意外损伤的保护；作为一种举例说明，所述电源柜安装有控制系统，用于对汽车进行智能无线充电操作；作为一种举例说明，所述机械臂上可安装不同规格、不同功率的无线充电发射线圈；为了更好的说明本专利技术的工作原理，简要介绍工作过程如下：一种汽车智能无线充电系统的充电方法，包括如下步骤：步骤一、将需要充电的汽车开到指定的充电地点，并将汽车停放在指定的停车范围内；步骤二、启动控制系统，发出请求充电的信号，控制系统接收到相关信号后，系统将首先启动环境自动检测系统，判断环境周围是否存在障碍物，如果有障碍物存在，则报警处理，如果没有障碍物则进行下一步操作；步骤三、控制所述机械臂由垂直状态旋转到水平状态，同时安装在汽车底盘下面的电磁接收线圈上的红外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车智能无线充电系统，其特征在于，包括：电源柜、发射线圈、接触开关、红外传感器、球形护盖、球形轴、平衡弹簧、输入电缆、线圈固定卡、机械臂、电动伸缩杆、伸缩臂固定轴、固定销、垂直旋转电机、水平旋转电机、U型挡板、加强板，还包括：电源柜底座和发射线圈遮雨槽；所述电源柜：为总电源系统，是整个系统的安装平台；为发射线圈提供高频发射电源，同时内置控制器电路和无线接收设备；所述电源柜下部设置有水平旋转电机安装槽，用于安装水平旋转电机，同时降低系统的安装重心；所述发射线圈:为一导电线圈，接通电源后将发射定向电磁辐射波，为接收线圈提供辐射能量；所述发射线圈设置在所述机械臂上方，通过所述线圈固定卡与机械臂安装在一起；所述机械臂：为一矩形套管结构，内置电动伸缩杆，安装在伸缩臂固定轴上；在所述电动伸缩杆的带动下进行伸缩运动，在垂直旋转电机的带动下做上、下方向的运动，在水平旋转电机的带动下做水平方向上的运动；所述伸缩臂固定轴安装在在两块U型挡板之间；所述发射线圈上安装有接触开关、红外传感器、球形护盖、球形轴和平衡弹簧；所述球形护盖安装在发射线圈的下表面中心位置，是球形轴的固定件；所述球形轴安装在发射线圈的下表面中心凸起位置与球形护盖内，可容许所述发射线圈在一定的角度内倾斜变化；所述平衡弹簧安装在发射线圈与球形轴之间，起到对发射线圈保持水平的作用；所述输入电缆为一螺旋状电缆，为发射线圈提供高频电流；所述输入电缆的一端与所述发射线圈的一端连接，另一端与电源柜内输出端子连接；所述线圈固定卡一端安装在机械臂上，另一端安装有球形轴为发射线圈提供支撑连接；所述固定销用于将电动伸缩杆固定在机械臂内腔结构上；所述垂直旋转电机安装在U型挡板的一侧，其轴穿过伸缩臂固定轴的孔并与孔做刚性连接，带动机械臂做上下方向摆动；所述水平旋转电机安装在电源柜的水平旋转电机安装槽内，其外壳上焊接有U型挡板；其作用为带动机械臂做水平方向的摆动；所述电源柜安装有控制系统，用于对汽车进行智能无线充电操作；所述U型挡板的一端焊接在水平旋转电机的外壳上，为垂直旋转电机提供安装承托面，另一端安装有加强板，在水平旋转电机的带动下做水平方向的摆动。...

【技术特征摘要】
2017.12.14 CN 20171133551761.一种汽车智能无线充电系统，其特征在于，包括：电源柜、发射线圈、接触开关、红外传感器、球形护盖、球形轴、平衡弹簧、输入电缆、线圈固定卡、机械臂、电动伸缩杆、伸缩臂固定轴、固定销、垂直旋转电机、水平旋转电机、U型挡板、加强板，还包括：电源柜底座和发射线圈遮雨槽；所述电源柜：为总电源系统，是整个系统的安装平台；为发射线圈提供高频发射电源，同时内置控制器电路和无线接收设备；所述电源柜下部设置有水平旋转电机安装槽，用于安装水平旋转电机，同时降低系统的安装重心；所述发射线圈:为一导电线圈，接通电源后将发射定向电磁辐射波，为接收线圈提供辐射能量；所述发射线圈设置在所述机械臂上方，通过所述线圈固定卡与机械臂安装在一起；所述机械臂：为一矩形套管结构，内置电动伸缩杆，安装在伸缩臂固定轴上；在所述电动伸缩杆的带动下进行伸缩运动，在垂直旋转电机的带动下做上、下方向的运动，在水平旋转电机的带动下做水平方向上的运动；所述伸缩臂固定轴安装在在两块U型挡板之间；所述发射线圈上安装有接触开关、红外传感器、球形护盖、球形轴和平衡弹簧；所述球形护盖安装在发射线圈的下表面中心位置，是球形轴的固定件；所述球形轴安装在发射线圈的下表面中心凸起位置与球形护盖内，可容许所述发射线圈在一定的角度内倾斜变化；所述平衡弹簧安装在发射线圈与球形轴之间，起到对发射线圈保持水平的作用；所述输入电缆为一螺旋状电缆，为发射线圈提供高频电流；所述输入电缆的一端与所述发射线圈的一端连接，另一端与电源柜内输出端子连接；所述线圈固定卡一端安装在机械臂上，另一端安装有球形轴为发射线圈提供支撑连接；所述固定销用于将电动伸缩杆固定在机械臂内腔结构上；所述垂直旋转电机安装在U型挡板的一侧，其轴穿过伸缩臂固定轴的孔并与孔做刚性连接，带动机械臂做上下方向摆动；所述水平旋转电机安装在电源柜的水平旋转电机安装槽内，其外壳上焊接有U型挡板；其作用为带动机械臂做水平方向的摆动；所述电源柜安装有控制系统，用于对汽车进行智能无线充电操作；所述U型挡板的一端焊接在水平旋转电机的外壳上，为垂直旋转电机提供安装承托面，另一端安装有加强板，在水平旋转电机的带动下做水平方向的摆动。2.根据权利要求1所述的一种汽车智能无线充电系统，其特征在于，所述接触开关的数量采用四组，分别安装在发射线圈的四周，当与接收线圈完全吻合平行时闭合，输出定位结束信号。3.根据权利要求2所述的一种汽车智能无线充电系统，其特征在于，所述红外传感器是红外信号接收装...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛黎明，国晓军，陆钧，付璐，
申请(专利权)人：伽行科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11