一种面向多种车型的自动充电装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种面向多种车型的自动充电装置及方法，自动充电装置包含充电桩壳体、充电桩盖、充电桩盖升起组件、充电枪组件、位置调节组件和电子控制单元。本发明专利技术面向无人及有人驾驶的混合动力汽车、纯电动汽车的自动充电，设置充电桩盖可延长用自动充电装置的使用寿命，采用两个移动副和一个转动副，节省了充电桩内部空间，节约资源，能根据充电口型号自动更换充电枪，适用于多种车型的充电模式，且工作可靠，响应快速，应用范围较广，可实现面向多种车型的自动充电功能。

【技术实现步骤摘要】
一种面向多种车型的自动充电装置及方法
本专利技术涉及电动汽车的智能充电桩领域，尤其涉及一种面向多种车型的自动充电装置及方法。
技术介绍
在全球能源危机和环境危机严重的大背景下，我国政府积极推进新能源汽车的应用与发展，电动汽车作为一种发展前景广阔的绿色交通工具，未来的市场前景巨大，随着人工智能及车载网络的技术革新，无人车的发展速度也会异常迅猛，故建设面向有人及无人电动汽车的充电站这种发展电动汽车所必须的重要配套基础设施显得尤为重要。2016年国家颁布电动汽车充电接口类型标准，将国内的充电接口统一标准，但对于2016年之前生产的电动汽车及国外电动汽车的充电接口例如：欧洲应用最广泛的接口类型Combo插头、日本日产及三菱汽车等支持的CHAdeMO插头、Tesla插头、欧盟的Mennekes插头、CEE标准插头等在国内应用时就会出现与充电桩插口类型不匹配问题。基于以上背景，设计一种面向多种车型的自动充电装置是非常有必要的。目前关于充电桩的自动充电调节装置已有很多，其中百度在线网络技术北京有限公司提出的无人驾驶的用电汽车、充电桩及用于其中的充电方法（专利号CN105811513A），该专利中的充电桩采用通信组件，用于接收无人驾驶的用电汽车发送的充电请求，为了明确充电枪充电的位置,通信组件接收无人驾驶的用电汽车的充电接口的坐标，并利用车上的测距仪进行反馈。但在此设计中并未考虑无人驾驶用电汽车的充电接口类型问题，只适用于一种充电接口，当来车为不同类型充电插座时，则存在不能充电的问题，适用性差。佛山市禾才科技服务有限公司提出的一种基于充电桩的汽车智能自动充电系统（专利号CN108162772A），该充电桩内安装有主控制器，接收传感器、到位传感器、充电桩电极汽车上设置有发送传感器、对中灯和汽车电极，驾驶员驾驶汽车对照充电桩电极和汽车电极调整位置，直至二者相碰充电。该装置需要在每一辆电动汽车上面安装发送传感器、对中灯和汽车电极，工作量巨大，且电极的对接调节由驾驶员目视调节，精确度较低，对于新手驾驶员来讲，困难较大，且耗时较长。河南机电高等专科学校设计了一种自动管理的新能源汽车智能充电桩（专利号CN205509606U），该专利涉及到的充电桩部分采用了滑道、滑座、转座的结构，将整个充电桩安装在转座上，通过转座在滑座上的运动实现了整个充电桩的位置调节。然而此调节过程只适用于有人驾驶的车辆，并且充电桩可以滑动且沿轴向360度旋转的设计，使得装置占地面积大，且没有外围的保护措施，在实际操作时容易存在视觉盲区，忽略附近的儿童，存在安全隐患。南京航空航天大学提出的一种三自由度电动汽车自动充电装置及其控制方法（专利号CN105539190A），该专利利用空间中三个自由度设计了三个方向的移动平台，以实现汽车与充电桩的对接。但三个移动副的设计使得充电桩内部空间利用率变差，且该专利只涉及了如何实现充电过程，并未将结束后的调节过程进行说明，调节过程不完整。厦门大学提出了一种动汽车自动充电系统及其控制方法（专利号CN106696747），该专利的机械调节部分通过在充电桩的外部安装了自动充电控制装置，通过将车驶入自动充电控制装置，装置则自行检测充电口的位置及实现对接的调节。但此装置占地面积较大，且一直暴露于外部环境中，滑轨需要及时清理，驾驶员驶入有可能压到滑轨，容易遭到破坏，使用寿命较短，只适用于充电口一致的车型，存在局限性。蔡淑彬申请的一种电动汽车自动充电系统（专利号CN10524497），该专利通过充电端与车载受电端的超声波或红外信号的对接，确认端口的匹配，将采用带锥形状的充电插头和带漏斗状的充电插座,将充电插头插进充电插座内。但通过对车载充电端口的改造使得成本增加，且没有更换充电枪的装置，造成已投入使用的车辆不能使用这新型充电端口，适用性较差。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对
技术介绍
中所涉及到的缺陷，提供一种面向多种车型的自动充电装置及方法。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案一种面向多种车型的自动充电装置，包含充电桩壳体、充电桩盖、充电桩盖升起组件、充电枪组件、位置调节组件和电子控制单元；所述充电桩壳体为上下封闭、一个侧面开口的空心长方体，包含顶面、底面以及第一至第三侧面，其中，第一侧面平行于第三侧面，第二侧面和开口侧面平行；充电桩盖升起组件包括升降伺服电机、齿轮、第三转角传感器、齿条、充电桩盖、第一导向滑轨和第二导向滑轨；所述第一导向滑轨、第二导向滑轨平行设置在所述充电桩壳体开口的两个侧边上，且第一导向滑轨、第二导向滑轨上均设有能够自由滑动的滑块；所述充电桩盖的两侧分别和所述第一导向滑轨、第二导向滑轨上的滑块对应固连，使得充电桩盖能够沿第一导向滑轨和第二导向滑轨自由滑动、关闭或打开充电桩壳体；所述齿条固定在所述充电桩盖的内壁上、和所述第一导向滑轨平行；所述充电桩壳体的顶面上设有供所述齿条穿出的通孔；所述升降伺服电机固定在所述充电桩壳体顶面的内壁上，其输出轴和所述齿轮的转轴同轴固连；所述齿轮和所述齿条啮合；所述升降伺服电机用于通过所述齿轮带动齿条上下运动进而带动充电桩盖上下滑动、关闭或打开充电桩壳体；所述第三转角传感器设置在所述升降伺服电机的输出轴上，用于感应其驱动齿轮转动的角度，并将其传递给所述电子控制单元；所述充电枪组件包括充电枪放置架和若干型号一一预先设定的充电枪；所述充电枪放置架呈圆弧条状，一端通过固定件和所述充电桩壳体顶面的内壁固连，另一端通过固定件和所述充电桩壳体第三侧面的内壁固连，开口方向朝下；充电枪放置架上均匀设有若干和所述充电枪一一对应的充电枪放置座；所述充电枪包含充电枪本体、充电枪导电座、充电枪吸附座、充电枪卡座和充电枪放置磁块；所述充电枪导电座、充电枪吸附座设置在所述充电枪本体的尾端，均呈凹槽状，其中，充电枪导电座用于将外部电源接入至充电枪本体，充电枪吸附座采用磁性金属制成；所述充电枪卡座为圆柱体，一端和所述充电枪本体的枪身底部固连，另一端和所述充电枪放置磁块固连；所述充电枪放置座包含放置座壳体和放置座磁块；所述放置座壳体包含放置枪壳体、放置卡座壳体和放置座底托，其中，放置枪壳体、放置卡座壳体均为两端开口的空心半圆柱体，放置枪壳体的内壁和其对应充电枪的充电枪本体枪身外轮廓相匹配，放置卡座壳体的内壁和其对应充电枪的充电枪卡座外轮廓相匹配；所述放置座底托为圆形挡板；所述放置卡座壳体一端和所述放置枪壳体相连，另一端和所述放置座底托同轴固连，形成用于放置其对应充电枪的充电枪本体枪身、充电枪卡座的半开放腔体；所述放置座磁块设置在所述放置座底托上，用于在其对应充电枪的充电枪本体枪身、充电枪卡座放置其中时吸附住充电枪放置磁块进而固定座充电枪；所述位置调节组件包括第一导向杆、第二导向杆、第一支撑杆、第一旋转电机、第一转角传感器、第二支撑杆、第二旋转电机、第二转角传感器、吸附板、导电凸台和吸附凸台；所述第一导向杆、第二导向杆均包含导向轨、滚珠丝杠、导向伺服电机和位置传感器；所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向多种车型的自动充电装置，其特征在于，包含充电桩壳体、充电桩盖、充电桩盖升起组件、充电枪组件、位置调节组件和电子控制单元；/n所述充电桩壳体为上下封闭、一个侧面开口的空心长方体，包含顶面、底面以及第一至第三侧面，其中，第一侧面平行于第三侧面，第二侧面和开口侧面平行；/n充电桩盖升起组件包括升降伺服电机、齿轮、第三转角传感器、齿条、充电桩盖、第一导向滑轨和第二导向滑轨；/n所述第一导向滑轨、第二导向滑轨平行设置在所述充电桩壳体开口的两个侧边上，且第一导向滑轨、第二导向滑轨上均设有能够自由滑动的滑块；/n所述充电桩盖的两侧分别和所述第一导向滑轨、第二导向滑轨上的滑块对应固连，使得充电桩盖能够沿第一导向滑轨和第二导向滑轨自由滑动、关闭或打开充电桩壳体；/n所述齿条固定在所述充电桩盖的内壁上、和所述第一导向滑轨平行；所述充电桩壳体的顶面上设有供所述齿条穿出的通孔；/n所述升降伺服电机固定在所述充电桩壳体顶面的内壁上，其输出轴和所述齿轮的转轴同轴固连；所述齿轮和所述齿条啮合；所述升降伺服电机用于通过所述齿轮带动齿条上下运动进而带动充电桩盖上下滑动、关闭或打开充电桩壳体；/n所述第三转角传感器设置在所述升降伺服电机的输出轴上，用于感应其驱动齿轮转动的角度，并将其传递给所述电子控制单元；/n所述充电枪组件包括充电枪放置架和若干型号一一预先设定的充电枪；/n所述充电枪放置架呈圆弧条状，一端通过固定件和所述充电桩壳体顶面的内壁固连，另一端通过固定件和所述充电桩壳体第三侧面的内壁固连，开口方向朝下；充电枪放置架上均匀设有若干和所述充电枪一一对应的充电枪放置座；/n所述充电枪包含充电枪本体、充电枪导电座、充电枪吸附座、充电枪卡座和充电枪放置磁块；所述充电枪导电座、充电枪吸附座设置在所述充电枪本体的尾端，均呈凹槽状，其中，充电枪导电座用于将外部电源接入至充电枪本体，充电枪吸附座采用磁性金属制成；所述充电枪卡座为圆柱体，一端和所述充电枪本体的枪身底部固连，另一端和所述充电枪放置磁块固连；/n所述充电枪放置座包含放置座壳体和放置座磁块；/n所述放置座壳体包含放置枪壳体、放置卡座壳体和放置座底托，其中，放置枪壳体、放置卡座壳体均为两端开口的空心半圆柱体，放置枪壳体的内壁和其对应充电枪的充电枪本体枪身外轮廓相匹配，放置卡座壳体的内壁和其对应充电枪的充电枪卡座外轮廓相匹配；所述放置座底托为圆形挡板；所述放置卡座壳体一端和所述放置枪壳体相连，另一端和所述放置座底托同轴固连，形成用于放置其对应充电枪的充电枪本体枪身、充电枪卡座的半开放腔体；/n所述放置座磁块设置在所述放置座底托上，用于在其对应充电枪的充电枪本体枪身、充电枪卡座放置其中时吸附住充电枪放置磁块进而固定座充电枪；/n所述位置调节组件包括第一导向杆、第二导向杆、第一支撑杆、第一旋转电机、第一转角传感器、第二支撑杆、第二旋转电机、第二转角传感器、吸附板、导电凸台和吸附凸台；/n所述第一导向杆、第二导向杆均包含导向轨、滚珠丝杠、导向伺服电机和位置传感器；/n所述导向轨沿其长度方向设有滑槽、滑槽内设有能够沿着滑槽自由滑动的滑块，且该滑块沿导向轨方向设有和所述滚珠丝杠相匹配的螺纹通孔；所述滚珠丝杠设置在导向轨的滑槽中，滚珠丝杠的两端分别通过轴承和所述导向轨相连且滚珠丝杠和导向轨中的滑块螺纹相连；所述导向伺服电机固定在导向轨上，其输出轴和所述滚珠丝杠同轴固连，用于驱动滚珠丝杠转动进而带动导向轨内的滑块移动；所述位置传感器用于测量其所在导向杆的工作距离、即导向轨上的滑块和导向伺服电机输出轴端部之间的距离，并将其传递给所述电子控制单元；/n所述第一导向杆固定在充电桩壳体底面的内壁上、平行于充电桩壳体的第一侧面，且第一导向杆上滑槽的开口朝上；/n所述第一支撑杆和所述齿条平行设置，第一支撑杆的下端和所述第一导向杆上的滑块固连；/n所述第一旋转电机的壳体固定在所述第一支撑杆的顶端，输出轴垂直于第一支撑杆且和第二导向杆导向轨的一端垂直固连，使得第二导向杆能够相对第一支撑杆转动且第二导向杆上滑槽的开口朝向充电桩盖；所述第一转角传感器设置在第一旋转电机的输出轴上，用于检测第一旋转电机的工作角度、即第二导向杆相对于第一支撑杆的旋转角度；/n所述第二支撑杆和所述第一导向杆平行设置，一端和第二导向杆上的滑块固连，另一端和第二旋转电机的壳体固连；/n所述第二旋转电机的输出轴和所述第二支撑杆同轴，且第二旋转电机的输出轴和所述吸附板的一面垂直固连；所述第二转角传感器设置在所述第二旋转电机的输出轴上，用于检测第二旋转电机的工作角度、即吸附板相对于第二支撑杆的旋转角度；/n所述导电凸台、吸附凸台均设置在所述吸附板的另一面上，其中，所述吸附凸台为和所述充电枪吸附座相匹配的电磁铁、和所述电子控制单元电气相连，用于对充电枪吸附座进行吸附或松开...

【技术特征摘要】
1.一种面向多种车型的自动充电装置，其特征在于，包含充电桩壳体、充电桩盖、充电桩盖升起组件、充电枪组件、位置调节组件和电子控制单元；
所述充电桩壳体为上下封闭、一个侧面开口的空心长方体，包含顶面、底面以及第一至第三侧面，其中，第一侧面平行于第三侧面，第二侧面和开口侧面平行；
充电桩盖升起组件包括升降伺服电机、齿轮、第三转角传感器、齿条、充电桩盖、第一导向滑轨和第二导向滑轨；
所述第一导向滑轨、第二导向滑轨平行设置在所述充电桩壳体开口的两个侧边上，且第一导向滑轨、第二导向滑轨上均设有能够自由滑动的滑块；
所述充电桩盖的两侧分别和所述第一导向滑轨、第二导向滑轨上的滑块对应固连，使得充电桩盖能够沿第一导向滑轨和第二导向滑轨自由滑动、关闭或打开充电桩壳体；
所述齿条固定在所述充电桩盖的内壁上、和所述第一导向滑轨平行；所述充电桩壳体的顶面上设有供所述齿条穿出的通孔；
所述升降伺服电机固定在所述充电桩壳体顶面的内壁上，其输出轴和所述齿轮的转轴同轴固连；所述齿轮和所述齿条啮合；所述升降伺服电机用于通过所述齿轮带动齿条上下运动进而带动充电桩盖上下滑动、关闭或打开充电桩壳体；
所述第三转角传感器设置在所述升降伺服电机的输出轴上，用于感应其驱动齿轮转动的角度，并将其传递给所述电子控制单元；
所述充电枪组件包括充电枪放置架和若干型号一一预先设定的充电枪；
所述充电枪放置架呈圆弧条状，一端通过固定件和所述充电桩壳体顶面的内壁固连，另一端通过固定件和所述充电桩壳体第三侧面的内壁固连，开口方向朝下；充电枪放置架上均匀设有若干和所述充电枪一一对应的充电枪放置座；
所述充电枪包含充电枪本体、充电枪导电座、充电枪吸附座、充电枪卡座和充电枪放置磁块；所述充电枪导电座、充电枪吸附座设置在所述充电枪本体的尾端，均呈凹槽状，其中，充电枪导电座用于将外部电源接入至充电枪本体，充电枪吸附座采用磁性金属制成；所述充电枪卡座为圆柱体，一端和所述充电枪本体的枪身底部固连，另一端和所述充电枪放置磁块固连；
所述充电枪放置座包含放置座壳体和放置座磁块；
所述放置座壳体包含放置枪壳体、放置卡座壳体和放置座底托，其中，放置枪壳体、放置卡座壳体均为两端开口的空心半圆柱体，放置枪壳体的内壁和其对应充电枪的充电枪本体枪身外轮廓相匹配，放置卡座壳体的内壁和其对应充电枪的充电枪卡座外轮廓相匹配；所述放置座底托为圆形挡板；所述放置卡座壳体一端和所述放置枪壳体相连，另一端和所述放置座底托同轴固连，形成用于放置其对应充电枪的充电枪本体枪身、充电枪卡座的半开放腔体；
所述放置座磁块设置在所述放置座底托上，用于在其对应充电枪的充电枪本体枪身、充电枪卡座放置其中时吸附住充电枪放置磁块进而固定座充电枪；
所述位置调节组件包括第一导向杆、第二导向杆、第一支撑杆、第一旋转电机、第一转角传感器、第二支撑杆、第二旋转电机、第二转角传感器、吸附板、导电凸台和吸附凸台；
所述第一导向杆、第二导向杆均包含导向轨、滚珠丝杠、导向伺服电机和位置传感器；
所述导向轨沿其长度方向设有滑槽、滑槽内设有能够沿着滑槽自由滑动的滑块，且该滑块沿导向轨方向设有和所述滚珠丝杠相匹配的螺纹通孔；所述滚珠丝杠设置在导向轨的滑槽中，滚珠丝杠的两端分别通过轴承和所述导向轨相连且滚珠丝杠和导向轨中的滑块螺纹相连；所述导向伺服电机固定在导向轨上，其输出轴和所述滚珠丝杠同轴固连，用于驱动滚珠丝杠转动进而带动导向轨内的滑块移动；所述位置传感器用于测量其所在导向杆的工作距离、即导向轨上的滑块和导向伺服电机输出轴端部之间的距离，并将其传递给所述电子控制单元；
所述第一导向杆固定在充电桩壳体底面的内壁上、平行于充电桩壳体的第一侧面，且第一导向杆上滑槽的开口朝上；
所述第一支撑杆和所述齿条平行设置，第一支撑杆的下端和所述第一导向杆上的滑块固连；
所述第一旋转电机的壳体固定在所述第一支撑杆的顶端，输出轴垂直于第一支撑杆且和第二导向杆导向轨的一端垂直固连，使得第二导向杆能够相对第一支撑杆转动且第二导向杆上滑槽的开口朝向充电桩盖；所述第一转角传感器设置在第一旋转电机的输出轴上，用于检测第一旋转电机的工作角度、即第二导向杆相对于第一支撑杆的旋转角度；
所述第二支撑杆和所述第一导向杆平行设置，一端和第二导向杆上的滑块固连，另一端和第二旋转电机的壳体固连；
所述第二旋转电机的输出轴和所述第二支撑杆同...

【专利技术属性】
技术研发人员：金智林，李宇柔，胡志强，彭志宁，黄舒伟，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32