一种便于使用的新能源充电系统技术方案

本发明专利技术涉及一种便于使用的新能源充电系统，包括充电桩、电连接的充电插口、车载充电器、高压控制盒和整车控制器VCU，充电桩连接有充电枪，充电桩上设有机械手臂，机械手臂包括底座和依次设置的至少五段节臂，底座与相邻节臂、相邻节臂之间相对旋转或偏转，末端节臂上设有相对第五节臂旋转且用于固定充电枪的支撑架，高压控制盒电连接有动力电池、DC/DC转换器，DC/DC转换器连接有蓄电池，采用双目相机进行充电插口识别和定位测距，充电桩的机械手臂通过相对旋转或偏转带动充电枪与充电插口匹配插拔、折叠收纳，在整车控制器VCU控制下进行新能源充电，有利于提高新能源充电的使用便捷性、灵活性、可靠性和安全性。可靠性和安全性。可靠性和安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种便于使用的新能源充电系统


[0001]本专利技术涉及一种便于使用的新能源充电系统，属于充电系统


技术介绍

[0002]新能源汽车是一种包括动力电池作为储能动力源、驱动电动机运转推动行驶的汽车，可充电电池主要有铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池等，随着动力电池本身充发电速度的不断提高，充电系统性能不断改进，以满足多种不同应用情况下的快速充电需求。现有技术中的新能源充电系统一般包括充电桩、充电插口、车载充电器、高压控制盒PDU、动力电池、充电指示灯、高压导线等组成，使用时将充电柱上的充电枪拔出插入对应汽车充电插座，由车载充电器将外部交流电转换为直流电供给动力电池充电、并根据车辆控制单元VCU指令确定充电模式、抑制交流电网波对车载充电器的干扰，并由充电指示灯显示充电情况。
[0003]由于用户不熟悉人工操作、充电枪与插座耦合时虚接易接触不良或误差或充电计时延长，公共服务和自充电系统充电、还插充电枪和线缆管理存在安全隐患，并随着无人充电站建设、自动驾驶技术的发展，对无人操作或自动运行的充电系统需求量增加，现有技术中仅在二维环境或三维下运行的机械机构，难以满足不同新能源汽车信号在汽车后右方、左前方、正方向等方位和倾斜度的充电口接插，限制了新能源充电系统使用灵活性和安全性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种便于使用的新能源充电系统，采用双目相机进行充电插口识别和定位测距，充电桩的机械手臂通过相对旋转或偏转带动充电枪与充电插口匹配插拔、折叠收纳，在整车控制器VCU控制下进行新能源充电，有利于提高新能源充电的使用便捷性、灵活性、可靠性和安全性。
[0005]本专利技术是通过如下的技术方案予以实现的：
[0006]一种便于使用的新能源充电系统，包括充电桩、电连接的充电插口、车载充电器、高压控制盒和整车控制器VCU，所述充电桩连接有充电枪，所述充电桩上设有机械手臂，所述机械手臂包括底座和依次设置的至少五段节臂，所述底座与相邻节臂、相邻节臂之间相对旋转或偏转，底座与相邻节臂、相邻节臂之间的相对旋转所在平面至少包括三个可以相互垂直的平面，末端节臂上设有相对第五节臂旋转且用于固定充电枪的支撑架，所述高压控制盒电连接有动力电池、DC/DC转换器，所述DC/DC转换器连接有蓄电池；
[0007]五段节臂依次为第一节臂、第二节臂、第三节臂、第四节臂和第五节臂，所述第一节臂与底座之间设有用于驱动第一节臂首端相对底座旋转的第一驱动机构，所述第二节臂与第三节臂之间设有用于驱动第三节臂首端相对第二节臂尾端旋转的第二驱动机构，所述第三节臂与第四节臂之间设有用于驱动第四节臂首端相对第三节臂尾端旋转的第三驱动机构，末端节臂与支撑架之间设有用于驱动支撑架绕末端节臂相对旋转的第四驱动机构，
所述第一驱动机构、第二驱动机构、和第三驱动机构的旋转平面位于三个可以相互垂直的平面上，第三驱动机构和第四驱动机构的旋转平面垂直；
[0008]所述第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构和第四驱动机构包括相互啮合的内齿轮和齿圈，所述底座、第三节臂、第四节臂和末端节臂上均设有与内齿轮同轴相连的伺服电机，所述齿圈设置在第一节臂首端、第二节臂尾端、第三节臂尾端、支撑架上，所述第一节臂、第二节臂、第三节臂和支撑架外套设有分别依次与底座、第三节臂、第四节臂和末端节臂固定的限位环；
[0009]所述第二节臂与第一节臂之间设有用于驱动第二节臂与第一节臂相对偏转的第五驱动机构，所述第三节臂呈J形结构，所述第五节臂与第四节臂之间设有用于驱动第五节臂与第四节臂相对偏转的第六驱动机构；
[0010]所述第一节臂尾端与第二节臂首端铰接，所述第四节臂尾端与第五节臂首端铰接，所述第五驱动机构和第六驱动机构包括伺服电缸，所述伺服电缸尾端与第一节臂或第四节臂铰接，伺服电缸的缸杆与第二节臂或第五节臂铰接；
[0011]所述充电桩顶部和/或两侧均设有与充电桩电连接的双目相机，所述充电插口处设有用于双目相机识别的识别标签，所述整车控制器VCU的输出端连接有显示仪表、电机控制器、空调压缩机和电池管理系统；
[0012]所述充电桩包括ARM处理器、与ARM处理器相连的液晶显示器、计量电表、继电器和电机驱动器，所述ARM处理器通过CAN总线连接及集中器，所述集中器通过有线互联网或无线GPRS网络通讯连接充电管理服务平台，所述继电器通过充电回路与充电枪相连。
[0013]本专利技术的有益效果为：
[0014](1)由充电桩顶部和/或两侧安装的双目相机识别并采集充电插口处识别标签建立特征点坐标，输入充电桩的ARM处理器计算三维坐标实现充电插口识别和定位测距，控制电机驱动器驱动机械手臂中旋转或偏转运动的角位移数控，自动驱动机械手臂在三维空间内通过底座、相邻节臂之间的相对旋转或偏转，带动充电枪对任意方位和角度的充电插口灵活地自动对准插拔；
[0015](2)充电桩的机械手臂底座与相邻节臂、相邻节臂之间的相对旋转所在平面至少包括三个可以相互垂直的平面，使充电枪位于三维坐标的相应范围，支撑架绕末端节臂相对旋转使充电枪与任意位置的充电插口匹配自动紧密插入，具有灵活伸缩和靠近充电桩折叠收纳功能，避免人工误操作或接触不良情况；
[0016]充电桩通过ARM处理器与集中器通过CAN总线连接进行数据交互并通过有线互联网或无线GPRS网络通讯连接充电管理服务平台，以车载充电器和高压控制盒在整车控制器VCU控制下进行新能源充电，有利于提高新能源充电的使用便捷性、灵活性、可靠性和安全性。
附图说明
[0017]图1为本专利技术结构原理图。
[0018]图2为本专利技术充电桩立体图。
[0019]图3为本专利技术充电桩侧视结构图。
[0020]图4为本专利技术充电桩主视结构图。
[0021]图中标记：充电桩1、充电枪2，底座3、支撑架4，第一节臂5、第二节臂6、第三节臂7、第四节臂8和第五节臂9，第一驱动机构10，第二驱动机构11，第三驱动机构12，第四驱动机构13，内齿轮14和齿圈15，伺服电机16，限位环17，第五驱动机构18，第六驱动机构19，伺服电缸20，凹口21和锁杆22，电线23，挂架24。
具体实施方式
[0022]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明。
[0023]一种便于使用的新能源充电系统，包括充电桩1、电连接的充电插口、车载充电器、高压控制盒和整车控制器VCU，所述充电桩1连接有充电枪2，所述充电桩1上设有机械手臂，所述机械手臂包括底座3和依次设置的至少五段节臂，所述底座3与相邻节臂、相邻节臂之间相对旋转或偏转，底座3与相邻节臂、相邻节臂之间的相对旋转所在平面至少包括三个可以相互垂直的平面，末端节臂上设有相对第五节臂9旋转且用于固定充电枪2的支撑架4，所述高压控制盒电连接有动力电池、DC/DC转换器，所述DC/DC转换器连接有蓄电池；
[0024]五段节臂依次为第一节臂5、第二节臂6、第三节臂7、第四节臂8和第五节臂9，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种便于使用的新能源充电系统，包括充电桩(1)、电连接的充电插口、车载充电器、高压控制盒和整车控制器VCU，所述充电桩(1)连接有充电枪(2)，其特征在于，所述充电桩(1)上设有机械手臂，所述机械手臂包括底座(3)和依次设置的至少五段节臂，所述底座(3)与相邻节臂、相邻节臂之间相对旋转或偏转，底座(3)与相邻节臂、相邻节臂之间的相对旋转所在平面至少包括三个可以相互垂直的平面，末端节臂上设有相对第五节臂(9)旋转且用于固定充电枪(2)的支撑架(4)，所述高压控制盒电连接有动力电池、DC/DC转换器，所述DC/DC转换器连接有蓄电池。2.根据权利要求1所述的一种便于使用的新能源充电系统，其特征在于，五段节臂依次为第一节臂(5)、第二节臂(6)、第三节臂(7)、第四节臂(8)和第五节臂(9)，所述第一节臂(5)与底座(3)之间设有用于驱动第一节臂(5)首端相对底座(3)旋转的第一驱动机构(10)，所述第二节臂(6)与第三节臂(7)之间设有用于驱动第三节臂(7)首端相对第二节臂(6)尾端旋转的第二驱动机构(11)，所述第三节臂(7)与第四节臂(8)之间设有用于驱动第四节臂(8)首端相对第三节臂(7)尾端旋转的第三驱动机构(12)，末端节臂与支撑架(4)之间设有用于驱动支撑架(4)绕末端节臂相对旋转的第四驱动机构(13)，所述第一驱动机构(10)、第二驱动机构(11)、和第三驱动机构(12)的旋转平面位于三个可以相互垂直的平面上，第三驱动机构(12)和第四驱动机构(13)的旋转平面垂直。3.根据权利要求2所述的一种便于使用的新能源充电系统，其特征在于，所述第一驱动机构(10)、第二驱动机构(11)、第三驱动机构(12)和第四驱动机构(13)包括相互啮合的内齿轮(14)和齿圈(15)，所述底座(3)、第三节臂(7)、第四节臂(8)和末端节臂上均设有与内齿轮(14)同轴相连的伺服电机(16)，所述齿圈(15)设置在第一节臂(5)首端、第二节臂(6)尾端、第三节臂(7)尾端、支撑架(4)上，所述第一节臂(5)、第二节臂(6)、第三节臂(7)和支撑架(4)外套设有分...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤上涛，朱凯，林红章，李垣君，姚雪莲，刘若晨，王宇，
申请(专利权)人：江苏理工学院，
类型：发明
国别省市：