无线充电线圈对准机构的制作方法

本发明属于电动汽车无线充电领域，特别是一种通过x向驱动机构、y向驱动机构、z向举升机构以及传感器及电控组件构成空间三自由度移动的无线充电线圈对准机构。

背景技术：

近年来，随着电力电子技术的不断发展，无线充电系统的效率和功率不断提高，应用范围不断扩大。无线充电，目前主要的一个应用是电动汽车领域。由于电池技术瓶颈，相比较于内燃机汽车，电动汽车存在续航时间短、成本高昂等短期内无法解决的问题。利用无线充电技术可以避开电池的技术问题。通过在地下铺设发射线圈，电动汽车底盘固定接收线圈，电动汽车在停车位上可以实现充电。但是汽车在停车过程中两侧线圈容易发生偏移，导致传输效率和功率下降。

基于以上背景，我们希望设计一种使两侧线圈自动对准的机构，实现两侧线圈自动对准功能，提高充电功率和效率。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供无线充电线圈对准机构，具有空间移动能力，在汽车停车充电的过程中实现两侧线圈的自动对准，并具有一定的抗压能力，可以保护线圈不被汽车压坏。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术来实现的，本发明包括初级线圈、次级线圈、次级侧线圈保护壳体、初级侧线圈保护壳体、x向驱动机构、y向驱动机构、z向举升机构、连接支架、底座、电控及传感器组件；

次级侧线圈保护壳体包括次级侧壳盖和次级侧壳体，次级侧壳盖与次级侧壳体紧扣在一起，次级侧壳体内放置次级侧线圈；

初级侧线圈保护壳体包括初级侧壳盖、初级侧壳体、异形支承板和支承桥，支承桥与初级侧壳体底面固定，异形支撑板与支承桥固定，初级侧壳盖与初级侧壳体紧扣，初级侧壳体内放置初级侧线圈；

x向驱动机构包括x向步进电机、x向联轴器、x向丝杆、铜螺母、x向连接块、x向滑轨、x向滑块、壳体支承座、垫片，垫片固定于y向驱动机构下层滑轨的滑块上，两条滑轨相互平行地固定于垫片上，x向滑块置于两条滑轨上，壳体支承座固结于两个滑块上，x向丝杆置于垫片上并与联轴器连接，x向步进电机通过x向联轴器控制x向丝杆，x连接块通过铜螺母固定于x向丝杆，壳体支承座与x连接块固定，保护装置固定于壳体支承座上；

y向驱动机构包括y向步进电机、y向联轴器、y向丝杠、铜螺母、y向连接块、y向滑轨、y向滑块、中间支承座，滑槽固定于中间支承座上，各两个滑块分别置于两个滑轨上，y向形丝杆固定于中间支承座上并与联轴器连接，y向步进电机通过y向联轴器控制y向丝杠，y连接块通过铜螺母固定于y向丝杠上并与x向滑轨固定；

z向举升机构包括双侧x形起降架、推杆电机、连接轴、底座、固定铰支、单侧滑移铰支，x形起降架每一侧通过一个固定铰支座与一个滑移铰支座固定于底座，推杆电机通过固定铰支座固定于底座，推杆电机通过连接轴与x形起降架中点相连接，x形起降架上侧通过固结有固定铰支与滑移铰支的连接支架与上层y向驱动机构连接；

电控及传感器组件包括单片机、视觉识别模块，单片机用于控制推杆电机与步进电机；视觉成像模块安装于初级侧，通过视觉处理技术实现初级侧线圈与次级侧线圈的对准。

进一步地，在本发明中，x向丝杆、y向丝杠均为t形丝杆。

更进一步地，在本发明中，双层滑轨与相应丝杠通过滑块与垫片连接。

在本发明中，保护装置内特殊设计的异形支承板和异形支撑桥用于承受较大压力。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明与现有技术相比，本发明克服了传统电动汽车无线充电装置初次级侧线圈不可自动对准的不足之处，通过三自由度的移动结构实现了汽车停车时初次级侧线圈的自动对准。同时通过设计特殊形状的异性支撑板提高了初级侧线圈的耐压程度，防止被汽车轮胎压坏。本发明可以更好的适应电动汽车进行无线充电的工况。

附图说明

图1为本发明的无线充电线圈对准机构结构示意图；

图2为本发明x向和y向驱动机构示意图；

图3为本发明z向举升机构及连接支架与底座结构示意图；

图4为本发明初级侧线圈保护壳体结构示意图；

其中，1、y向步进电机，2、y向滑轨，3、初级侧线圈保护壳壳盖，4、x形起降价，5、x向滑轨，6、立式轴承，7、连接支架，8、推杆电机，9、x向步进电机，10、滑移铰支，11、底座，12、固定铰支，13、y向联轴器，14、y向丝杆，15、垫片，16、铜螺母，17、y向滑块，18、连接轴，19、推杆电机固定铰支，20、初级侧壳盖，21、四角支座，22、支承桥，23、异形支承桥上板，24、异形支承桥下板，25、固定角型材，26、初级侧壳壁，27、初级侧壳底，28、x连接块，29、次级侧壳体，30、x向丝杆，31、x向滑块，32、x向联轴器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

下面结合图1至图4和具体实施例对发明做进一步的详细说明。

本发明包括次级侧线圈保护壳体29、初级侧线圈保护壳体、x向驱动机构、y向驱动机构、z向举升机构、连接支架7与底座11。

初级侧线圈保护壳体包括初级侧壳盖20、初级侧壳壁26、初级侧壳底27、异形支承桥上板23、异形支承桥下板24、支承桥22、固定角型材25、四角支架21，支承桥22与四角支架21与壳底27固定，异形支承桥上板23、异形支承桥下板24与支承桥22以及四角支架21固定，初级侧壳盖20与异形支撑板23紧扣，部件之间由螺栓连接，可以拆卸。

x向驱动机构包括x向步进电机9、x向联轴器32、x向丝杆30、铜螺母16、x向连接块、x向滑轨5、x向滑块31、壳体支承座、垫片15，垫片15固定于y向驱动机构下层滑轨的滑块上，两条滑轨相互平行地固定于垫片15上，x向滑块31滑块置于两条滑轨上，壳体支承座固结于两个滑块上，x向丝杆置于15垫片上x向联轴器32连接，x向步进电机9通过x向联轴器32控制x向丝杆30，x连接块通过铜螺母固定于x向丝杆30上，壳体支承座与x连接块固定，保护装置固定于壳体支承座上。

y向驱动机构包括y向步进电机1、y向联轴器13、y向丝杠14、铜螺母16、y向连接块、y向滑轨2、y向滑块17、中间支承座7，滑槽固定于中间支承座7上，各两个滑块分别置于两个滑轨上，y向丝杠14固定于中间支承座上并与y向联轴器13连接，y向步进电机1通过y向联轴器13控制y向丝杠14，y向连接块通过铜螺母固定于y向丝杠14上,并与x向滑轨5固定。

z向举升机构包括双侧x形起降架4、推杆电机8、连接轴18、底座11、固定铰支12、单侧滑移铰支10，x形起降架4每一侧通过一个固定铰支座12与一个滑移铰支座10固定于底座11，推杆电机8通过固定铰支座12固定于底座11，推杆电机8通过连接轴18与x形起降架4中点相连接，x形起降架4上侧通过固结有固定铰支12与滑移铰支10的连接支架与上层y向驱动机构连接。

下面结合附图说明本发明的一次使用过程：

次级侧线圈移动到初级侧线圈的上面；

系统开始工作，视觉识别模块识别到目标并判断规划路径；

推杆电机启动，通过连接轴推动两侧x形支架抬升到指定高度；

y向步进电机8启动，通过丝杆与连接块推动y向滑轨上滑块到达指定位置；

x向步进电机启动，通过丝杆与连接块推动x向滑轨上滑块到达目标位置，完成三自由度移动是初次级侧线圈完全对准的预期功能。

当保护壳镶嵌于地下时，我们使用电动公交车碾过保护壳后，经测量计算，壳体无变形损坏。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。