一种基于自动机械臂的电动汽车自动充电系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于自动机械臂的电动汽车自动充电系统，包括：车位探测装置，设置在停车位地面下；充电装置，设在停车位旁；车载机械臂，安装在电动汽车上；区域控制装置，分别与充电装置和车位探测装置无线通信连接；车载控制装置，分别与电动汽车和车载机械臂连接；后台管理中心，分别与车载控制装置和区域控制装置无线通信连接。与现有技术相比，本实用新型填补了国内空白，对于推动电动汽车技术发展具有重要意义。
【专利说明】
一种基于自动机械臂的电动汽车自动充电系统
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及电动汽车自动充电技术，尤其是涉及一种基于自动机械臂的电动汽车自动充电系统。
【背景技术】
[0002]随着电动汽车的逐渐推广和使用，电动汽车充电的安全性和便捷性成为电动汽车推广过程中必须重视的问题，尤其是对于租赁或其他专用的电动汽车，在无人值守的还车网点，需要用户停车后自己动手操作，一方面人工操作存在安全隐患，另一方面，许多用户还没有养成随手充电的习惯或不懂如何插拔充电插头。因此，对于电动汽车而言，保证用户还车或停车后车辆能安全、及时的补充电量，是一个重要的问题。
[0003]中国专利公开号CN104795868A公开了一种电动汽车自动充电系统，通过独立移动式的充电插头自动插拔装置实现将电动汽车充电插头插入或拔出充电插座中，解决了手动方式插拔充电插头进行电动汽车充电作业存在的安全隐患，上述安装于停车位上的自动充电装置必须解决防水、防盗等问题，也不便于维护。目前车载式自动充电装置及能自动充电的电动汽车还没有，本实用新型填补了国内空白，对于推动电动汽车技术发展具有重要意义。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于自动机械臂的电动汽车自动充电系统。
[0005]本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0006]—种基于自动机械臂的电动汽车自动充电系统，包括:
[0007]车位探测装置，设置在停车位地面下；
[0008]充电装置，设在停车位旁；
[0009]车载机械臂，安装在电动汽车上；
[0010]区域控制装置，分别与充电装置和车位探测装置无线通信连接；
[0011]车载控制装置，分别与电动汽车和车载机械臂连接；
[0012]后台管理中心，分别与车载控制装置和区域控制装置无线通信连接。
[0013]所述的后台管理中心包括:
[0014]数据存储模块；
[0015]区域充电装置管理模块，与区域控制装置通信连接；
[0016]车辆管理模块，与车载控制装置通信连接；
[0017]中央处理单元，分别与数据存储模块、区域充电装置管理模块和车辆管理模块连接。
[0018]所述的车载控制装置包括:
[0019]CAN总线模块，分别与电动汽车和车载机械臂连接；
[0020]第一无线通讯模块，与后台管理中心连接；
[0021]定位模块；
[0022]接线端口模块；
[0023]第一数据存储模块；
[0024]第一微处理器模块，分别与CAN总线模块、第一无线通讯模块、定位模块、接线端口模块和第一数据存储模块连接。
[0025]所述的区域控制装置包括:第二微处理器模块以及分别与第二微处理器模块连接的第二无线通讯模块、有线通信模块、第二数据存储模块和第二电源模块。
[0026]所述的车载机械臂设置在电动汽车4的车厢底盘中心部位，所述的电动汽车不充电时，所述的车载机械臂沿水平方向伸直成扁平状嵌进电动汽车的底盘内。
[0027]所述的车载机械臂为具有五自由度的联动机构。
[0028]所述的充电装置包括嵌入停车位地面的充电插座和固定在停车位旁的粧体。
[0029]所述的车位探测装置包括第三微处理器模块以及分别与第三微处理器模块连接的第三无线通讯模块、传感模块和第三电源模块。
[°03°]所述的传感模块为地磁感应传感器或重力感应传感器。
[0031 ]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:
[0032](I)本实用新型提出的基于车载机械臂的电动汽车智能充电系统能实现了集自感知(GPS+Zigbee技术)的车辆位置服务、自动充电对接，以及后台云端的信息管理与车辆充电状态远程监控等多种功能于一体，保障了电动汽车补电的及时性、安全性和可控性。
[0033](2)本实用新型提出的车载式自动充电电动汽车，填补了国内空白，对于推动电动汽车技术发展具有重要意义；
[0034](3)本实用新型提出了车载机械臂，其实现了电动汽车的自动充电和自动断电。将自动充电机械臂安装汽车上，通过管理中心的控制，机械臂能自动寻找停车位的插座，为该电动汽车充电；充电完成后自动断开电源，返回至原位。整个过程无需人工操作，便捷安全:一方面避免了人工充电可能存在的安全隐患和错误操作;另一方面保障了电动汽车的充电需求，不会因为用户遗忘充电而导致电动汽车续航里程不足；
[0035](4)本实用新型的自动充电机械臂嵌入在汽车底盘上，非工作状态时，机械臂可收缩至扁平状态，空间位置较小，重量轻，即保障了充电机械臂的安全，极大程度上避免了非车载式充电机器人存在被盗窃、损坏的问题，又不影响车辆的行进，对车辆本身的性能几乎没有影响。
【附图说明】
[0036]图1为本实用新型的自动充电系统结构示意图
[0037]图2为本实用新型载有机械臂的电动汽车非工作状态的示意图；
[0038]图3为本实用新型载有机械臂的电动汽车工作状态的示意图
[0039]图4为本实用新型的后台管理中心的结构示意图
[0040]图5为车载控制装置结构示意图；
[0041 ]图6为区域控制装置结构示意图；
[0042]图7为充电装置结构示意图；
[0043]图8为车位探测装置结构示意图。
[0044]其中1.后台管理中心，2.车载控制装置，3.区域控制装置，4.电动汽车，5.车载机械臂，6.充电装置，7.车位探测装置；
[0045]图2中标号:
[0046]4.电动汽车，5.车载机械臂；
[0047]图3中标号:
[0048]4.电动汽车，5.车载机械臂，601.充电插座；
[0049]图4中的标号:
[0050]101.中央处理单元，102.数据存储模块，103.区域充电装置管理模块，104.车辆管理模块，105.信息安全模块；
[0051 ] 图5中的标号:
[0052]201.第一微处理器模块，202.CAN总线模块，203.第一无线通讯模块，204.定位模块，205.接线端口模块，206.第一数据存储模块；
[0053]图6中的标号:
[0054]301.第二微处理器模块，302.第二无线通讯模块，303.有线通信模块，304.第二数据存储模块，305.第二电源模块；
[0055]图7中的标号:
[0056]601.充电插座，602 4庄体。
[0057]图8中的标号:
[0058]701.第三微处理器模块，702.第三无线通讯模块，703.传感模块，704.第三电源模块。
【具体实施方式】
[0059]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。
[0060]如图1所示，一种基于自动机械臂的电动汽车自动充电系统，包括:后台管理中心
1、车载控制装置2、区域控制装置3、电动汽车4、车载机械臂5、充电装置6、车位探测装置7;
[0061]后台管理中心I位于通信链路的顶层，分别与车载控制装置2、区域控制装置3通过3G/4G无线网络进行通信，并负责整个自动充电系统数据的收集、决策和命令下达;车载控制装置2和区域控制装置3位于通信链路的中间层，其中车载控制装置2负责采集包括车辆状态、电池电量、温度、充电电压、电流、充电时长等电动汽车4的实时状态数据并上报至后台管理中心I，以及负责控制车载机械臂5机械动作和电气性能，区域控制装置3负责通过WiFi/WAN/3G/4G/Zigbee/CDMA无线网络中的任何一种采集包括放电电压、放电电流、放电时长等充电装置6的实时状态数据和车位探测装置7的实时状态数据并上报后台管理中心I，以及控制充电装置6和车位探测装置7;车载机械臂5设置在电动汽车4上，负责执行电动汽车自动充电的动作;充电装置6为设置在停车位附近，负责为电动汽车4提供充电电源;车位探测装置7设置在停车位地面下，负责探测车位的状态。
[0062]如图4所示，所述的后台管理中心I包括:数据存储模块102，用于数据的存储；区域充电装置管理模块103，与区域控制装置3通信连接，用于对区域充电装置3进行数据采集和充电过程控制;车辆管理模块104，与车载控制装置2通信连接，用于对电动汽车的数据采集和充电过程控制；中央处理单元101，分别与数据存储模块102、区域充电装置管理模块103和车辆管理模块104连接。
[0063]如图5所示，所述的车载控制装置2包括:CAN总线模块202，分别与电动汽车4和车载机械臂5连接，用于访问并读取电动汽车4的包括车辆状态、电池电量、温度、充电电压、电流、充电时长的数据以及向车载机械臂5传输控制指令;第一无线通讯模块203，与后台管理中心I连接，用于将车载控制装置2采集的电动汽车4的状态数据和车载机械臂5的信息传输给后台管理中心I ；定位模块204，用于实现车辆的定位;接线端口模块205，用于实现外接；第一数据存储模块206，用于实现数据存储；第一微处理器模块201，分别与CAN总线模块202、第一无线通讯模块203、定位模块204、接线端口模块205和第一数据存储模块206连接。其中第一无线通讯模块203为3G/4G无线通讯模块，定位模块204为GPS+Glonass定位模块。
[0064]如图6所示，所述的区域控制装置3包括:第二微处理器模块301以及分别与第二微处理器模块301连接的第二无线通讯模块302、有线通信模块303、第二数据存储模块304和第二电源模块305。其中第二无线通讯模块302为WiFi/WAN/3G/4G/Zigbee/CDMA无线通讯模块。
[0065]如图2和3所示，所述的车载机械臂5设置在电动汽车4的车厢底盘中心部位，所述的电动汽车4不充电时，所述的车载机械臂5沿水平方向伸直成扁平状嵌进电动汽车4的底盘内。所述的车载机械臂5为具有五自由度的联动机构，使车载机械臂5的末端执行机构具有沿X轴、Y轴、Z轴方向的平移和绕Y轴和绕Z轴的转动自由度。
[0066]如图7所示，所述的充电装置6包括嵌入停车位地面的充电插座601和固定在停车位旁的粧体602，充电插座601通过电缆与粧体602联接，可提供的电压为交流220V、交流380V和/或直流380V，充电插座601通过与充电插头对接为电动汽车4充电，所述的充电插座601带有防水罩并可在准备充电时和充电完毕后自动打开和关闭。
[0067]如图8所示，所述的车位探测装置7包括第三微处理器模块701以及分别与第三微处理器模块701连接的第三无线通讯模块702、传感模块703和第三电源模块704，所述的传感模块703为地磁感应传感器或重力感应传感器，负责探测车位上是否停有车辆。其中第三无线通讯模块702为WiFi/WAN/3G/4G/Zigbee/CDMA无线通讯模块。
[0068]本实用新型工作原理如下:通过所述的后台管理中心I实时采集电动汽车4的车辆状态、位置、电池剩余电量数据，当获取电动汽车4进入某具有充电功能的区域时告知该区域控制装置3，所述的区域控制装置3通过车位探测装置7确定电动汽车4停车到位时上报后台管理中心I，所述的后台管理中心I同时确认电动汽车4已熄火后向车载控制装置2和区域控制装置3下达准备充电的指令，通过车载机械臂5寻找并对接充电装置6，对电动汽车4充电；当后台管理中心I收到电池充满的信息或车门打开、电池故障异常信息时，通过车载控制装置2控制车载机械臂5停止充电，并收回车载机械臂5至初始位置。
[0069]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种基于自动机械臂的电动汽车自动充电系统，其特征在于，包括: 车位探测装置(7)，设置在停车位地面下； 充电装置(6)，设在停车位旁； 车载机械臂(5)，安装在电动汽车上； 区域控制装置(3)，分别与充电装置(6)和车位探测装置(7)无线通信连接； 车载控制装置(2)，分别与电动汽车(4)和车载机械臂(5)连接； 后台管理中心(I)，分别与车载控制装置(2)和区域控制装置(3)无线通信连接。2.根据权利要求1所述的电动汽车自动充电系统，其特征在于，所述的后台管理中心(1)包括: 数据存储模块(102); 区域充电装置管理模块(103)，与区域控制装置(3)通信连接； 车辆管理模块(104)，与车载控制装置(2)通信连接； 中央处理单元(101)，分别与数据存储模块(102)、区域充电装置管理模块(103)和车辆管理模块(104)连接。3.根据权利要求1所述的电动汽车自动充电系统，其特征在于，所述的车载控制装置(2)包括: CAN总线模块(202)，分别与电动汽车(4)和车载机械臂(5)连接； 第一无线通讯模块(203 )，与后台管理中心(I)连接； 定位模块(204); 接线端口模块(205); 第一数据存储模块(206); 第一微处理器模块(201)，分别与CAN总线模块(202)、第一无线通讯模块(203)、定位模块(204 )、接线端口模块(205)和第一数据存储模块(206)连接。4.根据权利要求1所述的电动汽车自动充电系统，其特征在于，所述的区域控制装置(3)包括:第二微处理器模块(301)以及分别与第二微处理器模块(301)连接的第二无线通讯模块(302)、有线通信模块(303)、第二数据存储模块(304)和第二电源模块(305)。5.根据权利要求1所述的电动汽车自动充电系统，其特征在于，所述的车载机械臂(5)设置在电动汽车4的车厢底盘中心部位，所述的电动汽车(4)不充电时，所述的车载机械臂(5)沿水平方向伸直成扁平状嵌进电动汽车(4)的底盘内。6.根据权利要求1或5所述的电动汽车自动充电系统，其特征在于，所述的车载机械臂(5)为具有五自由度的联动机构。7.根据权利要求1所述的电动汽车自动充电系统，其特征在于，所述的充电装置(6)包括嵌入停车位地面的充电插座(601)和固定在停车位旁的粧体(602)。8.根据权利要求1所述的电动汽车自动充电系统，其特征在于，所述的车位探测装置(7)包括第三微处理器模块(701)以及分别与第三微处理器模块(701)连接的第三无线通讯模块(702)、传感模块(703)和第三电源模块(704)。9.根据权利要求8所述的电动汽车自动充电系统，其特征在于，所述的传感模块(703)为地磁感应传感器或重力感应传感器。
【文档编号】B60L11/18GK205632150SQ201521132870
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年12月30日
【发明人】曹光宇, 金勇 , 喻杰, 何爱萍, 狄士春, 施莹
【申请人】上海国际汽车城（集团）有限公司