一种三自由度电动汽车自动充电装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种三自由度电动汽车自动充电装置，包括三个方向的移动平台、分别控制每个平台移动的电机、霍尔传感器、固定架、充电接口；移动平台包括底座、上下移动平台、前后移动平台及左右移动平台，三个平台的运动路线相互垂直；上下移动平台、前后移动平台及左右移动平台通过底座相互连接。能够控制充电装置在三个方向上灵活的移动，精确的与汽车的充电装置对接。
【专利说明】
一种三自由度电动汽车自动充电装置
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及汽车自动充电领域，具体涉及一种三自由度电动汽车自动充电装置。
【背景技术】
[0002]随着社会和科技的进步与发展，电动汽车已成为未来汽车产业以及整个动力技术领域的重要发展趋势，目前，我国的电动汽车充电设施主要为非车载型充电装置，已建成使用的有充电站和充电粧，使用方式均为手动式充电，智能化程度较低。国内现有的电动汽车自动充电装置有基于视觉为电动汽车提供充电对接的装置，利用图像采集系统对图像进行实时采集，通过计算机图像处理系统获取电动汽车插座的轮廓与中心信息，根据图像处理所获取的信息与对接链接装置结合实现插头与充电接口的对心校准，最后驱动装置控制充电插头直线前进，完成对接;有通过激光定位实现自动充电的装置，利用激光测距仪传感器组获取汽车插座的位置信息，由电机驱动充电装置将充电插头插入充电插座中进行充电。目前的自主充电技术还存在很多缺点，如导航定位精度不够理想、容错及纠错能力不够强大，充电装置的设计从结构上还不能为自动充电系统提供足够大的容忍度，缺乏普遍环境适应性。
【实用新型内容】
[0003]实用新型目的:为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种三自由度电动汽车自动充电装置，通过控制充电装置在三个方向上的运动，达到精确、快速充电，解决了现有技术的不足。
[0004]技术方案:为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为:一种三自由度电动汽车自动充电装置，其特征在于:包括三个方向的移动平台、分别控制每个平台移动的电机、霍尔传感器、固定架、充电接口 ；
[0005]所述移动平台包括底座、上下移动平台、前后移动平台及左右移动平台，三个平台的运动路线相互垂直;上下移动平台、前后移动平台及左右移动平台通过底座相互连接。
[0006]进一步的，其特征在于:上下移动平台包括上下移动支撑杆和上下移动丝杠;所述前后移动平台包括前后移动支撑架;所述左右移动平台包括左右移动支撑杆和左右移动丝杠；
[0007]上下移动支撑杆通过前后移动支撑架与底座下方连接，形成导轨滑块机构;前后移动支撑架沿着底座前后滑动;底座上方设置有若干通孔，左右移动丝杠穿过排列在中央的通孔，左右移动平台的左右移动支撑杆穿过其他通孔;左右移动步进电机位于底座的一侦U，具体布置于左右移动丝杠一端，控制左右移动丝杠;底座的另一侧设置有若干固定架，所述固定架与左右移动支撑杆和左右移动丝杠末端连接，固定架包括圆形连接孔和固定面，所述固定面水平;若干固定支架的固定面位于同一个平面上;所述上下移动平台顶部设置有上下移动步进电机，控制上下移动丝杠，上下移动丝杠上套有充电伸出臂，伸出臂末端设置有充电接口，充电接口与充电伸出臂通过弹簧连接;前后移动步进电机设置在底座一端，控制前后移动支撑架前后运动。
[0008]进一步的，上下移动平台、前后移动平台及左右移动平台分别包括限位开关。
[0009]有益效果:本实用新型能够控制充电装置在三个方向上灵活的移动，精确的与汽车的充电装置对接，底座两边的滑动导轨可以有效降低前后移动平台运动时的摩擦，底座为黄铜轴套，黄铜轴套则可有效降低自动充电装置整体左右移动和充电伸出臂上下移动时的摩擦，使运动更加平稳顺畅。弹簧可以在充电接口和受电接口对接时允许存在一定的位置偏差，降低对接难度。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的关闭状态图
[0011]图2为本实用新型运动状态一个瞬间的示意图
[0012]图中:底座1、黄铜轴套1-1、导轨1-2、上下移动支撑杆2、上下移动丝杠2-1、充电伸出臂2-4、充电接口 2-3、弹簧2-4、上下移动步进电机2-5、前后移动支撑架3、前后移动步进电机3-1、左右移动支撑杆4、左右移动丝杆4-1、左右移动电机4-2、固定架4-3。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。如图1和图2所示为一种三自由度电动汽车自动充电装置，其特征在于:包括三个方向的移动平台、分别控制每个平台移动的电机、霍尔传感器、固定架4-3、充电接口 2-3;
[0014]所述移动平台包括底座1、上下移动平台、前后移动平台及左右移动平台，三个平台的运动路线相互垂直；上下移动平台、前后移动平台及左右移动平台通过底座I相互连接。
[0015]进一步的，其特征在于:上下移动平台包括上下移动支撑杆2和上下移动丝杠2-1;所述前后移动平台包括前后移动支撑架3;所述左右移动平台包括左右移动支撑杆4和左右移动丝杠4-1 ；
[0016]上下移动支撑杆2通过前后移动支撑架3与底座I下方连接，形成导轨滑块机构;前后移动支撑架3沿着底座I前后滑动;底座I上方设置有若干通孔，左右移动丝杠4-1穿过排列在中央的通孔，左右移动平台的左右移动支撑杆4穿过其他通孔;左右移动步进电机位于底座I的一侧，具体布置于左右移动丝杠4-1 一端，控制左右移动丝杠4-1;底座I的另一侧设置有若干固定架4-3，所述固定架4-3与左右移动支撑杆4和左右移动丝杠4-1末端连接，固定架4-3包括圆形连接孔和固定面，所述固定面水平;若干固定支架的固定面位于同一个平面上;所述上下移动平台顶部设置有上下移动步进电机，控制上下移动丝杠，上下移动丝杠上套有充电伸出臂2-2，伸出臂末端设置有充电接口 2-3，充电接口 2-3与充电伸出臂2-2通过弹簧连接;前后移动步进电机设置在底座I 一端，控制前后移动支撑架3前后运动。
[0017]进一步的，上下移动平台、前后移动平台及左右移动平台分别包括限位开关。
[0018]—种三自由度电动汽车自动充电装置的控制方法:其特征在于，包括控制器，控制器控制升降速子程序、左右移动子程序、上下移动子程序和前后移动子程序;该方法具体包括以下步骤:
[0019]I)关闭状态下，充电装置处于收起状态，充电伸出臂位于上下移动支撑杆2顶部；前后移动支撑架3位于底座I右端;底座I位于左右移动支撑杆4中央；当控制器收到自动充电信号后，驱动上下移动步进电机，充电伸出臂由上下移动支撑杆2顶部下降到底部；
[0020]2)充电伸出臂下降到位后，控制器驱动前后移动步进电机，将充电伸出臂伸到待充电汽车的底盘下方，此时充电伸出臂伸出，前后移动平台运动，接触到充电伸出臂上的限位开关之后停止运动；
[0021]3)检测底盘高度:检测充电伸出臂伸出后，充电伸出臂开始上升并调用升降速子程序，当充电臂上的限位开关接触到汽车底盘之后，充电伸出臂停止上升，下上移动步进电机反转，使充电伸出臂向下运动2mm;
[0022]4)完成步骤3)后，控制器调动左右移动子程序，驱动左右移动平台移动；底座I带动充电伸出臂向右移动，运动的同时对线性霍尔传感器两端电压进行检测，当自动充电装置运动到霍尔传感器附近时，开始低速并匀速运动，当充电接口 2-3接近收点接口时，检测到线性霍尔传感器两端电压上升；当充电接口 2-3运动到左右移动方向上的最接近受电接口的位置，控制器检测到霍尔传感器两端电压下降，此时电机停止转动，确定左右定位；
[0023]5)完成步骤4)后，控制器调用前后移动子程序，控制前后移动平台运动，当电机正转，前后移动平台向前运动;此时，若检测到电压由上升到下降，电机停止转动，控制器调用上下移动子程序;若检测到电压下降，则电机停止运转并开始反转，前后移动平台开始向后移动;此时继续检测，若检测到电压由上升到下降，停止运动，否则继续移动前后移动平台；
[0024]6)当充电接口 2-3经过步骤5)的前后位置调整，运动到车辆上受电接口的正下方后，控制器调用充电伸出臂上下移动子程序，充电臂带动充电接口 2-3上升，与受电接口对接；当汽车ECU检测到电动汽车已经开始充电，发送信号给自动充电装置控制器，控制器控制上下移动电机停止转动，此时开始对电动汽车进行充电，充电接口 2-3定位对接过程完成，开始充电；
[0025]7)当汽车ECU检测到电动汽车充电完成或车主需要用车按下自动充电装置收起按钮控后，控制器控制上下移动电机反转，使充电接口 2-3与受电接口脱离，充电臂下降到靠近地面处；
[0026]8)控制器接收到充电完成或遥控收起信号使充电伸出臂下降到位后，前后移动电机启动，控制充电伸出臂退回，前后移动平台向后运动，接触到限位开关后，前后移动电机停止运动；
[0027]9)前后移动平台后退到位后，自动充电装置整体右移回到初始位置，当自动充电装置接触到限位开关之后步进电机停止运动；自动充电装置收起。
[0028]充电伸出臂与前后移动平台通过螺栓连接在一起，因此也相当于控制充电伸出臂的伸出与退回。左右移动步进电机控制的是自动充电装置整体的左右移动。丝杠将步进电机的轴向转动转为自动充电装置和前后移动平台、充电伸出臂的直线运动，线性霍尔传感可以给出自动充电装置和充电伸出臂的位置信息。底座两边的滑动导轨可以有效降低前后移动平台运动时的摩擦，底座为黄铜轴套，黄铜轴套则可有效降低自动充电装置整体左右移动和充电伸出臂上下移动时的摩擦，使运动更加平稳顺畅。弹簧可以在充电接口和受电接口对接时允许存在一定的位置偏差，降低对接难度。
[0029]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种三自由度电动汽车自动充电装置，其特征在于:包括三个方向的移动平台、分别控制每个平台移动的电机、霍尔传感器、固定架(4-3 )、充电接口( 2-3); 所述移动平台包括底座(I)、上下移动平台、前后移动平台及左右移动平台，三个平台的运动路线相互垂直；上下移动平台、前后移动平台及左右移动平台通过底座(I)相互连接。2.如权利要求1所述的一种三自由度电动汽车自动充电装置，其特征在于:上下移动平台包括上下移动支撑杆(2)和上下移动丝杠(2-1);所述前后移动平台包括前后移动支撑架(3)；所述左右移动平台包括左右移动支撑杆(4)和左右移动丝杠(4-1); 上下移动支撑杆(2)通过前后移动支撑架(3)与底座(I)下方连接，形成导轨(1-2)滑块机构;前后移动支撑架(3)沿着底座(I)前后滑动;底座(I)上方设置有若干通孔，左右移动丝杠(4-1)穿过排列在中央的通孔，左右移动平台的左右移动支撑杆(4)穿过其他通孔;左右移动步进电机位于底座(I)的一侧，具体布置于左右移动丝杠(4-1) 一端，控制左右移动丝杠(4-1);底座(I)的另一侧设置有若干固定架(4-3)，所述固定架(4-3)与左右移动支撑杆(4)和左右移动丝杠(4-1)末端连接，固定架(4-3)包括圆形连接孔和固定面，所述固定面水平;若干固定支架的固定面位于同一个平面上;所述上下移动平台顶部设置有上下移动步进电机，控制上下移动丝杠，上下移动丝杠上套有充电伸出臂(2-2)，伸出臂末端设置有充电接口(2-3)，充电接口(2-3)与充电伸出臂(2-2)通过弹簧连接;前后移动步进电机设置在底座(I) 一端，控制前后移动支撑架(3)前后运动。3.如权利要求1所述的一种三自由度电动汽车自动充电装置，其特征在于:上下移动平台、前后移动平台及左右移动平台分别包括限位开关。
【文档编号】H02J7/00GK205544401SQ201620097667
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月29日
【发明人】冯玉朋, 曾庆喜, 徐亮, 张鹏娜, 马杉
【申请人】南京航空航天大学