一种新能源汽车充电装置的制作方法

本发明属于新能源汽车充电领域，具体的说是一种新能源汽车充电装置。

背景技术：

为了解决日益严重的汽车尾气排放带来的环保问题，汽车厂商开始大力度的发展新能源汽车技术，纯电动汽车、插电式混合动力汽车等新能源汽车的研发逐渐成熟且开始推向市场。但是，当前市场对新能源汽车的电池进行充电的相关配套设施还不成熟，一般都是需要到充电桩或充电站通过人体手动拿起充电枪给新能源汽车的电池充电，这种充电方式自动化程度过低，费时又费力，给新能源汽车充电带来很多不便。

专利文献：新能源汽车充电装置，申请号：2016101242844

上述专利文献中，通过设置充电桩以及通过充电线、与充电桩相连的充电枪和机械臂、与充电桩相配合的导轨以及位于导轨上的行走小车，无论哪个方向来新能源汽车，均可快速将行走小车滑动至新能源汽车旁边，再通过机械臂将充电枪对准汽车的充电接口进行充电，自动化程度非常高，其中机械臂可形成任意角度的弯曲，可形成三维空间曲形弯曲，可确保机械臂具有足够和较大的弯曲范围，但是该装置结构复杂，提高充电成本，且无法进行充电枪的微小调节，给新能源汽车的充电过程带来一定的不便。

技术实现要素：

为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种新能源汽车充电装置，通过设置机械臂之间的调节装置使机械臂带动充电枪实现角度的灵活调节，调节装置中的调节单元和伸缩单元相互配合工作可实现充电枪角度的精准调节以及微小调节，提高新能源汽车的充电效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种新能源汽车充电装置，包括充电桩、导轨、行走小车、充电线、充电枪、机械臂和图像传感器，所述充电桩用于为新能源汽车充电提供电量；所述导轨与充电桩相配合；所述行走小车位于导轨上；所述充电线的一端与充电桩连接，充电线的另一端连接充电枪，充电枪用于连接新能源汽车为其输送电量；所述机械臂的一端安装在行走小车上，机械臂的另一端与充电枪连接，机械臂上安装图像识别传感器，图像识别传感器用于识别新能源汽车的充电枪插口；相邻的机械臂之间通过调节装置进行连接，调节装置的设置使机械臂能够灵活转动，方便充电枪为新能源汽车充电；其中，调节装置包括一号箱体、二号箱体、固定架、三号箱体、隔板、调节单元和伸缩单元，所述一号箱体和二号箱体均为圆筒形，二号箱体位于一号箱体的内部，一号箱体的内壁和二号箱体的外壁开设滑槽；所述固定架均匀分布在一号箱体与二号箱体之间，固定架用于将一号箱体与二号箱体分隔开；所述三号箱体为无盖圆筒形，三号箱体水平设置在一号箱体的外部上方，三号箱体与一号箱体之间通过弹性材料进行连接，一号箱体、二号箱体与三号箱体的中心轴线竖直放置且相互重合，一号箱体的顶部中心和三号箱体的底部中心开设电缆孔，电缆孔用于充电线的穿过，三号箱体底部开设一号通孔，一号通孔围绕电缆孔成圆周排布；所述隔板水平连接在三号箱体的内部；所述伸缩单元位于一号箱体内部，伸缩单元用于配合调节单元工作；所述调节单元位于三号箱体内部，调节单元用于调节充电枪使充电枪方便新能源汽车的充电工作。工作时，行走小车沿导轨运动至新能源汽车的旁边，开启图像传感器，通过图像传感器识别新能源汽车以及新能源汽车的充电插口的位置，在调节装置的调节单元和伸缩单元的配合作用下充电枪对准新能源汽车的充电插口对新能源汽车进行充电。

所述伸缩单元包括螺母、伸缩丝杠、滑块、伸缩杆和伸缩电机，所述螺母均匀设置在一号箱体内部底层；所述伸缩丝杠通过螺母竖直设置在一号箱体内部，伸缩丝杠至少设置三个，伸缩丝杠的顶端穿过一号箱体的顶部，伸缩丝杠的底部水平连接滑块，滑块滑动安装在一号箱体的内壁和二号箱体的外壁的滑槽上；所述伸缩杆竖直设置在一号箱体的顶部，伸缩杆的顶端竖直向上穿过三号箱体底部的一号通孔，伸缩杆的底部与伸缩丝杠的顶部连接；所述伸缩电机安装在滑块的底部，伸缩电机用于驱动伸缩丝杠和伸缩杆转动。工作时，开启伸缩电机，伸缩电机驱动伸缩丝杠转动，伸缩丝杠推动伸缩杆向上运动，通过控制伸缩电机使伸缩丝杠和伸缩杆上升的高度不同，在调节装置的作用下机械臂可处于不同的角度，从而使充电枪便于对准新能源汽车车身上的不同位置，方便为新能源汽车进行充电。

所述调节单元包括调节板、调节弹簧、调节箱、支脚、微调单元和调节电机，所述调节板为圆盘型，调节板水平连接在伸缩杆的顶部，调节板上表面中心设置限位凹槽，限位凹槽为圆环形，调节板上均匀设置二号通孔，二号通孔的两端均设置圆弧倒角，调节板的圆周边缘也设置圆弧倒角，避免调节板在转动时对调节弹簧进行刮刺；所述调节弹簧竖直连接在三号箱体的底部，调节弹簧均匀分布在调节板的四周，调节弹簧至少设置三个，调节弹簧的顶部向上穿过隔板，调节板的侧边位于调节弹簧相邻的大径之间；所述调节箱为圆筒形，调节箱通过支脚安装在隔板上；所述微调单元设置在调节箱内部；所述调节电机安装在隔板的上表面，调节电机为调节单元的工作提供动力。工作时，开启调节电机，调节电机带动调节箱内部的微调单元对调节板进行调节，在调节弹簧的作用下使调节板倾斜不同的角度，进而实现调节装置带动机械臂处于不同角度方便充电过程的进行。

所述微调单元包括内齿轮、外齿轮、内支撑轴和外支撑轴，所述内齿轮通过内支撑轴安装在调节箱的内部中心，内支撑轴与调节电机的电机轴连接；所述外齿轮通过外支撑轴安装在调节箱内部，外齿轮均匀设置在内齿轮的四周，外齿轮至少设置三个，外齿轮与调节弹簧的顶部连接，内齿轮与外齿轮相互啮合。工作时，调节电机通过带动内支撑轴转动从而带动内齿轮转动，由于内齿轮与外齿轮相互啮合，内齿轮转动带动外齿轮转动，由于外齿轮与调节弹簧的顶部连接，外齿轮转动带动调节弹簧转动，又由于调节板的侧边位于调节弹簧相邻的大径之间，所以调节弹簧转动可带动调节板进行上下位置的微调，进而提高调节精度。

所述一号箱体的外层顶部设置距离传感器，距离传感器成圆周布置。距离传感器用于检测三号箱体底部与一号箱体顶部之间的距离；从而实现对机械臂角度调节监测。

所述调节弹簧的外侧竖直设置护板，护板为圆弧板，护板的顶部与隔板的底部连接，护板的底部与三号箱体的内部底层连接。护板的设置可防止调节弹簧被压缩时向外部运动，防止调节弹簧的变形，进而延长调节弹簧的使用寿命。

所述调节弹簧外侧设置限位块，限位块为圆环形，限位块套在调节弹簧的外侧，限位块的外边缘设置凸块，凸块位于限位凹槽内。限位块上的凸块可防止调节板与调节弹簧脱离，提高连接的可靠性，同时，限位凹槽可提高调节板的韧性，避免调节板在调节弹簧的作用下变形后无法恢复。

本发明的有益效果如下：

1.本发明通过调节单元、伸缩单元和距离传感器的配合作用可实现机械臂和充电枪角度的精准调节，以完成新能源汽车的充电任务。

2.本发明通过采用调节弹簧配合调节板取代传统的球铰链，降低了充电成本，并且通过设置调节弹簧转动可实现调节板位置的改变，从而实现角度的微调，进而提高调节精度。

3.本发明通过设置调节弹簧外侧的圆弧形的护板，可防止调节弹簧的变形，提高调节弹簧的使用寿命。

4.本发明通过设置调节板上环形的限位凹槽以及调节弹簧上与限位凹槽相对应的限位块，可有效防止调节板与调节弹簧的脱离，提高连接可靠性；同时，限位凹槽的设置可提高调节板的韧性，避免调节板在调节弹簧的作用下变形后无法恢复。

5.本发明通过在调节板上设置二号通孔，二号通孔在提高调节板的韧性的同时减轻调节板的重量，进一步的，通过将二号通孔的两端设置圆弧倒角，以及将调节板的圆周边缘也设置圆弧倒角，有效避免调节板转动时二号通孔对调节弹簧进行刮削。

附图说明

图1是本发明的主视图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是图1的B-B剖视图；

图4是图1的C-C剖视图；

图5是调节板的结构示意图；

图中：一号箱体1、电缆孔11、二号箱体2、固定架3、三号箱体4、一号通孔41、隔板5、调节单元6、调节板61、二号通孔611、调节弹簧62、调节箱63、微调单元64、内齿轮641、外齿轮642、内支撑轴643、外支撑轴644、调节电机65、伸缩单元7、螺母71、伸缩丝杠72、滑块73、伸缩杆74、伸缩电机75、距离传感器8、护板9。

具体实施方式

使用图1至图5对本发明一实施方式的新能源汽车充电装置的结构进行如下说明。

如图1所示，本发明所述的一种新能源汽车充电装置，包括充电桩、导轨、行走小车、充电线、充电枪、机械臂和图像传感器，所述充电桩用于为新能源汽车充电提供电量；所述导轨与充电桩相配合；所述行走小车位于导轨上；所述充电线的一端与充电桩连接，充电线的另一端连接充电枪，充电枪用于连接新能源汽车为其输送电量；所述机械臂的一端安装在行走小车上，机械臂的另一端与充电枪连接，机械臂上安装图像识别传感器，图像识别传感器用于识别新能源汽车的充电枪插口；相邻的机械臂之间通过调节装置进行连接，调节装置的设置使机械臂能够灵活转动，方便充电枪为新能源汽车充电；其中，调节装置包括一号箱体1、二号箱体2、固定架3、三号箱体4、隔板5、调节单元6和伸缩单元7，所述一号箱体1和二号箱体2均为圆筒形，二号箱体2位于一号箱体1的内部，一号箱体1的内壁和二号箱体2的外壁开设滑槽；所述固定架3均匀分布在一号箱体1与二号箱体2之间，固定架3用于将一号箱体1与二号箱体2分隔开；所述三号箱体4为无盖圆筒形，三号箱体4水平设置在一号箱体1的外部上方，三号箱体4与一号箱体1之间通过弹性材料进行连接，一号箱体1、二号箱体2与三号箱体4的中心轴线竖直放置且相互重合，一号箱体1的顶部中心和三号箱体4的底部中心开设电缆孔11，电缆孔11用于充电线的穿过，三号箱体4底部开设一号通孔41，一号通孔41围绕电缆孔11成圆周排布；所述隔板5水平连接在三号箱体4的内部；所述伸缩单元7位于一号箱体1内部，伸缩单元7用于配合调节单元6工作；所述调节单元6位于三号箱体4内部，调节单元6用于调节充电枪使充电枪方便新能源汽车的充电工作。工作时，行走小车沿导轨运动至新能源汽车的旁边，开启图像传感器，通过图像传感器识别新能源汽车以及新能源汽车的充电插口的位置，在调节装置的调节单元6和伸缩单元7的配合作用下充电枪对准新能源汽车的充电插口对新能源汽车进行充电。

如图1和图2所示，所述伸缩单元7包括螺母71、伸缩丝杠72、滑块73、伸缩杆74和伸缩电机75，所述螺母71均匀设置在一号箱体1内部底层；所述伸缩丝杠72通过螺母71竖直设置在一号箱体1内部，伸缩丝杠72至少设置三个，伸缩丝杠72的顶端穿过一号箱体1的顶部，伸缩丝杠72的底部水平连接滑块73，滑块73滑动安装在一号箱体1的内壁和二号箱体2的外壁的滑槽上；所述伸缩杆74竖直设置在一号箱体1的顶部，伸缩杆74的顶端竖直向上穿过三号箱体4底部的一号通孔41，伸缩杆74的底部与伸缩丝杠72的顶部连接；所述伸缩电机75安装在滑块73的底部，伸缩电机75用于驱动伸缩丝杠72和伸缩杆74转动。工作时，开启伸缩电机75，伸缩电机75驱动伸缩丝杠72转动，伸缩丝杠72推动伸缩杆74向上运动，通过控制伸缩电机75使伸缩丝杠72和伸缩杆74上升的高度不同，在调节装置的作用下机械臂可处于不同的角度，从而使充电枪便于对准新能源汽车车身上的不同位置，方便为新能源汽车进行充电。

如图1和图5所示，所述调节单元6包括调节板61、调节弹簧62、调节箱63、支脚、微调单元64和调节电机65，所述调节板61为圆盘型，调节板61水平连接在伸缩杆74的顶部，调节板61上表面中心设置限位凹槽，限位凹槽为圆环形，调节板61上均匀设置二号通孔，二号通孔611的两端均设置圆弧倒角，调节板61的圆周边缘也设置圆弧倒角，避免调节板61在转动时对调节弹簧62进行刮刺；所述调节弹簧62竖直连接在三号箱体4的底部，调节弹簧62均匀分布在调节板61的四周，调节弹簧62至少设置三个，调节弹簧62的顶部向上穿过隔板5，调节板61的侧边位于调节弹簧62相邻的大径之间；所述调节箱63为圆筒形，调节箱63通过支脚安装在隔板5上；所述微调单元64设置在调节箱63内部；所述调节电机65安装在隔板5的上表面，调节电机65为调节单元6的工作提供动力。工作时，开启调节电机65，调节电机65带动调节箱63内部的微调单元64对调节板61进行调节，在调节弹簧62的作用下使调节板61倾斜不同的角度，进而实现调节装置带动机械臂处于不同角度方便充电过程的进行。

如图4所示，所述微调单元64包括内齿轮641、外齿轮642、内支撑轴643和外支撑轴644，所述内齿轮641通过内支撑轴643安装在调节箱63的内部中心，内支撑轴643与调节电机65的电机轴连接；所述外齿轮642通过外支撑轴644安装在调节箱63内部，外齿轮642均匀设置在内齿轮641的四周，外齿轮642至少设置三个，外齿轮642与调节弹簧62的顶部连接，内齿轮641与外齿轮642相互啮合。工作时，调节电机65通过带动内支撑轴643转动从而带动内齿轮641转动，由于内齿轮641与外齿轮642相互啮合，内齿轮641转动带动外齿轮642转动，由于外齿轮642与调节弹簧62的顶部连接，外齿轮642转动带动调节弹簧62转动，又由于调节板61的侧边位于调节弹簧62相邻的大径之间，所以调节弹簧62转动可带动调节板61进行上下位置的微调，进而提高调节精度。

如图1所示，所述一号箱体1的外层顶部设置距离传感器8，距离传感器8成圆周布置。距离传感器8用于检测三号箱体4底部与一号箱体1顶部之间的距离；从而实现对机械臂角度调节监测。

如图3所示，所述调节弹簧62的外侧竖直设置护板9，护板9为圆弧板，护板9的顶部与隔板5的底部连接，护板9的底部与三号箱体4的内部底层连接。护板9的设置可防止调节弹簧62被压缩时向外部运动，防止调节弹簧62的变形，进而延长调节弹簧62的使用寿命。

所述调节弹簧62外侧设置限位块，限位块为圆环形，限位块套在调节弹簧62的外侧，限位块的外边缘设置凸块，凸块位于限位凹槽内。限位块上的凸块可防止调节板61与调节弹簧62脱离，提高连接的可靠性，同时，限位凹槽可提高调节板61的韧性，避免调节板61在调节弹簧62的作用下变形后无法恢复。

工作过程：工作时，控制行走小车沿导轨运动至新能源汽车的旁边，同时，行走小车带动机械臂与充电枪也运动至新能源汽车的旁边；开启图像传感器，通过图像传感器识别新能源汽车以及新能源汽车的充电插口的位置。

开启伸缩电机75，伸缩电机75驱动伸缩丝杠72转动，伸缩丝杠72推动伸缩杆74向上运动，通过控制伸缩电机75使伸缩丝杠72和伸缩杆74上升的高度不同，在调节装置的作用下机械臂可处于不同的角度，从而使充电枪便于对准新能源汽车车身上的不同位置。

开启调节电机65，调节电机65通过带动内支撑轴643转动从而带动内齿轮641转动，由于内齿轮641与外齿轮642相互啮合，内齿轮641转动带动外齿轮642转动，由于外齿轮642与调节弹簧62的顶部连接，外齿轮642转动带动调节弹簧62转动，又由于调节板61的侧边位于调节弹簧62相邻的大径之间，所以调节弹簧62转动可带动调节板61进行上下位置的微调，进而提高调节精度。

开启距离传感器8，距离传感器8用于检测三号箱体4底部与一号箱体1顶部之间的距离，从而实现对机械臂角度调节进行监测。

工业实用性

根据本发明，该充电装置保险杠可使新能源汽车实现快捷充电，从而此充电装置在新能源汽车充电领域是有用的。