一种充电弓及充电方法与流程

本申请涉及车辆充电领域，具体而言，涉及一种充电弓及充电方法。

背景技术

目前电动车辆的充电弓，只能沿垂直地面方向的下降或者上升，要实现充电弓对准电极进行降弓充电，只能是驾驶员控制车辆的左右距离、前后距离由减速带卡紧轮胎的方法，使车载电极去对准充电弓电极，实现接触充电。

而现目前需要使用充电弓进行充电的大多是电动公交车。故充电的过程对公交车驾驶员的驾驶要求高。当公交车的处于首末站或者回场后，通过减速带定前后位置，驾驶员通过后视镜控制左右，使充电弓电极与车载电极对准进行充电，此种方案尚可实施。但如果是在中途的车站需要进行短时间充电，若车上有乘客，还是通过前述方法利用减速带固定前后进行充电，乘客会有很不好的乘车体验。同时在复杂的交通环境下，控制车辆的左右距离，实际情况下不容易做到，会导致浪费大量时间，以致影响后续车辆的进站。

有鉴于此，如何实现充电弓与待充电车辆的车载电极快速对准，是目前需要解决的问题。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种充电弓及充电方法。

第一方面，本申请实施例描述一种充电弓，所述充电弓包括充电弓体、弓头部、视觉定位摄像机、控制装置、第一驱动组件、第二驱动组件及第三驱动组件，所述弓头部包括支撑组件、运动机构、伸缩机构及充电弓电极；

所述充电弓体与所述支撑组件固定连接，用于支撑所述弓头部；

所述运动机构与所述支撑组件滑动连接，以使所述运动机构在所述第一驱动组件的驱动下在所述支撑组件与所述运动机构确定的平面沿第一方向运动；

所述伸缩机构一端滑动连接于所述运动机构，以使所述伸缩机构在所述第二驱动组件的驱动下沿所述运动机构延伸的第二方向运动，其中，所述第二方向位于所述支撑组件与所述运动机构确定的平面，且与所述第一方向垂直；

所述伸缩机构的另一端设置有充电弓电极，所述伸缩机构在所述第三驱动组件的驱动下控制所述充电弓电极在与所述支撑组件和所述运动机构确定的平面垂直的方向运动；

所述视觉定位摄像机设置在所述支撑组件远离所述充电弓体的一端，用于采集待充电车辆车载电极的位置；

所述视觉定位摄像机与所述控制装置电性连接，所述控制装置根据所述视觉定位摄像机采集的待充电车辆车载电极的位置，控制所述弓头部运动，以使所述充电弓电极与所述待充电车辆车载电极对准。

可选地，所述支撑组件包括支撑件和连接件；

所述连接件与所述充电弓体固定连接；

所述支撑件一端与所述连接件远离所述充电弓体的另一端固定连接；

所述支撑件的另一端沿平行于地面的水平面延伸；

所述支撑件靠近地面的一侧设置有第一滑轨，所述第一滑轨的设置方向与所述支撑件延伸方向一致；

所述运动机构包括运动杆和第一滑轮；

所述第一滑轮设置在所述运动杆靠近所述支撑件的一侧；

所述运动杆与所述支撑件垂直，所述运动杆平行于地面设置；

所述第一滑轮与所述第一滑轨配合，以使所述运动杆沿所述支撑件延伸的所述第一方向滑动。

可选地，所述运动杆靠近地面的一侧设置有第二滑轨，所述第二滑轨的设置方向与所述运动杆延伸方向一致；

所述伸缩机构靠近所述运动机构的一侧设置有与所述第二滑轨相配合的第二滑轮，以使所述伸缩机构在所述运动机构上沿垂直于所述支撑件延伸的第二方向滑动。

可选地，所述充电弓体一端与所述弓头部连接，另一端固定设置在地面或墙体上。

可选地，所述伸缩机构包括固定件、第一机械臂、第二机械臂；

所述固定件一端与所述运动机构滑动连接，所述固定件的另一端与所述第一机械臂的一端转动连接；

所述第一机械臂远离所述固定件的另一端与所述第二机械臂的一端转动连接；

所述第二机械臂远离所述第一机械臂的另一端与所述充电弓电极连接。

可选地，所述第三驱动组件设置在所述固定件内部，所述第三驱动组件包括伺服驱动器和伺服电机；所述伺服驱动器与所述控制装置和所述伺服电机连接，所述伺服电机与所述第一机械臂和第二机械臂连接；所述伺服驱动器，用于接收所述控制装置发送的控制指令，根据所述控制指令驱动所述伺服电机转动，以带动所述第一机械臂和第二机械臂运动，以使伸缩机构在与所述支撑组件和所述运动机构确定的平面垂直的方向运动。

可选地，所述充电弓电极上还设置有温度传感器，所述温度传感器设置在所述充电弓电极靠近所述第二机械臂的一侧，所述温度传感器用于在所述车辆充电时，采集所述充电弓电极的温度值，并将所述温度值发送给所述控制装置。

所述控制装置，用于接收所述温度值，并将所述温度值与预设温度值进行比较，当所述温度值达到所述预设温度值时，控制所述充电弓电极停止给所述车辆充电。

可选地，所述固定件包括压力平衡器，所述压力平衡器设置在所述固定件靠近所述第一机械臂的位置，用于在所述充电弓电极下降的过程中，采集所述充电弓电极受到的压力值，并将所述压力值发送给所述控制装置。

所述控制装置，用于接收所述压力值，将所述压力值与预设压力值行比对，在确定所述压力值达到所述预设压力值时，控制所述第一机械臂和第二机械臂停止下降。

可选地，所述伸缩机构包括吹气嘴，所述吹气嘴设置在所述第二机械臂靠近所述充电弓电极的位置；所述吹气嘴用于在所述待充电车辆充电前，清理吹飞所述车载电极上的异物。

第二方面，本申请实施例还提供一种充电弓充电方法，应用于车辆充电系统，所述车辆充电系统包括待充电车辆及第一方面中所述的充电弓；

所述方法包括：

采集图像信息；

对采集的图像信息进行处理，得到所述待充电车辆的车载电极与所述充电弓电极在所述图像信息中的位置坐标信息；

根据位置坐标信息控制所述充电弓电极向所述待充电车辆车载电极移动，以使所述充电弓电极与所述车载电极对准。

相比现有技术，本申请提供的的有益效果包括：

本申请实施例提供一种充电弓及充电方法，所述充电弓包括充电弓体、弓头部、视觉定位摄像机、控制装置。所述弓头部包括支撑组件、运动机构、伸缩机构及充电弓电极；所述视觉定位摄像机设置在所述支撑组件远离所述充电弓体的一端，用于采集待充电车辆车载电极的位置；所述视觉定位摄像机与所述控制装置电性连接，所述控制装置根据所述视觉定位摄像机采集的待充电车辆车载电极的位置，控制所述弓头部运动，以使所述充电弓电极与所述待充电车辆车载电极对准。采用本申请所述充电弓可以在预设的范围内移动去对准车载电极，然后下降电极，实现主动对准车载电极，进行自动对准充电，无需人工控制车辆对准电极，减少了复杂的人工操作，节省了时间。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请的一种实施例提供的充电弓结构示意图；

图2为本申请的一种实施例提供的充电弓另一视角下的结构示意图；

图3为本申请的另一种实施例提供的充电弓结构示意图；

图4为本申请的实施例提供的弓头部结构示意图。

图标：1-充电弓体；2-弓头部；3-视觉定位摄像机；4-控制装置；5-第三驱动组件；6-墙体；20-支撑组件；21-运动机构；22-伸缩机构；23-充电弓电极；201-连接件；202-支撑件；221-固定件；222-第一机械臂；223-第二机械臂。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面结合附图，对本申请的具体实施方式进行详细说明。

请参照图1，图1为本申请的一种实施例提供的充电弓结构示意图，所述充电弓包括充电弓体1、弓头部2、视觉定位摄像机3、控制装置4、第一驱动组件、第二驱动组件及第三驱动组件5，所述弓头部2包括支撑组件20、运动机构21、伸缩机构22及充电弓电极23。

所述充电弓体1与所述支撑组件20固定连接，用于支撑所述弓头部2。

所述运动机构21与所述支撑组件20滑动连接，以使所述运动机构21在所述第一驱动组件的驱动下在所述支撑组件20与所述运动机构21确定的平面沿第一方向运动。

所述伸缩机构22一端滑动连接于所述运动机构21，以使所述伸缩机构22在所述第二驱动组件的驱动下沿所述运动机构21延伸的第二方向运动，其中，所述第二方向位于所述支撑组件20与所述运动机构21确定的平面，且与所述第一方向垂直。

在本实施例中，所述的第一方向和第二方向可以是相互垂直且平行于地面的。在其他实施例中，第一方向和第二方向可以是不垂直的，也可以是不与地面平行的。

在本实施例中，所述第一驱动组件和所述第二驱动组件可以设置在所述充电弓体1内部。在其他实施例中，所述第一驱动组件和所述第二驱动组件也可以设置在靠近所述支撑件202与所述运动机构21的位置，当然，所述第一驱动组件和所述第二驱动组件还可以设置在所述支撑件202与所述运动机构21上。

所述伸缩机构22的另一端设置有充电弓电极23，所述伸缩机构22在所述第三驱动组件5的驱动下控制所述充电弓电极23沿与所述支撑组件20和所述运动机构21确定平面的垂直方向运动。

所述视觉定位摄像机3设置在所述支撑组件20远离所述充电弓体1的一端，用于采集待充电车辆车载电极的位置。

在本实施例中，视觉定位摄像机3的设置位置可以是在所述运动机构21上或者伸缩机构22上，也可以固定设置在所述充电弓附近的墙体或者天花板上，只要能够清晰采集待充电车辆车载电极的位置即可，在本实施例中，不对视觉定位摄像机3的设置位置做具体的限定。可选地，所述视觉定位摄像机3可以设置在所述支撑组件20远离所述充电弓体1的一端。

所述视觉定位摄像机3与所述控制装置4电性连接，所述控制装置4根据所述视觉定位摄像机3采集的待充电车辆车载电极的位置，控制所述弓头部2运动，以使所述充电弓电极23与所述待充电车辆车载电极对准。

值得说明的是，在本实施例中，所述视觉定位摄像机3可以采用室外视觉定位系统。由于室外环境光对视觉系统的干扰非常的严重，本申请实施例可以采用激光，散斑，tof(timeofflight，飞行时间)，结构光，光栅等多方面的技术，并可以采用940nm波长的红外光来抵抗室外环境的影响，达到室外高可靠性的3d定位视觉系统，能准确的定位车载电极的位置和高度。

请参照图2，图2为本申请的一种实施例提供的另一视角下的充电弓结构示意图，所述支撑组件20包括支撑件202和连接件201。

所述连接件201与所述充电弓体1固定连接。

所述支撑件202一端与所述连接件201远离所述充电弓体1的另一端固定连接。

所述支撑件202的另一端沿平行于地面的水平面延伸。

所述支撑件202靠近地面的一侧设置有第一滑轨，所述第一滑轨的设置方向与所述支撑件202延伸方向一致。

所述运动机构21包括运动杆和第一滑轮。

所述第一滑轮设置在所述运动杆靠近所述支撑件202的一侧。

所述运动杆与所述支撑件202垂直，所述运动杆平行于地面设置。

所述第一滑轮与所述第一滑轨配合，以使所述运动杆沿所述支撑件202延伸的所述第一方向滑动。

进一步地，所述运动杆靠近地面的一侧设置有第二滑轨，所述第二滑轨的设置方向与所述运动杆延伸方向一致。

所述伸缩机构22靠近所述运动机构21的一侧设置有与所述第二滑轨相配合的第二滑轮，以使所述伸缩机构22在所述运动机构21上沿垂直于所述支撑件202延伸的第二方向滑动。

在本实施例中，所述的运动机构21与支撑件202之间、伸缩机构22与运动件之间，可以采用滑轮与滑轨相结合的方式实现相对运动。在其他实施例中，所述运动机构21与支撑件202之间、伸缩机构22与运动件之间还可以采用滑杆、滑槽的方式，实现运动机构21与支撑件202之间、伸缩机构22与运动件之间的相对运动，为了增强滑动性能，还可以在滑槽中设置滚珠。

请参照图3，图3为本申请的另一种实施例提供的充电弓结构示意图，所述充电弓体1一端与所述弓头部2连接，另一端固定设置在地面或墙体6上。

在本实施例中，所述充电弓体1的另一端可以固定设置在墙体6上，所述控制装置4可以设置该墙体6上。所述第一驱动组件和第二驱动组件可以设置在墙体6内部。在其他实施例中，所述充电弓体1的另一端可以固定设置在天花板上，所述第一驱动组件和所述第二驱动组件可以对应地设置在天花板内部。

进一步地，所述伸缩机构22包括固定件221、第一机械臂222、第二机械臂223；

所述固定件221一端与所述运动机构21滑动连接，所述固定件221的另一端与所述第一机械臂222的一端转动连接。

所述第一机械臂222远离所述固定件221的另一端与所述第二机械臂223的一端转动连接。

所述第二机械臂223远离所述第一机械臂222的另一端与所述充电弓电极23连接。

在本实施例中，所述第一机械臂222、第二机械臂223和充电弓电极23之间实现伸缩机构22的下降可以是通过转动实现。在其他实施例中，所述第一机械臂222、第二机械臂223和充电弓电极23之间的设置方式可以是同轴套设在一起，实现伸缩机构22的下降可以是通过第一机械臂222、第二机械臂223和充电弓电极23之间同轴伸缩来实现。

进一步地，所述第三驱动组件5设置在所述固定件221内部，所述第三驱动组件5包括伺服驱动器和伺服电机；所述伺服驱动器与所述控制装置4和所述伺服电机连接，所述伺服电机与所述第一机械臂222和第二机械臂223连接；所述伺服驱动器，用于接收所述控制装置4发送的控制指令，根据所述控制指令驱动所述伺服电机转动，以带动所述第一机械臂222和第二机械臂223运动，以使伸缩机构22在与所述支撑组件20和所述运动机构21确定的平面垂直的方向运动。

在本实施例中，为第三驱动组件5提供动力的设备可以是伺服驱动器和伺服电机。在其他实施例中，为第三驱动组件5提供动力的设备还可以是步进驱动器和步进电机。

请参照图4，图4为本申请的实施例提供的弓头部2的结构示意图，所述充电弓电极23上还设置有温度传感器，所述温度传感器设置在所述充电弓电极23靠近所述第二机械臂223的一侧，所述温度传感器用于在所述车辆充电时，采集所述充电弓电极23的温度值，并将所述温度值发送给所述控制装置4。

所述控制装置4，用于接收所述温度值，并将所述温度值与预设温度值进行比较，当所述温度值达到所述预设温度值时，控制所述充电弓电极23停止给所述车辆充电。

进一步地，所述固定件221包括压力平衡器，所述压力平衡器设置在所述固定件221靠近所述第一机械臂222的位置，用于在所述充电弓电极23下降的过程中，采集所述充电弓电极23受到的压力值，并将所述压力值发送给所述控制装置4。

所述控制装置4，用于接收所述压力值，将所述压力值与预设压力值行比对，在确定所述压力值达到所述预设压力值时，控制所述第一机械臂222和第二机械臂223停止下降。

进一步地，所述伸缩机构22包括吹气嘴，所述吹气嘴设置在所述第二机械臂223靠近所述充电弓电极23的位置；所述吹气嘴用于在所述待充电车辆充电前，清理吹飞所述车载电极上的异物。

本申请实施例还提供一种充电弓充电方法，应用于车辆充电系统，所述车辆充电系统包括待充电车辆及前述实施例中所述的充电弓。

在其他实施例中，所述伸缩机构22还包括生物检测器，所述生物监测器设置在所述固定件221靠近所述充电弓电极23的一侧，所述生物监测器用于在所述车辆充电时，采集所述充电弓附近生物活动强度信息，并将生物活动信息发送给所述控制装置4。

所述控制装置4，用于接收所述生物活动强度信息，并将所述生物活动强度信息与预设生物活动强度信息进行比较，当所述生物活动强度信息达到了预设生物活动强度信息时，控制所述充电弓电极23停止给所述车辆充电。

所述方法包括：

采集图像信息。

对采集的图像信息进行处理，得到所述待充电车辆的车载电极与所述充电弓电极23在所述图像信息中的位置坐标信息。

根据位置坐标信息控制所述充电弓电极23向所述待充电车辆车载电极移动，以使所述充电弓电极23与所述车载电极对准。

综上所述，本申请实施例提供一种充电弓及充电方法，所述充电弓包括充电弓体、弓头部、视觉定位摄像机、控制装置。所述弓头部包括支撑组件、运动机构、伸缩机构及充电弓电极；所述视觉定位摄像机设置在所述支撑组件远离所述充电弓体的一端，用于采集待充电车辆车载电极的位置；所述视觉定位摄像机与所述控制装置电性连接，所述控制装置根据所述视觉定位摄像机采集的待充电车辆车载电极的位置，控制所述弓头部运动，以使所述充电弓电极与所述待充电车辆车载电极对准。采用本申请所述充电弓可以在预设的范围内移动去对准车载电极，然后下降电极，实现主动对准车载电极，进行自动对准充电，无需人工控制车辆对准电极，减少了复杂的人工操作，节省了时间。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。