充電樁自尋址充電系統的制作方法

本發明提供一種充電樁自尋址充電系統，屬于自動充電插座領域。

背景技術：

現有的電動車輛到達充電站充電的充電流程為，車輛進入充電站，將車輛停放到充電樁的充電車位內，然后駕駛員離開車輛并在充電樁上刷卡，然后由充電人員將充電槍從充電樁上取下，插入充電樁的插座，然后由充電樁對電動車輛進行充電。

但是現有的問題為：

(1)充電樁與充電槍之間連接的充電槍連接線一般較長，有時會散布在地上，過往的電動車會將充電連接線的絕緣皮壓壞，導致線芯裸露，發生漏電的情況。

(2)充電人員在進行充電時需要手持充電槍與充電插座進行對接，在工作過程中，也會發生因操作不當而造成的觸電至傷殘的事故。

技術實現要素：

本發明目在于提供一種充電樁自尋址充電系統，可以在駕駛員刷卡后進行自動充電，避免人工介入，同時摒棄了原有的充電線結構。

本發明所述的充電樁自尋址充電系統，包括自尋址充電插頭及自適應車載充電插座,自尋址充電插頭位于充電樁上，自適應車載充電插座位于電動車上，充電樁側面安裝有充電插座定位裝置和充電插座尋蹤對接裝置；

電動車上安裝有連接到其自身充電管理系統的自適應車載充電插座，車載充電插座上設有激光信號檢測板，激光信號檢測板表面設置透鏡，激光信號檢測板連接到充電管理系統；

充電樁上設有定位控制系統，定位控制系統與充電管理系統無線通訊連接，定位控制系統連接到充電插座定位裝置和充電插座尋蹤對接裝置，定位控制系統控制充電插座定位裝置掃描自適應車載充電插座的激光信號檢測板，直至激光信號檢測板檢測到激光信號后，由充電管理系統將檢測到的時間發送給定位控制系統，定位控制系統通過時間數據計算充電插座空間位置，并規劃充電插座尋蹤對接裝置的行進路徑，并控制充電插座尋蹤對接裝置將充電插頭輸送至充電插座處，對電動車進行無線充電。

所述的充電樁自尋址充電系統，充電插座定位裝置包括連接到充電樁的連接桿和托板，連接桿另一端設有環，環內設有軸承，軸承動子上連接有旋轉板，旋轉板底部的轉軸固定在軸承動子上，轉軸底部連接有電機a，電機a固定在連接到充電樁的托座a上，電機a驅動旋轉板旋轉；旋轉板頂部設有兩個支撐板，兩個支撐板上設有貫穿兩個支撐板的轉軸b，轉軸b通過轉軸安裝在兩個支撐板上，一個支撐板上設有托座b，托座上設有電機b，電機b驅動轉軸b轉動，轉軸b中心位置設有檢測器，檢測器設有激光發射器及激光測距儀。

所述的充電樁自尋址充電系統,充電插座尋蹤對接裝置位于充電插座定位裝置下方，充電插座定位裝置和充電插座尋蹤對接裝置連接有控制裝置，控制裝置接收充電插座定位裝置回傳的插座定位時間信息，由控制裝置查詢該時間充電插座定位裝置的狀態來確定充電插座的空間位置，并由控制裝置通過充電插座尋蹤對接裝置將充電頭運送到充電插座處。

所述的充電樁自尋址充電系統，充電插座尋蹤對接裝置包括動力裝置a，動力裝置a的動子一端固定有安裝座a，安裝座a上設有與動力裝置a垂直的動力裝置b，動力裝置b的動子一端固定有安裝座b，安裝座b上設有垂直于動力裝置b的動力裝置c，充電插頭安裝在動力裝置c的動子上。

所述的充電樁自尋址充電系統，自適應車載充電插座包括激光信號檢測板，還包括充電插座位置調節裝置，充電插座位于充電插座位置調節裝置上。

所述的充電樁自尋址充電系統，充電插座位置調節裝置包括兩根安裝桿，分別為安裝桿a和安裝桿b，安裝桿通過三根連接條連接，三根連接條相互平行，且鉸接在兩根安裝桿上；安裝桿a中空且其側面設置窗口，安裝桿內通過軸承連接有轉軸c，轉軸c通過設置在安裝桿a底部的電機c驅動，轉軸c穿過窗口連接有底板，激光信號檢測板安裝在底板上，底板上還設置充電插座以及激光測距儀b；安裝桿與電動車之間設置動力裝置d，由動力裝置d帶動安裝桿b轉動；三根相互平行的連接條中位于中間的一根通過固定板連接到電動車。

所述的充電樁自尋址充電系統，充電插頭和充電插座為無線充電頭a和無線充電頭b，通過無線充電頭a和無線充電頭b的靠近并免連接，實現無線充電。

所述的充電樁自尋址充電系統，底板上設有線圈b，線圈b為圓環形，線圈b的圓環形內孔內設有鐵芯b，激光信號檢測板位于鐵芯b的中心位置。

所述的充電樁自尋址充電系統，無線充電頭a包括底座a，底座a的最外圍設有環形絕緣套，底座a上安裝有環形的線圈a，線圈a內圈內設有圓環形鐵芯a，圓環形鐵芯a的內圈內設有行程開關，行程開關的信號輸出端連接到定位控制裝置。

所述的充電樁自尋址充電系統，激光測距儀b的個數為4個，且4個激光測距儀b的信號輸出端連接有校正控制器，校正控制器的信號輸出端連接到車輛的充電管理系統，其中兩個激光測距儀b以安裝桿b的延伸方向安裝，另外兩個激光測距儀b以垂直于安裝桿b的方向安裝。

所述的充電樁自尋址充電系統，充電插頭的中心點位于檢測器的中心點正下方la距離處，電機b帶動檢測器以水平線為基準周期，上下擺動60度為基準進行掃描，電機b帶動檢測器上下擺動一個周期后，電機a帶動旋轉板旋轉0.1-0.5度，電機b帶動檢測器繼續擺動一個周期實現空間掃描，直至檢測器的激光發射器掃到激光信號檢測板，定位控制裝置記錄此時激光發射器角度，以及激光測距儀測得的距離lw；

檢測器與水平面之間的角度為角度a，檢測器與垂直于充電樁的基準線b的夾角為角度b，定位控制裝置控制動力裝置a動子移動距離lb，lb＝lw×cosb×cosa；

定位控制裝置控制動力裝置b的移動距離為lc，lc＝lw×sinb；

定位控制裝置控制動力裝置c的移動距離為ld，ld＝lw×cosb×sina。

本發明與現有技術相比有益效果為：

本發明所述的充電樁自尋址充電系統，由充電插座定位裝置尋找充電車輛上插座的位置，在檢測器的激光掃射到插座上的激光信號檢測板時，激光信號檢測板將信號通過充電管理系統發送給定位控制裝置，定位控制記錄此時激光發射器角度，以及激光測距儀測得的距離lw；然后定位控制裝置控制動力裝置a、動力裝置b和動力裝置c將充電插頭移動到充電插座處，使其與充電插座靠近，然后充電插座調節裝置會根據充電插頭的情況，調整充電插座的空間角度，使其與充電插頭平行。然后充電插頭和充電插座即無線充電頭a和無線充電頭b可以均勻的進行充電對接，避免了與充電頭a連接的充電線會在動力裝置a、動力裝置b和動力裝置c的帶動下躲避車位，在充電時才伸入充電車位內，不會使其出現絕緣皮被壓壞的情況，避免了漏電事故的發生，同時避免了充電人員的勞動力介入，也就避免了人工操作失誤問題的發生。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖；

圖2為充電插座尋蹤對接裝置主視圖；

圖3為充電插座尋蹤對接裝置左視圖；

圖4為充電插座尋蹤對接裝置俯視圖；

圖5為充電插頭結構示意圖；

圖6為充電插頭剖視圖；

圖7為充電插座尋蹤對接裝置結構示意圖；

圖8為充電插座尋蹤對接裝置左視圖；

圖9為充電插座安裝結構圖；

圖10為充電插座安裝結構俯視圖

圖11為充電插座結構示意圖；

圖12為充電插座左視圖。

圖中：1、充電樁；2、充電插座定位裝置；3、定位控制系統；4、充電樁的控制系統；5、充電插座尋蹤對接裝置；6、激光發射器；7、電機b；8、托座b；9、旋轉板；10、連接桿；11、電機a；12、環；13、支撐板；14、激光測距儀；15、轉軸b；16、檢測器；17、絕緣套；18、線圈a；19、行程開關；20、鐵芯a；21、底座a；22、安裝座a；23、動力裝置b；24、充電插頭；25、安裝座b；26、動力裝置c；27、連接條；28、安裝桿a；29、充電插座；30、轉軸c；31、電機c；32、固定板；33、動力裝置d；34、安裝桿b；35、電動車；36、激光測距儀b；37、線圈b；38、鐵芯b；39、透鏡；40、激光信號檢測板；41、底板；42、托座a；43、動力裝置a。

具體實施方式

下面結合本發明對本發明實施例做進一步說明：

實施例1：如圖1-圖12所示，本發明所述的充電樁自尋址充電系統，包括自尋址充電插頭24及自適應車載充電插座,自尋址充電插頭24位于充電樁1上，自適應車載充電插座位于電動車35上，自尋址充電插頭24包括尋找插座位置的充電插座定位裝置2和帶動充電插頭24的充電插座尋蹤對接裝置5；

電動車35上安裝有連接到其自身充電管理系統的自適應車載充電插座，車載充電插座上設有激光信號檢測板40，激光信號檢測板40為圓形，其直徑為0.5厘米，激光信號檢測板40表面設置透鏡39，可以將各個角度發射而來的激光均折射到激光信號檢測板40的接受范圍內，激光信號檢測板40連接到充電管理系統，負責及時傳輸信號；

充電樁1上設有定位控制系統3，定位控制系統3與電動車35的充電管理系統無線通訊連接，定位控制系統3連接到充電插座定位裝置2、充電插座尋蹤對接裝置5和充電樁的控制系統4，用戶刷卡后，定位控制系統3接收充電樁的控制系統4發出的尋蹤信號，定位控制系統3控制充電插座定位裝置2掃描自適應車載充電插座的激光信號檢測板40，直至激光信號檢測板40檢測到激光信號后，由充電管理系統將檢測到的時間發送給定位控制系統3，定位控制系統3通過時間數據計算充電插座29空間位置，并規劃充電插座尋蹤對接裝置5的行進路徑，并控制充電插座尋蹤對接裝置5將充電插頭24輸送至充電插座29處，運送到位后，定位控制系統3向充電樁的控制系統4回復信號，充電樁的控制系統4接通充電插頭24電源，對電動車35進行無線充電。

所述的充電樁自尋址充電系統，充電插座定位裝置2包括連接到充電樁1的連接桿10和托板，連接桿10另一端設有環12，環12內設有軸承，軸承動子上連接有旋轉板9，旋轉板9底部的轉軸固定在軸承動子上，轉軸底部連接有電機a11，電機a11固定在連接到充電樁1的托座a42上，電機a11驅動旋轉板9旋轉；旋轉板9頂部設有兩個支撐板13，兩個支撐板13上設有貫穿兩個支撐板13的轉軸b15，轉軸b15通過轉軸安裝在兩個支撐板13上，一個支撐板13上設有托座b8，托座b8上設有電機b7，電機b7驅動轉軸b15轉動，轉軸b15中心位置設有檢測器16，檢測器16設有激光發射器6及激光測距儀14；電機a11驅動旋轉板9轉動，而電機b7驅動檢測器16轉動，對充電插座29進行掃描，電機a11和電機b7選用伺服電機，對掃描角度進行精確控制。

所述的充電樁自尋址充電系統,充電插座尋蹤對接裝置5位于充電插座定位裝置2下方，充電插座定位裝置2和充電插座尋蹤對接裝置5連接有定位控制系統3，定位控制系統3接收充電插座定位裝置2回傳的插座定位時間信息t，定位控制系統3根據時間信息t查詢當時檢測器16的空間角度狀態，并由定位控制系統3通過充電插座尋蹤對接裝置5將充電頭運送到充電插座29處。定位控制系統3選用現有的單片機控制系統。起初先需要測試，信號反饋延時時間δt，在尋找位置時，需要尋找的準確時間為t-δt。

所述的充電樁自尋址充電系統,充電插座尋蹤對接裝置5包括動力裝置a43，動力裝置a43安裝在充電樁1上，動力裝置a43的動子一端固定有安裝座a22，安裝座a22上設有與動力裝置a43垂直的動力裝置b23，動力裝置b23的動子一端固定有安裝座b25，安裝座b25上設有垂直于動力裝置b23的，充電插頭24安裝在動力裝置c26的動子上。實現了的三軸運動。

所述的充電樁自尋址充電系統，自適應車載充電插座包括激光信號檢測板40，還包括充電插座位置調節裝置，充電插座29位于充電插座位置調節裝置上。

所述的充電樁自尋址充電系統,充電插座位置調節裝置包括兩根安裝桿，分別為安裝桿a28和安裝桿b34，安裝桿通過三根連接條27連接，三根連接條27相互平行，且鉸接在兩根安裝桿上；安裝桿a28中空且其側面設置窗口，安裝桿內通過軸承連接有轉軸c30，轉軸c30通過設置在安裝桿a28底部的電機c31驅動，轉軸c30穿過窗口連接有底板41，激光信號檢測板40安裝在底板41上，底板41上還設置充電插座29以及激光測距儀b36；安裝桿與電動車35之間設置動力裝置d33，由動力裝置d33帶動安裝桿b34轉動；三根相互平行的連接條27中位于中間的一根通過固定板32連接到電動車35。充電插座位置調節裝置利用平行四邊形原理，使動力裝置d33帶動平行四邊形變形，使充電插座29上下旋轉，通過電機c31驅動可以使充電插座29左右旋轉，以此來實現空間角度的變化，而不管平行四邊形如何變形，位于中間的連接條27位置不動，所以通過位于中間的連接條27將其固定。底板41上設置的四個呈圓形均勻分布的激光測距儀b36與電動車35充電管理系統連接，電動車35充電管理系統還連接動力裝置d33和電機c31的控制端，控制其帶動底座空間轉動，使四個激光測距儀b36輸出的信號相同，即實現無線充電頭a與無線充電頭b的平行。

所述的充電樁自尋址充電系統，充電插頭24和充電插座29為無線充電頭a和無線充電頭b，通過無線充電頭a和無線充電頭b的靠近并免連接，實現無線充電。

所述的充電樁自尋址充電系統，無線充電頭b包括底板41，底板41上設有線圈b37，線圈b37為圓環形，線圈b37的圓環形內孔內設有鐵芯b38，激光信號檢測板40位于鐵芯b38的中心位置。

所述的充電樁自尋址充電系統，無線充電頭a包括底座a21，底座a21的最外圍設有環形絕緣套17，底座a21上安裝有環形的線圈a18，線圈a18內圈內設有圓環形鐵芯a20，圓環形鐵芯a20的內圈內設有行程開關19，行程開關19的信號輸出端連接到定位控制裝置。

所述的充電樁自尋址充電系統，激光測距儀b36的個數為4個，且4個激光測距儀b36的信號輸出端連接有校正控制器，校正控制器的信號輸出端連接到，其中兩個激光測距儀b36以安裝桿b34的延伸方向安裝，另外兩個激光測距儀b36以垂直于安裝桿b34的方向安裝。即四個激光測距儀b36在無線充電頭b外圍呈圓形均勻分布。

所述的充電樁自尋址充電系統，校正控制器根據4個激光測距儀b36反饋的距離數據通過動力裝置d33和電機c31將充電插頭24與充電插座29調整平行，動力裝置c26將無線充電頭a送到充電插座29處，充電插頭24與充電插座29對接后，絕緣套17與底板41接觸，同時透鏡39壓迫行程開關19，使行程開關19閉合，定位控制裝置收到信號后，停止動力裝置c26的動作，使鐵芯a20與鐵芯b38接觸，然后線圈a18通過電磁感應原理，使線圈b37為電機供電，開始無線充電。

所述的充電樁自尋址充電系統，充電插頭24的中心點位于檢測器16的中心點正下方la距離處，電機b7帶動檢測器16以水平線為基準周期，上下擺動60度為基準進行掃描，電機b7帶動檢測器16上下擺動一個周期后，電機a11帶動旋轉板9旋轉0.1-0.5度，電機b7帶動檢測器16繼續擺動一個周期實現空間掃描，直至檢測器16的激光發射器6掃到激光信號檢測板40，定位控制裝置記錄此時激光發射器6角度，以及激光測距儀測得的距離lw；

檢測器16與水平面之間的角度為角度a，檢測器16與垂直于充電樁1的基準線b的夾角為角度b，定位控制裝置控制動力裝置a43動子移動距離lb，lb＝lw×cosb×cosa；

定位控制裝置控制動力裝置b23的移動距離為lc，lc＝lw×sinb；

定位控制裝置控制動力裝置c26的移動距離為ld，ld＝lw×cosb×sina。