一種車載自動(dòng)充電機(jī)械臂及載有該機(jī)械臂的電動(dòng)汽車的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種電動(dòng)汽車自動(dòng)充電的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種車載自動(dòng)充電機(jī)械臂及載有該機(jī)械臂的電動(dòng)汽車。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電動(dòng)汽車的逐漸推廣和使用，電動(dòng)汽車充電的安全性和便捷性成為電動(dòng)汽車推廣過程中必須重視的問題，尤其是對(duì)于租賃或其他專用的電動(dòng)汽車，在無人值守的還車網(wǎng)點(diǎn)，需要用戶停車后自己動(dòng)手操作，一方面人工操作存在安全隱患，另一方面，許多用戶還沒有養(yǎng)成隨手充電的習(xí)慣或不懂如何插拔充電插頭。并且現(xiàn)有充電設(shè)施存在體積過大，缺乏統(tǒng)一管理，并且依賴人工操作的問題。
[0003]因此，對(duì)于電動(dòng)汽車而言，保證用戶還車或停車后車輛能安全、及時(shí)的補(bǔ)充電量，是一個(gè)重要的問題;另外，充電設(shè)施也應(yīng)盡可能節(jié)省空間，減少占地面積。
[0004]中國專利公開號(hào)CN104795868A公開了一種電動(dòng)汽車自動(dòng)充電系統(tǒng)，通過獨(dú)立移動(dòng)式的充電插頭自動(dòng)插拔裝置實(shí)現(xiàn)將電動(dòng)汽車充電插頭插入或拔出充電插座中，解決了手動(dòng)方式插拔充電插頭進(jìn)行電動(dòng)汽車充電作業(yè)存在的安全隱患，上述安裝于停車位上的自動(dòng)充電裝置必須解決防水、防盜等問題，也不便于維護(hù)。有文獻(xiàn)公開了電動(dòng)汽車自動(dòng)充電裝置，但都是結(jié)合現(xiàn)有充電粧進(jìn)行設(shè)計(jì)，充電裝置體積較大，占地面積也較大，對(duì)空間的利用不夠充分，并且充電裝置的靈活性和實(shí)用性不高，未能充分實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車充電的智能化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種實(shí)現(xiàn)自動(dòng)充電、充電設(shè)施體積小、使用方便的車載自動(dòng)充電機(jī)械臂及載有該機(jī)械臂的電動(dòng)汽車，對(duì)于推動(dòng)電動(dòng)汽車技術(shù)發(fā)展具有重要意義。
[0006]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0007]—種車載自動(dòng)充電機(jī)械臂，其特征在于，該機(jī)械臂設(shè)置在電動(dòng)汽車底部，通過自動(dòng)插入插座實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車的自動(dòng)充電，所述的機(jī)械臂包括:
[0008]擺臂固定板:一端固定在電動(dòng)汽車底部；
[0009]第一關(guān)節(jié):一端與所述的擺臂固定板另一端連接；
[0010]平行關(guān)節(jié)單元:一端與第一關(guān)節(jié)另一端連接，不充電時(shí)，該平行關(guān)節(jié)單元與汽車底盤平行設(shè)置，充電時(shí)，平行關(guān)節(jié)單元向下移動(dòng)；
[0011]插頭:安裝于平行關(guān)節(jié)單元的末端；
[0012]攝像頭:安裝在插頭的一側(cè)面。
[0013]所述的擺臂固定板一端嵌入在電動(dòng)汽車的底盤上，另一端與第一關(guān)節(jié)連接。
[0014]所述的第一關(guān)節(jié)包括機(jī)械臂連接板、第一關(guān)節(jié)軸承架、第一關(guān)節(jié)滾動(dòng)軸承、第一舵機(jī)，所述的第一舵機(jī)一端直接與擺臂固定板連接、另一端通過第一關(guān)節(jié)滾動(dòng)軸承與機(jī)械臂連接板連接，所述的第一關(guān)節(jié)滾動(dòng)軸承設(shè)在第一關(guān)節(jié)軸承架上，所述的機(jī)械臂連接板與平行關(guān)節(jié)單元連接。
[0015]所述的平行關(guān)節(jié)單元包括依次順序連接的至少兩個(gè)平行關(guān)節(jié)，每個(gè)平行關(guān)節(jié)包括關(guān)節(jié)電機(jī)支撐板、關(guān)節(jié)左端蓋、關(guān)節(jié)軸承架、關(guān)節(jié)滾動(dòng)軸承、舵機(jī)、關(guān)節(jié)右端蓋，所述的關(guān)節(jié)電機(jī)支撐板與舵機(jī)連接，舵機(jī)左側(cè)連接關(guān)節(jié)左端蓋，右側(cè)設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)軸并通過關(guān)節(jié)滾動(dòng)軸承連接關(guān)節(jié)右端蓋，所述的關(guān)節(jié)左端蓋和關(guān)節(jié)右端蓋分別連接在所述的電機(jī)支撐板兩側(cè)。
[0016]所述的平行關(guān)節(jié)單元包括依次順序連接的七個(gè)平行關(guān)節(jié)。
[0017]所述的插頭包括插頭支架、插頭底座、插頭隔板和插針，所述的插頭支架與平行關(guān)節(jié)單元的末端相連;所述的插頭底座和插頭隔板同心安裝在插頭支架上;所述的插針安裝在插頭底座內(nèi)。
[0018]所述的插針分布在插頭底座的圓心以及八個(gè)同心圓上，其中，圓心的插針為I根，8個(gè)同心圓上按照直徑從小到大分別設(shè)置的插針數(shù)為3根、3根、3根、6根、6根、6根、24根和24根，插針的材料為銀銅合金。
[0019]還包括與所述的插頭對(duì)應(yīng)的插座，該插座包括插座殼體和位于插座殼體上的插孔，所述的插孔包括8個(gè)同心圓環(huán)狀插孔和I個(gè)圓心處的圓形插孔，插孔底部導(dǎo)電材料為銅片，與插針接觸后形成通路，這種圓環(huán)形的設(shè)置，保證插針無論位于平面內(nèi)的哪個(gè)方位均可正確對(duì)接，大大提高對(duì)接速度和準(zhǔn)確性。該插座通過電纜與后臺(tái)管理總控中心連接，可提供的電壓為交流220V、交流380V和/或直流380V，插座通過與充電插頭對(duì)接為電動(dòng)汽車充電，通過后臺(tái)管理中心的統(tǒng)一調(diào)控，充分減小了占地面積，且管理更加智能化，插座帶有防水裝置并可在準(zhǔn)備充電時(shí)和充電完畢后自動(dòng)打開和關(guān)閉。
[0020]—種載有所述車載自動(dòng)充電機(jī)械臂的電動(dòng)汽車，其特征在于，該電動(dòng)氣車包括車體和機(jī)械臂，機(jī)械臂嵌在所述車體的底盤上，不充電時(shí)，驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂收回至底盤下。
[0021]該電動(dòng)氣車包括控制裝置，該控制裝置由ARM集成控制器控制，與攝像頭及機(jī)械臂內(nèi)的各舵機(jī)通過CAN總線連接；
[0022]當(dāng)所述電動(dòng)汽車電量不足時(shí)，攝像頭識(shí)別插座的位置，控制裝置運(yùn)算后控制各舵機(jī)運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)插頭插入插座，充電開始;充電結(jié)束后，控制裝置控制各舵機(jī)運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)插頭拔出插座，并驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂收回至底盤下。
[0023]該電動(dòng)汽車的工作原理如下:
[0024](I)電動(dòng)汽車停在指定停車位上；
[0025](2)電動(dòng)汽車檢測(cè)內(nèi)部電量，電量不足，通過車輛向車載機(jī)械臂控制器發(fā)送指令進(jìn)行動(dòng)作，同時(shí)與地面插座通訊，插座蓋板打開；
[0026](3)車載機(jī)械臂通過插頭一側(cè)安裝的攝像頭，識(shí)別定位插座所在位置并傳送到控制器，控制器運(yùn)算后向各個(gè)關(guān)節(jié)伺服舵機(jī)發(fā)送指令動(dòng)作，驅(qū)動(dòng)插頭插進(jìn)插座，插座供電部分通電，充電開始；
[0027](4)電動(dòng)汽車檢測(cè)內(nèi)部電量充足，向控制器發(fā)送指令，各關(guān)節(jié)伺服舵機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂拔出插頭，充電完畢并驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂收回至底盤下。
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0029](I)本發(fā)明提出了車載式電動(dòng)汽車自動(dòng)充電機(jī)械臂，實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)汽車的自動(dòng)充電和自動(dòng)斷電。將自動(dòng)充電機(jī)械臂安裝汽車上，通過管理中心的控制，機(jī)械臂能自動(dòng)尋找停車位的插座，為該電動(dòng)汽車充電；充電完成后自動(dòng)斷開電源，返回至原位。整個(gè)過程無需人工操作，便捷安全:一方面避免了人工充電可能存在的安全隱患和錯(cuò)誤操作;另一方面保障了電動(dòng)汽車的充電需求，不會(huì)因?yàn)橛脩暨z忘充電而導(dǎo)致電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程不足；
[0030](2)本發(fā)明提出的車載式自動(dòng)充電機(jī)械臂是具有六自由度的八關(guān)節(jié)機(jī)械臂，活動(dòng)靈活，可通過控制準(zhǔn)確尋找地面的插座并對(duì)接。
[0031](3)本發(fā)明的自動(dòng)充電機(jī)械臂嵌入在汽車底盤上，非工作狀態(tài)時(shí)，機(jī)械臂可收縮至扁平狀態(tài)，空間位置較小，重量輕，既保障了充電機(jī)械臂的安全，極大程度上避免了非車載式充電機(jī)器人存在被盜竊、損壞的問題，又不影響車輛的行進(jìn)，對(duì)車輛本身的性能幾乎沒有影響。
【附圖說明】
[0032]圖1為本發(fā)明機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖2為本發(fā)明機(jī)械臂的裝配爆炸圖；
[0034]圖3為本發(fā)明地面插座的主視圖；
[0035]圖4為本發(fā)明地面插座A-A面的的剖視圖；
[0036]圖5為本發(fā)明載有機(jī)械臂的電動(dòng)汽車非工作狀態(tài)的示意圖；
[0037]圖6為本發(fā)明載有機(jī)械臂的電動(dòng)汽車工作狀態(tài)的機(jī)械臂插頭與地面插座配合示意圖。
[0038]圖7為兩種機(jī)械臂安裝位置示意圖；
[0039]圖8為圖7中方案①的安裝空間簡(jiǎn)圖；
[0040]圖9為圖7中方案②的安裝空間簡(jiǎn)圖；
[0041]其中1、擺臂固定板，2、機(jī)械臂連接板，3、第二關(guān)節(jié)支撐板，4、第二舵機(jī)，5、第二關(guān)節(jié)左端蓋，6、第三舵機(jī)，7、第三關(guān)節(jié)左端蓋，8、第四舵機(jī)，9、第四關(guān)節(jié)左端蓋，10、第五關(guān)節(jié)電機(jī)支撐板，11、第五舵機(jī)，12、第五關(guān)節(jié)左端蓋，13、第六舵機(jī)，14、第六關(guān)節(jié)左端蓋，15、第七舵機(jī)，16、第七關(guān)節(jié)左端蓋，17、第八關(guān)節(jié)電機(jī)支撐板，18、第八舵機(jī)，19、第八關(guān)節(jié)左端蓋，20、插頭底座，21、第一舵機(jī)，22、第一關(guān)節(jié)軸承架，23、第二關(guān)節(jié)軸承架，24、第二關(guān)節(jié)右端蓋，25、第三關(guān)節(jié)電機(jī)支撐板，26、第三關(guān)節(jié)軸承架，27、第三關(guān)節(jié)右端蓋，28、第四關(guān)節(jié)電機(jī)支撐板，29、第四關(guān)節(jié)軸承架，30、第四關(guān)節(jié)右端蓋，31、第五關(guān)節(jié)軸承架，32、第五關(guān)節(jié)右端蓋，33、第六關(guān)節(jié)電機(jī)支撐板，34、第六關(guān)節(jié)軸承架，35、第六關(guān)節(jié)右端蓋，36、第七關(guān)節(jié)電機(jī)支撐板，37、第七關(guān)節(jié)軸承架，38、第七關(guān)節(jié)右端蓋，39、第八關(guān)節(jié)軸承架，40、第八關(guān)節(jié)右端蓋，41、插頭支架，42、插針，43、插頭隔板，44、第一關(guān)節(jié)滾動(dòng)軸承，45、第二關(guān)節(jié)滾動(dòng)軸承，46、第三關(guān)節(jié)滾動(dòng)軸承，47、第四關(guān)節(jié)滾動(dòng)軸承，48、第五關(guān)節(jié)滾動(dòng)軸承，49、第六關(guān)節(jié)滾動(dòng)軸承，50、第七關(guān)節(jié)滾動(dòng)軸承，51、第八關(guān)節(jié)滾動(dòng)軸承，52、電動(dòng)汽車，53、車載機(jī)械臂，54、充電插座，55、插座殼體，56、第一插孔，57、第二插孔，58、第三插孔，59、第四插孔，60、第五插孔，61、第六插孔，62、第七插孔，63、第八插孔，64第九插孔，65、攝像頭，A為電動(dòng)汽車底盤，S為地面，I為區(qū)域I，Π為區(qū)域2，ΙΠ為區(qū)域3，IV為區(qū)域4。
【具體實(shí)施方式】
[0042]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0043]如圖1和2所示，一種車載式自動(dòng)充電機(jī)械臂，該機(jī)械臂主要由機(jī)械臂