本發(fā)明涉及一種電動汽車充電槍自動對接裝置及其方法，屬于電動汽車充電技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

汽車是現(xiàn)代社會的重要交通工具，它為人們提供了便捷、舒適的出行服務(wù)。然而，傳統(tǒng)燃油車輛在使用過程中產(chǎn)生了大量的有害廢氣，并加劇了對不可再生石油資源的依賴。而新能源汽車發(fā)張，能有效的治理機(jī)動車尾氣，提高油品標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量，打好節(jié)能減排和環(huán)境治理攻堅戰(zhàn)。然而，其仍然存在一些問題，電動汽車的充電問題無疑困擾著廣大車友，電動汽車充電時，因其電壓大，需要經(jīng)過專門培訓(xùn)過的人員去操作，無疑增加了充電的難度以及成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種電動汽車充電槍自動對接裝置及其方法，使得電動汽車能自行充電，而不必等專業(yè)人員，節(jié)約時間以及金錢成本，同時提高了安全性。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種電動汽車充電槍自動對接裝置，包括與充電樁連接的充電頭、與充電頭相配合的汽車充電槽、用于識別所述汽車充電槽位置并產(chǎn)生對應(yīng)控制信號的識別裝置、用于根據(jù)所述識別裝置產(chǎn)生的控制信號驅(qū)動所述充電頭移動以與所述汽車充電槽對接的驅(qū)動裝置以及用于充電頭與汽車充電槽精確對接的精細(xì)調(diào)整裝置；

所述精細(xì)調(diào)整裝置包括上下對稱設(shè)置于充電頭靠近汽車充電槽一端的調(diào)整電磁鐵、設(shè)置于汽車充電槽開口處上下兩端且以充電頭中心軸線對稱設(shè)置的弧形引導(dǎo)板、與弧形引導(dǎo)板相配合的空心剛性圓臺以及設(shè)置于空心剛性圓臺內(nèi)部的柔性連接桿；所述弧形引導(dǎo)板的一端與所述汽車充電槽鉸接，其另一端固定連接第一電磁鐵；所述汽車充電槽兩側(cè)的汽車殼體內(nèi)設(shè)置有容納弧形引導(dǎo)板的容納空腔，所述弧形引導(dǎo)板由轉(zhuǎn)動電機(jī)驅(qū)動使所述弧形引導(dǎo)板繞其與所述汽車充電槽的鉸接點轉(zhuǎn)動；

所述空心剛性圓臺一端通過一豎直設(shè)置的l形板與充電頭連接，另一端與所述驅(qū)動裝置連接，所述l形板水平端與所述所述空心剛性圓臺連接，其豎直端與所述充電頭靠近驅(qū)動裝置一端側(cè)面上設(shè)置的凹槽配合；所述凹槽底部設(shè)置有壓力感應(yīng)裝置；所述壓力感應(yīng)裝置與控制驅(qū)動裝置移動的控制裝置電信號連接；所述柔性連接桿一端固定充電頭，另一端與設(shè)置空心剛性圓臺內(nèi)部的用于驅(qū)動充電頭向汽車充電槽移動的液壓裝置的液壓桿連接，所述液壓裝置固定于所述空心剛性圓臺側(cè)壁。

其中，所述精細(xì)調(diào)整裝置還包括設(shè)置在弧形引導(dǎo)板中部的第二電磁鐵以及與l形板靠近第二電磁鐵的水平面固定連接的鐵板，所述l形板水平端與所述空心剛性圓臺一端卡接以使所述第二電磁鐵對所述鐵板產(chǎn)生吸力使所述l形板向上運動，所述充電頭的端面為弧形。

其中，所述弧形引導(dǎo)板為絕緣體或在其表面涂覆一層絕緣層。

其中，所述弧形引導(dǎo)板包括中空弧形板以及設(shè)置于所述中空弧形板內(nèi)部可抽拉的且具有弧度的上扇形板和下扇形板，所述中空弧形板斜側(cè)壁設(shè)置有用于使上扇形板和下扇形板拉出的開口，上下設(shè)置的兩個所述弧形引導(dǎo)板的上扇形板和下扇形板由抽拉電機(jī)驅(qū)動拉出形成與所述空心剛性圓臺相配合的喇叭口。

其中，所述驅(qū)動裝置包括底座以及垂直底座向上設(shè)置的z軸軌道；所述底座上設(shè)置有相互垂直設(shè)置的x軸軌道以及y軸軌道；所述z軸軌道底端設(shè)置有與x軸軌道以及y軸軌道配合的水平滑塊；所述z軸軌道與一豎向滑塊一端配合，所述豎向滑塊另一端與空心剛性圓臺固定連接。

其中，所述識別裝置為安裝在所述汽車充電槽外圍的紅外感應(yīng)裝置，所述紅外感應(yīng)裝置與控制裝置電信號連接。

本發(fā)明還包括一種電動汽車充電槍自動對接方法，包括以下步驟：

s1：汽車進(jìn)入充電區(qū)域時，驅(qū)動裝置對充電頭的位置進(jìn)行初步調(diào)整：安裝在汽車充電槽外圍的紅外感應(yīng)裝置，識別所述汽車充電槽位置并產(chǎn)生對應(yīng)控制信號，將控制信號傳遞給控制裝置，控制裝置驅(qū)動所述充電頭沿x軸軌道、y軸軌道以及z軸軌道移動，使充電頭移動到所述汽車充電槽相對應(yīng)的位置；

s2：啟動精細(xì)調(diào)整裝置，對充電頭的位置進(jìn)行精確調(diào)整：

s2-1：紅外感應(yīng)裝置感應(yīng)到充電頭開始靠近時，汽車殼體內(nèi)設(shè)置的弧形引導(dǎo)板在轉(zhuǎn)動電機(jī)的作用下，繞所述弧形引導(dǎo)板與所述汽車充電槽的鉸接點向下轉(zhuǎn)動，接著相對于所述充電頭上下設(shè)置的兩個所述弧形引導(dǎo)板的上扇形板和下扇形板由抽拉電機(jī)驅(qū)動拉出形成與所述空心剛性圓臺相配合的喇叭口；

s2-2：所述控制裝置驅(qū)動充電頭移動靠近弧形引導(dǎo)板端部時，調(diào)整電磁鐵以及第一電磁鐵通電，此時所述調(diào)整電磁鐵與所述第一電磁鐵之間具有吸力；

如果所述充電頭受到的上下的磁性吸力不同時，此時所述充電頭停止前進(jìn)，所述l形板給凹槽底部設(shè)置的壓力感應(yīng)裝置一個壓力，所述壓力感應(yīng)裝置將信號傳遞給控制裝置，接著控制裝置控制驅(qū)動裝置移動，調(diào)整充電頭的位置，直至壓力感應(yīng)裝置沒有感應(yīng)到壓力；所述調(diào)整電磁鐵斷電，充電頭沿著弧形引導(dǎo)板向汽車充電槽移動；

如果所述充電頭受到的上下的磁性吸力相同時，所述調(diào)整電磁鐵斷電，充電頭沿著弧形引導(dǎo)板向汽車充電槽移動；

s2-3：充電頭沿著弧形引導(dǎo)板向汽車充電槽移動，當(dāng)所述鐵板移動到所述弧形引導(dǎo)板中部設(shè)置的第二電磁鐵位置時，第二電磁鐵通電使得第二電磁鐵對鐵板產(chǎn)生吸力，從而使得l形板在鐵板的帶動下向第二電磁鐵移動，此時驅(qū)動裝置停止工作，而設(shè)置于所述弧形引導(dǎo)板內(nèi)部的液壓裝置啟動，帶著充電頭向汽車充電槽移動，當(dāng)所述充電頭與汽車充電槽位置稍有偏差時，因柔性連接桿可以通過形變來調(diào)整位置，液壓裝置繼續(xù)帶動充電頭向汽車充電槽移動，直至充電頭成功插入汽車充電槽中；

s3：充電完成時，控制裝置驅(qū)動所述充電頭撤回，同時第二電磁鐵斷電，使得第二電磁鐵恢復(fù)原狀。

本發(fā)明具有如下有益效果：

1、本發(fā)明一種電動汽車充電槍自動對接裝置，使得電動汽車能自行充電，而不必等專業(yè)人員，節(jié)約時間以及金錢成本，同時提高了安全性。

2、本發(fā)明一種電動汽車充電槍自動對接裝置，其弧形引導(dǎo)板為絕緣體或在其表面負(fù)載一層絕緣層，一方面起到引導(dǎo)充電頭前進(jìn)的方向，另一方面起到充電過程中保護(hù)用戶安全，不會因意外而觸電。

3、本發(fā)明一種電動汽車充電槍自動對接裝置，凹槽底部設(shè)置有壓力感應(yīng)裝置，當(dāng)所述壓力感應(yīng)裝置感受發(fā)到壓力，壓力感應(yīng)裝置將壓力信號傳遞給控制裝置，接著控制裝置控制驅(qū)動裝置移動，從而提高充電頭與汽車充電槽配對的準(zhǔn)確性。

4、本發(fā)明一種電動汽車充電槍自動對接裝置，由于所述充電頭的端面為弧形并且所述柔性連接桿為柔性的，可以通過形變來調(diào)整位置，從而進(jìn)一步調(diào)整充電頭的位置。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種電動汽車充電槍自動對接裝置的精細(xì)調(diào)整裝置的未工作狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一種電動汽車充電槍自動對接裝置的精細(xì)調(diào)整裝置的工作狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2中a的局部放大圖；

圖4為圖2中b的局部放大圖；

圖5為本發(fā)明一種電動汽車充電槍自動對接裝置的空心剛性圓臺的左視圖；

圖6為本發(fā)明一種電動汽車充電槍自動對接裝置的驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明一種電動汽車充電槍自動對接裝置的汽車充電槽非充電狀態(tài)的右視圖；

圖8為本發(fā)明一種電動汽車充電槍自動對接裝置的汽車充電槽充電狀態(tài)的右視圖；

圖9為本發(fā)明一種電動汽車充電槍自動對接裝置的汽車充電槽充電狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中附圖標(biāo)記表示為：

1-充電頭、11-空心剛性圓臺、12-l形板、13-凹槽、14-柔性連接桿、15-調(diào)整電磁鐵、16-鐵板、2-汽車充電槽、21-空腔、22-弧形引導(dǎo)板、23-第一電磁鐵、24-第二電磁鐵、221-壓力感應(yīng)裝置、222-上扇形板、223-下扇形板、224-中空弧形板、3-識別裝置、4-驅(qū)動裝置、41-底座、411-x軸軌道、412-y軸軌道、42-z軸軌道、421-豎向滑塊、5-汽車殼體、6-精細(xì)調(diào)整裝置、7-液壓桿。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例來對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。

參見圖1至圖9，一種電動汽車充電槍自動對接裝置，包括與充電樁連接的充電頭1、與充電頭1相配合的汽車充電槽2、用于識別所述汽車充電槽2位置并產(chǎn)生對應(yīng)控制信號的識別裝置3、用于根據(jù)所述識別裝置3產(chǎn)生的控制信號驅(qū)動所述充電頭1移動以與所述汽車充電槽2對接的驅(qū)動裝置4以及用于充電頭1與汽車充電槽2精確對接的精細(xì)調(diào)整裝置6；所述驅(qū)動裝置4對充電頭1的位置進(jìn)行初步調(diào)整，接著由精細(xì)調(diào)整裝置6對充電頭1的位置進(jìn)行精細(xì)調(diào)整；

所述精細(xì)調(diào)整裝置6包括上下對稱設(shè)置于充電頭1靠近汽車充電槽2一端的調(diào)整電磁鐵15、設(shè)置于汽車充電槽2開口處上下兩端且以充電頭1中心軸線對稱設(shè)置的弧形引導(dǎo)板22、與弧形引導(dǎo)板22相配合的空心剛性圓臺11以及設(shè)置于空心剛性圓臺內(nèi)部的柔性連接桿；所述弧形引導(dǎo)板22的一端與所述汽車充電槽2鉸接，其另一端固定連接第一電磁鐵23；所述第一電磁鐵23與調(diào)整電磁鐵15通電時，所述第一電磁鐵23與調(diào)整電磁鐵15之間具有吸力，所述汽車充電槽2兩側(cè)的汽車殼體5內(nèi)設(shè)置有容納弧形引導(dǎo)板22的容納空腔21，所述弧形引導(dǎo)板22由轉(zhuǎn)動電機(jī)驅(qū)動使所述弧形引導(dǎo)板22繞其與所述汽車充電槽2的鉸接點轉(zhuǎn)動；

所述空心剛性圓臺11一端通過一豎直設(shè)置的l形板12與充電頭1連接，另一端與所述驅(qū)動裝置4連接，所述l形板12水平端與所述所述空心剛性圓臺11連接，其豎直端與所述充電頭1靠近驅(qū)動裝置4一端側(cè)面上設(shè)置的凹槽13配合；所述凹槽13底部設(shè)置有壓力感應(yīng)裝置221；所述壓力感應(yīng)裝置221與控制驅(qū)動裝置4移動的控制裝置電信號連接；所述柔性連接桿14一端固定充電頭1，另一端與設(shè)置空心剛性圓臺11內(nèi)部的用于驅(qū)動充電頭1向汽車充電槽2移動的液壓裝置的液壓桿7連接，所述液壓裝置固定于所述空心剛性圓臺11側(cè)壁；當(dāng)所述充電頭1上下設(shè)置的第一電磁鐵23受到調(diào)整電磁鐵15的上下吸力不一樣時，所述l形板12給凹槽13底部設(shè)置的壓力感應(yīng)裝置221一個壓力；然后壓力感應(yīng)裝置221將信號傳遞給控制裝置，接著控制裝置控制驅(qū)動裝置4移動，調(diào)整充電頭1的位置，直至壓力感應(yīng)裝置221沒有感應(yīng)到壓力；所述的感應(yīng)裝置221扣除l形板12的重力對感應(yīng)裝置22產(chǎn)生壓力的影響因素。

其中，所述精細(xì)調(diào)整裝置6還包括設(shè)置在弧形引導(dǎo)板22中部的第二電磁鐵24以及與l形板12靠近第二電磁鐵24的水平面固定連接的鐵板16，所述l形板12水平端與所述空心剛性圓臺11一端卡接以使所述第二電磁鐵24對所述鐵板16產(chǎn)生吸力使所述l形板12向上運動，從而使得充電頭1與所述空心剛性圓臺11分開，此時設(shè)置于所述弧形引導(dǎo)板22內(nèi)部的液壓裝置啟動，帶著充電頭1向汽車充電槽2移動，當(dāng)所述充電頭1與汽車充電槽2位置稍有偏差時，由于所述充電頭1的端面為弧形并且所述柔性連接桿14為柔性的，可以通過形變來調(diào)整位置。

其中，所述弧形引導(dǎo)板22為絕緣體或在其表面涂覆一層絕緣層。

參見圖7至圖9，其中，所述弧形引導(dǎo)板22包括中空弧形板224以及設(shè)置于所述中空弧形板224內(nèi)部可抽拉的且具有弧度的上扇形板222和下扇形板223，所述中空弧形板224斜側(cè)壁設(shè)置有用于使上扇形板222和下扇形板223拉出的開口，上下設(shè)置的兩個所述弧形引導(dǎo)板22的上扇形板222和下扇形板223由抽拉電機(jī)驅(qū)動拉出形成與所述空心剛性圓臺11相配合的喇叭口。

參見圖6，其中，所述驅(qū)動裝置4包括底座41以及垂直底座向上設(shè)置的z軸軌道42；所述底座41上設(shè)置有相互垂直設(shè)置的x軸軌道411以及y軸軌道412；所述z軸軌道42底端設(shè)置有與x軸軌道411以及y軸軌道412配合的水平滑塊；所述z軸軌道42與一豎向滑塊421一端配合，所述豎向滑塊421另一端與空心剛性圓臺11固定連接。

其中，所述識別裝置3為安裝在所述汽車充電槽2外圍的紅外感應(yīng)裝置，所述紅外感應(yīng)裝置與控制裝置電信號連接。

本發(fā)明還包括一種電動汽車充電槍自動對接方法，包括以下步驟：

s1：汽車進(jìn)入充電區(qū)域時，驅(qū)動裝置4對充電頭1的位置進(jìn)行初步調(diào)整：安裝在汽車充電槽2外圍的紅外感應(yīng)裝置，識別所述汽車充電槽2位置并產(chǎn)生對應(yīng)控制信號，將控制信號傳遞給控制裝置，控制裝置驅(qū)動所述充電頭1沿x軸軌道441、y軸軌道412以及z軸軌道42移動，使充電頭1移動到所述汽車充電槽2相對應(yīng)的位置；

s2：啟動精細(xì)調(diào)整裝置6，對充電頭的位置進(jìn)行精確調(diào)整：

s2-1：紅外感應(yīng)裝置感應(yīng)到充電頭1開始靠近時，汽車殼體5內(nèi)設(shè)置的弧形引導(dǎo)板22在轉(zhuǎn)動電機(jī)的作用下，繞所述弧形引導(dǎo)板22與所述汽車充電槽2的鉸接點向下轉(zhuǎn)動，接著相對于所述充電頭1上下設(shè)置的兩個所述弧形引導(dǎo)板22的上扇形板222和下扇形板223由抽拉電機(jī)驅(qū)動拉出形成與所述空心剛性圓臺11相配合的喇叭口；

s2-2：所述控制裝置驅(qū)動充電頭1移動靠近弧形引導(dǎo)板22端部時，調(diào)整電磁鐵15以及第一電磁鐵23通電，此時所述調(diào)整電磁鐵15與所述第一電磁鐵23之間具有吸力；

如果所述充電頭1受到的上下的磁性吸力不同時，此時所述充電頭1停止前進(jìn)，所述l形板12給凹槽13底部設(shè)置的壓力感應(yīng)裝置221一個壓力，所述壓力感應(yīng)裝置221將信號傳遞給控制裝置，接著控制裝置控制驅(qū)動裝置4移動，調(diào)整充電頭1的位置，直至壓力感應(yīng)裝置221沒有感應(yīng)到壓力；所述調(diào)整電磁鐵15斷電，充電頭1沿著弧形引導(dǎo)板22向汽車充電槽2移動；

如果所述充電頭1受到的上下的磁性吸力相同時，所述調(diào)整電磁鐵15斷電，充電頭1沿著弧形引導(dǎo)板22向汽車充電槽2移動；

s2-3：充電頭1沿著弧形引導(dǎo)板22向汽車充電槽2移動，當(dāng)所述鐵板16移動到所述弧形引導(dǎo)板22中部設(shè)置的第二電磁鐵24位置時，第二電磁鐵24通電使得第二電磁鐵24對鐵板16產(chǎn)生吸力，從而使得l形板12在鐵板16的帶動下向第二電磁鐵24移動，此時驅(qū)動裝置4停止工作，而設(shè)置于所述弧形引導(dǎo)板22內(nèi)部的液壓裝置啟動，帶著充電頭1向汽車充電槽2移動，當(dāng)所述充電頭1與汽車充電槽2位置稍有偏差時，因柔性連接桿14可以通過形變來調(diào)整位置，液壓裝置繼續(xù)帶動充電頭1向汽車充電槽2移動，直至充電頭1成功插入汽車充電槽2中；

s3：充電完成時，控制裝置驅(qū)動所述充電頭1撤回，同時第二電磁鐵24斷電，使得第二電磁鐵24恢復(fù)原狀。

本發(fā)明的工作原理：

電動汽車充電時，將汽車停入充電區(qū)域，首先由驅(qū)動裝置4對充電頭1的位置進(jìn)行初步調(diào)整：安裝在汽車充電槽2外圍的紅外感應(yīng)裝置，識別所述汽車充電槽2位置并產(chǎn)生對應(yīng)控制信號，將控制信號傳遞給控制裝置，控制裝置驅(qū)動所述充電頭1沿x軸軌道411、y軸軌道412以及z軸軌道42移動，使充電頭1移動到所述汽車充電槽2相對應(yīng)的位置；這時啟動精細(xì)調(diào)整裝置6：紅外感應(yīng)裝置感應(yīng)到充電頭1開始靠近時，汽車殼體5內(nèi)設(shè)置的弧形引導(dǎo)板22在轉(zhuǎn)動電機(jī)的作用下，繞所述弧形引導(dǎo)板22與所述汽車充電槽2的鉸接點向下轉(zhuǎn)動，使得弧形引導(dǎo)板22相對于水平面形成的角度與空心剛性圓臺11的母線與水平面形成的角度相同；同時在伸展電機(jī)驅(qū)動下，兩個所述上扇形板222由伸展電機(jī)驅(qū)動向同一側(cè)伸展并卡接，兩個所述下扇形板223由伸展電機(jī)驅(qū)動向另一側(cè)伸展并卡接，從而形成空心圓臺與空心剛性圓臺11相配合。所述控制裝置驅(qū)動充電頭1移動，靠近弧形引導(dǎo)板22端部時，所述充電頭1一端設(shè)置的調(diào)整電磁鐵15以及第一電磁鐵23通電，此時所述調(diào)整電磁鐵15與所述第一電磁鐵23之間具有吸力，當(dāng)所述充電頭1受到的上下的磁性吸力不同時會使所述柔性連接桿14發(fā)生形變，從而使得所述l形板12給凹槽13底部設(shè)置的壓力感應(yīng)裝置221一個壓力，進(jìn)而所述壓力感應(yīng)裝置221將信號傳遞給控制裝置，接著控制裝置控制驅(qū)動裝置4移動，調(diào)整充電頭1的位置，直至壓力感應(yīng)裝置221沒有感應(yīng)到壓力；所述感應(yīng)裝置221扣除充電頭1以及l(fā)形板12的重力對感應(yīng)裝置22產(chǎn)生壓力的影響因素，起始設(shè)定壓力值為零；所述調(diào)整電磁鐵15斷電，充電頭1沿著弧形引導(dǎo)板22向汽車充電槽2移動，當(dāng)所述鐵板16移動到所述弧形引導(dǎo)板22中部設(shè)置的第二電磁鐵24時，第二電磁鐵24通電使得第二電磁鐵24對鐵板16的吸力大于所述l形板12與鐵板16的重力，從而使得l形板12在鐵板16的帶動下向第二電磁鐵24移動，此時驅(qū)動裝置4停止工作，而設(shè)置于所述弧形引導(dǎo)板22內(nèi)部的液壓裝置啟動，帶著充電頭1向汽車充電槽2移動，當(dāng)所述充電頭1與汽車充電槽2位置稍有偏差時，因柔性連接桿14可以通過形變來調(diào)整位置，液壓裝置繼續(xù)帶動充電頭1向汽車充電槽2移動，直至充電頭1成功插入汽車充電槽2中。充電結(jié)束時，控制裝置驅(qū)動所述充電頭1撤回，第二電磁鐵24斷電，使得第二電磁鐵24恢復(fù)原狀。

以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。