CN106809039A - 智能充电机构 - Google Patents

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黄�俊
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Abstract

本发明公开了一种智能充电机构，包括底座、第一支撑臂、第二支撑臂、第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构、控制机构，第一驱动机构驱动第一支撑臂运转，第二驱动机构驱动第二支撑臂运转，第三驱动机构提供控制机构升降动力，实现准确的将控制机构传送至电动车充电器，实现电动车的智能充电及充电完成后的自行脱离。

Description

智能充电机构
技术领域
本发明涉及电动车充电机构，具体涉及电动车自动智能充电机构。
技术背景
新能源汽车能大大降低车辆运行中的油耗并能降低尾气的排放，由于电池要满足车辆的行驶里程需求就必须保证一定的容量，而充电站的建设成本及维护成本很高，目前无法达到大面积覆盖，一些城市甚至没有充电站，这就导致电动车的充电出现问题，也就阻碍了电动车的发展推广，特别是对于需要充电的城市电动公交车(包括纯电动公交车、插电式混合动力公交车等)，由于公交车的运营间歇时间较短，不利于长时间充电，因而目前适合电动公交车的充电方式为快速充电和夜间充电，但是一般公交车的线路比较分散，难以集中充电，传统的充电桩一般较矮，而且车辆的取电端设置在车辆的侧面，主要是方便人工操作，但是这样的人为操作存在一定的危险性且长时间操作会增加人的工作量，而且公交车的工作路线长、工作时间长，这也要求公交车每天的充电次数需求较大，而现有的充电站无法满足该需求，而且人工接插高压电枪存在一定的危险性，出于上述问题，因此现有的充电方式不能作为一种通用的充电方式，目前亟待提出一种自动充电的充电装置。
现有的一些无线充电方式为：使用线圈感应来实现无线充电，但是该充电方式要求司机将车辆较为准确的停靠在充电设备发射端，而后由磁吸合充电，当车辆与充电设备发射端的距离稍大就无法实现充电，这样对司机停车的要求较高，而且充电装置全部或者部分处在地面，而车辆(特别是公交车)停靠时会有人员的上下，存在安全隐患。
发明内容
出于解决上述问题，本发明提出了简单的智能充电机构，包括底座、第一支撑臂、第二支撑臂、第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构、控制机构，第一驱动机构驱动第一支撑臂运转，第二驱动机构驱动第二支撑臂运转，第三驱动机构提供控制机构升降动力，利用上述结构能够实现准确的将控制机构传送至电动车充电器，实现电动车的智能充电及充电完成后的自行脱离。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
智能充电机构，包括底座、第一支撑臂、第二支撑臂、第一驱动机构、第二驱动机构、控制机构，所述第一支撑臂一端与所述底座连接，所述第二支撑臂一端与所述第一支撑臂另一端连接，所述控制机构与所述第二支撑臂另一端连接，所述第一驱动机构设置于所述第一支撑臂上，用于驱动所述第一支撑臂旋转，所述第二驱动机构设置于所述第二支撑臂上，用于驱动所述第二支撑臂旋转。
所述第一驱动机构为伺服电机，设置于所述第一支撑臂与所述底座连接处，所述第二驱动机构为伺服电机，设置于所述第二支撑臂与所述第一支撑臂连接处。
所述底座与所述伺服电机通过回转支承连接。
所述第二支撑臂与所述伺服电机通过回转支承连接。
所述回转支承与所述伺服电机之间均设置减速器。
所述控制机构与所述第二支撑臂之间通过并联机构连接，用于实现所述控制机构的升降运动。
所述并联机构上设置第三驱动机构，用于提供所述并联机构运动的动力。
所述并联机构与所述控制机构之间设置连接杆。
所述连接杆两端分别通过万向球与所述并联机构、控制机构连接。
所述控制机构下方设置向外延伸的导向机构。
相比现有的电动车充电机构，本发明有显著优点和有益效果，具体体现为：
1.使用本发明的智能充电机构，由控制机构控制第一支撑臂、第二支撑臂及并联机构的运动来传送控制机构至车辆充电器来实现自动充电，减少了司机工作量且节省时间，提高了安全性；
2.使用本发明的智能充电机构，利用伺服电机和减速器的配合使用来保证旋转驱动力和足够小的转速，实现精确传送控制机构。
3.使用本发明的智能充电机构，利用刚性连接杆配合万向球来调整控制机构的精确定位，减少了控制机构在升降过程中外力的影响。
附图说明
图1为本发明智能充电机构结构示意图；
图2为本发明智能充电机构连接杆结构局部放大示意图；
图3为本发明智能充电机构控制机构与车辆充电器局部放大示意图；
其中：1为底座、2为第一支撑臂、3为第二支撑臂、4为控制机构、5为充电器、6为第一驱动机构、7为第一减速器、8为第一回转支承，9为第二驱动机构、10为第二减速器、11为第二回转支承、12为并联机构、13为第三驱动机构、14为连接杆、15为万向球、41为导向机构、51为导向滑道。
具体实施方式
本发明的具体实施方法如下：
传统的充电桩一般设置比较矮，用于方便人工操作，但是这样人为操作增加了司机的工作量且存在一定的危险性，本发明提出了简单的智能充电机构，包括底座、第一支撑臂、第二支撑臂、第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构、控制机构，第一驱动机构驱动第一支撑臂运转，第二驱动机构驱动第二支撑臂运转，第三驱动机构提供控制机构升降动力，利用上述结构能够实现准确的将控制机构传送至电动车充电器，实现电动车的智能充电及充电完成后的自行脱离。
如图1所示为本发明智能充电机构结构示意图，所述底座1置于地面，所述第一支撑臂2一端与所述底座1连接，另一端与所述第二支撑臂3一端连接，所述第二支撑臂3另一端与所述控制机构4连接，所述第一驱动机构6设置于所述第一支撑臂2上或者底座1上，用于驱动所述第一支撑臂2旋转，所述第二驱动机构9设置于所述第一支撑臂2或者所述第二支撑臂3上，用于驱动所述第二支撑臂3旋转，所述底座1与所述第一支撑臂2之间通过所述第一回转支承8连接，所述第一回转支承8与所述第一驱动机构6之间设置第一减速器7，所述第一支撑臂2与所述第二支撑臂3之间通过第二回转支承11连接，所述第二回转支承11与所述第二驱动机构9之间设置第二减速器10，所述第二支撑臂3与所述控制机构4之间通过所述并联机构12连接，所述第三驱动机构13设置于所述第二支撑臂3上或者所述并联机构12上，所述并联机构12与所述控制机构4之间通过所述连接杆14连接，所述连接杆14两端与所述并联机构12、控制机构4之间设置所述万向球15，电动车车顶设置与所述控制机构4对应的充电器5。
所述第一驱动机构6为伺服电机或步进电机，所述第二驱动机构9为伺服电机或步进电机，所述第三驱动机构13为伺服电机或步进电机，伺服电机或步进电机能够以较慢的转速运转，所述第一减速器7为两级减速，所述第二减速器10为两级减速，加之所述第一回转支承8与第二回转支承11的齿轮数分别与所述第一减速器7、第二减速器10不同，因而共形成三级减速，进一步减小电机转速并增加扭矩，完全弥补伺服电机或步进电机的小扭矩缺陷，实现精确控制充电机构，所述并联机构12为三运动链并联结构，结构简单且保证了该并联机构12的可靠性，所述万向球15的设置是为了实现所述控制机构4的位置在水平方向的调整，用于调整误差，所述智能充电机构还包括摄像头等能够用于采集位置的装置，可设置于所述智能充电机构底座1、第一支撑臂2、第二支撑臂3、控制机构4等结构中的任何一处，用于采集所述车辆充电器5的位置并传递给所述控制机构4以供其控制所述充电机构各部件的运转，来实现所述控制机构4与所述充电器5的精确结合充电。
所述智能充电机构的工作方式为：
当充电车辆停于所述智能充电机构附近时，所述控制机构4根据与所述车辆之间的通信得知所述车辆是否需要充电，若需要，则所述采集位置装置采集所述车辆充电器5的位置，并将该位置信息传递给所述控制机构4，所述控制机构4根据所述位置信息控制所述第一驱动机构/6、第二驱动机构9、第三驱动机构13的运动来实现所述第一支撑臂2的水平旋转、第二支撑臂3的水平旋转、并联机构12的升降运动，通过所述控制机构4位置的三维空间移动，实现所述控制机构4与所述充电器5的结合，所述控制机构4与所述充电器5的结合后实现充电，所述车辆离开时，所述控制机构4根据车辆启动离开的信号给出停止充电信号，车辆行驶离开，所述控制机构4与所述充电器5自然脱离。
如图2所示为本发明智能充电机构连接杆结构局部放大示意图，所述并联机构12下端与所述连接杆14一端通过所述万向球15连接，所述控制机构4上端与所述连接杆14的另一端通过所述万向球15连接，所述连接杆14的刚性结构减少所述控制机构5受外界风等自然影响或者升级过程中的晃动影响，所述万向球15结构是为了弥补所述采集位置装置的采集误差以及其他因素导致的定位误差，使得所述控制机构4在下降至所述充电器5时能够于各方向调整位置，保证所述控制机构4在下降过程中的有效快速结合充电。
如图3所示为本发明智能充电机构控制机构与车辆充电器局部放大示意图，所述控制机构4下方设置向外延伸的楔形导向机构41，所述充电器51上方设置与所述导向机构41对应的导向滑道51，当所述控制机构4下降至所述充电器5处存在误差时，由所述导向机构41与所述导向滑道51的接触并利用所述控制机构4的重力自然划动来实现所述控制机构4与所述充电器5的结合，允许采集位置信息的误差，提高了结合充电的可靠性。
所述控制机构4与所述充电器5的结合可以是直接连接，也可以是无线连接充电，精确的结合能够有效提高充电效率，车辆在离开时随着车身离开，所述充电器5与所述控制机构4自然脱离开来，免去了拔除充电机构的步骤，实现高效充电。
对于为本发明的示范性实施例，应当理解为是本发明的权利要求书的保护范围内其中的某一种示范性示例，具有对本领域技术人员实现相应的技术方案的指导性作用，而非对本发明的限定。

Claims (10)

1.智能充电机构，其特征在于，包括底座、第一支撑臂、第二支撑臂、第一驱动机构、第二驱动机构、控制机构，所述第一支撑臂一端与所述底座连接，所述第二支撑臂一端与所述第一支撑臂另一端连接，所述控制机构与所述第二支撑臂另一端连接，所述第一驱动机构设置于所述第一支撑臂上，用于驱动所述第一支撑臂旋转，所述第二驱动机构设置于所述第二支撑臂上，用于驱动所述第二支撑臂旋转。
2.根据权利要求1所述的智能充电机构，其特征在于：所述第一驱动机构为伺服电机，设置于所述第一支撑臂与所述底座连接处，所述第二驱动机构为伺服电机，设置于所述第二支撑臂与所述第一支撑臂连接处。
3.根据权利要求2所述的智能充电机构，其特征在于：所述底座与所述伺服电机通过回转支承连接。
4.根据权利要求2所述的智能充电机构，其特征在于：所述第二支撑臂与所述伺服电机通过回转支承连接。
5.根据权利要求3和4所述的智能充电机构，其特征在于：所述回转支承与所述伺服电机之间均设置减速器。
6.根据权利要求1所述的智能充电机构，其特征在于：所述控制机构与所述第二支撑臂之间通过并联机构连接，用于实现所述控制机构的升降运动。
7.根据权利要求6所述的智能充电机构，其特征在于：所述并联机构上设置第三驱动机构，用于提供所述并联机构运动的动力。
8.根据权利要求6所述的智能充电机构，其特征在于：所述并联机构与所述控制机构之间设置连接杆。
9.根据权利要求8所述的智能充电机构，其特征在于：所述连接杆两端分别通过万向球与所述并联机构、控制机构连接。
10.根据权利要求9所述的智能充电机构，其特征在于：所述控制机构下方设置向外延伸的导向机构。
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