CN107878233A - 一种易识别的充电装置和使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种易识别的充电装置和使用方法，包括机械臂、充电托板和充电***；充电托板上设有凹槽和校对装置；凹槽上设有充电的触发装置；触发装置为杠杆机构；杠杆机构通过轴和铰链与充电托板连接；杠杆机构的一端设有充电插头和弹簧装置，另一端设有顶杆；机械臂下方设有导轨装置，导轨装置设于充电区四周且首尾持续连接。使用者只需将车辆驶入待充电区后即可锁车离开，当充电区有空余位置时，充电***控制机械臂工作移动待冲车辆到充电区进行充电，充电结束后能够自动将车辆移到已充电区。本易识别的充电装置具有充电便捷、效率高的优点，同时，可以在夜晚充电时能够快速找到空位充电，提高充电托板的辨识度。

Description

一种易识别的充电装置和使用方法
技术领域
本发明属于汽车技术领域，涉及一种易识别的充电装置和使用方法。
背景技术
低碳经济是一个在国际社会比较新的提法，是以低耗能、低污染为基础的经济，是实现循环经济以及能源可持续发展的重要模式，其实质是在各个产业领域的技术创新和制度创新，来降低能源消耗和减少污染物排放，建立新的能源结构。目前，与传统汽车相比，电动汽车的价格较高，这也导致难以激发消费者的购买欲望。未来随着电动汽车产业的发展，技术创新以及制造经验的积累将在很大程度上帮助降低电动汽车的制造成本。尽管如此，我们也要看到，中国的电动汽车的研发已经有了一定的基础，与世界汽车强国的差距并没有传统汽车产业那么大。一些企业早在20世纪90年代就已生产出了电动汽车，只是没有规模化生产。因此，我国电动汽车产业要抓住这一机遇，争取赶超世界先进水平。由于电动汽车的行驶里程比较短，充电时间也比较长，因而必须建有更多的充电站，充电桩才能满足电动汽车的出行需要。
发明内容
针对以上所述的不足，本发明提供了一种充电便捷、充电效率高的易识别的充电装置。
一种易识别的充电装置，包括机械臂、充电托板和充电***，所述的充电托板上设有凹槽和校对装置；所述凹槽上设有充电的触发装置；所述触发装置为杠杆机构；所述杠杆机构通过轴和铰链与充电托板连接；所述的杠杆机构的一端设有充电插头和弹簧装置，另一端设有顶杆；所述充电插头上设有光电感应发射装置，待充电车辆的充电插口处设有光电感应接收装置；所述光电感应发射装置、光电感应接收装置与充电***相连；所述的机械臂设有吊臂、平衡臂、塔帽、上下支撑座、塔身和底座；所述的吊臂上设有电机、绳索、滑轮和吸盘；所述的吸盘设为气压式；所述机械臂下方设有导轨装置，所述导轨装置设于充电区四周且首尾持续连接。所述充电托板表面设有反光材料，所述反光材料为反光条；所述充电插头上设有颜色传感器，所述待充电车辆底盘充电插口处设有颜色接收器，所述颜色传感器通过寻找对应颜色从而确定充电插口的位置。所述的吊臂上的电机与吸盘之间通过绳索和滑轮连接，绳索经过电机后穿过滑轮垂直连接到吸盘上；气压式吸盘，其吸力通过内外产生大气压力差的方式即可实现吸附车辆；被吸附的车辆在机械臂的作用移至充电托板处，充电托板上设有凹槽且使车辆的车轮陷入凹槽内能够固定在充电托板上而不发生位移，校对装置通过感应技术能够准确识别预先安装于车辆底部的感应器，从而控制机械臂将车辆准确放入充电托板上的凹槽里进行充电；触发装置由杠杆机构连接组合完成，车轮陷入凹槽内，挤压凹槽内的顶杆向下运动，通过杠杆原理压缩弹簧并将另一端的充电插头向上顶起，***车辆底部的充电插口内；所述充电插头上设有光电感应发射装置，所述充电插口处设有光电感应接收装置，所述光电感应发射装置、光电感应接收装置与充电***相连。光电感应发射装置可以根据安装在车辆底部充电插口处的光电感应接收装置来寻找充电插口的位置，使充电插头能够适应不同类型的车辆充电。所述充电托板表面采用反光材料包裹可以在夜晚充电时能够快速找到空位充电，提高充电托板的辨识度；所述颜色传感器通过寻找对应颜色从而确定充电插口的位置。
作为进一步技术改进，以上所述的吊臂与平衡臂通过塔帽相连，所述塔帽下方设有上下支撑座，所述上下支撑座与塔身连接，所述塔身下方设有底座，所述塔身与底座之间设有转动机构二，所述底座下方设有滚轮装置，所述滚轮装置匹配于导轨装置。平衡臂足够支撑吊臂负载的重量，上下支撑座可在塔身上下移动，滚轮装置可在导轨装置上运动。
作为进一步技术改进，以上所述吸盘上设有密封胶圈、抽气装置和转动机构一；所述密封胶圈设于吸盘与物体接触的一面；所述抽气装置设于吸盘顶部；所述转动机构一设于抽气装置上方；所述吸盘与充电***相连。吸盘采用抽气装置产生内外大气压力差的方式吸附车辆移动，且所述吸盘上方设有转动机构，可以使吸盘自由转动。
作为进一步技术改进，以上所述的充电托板采用绝缘材料包裹，所述凹槽位置不高于充电托板平面。充电托板表面采用绝缘材料包裹可以防止漏电产生危害；凹槽不能高于充电托板，使车轮顺利方便地陷入凹槽内。
作为进一步技术改进，以上所述的校对装置上设有红外感应设备，所述红外感应设备可感应设于车辆底盘的位置感应器。校对装置上设有红外感应器，通过感应预设于车辆底盘上的位置感应器，使车轮与凹槽正确对准、接合。
作为进一步技术改进，以上所述充电插头的插脚设为圆形，对应的车辆底盘充电插口设为圆形；所述充电插头至凹槽的距离与车辆底盘充电插口至车轮的距离相匹配；所述弹簧装置设为回复弹簧。充电插头和充电插口采用圆形的插脚可以避免充电插头***充电插口时位置不对应的问题；车轮离开顶杆后，弹簧装置在回复力的作用下，使充电插头从充电插口自动脱下，停止充电。
作为进一步技术改进，以上所述的一种易识别的充电装置的使用方法如下：
1）当车辆准备充电时，所述充电***控制机械臂将待充车辆移动到充电托板上，设于充电托板上的校对装置受充电***控制垂直向上发出红外感应光束，所述校对装置感应到预先装于车辆底盘的位置感应器后，所述校对装置将对准信号反馈到充电***，所述充电***控制机械臂垂直放下车辆，使车轮陷入凹槽内，车轮压住杠杆机构设有顶杆的一端向下运动，杠杆机构的另一端上的弹簧装置被压缩且充电插头向上移动，充电插头***车辆底盘上的充电口开始充电；待充电结束后，由机械臂将车辆移动到指定好的已充电区域；
2）当车辆结束充电时，充电***控制机械臂将车辆移动到已充电区，此时车轮离开顶杆，杠杆机构受弹簧装置的回复弹力向上运动，杠杆机构上的充电插头向下运动，隐藏于充电托板内部。
与现有技术相比，本发明的优点：
1.本发明利用机械臂对汽车在充电托板上进行搬运，充电托板上的杠杆机构通过杠杆原理能够实现电动汽车自动充电的功能，操作灵活可靠。
2.本发明的充电托板表面采用反光材料包裹可以在夜晚充电时能够快速找到空位充电，提高充电托板的辨识度；设有的颜色传感器通过寻找对应颜色从而确定充电插口的位置，充电快捷。
3.本发明对电动汽车的充电***进行优化和改进，完善充电技术的多面性和创新性。
4.本发明可以实现汽车充电全程自动化，不需要人为干预充电，能够最大限度上节省人们的时间。
附图说明
图1是充电托板充电过程的结构示意图。
图2是充电托板空闲时的结构示意图。
图3是本发明机械臂结构示意图。
图4是吸盘装置结构示意图。
图5是导轨装置分布示意图。
图6是充电插头的结构示意图。
附图标识：充电插头1、弹簧装置2、车轮3、校对装置4、充电托板5、顶杆6、轴和铰链7、平衡臂8、塔帽9、吊臂10、电机11、滑轮12、绳索13、抽气装置14、转动机构一15、密封胶圈16、底座17、转动机构二18、塔身19、上下支撑座20、导轨装置21、机械臂22。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
实施例一：
如图1所示，本发明的一种易识别的充电装置，其特征在于包括机械臂22、充电托板5和充电***，所述的充电托板5上设有凹槽和校对装置4；所述凹槽上设有充电的触发装置；所述触发装置为杠杆机构；所述杠杆机构通过轴和铰链7与充电托板5连接；所述的杠杆机构的一端设有充电插头1和弹簧装置2，另一端设有顶杆6；所述充电插头1上设有光电感应发射装置，待充电车辆的充电插口处设有光电感应接收装置；所述光电感应发射装置、光电感应接收装置与充电***相连；所述的机械臂设有吊臂10、平衡臂8、塔帽9、上下支撑座20、塔身19和底座17；所述的吊臂10上设有电机11、绳索13、滑轮12和吸盘；所述的吸盘设为气压式；所述机械臂22下方设有导轨装置21，所述导轨装置21设于充电区四周且首尾持续连接。所述充电托板5表面设有反光材料，所述反光材料为反光条；所述充电插头1上设有颜色传感器，所述待充电车辆底盘充电插口处设有颜色接收器，所述颜色传感器通过寻找对应颜色从而确定充电插口的位置。所述的吊臂10上的电机11与吸盘之间通过绳索13和滑轮12连接，绳索13经过电机11后穿过滑轮12垂直连接到吸盘上；气压式吸盘，其吸力通过内外产生大气压力差的方式即可实现吸附车辆；被吸附的车辆在机械臂22的作用移至充电托板5处，充电托板5上设有凹槽且使车辆的车轮3陷入凹槽内能够固定在充电托板5上而不发生位移，校对装置4通过感应技术能够准确识别预先安装于车辆底部的感应器，从而控制机械臂22将车辆准确放入充电托板5上的凹槽里进行充电；触发装置由杠杆机构连接组合完成，车轮3陷入凹槽内，挤压凹槽内的顶杆6向下运动，通过杠杆原理压缩弹簧并将另一端的充电插头1向上顶起，***车辆底部的充电插口内；所述充电插头1上设有光电感应发射装置，所述充电插口处设有光电感应接收装置，所述光电感应发射装置、光电感应接收装置与充电***相连。光电感应发射装置可以根据安装在车辆底部充电插口处的光电感应接收装置来寻找充电插口的位置，使充电插头1能够适应不同类型的车辆充电。所述充电托板5表面采用反光材料包裹可以在夜晚充电时能够快速找到空位充电，提高充电托板的辨识度；所述颜色传感器通过寻找对应颜色从而确定充电插口的位置。所述的吊臂10与平衡臂8通过塔帽9相连，所述塔帽9下方设有上下支撑座20，所述上下支撑座20与塔身19连接，所述塔身19下方设有底座17，所述塔身19与底座17之间设有转动机构二18，所述底座17下方设有滚轮装置，所述滚轮装置适用于导轨装置21。平衡臂8足够支撑吊臂10负载的重量，上下支撑座20可在塔身19上下移动，滚轮装置可在导轨装置上21运动。所述吸盘上设有密封胶圈16、抽气装置14和转动机构一15，所述密封胶圈16设于吸盘与物体接触的一面；所述抽气装置14设于吸盘顶部；所述转动机构一15设于抽气装置14上方；所述吸盘与充电***相连。吸盘采用抽气装置14产生内外大气压力差的方式吸附车辆移动，且所述吸盘上方设有转动机构一15，可以使吸盘自由转动。所述的充电托板5采用绝缘材料包裹，所述凹槽位置不高于充电托板5平面。充电托板5表面采用绝缘材料包裹可以防止漏电产生危害；凹槽不能高于充电托板5，使车轮3顺利方便地陷入凹槽内。所述的校对装置4上设有红外感应设备，所述校对装置4可感应设于车辆底盘的位置感应器。校对装置上设有红外感应器，通过感应预设于车辆底盘上的位置感应器，使车轮3与凹槽正确对准、接合。所述充电插头1至凹槽的距离与车辆底盘充电插口至车轮3的距离须与之相匹配，所述弹簧装置2设为回复弹簧，所述弹簧装置2的回复力在车轮3离开顶杆6后可使充电插头1从充电插口上脱下。充电插头1和充电插口采用圆形的插脚可以避免充电插头1***充电插口时位置不对应的问题；车轮3离开顶杆6后，弹簧装置2在回复力的作用下，使充电插头1从充电插口自动脱下，停止充电。
当车辆需要充电时，只需将车辆停入待充电区，机械臂22在充电***的控制下通过吸盘吸附在车辆顶部，在抽气装置14的作用下形成大气压力差，使吸盘紧紧吸附住车辆并且将其吊起；吊起的过程中绳索13穿过滑轮12与吸盘相连，由电机11反转收缩绳索13，在吊臂10、平衡臂8、转动机构一15、转动机构二18和塔帽9的作用下将车辆送到充电区内的充电托板5上；当车辆位于充电托板5上方时，校对装置4能够感应车辆底部的位置感应器，从而确定车辆的充电插口是否对准充电托板5上的充电插头1位置，车辆校对无误后，校对装置4能够将信息通过传感器反馈至充电***内，由充电***控制机械臂22上的电机11缓缓放下绳索13，将车辆放入充电托板5上且车轮3陷入凹槽中；当车辆放到充电托板5上以后，车轮3陷入凹槽内并且压住顶杆6，使顶杆6向下运动，顶杆6通过轴和铰链7的杠杆作用下挤压弹簧装置2，使充电插头1固定向上运动与车辆底部的充电插口接合；此时车辆开始充电，充电***控制机械臂22上的吸盘释放抽气装置14内部的气压，使吸盘内部的气压与外界气压相同，从而让吸盘脱离车辆底部，完成充电过程。机械臂22通过底座17上的滑动装置可以在所设的导轨装置21上沿导轨运动，机械臂22可以通过转动机构二18在底座17上自由转动。设于充电托板5上的弹簧装置2在车辆充电结束后，其弹力能够使充电插头1返回原位，从而使顶杆6升起等待下一车辆充电。充电结束后，校对装置4通过位置感应器上的识别功能可以分辨出其车辆的信息，并将车辆位置信息发送到遥控器上。
实施例二
本实施例二同实施例一结构及原理基本相同，不同的是把塔帽9设为可人工操作的控制台，便于在紧急情况下能够人工操作使充电过程正常运行。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种易识别的充电装置，其特征在于：包括机械臂（22）、充电托板（5）和充电***，所述的充电托板(5)上设有凹槽和校对装置(4)；所述凹槽上设有充电的触发装置；所述触发装置为杠杆机构；所述杠杆机构通过轴和铰链(7)与充电托板(5)连接；所述的杠杆机构的一端设有充电插头(1)和弹簧装置(2)，另一端设有顶杆(6)；所述充电插头（1）上设有光电感应发射装置，待充电车辆的充电插口处设有光电感应接收装置；所述光电感应发射装置、光电感应接收装置与充电***相连；所述的机械臂设有吊臂(10)、平衡臂(8)、塔帽(9)、上下支撑座(20)、塔身(19)和底座(17)；所述的吊臂(10)上设有电机(11)、绳索(13)、滑轮(12)和吸盘；所述的吸盘设为气压式；所述机械臂(22)下方设有导轨装置(21)，所述导轨装置(21)设于充电区四周且首尾持续连接；所述充电托板(5)表面设有反光材料，所述反光材料为反光条；所述充电插头（1）上设有颜色传感器，所述待充电车辆底盘充电插口处设有颜色接收器，所述颜色传感器通过寻找对应颜色从而确定充电插口的位置。
2.根据权利要求1所述的易识别的充电装置，其特征在于：所述的吊臂(10)与平衡臂(8)通过塔帽(9)相连，所述塔帽(9)下方设有上下支撑座(20)，所述上下支撑座(20)与塔身(19)连接，所述塔身(19)下方设有底座(17)，所述塔身(19)与底座(17)之间设有转动机构二(18)，所述底座(17)下方设有滚轮装置，所述滚轮装置匹配于导轨装置(21)。
3.根据权利要求1所述的易识别的充电装置，其特征在于：所述吸盘上设有密封胶圈(16)、抽气装置(14)和转动机构一(15)，所述密封胶圈（16）设于吸盘与物体接触的一面；所述抽气装置（14）设于吸盘顶部；所述转动机构一（15）设于抽气装置（14）上方；所述吸盘与充电***相连。
4.根据权利要求1所述的易识别的充电装置，其特征在于：所述的充电托板(5)采用绝缘材料包裹，所述凹槽位置不高于充电托板(5)平面。
5.根据权利要求1所述的易识别的充电装置，其特征在于：所述的校对装置(4)上设有红外感应设备，所述红外感应设备可感应设于车辆底盘的位置感应器。
6.根据权利要求1或4任一所述的易识别的充电装置，其特征在于：所述充电插头(1)的插脚设为圆形，对应的车辆底盘充电插口设为圆形；所述充电插头(1)至凹槽的距离与车辆底盘充电插口至车轮(3)的距离相匹配；所述弹簧装置(2)设为回复弹簧。
7.根据权利要求1-6任一所述的易识别的充电装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）当车辆准备充电时，所述充电***控制机械臂(22)将待充车辆移动到充电托板(5)上，设于充电托板(5)上的校对装置(4)受充电***控制垂直向上发出红外感应光束，所述校对装置(4)感应到预先装于车辆底盘的位置感应器后，所述校对装置(4)将对准信号反馈到充电***，所述充电***控制机械臂(22)垂直放下车辆，使车轮(3)陷入凹槽内，车轮（3）压住杠杆机构设有顶杆（6）的一端向下运动，杠杆机构的另一端上的弹簧装置（2）被压缩且充电插头（1）向上移动，充电插头（1）***车辆底盘上的充电口开始充电；待充电结束后，由机械臂（22）将车辆移动到指定好的已充电区域；
2）当车辆结束充电时，充电***控制机械臂（22）将车辆移动到已充电区，此时车轮(3)离开顶杆(6)，杠杆机构受弹簧装置(2)的回复弹力向上运动，杠杆机构上的充电插头（1）向下运动，隐藏于充电托板（5）内部。
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