基于自动机械臂的电动汽车自动充电方法技术

技术编号:15001665 阅读:108 留言:0更新日期:2017-04-04 10:23
本发明专利技术涉及一种基于自动机械臂的电动汽车自动充电系统及方法,包括:车位探测装置,设置在停车位地面下;充电装置,设在停车位旁;车载机械臂,安装在电动汽车上;区域控制装置,分别与充电装置和车位探测装置无线通信连接,用于采集充电装置和车位探测装置的实时状态信息并对其进行控制;车载控制装置,分别与电动汽车和车载机械臂连接,用于采集电动汽车的实时状态数据并控制车载机械臂机械动作和电气性能;后台管理中心,分别与车载控制装置和区域控制装置无线通信连接,用于收集车载控制装置和区域控制装置所采集的数据,并下达控制命令。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电动汽车自动充电技术,尤其是涉及一种基于自动机械臂的电动汽车自动充电系统及方法。
技术介绍
随着电动汽车的逐渐推广和使用,电动汽车充电的安全性和便捷性成为电动汽车推广过程中必须重视的问题,尤其是对于租赁或其他专用的电动汽车,在无人值守的还车网点,需要用户停车后自己动手操作,一方面人工操作存在安全隐患,另一方面,许多用户还没有养成随手充电的习惯或不懂如何插拔充电插头。因此,对于电动汽车而言,保证用户还车或停车后车辆能安全、及时的补充电量,是一个重要的问题。中国专利公开号CN104795868A公开了一种电动汽车自动充电系统,通过独立移动式的充电插头自动插拔装置实现将电动汽车充电插头插入或拔出充电插座中,解决了手动方式插拔充电插头进行电动汽车充电作业存在的安全隐患,上述安装于停车位上的自动充电装置必须解决防水、防盗等问题,也不便于维护。目前车载式自动充电装置及能自动充电的电动汽车还没有,本专利技术填补了国内空白,对于推动电动汽车技术发展具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于自动机械臂的电动汽车自动充电系统及方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现:一种基于自动机械臂的电动汽车自动充电系统,包括:车位探测装置,设置在停车位地面下,用于探测停车位的状态;充电装置,设在停车位旁,用于为电动汽车提供充电电源;车载机械臂,安装在电动汽车上,用于执行电动汽车自动充电的动作;区域控制装置,分别与充电装置和车位探测装置无线通信连接,用于采集充电装置和车位探测装置的实时状态信息并对其进行控制;车载控制装置,分别与电动汽车和车载机械臂连接,用于采集电动汽车的实时状态数据并控制车载机械臂机械动作和电气性能;后台管理中心,分别与车载控制装置和区域控制装置无线通信连接,用于收集车载控制装置和区域控制装置所采集的数据,并下达控制命令。所述的后台管理中心包括:数据存储模块,用于数据的存储;区域充电装置管理模块,与区域控制装置通信连接,用于对区域充电装置进行数据采集和充电过程控制;车辆管理模块,与车载控制装置通信连接,用于对电动汽车的数据采集和充电过程控制;中央处理单元,分别与数据存储模块、区域充电装置管理模块和车辆管理模块连接。所述的车载控制装置包括:CAN总线模块,分别与电动汽车和车载机械臂连接,用于访问并读取电动汽车的包括车辆状态、电池电量、温度、充电电压、电流、充电时长的数据以及向车载机械臂传输控制指令;第一无线通讯模块,与后台管理中心连接,用于将车载控制装置采集的电动汽车的状态数据和车载机械臂的信息传输给后台管理中心;定位模块,用于实现车辆的定位;接线端口模块,用于实现外接;第一数据存储模块,用于实现数据存储;第一微处理器模块,分别与CAN总线模块、第一无线通讯模块、定位模块、接线端口模块和第一数据存储模块连接。所述的区域控制装置包括:第二微处理器模块以及分别与第二微处理器模块连接的第二无线通讯模块、有线通信模块、第二数据存储模块和第二电源模块。所述的车载机械臂设置在电动汽车4的车厢底盘中心部位,所述的电动汽车不充电时,所述的车载机械臂沿水平方向伸直成扁平状嵌进电动汽车的底盘内。所述的车载机械臂为具有五自由度的联动机构,使车载机械臂的末端执行机构具有沿X轴、Y轴、Z轴方向的平移和绕Y轴和绕Z轴的转动自由度。所述的充电装置包括嵌入停车位地面的充电插座和固定在停车位旁的桩体,所述的充电插座带有防水罩并可在准备充电时和充电完毕后自动打开和关闭。所述的车位探测装置包括第三微处理器模块以及分别与第三微处理器模块连接的第三无线通讯模块、传感模块和第三电源模块,所述的传感模块为地磁感应传感器或重力感应传感器。一种基于自动机械臂的电动汽车自动充电方法,包括:所述的后台管理中心实时采集电动汽车的车辆状态、位置、电池剩余电量数据,当获取电动汽车进入某具有充电功能的区域时告知该区域控制装置,所述的区域控制装置通过车位探测装置确定电动汽车停车到位时上报后台管理中心,所述的后台管理中心同时确认电动汽车已熄火后向车载控制装置和区域控制装置下达准备充电的指令,通过车载机械臂寻找并对接充电装置,对电动汽车充电;当后台管理中心收到电池充满的信息或车门打开、电池故障异常信息时,通过车载控制装置控制车载机械臂停止充电,并收回车载机械臂至初始位置。该方法具体包括以下步骤:步骤101:车载控制装置按设定时间间隔通过向后台管理中心上报电动汽车的车辆状态信息,状态信息包括车速、车辆位置、电池剩余电量、电池温度;步骤102:后台管理中心通过定位获知电动汽车驶入某具有充电装置的区域内时,唤醒该区域控制装置;步骤103:区域控制器命令车位探测装置上传车位实时信息,并上报至后台管理中心;步骤104:后台管理中心判断电动汽车是否停到车位,若为否,返回到步骤103;如为是,进入步骤105;步骤105:后台管理中心读取车载控制装置上传信息;步骤106:后台管理中心判断电动汽车是否熄火,若为否,返回到步骤105,若为是,进入步骤106;步骤107:后台管理中心向车载控制装置下达准备充电的命令;步骤108:车载控制装置通过CAN总线控制车载机械臂运动,同时通过车载机械臂寻找停车位地面的充电装置;步骤109:车载控制装置控制车载机械臂插入充电装置;步骤110:车载控制装置检测车载机械臂是否与充电装置正确对接,若为否,拔出车载机械臂,返回到步骤108;若为是,进入步骤111;步骤111:车载控制装置向后台管理中心上报充电准备完毕的信息;步骤112:后台管理中心向区域控制装置和车载控制装置下达开始充电命令;步骤113:区域控制装置命令充电装置闭合充电开关,开始充电;步骤114:车载控制装置通过CAN总线控制车载机械臂充电,并实时监测车辆状态、充电电压、电流、时长、温度信息,并上报后台管理中心;与此同时,区域控制装置监测充电装置的状态信息并上报后台管理中心;步骤115:后台管理中心判断是否有异常信息,若无,返回步骤114;若有,进入步骤116;步骤116:后台管理中心命令区域控制装置和车载控制装置停止充电;步骤117:区域控制装置控制充电装置切断电源;步骤118:车载控制装置控制车载机械臂与充电装置断开,并控制车载机械臂收回至初始位置;步骤119:后台管理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于自动机械臂的电动汽车自动充电系统,其特征在于,包括:车位探测装置(7),设置在停车位地面下,用于探测停车位的状态;充电装置(6),设在停车位旁,用于为电动汽车(4)提供充电电源;车载机械臂(5),安装在电动汽车上,用于执行电动汽车(4)自动充电的动作;区域控制装置(3),分别与充电装置(6)和车位探测装置(7)无线通信连接,用于采集充电装置(6)和车位探测装置(7)的实时状态信息并对其进行控制;车载控制装置(2),分别与电动汽车(4)和车载机械臂(5)连接,用于采集电动汽车(4)的实时状态数据并控制车载机械臂(5)机械动作和电气性能;后台管理中心(1),分别与车载控制装置(2)和区域控制装置(3)无线通信连接,用于收集车载控制装置(2)和区域控制装置(3)所采集的数据,并下达控制命令。

【技术特征摘要】
1.一种基于自动机械臂的电动汽车自动充电系统,其特征在于,包括:
车位探测装置(7),设置在停车位地面下,用于探测停车位的状态;
充电装置(6),设在停车位旁,用于为电动汽车(4)提供充电电源;
车载机械臂(5),安装在电动汽车上,用于执行电动汽车(4)自动充电的动
作;
区域控制装置(3),分别与充电装置(6)和车位探测装置(7)无线通信连接,
用于采集充电装置(6)和车位探测装置(7)的实时状态信息并对其进行控制;
车载控制装置(2),分别与电动汽车(4)和车载机械臂(5)连接,用于采集
电动汽车(4)的实时状态数据并控制车载机械臂(5)机械动作和电气性能;
后台管理中心(1),分别与车载控制装置(2)和区域控制装置(3)无线通信
连接,用于收集车载控制装置(2)和区域控制装置(3)所采集的数据,并下达控
制命令。
2.根据权利要求1所述的电动汽车自动充电系统,其特征在于,所述的后台
管理中心(1)包括:
数据存储模块(102),用于数据的存储;
区域充电装置管理模块(103),与区域控制装置(3)通信连接,用于对区域
充电装置(3)进行数据采集和充电过程控制;
车辆管理模块(104),与车载控制装置(2)通信连接,用于对电动汽车的数
据采集和充电过程控制;
中央处理单元(101),分别与数据存储模块(102)、区域充电装置管理模块(103)
和车辆管理模块(104)连接。
3.根据权利要求1所述的电动汽车自动充电系统,其特征在于,所述的车载
控制装置(2)包括:
CAN总线模块(202),分别与电动汽车(4)和车载机械臂(5)连接,用于
访问并读取电动汽车(4)的包括车辆状态、电池电量、温度、充电电压、电流、
充电时长的数据以及向车载机械臂(5)传输控制指令;
第一无线通讯模块(203),与后台管理中心(1)连接,用于将车载控制装

\t置(2)采集的电动汽车(4)的状态数据和车载机械臂(5)的信息传输给后台管
理中心(1);
定位模块(204),用于实现车辆的定位;
接线端口模块(205),用于实现外接;
第一数据存储模块(206),用于实现数据存储;
第一微处理器模块(201),分别与CAN总线模块(202)、第一无线通讯模
块(203)、定位模块(204)、接线端口模块(205)和第一数据存储模块(206)
连接。
4.根据权利要求1所述的电动汽车自动充电系统,其特征在于,所述的区域
控制装置(3)包括:第二微处理器模块(301)以及分别与第二微处理器模块(301)
连接的第二无线通讯模块(302)、有线通信模块(303)、第二数据存储模块(304)
和第二电源模块(305)。
5.根据权利要求1所述的电动汽车自动充电系统,其特征在于,所述的车载
机械臂(5)设置在电动汽车4的车厢底盘中心部位,所述的电动汽车(4)不充电
时,所述的车载机械臂(5)沿水平方向伸直成扁平状嵌进电动汽车(4)的底盘内。
6.根据权利要求1或5所述的电动汽车自动充电系统,其特征在于,所述的
车载机械臂(5)为具有五自由度的联动机构,使车载机械臂(5)的末端执行机构
具有沿X轴、Y轴、Z轴方向的平移和绕Y轴和绕Z轴的转动自由度。
7.根据权利要求1所述的电动汽车自动充电系统,其特征在于,所述的充电
装置(6)包括嵌入停车位地面的充电插座(601)和固定在停车位旁的桩体(602),
所述的充电插座(601)带有防水罩并可在准备充电时和充电完毕后自动打开和关
闭。
8.根据权利要求1所述的电动汽车自动充电系统,其特征在于,所述的车位
探测装置(7)包括第三微处理器模块(701)以及分别与第三微处理器模块(701)<...

【专利技术属性】
技术研发人员:曹光宇金勇喻杰何爱萍狄士春施莹
申请(专利权)人:上海国际汽车城集团有限公司
类型:发明
国别省市:上海;31

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1