一种应用于电动汽车的基于磁悬浮内转子飞轮储能的地面移动充电机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种应用于电动汽车的基于磁悬浮内转子飞轮储能的地面移动充电机器人，该机器人通过安装在承载件上的超声传感器、视觉传感器和滚轮实现充电基站与目标充电车辆之间的位置变化；通过装配在底座中的两个转向相反的磁悬浮储能飞轮实现对电动汽车的自动充电。本发明专利技术磁悬浮储能飞轮是在飞轮本体的内圆环与外圆盘之间的中间隔板的上下分别安装结构相同的上下结构体。本发明专利技术的磁悬浮储能飞轮的高速旋转依靠旋转交变磁场驱动，该交变磁场利用扁平状空心杯直流电机的工作原理来实现的，将电能转化为磁悬浮飞轮的旋转动能。

Ground mobile charging robot based on magnetic suspension inner rotor flywheel energy storage for electric vehicle

The invention discloses an electric vehicle applications within the magnetic rotor of flywheel energy storage based on ground mobile charging robot, the robot through the installation of the position change between the charging station and charging vehicle target on ultrasonic sensor, vision sensor and roller bearing; the assembly in the base of the two steering magnetic storage instead the flywheel automatic charging of electric vehicles to achieve. The magnetic suspension energy storage flywheel of the invention is provided with an upper and lower structure with the same structure on the upper part and the lower part of the middle partition plate between the inner ring and the outer disk of the flywheel body. The invention of the magnetic storage flywheel with high speed rotation by rotating alternating magnetic field driven magnetic field based on the principle of flat coreless DC motor to realize the alternating electrical energy into kinetic energy of rotation of flywheel.

【技术实现步骤摘要】
一种应用于电动汽车的基于磁悬浮内转子飞轮储能的地面移动充电机器人
本专利技术涉及一种充电机器人，更特别地说，是指一种应用于电动汽车的基于磁悬浮内转子飞轮储能的地面移动充电机器人。
技术介绍
纯电动汽车具有环保、低噪音、体积小等优点，对未来城市交通来说，具有广泛的应用前景。但由于种种技术原因，限制了纯电动汽车的应用普及，其中一个比较突出的就是充电难的问题。主要体现在如下几方面：(1)充电时间长，快充要3～5小时，慢充要10小时以上。(2)充电深度不够，大多数电动汽车充满电后不能行驶到额定里程。(3)充电桩固定，容易被其他车辆占用车位。(4)充电收取高昂停车费，使停车费用远高于充电费用。基于上述原因，本申请提出了一种应用于电动汽车的基于磁悬浮储能飞轮的智能移动充电机器人。
技术实现思路
为了解决电动汽车在无充电装桩或充电桩较少停车场的充电困难问题，采用磁悬浮内转子飞轮储能原理与地面移动机器人技术结合，设计了本专利技术的一种应用于电动汽车的基于磁悬浮内转子飞轮储能的地面移动充电机器人，实现在停车场内为任意停车位的电动汽车自动充电。磁悬浮储能飞轮的高速旋转依靠了旋转交变磁场驱动，该交变磁场利用扁平状空心杯直流电机的工作原理来实现的，将电能转化为磁悬浮飞轮的旋转动能。当两个磁悬浮飞轮达到额定转速后，表示机器人充电完毕。依靠控制系统内的GPS模块和无线通讯模块来实现在目标充电车辆的锁定，利用视觉和超声传感器来实现沿途障碍的躲避和最优路径的解算。本专利技术是一种应用于电动汽车的基于磁悬浮内转子飞轮储能的地面移动充电机器人，其特征在于：所述地面移动充电机器人包括有承载件(1)、上盖板(2)、底座(3)、多关节充电臂(4)、备用充电接口(5)、抽气设备(6)、A组磁悬浮储能飞轮(7)、B组磁悬浮储能飞轮(8)；A组磁悬浮储能飞轮(7)与B组磁悬浮储能飞轮(8)的结构相同；A组磁悬浮储能飞轮(7)与B组磁悬浮储能飞轮(8)的旋转方向相反；A组磁悬浮储能飞轮(7)与B组磁悬浮储能飞轮(8)安装在底座(3)内；承载件(1)上设有四边梁(1A、1B、1C、1D)；底座(3)套接在承载件(1)上；上盖板(2)安装在底座(3)上方；多关节充电臂(4)、备用充电接口(5)和抽气设备(6)安装在上盖板(2)上；A组磁悬浮储能飞轮(7)的上结构体的组装为：多个AA径向磁轴承线圈(73)分别设置在AA径向磁轴承定子(7K)的AA径向磁轴承线圈骨架(7K4)上；AA径向磁轴承定子(7K)的AA通孔(7K3)与AA转子叠层圈(7G)的一端接触；AA转子叠层圈(7G)套接在A飞轮本体(7A)的内圆环(7A1)上；AA径向磁轴承定子(7K)安装在AA磁轴承连接盘(7F)的AE圆形凹腔(7F2)内；置于AA轴向磁轴承定子(7E)的AC圆形凹腔(7E2)内；AA电机定子导磁环叠层圈(7C)置于AA电机骨架(7D)的AA圆形凹腔(7D2)内；AA电机骨架(7D)的AA翅片(7D6)上安装有AA电机定子线圈(71)；AA电机定子线圈(71)的外部是AA电机永磁体(7B)；AA电机骨架(7D)的AA圆形压板(7D5)与AA磁轴承连接盘(7F)的AC圆形压板(7F6)之间安装有AA轴向磁轴承定子(7E)；AA保护轴承套(7I)套接在A飞轮本体(7A)的内圆环(7A1)上，且置于AA保护轴承座(7H)的AA开口凹腔(7H4)中，AA保护轴承座(7H)与AA磁轴承连接盘(7F)通过螺钉固定；A组磁悬浮储能飞轮(7)的下结构体的组装为：多个AB径向磁轴承线圈(74)分别设置在AB径向磁轴承定子(7P)的AB径向磁轴承线圈骨架上；AB径向磁轴承定子(7P)的AB通孔与AB转子叠层圈(7R)的一端接触；AB转子叠层圈(7R)套接在A飞轮本体(7A)的内圆环(7A1)上；AB径向磁轴承定子(7V)安装在AB磁轴承连接盘(7Q)的AF圆形凹腔内；置于AB轴向磁轴承定子(7P)的AD圆形凹腔(7P2)内；AB电机定子导磁环叠层圈(7M)置于AB电机骨架(7N)的AB圆形凹腔(7N2)内；AB电机骨架(7N)的AB翅片(7N6)上安装有AB电机定子线圈(72)；AB电机定子线圈(72)的外部是AB电机永磁体(7L)；AB电机骨架(7N)的AB圆形压板与AB磁轴承连接盘(7Q)的AD圆形压板之间安装有AB轴向磁轴承定子(7P)；AB保护轴承套(7T)套接在A飞轮本体(7A)的内圆环(7A1)上，且置于AB保护轴承座(7S)的AB开口凹腔中，AB保护轴承座(7S)与AB磁轴承连接盘(7Q)通过螺钉固定。附图说明图1是本专利技术设计的一种应用于电动汽车的基于磁悬浮内转子飞轮储能的地面移动充电机器人的外部结构图。图1A是本专利技术设计的一种应用于电动汽车的基于磁悬浮内转子飞轮储能的地面移动充电机器人的另一视角外部结构图。图1B是本专利技术设计的一种应用于电动汽车的基于磁悬浮内转子飞轮储能的地面移动充电机器人的分解图。图1C是本专利技术设计的一种应用于电动汽车的基于磁悬浮内转子飞轮储能的地面移动充电机器人的内部俯视结构图。图2是本专利技术A组磁悬浮储能飞轮的前视面的外部结构图。图2A是本专利技术A组磁悬浮储能飞轮的后视面的外部结构图。图2B是本专利技术A组磁悬浮储能飞轮的剖面结构图片。图2C是本专利技术A组磁悬浮储能飞轮的分解结构图。图3是本专利技术A飞轮本体的剖面结构图。图4是本专利技术AA电机骨架的结构图。图4A是本专利技术AA电机骨架的另一视角结构图片。图5是本专利技术AA轴向磁轴承定子的结构图片。图6是本专利技术AA磁轴承连接盘的结构图片。图7是本专利技术AA保护轴承座的结构图片。图8是本专利技术AA径向磁轴承定子的正视结构图。图8A是本专利技术AA径向磁轴承定子的另一视角结构图片。1.承载件1A.A边梁1B.B边梁1C.C边梁1D.D边梁2.上盖板3.底座3A.底板3B.立板4.多关节充电臂5.备用充电接口6.抽气设备7.A组磁悬浮储能飞轮71.AA电机定子线圈72.AB电机定子线圈73.AA径向磁轴承线圈74.AB径向磁轴承线圈75.AA位移传感器76.AB位移传感器7A.A飞轮本体7A1.内圆环7A2.外圆盘7A3.中间隔板7A4.上凸台7A5.下凸台7B.AA电机永磁体7C.AA电机定子导磁环叠层圈7D.AA电机骨架7D1.AA平面板7D2.AA圆形凹腔7D3.AA臂7D4.AB臂7D5.AA圆形压板7D6.AA翅片7E.AA轴向磁轴承定子7E1.AC平面板7E2.AC圆形凹腔7E3.AE臂7E4.AF臂7F.AA磁轴承连接盘7F1.AE平面板7F2.AE圆形凹腔7F3.AI臂7F4.AJ臂7F5.AA圆形凸台7F6.AC圆形压板7F7.AA开口槽7G.AA转子叠层圈7H.AA保护轴承座7H1.AG平面板7H2.AC圆形凸台7H3.AE圆形压板7H4.AA开口凹腔7F3.AE圆形压板7I.AA保护轴承套7J.AA轴向磁轴承线圈7K.AA径向磁轴承定子7K1.AA三角形开口槽7K2.AA圆盘体7K3.AA通孔7K4.AA径向磁轴承线圈骨架7L.AB电机永磁体7M.AB电机定子导磁环叠层圈7N.AB电机骨架7N2.AB圆形凹腔7N6.AB翅片7P.AB轴向磁轴承定子7P2.AD圆形凹腔7Q.AB磁轴承连接盘7Q5.AB圆形凸台7Q7.AB本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于电动汽车的基于磁悬浮内转子飞轮储能的地面移动充电机器人，其特征在于：所述地面移动充电机器人包括有承载件(1)、上盖板(2)、底座(3)、多关节充电臂(4)、备用充电接口(5)、抽气设备(6)、A组磁悬浮储能飞轮(7)、B组磁悬浮储能飞轮(8)；A组磁悬浮储能飞轮(7)与B组磁悬浮储能飞轮(8)的结构相同；A组磁悬浮储能飞轮(7)与B组磁悬浮储能飞轮(8)的旋转方向相反；A组磁悬浮储能飞轮(7)与B组磁悬浮储能飞轮(8)安装在底座(3)内；承载件(1)上设有四边梁(1A、1B、1C、1D)；底座(3)套接在承载件(1)上；上盖板(2)安装在底座(3)上方；多关节充电臂(4)、备用充电接口(5)和抽气设备(6)安装在上盖板(2)上；A组磁悬浮储能飞轮(7)包括有AA电机定子线圈(71)、AB电机定子线圈(72)、AA径向磁轴承线圈(73)、AB径向磁轴承线圈(74)、AA位移传感器(75)、AB位移传感器(76)、A飞轮本体(7A)、AA电机永磁体(7B)、AB电机永磁体(7L)、AA电机定子导磁环叠层圈(7C)、AB电机定子导磁环叠层圈(7M)、AA电机骨架(7D)、AB电机骨架(7N)、AA轴向磁轴承定子(7E)、AB轴向磁轴承定子(7P)、AA磁轴承连接盘(7F)、AB磁轴承连接盘(7Q)、AA转子叠层圈(7G)、AB转子叠层圈(7R)、AA保护轴承座(7H)、AB保护轴承座(7S)、AA保护轴承套(7I)、AB保护轴承套(7T)、AA轴向轴承线圈(7J)、AB轴向磁轴承线圈(7U)、AA径向磁轴承定子(7K)、AB径向磁轴承定子(7V)；A飞轮本体(7A)的中部设有内圆环(7A1)，A飞轮本体7A的外部设有外圆盘(7A2)，内圆环(7A1)与外圆盘(7A2)之间是中间隔板(7A3)；内圆环(7A1)的外圆筒体上且与中间隔板(7A3)结合处设有上凸台(7A4)和下凸台(7A5)；上凸台(7A4)上放置有AA转子叠层圈(7G)；下凸台(7A5)上放置有AB转子叠层圈(7R)；AA电机永磁体(7B)与AB电机永磁体(7L)的结构相同；AA电机永磁体(7B)置于A飞轮本体(7A)的外圆盘(7A2)内壁与AA电机骨架(7D)的AB臂(7D4)之间；AB电机永磁体(7L)置于A飞轮本体(7A)的外圆盘(7A2)内壁与AB电机骨架(7N)的AD臂之间；AA电机定子导磁环叠层圈(7C)与AB电机定子导磁环叠层圈(7M)的结构相同；AA电机定子导磁环叠层圈(7C)置于AA电机骨架(7D)的AA圆形凹腔(7D2)内；AB电机定子导磁环叠层圈(7M)置于AB电机骨架(7N)的AB圆形凹腔(7N2)内；AA电机骨架(7D)与AB电机骨架(7N)的结构相同；AA电机骨架(7D)的一端为AA平面板(7D1)，AA电机骨架(7D)的另一端设有用于放置AA电机定子导磁环叠层圈(7C)的AA圆形凹腔(7D2)，且AA圆形凹腔(7D2)的两边是AA臂(7D3)和AB臂(7D4)，AA臂(7D3)的外缘上设有用于卡紧AA轴向磁轴承定子(7E)的AA圆形压板(7D5)，AB臂(7D4)的外缘面上设有AA翅片(7D6)，AA翅片(7D6)上安装有AA电机定子线圈(71)；安装有AA电机定子线圈(71)的AA电机骨架(7D)的外缘设有AA电机永磁体(7B)；AB电机骨架(7N)的一端为AB平面板，AB电机骨架(7N)的另一端设有用于放置AB电机定子导磁环叠层圈(7M)的AB圆形凹腔(7N2)，且AB圆形凹腔(7N2)的两边是AC臂和AD臂，AC臂的外缘上设有用于卡紧AB轴向轴承定子(7P)的AB圆形压板，AD臂的外缘面上设有AB翅片(7N6)，AB翅片(7N6)上安装有AB电机定子线圈(72)；安装有AB电机定子线圈(72)的AB电机骨架(7N)的外缘设有AB电机永磁体(7L)；AA轴向磁轴承定子(7E)与AB轴向磁轴承定子(7P)的结构相同；AA轴向磁轴承定子(7E)的一端为AC平面板(7E1)，AA轴向磁轴承定子(7E)的另一端设有用于放置AA轴向磁轴承线圈(7J)的AC圆形凹腔(7E2)，且AC圆形凹腔(7E2)的两边是AE臂(7E3)和AF臂(7E4)；AB轴向磁轴承定子(7P)的一端为AD平面板，AB轴向磁轴承定子(7P)的另一端设有用于放置AB轴向磁轴承线圈(7U)的AD圆形凹腔(7P2)，且AD圆形凹腔(7P2)的两边是AG臂和AH臂；AA磁轴承连接盘(7F)与AB磁轴承连接盘(7Q)的结构相同；AA磁轴承连接盘(7F)的中部设有用于安装AA位移传感器(75)的AA开口槽(7F7)；AA磁轴承连接盘(7F)的一端为AE平面板(7F1)，AA磁轴承连接盘(7F)的另一端设有AA圆形凸台(7F5)和AC圆形压板(7F6)，AA圆形凸台(7F5)的...

【技术特征摘要】
1.一种应用于电动汽车的基于磁悬浮内转子飞轮储能的地面移动充电机器人，其特征在于：所述地面移动充电机器人包括有承载件(1)、上盖板(2)、底座(3)、多关节充电臂(4)、备用充电接口(5)、抽气设备(6)、A组磁悬浮储能飞轮(7)、B组磁悬浮储能飞轮(8)；A组磁悬浮储能飞轮(7)与B组磁悬浮储能飞轮(8)的结构相同；A组磁悬浮储能飞轮(7)与B组磁悬浮储能飞轮(8)的旋转方向相反；A组磁悬浮储能飞轮(7)与B组磁悬浮储能飞轮(8)安装在底座(3)内；承载件(1)上设有四边梁(1A、1B、1C、1D)；底座(3)套接在承载件(1)上；上盖板(2)安装在底座(3)上方；多关节充电臂(4)、备用充电接口(5)和抽气设备(6)安装在上盖板(2)上；A组磁悬浮储能飞轮(7)包括有AA电机定子线圈(71)、AB电机定子线圈(72)、AA径向磁轴承线圈(73)、AB径向磁轴承线圈(74)、AA位移传感器(75)、AB位移传感器(76)、A飞轮本体(7A)、AA电机永磁体(7B)、AB电机永磁体(7L)、AA电机定子导磁环叠层圈(7C)、AB电机定子导磁环叠层圈(7M)、AA电机骨架(7D)、AB电机骨架(7N)、AA轴向磁轴承定子(7E)、AB轴向磁轴承定子(7P)、AA磁轴承连接盘(7F)、AB磁轴承连接盘(7Q)、AA转子叠层圈(7G)、AB转子叠层圈(7R)、AA保护轴承座(7H)、AB保护轴承座(7S)、AA保护轴承套(7I)、AB保护轴承套(7T)、AA轴向轴承线圈(7J)、AB轴向磁轴承线圈(7U)、AA径向磁轴承定子(7K)、AB径向磁轴承定子(7V)；A飞轮本体(7A)的中部设有内圆环(7A1)，A飞轮本体7A的外部设有外圆盘(7A2)，内圆环(7A1)与外圆盘(7A2)之间是中间隔板(7A3)；内圆环(7A1)的外圆筒体上且与中间隔板(7A3)结合处设有上凸台(7A4)和下凸台(7A5)；上凸台(7A4)上放置有AA转子叠层圈(7G)；下凸台(7A5)上放置有AB转子叠层圈(7R)；AA电机永磁体(7B)与AB电机永磁体(7L)的结构相同；AA电机永磁体(7B)置于A飞轮本体(7A)的外圆盘(7A2)内壁与AA电机骨架(7D)的AB臂(7D4)之间；AB电机永磁体(7L)置于A飞轮本体(7A)的外圆盘(7A2)内壁与AB电机骨架(7N)的AD臂之间；AA电机定子导磁环叠层圈(7C)与AB电机定子导磁环叠层圈(7M)的结构相同；AA电机定子导磁环叠层圈(7C)置于AA电机骨架(7D)的AA圆形凹腔(7D2)内；AB电机定子导磁环叠层圈(7M)置于AB电机骨架(7N)的AB圆形凹腔(7N2)内；AA电机骨架(7D)与AB电机骨架(7N)的结构相同；AA电机骨架(7D)的一端为AA平面板(7D1)，AA电机骨架(7D)的另一端设有用于放置AA电机定子导磁环叠层圈(7C)的AA圆形凹腔(7D2)，且AA圆形凹腔(7D2)的两边是AA臂(7D3)和AB臂(7D4)，AA臂(7D3)的外缘上设有用于卡紧AA轴向磁轴承定子(7E)的AA圆形压板(7D5)，AB臂(7D4)的外缘面上设有AA翅片(7D6)，AA翅片(7D6)上安装有AA电机定子线圈(71)；安装有AA电机定子线圈(71)的AA电机骨架(7D)的外缘设有AA电机永磁体(7B)；AB电机骨架(7N)的一端为AB平面板，AB电机骨架(7N)的另一端设有用于放置AB电机定子导磁环叠层圈(7M)的AB圆形凹腔(7N2)，且AB圆形凹腔(7N2)的两边是AC臂和AD臂，AC臂的外缘上设有用于卡紧AB轴向轴承定子(7P)的AB圆形压板，AD臂的外缘面上设有AB翅片(7N6)，AB翅片(7N6)上安装有AB电机定子线圈(72)；安装有AB电机定子线圈(72)的AB电机骨架(7N)的外缘设有AB电机永磁体(7L)；AA轴向磁轴承定子(7E)与AB轴向磁轴承定子(7P)的结构相同；AA轴向磁轴承定子(7E)的一端为AC平面板(7E1)，AA轴向磁轴承定子(7E)的另一端设有用于放置AA轴向磁轴承线圈(7J)的AC圆形凹腔(7E2)，且AC圆形凹腔(7E2)的两边是AE臂(7E3)和AF臂(7E4)；AB轴向磁轴承定子(7P)的一端为AD平面板，AB轴向磁轴承定子(7P)的另一端设有用于放置AB轴向磁轴承线圈(7U)的AD圆形凹腔(7P2)，且AD圆形凹腔(7P2)的两边是AG臂和AH臂；AA磁轴承连接盘(7F)与AB磁轴承连接盘(7Q)的结构相同；AA磁轴承连接盘(7F)的中部设有用于安装AA位移传感器(75)的AA开口槽(7F7)；AA磁轴承连接盘(7F)的一端为AE平面板(7F1)，AA磁轴承连接盘(7F)的另一端设有AA圆形凸台(7F5)和AC圆形压板(7F6)，AA圆形凸台(7F5)的AI臂(7F3)与AJ臂(7F4)之间是用于放置AA径向磁轴承定子(7K)的AE圆形凹腔(7F2)；AB磁轴承连接盘(7Q)的中部设有用于安装AB位移传感器(76)的AB开口槽(7Q7)；AB磁轴承连接盘(7Q)的一端为AF平面板，AB磁轴承连接盘(7Q)的另一端设有AB圆形凸台(7Q5)和AD圆形压板，AB圆形凸台(7Q5)的AK臂与AL臂之间是用于放置AB径向磁轴承定子(7V)的AF圆形凹腔；AA转子叠层圈(7G)与AB转子叠层圈(7R)的结构相同；AA转子叠层圈(7G)置于A飞轮本体(7A)的内圆环(7A1)外壁的上凸台(7A4)上，且与AA保护轴承套(7I)接触；AB转子叠层圈(7R)置于A飞轮本体(7A)的内圆环(7A1)外壁的下凸台(7A5)上，且与AB保护轴承套(7T)接触；AA保护轴承座(7H)与AB保护轴承座(7S)的结构相同；AA保护轴承座(7H)的一端为AG平面板(7H1)，AA保护轴承座(7H)的另一端设有AC圆形凸台(7H2)，AC圆形凸台(7H2)的内壁接合处是AE圆形压板(7H3)，AC圆形凸台(7H2)的内壁与AE圆形压板(7H3)之间形成一个AA开口凹腔(7H4)，AA开口凹腔(7H4)用于放置部分AA保护轴承套...

【专利技术属性】
技术研发人员：王坤，韩邦成，郑世强，刘刚，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11