一种电动公交车自动充电装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电动公交车自动充电装置，该装置位于公交站台上方，包括设置于站台上方的控制器，调整机构，和定位机构；充电调整机构包括第一臂、第二臂和充电接口，第一臂固定于转台，转台绕转台转轴转动，第二臂与第一臂连接，充电接口与第二臂连接；站台上方设有控制第一臂的第一臂伺服电机，第一臂和第二臂的连接处设有控制第二臂的第二臂伺服电机，第二臂与充电接口的连接处设控制充电接口的充电接口伺服电机和接口旋转电机；充电接口设有定位机构，包括与充电接头对接的充电接口本体和超声波探头。本发明专利技术位于公交站台上方，其能在停靠期间与公交车上的充电接头自动对接并对公交车进行充电。

【技术实现步骤摘要】
一种电动公交车自动充电装置
本专利技术涉及汽车充电
，具体涉及一种电动公交车自动充电装置。
技术介绍
随着新能源技术的不断发展，大量的新能源公交车在各个城市中投入运营。电动公交车作为新能源公交车的一种，是以车载电源为动力，并选配合适的车载蓄电池提供电能驱动行驶的公交车，具备节电、省油、低排放的优势。电动公交车的充电方式分为有线充电和无线充电两种，目前，市面上的电动公交车基本上采用有线充电。为了达到公交车的续航能力的要求，公交车既要负载多组蓄电池组进行储能，又要在充电站长时间停靠进行充电。当大量的电动公交车进行充电时，就需要扩大充电站规模、增加充电桩数量，这就会造成资源分配和调度的困难，以及大量占用土地资源的问题。同时，通过操作人员进行手动操作充电，也有一定的安全隐患。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种自动化的电动公交车充电装置，该装置位于公交站台上方，其能在公交车停靠公交车站台时，与公交车上的充电接头自动对接，在停靠期间对公交车进行充电。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：一种电动公交车自动充电装置，该装置位于公交站台上方，包括设置于站台上方的控制器、调整机构和定位机构；调整机构包括第一臂、第二臂和充电接口，第一臂固定于转台，转台绕转台转轴转动，第一臂伺服电机控制第一臂运动，第二臂伺服电机与第一臂固定，第二臂伺服电机控制第二臂运动，第二臂与接口伺服电机固定，接口伺服电机轴连接连接件，充电接口与接口旋转电机连接，接口旋转电机固定于连接件；充电接口设有定位机构，包括与充电接头对接的充电接口本体，超声波探头和步进电机，步进电机带动超声波探头转动；控制器控制调整机构和定位机构。进一步，充电接口设有竖向超声波探头，第一水平超声波探头和第二水平超声波探头，竖向步进电机带动竖向超声波探头转动，第一水平步进电机带动第一水平超声波探头转动，第二水平步进电机带动第二水平超声波探头转动。竖向超声波探头对调整机构进行竖直方向的定位，水平超声波探头对充电调整机构进行水平方向的定位。根据实际探测距离，超声波探头可设置成不同频率，例如40KHz（检测8米以内）或25KHz（20米以内）。进一步，充电接口设置摄像机，摄像机采集图像数据传输至控制器。公交车充电接头在充电接口超声波探头的下方以及在充电接口超声波探头的后方时，均采用摄像机进行定位。摄像机位于充电接口端所在的一面，通过摄像机采集的图像流，控制器实时计算摄像机的三维坐标。在控制器中预先写入对接接头的目标特征，以及在不同距离位置下拍摄的数据，建立目标数据库，以实现程序快速查找，进行三维坐标定位。控制器中的识别程序能够快速匹配当前摄像机采集到的图像的特征点和数据库相近的特征点，按照预先设定好的三维坐标系，定位此时充电接口相对于公交车上部的充电接头的三维坐标距离，控制器控制运动机械调整机构进行X、Y、Z向的位置调整。进一步，充电接口还设用于检测充电接口对接的反射式光电开关。当站台上的充电接口与公交车上的充电接头对接成功后，反射式光电开关开始检测充电接口对接是否准确，若对接准确，充电进行。本专利技术的工作流程如图8所示：电动公交自动充电站台处于工作状态时，竖向步进电机以预设摆角带动超声波探头检测是否有公交车即将进入车站。在检测到有公交车进站时，竖向超声波探头采集距离数据，判断公交车是否停驶，公交车停靠后，竖向超声波探头开始定位，控制器控制转台转动，使充电接口平面处于和公交车充电接头对接的指定平面内。竖向步进电机输出角度数据，控制器判断充电接口的位置高度并发出指令控制第一臂伺服电机和第二臂伺服电机进行姿态调整，并同时控制接口伺服电机对充电接口进行调整，直到充电接口与公交车充电接头位置水平。第一水平超声波探头和第二水平超声波探头开始工作，第一水平超声波探头和第二水平超声波探头采集距离数据，第一水平步进电机和第二水平步进电机以预设摆角往复运动并输出角度数据，控制器判断充电接口相对于公交车充电接头的水平位置距离，控制第一臂伺服电机和第二臂伺服电机进行姿态调整，直到充电接口与公交车充电接头位置对中。充电接口与充电接头对中成功后，摄像机开始工作，采集公交车充电接头的位置图像，控制器比对特征数据库，调整机构中的各个伺服电机进行第一机械臂、第二机械臂和充电接口的精确姿态调整直到满足程序图像控制要求。两组反射式光电开关工作，检测充电接口对接是否正确，若对接失败，则终止系统充电程序，发出报警信号，等待人工维护调整；若对接正确，控制器发出充电指令，开始充电。本专利技术相比现有技术优点在于：1.充分利用公交车在行驶途中的停靠时间进行电能补给，公交车续航能力大幅提升，减少了车载蓄电池的数量，电动公交车成本下降，同时由于车载电池数量减少，汽车负载下降，有利于节能减排。2.避免了电动公交车长时间停靠充电站，提高了公交车的利用率。3.充电装置设置在车站的遮雨棚上方，不占用城市土地资源，节省了建设大量充电桩和扩大充电站所占用的土地资源，减少了充电桩和充电站的调度分配问题，且远离行人及其它机动车，安全无干扰。4.采用有线充电方式，通过自动化机械臂自动对接充电，不需要操作人员对高压充电设备进行手动操作，充电方式安全可靠。5.利用摄像机采集公交车充电接头的位置图像，控制器比对特征数据库，该方法具有较高的实时性，能比较准确地实现充电接口的对接。附图说明图1为本专利技术的立体结构示意图。图2为调整机构和定位机构的结构示意图。图3为充电接口与第二臂连接的结构示意图。图4为定位机构的结构示意图。图5是本专利技术机械臂的运动控制模型图。图6是本专利技术的超声波探头竖直方向定位原理图。图7是本专利技术的超声波探头水平方向定位原理图。图8是本专利技术控制充电接口与公交车充电接头对接的程序流程图。图9为实施例2自动充电装置设置于站台上的示意图。图10为实施例2调整机构的示意图。图11是实施例2多充电接口的示意图。图12为实施例2多充电接口定位机构的示意图。图13为实施例3可移动充电装置的示意图。图14为实施例3的左视图。图15为实施例3调整机构的结构示意图。图16是实施例3调整机构的运动控制模型图。图17是实施例3的超声波探头竖直方向定位原理图。图18是实施例3的超声波探头水平方向定位原理图。图19为实施例4自动充电装置设置于充电桩上的示意图。图20为实施例4定位机构的示意图。图21为实施例4显示模块的示意图。图22为实施例5的结构示意图。图23为实施例5充电接头移动机构的结构示意图。图24为实施例5挡板升降机构的结构示意图。图25为实施例5充电接头箱外部的结构示意图。图中标识：控制器1，调整机构2，定位机构3，第一臂21、第二臂22，充电接口23，转台4，转台转轴41，转台驱动电机42，第一臂伺服电机211，第二臂伺服电机221，接口伺服电机231，接口旋转电机232，超声波探头31，第一水平超声波探头311，第二水平超声波探头312，竖向超声波探头313，反射式光电开关31，摄像机32，步进电机33，充电接口本体34，连接件233，第一水平步进电机331，第二水平步进电机332，竖向步进电机333，移动机构5，滑台51，同步带52，滑台导轨53，上带521，下带522，移动伺服电机54，对射式光电开关531，缓冲弹簧532，控制线541，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动公交车自动充电装置，其特征在于：包括设置于站台上方的控制器，调整机构和定位机构；调整机构包括第一臂、第二臂和充电接口，第一臂固定于转台，转台绕转台转轴转动，第一臂伺服电机控制第一臂运动，第二臂伺服电机与第一臂固定，第二臂伺服电机控制第二臂运动，第二臂与接口伺服电机固定，接口伺服电机轴连接连接件，充电接口与接口旋转电机连接，接口旋转电机固定于连接件；充电接口设有定位机构，包括与充电接头对接的充电接口本体，超声波探头和步进电机，步进电机带动超声波探头转动；控制器控制调整机构和定位机构。

【技术特征摘要】
1.一种电动公交车自动充电装置，其特征在于：包括设置于站台上方的控制器，调整机构和定位机构；调整机构包括第一臂、第二臂和充电接口，第一臂固定于转台，转台绕转台转轴转动，第一臂伺服电机控制第一臂运动，第二臂伺服电机与第一臂固定，第二臂伺服电机控制第二臂运动，第二臂与接口伺服电机固定，接口伺服电机轴连接连接件，充电接口与接口旋转电机连接，接口旋转电机固定于连接件；充电接口设有定位机构，包括与充电接头对接的充电接口本体，超声波探头和步进电机，步进电机带动超声波探头转动；控制器控制调整机构和定...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏燕定，王彦哲，方升，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33