一种充电机械臂及其控制装置、系统及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电动汽车技术领域，尤其涉及了一种充电机械臂及其控制装置、系统及方法，其中控制系统包括坐标定位单元、路线计算单元、运动装置驱动单元和检测反馈单元，坐标定位单元，通过定位技术对车载连接器进行定位，并将定位的坐标传递给路线计算单元；路线计算单元，计算机械臂需要移动的距离和角度并发送指令信号给运动装置驱动单元；运动装置驱动单元，根据接收到的路线计算单元传来的指令信号第一电机带动机械臂运动；检测反馈单元，读取机械臂运动距离和角度并进行解析和比较，并将结果反馈给路线计算单元，本发明专利技术可以解决现有技术中多机械臂移动局限性大、算法复杂、维护起来也很困难以及成本高的问题。

A Charging Manipulator and Its Control Device, System and Method

【技术实现步骤摘要】
一种充电机械臂及其控制装置、系统及方法
本专利技术涉及电动汽车
，具体领域为一种充电机械臂运动控制系统。
技术介绍
随着无人驾驶越来越近，具备自动驾驶/自动泊车功能的电动汽车需要自动充电技术实现车辆自动化应用的闭环，自动充电技术是无人驾驶的必备技术之一，自动充电相比人工充电，在用户感受、舒适度和安全性方面都有巨大的优势。底盘充电方向是自动充电的新的技术方向，其具有体积小、效率高、最大功率高等许多优势。它的特征是受电接口在车辆底盘上，充电接口在地面上，称之为地面单元。它需要车载单元和地面单元的配合，地面单元中包含机械臂，相当于一种特殊定制的运动连接机构，充电接口安装在机械臂上，机械臂负责将充电接口顶升到车载受电接口处，并完成接口对接动作。目前，为了高精度，自动充电中多采用多机械臂方式，例如侧方充电使用的6轴机械臂，蛇形机械臂。但对于底盘充电来说，由于车辆底盘和地面单元之间空间狭小，多机械臂在此空间内，移动局限性大，且算法复杂，维护起来也很困难，成本高。相对于多机械臂，单机械臂在此情况下拥有众多优势，结构简单，空间占用率小，可以内嵌在地面单元内部，防护性高，成本低。如何控制单机械臂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种充电机械臂控制方法，其特征在于，包括以下步骤：对车载连接器进行定位，确定车载连接器的对接位置的坐标；判断对接位置的坐标是否在机械臂能够达到的范围内，如坐标不在所述范围内，则重复上一步骤重新定位；如坐标在所述范围内，则规划机械臂路线；控制机械臂运动，机械臂需要移动的距离和角度被转换成脉冲信号进行控制；解析机械臂运动距离和角度，判断机械臂是否到位，如果没有到位，则计算当前位置与最终位置的差值，转化为脉冲信号进行补偿，若判断已经到位，则结束。

【技术特征摘要】
1.一种充电机械臂控制方法，其特征在于，包括以下步骤：对车载连接器进行定位，确定车载连接器的对接位置的坐标；判断对接位置的坐标是否在机械臂能够达到的范围内，如坐标不在所述范围内，则重复上一步骤重新定位；如坐标在所述范围内，则规划机械臂路线；控制机械臂运动，机械臂需要移动的距离和角度被转换成脉冲信号进行控制；解析机械臂运动距离和角度，判断机械臂是否到位，如果没有到位，则计算当前位置与最终位置的差值，转化为脉冲信号进行补偿，若判断已经到位，则结束。2.根据权利要求1所述的一种充电机械臂控制方法，其特征在于，所述机械臂靠近地面单元的一端为A端，机械臂与车载连接器对接的一端为B端，机械臂路线规划方法为：S1计算机械臂B端垂直抬升角度α；S2计算机械臂A端沿Y轴所要移动的距离d以及机械臂B端在X、Y面移动的角度β；S3计算机械臂A端沿Y轴所要移动的距离f，计算机械臂B端在X、Y面偏转角度γ-β，计算机械臂B端在Y、Z面抬升角度θ-α。3.根据权利要求2所述的一种充电机械臂控制方法，其特征在于，所述机械臂需要移动的距离和角度的计算方法为：步骤S1中，机械臂B端从地面单元内部沿着Z轴抬升，使B端上的充电接口高于整个地面单元，已知机械臂长度L恒定不变，地面单元的高度也可以测量出来且是恒定的，算出其抬升角度α，将抬升α角度后的机械臂映射到下X、Y平面，算出其在X、Y平面的长度为cosα·L；步骤S2中，机械臂A端沿着Y轴移动，机械臂B端在X、Y面以A端为圆心移动，使B端的接触元件位于车载连接器正下方，此时机械臂将保持第一步抬升α角度的状态，A端沿着Y轴所要移动的距离为d，B端在X、Y面移动的角度为β，求得这两个参数为：步骤S3中，机械臂A端沿着Y轴移动，机械臂B端分别在X、Y面和Y、Z面以A端为圆心移动，使位于车端受电接口正下方的B端的接触元件垂直上升与车载连接器的充电接口相连，A端所要移动的距离为f，机械臂B端在X、Y面偏转的角度为γ-β，机械臂B端在Y,Z面抬升的角度为θ-α，求得这三个参数为：4.一种充电机械臂，用于如权利要求1-3任意一项所述的充电机械臂控制方法，其特征在于：沿前后方向延伸的滑轨(1)；滑动座(2)，所述滑动座(2)可滑动地连接在所述滑轨(1)上；接触元件基座(3)，所述接触元件基座(3)设在所述滑轨(1)的上方用于连接用于充电的接触元件；连接臂组件(4)，所述连接臂组件(4)连接在所述滑动座(2)与所述接触元件基座(3)之间用于控制所述接触元件基座(3)上的接触元件移动至指定位置与所述充电汽车的充电接口对接。5.根据权利要求4所述的充电机械臂，其特征在于，所述连接臂组件(4)包括：连接座(5)，所述连接座(5)在上下方向上可摆动地连接在所述滑动座(2)上；操作杆(6)，所述操作杆(6)在左右方向上可摆动地连接在所述连接座(5)上，所述操作杆(6)远离所述连接座(5)的一端与所述接触元件基座(3)可活动相连；至少一个连杆(7)，所述连杆(7)可活动地连接在所述滑动座(2)与所述接触元件基座(3)之间。6.根据权利要求5所述的充电机械臂，其特征在于，所述连杆(7)包括：杆体(8)，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周意，曹伟，钱磊，邵丹薇，郑隽一，张育铭，李德胜，
申请(专利权)人：国创新能源汽车能源与信息创新中心江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32