一种移动充电桩机器人及其充电方法技术

本发明专利技术公开了一种移动充电桩机器人及其充电方法。传统的充电桩虽然结构简单，也能满足日常充电需求，但多数为固定安装，场地占用大，数量有限，效率不高。本发明专利技术包括机身、行进底座、车辆端充电臂、供电端充电臂和电池组。机身安装在行进底座上。车辆端充电臂及供电端充电臂均安装在机身的侧部。所述的车辆端充电臂和供电端充电臂结构相同，均包括内臂体、抬臂驱动组件、叉剪伸缩机构、伸缩驱动组件、弹簧状线缆、中臂体、外臂体、翻转驱动组件、插头安装块和插头推出组件。本发明专利技术在机器人手臂结构做了创新，利用叉剪式伸缩，钢丝牵拉翻转等方式实现了大范围内的插头与插座的对接，从而达到自动插入充电的技术效果，提高电动汽车充电的便捷性。

【技术实现步骤摘要】
一种移动充电桩机器人及其充电方法
本专利技术属于电动汽车充电
，具体涉及一种移动充电桩机器人及其充电方法。
技术介绍
近年来，电动汽车普及率越来越高，电动汽车的充电问题一直以来都是车主比较集中的问题。中国充电桩的主要分布的场所是公共地下停车场、住宅区以及办公区域的停车场所、加油站或者高速公路服务区。其中，不少地区部分场所如商场地下停车场有比较多闲置的充电桩，而部分人流车流较大的场所如学校、医院周边却存在充电桩不足、排队充电的问题。其次中国城市停车位紧缺是长期以来的难题，加之部分停车场所出于利益因素以及部分燃油车主占用，导致电动汽车充电车位常被燃油车占位。另一方面中国电动汽车充电设施的建设正在加速扩展，但在充电设施的分布方面却存在较大问题。传统的充电桩虽然结构简单，也能满足日常充电需求，但多数为固定安装，场地占用大，数量有限，效率不高，且在灵活性上、自动化上尚有待提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种移动充电桩机器人及其充电方法。本专利技术一种移动充电桩机器人，包括机身、行进底座、车辆端充电臂、供电端充电臂和电池组。所述的机身安装在行进底座上。车辆端充电臂及供电端充电臂均安装在机身的侧部。所述的车辆端充电臂和供电端充电臂结构相同，均包括内臂体、抬臂驱动组件、叉剪伸缩机构、伸缩驱动组件、弹簧状线缆、中臂体、外臂体、翻转驱动组件、插头安装块和插头推出组件。内臂体与中部外壳的底部铰接。内臂体由抬臂驱动组件驱动进行翻转。中臂体的内端与内臂体的外端通过叉剪伸缩机构连接。叉剪伸缩机构由伸缩驱动组件驱动。弹簧状线缆呈螺旋状绕置在叉剪伸缩机构上。外臂体的内端一侧边缘与中臂体的外端一侧边缘铰接。外臂体由翻转驱动组件驱动进行翻转。插头安装块通过插头推出组件安装在外臂体的外端。所述车辆端充电臂的插头安装块上安装有车辆充电用的车辆端插头；供电端充电臂的插头安装块上安装有供电插头。车辆端充电臂、供电端充电臂上的弹簧状线缆分别将车辆端插头、供电插头接入机身内。作为优选，所述的抬臂驱动组件包括抬臂电机、主动齿轮和从动齿轮。主动齿轮与从动齿轮均支承在中部外壳内，且相互啮合。抬臂电机安装在中部外壳内，且输出轴与主动齿轮固定。从动齿轮与内臂体的铰接位置固定。所述的叉剪伸缩机构由依次相连的多个叉剪单元组成；每个叉剪单元均由两根交叉铰接的叉剪杆组成。内臂体、中臂体的相对端均开设有与内臂体相配合的滑槽。位于内端的叉剪单元内的两根叉剪杆中，其中一根叉剪杆端部与内臂体铰接，另一根叉剪杆的端部设置有伸入内臂体的滑槽的滚柱。位于外端的叉剪单元内的两根叉剪杆中，其中一根叉剪杆端部与中臂体铰接，另一根叉剪杆的端部设置有伸入中臂体的滑槽的滚柱。伸缩驱动组件包括伸缩推杆和连杆。伸缩推杆固定在内臂体的内部；连杆的一端和伸缩推杆的推出杆铰接。连杆的另一端与叉剪伸缩机构内端的连接滑槽叉剪杆的端部铰接。作为优选，所述的翻转驱动组件包括翻转电机、收放辊、钢丝和翻转推出弹簧。翻转推出弹簧的两端与外臂体、中臂体的相对端分别固定，为外臂体提供向外翻转的弹力。收放辊支承在中臂体的内部；翻转电机安装在中臂体的内部，且输出轴与收放辊固定。钢丝的一端固定并绕置在收放辊上，另一端与外臂体固定。所述的插头推出组件包括推出丝杠、推出滑块和推出电机。推出丝杠支承在外臂体的外端。推出滑块与外臂体构成滑动副，且与推出丝杠构成螺旋副。推出电机安装在外臂体的内部，且输出轴与推出丝杠固定。插头安装块与推出滑块固定。作为优选，车辆端充电臂的内臂体位于机身侧面的底部，且朝上设置；供电端充电臂位于机身侧面的顶部，且朝下设置；①.车辆端充电臂、供电端充电臂在机身圆周方向上位置，选取如下两种方案中的一种：②.车辆端充电臂、供电端充电臂分别安装在机身的两侧。车辆端充电臂与供电端充电臂在机身圆周方向上错开90°布置。作为优选，所述的机身内设置有传感器模组、灭火器和灭火喷头。灭火器及传感器模组安装在机身的内腔。传感器模组包括温度传感器、可燃气体传感器、火焰传感器、烟雾传感器。灭火喷头安装在机身内腔的顶部，且朝下设置；灭火器的顶部设置有灭火器控制器，用于控制灭火器开关，灭火器通过管道与喷头连接。作为优选，本专利技术一种移动充电桩机器人还包括升降机构。升降机构设置在机身与行进底座之间；升降机构用于驱动机身升降，调整机身内腔与行进底座共同形成的电池仓的容积。作为优选，所述的电池快装机构安装在行进底座上。电池快装机构包括电池定位架、卡位弹簧、拉绳、切换环、定位柱、接触挡板、定位弹簧和卡板。电池定位架呈U型，由两块侧挡板和端部挡板组成。接触挡板设置在电池定位架内，且与端部挡板通过定位弹簧连接。电池组放置在电池定位架内。卡板的一端与电池定位架的其中一块侧挡板的外端端部铰接，另一端用于锁止电池组的位置；卡板的中部与底盘通过卡位弹簧连接。两根定位柱均固定在托盘上。拉绳的两端与卡板的外端、切换环分别固定；切换环在套置于两根定位柱上时，卡板翻开的程度不相同，分别对应锁止电池组和不锁止电池组的状态。作为优选，本专利技术一种移动充电桩机器人还包括头部。头部安装在机身的顶部。所述的头部包括顶部外壳，以及设置在顶部外壳上的主摄像头、摄像头稳定机构、二维激光雷达、LED显示屏、充电模式手动按钮、紧急启停按钮和超声波传感器。主摄像头通过摄像头稳定机构安装在顶部外壳的正面中部。顶部外壳正面的顶部安装有两个三角形LED显示屏，分别用于显示电池组剩余电量、当前车辆的充电状态。两个二维激光雷达分别安装在顶部外壳的两侧。超声波传感器安装在顶部外壳的正面。作为优选，所述的行进底座包括底盘和轮毂电机。多个轮毂电机安装在底盘的底部。底盘上安装有散热风扇。该移动充电桩机器人的充电方法具体如下：步骤一、移动充电桩机器人通过行进底座移动到被充电汽车的充电口位置，使得移动充电桩机器人位于被充电汽车的充电口与电网插座之间。步骤二、车辆端充电臂内的抬臂驱动组件驱动车辆端充电臂向下翻转至朝向被充电汽车的充电口的状态。供电端充电臂的抬臂驱动组件驱动供电端充电臂向上翻转至朝向电网插座的状态。步骤三、车辆端充电臂、供电端充电臂内的伸缩驱动组件各自驱动对应的叉剪伸缩机构伸长，使得车辆端充电臂上的车辆端插头倾斜向上推出，供电端充电臂上的供电插头倾斜向下推出。车辆端插头到达被充电汽车的充电口的位置时，车辆端充电臂内的伸缩驱动组件停止运动。供电端充电臂到达被电网插座的位置时，供电端充电臂内的伸缩驱动组件停止运动。步骤四、车辆端充电臂、供电端充电臂内的翻转驱动组件分别驱动两个外臂体翻转至水平状态，此时，车辆端插头对准被充电汽车的充电口，供电插头对准电网插座。步骤五、车辆端充电臂、供电端充电臂内的插头推出组件驱动插头安装块推出，使得车辆端插头插入被充电汽车的充电口，供电插头插入电网插座。步骤六、根据司机的选择，对被充电汽车用电池组中的电量进行快充或用电网插座输出的电量进行慢充。本专利技术具有的有益效果是：1、本专利技术与传统充电桩相比，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种移动充电桩机器人，包括机身、行进底座、车辆端充电臂、供电端充电臂和电池组；其特征在于：所述的机身安装在行进底座上；车辆端充电臂及供电端充电臂均安装在机身的侧部；所述的车辆端充电臂和供电端充电臂结构相同，均包括内臂体、抬臂驱动组件、叉剪伸缩机构、伸缩驱动组件、弹簧状线缆、中臂体、外臂体、翻转驱动组件、插头安装块和插头推出组件；内臂体与中部外壳的底部铰接；内臂体由抬臂驱动组件驱动进行翻转；中臂体的内端与内臂体的外端通过叉剪伸缩机构连接；叉剪伸缩机构由伸缩驱动组件驱动；弹簧状线缆呈螺旋状绕置在叉剪伸缩机构上；外臂体的内端一侧边缘与中臂体的外端一侧边缘铰接；外臂体由翻转驱动组件驱动进行翻转；插头安装块通过插头推出组件安装在外臂体的外端；/n所述车辆端充电臂的插头安装块上安装有车辆充电用的车辆端插头；供电端充电臂的插头安装块上安装有供电插头；车辆端充电臂、供电端充电臂上的弹簧状线缆分别将车辆端插头、供电插头接入机身内。/n

【技术特征摘要】
1.一种移动充电桩机器人，包括机身、行进底座、车辆端充电臂、供电端充电臂和电池组；其特征在于：所述的机身安装在行进底座上；车辆端充电臂及供电端充电臂均安装在机身的侧部；所述的车辆端充电臂和供电端充电臂结构相同，均包括内臂体、抬臂驱动组件、叉剪伸缩机构、伸缩驱动组件、弹簧状线缆、中臂体、外臂体、翻转驱动组件、插头安装块和插头推出组件；内臂体与中部外壳的底部铰接；内臂体由抬臂驱动组件驱动进行翻转；中臂体的内端与内臂体的外端通过叉剪伸缩机构连接；叉剪伸缩机构由伸缩驱动组件驱动；弹簧状线缆呈螺旋状绕置在叉剪伸缩机构上；外臂体的内端一侧边缘与中臂体的外端一侧边缘铰接；外臂体由翻转驱动组件驱动进行翻转；插头安装块通过插头推出组件安装在外臂体的外端；
所述车辆端充电臂的插头安装块上安装有车辆充电用的车辆端插头；供电端充电臂的插头安装块上安装有供电插头；车辆端充电臂、供电端充电臂上的弹簧状线缆分别将车辆端插头、供电插头接入机身内。


2.根据权利要求1所述的一种移动充电桩机器人，其特征在于：所述的抬臂驱动组件包括抬臂电机、主动齿轮和从动齿轮；主动齿轮与从动齿轮均支承在中部外壳内，且相互啮合；抬臂电机安装在中部外壳内，且输出轴与主动齿轮固定；从动齿轮与内臂体的铰接位置固定；
所述的叉剪伸缩机构由依次相连的多个叉剪单元组成；每个叉剪单元均由两根交叉铰接的叉剪杆组成；内臂体、中臂体的相对端均开设有与内臂体相配合的滑槽；位于内端的叉剪单元内的两根叉剪杆中，其中一根叉剪杆端部与内臂体铰接，另一根叉剪杆的端部设置有伸入内臂体的滑槽的滚柱；位于外端的叉剪单元内的两根叉剪杆中，其中一根叉剪杆端部与中臂体铰接，另一根叉剪杆的端部设置有伸入中臂体的滑槽的滚柱；伸缩驱动组件包括伸缩推杆和连杆；伸缩推杆固定在内臂体的内部；连杆的一端和伸缩推杆的推出杆铰接；连杆的另一端与叉剪伸缩机构内端的连接滑槽叉剪杆的端部铰接。


3.根据权利要求1所述的一种移动充电桩机器人，其特征在于：所述的翻转驱动组件包括翻转电机、收放辊、钢丝和翻转推出弹簧；翻转推出弹簧的两端与外臂体、中臂体的相对端分别固定，为外臂体提供向外翻转的弹力；收放辊支承在中臂体的内部；翻转电机安装在中臂体的内部，且输出轴与收放辊固定；钢丝的一端固定并绕置在收放辊上，另一端与外臂体固定；
所述的插头推出组件包括推出丝杠、推出滑块和推出电机；推出丝杠支承在外臂体的外端；推出滑块与外臂体构成滑动副，且与推出丝杠构成螺旋副；推出电机安装在外臂体的内部，且输出轴与推出丝杠固定；插头安装块与推出滑块固定。


4.根据权利要求1所述的一种移动充电桩机器人，其特征在于：车辆端充电臂的内臂体位于机身侧面的底部，且朝上设置；供电端充电臂位于机身侧面的顶部，且朝下设置；
车辆端充电臂、供电端充电臂在机身圆周方向上位置，选取如下两种方案中的一种：
①.车辆端充电臂、供电端充电臂分别安装在机身的两侧；
②.车辆端充电臂与供电端充电臂在机身圆周方向上错开90°布置。


5.根据权利要求1所述的一种移动充电桩机器人，其特征在于：所述的机身内设置有传感器模组、灭火器和灭火喷头；灭火器及传感器模组安装在机身的内腔；传感器模组包括温度传感器、...

【专利技术属性】
技术研发人员：慎智勇，孟庆华，邓基辰，文凯凯，宋宇欣，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33