基于两机协作式的电动汽车自动充电机器人及充电方法技术

基于两机协作式的电动汽车自动充电机器人及充电方法,解决了现有移动式的充电机器人需要充放电造成资源浪费的问题，属于新能源电动汽车自动充电技术领域。本发明专利技术包括辅助上线机器人、磁吸式充电线架和充电机器人主体；磁吸式充电线架通过磁铁吸附固定在辅助上线机器人上，所述充电机器人主体上设置有卡位装置，当充电机器人主体接收到电动汽车的待充电指令，充电机器人主体利用卡位装置从辅助上线机器人上取出一个磁吸式充电线架运输至汽车充电口处，并使磁吸式充电线架连接汽车充电口和电动汽车，对电动汽车进行充电。本发明专利技术的方法可同时接入的车辆较多，可以对整个车场进行充电策略调控。充电策略调控。充电策略调控。

【技术实现步骤摘要】
基于两机协作式的电动汽车自动充电机器人及充电方法


[0001]本专利技术涉及一种基于两机协作式的电动汽车自动充电机器人，属于新能源电动汽车自动充电


技术介绍

[0002]随着石油能源的减少，新能源电动汽车发展迅速，伴随着自动驾驶和自动泊车技术的成熟，电动汽车自动充电将是目前亟待解决的问题。
[0003]目前也有一些自动充电机器人方面的研究，最常见的为固定式充电机器人，固定式自动充电机器人，只能满足一辆汽车的充电，局限性大；再者就是移动式的充电机器人，也分为两种，导轨式和利用电池储能并搭载AGV小车的方式，前者只能满足单行充电，且体型较大，后者要经过储能和放电的过程，不仅增加了时间成本，而且由于电能二次转化，造成了能源的浪费，再者由于以上可容纳的车辆少，不能对整个车场进行充电策略调节，从而不能解决大量车辆接入后对整个电网的冲击。

技术实现思路

[0004]针对现有移动式的充电机器人需要充放电造成资源浪费的问题，本专利技术提供一种基于两机协作式的电动汽车自动充电机器人及充电方法。
[0005]本专利技术的一种基于两机协作式的电动汽车自动充电机器人，包括辅助上线机器人、磁吸式充电线架和充电机器人主体；
[0006]磁吸式充电线架通过磁铁吸附固定在辅助上线机器人上，所述充电机器人主体上设置有卡位装置，当充电机器人主体接收到电动汽车的待充电指令，充电机器人主体利用卡位装置从辅助上线机器人上取出一个磁吸式充电线架运输至汽车充电口处，并使磁吸式充电线架连接汽车充电口和电动汽车，对电动汽车进行充电。
[0007]作为优选，包括多个磁吸式充电线架，多个磁吸式充电线架均通过磁铁吸附固定在辅助上线机器人上；
[0008]当通过磁吸式充电线架连接汽车充电口和电动汽车后，所述充电机器人主体上的卡位装置与磁吸式充电线架分离，等待下一个电动汽车的待充电指令。
[0009]作为优选，当辅助上线机器人接收到电动汽车的待充电指令后，确定电动汽车的车型信号，将相应型号的磁吸式充电线架转到待取工位，等待充电机器人主体取出。
[0010]作为优选，当充电机器人主体接收到电动汽车的充电完成指令，充电机器人主体的卡位装置将该电动汽车上的磁吸式充电线架取下，运输至辅助上线机器人，并通过辅助上线机器人上的磁铁吸附，使磁吸式充电线架与充电机器人主体的卡位装置分离。
[0011]作为优选，所述辅助上线机器人包括水平下骨架5、下卡位磁铁6、竖直骨架7、上卡位磁铁8、水平上骨架9；
[0012]水平上骨架9位于水平下骨架5的上方，竖直骨架7位于水平上骨架9和水平下骨架5之间，并固定连接，水平上骨架9上固定有多个上卡位磁铁8，所有上卡位磁铁8分布在水平
上骨架9的外表面；
[0013]水平下骨架5上固定有与上卡位磁铁8等数量的下卡位磁铁6，所有下卡位磁铁6分布在水平下骨架5的外表面，且每个下卡位磁铁6与水平上骨架9上的一个上卡位磁铁8的位置对应，
[0014]所述磁吸式充电线架包括充电插头10、1号下卡位磁头11、2号下卡位磁头12、充电线13、充电枪头14、上卡位磁头15；
[0015]充电线13的两端分别连接有充电插头10和充电枪头14，且为固定为一体件，上卡位磁头15和1号下卡位磁头11位于所述一体件的一侧的上部和下部，位置与辅助上线机器人的下卡位磁铁6与上卡位磁铁8对应；
[0016]2号下卡位磁头12位于所述一体件的另一侧的下部，充电机器人主体的卡位装置上设有磁吸，该磁吸与2号下卡位磁头12位置相对应。
[0017]作为优选，所述辅助上线机器人还包括控制器3和驱动电机4；
[0018]所述驱动电机4的输出轴与所述一体件连接，控制器3的转向控制信号输出端与驱动电机4的转向控制信号输入端连接，用于实现对一体件的旋转角度的控制。
[0019]作为优选，充电机器人主体包括AGV小车16、卡位装置和机械臂主体19；所述卡位装置包括卡槽18和充电器上卡头21；
[0020]卡槽18位于AGV小车16的下部，磁吸设置在卡槽18内，卡槽18位置与形状均与磁吸式充电线架的2号下卡位磁头12相适应；
[0021]机械臂主体19的底端固定在AGV小车16上，充电器上卡头21设置在机械臂主体19的顶端，充电器上卡头21用于固定充电枪头14。
[0022]作为优选，所述卡位装置还包括充电头柔性机构20；
[0023]充电头柔性机构20设置在充电器上卡头21内，用于为充电器上卡头21提供弹性，使其适应充电枪头14的大小及形状。
[0024]作为优选，所述辅助上线机器人上设置有1号红外接收装置2，用于标识磁吸式充电线架的位置，所述AGV小车16设有视觉定位系统和红外探测系统，所述AGV小车16利用视觉定位系统确定辅助上线机器人的位置，利用红外探测系统探测1号红外接收装置2的位置，确定AGV小车16与磁吸式充电线架的相对位置。
[0025]作为优选，所述汽车充电口处设置有多个充电插座，每个充电插座处设置有一个2号红外接收装置26，所述AGV小车16利用视觉定位系统进行路径规划实现充电插座位置的粗略定位，利用红外探测系统探测2号红外接收装置26的位置对充电插座位置进行精定位，再利用视觉定位系统对电动汽车的充电口进行精细位姿定位。
[0026]本专利技术还提供一种电动汽车自动充电机器人的充电方法，包括：
[0027]S1、确定车场内待充电电动汽车a
n
，n＝1，2，
…
，N，N表示待充电电动汽车的数量；
[0028]S2、根据待充电电动汽车的功率p
n
和完成充电所需时间t
n
，获取当前待充电的总电量Q及当前的平均充电总功率pa：
[0029]Q＝t1*p1+t2*p2+
…
+t
N
*p
N
；
[0030]pa＝Q/(t1+t2+
…
+t
N
)；
[0031]S3、根据距离待充电电动汽车使用的时间tm
n
，获取各待充电电动汽车当前时间紧迫程度tu
n
，将tu1，tu2，
…
tu
N
按照从大到小的顺序进行排序，该排序为当前充电接入顺序；
[0032]tu
n
＝t
n
/tm
n
；
[0033]S4、比较当前的平均充电总功率pa和车场最大功率pw的大小，当pw＞pa，转入S5，当pw＜pa时，转入S6；
[0034]S5、以最大充电总功率和最小充电总功率的差最小且所述最大总功率最小为优化目标，并按照当前充电接入顺序同时对多个待充电电动汽车进行充电，若充电的同时有新的待充电电动汽车进入车场，转入S1；
[0035]S6、以最大充电总功率和最小充电总功率的差最小且所述最大总功率最小为优化目标，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于两机协作式的电动汽车自动充电机器人，其特征在于，包括辅助上线机器人、磁吸式充电线架和充电机器人主体；磁吸式充电线架通过磁铁吸附固定在辅助上线机器人上，所述充电机器人主体上设置有卡位装置，当充电机器人主体接收到电动汽车的待充电指令，充电机器人主体利用卡位装置从辅助上线机器人上取出一个磁吸式充电线架运输至汽车充电口处，并使磁吸式充电线架连接汽车充电口和电动汽车，然后根据车场待充电的电动汽车、功率和所需完成充电的时间，控制充电总开关，对电动汽车进行充电。2.根据权利要求1所述的基于两机协作式的电动汽车自动充电机器人，其特征在于，包括多个磁吸式充电线架，多个磁吸式充电线架均通过磁铁吸附固定在辅助上线机器人上；当通过磁吸式充电线架连接汽车充电口和电动汽车后，所述充电机器人主体上的卡位装置与磁吸式充电线架分离，等待下一个电动汽车的待充电指令。3.根据权利要求2所述的基于两机协作式的电动汽车自动充电机器人，其特征在于，当辅助上线机器人接收到电动汽车的待充电指令后，确定电动汽车的车型信号，将相应型号的磁吸式充电线架转到待取工位，等待充电机器人主体取出。4.根据权利要求3所述的基于两机协作式的电动汽车自动充电机器人，其特征在于，当充电机器人主体接收到电动汽车的充电完成指令，充电机器人主体的卡位装置将该电动汽车上的磁吸式充电线架取下，运输至辅助上线机器人，并通过辅助上线机器人上的磁铁吸附，使磁吸式充电线架与充电机器人主体的卡位装置分离。5.根据权利要求3或4所述的基于两机协作式的电动汽车自动充电机器人，其特征在于，所述辅助上线机器人包括水平下骨架(5)、下卡位磁铁(6)、竖直骨架(7)、上卡位磁铁(8)、水平上骨架(9)；水平上骨架(9)位于水平下骨架(5)的上方，竖直骨架(7)位于水平上骨架(9)和水平下骨架(5)之间，并固定连接，水平上骨架(9)上固定有多个上卡位磁铁(8)，所有上卡位磁铁(8)分布在水平上骨架(9)的外表面；水平下骨架(5)上固定有与上卡位磁铁(8)等数量的下卡位磁铁(6)，所有下卡位磁铁(6)分布在水平下骨架(5)的外表面，且每个下卡位磁铁(6)与水平上骨架(9)上的一个上卡位磁铁(8)的位置对应，所述磁吸式充电线架包括充电插头(10)、1号下卡位磁头(11)、2号下卡位磁头(12)、充电线(13)、充电枪头(14)、上卡位磁头(15)；充电线(13)的两端分别连接有充电插头(10)和充电枪头(14)，且为固定为一体件，上卡位磁头(15)和1号下卡位磁头(11)位于所述一体件的一侧的上部和下部，位置与辅助上线机器人的下卡位磁铁(6)与上卡位磁铁(8)对应；2号下卡位磁头(12)位于所述一体件的另一侧的下部，充电机器人主体的卡位装置上设有磁吸，该磁吸与2号下卡位磁头(12)位置相对应。6.根据权利要求5所述的基于两机协作式的电动汽车自动充电机器人，其特征在于，所述辅助上线机器人还包括控制器(3)和驱动电机(4)；所述驱动电机(4)的输出轴与所述一体件连接，控制器(3)的转向控制信号输出端与驱动电机(4)的转向控制信号输入端连接，用于实现对...

【专利技术属性】
技术研发人员：狄士春，全朋坤，韦东波，娄亚男，林浩宇，梁卓，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：