一种吸附式无人车自动充电装置及智能控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种吸附式无人车自动充电装置及智能控制方法，其中装置包括：充电桩、无人车自主充电辅助模组和充电对接车道；所述充电桩包括充电面板支架和充电面板；其中，所述充电面板上设置有：第一充电模块、第一吸附模块、第一测距模块、第一充电引导模块、第一通信模块、第一控制模块；所述无人车自主充电辅助模组包括：视觉模块、第二充电模块、第二吸附模块、第二测距模块、第二充电引导模块、第二通信模块，均设置于无人车的车尾，并分别与充电面板上的第一充电模块、第一吸附模块、第一测距模块、第一充电引导模块、第一通信模块对应设置。本发明专利技术提供的装置能够实现无人车自主对接充电、充电吸附锁紧、防误触、障碍物检测等功能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种吸附式无人车自动充电装置及智能控制方法


[0001]本专利技术涉及无人车
，尤其涉及一种吸附式无人车自动充电装置及智能控制方法。

技术介绍

[0002]无人车充电是无人车自主工作流程的一部分，无人车充电桩包含与无人车通信、无人车充电对接引导、无人车充电等功能。现有大多数小型机器人依靠机器视觉、激光、红外等方法引导小型机器人与充电座进行对接，能够完成完整的自主充电流程。大多数无人车充电方案应用建图的方法。当无人车电量低时，根据所建地图，返回相应充电区域，依靠人工手动换电或手动充电，无法实现自主充电。目前无人车自主充电还存在以下问题：1.充电桩无法在充电对接时对障碍物进行判断。2.未在无人车充电时进行锁紧，可能导致充电不稳定。3.未对充电桩做防误触处理。这些问题不仅导致无人车产品智能型不足，更导致自主充电存在危险。

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种吸附式无人车自动充电装置及智能控制方法，用于解决充电桩与无人车对接充电时无法实现障碍物检测、充电时吸附不牢靠以及充电桩无防误触设置的问题。
[0004]第一方面，本专利技术提供了一种吸附式无人车自动充电装置，包括：
[0005]充电桩、无人车自主充电辅助模组和充电对接车道；
[0006]所述充电桩包括充电面板支架和安装于所述充电面板支架上方的充电面板；其中，所述充电面板上设置有：
[0007]第一充电模块，包括两个电芯和设置于电芯顶部的压力传感装置，用于感应无人车并充电；
[0008]第一吸附模块，用于充电时对无人车进行吸附；
[0009]第一测距模块，用于检测充电对接车道中无人车或障碍物与充电桩的距离；
[0010]第一充电引导模块，用于引导无人车进行充电定位对接；
[0011]第一通信模块，用于与无人车进行通讯；
[0012]第一控制模块，分别与第一充电模块、第一吸附模块、第一测距模块、第一充电引导模块、第一通信模块电连接；
[0013]所述无人车自主充电辅助模组包括：
[0014]视觉模块，设置于无人车车头中间，用于检测障碍物或充电对接车道的车道线；
[0015]第二充电模块、第二吸附模块、第二测距模块、第二充电引导模块、第二通信模块，均设置于无人车的车尾，并分别与充电面板上的第一充电模块、第一吸附模块、第一测距模块、第一充电引导模块、第一通信模块对应设置；
[0016]第二控制模块，分别与第二充电模块、第二吸附模块、第二测距模块、第二充电引
导模块、第二通信模块电连接。
[0017]进一步地，所述第一充电引导模块为设置于同一水平线上的左右两组红外发射器。
[0018]进一步地，所述第二充电引导模块包括位于同一水平线上的第一红外接收器、第二红外接收器、第三红外接收器；其中，第一红外接收器、第二红外接收器分别与第一充电引导模块中的两组红外发射器对应设置，第三组红外接收器设置于第一红外接收器、第二红外接收器中间。
[0019]优选地，所述第一充电模块的电芯包括底部的锥形凸台、顶部为平面的电芯体、位于锥形凸台和电芯体之间的电芯环，所述电芯体顶部开槽，所述压力传感装置设置于槽内。
[0020]优选地，所述第一吸附模块包括永久磁铁和电磁铁，其中，所述电磁铁嵌套于永久磁铁中，通电时电磁铁的极性与第二吸附模块的极性相同。
[0021]进一步地，所述第二吸附模块包括嵌套的永久磁铁组，且与第一吸附模块的永久磁铁极性相反。
[0022]优选地，所述充电面板支架包括扭转机构和面板支架；其中，所述扭转机构包括转盘、扭转弹簧与转轴；所述转轴与所述面板支架固定连接；所述扭转弹簧的一端与转盘连接，另一端与转轴连接。
[0023]第二方面，本专利技术提供了一种基于如上所述吸附式无人车自动充电装置的智能控制方法，包括：
[0024]无人车进入预备充电区，无人车通过第二通信模块向充电桩第一通信模块发送预备充电信号；
[0025]第一通信模块接收到信号后，通过第一测距模块对充电对接车道进行障碍物检测，同时无人车通过视觉模块进行车前障碍物进行检测；
[0026]当充电对接车道和无人车车前无障碍物时，无人车利用视觉模块拍摄的充电对接车道的左右车道线实况，驶入充电对接车道并进入粗定位区，开始充电对接粗定位倒车；
[0027]当无人车到达粗定位区和精定位区的预设临界线时，通过视觉模块和第二充电引导模块引导无人车进行充电对接精定位，并倒车使第二充电模块与第一充电模块贴合；同时，第二吸附模块和第一吸附模块进行吸附使无人车和充电桩紧锁；
[0028]当所述无人车和所述充电桩连接满足预设的防误触条件时，充电桩进行通电；
[0029]充电完成后，第一吸附模块产生斥力，使无人车脱离充电桩。
[0030]进一步地，所述预设的防误触条件具体包括：
[0031](1)检测充电桩是否处于工作时间；
[0032](2)检测充电桩第一通信模块是否与无人车第二通信模块连接；
[0033](3)检测第二充电引导模块是否可以接收第一充电引导模块发送的信号；
[0034](4)检测第一测距模块测得的距离数据是否为预设无人车充电时的距离；
[0035](5)检测第一测距模块与第二测距模块所测的距离是否相同；
[0036](6)检测第一充电模块中的两组压力传感装置是否有压力且所受的压力是否相同。
[0037]进一步地，无人车利用视觉模块拍摄的充电对接车道的车道线实况，驶入充电对接车道并进入粗定位区的具体过程为：
[0038]第二通信模块向第一通信模块发送驶入充电对接车道的信号；
[0039]充电桩接收到信号后，通过第一充电引导模块发射预设角度的红外线束；
[0040]无人车驶入充电对接车道，并调整无人车的位置，使视觉模块拍摄画面中的左右车道线分别位于画面中轴线两侧、长度相等；
[0041]无人车沿充电对接车道的中心线直线倒车，直至第二充电引导模块中第三红外接收器无法接收到信号时，充电对接粗定位结束。
[0042]进一步地，进入精定位区的具体过程为：
[0043]无人车保持视觉模块拍摄画面中充电对接车道的左右车道线分别位于画面中轴线的两侧、长度相等的直线倒车状态，同时使设置于车尾的第一红外接收器和第二红外接收器始终能够接收红外信号；当第二充电模块接触第一充电模块时，充电对接精定位结束。
[0044]优选地，所述充电桩的第一通信模块接收到无人车通过第二通信模块发送的预备充电信号后，第一测距模始终保持开启避撞状态，直至无人车对接完成并开始充电；其中，所述避撞状态为：
[0045]当无人车进入充电对接车道进行充电对接粗定位、充电对接精定位时，充电桩根据X1、X2对障碍物的判断状态执行对应操作；其中，X1为充电桩第一测距模块测得充电桩与障碍物之间的距离，X2为无人车第二测距模块测得无人车到障碍物的距离；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种吸附式无人车自动充电装置，其特征在于，包括：充电桩、无人车自主充电辅助模组和充电对接车道；所述充电桩包括充电面板支架和安装于所述充电面板支架上方的充电面板；其中，所述充电面板上设置有：第一充电模块，包括两个电芯和设置于电芯顶部的压力传感装置，用于感应无人车并充电；第一吸附模块，用于充电时对无人车进行吸附；第一测距模块，用于检测充电对接车道中无人车或障碍物与充电桩的距离；第一充电引导模块，用于引导无人车进行充电定位对接；第一通信模块，用于与无人车进行通讯；第一控制模块，分别与第一充电模块、第一吸附模块、第一测距模块、第一充电引导模块、第一通信模块电连接；所述无人车自主充电辅助模组包括：视觉模块，设置于无人车车头中间，用于检测障碍物或充电对接车道的车道线；第二充电模块、第二吸附模块、第二测距模块、第二充电引导模块、第二通信模块，均设置于无人车的车尾，并分别与充电面板上的第一充电模块、第一吸附模块、第一测距模块、第一充电引导模块、第一通信模块对应设置；第二控制模块，分别与第二充电模块、第二吸附模块、第二测距模块、第二充电引导模块、第二通信模块电连接。2.根据权利要求1所述的吸附式无人车自动充电装置，其特征在于，所述第一充电引导模块为设置于同一水平线上的左右两组红外发射器。3.根据权利要求2所述的吸附式无人车自动充电装置，其特征在于，所述第二充电引导模块包括位于同一水平线上的第一红外接收器、第二红外接收器、第三红外接收器；其中，第一红外接收器、第二红外接收器分别与第一充电引导模块中的两组红外发射器对应设置，第三组红外接收器设置于第一红外接收器、第二红外接收器中间。4.根据权利要求1所述的吸附式无人车自动充电装置，其特征在于，所述第一充电模块的电芯包括底部的锥形凸台、顶部为平面的电芯体、位于锥形凸台和电芯体之间的电芯环，所述电芯体顶部开槽，所述压力传感装置设置于槽内。5.根据权利要求1所述的吸附式无人车自动充电装置，其特征在于，所述第一吸附模块包括永久磁铁和电磁铁，其中，所述电磁铁嵌套于永久磁铁中，通电时电磁铁的极性与第二吸附模块的极性相同。6.根据权利要求5所述的吸附式无人车自动充电装置，其特征在于，所述第二吸附模块包括嵌套的永久磁铁组，且与第一吸附模块的永久磁铁极性相反。7.根据权利要求1所述的吸附式无人车自动充电装置，其特征在于，所述充电面板支架包括扭转机构和面板支架；其中，所述扭转机构包括转盘、扭转弹簧与转轴；所述转轴与所述面板支架固定连接；所述扭转弹簧的一端与转盘连接，另一端与转轴连接。8.一种基于权利要求1
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7所述吸附式无人车自动充电装置的智能控制方法，其特征在于，包括：无人车进入预备充电区，无人车通过第二通信模块向充电桩第一通信模块发送预备充
电信号；第一通信模块接收到信号后，通过第一测距模块对充电对接车道进行障碍物检测，同时无人车通过视觉模块进行车前障碍物进行检测；当充电对接车道和无人车车前无障碍物时，无人车利用视觉模块拍摄的充电对接车...

【专利技术属性】
技术研发人员：严宇，潘舒妍，何杨，夏建勋，肖奕，王立德，张超峰，罗惠钟，杨智勇，汪浩洋，于艺盛，周展帆，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司超高压变电公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：