[发明专利]一种伸缩摆臂式充电机构运动控制系统及方法

权利要求书

1.一种伸缩摆臂式充电机构运动控制系统，包括驱动电机和充电主摆臂，所述驱动电机至少包括摆臂驱动电机、直线驱动电机和伸缩驱动电机，分别带动充电主摆臂做转动运动、滑动运动和伸缩运动，其特征在于，包括以下系统：

主控制单元（1），配置为控制坐标定位单元（2）、路线计算单元（3）、运动装置驱动单元（4）和检测反馈单元（5）进行系统运行；

所述坐标定位单元（2），配置为通过超声波单元（202）对车载连接器进行定位，并将坐标（x,y,z）传递给路线计算单元（3）；

所述路线计算单元（3），配置为响应于当前定位的车载连接器坐标（x,y,z），经计算将得出充电主摆臂的运动轨迹；

所述运动装置驱动单元（4），配置为响应于当前计算的运动轨迹，通过主控制单元（1）送过来的PWM波形来驱动相应驱动电机工作，带动充电主摆臂做相应运动到指定的位置；

所述检测反馈单元（5），配置为响应于当前充电主摆臂的实际运动轨迹，根据超声波单元（202）反馈的数据对充电主摆臂进行补偿控制来提高运动精度；所述检测反馈单元（5）还包括传感检测单元（501），配置为响应于充电主摆臂按照计算运动后，根据驱动电机的工作角度检测充电主摆臂是否运动到准确位置；

坐标输入单元（201），配置为响应于超声波单元（202）定位的坐标（x,y,z）,将车载连接器对应坐标值输入至坐标定位单元（2）；

所述系统的控制方法为：

利用超声波单元（202）发出的超声波确定车载连接器的位置，获得车载连接器的坐标（x,y,z）；

判断坐标是否在充电主摆臂预期可达到范围内；

响应于当前车载连接器的位置在充电主摆臂预期范围内，主控制单元（1）控制路线计算单元（3）计算每一个步骤需要移动的距离和方向，确定目的坐标位置；

其中，将相应数量的脉冲信号发送至运动装置驱动单元（4），驱动电机根据计算结果分别带动充电主摆臂做三种阶段运动到达计算获得的充电位置；以及

基于当前充电主摆臂实时运动位置，通过传感检测单元（501）检测驱动电机主轴工作角度，判断充电主摆臂是否运动到目的坐标位置；

响应于当前传感检测单元（501）反馈的数据，充电主摆臂到达目的坐标位置，连接车载进行充电，充电主摆臂的充电动作完成；响应于当前传感检测单元（501）反馈的数据，充电主摆臂未到达目的坐标位置，传感检测单元（501）反馈数据至路线计算单元（3）计算当前位置和目的坐标位置的差值，通过编码器（6）将电信号转换为PWM波信号，控制驱动电机做相应补偿运动，达到目的坐标位置，连接车载进行充电，充电主摆臂的充电动作完成；

所述充电主摆臂通过驱动电机带动主要作以下三种阶段运动：

第一阶段，由摆臂驱动电机驱动带动充电主摆臂向上抬升一个角度 ；

第二阶段，由直线驱动电机驱动转动带动充电主摆臂水平滑动距离；伸缩驱动电机带动充电主摆臂向前伸长滑动长度；

第三阶段，由摆臂驱动电机驱动带动充电主摆臂向上抬升角度，伸缩驱动电机带动充电主摆臂向前伸长滑动长度，伸长的线速度v和抬升的角速度w之间满足的关系。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

电机驱动器（401），配置为响应于主控制单元（1）的驱动命令，根据计算获得的运动轨迹分别驱动摆臂驱动电机、直线驱动电机和伸缩驱动电机运动带动充电主摆臂做三种阶段运动。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述检测反馈单元（5）还包括：

编码器（6），配置为响应于超声波单元（202）产生的超声波信号，将其转换为PWM波信号。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述方法包括：

响应于当前车载连接器的位置不在充电主摆臂预期范围内，通过超声波单元（202）将数据反馈至坐标输入单元（201），重新发送坐标至路线计算单元（3）进行计算目的坐标位置。