[发明专利]一种感应式自寻迹自动对接新能源汽车充电方法

摘要

本发明提供了一种感应式自寻迹自动对接新能源汽车充电方法，其步骤在于：用户驾驶新能源汽车停靠在安装箱的一侧，自感应校正装置自动调整校正自身的位置以及偏转方位并且使安装于自感应校正装置上的自寻迹对接装置与新能源汽车尾部上的充电插口并列对正；校正后的自寻迹对接装置中的充电插头由安装箱内自动竖直伸出至安装箱的外部；传感器组件自动翻转并且对充电插口进行识别扫描确定寻迹信号；自寻迹控制机构接收寻迹信号并且与升降机构相互配合自动进行弯曲寻迹运动，充电插头部件接收寻迹信号并且配合升降机构的寻迹运动使充电插头与充电插口之间进行自动对接；新能源汽车的电能充满时，自寻迹控制机构与升降机构相互配合自动进行复位运动。

主权项

1.一种感应式自寻迹自动对接新能源汽车充电方法，其步骤在于：（一）充电插头校正伸出阶段；S1：用户驾驶新能源汽车驶入充电站内并且停靠在安装箱的一侧，自感应校正装置自动感应新能源汽车前后轴的间距方向并且确认后轴的具体位置，而后自感应校正装置自动调整校正自身的位置以及偏转方位并且使安装于自感应校正装置上的自寻迹对接装置与新能源汽车尾部上的充电插口并列对正，所述的安装箱设置成矩形水平布置的箱体结构，所述的安装箱上端面设置有与其匹配的矩形敞口，所述的自感应校正装置包括设置于安装箱内的行进机构、设置于行进机构上的旋转机构以及埋设于停靠车辆地面下方的感应控制器，感应控制器与行进机构以及旋转机构之间均建立有信号连接；所述的行进机构包括设置于安装箱底部的矩形架且矩形架的长度方向与安装箱的长度方向平行，所述的矩形架上平行间距设置有水平布置的滑杆一与滑杆二，滑杆一与滑杆二的轴线方向平行于安装箱的长度方向，所述的滑杆一与滑杆二之间水平设置有行进架，所述的行进架与滑杆一滑动连接并且沿滑杆一的轴向构成滑动导向配合，所述的行进架与滑杆二滑动连接并且沿滑杆二的轴向构成滑动导向配合，所述的矩形架上还设置有转动布置的行进丝杆，所述的行进丝杆设置于滑杆一与滑杆二之间并且轴线方向平行于安装箱的长度方向，所述的行进丝杆与行进架的底壁螺纹连接配合，所述行进丝杆的驱动端同轴连接设置有行进驱动电机且行进驱动电机固定安装于矩形架上，所述的旋转机构包括转动设置于行进架中部位置的旋转齿轮，所述的旋转齿轮上端面固定设置有与其匹配的旋转架，所述的自寻迹对接装置设置于旋转架上，所述的旋转机构还包括设置于行进架上的旋转驱动电机，所述的旋转驱动电机输出端竖直布置并且端部设置有同轴设置有主动齿轮二，所述主动齿轮二与旋转齿轮相啮合；自感应校正装置自行校正新能源汽车停靠时与自寻迹对接装置的位置误差，当用户驾驶新能源汽车驶入充电站并且停靠于安装箱沿长度方向的一侧，感应控制器感应接受新能源汽车的驶入信号并且通过新能源汽车的前后轮胎与地面之间的支撑部位判断新能源汽车的具体停靠方向，感应控制器确认车辆的停靠方向并且通过数据计算确定行进机构的行进距离以及旋转机构的转动角度，行进机构校正距离误差，感应控制器将控制信号传递至行进驱动电机，行进驱动电机启动正转，行进驱动电机的输出端将带动行进丝杆绕自身轴线同步正向转动，行进丝杆将驱动与其螺纹连接配合的行进架沿着滑杆一与滑杆二平稳滑动且远离行进驱动电机的方向滑动，当行进架滑动至校准的位置后，感应控制器发出信号指令使的行进驱动电机停止运转，旋转机构校正角度误差，感应控制器将控制信号传递至旋转驱动电机，旋转驱动电机启动正转，旋转驱动电机的输出端将带动主动齿轮二同步转动，主动齿轮的转动将带动旋转齿轮的转动，旋转齿轮的转动将带动旋转架的同步转动，当旋转架转动至校准的方位后，感应控制器发出信号指令使旋转驱动电机停止运转；S2：校正后的自寻迹对接装置中的充电插头由安装箱内自动竖直伸出至安装箱的外部，所述的自寻迹对接装置包括升降机构、充电插头部件、传感器组件以及自寻迹控制机构，所述的充电插头部件设置于升降机构的顶部，升降机构启动工作将带动充电插头向上运动伸出安装箱，所述的升降机构包括升降驱动构件以及升降连杆构件，所述的升降连杆构件设置成可相互切换的折叠状态与伸展状态，所述的升降驱动构件用于为升降连杆构件在折叠状态与伸展状态之间相互切换提供动力，所述的升降连杆构件包括由下至上依次叠加布置的多组连杆组件构成，位于顶端的连杆组件为顶部连杆组件、位于底端的连杆组件为底部连杆组件、位于顶部连杆组件、底部连杆组件之间的为中间连杆组件，所述的底部连杆组件与升降驱动构件铰接连接，所述的顶部连杆组件与充电插头部件连接，中间连杆组件设置成多个，中间连杆组件与位于其底端/顶部的底部/顶部连杆组件相铰接，并且相邻的中间连杆组件相铰接；所述的升降驱动构件包括呈矩形水平布置的升降安装架，升降安装架固定安装于旋转架上并且升降安装架的长度方向平行于安装箱的宽度方向，所述的升降安装架上设置有水平布置的引导杆一与引导杆二，所述的引导杆一与引导杆二沿升降安装架的长度方向对称间距布置，所述的引导杆一与引导杆二之间设置水平布置的有升降推杆一与升降推杆二，升降推杆一与升降推杆二沿升降安装架的宽度方向对称间距布置，所述升降推杆一的端部位置与引导杆一以及引导杆二之间均设置有滑动推块一，所述的滑动推块一与升降推杆一的端部位置固定连接并且滑动推块一滑动套设于引导杆一/引导杆二的外部，所述升降推杆二的端部位置与引导杆一以及引导杆二之间均设置有滑动推块二，所述的滑动推块二与升降推杆二的端部位置固定连接并且滑动推块二滑动套设于引导杆一/引导杆二的外部，所述的引导杆一与引导杆二之间设置有升降丝杆且升降丝杆沿升降安装架的长度方向转动设置于升降安装架上，所述的升降丝杆沿长度方向设置成等长的两段且两段外部的螺旋槽螺旋方向相反，所述的升降丝杆一段与升降推杆一的中部杆身位置螺纹连接配合，所述的升降丝杆另一段与升降推杆二的中部杆身位置螺纹连接配合，所述的升降丝杆的驱动端同轴连接设置有从动带轮一，所述的升降安装架上还设置有升降驱动电机，所述升降驱动电机的输出端轴向平行于升降安装架的长度方向并且输出端的端部位置同轴设置有主动带轮一，所述的主动带轮一与从动带轮一之间设置有用于传输旋转动力的传动皮带一；底部连杆组件、顶部连杆组件、中间连杆组件结构相同并且均包括连杆子件，连杆子件由相互铰接并且呈交错布置的平行子件a、平行子件b构成，所述的平行子件a包括呈平行间隔布置的连杆一、连杆三并且连杆一、连杆三的间隔方向平行于升降安装架的宽度方向，所述的平行子件b包括呈平行间隔布置的连杆二、连杆四并且连杆二、连杆四的间隔方向平行于升降安装架的宽度方向，平行子件a、平行子件b之间铰接有呈水平布置的中置铰接轴并且平行子件a、平行子件b可绕中置铰接轴交叉转动，中置铰接轴铰接于连杆一、连杆二、连杆三以及连杆四的中心位置，平行子件a的上端部铰接设置有呈水平布置的铰接轴二并且位于下端侧的连杆子件的平行子件a通过铰接轴二与位于上端侧的连杆子件的平行子件b的底端建立铰接，平行子件b的上端部铰接有呈水平布置的铰接轴一并且位于下端侧的连杆子件的平行子件b通过铰接轴一与位于上端侧的连杆子件的平行子件a的底端建立铰接；铰接轴二铰接于连杆一、连杆三的顶部之间并且铰接轴二还与位于上端侧的平行子件b的连杆二、连杆四的底部相铰接，铰接轴一铰接于连杆二、连杆四的上端部之间并且铰接轴一的还铰接于位于上端侧的平行子件a的连杆一、连杆三的底部；所述的连杆组件设置有四组并且由下至上依次为底部连杆组件、中间连杆组件a、中间连杆组件b以及顶部连杆组件，所述底部连杆组件中的连杆一下端端部位置与滑动套设于引导杆一外部的滑动推块一铰接连接、所述底部连杆组件中的连杆三下端端部位置与滑动套设于引导杆二外部的滑动推块一铰接连接；所述底部连杆组件中的连杆二下端端部位置与滑动套设于引导杆一外部的滑动推块二铰接连接、所述底部连杆组件中的连杆四下端端部位置与滑动套设于引导杆二外部的滑动推块二铰接连接，所述顶部连杆组件中的铰接轴一与铰接轴二之间设置有平行间距布置的导向组件，所述的导向组件包括设置于顶部连杆组件的铰接轴一外部的导套以及转动设置于顶部连杆组件的铰接轴二外部的导杆，所述的导杆与导套相匹配并且沿导杆的转向构成滑动导向配合；自感应校正装置消除自寻迹对接装置与充电插口之间的位置误差后，升降机构自行启动进入工作状态，升降驱动构件开始工作为升降连杆构件由折叠状态切换至伸展状态提供动力，升降驱动电机启动正转，升降驱动电机的输出端带动主动带轮一绕自身轴线同步转动，传动皮带一将主动带轮一的动力传递至从动带轮一并且驱动从动带轮一绕自身轴线转动，从动带轮一将带动升降丝杆绕自身轴线正向转动，升降丝杆一的正向转动将带动升降推杆一与升降推杆二相互靠近运动，滑动推块一与滑动推块二将沿着引导杆一/引导杆二相互靠近滑动，滑动推块一与滑动推块二相互靠近滑动将驱使底部连杆组件中的连杆一与连杆二下端端部位置/连杆三与连杆四下端端部位置相互靠近运动，连杆一与连杆二上端端部位置/连杆三与连杆四上端端部位置竖直向上做伸展运动，铰接轴一与铰接轴二将伸展运动的原动力依次由底部连杆组件逐层向上传导至顶部连杆组件，四组连杆组件同时竖直向上做伸展运动，此时，升降连杆构件由折叠状态切换至伸展状态，升降机构带动充电插头向上伸出安装箱；（二）自动寻迹对接阶段；S3：传感器组件自动翻转并且对充电插口进行识别扫描，传感器组件与升降机构、自寻迹控制机构以及充电插头部件均建立有信号连接，传感器组件用于将充电插口的距离方位信号实时反馈至升降机构、自寻迹控制机构以及充电插头部件，升降机构、自寻迹控制机构以及充电插头部件接受传感器组件的反馈信号并且实时校正调整其自身的运行进程；所述的充电插头部件包括水平固定设置于导套上的翻转板，所述翻转板上设置有竖直布置的支撑架，所述的支撑架垂直间距设置两个并且间距方向平行于导杆的轴线方向，所述两支撑架之间设置有转动块，转动块与支撑架之间设置有铰接两者的铰接轴三并且铰接轴三的轴向平行于铰接轴一的轴线方向，充电插头背离充电插口的一端固定连接有转动块，所述的充电插头与充电站的总电源之间设置有连接两者的电源线，所述支撑架上设置有转动驱动电机并且转动驱动电机的输出端与铰接轴三的转向平行布置，所述的转动驱动电机的输出端与转动块固定连接；所述的传感器组件包括同轴套设于充电插头外部的套筒，套筒内嵌套设置有传感器以及与传感器相匹配的投射口并且投射口与充电插头的插入行进方向平行，所述的传感器包括距离传感器、方位传感器以及图像传感器并且均设置有若干，所述的距离传感器、方位传感器以及图像传感器交替间隔布置并且沿套筒所在圆周方向阵列布置；升降连杆构件由折叠状态切换至伸展状态并且带动设置于其顶部的充电插头升高至与充电插口匹配的高度，转动驱动电机自行启动正转，转动驱动电机的输出端将带动转动块绕着铰接轴三朝向充电插口逆时针转动°，转动块将带动充电插头以及设置于充电插头上的传感器组件逆时针同步转动°，传感器与充电插口相对布置，距离传感器扫描充电插口的距离信息并且实时反馈、方位传感器扫描充电插口的方位信息并且实时反馈、图形传感器扫描充电插口的画面信息并且实时反馈，传感器组件接收距离信息、方位信息以及画面信息并且通过数据计算处理并且将处理得到的寻迹信号传递至自寻迹控制机构以及充电插头部件；S4：自寻迹控制机构接收寻迹信号并且与升降机构相互配合自动进行弯曲寻迹运动，与此同时，充电插头部件接收寻迹信号并且配合升降机构的寻迹运动使充电插头与充电插口之间进行自动对接；所述的自寻迹控制机构设置有多组并且分别与连杆组件对应布置，所述的自寻迹控制机构包括用于引导连杆组件进行弯曲的拉绳组件以及用于对拉绳组件提供动力的控制组件，所述的拉绳组件包括设置于连杆二上端测的滑轨一以及设置于连杆四上的滑轨二，所述的滑轨一位于中置铰接轴与连杆二顶端端部位置之间，所述的滑轨二位于中置铰接轴与连杆四顶端端部位置之间，所述铰接轴一沿长度方向的端部位置与滑轨一/滑轨二相匹配并且沿滑轨一/滑轨二布置方向构成滑动导向配合，所述的滑轨一与滑轨二之间平行设置有控制铰接轴一沿滑轨一/滑轨二滑动的拉绳，所述拉绳的一端与铰接轴一固定连接、另一端延伸活动穿设中置铰接轴并且与控制组件连接，所述的拉绳设置有两个并且分布于中置铰接轴的两端，所述拉绳的外部套设有复位弹簧，所述的复位弹簧一端与铰接轴一抵触、另一端与中置铰接轴抵触并且复位弹簧的弹力始终由中置铰接轴指向铰接轴一；所述的控制组件包括设置于升降安装架沿长度方向一端侧位置的固定架，所述固定架上水平设置有导向杆并且导向杆的轴向平行于升降安装架的长度方向，所述的导向杆设置有两个并且平行间距布置，所述的两个导向杆之间设置有滑动架，所述的滑动架匹配套设于导向杆的外部并且沿导向杆的轴线方向构成滑动导向配合，所述拉绳延伸端穿过开设于升降安装架上的避让孔与滑动架对应连接设置，所述的固定架上转动设置有控制丝杆并且控制丝杆的转向平行于导向杆的轴向，所述的控制丝杆位于两导向杆之间并且与滑动架螺纹连接配合，所述的控制丝杆的驱动端同轴连接设置有从动带轮二并且从动带轮二转动设置于固定架上，所述的固定架上还设置有寻迹驱动电机并且寻驱动电机的输出端轴向平行于控制丝杆的转向，所述寻迹驱动电机输出端同轴设置有主动带轮二，所述的主动带轮二与从动带轮二相匹配，所述的主动带轮二与从动带轮二之间设置有连接两者的传动皮带二并且传动皮带二用于将动力由主动带轮二传递至从动带轮二；所述的自寻迹控制机构设置有三组并且由下至上依次为自寻迹控制机构一、自寻迹控制机构二以及自寻迹控制机构三，自寻迹控制机构一用于控制中间连杆组件a变形弯曲、自寻迹控制机构二用于控制中间连杆组件b变形弯曲、自寻迹控制机构三用于顶部连杆组件变形弯曲；传感器组件接收距离信息、方位信息以及画面信息并且通过数据计算处理并且将处理得到的寻迹信号传递至自寻迹控制机构、升降机构以及充电插头部件，自寻迹控制机构接收寻迹信号并且与升降机构相互配合自动进行弯曲寻迹运动，寻迹信号传递至寻迹驱动电机，寻迹驱动电机正转并且带动主动带轮二同步转动，传动皮带二将主动带轮二的动力传递至从动带轮二并且驱动从带带轮二正向转动，从动带轮二的转动将带动控制丝杆的正向转动，控制丝杆的转动将驱动与其螺纹连接配合的滑动架远离升降安装架滑动，远离升降安装架运动的滑动架将拉动拉绳的延伸端背离连杆组件运动，此时，拉绳将克服复位弹簧的弹力作用拉动铰接轴一沿着滑轨一/滑轨二由连杆二/连杆四的顶端端部位置朝向中置铰接轴滑动，复位弹簧逐渐压缩并且弹性势能逐渐增大，铰接安装于该组连杆组件上的另一连杆组件将发生变形弯曲运动并且弯曲方向朝向充电插口；寻迹信号依次传递至自寻迹控制机构一中的寻迹驱动电机、自寻迹控制机构二中的寻迹驱动电机以及自寻迹控制机构三中的寻迹驱动电机，将对接所需的弯曲总成矢量分配至自寻迹控制机构一、自寻迹控制机构二以及自寻迹控制机构三，自寻迹控制机构一控制中间连杆组件a进行预定的弯曲运动，自寻迹控制机构二控制中间连杆组件b进行预定的弯曲运动，自寻迹控制机构三控制顶部连杆组件进行预定的弯曲运动，底部连杆组件、中间连杆组件a以及中间连杆组件b中各自弯曲运动相互适量叠加构成对接所需的弯曲总成，在此过程中，寻迹信号同时传递至升降机构与充电插头部件中的驱动源，升降驱动构件不断的调整校正升降连杆构件的顶端高度使充电插头部件与充电插口等高，与此同时，转动驱动电机不断的调整校正转动块的转动角度使充电插头轴线方向与充电插口轴线方向共线，寻迹信号在寻迹运动的过程中不断的更新并且实时反馈至自寻迹控制机构、升降机构以及充电插头部件，自寻迹控制机构、升降机构以及充电插头部件相互配合共同完成充电插头与充电插口之间的对接充电；（四）复位阶段；S5：当新能源汽车的电能充满时，自寻迹控制机构与升降机构相互配合自动进行复位运动，寻迹驱动电机启动反转并且带动主动带轮二同步转动，传动皮带二将主动带轮二的动力传递至从动带轮二并且驱动从带带轮二反向转动，从动带轮二的转动将带动控制丝杆的反向转动，控制丝杆的转动将驱动与其螺纹连接配合的滑动架靠近升降安装架滑动，复位弹簧的弹性势能逐渐释放并且推动铰接轴一沿着滑轨一/滑轨二由中置铰接轴朝向连杆二/连杆四的顶端端部位置滑动，铰接安装于该组连杆组件上的另一连杆组件恢复形变，自寻迹控制机构使升降机构恢复竖直伸展状态，在此过程中，充电插头部件自行复位运动，而后，升降驱动构件驱动升降连杆构件由伸展状态切换至折叠状态，自感应校正装置复位运动并且将自寻迹对接装置收纳于防护罩中，旋转机构旋转复位，感应控制器将复位信号传递至旋转驱动电机，旋转驱动电机启动反转，旋转驱动电机的输出端将带动主动齿轮二同步转动复位，主动齿轮的转动将带动旋转齿轮的转动复位，旋转齿轮的转动将带动旋转架的同步转动复位，而后，行进机构反方向运动复位，感应控制器将复位信号传递至行进驱动电机，行进驱动电机启动反转，行进驱动电机的输出端将带动行进丝杆绕自身轴线同步反转动复位，行进丝杆将驱动与其螺纹连接配合的行进架沿着滑杆一与滑杆二平稳滑动复位。