[发明专利]一种电动汽车自动充电装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车充电领域，尤其涉及一种电动汽车自动充电装置及其控制方法。

背景技术

电动汽车(BEV) 是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆，由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好。电能是电动汽车主要能源。目前，电动汽车需要进行充电时，多通过人工手动插接充电头和充电口的方式实现充电。该方式存在需要人工参与，效率低等问题。在普通的充电站，人工手动插接充电头和充电口虽然可以实现，但是无法实现自动充电，存在操作繁琐，人机体验差等问题。另外，在一些特殊的充电场景中，如需要对停放在立体车库中的电动汽车充电时，在高达数十米的全自动升降立体车库中并没有为新能源电动汽车充电作业预留人工上下的通道，手工插接充电头和充电口的充电方式显然是不可行的。因此，在电动汽车充电场景中，实现全自动插接充电头和充电口的充电装置和方法成为迫切的需要。

发明内容

本发明的目的是针对以上不足之处，提供了一种电动汽车自动充电装置及其控制方法，自动将充电头对准充电口并插入，实现自动充电。

本发明解决技术问题所采用的方案是：一种电动汽车自动充电装置，包括一水平伸缩的机构平台、设置于机构平台上的充电桩和支撑板，所述支撑板竖向设置，并且所述支撑板上端还设置有一转动臂，所述转动臂上固定连接一滑动导轨，所述滑动导轨上设有一滑块，所述滑块上固定连接有充电头和图像采集单元，所述充电头与所述充电桩电连，并且所述充电头与电动汽车的充电口相匹配，所述支撑板经设置于机构平台上的液压驱动杆驱动向充电口靠近，所述充电桩、图像采集单元、滑动导轨和液压驱动杆经一控制单元控制。

进一步的，所述充电头与电动汽车的充电口接触的表面上设有一压力传感器，所述压力传感器与所述控制单元电连。

进一步的，所述转动臂经电机驱动转动，所述转动臂经一转轴与所述电机的输出轴固定连接，所述电机经电机驱动模块与所述控制单元电连。

进一步的，所述图像采集单元由一个以上的摄像头组成，所述摄像头设置于充电头的周侧。

进一步的，所述机构平台设置于立体车库内，与立体车库的升降机构配合同步升降；所述机构平台为水平设置的剪叉式伸缩台，所述剪叉式伸缩台由水平依次连接的第一剪叉组件和第二剪叉组件组成，所述支撑板固定于第一剪叉组件上，所述充电桩固定于所述第二剪叉组件上，所述液压驱动杆的固定座固定于所述第二剪叉组件上，所述液压驱动杆的驱动杆与所述第一剪叉组件固定连接。

进一步的，所述滑动轨道包括一长条形的壳体、沿壳体长度方向设置的轨道槽、设置于轨道槽内的皮带以及用于驱动皮带的减速电机，所述减速电机经一电机驱动模块与所述控制单元电连，所述滑动设置于所述皮带上。

本发明还提供一种如上述所述的电动汽车自动充电装置的控制方法，包括以下步骤：

步骤S1：待电动汽车停至停放区域内后，启动位于停放区域内的自动充电装置；

步骤S2：通过控制单元驱动转动臂转动，同时开启位于转动臂上图像采集单元，图像采集单元在滑动导轨上移动进行图像采集，获取充电口的位置，使得充电头对准充电口；

步骤S3：通过控制单元控制液压驱动杆，使得支撑板向充电口靠近，将充电头插入充电口内；

步骤S4：待充电完成后，驱动支撑板，使得充电头从充电口拔出，驱动转动臂恢复至水平状态。

进一步的，在步骤S2中，通过以下步骤获取充电口的位置：

步骤S21：所述图像采集单元为摄像头，设定目标充电口位置范围为TA，摄像头视场范围为SP，转动臂上摄像头转动过程中SP能够扫描的视场空间范围为MA，TA位于MA内；

步骤S22：通过控制单元控制转动臂和滑动导轨带动摄像头以SP的步长移动，进行图像采集；

步骤S23：控制单元将摄像头采集的图像信息，利用图像匹配方法检测TA是否落入SP中；

步骤S24：若当前图像检测到TA落入SP中，则确定充电口的具体位置，驱动机械臂和滑动导轨使得充电头对准充电口；否则摄像头继续以SP的步长移动，进行图像采集。

进一步的，在所述步骤S21中，大于TA。

进一步的，步骤S4中，通过以下步骤确定充电口TA的具体位置：

步骤S241：计算TA在SP中的空间位置；

步骤S242：微调转动臂和滑动导轨，使得TA落入虚拟靶位PD中，其中PD与TA为同心圆。