技术专栏
article1、随着汽车工业的飞速发展,人们在购买车辆时,选择新能源车辆的人数越来越多。充电站凭借建设成本低的特点,在大部分地区迅速布局,也进一步为购买新能源车辆的用户带来不少便利条件。目前充电站内的充电装置通常有自动和手动两种,为了防止用户手动操作充电装置出现失误造成的安全隐患,以及减少用户操作的步骤从而提高用户的舒适感,各厂商纷纷推出自动充电装置。
2、自动充电设备通常是由机械臂驱动充电头插入车辆上的充电座内完成充电,在此过程中,需要对充电座进行定位,并且在充电头移动过程中采用实时定位,对实时的计算能力和响应速度都有较高的要求,这样会导致成本高。
2、第一方面,本发明提供了一种柔性自动充电方法,所述柔性自动充电方法包括:
3、步骤s10,基于车辆停止在充电区域内,控制组件的视觉传感器获取充电座组件的第一位置数据;其中,所述视觉传感器与所述充电座组件的距离在第一设定范围内;
4、步骤s20,基于所述第一位置数据,多轴机械臂驱动充电头组件和所述控制组件同步朝靠近所述充电座组件的方向移动;
5、步骤s30,基于所述视觉传感器与所述充电座组件的距离在第二设定范围内,所述视觉传感器获取充电座组件的第二位置数据;
6、步骤s40,基于所述第二位置数据,所述多轴机械臂调整所述充电头组件充电头单元中心点与所述充电座组件中心轴对齐;其中,所述充电座组件中心轴通过所述第二位置数据获得;
7、步骤s50,基于所述充电头单元中心点与所述充电座组件中心轴对齐,所述多轴机械臂驱动所述充电头单元与所述充电座组件卡合并电连接;其中,所述充电头单元与所述充电座组件卡合过程中,所述充电头单元相对于所述充电座组件的固定座单元发生移动的范围在第三设定范围内。
9、步骤s51,基于所述充电头单元中心点与所述充电座组件中心轴对齐,所述充电头单元朝靠近所述充电座组件移动;
10、步骤s52,基于所述充电头单元朝靠近所述充电座组件移动,获取设定数据;其中,所述设定数据包括前抵接球对前定位模块产生的作用力;
11、步骤s53,基于各所述前抵接球对所述前定位模块产生的作用力差值在第一作用力范围内、各所述前抵接球对所述前定位模块产生的作用力在第二作用力范围内,所述多轴机械臂驱动所述充电头单元与所述充电座组件卡合并电连接;其中,所述充电头单元相对于所述固定座单元发生移动的范围在所述第三设定范围内。
12、在一些实施例中,所述步骤s52中的所述设定数据还包括前上拉簧、前下拉簧的拉力;
13、所述步骤s53为基于各所述前抵接球对所述前定位模块产生的作用力差值在所述第一作用力范围内、各所述前抵接球对所述前定位模块产生的作用力在所述第二作用力范围内、各所述前上拉簧和各所述前下拉簧的拉力差值在第一拉力范围内,所述多轴机械臂驱动所述充电头单元与所述充电座组件卡合并电连接;其中,所述充电头单元相对于所述固定座单元发生移动的范围在所述第三设定范围内。
15、步骤s541,基于各所述前抵接球对所述前定位模块产生的作用力差值大于所述第一作用力范围且小于第一作用力阈值、任一所述前抵接球对所述前定位模块产生的作用力在第二作用力范围内,所述多轴机械臂驱动所述固定座单元沿所述充电头单元的径向朝靠近对所述前定位模块产生的作用力最小的所述前抵接球方向移动;
16、步骤s542,基于所述充电头单元移动第一设定距离,所述多轴机械臂驱动所述充电头单元沿所述充电头单元的轴向移动至与所述充电座组件卡合并电连接。
17、在一些实施例中,所述步骤s52中的所述设定数据还包括前上拉簧、前下拉簧的拉力;
18、所述步骤s541为基于各所述前抵接球对所述前定位模块产生的作用力差值大于所述第一作用力范围且小于第一作用力阈值、任一所述前抵接球对所述前定位模块产生的作用力在第二作用力范围内、各所述前上拉簧和各所述前下拉簧的拉力差值大于等于第一拉力阈值且小于第二拉力阈值,所述多轴机械臂驱动所述固定座单元沿所述充电头单元的径向朝靠近对所述前定位模块产生的作用力最小的所述前抵接球方向移动。
20、步骤s551,基于各所述前抵接球对所述前定位模块产生的作用力差值大于等于第一作用力阈值且小于第二作用力阈值、任一所述前抵接球对所述前定位模块产生的作用力在第二作用力范围内,所述多轴机械臂以所述充电头单元靠近所述充电座组件一端为旋转中心驱动所述固定座单元朝对所述前定位模块产生的作用力最小的所述前抵接球方向旋转设定角度;
21、步骤s552,基于所述充电头单元旋转所述设定角度,所述多轴机械臂驱动所述充电头单元沿所述充电头单元的轴向移动至与所述充电座组件卡合并电连接。
22、在一些实施例中,所述步骤s52中的所述设定数据还包括前上拉簧、前下拉簧的拉力;
23、所述步骤s551为基于各所述前抵接球对所述前定位模块产生的作用力差值大于等于所述第一作用力阈值且小于第二作用力阈值、任一所述前抵接球对所述前定位模块产生的作用力在第二作用力范围内、各所述前上拉簧和各所述前下拉簧的拉力差值大于第一拉力范围且小于第一拉力阈值,所述多轴机械臂以所述充电头单元靠近所述充电座组件一端为旋转中心驱动所述固定座单元朝对所述前定位模块产生的作用力最小的所述前抵接球方向旋转设定角度。
25、步骤s41,基于所述第二位置数据,所述多轴机械臂驱动所述视觉传感器中心点与所述充电座组件中心轴趋近共线;其中,所述充电座组件中心轴通过所述第二位置数据获得;
26、步骤s42,基于所述多轴机械臂驱动所述视觉传感器中心点与所述充电座组件中心轴趋近共线,所述多轴机械臂驱动所述充电头单元下移至所述充电头单元中心点与所述充电座组件中心轴趋近共线、第二方面,本发明提供了一种柔性自动充电系统,所述柔性自动充电系统应用于第一方面中任一的所述柔性自动充电方法,所述柔性自动充电系统包括:
28、充电头组件,所述充电头组件包括固定座单元、前活动座单元、后活动座单元、充电头单元;所述前活动座单元与所述固定座单元可拆卸连接;所述后活动座单元与所述固定座单元可拆卸连接;所述后活动座单元与所述前活动座单元间隔设置;所述充电头单元依次穿过所述前活动座单元、所述后活动座单元;
30、控制组件,所述控制组件包括视觉传感器;所述视觉传感器与所述固定座单元可拆卸连接;
32、车辆,所述车辆包括车体、电池;所述车体与所述电池电连接;所述充电座组件与所述电池可拆卸连接;所述充电座组件与所述电池电连接;
33、所述柔性自动充电系统包括充电状态;所述充电状态包括所述充电头单元与所述充电座组件卡合并电连接。
36、当视觉传感器检测到车辆停止在充电区域内后,视觉传感器可以获取充电座组件的第一位置数据,然后根据第一位置数据,控制多轴机械臂驱动充电头组件和控制组件同时朝靠近充电座组件的方向移动至与充电座组件的距离在第二设定范围内,可以让视觉传感器获取充电座组件的第二位置数据,以根据第二位置数据判断后续的控制策略。第一位置数据可以给充电头单元的移动路径提供一个方向,第二位置数据再获取充电座组件的准确位置。由于充电头单元与固定座单元之间是通过前活动座单元、后活动座单元柔性连接的,在充电座组件、与充电头单元位置之间有误差的情况下也可以让充电头单元插入充电座组件相互卡合,因此可以降低对视觉传感器的精度要求。而这种多次获取充电座组件位置的方式可以在视觉传感器精度较低的情况下,准确获取充电座组件的位置,从而降低成本。当获取视觉传感器获取到第二位置数据后,多轴机械臂可以调整充电头单元中心点与充电座组件中心轴对齐,然后驱动充电头单元与充电座组件卡合并电连接,从而为充电区域内的车辆进行充电。
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