详情

原文传递基于车联网技术的新能源汽车弧面拦截自动对接充电方法

专利名称：	基于车联网技术的新能源汽车弧面拦截自动对接充电方法
摘要：	本发明提供了基于车联网技术的新能源汽车弧面拦截自动对接充电方法：其步骤在于：用户在驾驶新能源汽车直接驶入安装箱的上方，感应探头检测识别到新能源汽车的驶入信号且将驶入信号传递至车联网控制系统，车联网控制系统将驶入信号传递至新能源汽车底部的充电接头装置且充电接头装置由新能源汽车的底部竖直向下伸出；安装箱中的封堵板切换至敞开状态；车联网控制系统将驶入信号传递至弧面限位装置且弧面限位装置带动对接装置由安装箱的内部竖直向上伸出至路面的上方，用户驾驶新能源汽车继续缓慢前行，弧面限位装置对伸出的充电接头装置进行限位拦截；对接装置自行启动实现与拦截限位后的充电接头装置进行对接，新能源汽车开始充电。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	张勤
发明人：	张勤
专利状态：	有效
发布日期：	2019-01-01T00:00:00+0800
申请号：	CN201810830268.6
公开号：	CN108909508A
分类号：	B60L11/18(2006.01)I;B;B60;B60L;B60L11;B60L11/18
申请人地址：	210093 江苏省南京市鼓楼区汉口路22号南京大学
主权项：	1.基于车联网技术的新能源汽车弧面拦截自动对接充电方法：其步骤在于：（一）自动伸出拦截阶段；S1：用户在驾驶新能源汽车进入充电站，用户驾驶新能源汽车直接驶入安装箱的上方，感应探头检测识别到新能源汽车的驶入信号并且将驶入信号传递至车联网控制系统，车联网控制系统将驶入信号传递至新能源汽车底部的充电接头装置并且充电接头装置自动由新能源汽车的底部竖直向下伸出；所述的充电接头装置包括用于与对接装置进行对接接通的输入部件、伸缩机构以及距离传感器部件，所述的输入部件设置成可相互切换的伸出状态与缩回状态，伸出状态为待充电的新能源汽车驶入充电站时输入部件由新能源汽车的底部竖直向下伸出、缩回状态为新能源汽车充电充满驶离时输入部件由新能源汽车的底部竖直向上回缩，所述的伸缩机构用于控制输入部件在伸出状态与缩回状态之间的相互切换，所述的距离传感器部件用于限定输入部件切换至伸出状态时与地面的高度；所述的输入部件包括两端呈开口布置的固定筒体并且固定筒体的轴线方向竖直布置，所述的固定筒体与新能源汽车底盘之间设置有用于连接两者的衔接板并且衔接板与固定筒体的下端开口相匹配，所述的固定筒体内同轴穿设有输入丝杆并且输入丝杆呈中空布置，输入丝杆内设置有沿其轴线方向延伸分布并且用于电能输送至蓄电箱的输入电线，所述输入丝杆的底端端部位置同轴设置有分线套筒并且分线套筒绝缘布置，所述输入丝杆的外部同轴套设有绝缘压板并且绝缘压板与分线套筒的顶部固定连接，分线套筒外圆面上同轴开设有呈环形布置的分线槽，所述的分线槽内设置有沿分线套筒径向延伸布置的输入触头并且输入触头设置成圆环形，所述的电源线输出端与蓄电箱电连接、输入端穿过分线套筒与位于分线槽内部的输入触头相连接；S2：伸缩机构驱动输入部件由缩回状态切换至伸出状态，所述的伸缩机构包括套设于固定筒体上端开口处的固定架并且固定架套设于输入丝杆的外部，固定架与固定筒体固定连接，所述的固定架上转动设置有从动带轮一并且从动带轮一同轴套设于输入丝杆的外部，所述的从动带轮一的内圆面上同轴设置有内花键一，所述的内花键一与输入丝杆之间设置有旋转套筒，旋转套筒的外圆面上设置有与内花键一相匹配的外花键一、内圆面与输入丝杆螺纹连接配合，所述输入丝杆的外部同轴套设有固定板、固定板位于旋转套筒的上方并且与固定架固定连接，所述输入丝杆的外部还同轴套设有套接环、套接环位于固定板的上方并且与固定板固定连接，所述输入丝杆的外部开设有限位槽并且限位槽的布置方向平行于输入丝杆的轴线方向，所述的套接环上设置有与限位槽相匹配的限位块，限位块与限位槽相互配合用于限位输入丝杆随旋转套筒的同步转动；S3：距离传感器部件对切换至伸出状态时的输入部件离地高度进行限制，所述距离传感器部件设置于输入部件的底部，所述的距离传感器部件包括同轴设置于分线套筒底部的安装台，所述的安装台中空布置并且安装台的内部竖直向下设置有延伸至安装台底部的距离传感器，所述的距离传感器设置有四个并且沿安装台所在圆周方向阵列布置，所述的距离传感器与车联网控制系统建立有信号连接；充电接头装置在工作过程中，当新能源汽车驶入充电站，感应探头检测到新能源汽车的驶入信号并且将驶入信号传递至车联网控制系统，车联网控制系统接收驶入信号并且使充电接头装置自动伸出；S4：安装箱中的封堵板切换至敞开状态，所述的安装箱包括呈开口向上布置的矩形箱体并且箱体的长度方向平行于新能源汽车的行进方向，所述箱体的开口处外边缘设置有与其匹配的矩形停靠台并且停靠台的长度方向平行于新能源汽车的行进方向，所述箱体的开口处设置有与其匹配的箱盖并且箱盖与箱体可拆卸连接配合，所述箱盖上设置有用于弧面限位装置由箱体内部伸出的敞口，所述敞口处设置有与其匹配封堵板并且封堵板位于箱盖的下端面，所述的封堵板上端面设置有滑槽，所述的滑槽设置有两个并且沿新能源汽车的行进方向对称布置，所述的箱盖的下端面设置有滑轨，所述的滑轨设置有两个并且沿新能源汽车的行进方向对称布置，所述的滑槽与滑轨相匹配并且沿新能源汽车的行进方向构成滑动导向配合，所述封堵板设置成可相互切换的敞开状态与封堵状态，所述的箱体内部设置有用于驱动屏蔽门在敞开状态与封堵状态之间自动切换屏蔽机构，安装箱在工作过程中，用户驾驶新能源汽车驶向停靠台，感应探头检测到新能源汽车的驶入信号并且将驶入信号传递至车联网控制系统，车联网控制系统接收该驶入信号并且将该信号传递至屏蔽机构，屏蔽机构驱动封堵板由封堵状态切换至敞开状态；S5：车联网控制系统将驶入信号传递至安装箱内部的弧面限位装置并且弧面限位装置带动对接装置自动由安装箱的内部竖直向上伸出至路面的上方，用户驾驶新能源汽车继续缓慢前行，弧面限位装置对伸出的充电接头装置进行限位拦截，当充电接头装置与弧面限位装置触碰时将对新能源汽车的行进造成阻尼，车联网控制系统接受该阻尼信号并且由车载多媒体提示预警用户停车，用户操控新能源汽车停放安装箱的上方；所述的弧面限位装置包括弹性缓冲机构以及升降限位机构，所述的升降限位机构设置于弹性缓冲机构上并且用于充电接头装置进行限位拦截，所述的弹性缓冲机构用于对充电接头装置与升降限位机构的碰撞进行缓冲；新能源汽车驶入停靠台并且由敞口伸出于地面上方的弧面限位装置对伸出状态的充电接头装置进行限位拦截，所述的弹性缓冲机构设置于底架上，所述的弹性缓冲机构设置有两组并且沿新能源汽车的行进方向对称布置，所述的弹性缓冲机构包括平行于新能源汽车行进方向的缓冲导杆，缓冲导杆沿新能源汽车行进方向的一端同轴设置有缓冲套一、背离新能源汽车行进方向的一端同轴设置有缓冲套二，所述的缓冲套一/缓冲套二与底架之间设置有用于对其进行支撑的支撑架，所述缓冲导杆的外部套设有滑动套，所述的滑动套与缓冲导杆相匹配并且沿缓冲导杆的轴线方向构成滑动导向配合，所述的缓冲导杆的外部套设有缓冲弹簧一，所述缓冲弹簧一的一端与缓冲套一抵触、另一端与滑动套抵触并且缓冲弹簧一的弹力始终由缓冲套一指向滑动套，所述的缓冲导杆的外部套设有缓冲弹簧二，所述的缓冲弹簧二的一端与缓冲套二抵触、另一端与滑动套抵触并且缓冲弹簧的弹力始终由缓冲套二指向滑动套，所述的升降限位机构沿箱体的宽度方向架设于对称布置的滑动套上；所述的限位升降机构包括设置于对称布置的滑动套之间的横梁架并且横梁架的长度方向平行于箱体的宽度方向，所述横梁架的下端面设置有竖直布置的连接套筒，所述的连接套筒设置有两个并且沿平行于新能源汽车的行进方向对称布置，所述对称布置的连接套筒的底部位置之间设置有水平布置的悬浮箱，所述的连接套筒内部同轴设置有升降套筒，所述的升降套筒与连接套筒相匹配并且沿竖直方向构成滑动导向配合，所述连接套筒的内部还设置有呈中空布置的升降导杆，所述的升降导杆与连接套筒相匹配并且沿竖直方向构成滑动导向配合，所述升降导杆的底端与升降套筒的顶端固定连接、所述升降导杆的顶端向上穿设延伸至横梁架的上端面，所述的升降套筒的内部同轴设置有升降丝杆并且升降丝杆与升降套筒的内圆面螺纹连接配合，升降套筒带动升降导杆同步上下滑动，所述对称布置的升降导杆的顶端之间连接设置有水平布置的弧形限位板并且限位板的开口方向背离新能源汽车的行进方向，限位板与安装台相匹配，所述的限位板设置成可相互切换的升起状态与降落状态，升起状态为限位板伸出至地面的上方并且对行进中的充电接头装置进行拦截限位、降落状态为限位板回缩于箱体的内部；弧面限位装置在工作过程中，当新能源汽车驶入停靠台并且封堵板由封堵状态切换至敞开状态，输入部件由缩回状态切换至伸出状态，车联网控制系统接受新能源汽车的驶入信号并且控制限位板由降落状态切换至升起状态，升降电机启动正转，升降电机的输出端带动主动带轮三绕自身轴线同步正向转动，传动皮带三将主动带轮三的动力传递至从动带轮三并且带动从动带轮三绕自身轴线正向转动，在同步传动构件二的同步传动作用下，对称布置的升降丝杆将同步正向转动，升降丝杆的正向转动将驱动升降套筒沿着连接套筒向上运动，升降套筒将带动升降导杆沿着升降套筒同步向上滑动，升降导杆将带动限位板向上运动切换至升起状态，此时，充电接头装置随着新能源汽车缓慢朝向限位板运动，当充电接头装置中的安装台与限位板的弧形面碰撞时，车联网控制系统接收该碰撞信号并且通过车载媒体预警提示用户停车，安装台将沿着新能源汽车的行进方向继续行进一小段位移，弹性缓冲机构开始工作，安装台推动限位板、横梁架沿着新能源汽车行进方向同步运动，滑动套将沿着缓冲导杆朝向缓冲套一滑动，缓冲弹簧一逐渐压缩并且弹性势能增大、缓冲弹簧二逐渐伸长并且弹性势能减小，弹性缓冲机构限位板与安装台的碰撞进行缓冲，当新能源汽车停车后，限位板的弧形面与安装台紧密抵触，弧面限位装置完成对充电接头装置的限位拦截；（二）旋转对接阶段；S6：对接装置自行启动实现与拦截限位后的充电接头装置进行对接，充电站的总电源与新能源汽车的蓄电箱构成闭循环回路，新能源汽车开始充电；所述的对接装置包括设置于限位板上的浮动机构、设置于浮动机构内的输出部件、设置于输出部件与浮动机构之间的旋转控制机构以及设置于浮动机构与限位板之间的校正机构，所述的输出部件用于与输入触头对接接通并且将充电站的总电源电能输送至输入触头、所述的浮动机构用于将输出部件托举至浮动机构外部、所述的旋转控制机构用于使托举至浮动机构外部的输出部件进行旋转对接、校正机构用于调整校正浮动机构的方位使其与充电接头装置沿新能源汽车的行进方向共线对正；所述的浮动机构包括开口向上并且呈椭圆形布置的安装筒体并且安装筒体长度方向平行于箱体的宽度方向，所述的安装筒体的开口处设置有水平布置的上夹板并且上夹板背离新能源汽车的行进方向布置、所述的安装筒体的底部设置有水平布置的下夹板并且下夹板背离新能源汽车的行进方向布置，所述上夹板的下端面设置有与限位板相匹配的弧形滑块一、弧形滑块一与设置于限位板上端面的弧形滑槽一相匹配并且两者沿限位板所在圆周方向构成滑动导向配合，所述的下夹板的上端面设置有与限位板相匹配的弧形滑块二、弧形滑块二与设置于限位板下端面的弧形滑槽二相匹配并且两者沿限位板所在圆周方向构成滑动导向配合，所述的安装筒体的底部设置有柱状内沉槽并且内沉槽的轴线方向竖直布置，所述的内沉槽设置有两个并且设置于安装筒体沿长度方向的一端，所述的内沉槽的槽底同轴设置有限位口，所述限位口内部同轴设置有顶杆，所述的顶杆与限位口相匹配并且沿竖直方向构成滑动导向配合，所述顶杆的底端延伸至内沉槽的外部并且底端端部位置同轴设置有限位台，所述顶杆的顶端延伸至内沉槽的开口处，对称布置的顶杆顶端端部之间设置有与安装筒体相匹配的浮动板，所述的顶杆的外部套设有浮动弹簧，所述的浮动弹簧一端与浮动板抵触、另一端与内沉槽的槽底抵触并且浮动弹簧的弹力始终由内沉槽的槽底指向浮动板，所述的浮动板设置可相互切换的上浮状态与下沉状态，所述的浮动板上端面设置有与其匹配的安装架体，所述的安装架体包括设置于浮动板中间位置呈中空布置的塔台以及设置于塔台两端的承托板，所述的旋转控制机构设置于塔台的内部并且用于限制浮动板在浮动弹簧的弹力作用下进行上浮；所述的输出部件包括设置于塔台内并且延伸至安装筒体底部的输出丝杆，所述输出丝杆与安装架体之间设置有输出套筒，所述的输出套筒与安装架体固定连接、所述的输出套筒的内圆面与输出丝杆螺纹连接配合，所述的输出丝杆呈中空布置并且输出丝杆的底部同轴设置有呈中空布置的输出花键轴，所述的输出丝杆、输出花键轴内部穿设有输出电线，所述的输出部件还包括设置于承托板上的绝缘分置台并且分置台与安装架体相匹配，所述输出电线的输出端与设置于分置台上的输出触头相连接，所述的输出部件还包括嵌设于塔台上的方位传感器并且方位传感器与车联网控制系统建立有信号连接，所述的方位传感器设置有两个并且沿安装架体的长度方向对称布置；所述的旋转控制机构包括同轴套设于输出丝杆外部的控制套筒并且控制套筒与承托板的上端面固定连接，所述的控制套筒的外圆面同轴设置有环形槽，所述的环形槽上设置有水平布置的卡扣，所述的卡扣与环形槽相匹配并且沿环形槽所在圆周方向构成滑动导向配合，所述的卡扣设置有两个并且沿安装架体的长度方向对称布置，所述的卡扣与设置于塔台上的卡口固定连接，所述的控制套筒的内部同轴设置有内置凸台，所述的内置凸台上端面设置有固定套设于输出丝杆顶端的旋转套筒一，所述旋转套筒一的上方同轴设置有固定套筒一并且固定套筒一与塔台的顶部固定连接，所述旋转套筒一的上端面设置有锁紧凸块，所述的锁紧凸块设置有若干并且沿旋转套筒一所在圆周方向阵列布置，所述的固定套筒一的上设置有与锁紧凸块相匹配的锁紧凹槽，所述的锁紧凸块与锁紧凹槽相互间距布置，所述的锁紧凹槽设置有若干并且沿固定套筒一所在圆周方向阵列布置，所述的旋转套筒一与固定套筒一之间设置有限位弹簧，所述的限位弹簧一端与旋转套筒一抵触、另一端与固定套筒一抵触并且限位弹簧的弹力始终推动两者相互远离运动；所述的对接装置还包括动力源构件，所述的动力源构件包括设置于安装筒体底部的镂空架，所述的镂空架上固定设置有步进电机，所述的步进电机的输出端竖直向下布置并且输出端的端部位置同轴设置有主动带轮四，所述的输出花键轴顶部套设有从动带轮四并且从动带轮四转动设置于镂空架上，所述从动带轮四的内圆面上设置有与输出花键轴相匹配的内花键二，所述的主动带轮四与从动带轮四之间设置有连接两者的传动皮带四并且传动皮带四用于将主动带轮四的动力传递至从动带轮四，输出花键轴的底部设置有用于对其进行支撑的托架并且托架与镂空架固定连接；所述的校正机构包括固定设置于下夹板下端面上的校正电机，所述校正电机的输出端竖直布置并且输出端的端部位置同轴设置有主动齿轮，所述的主动齿轮与转动设置于下夹板下端面的从动齿轮相啮合，所述的下夹板的上端面转动设置有与从动齿轮同轴布置的传动齿轮，所述的传动齿轮与设置于限位板外圆面上的弧形齿条相内啮合；弧面限位装置对充电接头装置限位拦截后，限位板与安装台紧密抵触，此时，对接装置自动启动开始工作，旋转控制机构撤销对安装架体的限位，浮动机构中的浮动板由下沉状态切换至上浮状态，步进电机正转启动，步进电机的输出端驱动主动带轮四正向同步转动，传动皮带四将主动带轮四的动力传递至从动带轮四并且驱动从动带轮四绕自身轴线正向转动，从动带轮四将带动输出花键轴同步正向转动，输出花键轴将带动输出丝杆同步正向转动，输出丝杆绕着输出套筒竖直向上运动，输出丝杆的竖直向上转动将带动旋转套筒一向上转动，旋转套筒一对控制套筒的限位解除，浮动弹簧的弹力推动浮动板沿着安装筒体向上浮动，顶杆沿着限位口竖直向上滑动，浮动板将带动安装架体同步向上浮动，安装架体的浮动将带动固定套筒一同步向上浮动，浮动板的上浮运动直至限位台与限位口相抵触，此时，安装架体升起至安装筒体的开口上方；在浮动板切换至上浮状态的过程中，校正机构对输出部件与输入部件之间的位置偏差进行校正，方位传感器对输出部件的方位进行扫描检测并且将方位信息传递至车联网控制系统，车联网控制系统接收该方位信息并且使校正电机启动，校正电机将驱动主动齿轮的同步转动，主动齿轮将带动从动齿轮的转动，从动齿轮将带动传动齿轮的主动，传动齿轮将沿着齿条运动并且使浮对接装置整体朝向输入部件运动，上夹板与下夹板沿着限位板同步滑动，校正后的输入部件与输出部件沿新能源汽车的行进方向共线对正；浮动板切换至上浮状态与输出部件方位校正同时完成，浮动板上浮至最大高度，此时，输出丝杆继续向上转动，旋转控制机构控制安装架体带动输出部件与输入部件旋转对接，输出丝杆的继续向上转动将带动旋转套筒一同步向上转动，旋转套筒一将与内置凸台相互分离，锁紧凸块插入至锁紧凹槽并且与其相配合，当锁紧凸块与锁紧凹槽相互锁紧一瞬间，车联网控制系统通过单位脉冲信号控制步进电机输出端进行转动并且转动角度为九十度，输出丝杆将带动旋转套筒一转动九十度，旋转套筒一将带动固定套筒一同步转动九十度，固定套筒一将带动安装架体同步转动九十度，正极输入触头、负极出入触头、接地线输入触头以及反馈输入触头一一对应转动至分置台中的正极区、负极区、接地线区以及反馈区，正极输入触头、负极出入触头、接地线输入触头以及反馈输入触头一一对应与正极输出触头、负极输出触头、接地线输出触头以及反馈输出触头抵触接通，输出电线与输入电线接通，充电站总电源与蓄电箱构成闭合循环回路，新能源汽车的蓄电箱开始充电；（三）复位阶段；S7：当新能源汽车电能充满，输出部件转动复位并且与输入部件脱开，车联网控制系统通过单位脉冲信号控制步进电机输出端进行反向转动复位并且转动角度为九十度，输出丝杆将带动旋转套筒一反向转动九十度，旋转套筒一将带动固定套筒一同步反向转动九十度，固定套筒一将带动安装架体同步反向转动九十度，此时，锁紧凸块与锁紧凹槽相互分离锁紧解除，而后，浮动板由上浮状态切换至下沉状态并且带动安装架体缩回于安装筒体的内部，步进电机继续反转，步进电机的输出端驱动主动带轮四反向同步转动，传动皮带四将主动带轮四的动力传递至从动带轮四并且驱动从动带轮四绕自身轴线反向转动，从动带轮四将带动输出花键轴同步反向转动，输出花键轴将带动输出丝杆同步反向转动，输出丝杆绕着输出套筒竖直向下运动，输出丝杆的竖直向下转动将带动旋转套筒一向下转动，旋转套筒一将与内置凸台抵触并且推动控制套筒同步向下运动，浮动板、安装架体将随着控制套筒同步向下运动，浮动弹簧逐渐压缩并且弹性势能增大，顶杆沿着限位口向下滑动复位，浮动板由上浮状态切换至下沉状态，在此过程中，校正机构自动复位，而后，用户驾驶新能源汽车倒车驶离停靠台；当新能源汽车倒车驶离停靠台时，缓冲弹簧一的弹性势能释放并且推动滑动套朝向缓冲套二滑动复位直至缓冲弹簧一的弹力与缓冲弹簧二弹力平衡，升降限位机构随着滑动套同步运动，缓冲弹簧二对滑动套的复位过程进行缓冲，此时，车联网控制系统接受新能源汽车的驶离信号并且控制限位板由升起状态切换至降落状态，升降电机启动反转，升降电机的输出端带动主动带轮三绕自身轴线同步反向转动，传动皮带三将主动带轮三的动力传递至从动带轮三并且带动从动带轮三绕自身轴线反向转动，在同步传动构件二的同步传动作用下，对称布置的升降丝杆将同步反向转动，升降丝杆的反向转动将驱动升降套筒沿着连接套筒向下运动，升降套筒将带动升降导杆沿着升降套筒同步向下滑动，升降导杆将带动限位板向下运动切换至降落状态；而后，感应探头检测到新能源汽车的驶离信号并且将驶离信号传递至车联网控制系统，车联网控制系统接收驶离信号并且使充电接头装置自动回缩，输入部件由伸出状态切换至缩回状态；与此同时，感应探头检测到新能源汽车的驶离信号并且将驶离信号传递至车联网控制系统，车联网控制系统接收该驶离信号并且首先使弧面限位装置回缩于箱体内部、接收使封堵板由敞开状态切换至屏蔽状态。
所属类别：	发明专利