[发明专利]一种环形升降自动对接新能源汽车充电方法

摘要

本发明提供了一种环形升降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放于充电平台上并且修正新能源汽车停靠于充电平台上的方位；用户操控新能源汽车使充电接头装置自动由新能源汽车的底部竖直向下伸出；充电对接装置自动由充电平台的底部竖直向上升起，对接驱动机构驱动升降机构并且由升降机构带动充电输出部件与充电输入部件进行弹性碰撞对接，此时新能源汽车处于充电状态，当新能源汽车电能充满时，充电对接装置与充电接头装置自动分离断开，并且充电对接装置由充电平台的上方竖直向下降落，用户操控新能源汽车使充电接头装置自动由新能源汽车的底部缩回，用户驾驶电能充满的新能源汽车驶离充电站。

主权项

1.一种环形升降自动对接新能源汽车充电方法，其步骤在于：（一）充电接头装置自动伸出；S1：用户驾驶新能源汽车停放于充电平台上并且修正新能源汽车停靠于充电平台上的方位，所述的充电平台包括水平设置于地面上的矩形底板并且底板用于新能源汽车的停放，所述的底板与新能源汽车相匹配并且底板的长度方向平行于新能源驶入停靠的行进方向，所述底板上端面设置有感应器并且感应器用于感应检测新能源汽车停放于底板的方位，所述感应器与充电对接装置以及设置于底板底部的智能语音播报系统均建立有信号连接，所述的感应器设置有四个并且位于底板的四个边角处，所述的感应器与智能语音播报系统相互配合共同用于提示引导用户修正新能源汽车的停放于底板上的方位，所述底板沿长度方向的中部位置设置有与其匹配的矩形敞口，所述的充电对接装置设置于敞口的下方；用户驾驶新能源汽车驶入停放于底板上，感应器对新能源汽车轮胎的方位进行检测并且确认充电接头装置与充电对接装置之间的方位偏差是否在允许的误差范围内，若检测的方位偏差大于允许的误差，此时，感应器与智能语音播报系统将提示引导用户驾驶新能源汽车进行不断的调整修正，用户修正新能源汽车的停靠位置使充电接头装置与充电对接装置之间的偏差在允许的误差方位内；S2：用户操控新能源汽车使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充电对接装置进行对接接通的充电输入部件、伸缩机构以及距离传感器部件，所述的充电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充电平台上时充电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电能充满驶离时充电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充电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充电输入部件切换至伸出状态时与地面的高度；所述的充电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，输入丝杆内布置有沿其轴线方向延伸并且用于将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；所述的伸缩机构用于实现输入丝杆的上下伸缩运动，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并且从动带轮同轴套设于输入丝杆的外部，所述的从动带轮的内圆面上同轴设置有内花键，所述的内花键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相匹配的外花键、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一并且限位槽一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一相匹配的限位块一，限位块一与限位槽一相互配合用于限位输入丝杆随旋转套筒的同步转动；所述距离传感器部件设置于充电输入部件的底部，所述的传感器部件包括同轴设置于分线套筒底部的安装盘，所述的安装盘下端面的中部位置嵌设有距离传感器，所述的距离传感器与伸缩机构建立有信号连接；充电接头装置在工作过程中，当新能源汽车驶入充电站并且停靠于充电平台上，用户操控新能源汽车使充电输入部件由缩回状态切换至伸出状态，伸缩电机启动正转伸缩电机驱动主动带轮绕自身轴线正向转动，传动皮带将主动带轮的动力传递至从动带轮并且使从动带轮绕自身轴线正向转动，从动带轮将带动旋转套筒同步转动并且旋转套筒的转动将驱使输入丝杆竖直向下运动，输入丝杆将带动分线套筒、输入触头以及距离传感器部件由固定筒体的下端开口伸出并且竖直向下运动，在此过程中，距离传感器将充电输入部件的底部与地面之间的高度信号实时反馈至伸缩电机，当充电输入部件的底部向下运动至预定高度时，伸缩电机自动关闭，此时，充电输入部件切换至伸出状态，当新能源汽车电能充满并且驶离充电站时，用户操控新能源汽车使充电输入部件由伸出状态切换至缩回状态，伸缩电机启动反转伸缩电机驱动主动带轮绕自身轴线反向转动，传动皮带将主动带轮的动力传递至从动带轮并且使从动带轮绕自身轴线反向转动，从动带轮将带动旋转套筒同步转动并且旋转套筒的转动将驱使输入丝杆竖直向上运动，输入丝杆将带动分线套筒、输入触头以及距离传感器部件由固定筒体的下端开口下方复位回缩于固定筒体的内部，此时，充电输入部件切换至缩回状态；（二）充电对接装置自动升起；S3：充电对接装置自动由充电平台的底部竖直向上升起，所述的充电对接装置包括升降机构、设置于升降机构上的充电输出部件以及设置于升降机构底部的对接驱动机构，所述的充电输出部件与充电站总电源电连接并且设置成可相互切换的升起状态与降落状态，所述的升降机构用于驱动充电输出部件在升起状态与降落状态之间的相互切换，所述的对接驱动机构用于驱动升起状态的充电输出部件与伸出状态的充电输入部件进行弹性碰撞对接接通；所述的升降机构沿新能源汽车行进方向活动设置于敞口的下方，所述的升降机构包括开口竖直向上布置的外筒体，外筒体的开口处设置有与其匹配的矩形顶板并且顶板的长度方向平行于新能源汽车的行进方向，所述的外筒体的底部设置有用于固定连接其与顶板的连接架，所述连接架的两端端部位置均与顶板固定连接、中间位置与外筒体的底部固定连接，所述外筒体内沿其轴线方向活动设置有与其匹配的内筒体，所述的充电输出部件设置于内筒体的内壁上；所述的外筒体外圆面上转动套设有套环并且套环靠近外筒体的开口布置，所述外筒体外圆面上延其所在的圆周方向开设有贯穿至外筒体内部的弧形限位槽二，所述的限位槽二设置有三个并且沿外筒体所在圆周方向阵列布置，所述的限位槽二与套环对应布置，所述套环上设置有沿外筒体径向布置的升降推杆并且升降推杆穿过限位槽二延伸至外筒体的内部，所述的升降推杆与限位槽二相匹配并且沿外筒体所在圆周方向构成滑动导向配合，所述的升降推杆设置有三个并且与限位槽二一一对应布置，所述的内筒体的外圆面上设置有螺旋布置的升降滑槽，所述的升降滑槽设置有三个并且沿内筒体所在圆周方向阵列布置，所述的升降滑槽与升降推杆一一对应配合，升降推杆在限位槽二的引导下转动并且在升降推杆与升降滑槽的配合下促使内筒体沿着外筒体竖直上下运动；所述外筒体的外圆面上还设置有升降驱动构件，所述的升降驱动构件包括固定设置于外筒体外圆面上的升降电机以及设置于套环外圆面上的齿条，所述齿条设置成与套环相匹配的圆弧形并且齿条所在圆周的转线方向与套环的轴线方向重合，所述升降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，所述的主动齿轮与齿条相啮合，所述的升降电机与感应器建立有信号连接；当停放于底板上的新能源汽车位置修正后，并且用户操控使新能源汽车底部的充电输出部件切换伸出状态，此时，伸出状态的充电输出部件位于外筒体的开口正上方，感应器控制升降机构带动充电输出部件由降落状态切换至升起状态，升降电机启动正转，升降电机的输出端将带动主动齿轮同步正向转动，主动齿轮将带动齿条绕自身轴线反向转动，齿条将带动套环以及升降推杆绕套环的轴线方向同步反向转动，升降推杆将沿着限位槽二逆时针转动，逆时针转动的升降推杆将挤压升降滑槽的上侧壁并且推动内筒体沿自身轴线方向竖直向上运动，向上运动的内筒体带动设置于其内部的充电输出部件切换至升起状态；当新能源汽车电能充满并且充电输出部件与充电输入部件脱开分离后，感应器控制升降机构带动充电输出部件由升起状态切换至降落状态，具体表现为，升降电机启动反转，升降电机的输出端将带动主动齿轮同步反向转动，主动齿轮将带动齿条绕自身轴线正向转动，齿条将带动套环以及升降推杆绕套环的轴线方向同步正向转动，升降推杆将沿着限位槽二顺时针转动，顺时针转动的升降推杆将挤压升降滑槽的下侧壁并且推动内筒体沿自身轴线方向竖直向下运动，向下运动的内筒体带动设置于其内部的充电输出部件切换至降落状态；（三）自动对接阶段；S4：对接驱动机构驱动升降机构并且由升降机构带动充电输出部件与充电输入部件进行弹性碰撞对接，所述的充电输出部件包括呈圆环形布置的绝缘分隔环，所述绝缘分隔环的底部设置有与其匹配的圆环形输出触头，所述的输出触头与输入触头相匹配并且与输出电线电连接，所述的绝缘分隔环设置有四个并且上下间距叠放布置，所述绝缘分隔环与内筒体的内壁之间设置有固定环，固定环与内筒体的内壁以及绝缘分隔环均为固定连接；所述的对接驱动机构包括安装架并且安装架与底板的底部固定连接，所述的安装架设置有两个并且沿底板的宽度方向对称布置，所述的升降机构活动设置于两安装架之间，所述的两安装架之间设置有沿新能源汽车行进方向布置的导轨，所述的导轨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，所述的导轨与固定安装于外筒体底部的滑块相匹配并且滑块沿导轨的布置方向构成滑动导向配合，所述两导轨之间设置有沿新能源汽车行进方向布置的对接丝杆并且对接丝杆转动设置于安装架上，所述对接丝杆的一端与固定安装于安装架上的对接电机的输出端同轴连接，所述对接电机与感应器建立有信号连接，所述的对接丝杆的外部活动套设有固定套一与固定套二并且固定套一与固定套二均与外筒体的外部固定连接，所述的固定套一与固定套二沿底板的宽度方向对称布置，所述的固定套二指向固定套一的方向新能源汽车的行进方向一致，所述的固定套一与固定套二之间设置有对接导杆，所述的对接导杆设置有两个并且沿对接丝杆的轴线方向对称布置，所述的两对接导杆之间设置有活动套并且活动套与导杆沿其轴线方向构成滑动导向配合，所述的活动套与对接丝杆螺纹连接配合，所述对接丝杆的外部套设有对接弹簧一，所述的对接弹簧一一端与固定套一抵触、另一端与活动套抵触并且对接弹簧一的弹力始终由活动套指向固定套一，所述的对接丝杆的外部还套设有对接弹簧二，所述的对接弹簧二一端与固定套二抵触、另一端与活动套抵触并且对接弹簧二的弹力始终由活动套指向固定套二，所述对接弹簧一与对接弹簧二的结构、形状相同；所述的活动套与外筒体之间设置有控制组件，所述的控制组件与对接地电机之间建立有信号连接并且用于控制对接电机实现自行关闭，所述的控制组件包括沿新能源汽车行进方向对称布置的控制组件一与控制组件二，所述的控制组件二位于控制组件一左侧，所述的控制组件一包括固定安装于活动套右侧的控制传感器一，所述外筒体的底部设置有与控制传感器一相对应布置的复位元件一以及与复位元件一沿平行于新能源汽车行进方向共线布置的止停元件一，所述的止停元件一设置于复位元件一与固定套二之间并且靠近复位元件一布置，所述的控制传感器一与复位元件一以及止停元件一均建立有信号连接，所述的控制组件二包括固定安装于活动套左侧的控制传感器二，所述的外筒体的底部设置有与控制传感器二相对应的复位元件二以及与复位元件二沿平行于新能源汽车行进方向共线布置的止停元件二，所述的止停元件二设置于复位元件二与固定套一之间并且靠近复位元件二布置，所述的控制传感器二与复位元件二以及止停元件二均建立有信号连接；当充电输入部件切换至伸出状态并且充电输出部件切换至升起状态，输入触头与输出触头位置相对应，此时，对接驱动机构驱动升降机构并且由升降机构带动充电输出部件与充电输入部件进行弹性碰撞对接，感应器检测识别新能源汽车停放于底板上的位置信息并且判断位于内筒体内部的输出触头的方位；当位于内筒体内部的输入触头靠近固定套二时，感应器控制对接电机启动正转，对接电机的输出端将驱动对接丝杆绕自身轴线同步正转，对接丝杆将带动与其螺纹连接配合的活动套沿新能源汽车的行进方向滑动，活动套将挤压对接弹簧一，对接弹簧一逐渐压缩弹力增大并且对接弹簧二逐渐拉长弹力减小，对接弹簧一将推动固定套一沿新能源汽车的行进方向运动，固定套一将带动外筒体同步运动，滑块沿着滑轨朝向新能源汽车的行进方同步滑动，外筒体将带动内筒体以及充电输出部件沿新能源汽车的行进方向同步运动，输出触头与输入触头碰撞对接接通，输出电线与输入电线接通，充电站总电源对新能源汽车内部的蓄电箱进行充电，并且输入触头对输出触头形成约束，外筒体停止滑动并且位置固定，而后，控制组件二控制对接电机自行关闭，具体表现为，碰撞对接后活动套沿着对接导杆继续沿新能源汽车的行进方向滑动，对接弹簧一进一步压缩并且对接弹簧二进一步拉长，当控制传感器二与止停元件二相对应并且接收到止停元件二的止停信号时，控制传感器二控制对接电机自行关闭，充电完成后，感应器控制对接电机启动反转，对接丝杆将带动活动套背离新能源汽车的行进方向滑动，对接弹簧一逐渐拉长复位并且对接弹簧二逐渐压缩复位，当对接弹簧一与对接弹簧二复位时，控制传感器二将与复位元件二相对应并且接受复位元件二的复位信号，感应器控制对接电机继续反转复位运动，对接弹簧二逐渐压缩弹力增大并且对接弹簧一逐渐拉长弹力减小，对接弹簧二将推动固定套二背离新能源汽车的行进方向复位运动，固定套二将带动外筒体复位运动；当位于内筒体内部的输入触头靠近固定套一时，感应器控制对接电机启动反转，对接电机的输出端将驱动对接丝杆绕自身轴线同步反转，对接丝杆将带动与其螺纹连接配合的活动套背离新能源汽车的行进方向滑动，活动套将挤压对接弹簧二，对接弹簧二逐渐压缩弹力增大并且对接弹簧一逐渐拉长弹力减小，对接弹簧二将推动固定套二背离新能源汽车的行进方向运动，固定套二将带动外筒体同步运动，滑块沿着滑轨背离新能源汽车的行进方同步滑动，外筒体将带动内筒体以及充电输出部件背离新能源汽车的行进方向同步运动，输出触头与输入触头碰撞对接接通，输出电线与输入电线接通，充电站总电源对新能源汽车内部的蓄电箱进行充电，并且输入触头对输出触头形成约束，外筒体停止滑动并且位置固定，而后，控制组件一控制对接电机自行关闭，具体表现为，碰撞对接后活动套沿着对接导杆继续背离新能源汽车的行进方向滑动，对接弹簧二进一步压缩并且对接弹簧一进一步拉长，当控制传感器一与止停元件一相对应并且接收到止停元件一的止停信号时，控制传感器一控制对接电机自行关闭，充电完成后，感应器控制对接电机启动正转，对接丝杆将带动活动套沿新能源汽车的行进方向滑动，对接弹簧二逐渐拉长复位并且对接弹簧一逐渐压缩复位，当对接弹簧一与对接弹簧二复位时，控制传感器一将与复位元件一相对应并且接受复位元件一的复位信号，感应器控制对接电机继续正转复位运动，对接弹簧一逐渐压缩弹力增大并且对接弹簧二逐渐拉长弹力减小，对接弹簧一将推动固定套二沿新能源汽车的行进方向复位运动，固定套二将带动外筒体复位运动。