一種三自由度電動汽車自動充電裝置及其控制方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及汽車自動充電領域，具體涉及一種三自由度電動汽車自動充電裝置及其控制方法。
【背景技術】
[0002]隨著社會和科技的進步與發展，電動汽車已成為未來汽車產業以及整個動力技術領域的重要發展趨勢，目前，我國的電動汽車充電設施主要為非車載型充電裝置，已建成使用的有充電站和充電粧，使用方式均為手動式充電，智能化程度較低。國內現有的電動汽車自動充電裝置有基于視覺為電動汽車提供充電對接的裝置，利用圖像采集系統對圖像進行實時采集，通過計算機圖像處理系統獲取電動汽車插座的輪廓與中心信息，根據圖像處理所獲取的信息與對接鏈接裝置結合實現插頭與充電接口的對心校準，最后驅動裝置控制充電插頭直線前進，完成對接;有通過激光定位實現自動充電的裝置，利用激光測距儀傳感器組獲取汽車插座的位置信息，由電機驅動充電裝置將充電插頭插入充電插座中進行充電。目前的自主充電技術還存在很多缺點，如導航定位精度不夠理想、容錯及糾錯能力不夠強大，充電裝置的設計從結構上還不能為自動充電系統提供足夠大的容忍度，缺乏普遍環境適應性。
【發明內容】
[0003]發明目的:為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種三自由度電動汽車自動充電裝置及其控制方法，通過控制充電裝置在三個方向上的運動，達到精確、快速充電，解決了現有技術的不足。
[0004]技術方案:為實現上述目的，本發明采用的技術方案為:一種三自由度電動汽車自動充電裝置，其特征在于:包括三個方向的移動平臺、分別控制每個平臺移動的電機、霍爾傳感器、固定架、充電接口 ；
[0005]所述移動平臺包括底座、上下移動平臺、前后移動平臺及左右移動平臺，三個平臺的運動路線相互垂直;上下移動平臺、前后移動平臺及左右移動平臺通過底座相互連接。
[0006]進一步的，其特征在于:上下移動平臺包括上下移動支撐桿和上下移動絲杠;所述前后移動平臺包括前后移動支撐架;所述左右移動平臺包括左右移動支撐桿和左右移動絲杠；
[0007]上下移動支撐桿通過前后移動支撐架與底座下方連接，形成導軌滑塊機構;前后移動支撐架沿著底座前后滑動;底座上方設置有若干通孔，左右移動絲杠穿過排列在中央的通孔，左右移動平臺的左右移動支撐桿穿過其他通孔;左右移動步進電機位于底座的一偵U，具體布置于左右移動絲杠一端，控制左右移動絲杠;底座的另一側設置有若干固定架，所述固定架與左右移動支撐桿和左右移動絲杠末端連接，固定架包括圓形連接孔和固定面，所述固定面水平;若干固定支架的固定面位于同一個平面上;所述上下移動平臺頂部設置有上下移動步進電機，控制上下移動絲杠，上下移動絲杠上套有充電伸出臂，伸出臂末端設置有充電接口，充電接口與充電伸出臂通過彈簧連接;前后移動步進電機設置在底座一端，控制前后移動支撐架前后運動。
[0008]進一步的，上下移動平臺、前后移動平臺及左右移動平臺分別包括限位開關。
[0009]進一步的，包括控制器，控制器控制升降速子程序、左右移動子程序、上下移動子程序和前后移動子程序;該方法包括以下步驟:
[0010]關閉狀態下，充電裝置處于收起狀態，控制器收到自動充電信號后驅動充電伸出臂上下移動;利用充電伸出臂的移動范圍檢測待充電汽車底盤高度;驅動左右移動平臺移動確定左右定位、驅動前后移動平臺確定前后定位，對接充電接口，開始充電；充電完成或被終止時，充電接口與汽車脫離，自動充電裝置收起。
[0011]有益效果:本發明能夠控制充電裝置在三個方向上靈活的移動，精確的與汽車的充電裝置對接，底座兩邊的滑動導軌可以有效降低前后移動平臺運動時的摩擦，底座為黃銅軸套，黃銅軸套則可有效降低自動充電裝置整體左右移動和充電伸出臂上下移動時的摩擦，使運動更加平穩順暢。彈簧可以在充電接口和受電接口對接時允許存在一定的位置偏差，降低對接難度。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明的關閉狀態圖
[0013]圖2為本發明運動狀態一個瞬間的示意圖
[0014]圖中:底座1、黃銅軸套1-1、導軌1-2、上下移動支撐桿2、上下移動絲杠2-1、充電伸出臂2-4、充電接口 2-3、彈簧2-4、上下移動步進電機2-5、前后移動支撐架3、前后移動步進電機3-1、左右移動支撐桿4、左右移動絲桿4-1、左右移動電機4-2、固定架4-3。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。如圖1和圖2所示為一種三自由度電動汽車自動充電裝置，其特征在于:包括三個方向的移動平臺、分別控制每個平臺移動的電機、霍爾傳感器、固定架4-3、充電接口 2-3;
[0016]所述移動平臺包括底座1、上下移動平臺、前后移動平臺及左右移動平臺，三個平臺的運動路線相互垂直；上下移動平臺、前后移動平臺及左右移動平臺通過底座I相互連接。
[0017]進一步的，其特征在于:上下移動平臺包括上下移動支撐桿2和上下移動絲杠2-1;所述前后移動平臺包括前后移動支撐架3;所述左右移動平臺包括左右移動支撐桿4和左右移動絲杠4-1 ；
[0018]上下移動支撐桿2通過前后移動支撐架3與底座I下方連接，形成導軌滑塊機構;前后移動支撐架3沿著底座I前后滑動;底座I上方設置有若干通孔，左右移動絲杠4-1穿過排列在中央的通孔，左右移動平臺的左右移動支撐桿4穿過其他通孔;左右移動步進電機位于底座I的一側，具體布置于左右移動絲杠4-1 一端，控制左右移動絲杠4-1;底座I的另一側設置有若干固定架4-3，所述固定架4-3與左右移動支撐桿4和左右移動絲杠4-1末端連接，固定架4-3包括圓形連接孔和固定面，所述固定面水平;若干固定支架的固定面位于同一個平面上;所述上下移動平臺頂部設置有上下移動步進電機，控制上下移動絲杠，上下移動絲杠上套有充電伸出臂2-2，伸出臂末端設置有充電接口 2-3，充電接口 2-3與充電伸出臂2-2通過彈簧連接;前后移動步進電機設置在底座I 一端，控制前后移動支撐架3前后運動。
[0019]進一步的，上下移動平臺、前后移動平臺及左右移動平臺分別包括限位開關。
[0020]—種三自由度電動汽車自動充電裝置的控制方法:其特征在于，包括控制器，控制器控制升降速子程序、左右移動子程序、上下移動子程序和前后移動子程序;該方法具體包括以下步驟:
[0021]I)關閉狀態下，充電裝置處于收起狀態，充電伸出臂位于上下移動支撐桿2頂部；前后移動支撐架3位于底座I右端;底座I位于左右移動支撐桿4中央；當控制器收到自動