一種可折疊的自動充電機械臂及載有該機械臂的電動汽車的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及電動汽車自動充電的技術領域，具體涉及一種可折疊的自動充電機械臂及載有該機械臂的電動汽車。
【背景技術】
[0002]隨著電動汽車的逐漸推廣和使用，電動汽車充電的安全性和便捷性成為電動汽車推廣過程中必須重視的問題，尤其是對于租賃或其他專用的電動汽車，在無人值守的還車網點，需要用戶停車后自己動手操作，一方面人工操作存在安全隱患，另一方面，許多用戶還沒有養成隨手充電的習慣或不懂如何插拔充電插頭。并且現有充電設施存在體積過大，缺乏統一管理，并且依賴人工操作的問題。
[0003]因此，一方面，對于電動汽車而言，保證用戶還車或停車后車輛能安全、及時的補充電量，是一個重要的問題，另外充電設施也應盡可能節省空間，減少占地面積。
[0004]中國專利公開號CN104795868A公開了一種電動汽車自動充電系統，通過獨立移動式的充電插頭自動插拔裝置實現將電動汽車充電插頭插入或拔出充電插座中，解決了手動方式插拔充電插頭進行電動汽車充電作業存在的安全隱患，上述安裝于停車位上的自動充電裝置必須解決防水、防盜等問題，也不便于維護。有文獻公開了電動汽車自動充電裝置，但都是結合現有充電粧進行設計，充電裝置體積較大，占地面積也較大，對空間的利用不夠充分，并且充電裝置的靈活性和實用性不高，未能充分實現電動汽車充電的智能化。目前車載式自動充電裝置及能自動充電的電動汽車還沒有。
【發明內容】
[0005]本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種實現自動充電、充電設施體積小、使用方便的可折疊的自動充電機械臂及載有該機械臂的電動汽車。
[0006]本發明的目的可以通過以下技術方案來實現:一種可折疊的自動充電機械臂，該機械臂設置在電動汽車底部，通過自動插入插座實現電動汽車的自動充電，該機械臂采用鋁合金材料加工而成，包括:
[0007]擺臂固定板:一端固定在電動汽車底部；
[0008]首關節:與所述擺臂固定板的另一端相連，使機械臂繞首關節旋轉；
[0009]連接板:該連接板為倒“U”狀條形槽，與所述的首關節相連；
[0010]平行關節單元:與所述的連接板滑動連接，不充電時，該平行關節單元位于連接板條形槽內部，充電時，平行關節單元從條形槽內伸出，并繞平行關節旋轉；
[0011]插頭:安裝于平行關節單元的末端；
[0012]攝像頭:安裝在插頭的一側面。
[0013]所述的擺臂固定板包括插槽和設置在插槽上端的擺臂連接板，該擺臂連接板與電動汽車底部通過螺栓連接，插槽內插入首關節，并通過螺栓連接首關節。
[0014]所述的首關節包括第一舵機、機械臂連接板、第一關節軸承架和第一關節滾動軸承;所述的第一舵機插入所述擺臂固定板的插槽內，并通過螺栓連接;第一舵機的上端與所述的機械臂連接板螺紋連接，第一舵機的下端設置轉動軸，并通過所述的第一關節滾動軸承與械臂連接板螺紋連接，所述的第一關節滾動軸承設在第一關節軸承架上。
[0015]所述的連接板包括連接板左護板、連接板右護板和蓋板，所述的連接板左護板和連接板右護板的一側分別與機械臂連接板的兩個側面通過螺紋連接，所述的蓋板安裝于連接板左護板、連接板右護板的上方。
[0016]所述的平行關節單元包括順序連接的五個平行關節，每一個平行關節包括電機支撐板、舵機、左端蓋、右端蓋、軸承架和滾動軸承;所述的電機支撐板與舵機連接，所述的舵機左端連接所述的左端蓋，右端設置轉動軸并通過軸承架和滾動軸承連接所述的右端蓋，左端蓋和右端蓋分別連接在所述的電機支撐板兩側。
[0017]所述的插頭包括插頭支架、插頭底座、插頭隔板和插針，所述的插頭支架與平行關節單元的末端相連;所述的插頭底座和插頭隔板同心安裝在插頭支架上;所述的插針安裝在插頭底座內。
[0018]所述的插針分布在插頭底座圓心以及八個同心圓上，其中，圓心的插針為I根，8個同心圓上按照直徑從小到大分別設置的插針數為3根、3根、3根、6根、6根、6根、24根和24根，插針的材料為銀銅合金。
[0019]還包括與所述的插頭對應的插座，該插座包括插座殼體和位于插座殼體上的插孔，所述的插孔包括8個同心圓環狀插孔和I個圓心處的圓形插孔，插孔底部導電材料為銅片，與插針接觸后形成通路，這種圓環形的設置，保證插針無論位于平面內的哪個方位均可正確對接，大大提高對接速度和準確性。該插座通過電纜與后臺管理總控中心連接，可提供的電壓為交流220V、交流380V和/或直流380V，插座通過與充電插頭對接為電動汽車充電，通過后臺管理中心的統一調控，充分減小了占地面積，且管理更加智能化，插座帶有防水裝置并可在準備充電時和充電完畢后自動打開和關閉。
[0020]上述連接均通過在不同零件上均勻布置螺紋孔，通過螺釘進行連接。
[0021]—種載有如上述可折疊的自動充電機械臂的電動汽車，包括車體和機械臂，機械臂通過擺臂固定板嵌在所述車體的底盤上，不充電時，機械臂收縮至所述的連接板內呈扁平狀緊貼車體底盤。
[0022]該電動氣車包括控制裝置，該控制裝置由ARM集成控制器控制，與攝像頭及機械臂內的各舵機通過CAN總線連接；
[0023]當所述電動汽車電量不足時，攝像頭識別插座的位置，控制裝置運算后控制各舵機運動，驅動插頭插入插座，充電開始;充電結束后，控制裝置控制各舵機運動，驅動插頭拔出插座，并驅動機械臂折疊收回至連接板內，并呈扁平狀緊貼車體底盤。
[0024]該電動汽車的工作原理如下:
[0025](I)電動汽車停在指定停車位上；
[0026](2)電動汽車檢測內部電量，電量不足，通過車輛向車載機械臂控制器發送指令進行動作，同時與地面插座通訊，插座蓋板打開；
[0027](3)車載機械臂通過插頭一側安裝的圖像識別裝置，識別定位插座所在位置并傳送到控制器，控制器運算后向各個關節伺服舵機發送指令動作，驅動插頭插進插座，插座供電部分通電，充電開始；
[0028](4)電動汽車檢測內部電量充足，向控制器發送指令，各關節伺服舵機驅動機械臂拔出插頭，充電完畢，并驅動機械臂折疊收回至機械臂蓋板下方緊貼底盤。
[0029]與現有技術相比，本發明的有益效果體現在以下幾方面:
[0030](I)本發明提出了可折疊的車載式電動汽車自動充電機械臂，實現了電動汽車的自動充電和自動斷電。將自動充電機械臂安裝汽車上，通過管理中心的控制，機械臂能自動尋找停車位的插座，為該電動汽車充電；充電完成后自動斷開電源，返回至原位。整個過程無需人工操作，便捷安全:一方面避免了人工充電可能存在的安全隱患和錯誤操作；另一方面保障了電動汽車的充電需求，不會因為用戶遺忘充電而導致電動汽車續航里程不足；
[0031](2)本發明提出的車載式自動充電機械臂是具有六自由度的六關節機械臂，活動靈活，可通過控制準確尋找地面的插座并對接。
[0032](3)本發明的自動充電機械臂嵌入在汽車底盤上，非工作狀態時，機械臂可折疊收縮至自身蓋體內，大大減小了空間位置，重量輕，既保障了充電機械臂的安全，極大程度上避免了非車載式充電機器人存在被盜竊、損壞的問題，又不影響車輛的行進，對車輛本身的性能幾乎沒有影響。
[0033](4)與機械臂插頭對應的插座插孔設置為圓環型，保證插針無論位于平面內的哪個方位均可正確對接，大大提到對接速度和準確性，且地面只需安裝插座，通過后臺管理中心的統一調控，充分減小了占地面積，且管理更加智能化。
【附圖說明】
[0034]圖1為本發明機械臂的結構示意圖；
[0035]圖2為本發明機械臂的裝配爆炸圖；
[0036]圖3為本發明地面插座的主視圖；
[0037]圖4為本發明地面插座A-A面的的剖視圖；
[0038]圖5為本發明載有機械臂的電動汽車非工作狀態的示意圖；
[0039]圖6為本發明載有機械臂的電動汽車工作狀態機械臂伸展開的示意圖；
[0040]圖7為本發明載有機械臂的電動汽車工作狀態的機械臂插頭與地面插座配合示意圖。
[0041 ]圖8為兩種機械臂安裝位置示意圖；
[0042]圖9為圖8中方案①的安裝空間簡圖；
[0043]圖10為圖8中方案②的安裝空間簡圖；
[0044]其中，I為擺臂固定板，2為機械臂連接板，3為連接板左護板，4為蓋板，5為連接板右護板，6為第二關節左端蓋，7為第二舵機，8為第二