CN109895641B - 电动汽车无线电充电设备的遮挡装置及其遮挡方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是一种用于电动汽车进行无线充电的装置及其遮挡方法，能够自动对准电动汽车的充电接收线圈。电动汽车无线电充电设备的遮挡装置具有的发射台，发射台上设置有插头，插头能够连接交流电源；发射台内设置有控制器，在发射台的上表面设置有发射盘，控制器分别与发射盘与交流电源进行连接；在发射盘上设置有遮挡机构，用于在不充电时对发射盘进行遮挡保护；在充电时遮挡机构动作，露出发射盘，在发射盘的内部设置有发射线圈；并对准电动汽车底部的接收线圈，从而进行充电。在发射盘的下方设置有行走机构和传感器；传感器为红外传感器、摄像头、磁感应传感器、陀螺仪或GPS中的任意一种或多种。

Description

电动汽车无线电充电设备的遮挡装置及其遮挡方法

技术领域

本发明涉及的是一种用于电动汽车进行无线充电的装置及其遮挡方法，能够自动对准电动汽车的充电接收线圈。

背景技术

现有的电动汽车无线充电主要采用一对原副边完全分离的线圈进行电磁感应充电，线圈对位方法一般分两类：一种是发射盘固定，移动电动汽车上的接收线圈进行对准，例如采用自动泊车系统；另一种是电动汽车上的接收线圈不动，移动发射盘进行对准，例如在地面固定设置三自由度移动工作台完成充电线圈的精准对齐。但目前采用的无线充电技术方案中，发射盘的表面无保护装置，存在着掉落异物的情况，如果在无线充电的发射端和接收端之间存在异物，不仅会影响充电正常进行，还有可能引发安全事故；但目前尚无专用的保护设备来防止发射盘表面掉落异物，所以有必要保证电动汽车在进行无线充电时发射盘和接收线圈之间无异物。

发明内容

本发明有鉴于此，提供了一种新的电动汽车无线电充电设备的遮挡装置，能够有效防止异物掉落在发射盘上，具有良好的使用和推广价值。

电动汽车无线电充电设备的遮挡装置具有的发射台，发射台上设置有插头，插头能够连接交流电源；发射台内设置有控制器，在发射台的上表面设置有发射盘，控制器分别与发射盘与交流电源进行连接；在发射盘上设置有遮挡机构，用于在不充电时对发射盘进行遮挡保护；在充电时遮挡机构动作，露出发射盘，在发射盘的内部设置有发射线圈；并对准电动汽车底部的接收线圈，从而进行充电。

在发射盘的下方设置有行走机构和传感器；传感器为红外传感器、摄像头、磁感应传感器、陀螺仪或GPS中的任意一种或多种；

在传感器为红外传感器、摄像头或磁感应传感器时，在路面上设置有与传感器相配合的识别路径；传感器将探测的信息输送给控制器，进而控制器驱动行走机构沿着识别路径行走，行走机构能够驱动发射台，并将发射盘对准电动汽车上的接收线圈。

所述的识别路径为具有区别于地面特征的颜色路径，优选为黑色路径带；或者为磁性带、金属线中的一种。

在传感器为摄像头时，发射盘下方的传感器用于识别地面上的识别路径，传感器能感应不同颜色的反射率大小，从而使发射盘沿着规划好的路径自动移动到电动汽车底部的接收线圈处。停车现场地面上布置的距离传感器在检测出存在电动汽车后，经过信号处理后发送指令给发射盘。

传感器为磁感应传感器时，在发射台行驶路径上埋设金属线或者在路面上贴磁性带，通过磁感应信号实现导引。

在发射盘上表面的外缘设置有激光定位传感器，激光定位传感器为市售的激光扫描全局定位传感器。在电动汽车上的接收线圈上固定有已知的感应标志，激光扫描全局定位传感器通过激光扫描方式检测布置在接收线圈圆盘上标志的方位角，根据这些方位角及对应标志的地理位置坐标，计算出发射盘在参考坐标系下的位置和方向，并控制行走机构移动到程序设置好的充电位置坐标处，实现发射盘与接收线圈的精准定位。

在发射盘的外缘还设置有能够升降的防护罩，防护罩用于防止异物进入发射盘内，并防止电磁信号辐射到周围环境中。

在防护罩升起后准备充电前，为了防止在防护罩升起过程中混入异物，在发射盘内部还有红外探测器，利用红外辐射的热效应，检测是否存在异物，若存在异物，则防护罩下降，发射盘停止工作。

在防护罩的下方设置有驱动电机，驱动电机通过螺杆或齿轮驱动防护罩进行升降，驱动电机为与控制器相连的伺服电机。

所述的遮挡机构具有多片等尺寸的盖板一，盖板一之间拼接成圆形，在盖板一的底端通过转轴活动连接在发射盘上，在发射盘上对应每个盖板一的转轴设置有电机，电机与转轴进行动力连接，在电机的驱动下，盖板一能够旋转，从而完成遮挡机构的开合。

所述的盖板一数量为2-6个，优选为3-6个，再优选为4个。

遮挡机构上设置的电机为伺服电机。

所述的遮挡机构具有旋转拨盘和多片等尺寸的盖板二，在旋转拨盘上设置有多个等距的与盖板二一一对应的旋转凸起，盖板二之间通过转轴活动连接在发射盘上表面的外缘，在盖板二上设置有条形或圆弧形的旋转凹槽，旋转凹槽与旋转凸起相配合，旋转拨盘位于盖板二和发射盘之间，在发射盘上设置有驱动电机，旋转拨盘侧面设置有与驱动电机相配合的齿轮，在驱动电机的驱动下，旋转拨盘能够转动，进而通过旋转凸起拨动旋转凹槽向外或向内运动，进而带动多片盖板二同时实现开合。

所述的旋转凹槽由盖板二的根部向外延伸。

所述的驱动电机为伺服电机。

所述的控制器为单片机、可编程控制器或工业计算机。

所述的行走机构具有互为对称的左轮和右轮，在左轮和右轮的前方还设置有能够旋转方向的万向轮，在万向轮上还设置有行走电机，行走电机与控制器相连接，行走电机能够驱动发射盘行走并根据需要改变行走路径。

所述的发射台为圆形或多边形。

在充电时，防护罩升起，使磁场耦合充电区域与外界隔离。

工作原理

待充电的电动汽车停在预定的充电场所，电动汽车无线电充电设备的遮挡装置在行走装置的驱动下，沿着规划好的识别路径行走至电动汽车的底盘下，遮挡机构动作，露出发射盘，对准接收线圈；并将防护罩升起，防止异物进去发射盘和接收线圈之间，在对准后即进行充电；充电完成后，按照相反顺利即可撤除充电。

本发明结构简单、构思巧妙、使用方便，其具有如下优点：

本发明采用沿路径可移动（可自动移至充电区域）的发射台，并通过激光定位传感器控制发射盘位置，使其与接收线圈精准对位，这种充电方式线圈对位时间短，精度高，不用调整电动汽车的停车位置，而且也不需要在场地建设充电设施和辅助台架，节约了建造成本；

可移动的发射盘可适用于任何一辆处于无线充电场地的电动汽车，实现无线充电区域共享，充电更加便捷，区域共享成本低；

发射盘上表面为可分离成多个扇片的盖板，能保证发射盘在对位成功前没有异物进入，不需要添加额外的异物清理装置，节约了结构成本，安全防护效果更好。

附图说明

图1是本发明电动汽车无线电充电设备的遮挡装置在未使用时的结构示意图（实施例1）。

图2是本发明电动汽车无线电充电设备的遮挡装置在使用时的结构示意图（实施例1）。

图3是本发明电动汽车无线电充电设备的遮挡装置在未使用时的结构示意图（实施例2）。

图4是本发明电动汽车无线电充电设备的遮挡装置在使用时的结构示意图（实施例2）。

图5为本发明电动汽车无线电充电设备的遮挡装置中实施例2的分解状态结构示意图。

图6为本发明电动汽车无线电充电设备的遮挡装置中实施例1中盖板由闭合转为开启时的状态示意图。

图7为本发明电动汽车无线电充电设备的遮挡装置中行走机构的结构示意图。

图8为本发明电动汽车无线电充电设备的遮挡装置为电动汽车进行无线充电时的状态示意图。

具体实施方式

参照附图1-8，电动汽车无线电充电设备的遮挡装置具有发射台1，发射台1上设置有插头，插头能够连接交流电源；发射台1内设置有控制器，在发射台1的上表面设置有发射盘2，控制器分别与发射盘2与交流电源进行连接；在发射盘2上设置有遮挡机构，用于在不充电时对发射盘2进行遮挡保护；在充电时遮挡机构动作，露出发射盘2，在发射盘2的内部设置有发射线圈；并对准电动汽车3底部的接收线圈，从而进行充电。

参照附图7，在发射盘1的下方设置有行走机构和传感器5；传感器5为红外传感器、摄像头、磁感应传感器、陀螺仪或GPS中的任意一种或多种；

在传感器5为红外传感器、摄像头或磁感应传感器时，在路面上设置有与传感器5相配合的识别路径；传感器5将探测的信息输送给控制器，进而控制器驱动行走机构沿着识别路径行走，行走机构能够驱动发射台1，并将发射盘对准电动汽车3上的接收线圈。

所述的识别路径为具有区别于地面特征的颜色路径，优选为黑色路径带；或者为磁性带、金属线中的一种。

在传感器5为摄像头时，发射盘下方的传感器用于识别地面上的识别路径，传感器5能感应不同颜色的反射率大小，从而使发射台1沿着规划好的路径自动移动到电动汽车底部的接收线圈处。停车现场地面上布置的距离传感器在检测出存在电动汽车后，经过信号处理后发送指令给发射盘。

传感器5为磁感应传感器时，在发射台1行驶路径上埋设金属线或者在路面上贴磁性带，通过磁感应信号实现导引。

在发射盘2上表面的外缘设置有激光定位传感器6，激光定位传感器6为市售的激光扫描全局定位传感器。在电动汽车3上的接收线圈4上固定有已知的感应标志，激光扫描全局定位传感器通过激光扫描方式检测布置在接收线圈圆盘4上标志的方位角，根据这些方位角及对应标志的地理位置坐标，计算出发射盘2在参考坐标系下的位置和方向，并控制行走机构移动到程序设置好的充电位置坐标处，实现发射盘2与接收线圈4的精准定位。

在发射盘2的外缘还设置有能够升降的防护罩14，防护罩14用于防止异物进入发射盘2内，并防止电磁信号辐射到周围环境中。

在防护罩14升起后准备充电前，为了防止在防护罩14升起过程中混入异物，在发射盘2内部还有红外探测器，利用红外辐射的热效应，检测是否存在异物，若存在异物，则防护罩14下降，发射盘3停止工作。

在防护罩14的下方设置有驱动电机，驱动电机通过螺杆或齿轮驱动防护罩14进行升降，驱动电机为与控制器相连的伺服电机。

所述的行走机构具有互为对称的左轮7和右轮8，在左轮7和右轮8的前方还设置有能够旋转方向的万向轮9，在万向轮9上还设置有行走电机，行走电机与控制器相连接，行走电机能够驱动发射台1行走，并根据需要改变行走路径。

所述的发射台1为圆形或多边形。

实施例1

参照附图1、2、6，所述的遮挡机构具有多片等尺寸的盖板一11，盖板一11之间拼接成圆形，在盖板一11的底端通过转轴10活动连接在发射盘1上，在发射盘1上对应每个盖板一11的转轴10设置有电机，电机与转轴10进行动力连接，在电机的驱动下，盖板一11能够旋转，从而完成遮挡机构的开合。

所述的盖板一11数量为2-6个，优选为3-6个，再优选为4个。

遮挡机构上设置的电机为伺服电机。

实施例2

参照附图3、4、5，所述的遮挡机构具有旋转拨盘13和多片等尺寸的盖板二12，在旋转拨盘13上设置有多个等距的与盖板二12一一对应的旋转凸起13-1，盖板二12之间通过转轴活动连接在发射盘1上表面的外缘，在盖板二12上设置有条形或圆弧形的旋转凹槽12-1，旋转凹槽12-1与旋转凸起13-1相配合，旋转拨盘13位于盖板二12和发射盘1之间，在发射盘1上设置有驱动电机，旋转拨盘13侧面设置有与驱动电机相配合的齿轮，在驱动电机的驱动下，旋转拨盘13能够转动，进而通过旋转凸起13-1拨动旋转凹槽13向外或向内运动，进而带动多片盖板二12同时实现开合。

所述的旋转凹槽12-1由盖板二12的根部向外延伸。

所述的驱动电机为伺服电机。

所述的控制器为单片机、可编程控制器或工业计算机。

工作原理

待充电的电动汽车停在预定的充电场所，电动汽车无线电充电设备的遮挡装置在行走装置的驱动下，沿着规划好的识别路径行走至电动汽车的底盘下，遮挡机构动作，露出发射盘，对准接收线圈；并将防护罩升起，防止异物进入发射盘和接收线圈之间，在对准后即进行充电；充电完成后，按照相反顺序即可撤除充电。

Claims (4)

1.一种电动汽车无线电充电设备的遮挡装置，其特征在于：具有的发射台，发射台上设置有插头，插头能够连接交流电源；发射台内设置有控制器，在发射台的上表面设置有发射盘，控制器分别与发射盘与交流电源进行连接；在发射盘上设置有遮挡机构，用于在不充电时对发射盘进行遮挡保护；在充电时遮挡机构动作，露出发射盘，在发射盘的内部设置有发射线圈；并对准电动汽车底部的接收线圈，从而进行充电；

所述的遮挡机构具有旋转拨盘和多片等尺寸的盖板二，在旋转拨盘上设置有多个等距的与盖板二一一对应的旋转凸起，盖板二之间通过转轴活动连接在发射盘上表面的外缘，在盖板二上设置有条形或圆弧形的旋转凹槽，旋转凹槽与旋转凸起相配合，旋转拨盘位于盖板二和发射盘之间，在发射盘上设置有驱动电机，旋转拨盘侧面设置有与驱动电机相配合的齿轮，在驱动电机的驱动下，旋转拨盘能够转动，进而通过旋转凸起拨动旋转凹槽向外或向内运动，进而带动多片盖板二同时实现开合；

电动汽车无线电充电设备的遮挡装置的使用方法为：待充电的电动汽车停在预定的充电场所，电动汽车无线电充电设备的遮挡装置在行走装置的驱动下，沿着规划好的识别路径行走至电动汽车的底盘下，遮挡机构动作，露出发射盘，对准接收线圈；并将防护罩升起，防止异物进去发射盘和接收线圈之间，在对准后即进行充电；充电完成后，按照相反顺利即可撤除充电；

在发射盘的下方设置有行走机构和传感器；传感器为红外传感器、摄像头、磁感应传感器、陀螺仪或GPS中的任意一种或多种；在传感器为红外传感器、摄像头或磁感应传感器时，在路面上设置有与传感器相配合的识别路径；传感器将探测的信息输送给控制器，进而控制器驱动行走机构沿着识别路径行走，行走机构能够驱动发射台，并将发射盘对准电动汽车上的接收线圈；

在发射盘上表面的外缘设置有激光定位传感器，在电动汽车上的接收线圈上固定有已知的感应标志，激光扫描全局定位传感器通过激光扫描方式检测布置在接收线圈圆盘上标志的方位角，根据这些方位角及对应标志的地理位置坐标，计算出发射盘在参考坐标系下的位置和方向，并控制行走机构移动到程序设置好的充电位置坐标处，实现发射盘与接收线圈的精准定位。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车无线电充电设备的遮挡装置，其特征在于：在发射盘的外缘还设置有能够升降的防护罩。

3.根据权利要求1所述的一种电动汽车无线电充电设备的遮挡装置，其特征在于：在发射盘内部还有红外探测器。

4.根据权利要求1所述的一种电动汽车无线电充电设备的遮挡装置，其特征在于：所述的行走装置具有互为对称的左轮和右轮，在左轮和右轮的前方还设置有能够旋转方向的万向轮，在万向轮上还设置有行走电机，行走电机与控制器相连接，行走电机能够驱动发射盘行走并根据需要改变行走路径。