本發(fā)明涉及新能源汽車充電領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及掛軌式汽車充電設(shè)備、充電主機(jī)掛載平臺(tái)、機(jī)械臂掛載平臺(tái)及汽車充電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、截止2023年底中國(guó)新能源汽車保有量已達(dá)到全球第一，但是受制于國(guó)內(nèi)停車位現(xiàn)狀，未來(lái)新能源車補(bǔ)能還是要依賴于共樁補(bǔ)能。隨著國(guó)家對(duì)公共充電樁補(bǔ)能的大力推進(jìn)，公共停車位的充電樁車位比將越來(lái)越高，受制于現(xiàn)有充電樁的結(jié)構(gòu)和分布方式，分?jǐn)傁聛?lái)單車位的成本越來(lái)越高，例如充電樁占地面積、充電樁設(shè)備數(shù)量以及待機(jī)耗電等等，致使單車位的充電樁成本大、能耗多，因此對(duì)低成本、低資源占用率、高效率的充電樁存在迫切的需求。

2、現(xiàn)有公共充電樁的結(jié)構(gòu)特性及場(chǎng)地特性決定了在車主充電時(shí)會(huì)產(chǎn)生各種問題，如充電專屬車位過少、油車占位、充電超時(shí)占位、排隊(duì)充電、跳槍等，使得車主充電操作繁瑣、易失誤、體驗(yàn)差且耗費(fèi)公共資源。

3、雖然市面上有換電站、輪式充電機(jī)器人等新補(bǔ)能方案出現(xiàn)試圖解決上述問題，但因其特性均無(wú)法大面積普及。具體來(lái)說(shuō)：換電站占地面積大、單站電池備份少、支持車型少，地下停車場(chǎng)無(wú)法建設(shè)。輪式充電機(jī)器人均為自帶儲(chǔ)能的樁式充電無(wú)人車，單樁成本過高，同時(shí)在大場(chǎng)地行駛時(shí)需規(guī)避大量障礙，存在安全及法律風(fēng)險(xiǎn)。

4、當(dāng)前還存在掛軌式充電機(jī)器人試圖解決現(xiàn)有樁式充電設(shè)備的問題，如公開號(hào)為cn114954079a的中國(guó)專利申請(qǐng)中描述的掛軌式充電設(shè)備及其充電方法，其需要用戶手動(dòng)操作來(lái)插接車體充電接口，導(dǎo)致用戶操作繁瑣。并且，對(duì)于跳槍情況，該技術(shù)存在如下問題：如人工沒有持續(xù)關(guān)注，容易忽略跳槍而導(dǎo)致遲遲沒有完成充電，由此不僅增加了車位占用時(shí)間并且使用戶的時(shí)間負(fù)荷增大。而即使用戶人工持續(xù)關(guān)注是否跳槍，在發(fā)現(xiàn)跳槍后仍需要用戶手動(dòng)操作來(lái)重新充電，由此，不僅增加用戶的負(fù)擔(dān)而且增加了操作的繁瑣度。在充電樁配比不足的情況下，不能及時(shí)解決跳槍，將導(dǎo)致車主在車位上等到時(shí)間過長(zhǎng)或充不上電等情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有充電機(jī)器人的上述問題，本發(fā)明旨在提供一種通過機(jī)械臂自動(dòng)進(jìn)行插拔充電槍進(jìn)而能夠自動(dòng)充電并且在出現(xiàn)跳槍等充電中斷故障時(shí)能夠自動(dòng)啟動(dòng)續(xù)充的掛軌式汽車充電設(shè)備、充電主機(jī)掛載平臺(tái)、機(jī)械臂掛載平臺(tái)及汽車充電系統(tǒng)。

2、本發(fā)明的第一方面提供一種掛軌式汽車充電設(shè)備，其掛載于吊裝在停車場(chǎng)頂部的行走導(dǎo)軌上，在行走導(dǎo)軌的沿線上以與停車場(chǎng)的車位位置相對(duì)應(yīng)地布置有多個(gè)充電基站，所述汽車充電設(shè)備包括：可掛載于行走導(dǎo)軌上的機(jī)械臂掛載平臺(tái)，其包括平臺(tái)主體和固定于平臺(tái)主體底部的機(jī)械臂；可掛載于行走導(dǎo)軌上的充電主機(jī)掛載平臺(tái)，其包括平臺(tái)主體和配設(shè)于其平臺(tái)主體底部的推收模塊和行走軌道；以可卸離方式掛載于充電主機(jī)掛載平臺(tái)下部的充電主機(jī)，其能與充電基站電氣連接以接受充電基站的供電，并以可取出的方式裝納有充電槍；以及感知裝置，其包括：裝配于機(jī)械臂上的機(jī)械臂末端視覺定位裝置，其中，機(jī)械臂包括裝配在其末端的充電槍抓取模塊，機(jī)械臂可調(diào)整姿態(tài)以通過充電槍抓取模塊操作充電槍，并對(duì)車輛進(jìn)行插拔充電槍的動(dòng)作。

3、在需要對(duì)目標(biāo)車位處的待充車(待充電車輛)提供充電服務(wù)時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的汽車充電設(shè)備能夠通過掛載于行走導(dǎo)軌上的充電主機(jī)掛載平臺(tái)而將空閑的充電主機(jī)托運(yùn)到與目標(biāo)車位對(duì)應(yīng)的充電基站(目標(biāo)充電基站)處，且使掛載于行走導(dǎo)軌上的、裝配有機(jī)械臂的機(jī)械臂掛載平臺(tái)運(yùn)行到目標(biāo)車位上方，并由機(jī)械臂取出并操作充電主機(jī)所裝納的充電槍來(lái)對(duì)待充車進(jìn)行插入充電槍的動(dòng)作，從而能夠進(jìn)行無(wú)需人工操作的自動(dòng)充電服務(wù)。

4、此外，在充電結(jié)束或出現(xiàn)跳槍等中斷故障時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的汽車充電設(shè)備能夠使裝配有機(jī)械臂的機(jī)械臂掛載平臺(tái)自動(dòng)運(yùn)到充電結(jié)束或出現(xiàn)跳槍等充電中斷的目標(biāo)車位處，并使機(jī)械臂執(zhí)行拔出充電槍并將充電槍回收到充電主機(jī)的收納機(jī)構(gòu)等動(dòng)作，或者使機(jī)械臂執(zhí)行重新插入充電槍的動(dòng)作以重啟充電，從而能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)需人工持續(xù)關(guān)注充電情況且無(wú)需手動(dòng)參與插拔充電槍等操作的自動(dòng)補(bǔ)能服務(wù)。因此，不僅提高了用戶充電操作的簡(jiǎn)便性，而且節(jié)省了用戶的關(guān)注時(shí)間以及車位占用時(shí)間，進(jìn)而提高了車位的使用效率和用戶的充電效率和充電體驗(yàn)。

5、而且，由于可掛載充電主機(jī)的充電主機(jī)掛載平臺(tái)和機(jī)械臂掛載平臺(tái)均能夠沿行走導(dǎo)軌而在停車場(chǎng)的各停車位上方和充電基站之間行走，充電主機(jī)不僅能夠作為活動(dòng)充電樁而在各充電基站之間移動(dòng)而在空閑時(shí)自身充電，也能夠響應(yīng)于各車位處的車輛充電請(qǐng)求而在不同目標(biāo)對(duì)應(yīng)的不同充電基站處為車輛供電，而機(jī)械臂掛載平臺(tái)也能夠靈活高效地在不同的充電基站之間移動(dòng)以抓取、拔插和取送充電槍。因此，本發(fā)明的汽車充電設(shè)備具有高機(jī)動(dòng)性，能夠有效降低充主機(jī)車位比的同時(shí)提升新能源車的尋樁效率和便捷性，提升充電主機(jī)利用率。

6、優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的汽車充電設(shè)備中，機(jī)械臂掛載平臺(tái)和充電主機(jī)掛載平臺(tái)各自的平臺(tái)主體均包括：布置于平臺(tái)主體頂部的行走模塊、定位模塊以及通信及供電模塊，并且感知裝置包括：分別裝配于機(jī)械臂掛載平臺(tái)和充電主機(jī)掛載平臺(tái)上的充電基站位置識(shí)別器和避障裝置，以及裝配于機(jī)械臂掛載平臺(tái)上的機(jī)械臂末端視覺定位裝置。感知裝置為機(jī)械臂掛載平臺(tái)和充電主機(jī)掛載平臺(tái)兩個(gè)掛載平臺(tái)提供了環(huán)境感知能力，為兩個(gè)掛載平臺(tái)提供避障、定位、視覺識(shí)別等功能，從而能夠進(jìn)一步提高兩個(gè)掛載平臺(tái)運(yùn)行的安全性、運(yùn)行效率以及機(jī)械臂動(dòng)作的精準(zhǔn)度等，由此提高了根據(jù)本發(fā)明的汽車充電設(shè)備的可靠性和運(yùn)行效率。

7、優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的汽車充電設(shè)備中，機(jī)械臂掛載平臺(tái)和充電主機(jī)掛載平臺(tái)各自的定位模塊均是夾抓機(jī)構(gòu)，并能夠通過絲桿驅(qū)動(dòng)進(jìn)行伸縮，在定位模塊抱緊充電基站的駐車固定梁時(shí)，相應(yīng)的掛載平臺(tái)與充電基站形成鎖止態(tài)，并且在此狀態(tài)下經(jīng)由通信及供電模塊使所述相應(yīng)的掛載平臺(tái)與充電基站電氣連接，以由充電基站向所述相應(yīng)的掛載平臺(tái)供電；而在定位模塊放開充電基站的駐車固定梁時(shí)，解除所述相應(yīng)的掛載平臺(tái)與充電基站的鎖止態(tài)。通過在定位模塊和駐車固定梁形成鎖止態(tài)時(shí)進(jìn)行供電，能夠確保供電的穩(wěn)定性。

8、優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的汽車充電設(shè)備中，機(jī)械臂掛載平臺(tái)和充電主機(jī)掛載平臺(tái)各自的行走模塊均包括：沿著相應(yīng)平臺(tái)主體的縱向的兩側(cè)對(duì)稱布置的兩組滾輪組和與所述兩組滾輪組中的至少一組電連接的行走電機(jī)。

9、優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的汽車充電設(shè)備中，所述機(jī)械臂包括：固定于平臺(tái)主體的底部且可調(diào)節(jié)機(jī)械臂模塊高度的升降模塊、裝配于升降模塊下部與升降模塊連接的機(jī)械臂模塊以及與機(jī)械臂模塊的末端連接的充電槍抓取模塊。通過升降模塊調(diào)節(jié)機(jī)械臂的高度，擴(kuò)大了機(jī)械臂的臂展和動(dòng)作空間，能夠適應(yīng)于復(fù)雜的停車境況、多樣的車位布置以及更多類型的車輛，甚至能夠高效配合利用傳統(tǒng)的充電設(shè)施進(jìn)行自動(dòng)充電，提高了資源利用率，降低了單車位充電樁的布設(shè)成本。

10、優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的汽車充電設(shè)備中，充電主機(jī)包括定位組件，其布置在充電主機(jī)的頂部，充電主機(jī)掛載平臺(tái)的推收模塊包括固定于其靠近充電基站一側(cè)端的限位組件，限位組件為活動(dòng)機(jī)構(gòu)且與充電主機(jī)的定位組件相匹配，通過將限位組件打開或釋放來(lái)鎖定或者解放定位組件，在要形成推收模塊與充電主機(jī)的鎖止態(tài)時(shí)，打開限位組件并將充電主機(jī)的定位模塊沿縱向方向往外側(cè)頂出，使限位組件與充電主機(jī)的定位組件鎖定；在要解除推收模塊與充電主機(jī)的鎖止態(tài)時(shí)，釋放限位組件并將充電主機(jī)的定位模塊沿縱向方向往內(nèi)側(cè)回縮，使限位組件解除與充電主機(jī)的定位組件的鎖定。通過充電主機(jī)掛載平臺(tái)的限位組件與充電主機(jī)的定位組件的配合，使得能夠解除充電主機(jī)與充電主機(jī)掛載平臺(tái)的充電主機(jī)或者充電主機(jī)與充電基站的鎖止態(tài)，以及能夠解除充電主機(jī)與推收模塊的鎖止態(tài)，從而便于充電主機(jī)掛載平臺(tái)推出或回收充電主機(jī)。

11、優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的汽車充電設(shè)備中，充電主機(jī)掛載平臺(tái)的行走軌道與充電基站的鎖止軌道相匹配，當(dāng)充電主機(jī)掛載平臺(tái)與充電基站鎖止時(shí)，充電主機(jī)掛載平臺(tái)的行走軌道與充電基站的鎖止軌道對(duì)接形成水平軌道。通過行走軌道與充電基站的鎖止軌道對(duì)接，使得推收模塊能夠帶著充電主機(jī)在充電主機(jī)掛載平臺(tái)與充電基站之間順暢移動(dòng)。

12、優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的汽車充電設(shè)備中，充電主機(jī)還包括：行走模塊、動(dòng)插件、充電槍收納機(jī)構(gòu)以及收放線模塊，并且在充電主機(jī)的動(dòng)插件與充電基站的靜插件對(duì)接的情況下，充電基站能夠?yàn)槌潆娭鳈C(jī)供電。

13、根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種用于掛軌式汽車充電設(shè)備的充電主機(jī)掛載平臺(tái)，其包括：平臺(tái)主體，其包括：布置于平臺(tái)主體頂部的行走模塊、定位模塊以及通信及供電模塊，配設(shè)于平臺(tái)主體底部的推收模塊；配設(shè)于平臺(tái)主體底部的行走軌道；以及以可卸離方式掛載于充電主機(jī)掛載平臺(tái)下部的充電主機(jī)，在充電主機(jī)上以可取出的方式裝納有充電槍。由于充電主機(jī)掛載平臺(tái)能夠以掛載充電主機(jī)的方式沿行走導(dǎo)軌而在停車場(chǎng)的各停車位上方和充電基站之間行走，由此使得充電主機(jī)能夠作為活動(dòng)充電樁，由此提高了車場(chǎng)的利用率，傳統(tǒng)充電設(shè)施的利用率低、停車位地面改造工作量大問題。通過本發(fā)明以可攜帶充電主機(jī)的方式而在各車位或各充電基站之間移動(dòng)的充電主機(jī)掛載平臺(tái)，能夠在有效降低充主機(jī)車位比的同時(shí)提升新能源車的尋樁效率和便捷性，并且提升了充電主機(jī)利用率。

14、優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的充電主機(jī)掛載平臺(tái)中，充電主機(jī)包括定位組件，其布置在充電主機(jī)的頂部，并且，推收模塊包括限位組件，限位組件為活動(dòng)機(jī)構(gòu)且與充電主機(jī)的定位組件相匹配，通過將限位組件打開或釋放來(lái)鎖定或者解放定位組件。

15、優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的充電主機(jī)掛載平臺(tái)中，在要形成推收模塊與充電主機(jī)的鎖止態(tài)時(shí)，打開限位組件并將充電主機(jī)的定位模塊沿縱向方向往外側(cè)頂出，使限位組件與充電主機(jī)的定位組件鎖定；而在要解除推收模塊與充電主機(jī)的鎖止態(tài)時(shí)，釋放限位組件并將充電主機(jī)的定位模塊沿縱向方向往內(nèi)側(cè)回縮，以解除限位組件與充電主機(jī)定位組件的鎖定。

16、根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種用于掛軌式汽車充電設(shè)備的機(jī)械臂掛載平臺(tái)，其包括平臺(tái)主體和固定于平臺(tái)主體底部的、可升降的機(jī)械臂，其中，機(jī)械臂掛載平臺(tái)的平臺(tái)主體包括：布置于平臺(tái)主體頂部的行走模塊、定位模塊以及通信及供電模塊，并且，所述機(jī)械臂包括：固定于平臺(tái)主體的底部且可調(diào)節(jié)機(jī)械臂模塊高度的升降模塊、裝配于升降模塊下部與升降模塊連接的機(jī)械臂模塊、與機(jī)械臂模塊的末端連接的充電槍抓取模塊以及機(jī)械臂末端視覺定位裝置。

17、由于本發(fā)明的機(jī)械臂掛載平臺(tái)能夠沿行走導(dǎo)軌而在停車場(chǎng)的各停車位上方和充電基站之間行走，所攜帶的機(jī)械臂也能夠靈活高效地在不同的充電基站之間移動(dòng)以抓取、拔插和取送充電槍。不僅有效解決了充電過程中的跳槍問題，提升充電體驗(yàn)，而且通過機(jī)械臂的自動(dòng)拔槍設(shè)計(jì)能夠有效解決新能源車補(bǔ)能后的占位超時(shí)問題，提升車主充電體驗(yàn)，提高了車場(chǎng)資源利用率。

18、優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的機(jī)械臂掛載平臺(tái)，其還包括：布置在平臺(tái)主體上的充電基站位置識(shí)別器和避障裝置。

19、根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種掛軌式汽車充電系統(tǒng)，其包括：安裝在停車場(chǎng)頂部的導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，其包括：布置在停車場(chǎng)的停車位上方以貫穿式吊裝的行走導(dǎo)軌；根據(jù)本發(fā)明第一方面的汽車充電設(shè)備；沿行走導(dǎo)軌的沿線以與停車位相對(duì)應(yīng)地布置的多個(gè)充電基站；以及能夠與汽車充電設(shè)備和充電基站分別進(jìn)行通信的服務(wù)器，其中，充電基站包括：駐車固定梁、通信及供電模塊和靜插件，在汽車充電設(shè)備的機(jī)械臂掛載平臺(tái)或充電主機(jī)掛載平臺(tái)通過其定位模塊抱緊駐車固定梁而與充電基站形成鎖止態(tài)的情況下，充電基站的通信及供電模塊與相應(yīng)掛載平臺(tái)的通信及供電模塊對(duì)接以形成電氣連接，使得充電基站能夠?yàn)橄鄳?yīng)掛載平臺(tái)供電，在充電基站的靜插件與汽車充電設(shè)備的充電主機(jī)的動(dòng)插件對(duì)接的情況下，充電基站能夠?yàn)槌潆娭鳈C(jī)供電。

20、綜上所述，本發(fā)明的有益效果至少在于如下幾個(gè)方面：

21、1、本發(fā)明利用在掛軌式充電設(shè)備的高機(jī)動(dòng)性解決傳統(tǒng)充電設(shè)施的利用率低、停車位地面改造工作量大的問題。能夠在有效降低充主機(jī)車位比的同時(shí)提升新能源車的尋樁效率和便捷性，提升了充電主機(jī)利用率。

22、3、通過機(jī)械臂的設(shè)置，有效解決充電過程中的跳槍問題，提升了充電體驗(yàn)。

23、4、通過機(jī)械臂的自動(dòng)拔槍設(shè)計(jì)能夠有效解決新能源車補(bǔ)能后的占位超時(shí)問題，提升了車主充電體驗(yàn)。

24、5、本發(fā)明可大面積覆蓋停車場(chǎng)停車位，將無(wú)需專門設(shè)置新能源車專屬停車位，油車電車可混停，提高了資源利用率。解決了停車場(chǎng)車位有限導(dǎo)致油車占位、專屬新能源車位不夠或?qū)傩履茉窜囄焕寐实偷膯栴}。