專利名稱：一種蓄電池驅(qū)動(dòng)車輛的自動(dòng)續(xù)能裝置及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電動(dòng)車輛技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種蓄電池驅(qū)動(dòng)車輛的自動(dòng)續(xù)能裝置及控制方法。
背景技術(shù)：
作為一種環(huán)保、節(jié)能、安全的代步工具，以電能為動(dòng)力的車輛應(yīng)用范圍越來越廣， 比如電動(dòng)觀光車、電動(dòng)高爾夫球車、機(jī)場運(yùn)行專用車輛及移動(dòng)機(jī)器人等。但是，這些車輛存在的問題是其大部分是使用高質(zhì)量的機(jī)載可充電蓄電池組來給自身供電，一旦電能耗盡， 必須采用人工干預(yù)的方式進(jìn)行充電或更換電池，但是，由于其充電時(shí)間一般長于工作時(shí)間， 并且電池容量較大，重量可達(dá)幾十公斤，因此人工更換比較困難，而且目前對于電動(dòng)車輛自動(dòng)續(xù)能裝置的使用還未見相關(guān)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能在無人工干預(yù)環(huán)境下安全可靠、快速高效地自動(dòng)續(xù)能的蓄電池驅(qū)動(dòng)車輛的自動(dòng)續(xù)能裝置及控制方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的蓄電池驅(qū)動(dòng)車輛的自動(dòng)續(xù)能裝置由箱體、控制裝置、水平運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、垂直運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、圓盤旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、4個(gè)交流轉(zhuǎn)直流電源充電器和電池箱組成；其中箱體的前端呈開口狀，并且外部安裝有一個(gè)更換電池按鈕，而控制裝置、水平運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、垂直運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、圓盤旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、4個(gè)交流轉(zhuǎn)直流電源充電器和電池箱則設(shè)置在箱體的內(nèi)部。所述的水平運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括水平模組和水平步進(jìn)電機(jī)；水平模組由第一聯(lián)軸器、末位接近開關(guān)、中位接近開關(guān)、水平導(dǎo)軌、首位接近開關(guān)和水平絲杠組成；其中水平導(dǎo)軌水平設(shè)置在箱體內(nèi)部上方；水平絲杠安裝在水平導(dǎo)軌上，并且其一端通過第一聯(lián)軸器與水平步進(jìn)電機(jī)相連；首位接近開關(guān)、末位接近開關(guān)和中位接近開關(guān)分別安裝在水平導(dǎo)軌的兩端和中間部位，并且末位接近開關(guān)靠近聯(lián)軸器。所述的垂直運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括垂直模組、垂直步進(jìn)電機(jī)、支架和末端鏟子；垂直模組由第二聯(lián)軸器、上位接近開關(guān)、垂直絲杠、垂直導(dǎo)軌和下位接近開關(guān)組成；其中支架的上端通過絲杠母連接在水平絲杠上；垂直導(dǎo)軌的上端與支架的下端固連在一起；垂直絲杠安裝在垂直導(dǎo)軌上，并且其上端通過第二聯(lián)軸器與垂直步進(jìn)電機(jī)相連；上位接近開關(guān)和下位接近開關(guān)分別安裝在垂直導(dǎo)軌的上端和下端；末端鏟子的后端通過絲杠母安裝在位于上位接近開關(guān)和下位接近開關(guān)之間的垂直絲杠上。所述的圓盤旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括旋轉(zhuǎn)圓盤、軸、推力球軸承、同步齒輪帶和圓盤步進(jìn)電機(jī)；其中旋轉(zhuǎn)圓盤與軸相連接，軸通過推力球軸承垂直固定在箱體的底面之上，并且軸上設(shè)有同步齒輪；圓盤步進(jìn)電機(jī)安裝在箱體的側(cè)面上，其通過同步齒輪帶與軸上的同步齒輪相連接，從而帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)；旋轉(zhuǎn)圓盤上設(shè)有4個(gè)充電位、6個(gè)電池箱卡槽、6個(gè)接近開關(guān)、 4組充電觸點(diǎn)、待充電位和充電完成位；其中，4個(gè)充電位、待充電位和充電完成位分布在旋轉(zhuǎn)圓盤的表面，并且其上分別設(shè)有一個(gè)用來固定電池箱的電池箱卡槽；每個(gè)充電位上安裝有一個(gè)接近開關(guān)，用來檢測該位置是否存在電池箱；每個(gè)充電位的外部開口處安裝有充電觸點(diǎn)，該充電觸點(diǎn)的內(nèi)側(cè)面與電池箱上的觸點(diǎn)相接觸，外側(cè)面與交流轉(zhuǎn)直流電源充電器相連；待充電位用于存放內(nèi)部裝有待充電電池組的電池箱，或者當(dāng)待充電位空閑時(shí)，末端鏟子能夠穿過該位置插入到外部電池箱上；充電完成位用于存放內(nèi)部裝有已充滿電電池組的電池箱，為自動(dòng)續(xù)能裝置更換電池箱作準(zhǔn)備。所述的電池箱包括電池箱體、多根橫梁和觸點(diǎn)；電池箱體由相隔距離平行設(shè)置的多塊平板和底板構(gòu)成，相鄰平板之間的空間形成用于放置電池組的電池位；橫梁水平安裝在平板的上端，其與電池組之間的空隙用于插入末端鏟子；觸點(diǎn)位于電池箱體的一側(cè)。當(dāng)電池箱體放入充電位上時(shí)，觸點(diǎn)與充電觸點(diǎn)靠接，實(shí)現(xiàn)電池箱的充電功能。所述的4個(gè)交流轉(zhuǎn)直流電源充電器分別位于旋轉(zhuǎn)圓盤上4個(gè)充電位的旁邊，其一端與220伏的交流電源相連，另一端與旋轉(zhuǎn)圓盤上的充電觸點(diǎn)相接，以實(shí)現(xiàn)交流電轉(zhuǎn)換直流電的功能，并為直流電池組提供能量，并且內(nèi)部安裝有電壓檢測電路，該電路與控制裝置中的AD/ΙΟ模塊相連接，用于充電電池組的電壓檢測。所述的控制裝置由主機(jī)系統(tǒng)、AD/ΙΟ模塊、單片機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、無線AP模塊和電源組成；其中主機(jī)系統(tǒng)分別與AD/ΙΟ模塊、單片機(jī)和無線AP模塊相連接；AD/ΙΟ模塊為AD轉(zhuǎn)換器與輸入輸出接口電路，用于采集各種輸入信號，其輸入端口分別與末位接近開關(guān)、中位接近開關(guān)、首位接近開關(guān)、上位接近開關(guān)、下接近開關(guān)、6個(gè)接近開關(guān)以及交流轉(zhuǎn)直流電源充電器內(nèi)的電壓檢測電路相連，輸出端口與主機(jī)系統(tǒng)相接；單片機(jī)為步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器，其輸入端與主機(jī)系統(tǒng)相連，輸出端與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器相接；步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸入端與單片機(jī)相連，輸出端分別與水平步進(jìn)電機(jī)、垂直步進(jìn)電機(jī)和圓盤步進(jìn)電機(jī)相接；無線 AP模塊為無線網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)，用于通過無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與外部的聯(lián)系；電源則用于為整個(gè)控制裝置提供工作電源。所述的主機(jī)系統(tǒng)201由嵌入式工控主板、存儲(chǔ)器和CF卡組成或由可編程控制器實(shí)現(xiàn)；電源206由交流轉(zhuǎn)直流的開關(guān)電源及其輔助電路構(gòu)成。本發(fā)明提供的自動(dòng)續(xù)能裝置中將電池箱從充電位移至充電完成位控制方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟1)初始化I/O接口的SlOl階段；2)檢測各部件初始位置的S102階段；3)檢測充電位中電池組電壓的S103階段；4)判斷電池組充電是否結(jié)束的S104階段；5)末端鏟子退回水平末位的S105階段；6)將存放有已充滿電電池箱的充電位，即目標(biāo)充電位對準(zhǔn)末端鏟子的S106階段；7)將末端鏟子降至垂直下位的S107階段；8)將末端鏟子插入已充滿電電池箱，即目標(biāo)電池箱的S108階段；9)利用末端鏟子提起已充滿電電池箱的S109階段；10)將已充滿電電池箱退出原充電位的SllO階段；11)將充電完成位對準(zhǔn)末端鏟子的Slll階段；12)將已充滿電電池箱送入充電完成位的Sl 12階段；
13)將已充滿電電池箱放在充電完成位上的S113階段；14)將末端鏟子退回水平末位的Sl 14階段。本發(fā)明提供的自動(dòng)續(xù)能裝置中更換電池箱控制方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟1)系統(tǒng)初始化的S201階段；2)判斷充電完成位是否存在電池箱的S202階段；3)末端鏟子升至垂直上位的S203階段；4)末端鏟子退至水平末位的S204階段；5)將待充電位對準(zhǔn)末端鏟子的S205階段；6)末端鏟子降至垂直下位的S206階段；7)將末端鏟子插入外部電池箱的S207階段；8)利用末端鏟子提起外部電池箱的S208階段；9)將外部電池箱送入待充電位的S209階段；10)將外部電池箱放在待充電位上的S210階段；11)將末端鏟子退至水平末位的S211階段；12)將充電完成位對準(zhǔn)末端鏟子的S212階段；13)將末端鏟子插入已充滿電電池箱的S213階段；14)利用末端鏟子提起已充滿電電池箱的S214階段；15)將已充滿電電池箱送入外部空位的S215階段；16)將已充滿電電池箱放在外部空位上的S216階段；17)末端鏟子退至水平末位的S217階段。本發(fā)明提供的自動(dòng)續(xù)能裝置中將位于待充電位中的未充電電池箱放入充電位控制方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟1)系統(tǒng)初始化的S301階段；2)檢測各部件初始位置的S302階段；3)判斷待充電位中是否存在待充電電池箱的S303階段；4)將末端鏟子退至水平末位的S304階段；5)將待充電位對準(zhǔn)末端鏟子的S305階段；6)將末端鏟子降至垂直下位的S306階段；
7)將末端鏟子插入待充電電池箱的S307階段；8)利用末端鏟子提起待充電電池箱的S308階段；9)將待充電電池箱退出待充電位的S309階段；10)將空充電位對準(zhǔn)末端鏟子的S310階段；11)將待充電電池箱送入空充電位的S311階段；12)待充電電池箱放在空充電位上的S312階段；13)將末端鏟子退至水平末位的S313階段。本發(fā)明提供的蓄電池驅(qū)動(dòng)車輛的自動(dòng)續(xù)能裝置及控制方法能在無人工干預(yù)環(huán)境下安全可靠、快速高效地為蓄電池驅(qū)動(dòng)車輛自動(dòng)更換電池箱，實(shí)現(xiàn)其續(xù)能功能，且對蓄電池驅(qū)動(dòng)車輛結(jié)構(gòu)改動(dòng)很小，只需將車輛上的機(jī)載蓄電池組放入電池箱即可，因此具有自動(dòng)化程度高、結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、造價(jià)低，并且可以節(jié)省大量的時(shí)間與人力等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明提供的蓄電池驅(qū)動(dòng)車輛的自動(dòng)續(xù)能裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明提供的蓄電池驅(qū)動(dòng)車輛的自動(dòng)續(xù)能裝置中旋轉(zhuǎn)圓盤結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明提供的蓄電池驅(qū)動(dòng)車輛的自動(dòng)續(xù)能裝置中電池箱結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明提供的蓄電池驅(qū)動(dòng)車輛的自動(dòng)續(xù)能裝置中控制裝置組成框圖。圖5為本發(fā)明提供的蓄電池驅(qū)動(dòng)車輛的自動(dòng)續(xù)能裝置中將電池箱從充電位移至充電完成位控制方法流程圖。圖6為本發(fā)明提供的蓄電池驅(qū)動(dòng)車輛的自動(dòng)續(xù)能裝置中更換電池箱控制方法流程圖。圖7為本發(fā)明提供的蓄電池驅(qū)動(dòng)車輛的自動(dòng)續(xù)能裝置中將位于待充電位中的未充電電池箱放入充電位控制方法流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明提供的蓄電池驅(qū)動(dòng)車輛的自動(dòng)續(xù)能裝置及控制方法進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖1-圖4所示，本發(fā)明提供的蓄電池驅(qū)動(dòng)車輛的自動(dòng)續(xù)能裝置由箱體1、控制裝置2、水平運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、垂直運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、圓盤旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、4個(gè)交流轉(zhuǎn)直流電源充電器33和電池箱35組成；其中箱體1的前端呈開口狀，并且外部安裝有一個(gè)更換電池按鈕22，而控制裝置2、水平運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、垂直運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、圓盤旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、4個(gè)交流轉(zhuǎn)直流電源充電器33和電池箱 35則設(shè)置在箱體1的內(nèi)部。所述的水平運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括水平模組和水平步進(jìn)電機(jī)3 ；水平模組由第一聯(lián)軸器4、 末位接近開關(guān)5、中位接近開關(guān)6、水平導(dǎo)軌7、首位接近開關(guān)8和水平絲杠9組成，用于實(shí)現(xiàn)垂直模組沿水平導(dǎo)軌7的水平運(yùn)動(dòng)，并通過上述三個(gè)接近開關(guān)反饋垂直模組的水平位置； 其中水平導(dǎo)軌7水平設(shè)置在箱體1內(nèi)部上方；水平絲杠9安裝在水平導(dǎo)軌7上，并且其一端通過第一聯(lián)軸器4與水平步進(jìn)電機(jī)3相連；首位接近開關(guān)8、末位接近開關(guān)5和中位接近開關(guān)6分別安裝在水平導(dǎo)軌7的兩端和中間部位，并且末位接近開關(guān)5靠近聯(lián)軸器4。所述的垂直運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括垂直模組、垂直步進(jìn)電機(jī)10、支架34和末端鏟子11 ；垂直模組由第二聯(lián)軸器12、上位接近開關(guān)13、垂直絲杠14、垂直導(dǎo)軌15和下位接近開關(guān)16組成，用于實(shí)現(xiàn)末端鏟子11沿垂直導(dǎo)軌15的垂直運(yùn)動(dòng)，并通過上述兩個(gè)接近開關(guān)反饋末端鏟子11的垂直位置；其中支架34的上端通過絲杠母連接在水平絲杠9上；垂直導(dǎo)軌15的上端與支架34的下端固連在一起；垂直絲杠14安裝在垂直導(dǎo)軌15上，并且其上端通過第二聯(lián)軸器12與垂直步進(jìn)電機(jī)10相連；上位接近開關(guān)13和下位接近開關(guān)16分別安裝在垂直導(dǎo)軌15的上端和下端；末端鏟子11的后端通過絲杠母安裝在位于上位接近開關(guān)13和下位接近開關(guān)16之間的垂直絲杠14上。所述的圓盤旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括旋轉(zhuǎn)圓盤17、軸18、推力球軸承19、同步齒輪帶20和圓盤步進(jìn)電機(jī)21 ；其中旋轉(zhuǎn)圓盤17與軸18相連接，軸18通過推力球軸承19垂直固定在箱體1的底面之上，并且軸18上設(shè)有同步齒輪；圓盤步進(jìn)電機(jī)21安裝在箱體1的側(cè)面上，其
8通過同步齒輪帶20與軸18上的同步齒輪相連接，從而帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)圓盤17轉(zhuǎn)動(dòng)；旋轉(zhuǎn)圓盤17 上設(shè)有4個(gè)充電位23、6個(gè)電池箱卡槽M、6個(gè)接近開關(guān)25、4組充電觸點(diǎn)26、待充電位27 和充電完成位觀；其中，4個(gè)充電位23、待充電位27和充電完成位觀分布在旋轉(zhuǎn)圓盤17的表面，并且其上分別設(shè)有一個(gè)用來固定電池箱35的電池箱卡槽M ；每個(gè)充電位23上安裝有一個(gè)接近開關(guān)25，用來檢測該位置是否存在電池箱35 ；每個(gè)充電位23的外部開口處安裝有充電觸點(diǎn)26，該充電觸點(diǎn)沈的內(nèi)側(cè)面與電池箱35上的觸點(diǎn)32相接觸，外側(cè)面與交流轉(zhuǎn)直流電源充電器33相連，當(dāng)某一充電位23上存在電池箱35時(shí)，交流轉(zhuǎn)直流電源充電器33 能夠通過充電觸點(diǎn)沈?yàn)殡姵叵?5內(nèi)的電池組充電；待充電位27用于存放內(nèi)部裝有待充電電池組的電池箱35，或者當(dāng)待充電位27空閑時(shí)，末端鏟子11能夠穿過該位置插入到外部電池箱上；充電完成位觀用于存放內(nèi)部裝有已充滿電電池組的電池箱35，為自動(dòng)續(xù)能裝置更換電池箱作準(zhǔn)備。所述的電池箱35包括電池箱體31、多根橫梁30和觸點(diǎn)32 ；電池箱體31由相隔距離平行設(shè)置的多塊平板36和底板37構(gòu)成，相鄰平板36之間的空間形成用于放置電池組的電池位四；橫梁30水平安裝在平板36的上端，其與電池組之間的空隙用于插入末端鏟子 11 ；觸點(diǎn)32位于電池箱體31的一側(cè)，當(dāng)電池箱35位于車輛內(nèi)部時(shí)，電池箱35內(nèi)的電池組通過觸點(diǎn)32為車輛提供能源，當(dāng)電池箱35位于自動(dòng)續(xù)能裝置上的充電位23時(shí)，觸點(diǎn)32與充電觸點(diǎn)26相接觸，以實(shí)現(xiàn)電池箱的充電功能。所述的4個(gè)交流轉(zhuǎn)直流電源充電器33分別位于旋轉(zhuǎn)圓盤17上4個(gè)充電位沈的旁邊，其一端與220伏的交流電源相連，另一端與旋轉(zhuǎn)圓盤17上的充電觸點(diǎn)沈相接，以實(shí)現(xiàn)交流電轉(zhuǎn)換直流電的功能，并為直流電池組提供能量，并且內(nèi)部安裝有電壓檢測電路，該電路與控制裝置2中的AD/ΙΟ模塊202相連接，用于充電電池組的電壓檢測。所述的控制裝置2由主機(jī)系統(tǒng)201、AD/ΙΟ模塊202、單片機(jī)203、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 204、無線AP模塊205和電源206組成，用于實(shí)現(xiàn)電池箱的自動(dòng)更換以及待充電電池組的自動(dòng)充電等功能；其中主機(jī)系統(tǒng)201為控制裝置2的控制核心，分別與AD/ΙΟ模塊202、單片機(jī)203和無線AP模塊205相連接；AD/ΙΟ模塊202為AD轉(zhuǎn)換器與輸入輸出接口電路，用于采集各種輸入信號，其輸入端口分別與末位接近開關(guān)5、中位接近開關(guān)6、首位接近開關(guān)8、 上位接近開關(guān)13、下接近開關(guān)16、6個(gè)接近開關(guān)25以及交流轉(zhuǎn)直流電源充電器33中的電壓檢測電路相連，輸出端口與主機(jī)系統(tǒng)201相接；單片機(jī)203為步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器，其能夠根據(jù)主機(jī)系統(tǒng)201的指令控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行，并能精確控制水平步進(jìn)電機(jī)3、垂直步進(jìn)電機(jī)10和圓盤步進(jìn)電機(jī)21的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，其輸入端與主機(jī)系統(tǒng)201相連，輸出端與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器204相接；步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器204用于獨(dú)立地推動(dòng)三個(gè)步進(jìn)電機(jī)3，10，21的運(yùn)轉(zhuǎn)，其輸入端與單片機(jī)203相連，輸出端分別與水平步進(jìn)電機(jī)3、垂直步進(jìn)電機(jī)10和圓盤步進(jìn)電機(jī)21 相接；無線AP模塊205為無線網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)，用于通過無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與外部的聯(lián)系，當(dāng)服務(wù)對象為自主移動(dòng)機(jī)器人等智能車輛時(shí)，可以通過無線AP模塊205實(shí)現(xiàn)與對方的通訊，并實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)續(xù)能功能，為其大范圍的推廣提供保障；電源206則用于為整個(gè)控制裝置提供工作電源。所述的主機(jī)系統(tǒng)201由嵌入式工控主板、存儲(chǔ)器和CF卡組成或由可編程控制器實(shí)現(xiàn)；電源206由交流轉(zhuǎn)直流的開關(guān)電源及其輔助電路構(gòu)成。圖5為本發(fā)明提供的蓄電池驅(qū)動(dòng)車輛的自動(dòng)續(xù)能裝置中將電池箱從充電位移至充電完成位控制方法流程圖。在下面的說明中，假定控制裝置2中各組件已經(jīng)處于待用狀態(tài)，且主系統(tǒng)工作在空閑模式下，同時(shí)某個(gè)充電位23中電池箱35內(nèi)的電池組已充滿電，現(xiàn)需要將該電池箱35從該充電位23移至充電完成位觀。另外，水平首位、水平中位和水平末位分別指末端鏟子11處于首位接近開關(guān)8、中位接近開關(guān)6和末位接近開關(guān)5的位置；垂直上位和垂直下位分別指末端鏟子11處于上位接近開關(guān)13和下位接近開關(guān)16的位置。如圖5所示，所述的自動(dòng)續(xù)能裝置中將電池箱從充電位移至充電完成位控制方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟1)初始化I/O接口的SlOl階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201將對I/O板輸入輸出接口進(jìn)行初始化；2)檢測各部件初始位置的S102階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201將通過AD/ΙΟ模塊202循環(huán)檢測各接近開關(guān)的狀態(tài)，從而獲得各個(gè)部件的初始位置信息；3)檢測充電位中電池組電壓的S103階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201將通過AD/ IO模塊202循環(huán)檢測各個(gè)充電位23中電池箱內(nèi)電池組的電壓；4)判斷電池組充電是否結(jié)束的S104階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201將通過 S102、S103階段獲得的信息來判斷各充電位23中是否存在已經(jīng)充滿電的電池箱即已充滿電電池箱，如果是則進(jìn)入S105階段，否則返回到S103階段的入口處；5)末端鏟子退回水平末位的S105階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201將通過末位接近開關(guān)5來判斷末端鏟子11是否處在水平末位位置，如果是則直接進(jìn)入S106階段，否則啟動(dòng)水平步進(jìn)電機(jī)3，以使末端鏟子11移動(dòng)到水平末位位置，然后再進(jìn)入S106階段；6)將存放有已充滿電電池箱的充電位，即目標(biāo)充電位對準(zhǔn)末端鏟子的S106階段； 在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201將控制圓盤步進(jìn)電機(jī)21轉(zhuǎn)動(dòng)，以使距離末端鏟子11正前方最近且其上具有已充滿電電池箱的充電位23轉(zhuǎn)至末端鏟子n的正前方；7)將末端鏟子降至垂直下位的S107階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201將通過下位接近開關(guān)16來判斷末端鏟子11是否處在垂直下位位置，如果是則直接進(jìn)入S108階段，否則啟動(dòng)垂直步進(jìn)電機(jī)10，以使末端鏟子11移動(dòng)到垂直下位位置，然后再進(jìn)入S108階段；8)將末端鏟子插入已充滿電電池箱，即目標(biāo)電池箱的S108階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201將控制水平步進(jìn)電機(jī)3轉(zhuǎn)動(dòng)，以使末端鏟子11移向水平中位位置，并通過中位接近開關(guān)6進(jìn)行檢測，以確保末端鏟子11運(yùn)行到水平中位位置，在此過程中垂直模組將帶動(dòng)末端鏟子U水平前伸，從而使末端鏟子U插入到位于充電位23中已充滿電電池箱上橫梁30和電池組之間的空隙中；9)利用末端鏟子提起目標(biāo)電池箱的S109階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201將控制垂直步進(jìn)電機(jī)10轉(zhuǎn)動(dòng)，以使末端鏟子11上升，并通過上位接近開關(guān)13進(jìn)行判斷，以確保末端鏟子11運(yùn)行到垂直上位位置，從而將已充滿電電池箱提起；10)將已充滿電電池箱退出原充電位的SllO階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201將控制水平步進(jìn)電機(jī)3轉(zhuǎn)動(dòng)，以使末端鏟子11移向水平末位位置，同時(shí)通過末位接近開關(guān)5 進(jìn)行檢測，以確保末端鏟子11運(yùn)行到水平末位位置，在此過程中末端鏟子11將帶動(dòng)已充滿電電池箱水平后移，使其從原來所處的充電位23中退出；11)將充電完成位對準(zhǔn)末端鏟子的Slll階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201將控制圓盤步進(jìn)電機(jī)21轉(zhuǎn)動(dòng)，以使充電完成位28轉(zhuǎn)至末端鏟子11的正前方；
10
12)將已充滿電電池箱送入充電完成位的S112階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201 將控制水平步進(jìn)電機(jī)3轉(zhuǎn)動(dòng)，以使末端鏟子11移向水平中位位置，同時(shí)通過中位接近開關(guān) 6進(jìn)行判斷，以確保末端鏟子11運(yùn)行到水平中位位置，在此過程中末端鏟子11將帶動(dòng)已充滿電電池箱水平前移，并使其進(jìn)入到充電完成位觀中；13)將已充滿電電池箱放在充電完成位上的S113階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201 將控制垂直步進(jìn)電機(jī)10轉(zhuǎn)動(dòng)，以使末端鏟子11移向垂直下位位置，同時(shí)通過下位接近開關(guān) 16進(jìn)行檢測，以確保末端鏟子11運(yùn)行到垂直下位位置，在此過程中末端鏟子11將下降，并將已充滿電電池箱放在充電完成位觀上；14)將末端鏟子退回水平末位的S114階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201將控制水平步進(jìn)電機(jī)3轉(zhuǎn)動(dòng)，以使末端鏟子11移向水平末位位置，同時(shí)通過末位接近開關(guān)5進(jìn)行判斷，以確保末端鏟子11運(yùn)行到水平末位位置，在此過程中末端鏟子11將從已充滿電電池箱上脫出，由此完成將電池箱從充電位移至充電完成位的整個(gè)過程。圖6為本發(fā)明提供的蓄電池驅(qū)動(dòng)車輛的自動(dòng)續(xù)能裝置中更換電池箱控制方法流程圖。在下面的說明中，假定電動(dòng)車輛或自主移動(dòng)機(jī)器人等蓄電池驅(qū)動(dòng)車輛已經(jīng)實(shí)現(xiàn)泊位， 其上安裝電池箱的位置正好對正自動(dòng)續(xù)能裝置，駕駛員手動(dòng)按下更換電池按鈕22或通過無線網(wǎng)絡(luò)與自動(dòng)續(xù)能裝置進(jìn)行通訊就可以自動(dòng)進(jìn)入更換電池箱工作過程。如圖6所示，所述的自動(dòng)續(xù)能裝置中更換電池箱控制方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟1)系統(tǒng)初始化的S201階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201將對相關(guān)部件進(jìn)行初始化操作；2)判斷充電完成位是否存在電池箱的S202階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201將判斷充電完成位觀中是否存在已充滿電電池箱，如果是則進(jìn)入S203階段，否則跳轉(zhuǎn)到SlOl 階段的入口處，進(jìn)入已充滿電電池箱從充電位移至充電完成位的工作過程；3)末端鏟子升至垂直上位的S203階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201將通過上位接近開關(guān)13來判斷末端鏟子11是否處在垂直上位位置，如果是則直接進(jìn)入S204階段，否則啟動(dòng)垂直步進(jìn)電機(jī)10，以使末端鏟子11運(yùn)行到垂直上位位置，然后再進(jìn)入S204階段；4)末端鏟子退至水平末位的S204階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201將控制水平步進(jìn)電機(jī)3轉(zhuǎn)動(dòng)，以使末端鏟子11移向水平末位位置，同時(shí)通過末位接近開關(guān)5進(jìn)行檢測，以確保末端鏟子U移動(dòng)到水平末位位置；5)將待充電位對準(zhǔn)末端鏟子的S205階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201將控制圓盤步進(jìn)電機(jī)21轉(zhuǎn)動(dòng)，以使待充電位27轉(zhuǎn)至末端鏟子11的正前方；6)末端鏟子降至垂直下位的S206階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201將控制垂直步進(jìn)電機(jī)10轉(zhuǎn)動(dòng)，以使末端鏟子11移向垂直下位位置，同時(shí)通過下位接近開關(guān)16進(jìn)行檢測， 以確保末端鏟子11運(yùn)行到垂直下位位置；7)將末端鏟子插入外部電池箱的S207階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201將控制水平步進(jìn)電機(jī)3轉(zhuǎn)動(dòng)，以使末端鏟子11移向水平首位位置，同時(shí)通過首位接近開關(guān)8進(jìn)行檢測，以確保末端鏟子11移動(dòng)到水平首位位置，在此過程中，垂直模組將帶動(dòng)末端鏟子11水平前伸，并使其前端插入到外部車輛上外部待充電電池箱的橫梁30和電池組間的空隙中；8)利用末端鏟子提起外部電池箱的S208階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201將控制垂直步進(jìn)電機(jī)10轉(zhuǎn)動(dòng)，以使末端鏟子11移向垂直上位位置，同時(shí)通過上位接近開關(guān)13進(jìn)行檢測，以確保末端鏟子11移動(dòng)到垂直上位位置，在此過程中，末端鏟子11將帶動(dòng)外部電池箱一起升高，從而將其抬起；9)將外部電池箱送入待充電位的S209階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201將控制水平步進(jìn)電機(jī)3轉(zhuǎn)動(dòng)，以使末端鏟子11移向水平中位位置，同時(shí)通過中位接近開關(guān)6進(jìn)行檢測，以確保末端鏟子11運(yùn)行到水平中位位置，在此過程中，垂直模組將帶動(dòng)末端鏟子11水平后移，從而將外部電池箱送入待充電位27中；10)將外部電池箱放在待充電位上的S210階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201將控制垂直步進(jìn)電機(jī)10轉(zhuǎn)動(dòng)，以使末端鏟子11移向垂直下位位置，同時(shí)通過下位接近開關(guān)16 進(jìn)行檢測，以確保末端鏟子11運(yùn)行到垂直下位位置，在此過程中末端鏟子11將降低，并將外部電池箱放在待充電位27上；11)將末端鏟子退至水平末位的S211階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201將控制水平步進(jìn)電機(jī)3轉(zhuǎn)動(dòng)，以使末端鏟子11移向水平末位位置，同時(shí)通過末位接近開關(guān)5進(jìn)行檢測，以確保末端鏟子11運(yùn)行到水平末位位置，在此過程中末端鏟子11將從外部電池箱上脫出；12)將充電完成位對準(zhǔn)末端鏟子的S212階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201將控制圓盤步進(jìn)電機(jī)21轉(zhuǎn)動(dòng)，以使充電完成位觀轉(zhuǎn)至末端鏟子11的正前方；13)將末端鏟子插入已充滿電電池箱的S213階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201將控制水平步進(jìn)電機(jī)3轉(zhuǎn)動(dòng)，以使末端鏟子11移向水平中位位置，同時(shí)通過中位接近開關(guān)6 進(jìn)行檢測，以確保末端鏟子11移動(dòng)到水平中位位置，在此過程中，垂直模組將帶動(dòng)末端鏟子11水平前伸，并將末端鏟子11的前端插入到位于充電完成位觀中的已充滿電電池箱上橫梁30和電池組間的空隙中；14)利用末端鏟子提起已充滿電電池箱的S214階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201 將控制垂直步進(jìn)電機(jī)10轉(zhuǎn)動(dòng)，以使末端鏟子11移向垂直上位位置，并通過上位接近開關(guān)13 進(jìn)行檢測，以確保末端鏟子U移動(dòng)到垂直上位位置，在此過程中末端鏟子11將上升，從而將已充滿電電池箱提起；15)將已充滿電電池箱送入外部空位的S215階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201將控制水平步進(jìn)電機(jī)3轉(zhuǎn)動(dòng)，以使末端鏟子11移向水平首位位置，同時(shí)通過首位接近開關(guān)8 進(jìn)行檢測，以確保末端鏟子11運(yùn)行到水平首位位置，在此過程中，垂直模組將帶動(dòng)末端鏟子11水平前伸，從而將已充滿電電池箱送入到外部電動(dòng)車輛的電池箱空位中；16)將已充滿電電池箱放在外部空位上的S216階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201 將控制垂直步進(jìn)電機(jī)10轉(zhuǎn)動(dòng)，以使末端鏟子11移向垂直下位位置，同時(shí)通過下位接近開關(guān) 16進(jìn)行檢測，以確保末端鏟子11移動(dòng)到垂直下位位置，在此過程中末端鏟子11將下降，并將已充滿電電池箱放在外部電動(dòng)車輛的電池箱空位上；17)末端鏟子退至水平末位的S217階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201將控制水平步進(jìn)電機(jī)3轉(zhuǎn)動(dòng)，以使末端鏟子11移向水平末位位置，同時(shí)通過末位接近開關(guān)5進(jìn)行檢測， 以確保末端鏟子11運(yùn)行到水平末位位置，在此過程中，末端鏟子11將從已充滿電電池箱上脫出，由此完成更換電池箱的整個(gè)過程。圖7為本發(fā)明提供的蓄電池驅(qū)動(dòng)車輛的自動(dòng)續(xù)能裝置中將位于待充電位中的未充電電池箱放入充電位控制方法流程圖。如圖7所示，所述的自動(dòng)續(xù)能裝置中將位于待充電位中的未充電電池箱放入充電位控制方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟1)系統(tǒng)初始化的S301階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201將對相關(guān)部件進(jìn)行初始化操作；2)檢測各部件初始位置的S302階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201將通過AD/ΙΟ模塊202循環(huán)檢測各接近開關(guān)的狀態(tài)，從而獲得各個(gè)部件的初始位置信息；3)判斷待充電位中是否存在待充電電池箱的S303階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng) 201將通過S302階段獲得的信息來判斷待充電位27中是否存在待充電電池箱，如果是則進(jìn)入S304階段，否則返回到S302階段的入口處；4)將末端鏟子退至水平末位的S304階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201將通過末位接近開關(guān)5來判斷末端鏟子11是否處在水平末位位置，如果是則直接進(jìn)入S305階段，否則啟動(dòng)水平步進(jìn)電機(jī)3，以使末端鏟子11運(yùn)行到水平末位位置，然后再進(jìn)入S305階段；5)將待充電位對準(zhǔn)末端鏟子11的S305階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201將控制圓盤步進(jìn)電機(jī)21轉(zhuǎn)動(dòng)，以使待充電位27轉(zhuǎn)至末端鏟子11的正前方；6)將末端鏟子降至垂直下位的S306階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201將通過下位接近開關(guān)16來判斷末端鏟子11是否處在垂直下位位置，如果是則直接進(jìn)入S307階段，否則啟動(dòng)垂直步進(jìn)電機(jī)10，以使末端鏟子11運(yùn)行到垂直下位位置，然后再進(jìn)入S307階段；7)將末端鏟子插入待充電電池箱的S307階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201將控制水平步進(jìn)電機(jī)3轉(zhuǎn)動(dòng)，以使末端鏟子11移向水平中位位置，同時(shí)通過中位接近開關(guān)6進(jìn)行檢測，以確保末端鏟子11運(yùn)行到水平中位位置，在此過程中，垂直模組將帶動(dòng)末端鏟子11 水平前伸，并使末端鏟子11的前端插入到位于待充電位27中待充電電池箱的橫梁30和電池組間的空隙中；8)利用末端鏟子提起待充電電池箱的S308階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201將控制垂直步進(jìn)電機(jī)10轉(zhuǎn)動(dòng)，以使末端鏟子11移向垂直上位位置，同時(shí)通過上位接近開關(guān)13 進(jìn)行檢測，以確保末端鏟子11運(yùn)行到垂直上位位置，在此過程中，末端鏟子11將升高，并將待充電電池箱提起；9)將待充電電池箱退出待充電位的S309階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201將控制水平步進(jìn)電機(jī)3轉(zhuǎn)動(dòng)，以使末端鏟子11移向水平末位位置，同時(shí)通過末位接近開關(guān)5進(jìn)行檢測，以確保末端鏟子11運(yùn)行至水平末位位置，在此過程中，垂直模組將帶動(dòng)末端鏟子11 水平后退，并使位于待充電位27中的待充電電池箱退出待充電位27 ；10)將空充電位對準(zhǔn)末端鏟子的S310階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201將控制圓盤步進(jìn)電機(jī)21轉(zhuǎn)動(dòng)，以使空充電位23轉(zhuǎn)至末端鏟子11的正前方；11)將待充電電池箱送入空充電位的S311階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201控制水平步進(jìn)電機(jī)3轉(zhuǎn)動(dòng)，以使末端鏟子11移向水平中位位置，同時(shí)通過中位接近開關(guān)6進(jìn)行檢測，以確保末端鏟子11運(yùn)行至水平中位位置，在此過程中，垂直模組將帶動(dòng)末端鏟子11 水平前伸，從而將待充電電池箱送入空充電位23中；12)待充電電池箱放在空充電位上的S312階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201將控制垂直步進(jìn)電機(jī)10轉(zhuǎn)動(dòng)，以使末端鏟子11移向垂直下位位置，同時(shí)通過下位接近開關(guān)16 進(jìn)行檢測，以確保末端鏟子11運(yùn)行至垂直下位位置，在此過程中末端鏟子11將下降，從而將待充電電池箱放在空充電位23上；
13)將末端鏟子退至水平末位的S313階段；在此階段中，主機(jī)系統(tǒng)201將控制水平步進(jìn)電機(jī)3轉(zhuǎn)動(dòng)，以使末端鏟子11移向水平末位位置，同時(shí)通過末位接近開關(guān)5進(jìn)行檢測，以確保末端鏟子11運(yùn)行至水平模組末位位置，在此過程中，末端鏟子11將從待充電電池箱上脫出，由此完成將位于待充電位中的未充電電池箱放入充電位的整個(gè)過程。上面利用三種控制方法對本發(fā)明提供的蓄電池驅(qū)動(dòng)車輛的自動(dòng)續(xù)能裝置工作過程進(jìn)行了詳細(xì)說明。另外，在以上所述的各系統(tǒng)具體操作階段中，任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)技術(shù)故障或者系統(tǒng)問題，則系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行重置操作，并且進(jìn)行自檢，并發(fā)出警報(bào)，以提醒工作人員及時(shí)做出相應(yīng)處理。
權(quán)利要求
1.一種蓄電池驅(qū)動(dòng)車輛的自動(dòng)續(xù)能裝置，其特征在于所述的自動(dòng)續(xù)能裝置由箱體 (1)和控制裝置O)、水平運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、垂直運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、圓盤旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、4個(gè)交流轉(zhuǎn)直流電源充電器(33)和電池箱(35)組成；其中箱體(1)的前端呈開口狀，并且外部安裝有一個(gè)更換電池按鈕(22)，而控制裝置O)、水平運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、垂直運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、圓盤旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、4個(gè)交流轉(zhuǎn)直流電源充電器(33)和電池箱(35)則設(shè)置在箱體(1)的內(nèi)部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池驅(qū)動(dòng)車輛的自動(dòng)續(xù)能裝置，其特征在于所述的水平運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括水平模組和水平步進(jìn)電機(jī)(3)；水平模組由第一聯(lián)軸器G)、末位接近開關(guān) (5)、中位接近開關(guān)(6)、水平導(dǎo)軌(7)、首位接近開關(guān)(8)和水平絲杠(9)組成；其中水平導(dǎo)軌(7)水平設(shè)置在箱體(1)內(nèi)部上方；水平絲杠(9)安裝在水平導(dǎo)軌(7)上，并且其一端通過第一聯(lián)軸器(4)與水平步進(jìn)電機(jī)(3)相連；首位接近開關(guān)(8)、末位接近開關(guān)(5)和中位接近開關(guān)(6)分別安裝在水平導(dǎo)軌(7)的兩端和中間部位，并且末位接近開關(guān)(5)靠近聯(lián)軸器⑷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池驅(qū)動(dòng)車輛的自動(dòng)續(xù)能裝置，其特征在于所述的垂直運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括垂直模組、垂直步進(jìn)電機(jī)(10)、支架(34)和末端鏟子(11)；垂直模組由第二聯(lián)軸器(12)、上位接近開關(guān)(13)、垂直絲杠(14)、垂直導(dǎo)軌(1 和下位接近開關(guān)(16)組成；其中支架(34)的上端通過絲杠母連接在水平絲杠(9)上；垂直導(dǎo)軌(1 的上端與支架(34)的下端固連在一起；垂直絲杠(14)安裝在垂直導(dǎo)軌(1 上，并且其上端通過第二聯(lián)軸器(12)與垂直步進(jìn)電機(jī)(10)相連；上位接近開關(guān)(13)和下位接近開關(guān)(16)分別安裝在垂直導(dǎo)軌(1 的上端和下端；末端鏟子(11)的后端通過絲杠母安裝在位于上位接近開關(guān)(13)和下位接近開關(guān)(16)之間的垂直絲杠(14)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池驅(qū)動(dòng)車輛的自動(dòng)續(xù)能裝置，其特征在于所述的圓盤旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括旋轉(zhuǎn)圓盤(17)、軸(18)、推力球軸承(19)、同步齒輪帶00)和圓盤步進(jìn)電機(jī) (21)；其中旋轉(zhuǎn)圓盤(17)與軸(18)相連接，軸(18)通過推力球軸承(19)垂直固定在箱體 (1)的底面之上，并且軸(18)上設(shè)有同步齒輪；圓盤步進(jìn)電機(jī)安裝在箱體(1)的側(cè)面上，其通過同步齒輪帶OO)與軸(18)上的同步齒輪相連接，從而帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)圓盤(17)轉(zhuǎn)動(dòng)； 旋轉(zhuǎn)圓盤(17)上設(shè)有4個(gè)充電位03)、6個(gè)電池箱卡槽04)、6個(gè)接近開關(guān)05)、4組充電觸點(diǎn)(26)、待充電位(XT)和充電完成位08)；其中，4個(gè)充電位( )、待充電位(XT)和充電完成位08)分布在旋轉(zhuǎn)圓盤(17)的表面，并且其上分別設(shè)有一個(gè)用來固定電池箱(35) 的電池箱卡槽04)；每個(gè)充電位上安裝有一個(gè)接近開關(guān)(25)，用來檢測該位置是否存在電池箱(35)；每個(gè)充電位03)的外部開口處安裝有充電觸點(diǎn)( )，該充電觸點(diǎn)06)的內(nèi)側(cè)面與電池箱(3 上的觸點(diǎn)(3 相接觸，外側(cè)面與交流轉(zhuǎn)直流電源充電器(3 相連； 待充電位(XT)用于存放內(nèi)部裝有待充電電池組的電池箱(35)，或者當(dāng)待充電位(XT)空閑時(shí)，末端鏟子(11)能夠穿過該位置插入到外部電池箱上；充電完成位08)用于存放內(nèi)部裝有已充滿電電池組的電池箱35，為自動(dòng)續(xù)能裝置更換電池箱作準(zhǔn)備。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池驅(qū)動(dòng)車輛的自動(dòng)續(xù)能裝置，其特征在于所述的電池箱(35)包括電池箱體(31)、多根橫梁(30)和觸點(diǎn)(32)；電池箱體(31)由相隔距離平行設(shè)置的多塊平板(36)和底板(37)構(gòu)成，相鄰平板(36)之間的空間形成用于放置電池組的電池位09)；橫梁(30)水平安裝在平板(36)的上端，其與電池組之間的空隙用于插入末端鏟子(11)；觸點(diǎn)(32)位于電池箱體(31)的一側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池驅(qū)動(dòng)車輛的自動(dòng)續(xù)能裝置，其特征在于所述的4個(gè)交流轉(zhuǎn)直流電源充電器(3 分別位于旋轉(zhuǎn)圓盤(17)上4個(gè)充電位06)的旁邊，其一端與 220伏的交流電源相連，另一端與旋轉(zhuǎn)圓盤(17)上的充電觸點(diǎn)06)相接，以實(shí)現(xiàn)交流電轉(zhuǎn)換直流電的功能，并為直流電池組提供能量，并且內(nèi)部安裝有電壓檢測電路，該電路與控制裝置O)中的AD/ΙΟ模塊202相連接，用于充電電池組的電壓檢測。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池驅(qū)動(dòng)車輛的自動(dòng)續(xù)能裝置，其特征在于所述的控制裝置2由主機(jī)系統(tǒng)Q01)、AD/I0模塊002)、單片機(jī)003)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器004)、無線 AP模塊(205)和電源(206)組成；其中主機(jī)系統(tǒng)O01)分別與AD/ΙΟ模塊Q02)、單片機(jī) (203)和無線AP模塊(205)相連接；AD/ΙΟ模塊(202)為AD轉(zhuǎn)換器與輸入輸出接口電路，用于采集各種輸入信號，其輸入端口分別與末位接近開關(guān)(5)、中位接近開關(guān)(6)、首位接近開關(guān)(8)、上位接近開關(guān)(13)、下接近開關(guān)(16)、6個(gè)接近開關(guān)05)以及交流轉(zhuǎn)直流電源充電器(33)內(nèi)的電壓檢測電路相連，輸出端口與主機(jī)系統(tǒng)O01)相接；單片機(jī)Q03)為步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器，其輸入端與主機(jī)系統(tǒng)(201)相連，輸出端與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(204)相接； 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器O04)的輸入端與單片機(jī)(20 相連，輸出端分別與水平步進(jìn)電機(jī)(3)、垂直步進(jìn)電機(jī)(10)和圓盤步進(jìn)電機(jī)相接；無線AP模塊(205)為無線網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)，用于通過無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與外部的聯(lián)系；電源(206)則用于為整個(gè)控制裝置提供工作電源。
8.—種權(quán)利要求1所述的自動(dòng)續(xù)能裝置中將電池箱從充電位移至充電完成位控制方法，其特征在于所述的控制方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟1)初始化I/O接口的SlOl階段；2)檢測各部件初始位置的S102階段；3)檢測充電位中電池組電壓的S103階段；4)判斷電池組充電是否結(jié)束的S104階段；5)末端鏟子退回水平末位的S105階段；6)將存放有已充滿電電池箱的充電位，即目標(biāo)充電位對準(zhǔn)末端鏟子的S106階段；7)將末端鏟子降至垂直下位的S107階段；8)將末端鏟子插入已充滿電電池箱，即目標(biāo)電池箱的S108階段；9)利用末端鏟子提起已充滿電電池箱的S109階段；10)將已充滿電電池箱退出原充電位的SllO階段；11)將充電完成位對準(zhǔn)末端鏟子的Slll階段；12)將已充滿電電池箱送入充電完成位的S112階段；13)將已充滿電電池箱放在充電完成位上的S113階段；14)將末端鏟子退回水平末位的S114階段。
9.一種權(quán)利要求1所述的自動(dòng)續(xù)能裝置中更換電池箱控制方法，其特征在于所述的控制方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟1)系統(tǒng)初始化的S201階段；2)判斷充電完成位是否存在電池箱的S202階段；3)末端鏟子升至垂直上位的S203階段；4)末端鏟子退至水平末位的S204階段；5)將待充電位對準(zhǔn)末端鏟子的S205階段；6)末端鏟子降至垂直下位的S206階段；7)將末端鏟子插入外部電池箱的S207階段；8)利用末端鏟子提起外部電池箱的S208階段；9)將外部電池箱送入待充電位的S209階段；10)將外部電池箱放在待充電位上的S210階段；11)將末端鏟子退至水平末位的S211階段；12)將充電完成位對準(zhǔn)末端鏟子的S212階段；13)將末端鏟子插入已充滿電電池箱的S213階段；14)利用末端鏟子提起已充滿電電池箱的S214階段；15)將已充滿電電池箱送入外部空位的S215階段；16)將已充滿電電池箱放在外部空位上的S216階段；17)末端鏟子退至水平末位的S217階段。
10. 一種權(quán)利要求1所述的自動(dòng)續(xù)能裝置中將位于待充電位中的未充電電池箱放入充電位控制方法，其特征在于所述的控制方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟1)系統(tǒng)初始化的S301階段；2)檢測各部件初始位置的S302階段；3)判斷待充電位中是否存在待充電電池箱的S303階段；4)將末端鏟子退至水平末位的S304階段；5)將待充電位對準(zhǔn)末端鏟子的S305階段；6)將末端鏟子降至垂直下位的S306階段；7)將末端鏟子插入待充電電池箱的S307階段；8)利用末端鏟子提起待充電電池箱的S308階段；9)將待充電電池箱退出待充電位的S309階段；10)將空充電位對準(zhǔn)末端鏟子的S310階段；11)將待充電電池箱送入空充電位的S311階段；12)待充電電池箱放在空充電位上的S312階段；13)將末端鏟子退至水平末位的S313階段。
全文摘要
一種蓄電池驅(qū)動(dòng)車輛的自動(dòng)續(xù)能裝置及控制方法。裝置由箱體和控制裝置、水平運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、垂直運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、圓盤旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、4個(gè)交流轉(zhuǎn)直流電源充電器和電池箱組成；其中箱體的前端呈開口狀，并且外部安裝有一個(gè)更換電池按鈕，而控制裝置、水平運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、垂直運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、圓盤旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、4個(gè)交流轉(zhuǎn)直流電源充電器和電池箱則設(shè)置在箱體的內(nèi)部。本發(fā)明的蓄電池驅(qū)動(dòng)車輛的自動(dòng)續(xù)能裝置及控制方法能在無人工干預(yù)環(huán)境下安全可靠、快速高效地為蓄電池驅(qū)動(dòng)車輛自動(dòng)更換電池箱，實(shí)現(xiàn)其續(xù)能功能，且對蓄電池驅(qū)動(dòng)車輛結(jié)構(gòu)改動(dòng)很小，只需將車輛上的機(jī)載蓄電池組放入電池箱即可，因此具有自動(dòng)化程度高、結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、造價(jià)低，且可以節(jié)省大量的時(shí)間與人力等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H02J7/00GK102152731SQ20111010302
公開日2011年8月17日 申請日期2011年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月22日
發(fā)明者史志波, 徐萍, 牛國臣, 胡丹丹, 高慶吉 申請人:中國民航大學(xué)