本發(fā)明涉及汽車充電領(lǐng)域，具體涉及到一種汽車智能充電樁。

背景技術(shù)：

隨著科技的發(fā)展，新能源汽車廣泛應(yīng)用于市場，但充電的不方便性所造成的矛盾也日益暴露。

目前國內(nèi)乃至國外，在新能源汽車的推行上最大的阻力就在于充電問題，雖然各生產(chǎn)企業(yè)在積極降低能耗、提高電池容量和提升充電速度，但總比不上加汽油快速和方便，具體在于①充電樁數(shù)量不足，甚至在多數(shù)情況下被非新能源汽車占用充電車位；②在停車場充電時(shí)，所需時(shí)間長，車主無法及時(shí)將充完電的汽車移開，把充電車位讓給其他車主使用，導(dǎo)致利用率低；③停車場內(nèi)絕大部分的停車位為非充電車位，針對于新能源車的角度來說，是一個(gè)極大的浪費(fèi)，要在每個(gè)停車位都安裝有線充電樁需要巨大費(fèi)用的投入，在短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)和被接受。

利用目前現(xiàn)有的停車場條件，裝備一種新型的充電方式，使所有停車位全方位或大部份得到及時(shí)充電，充分發(fā)揮所有停車位均能完成充電工作和一個(gè)充電樁一個(gè)晚上可給予多臺(tái)車分時(shí)段、連續(xù)性充電的優(yōu)勢，是一種與時(shí)俱進(jìn)的手段，能有效的促進(jìn)新能源汽車的推廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述問題，一種汽車智能充電樁旨在解決：一套充電樁覆蓋多個(gè)停車位，精確分析用戶位置和判斷用戶需求，提高一個(gè)充電頭不同段給予多臺(tái)車充電利用率，且全自動(dòng)進(jìn)行供電頭對接和回收，提升自動(dòng)化充電的方便性。

為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：包含供電頭、接收頭、可彎曲電纜和方向控制裝置，所述的供電頭包含需求信號(hào)接收器、定位感應(yīng)器組、電磁線圈、數(shù)據(jù)傳送接頭和供電電極，所述的接收頭包含需求信號(hào)接收器、定位信號(hào)發(fā)生器組、鐵片、數(shù)據(jù)傳送接口、接收電極和自動(dòng)伸縮裝置，所述的可彎曲電纜包含供電線、方向調(diào)節(jié)鋼絲組、數(shù)據(jù)傳輸線、定位感應(yīng)傳輸線、電磁線圈供電線、電纜外皮和整體外皮，所述的方向控制裝置包含電纜收納裝置、方向調(diào)節(jié)裝置組、收納控制電機(jī)組、方向調(diào)節(jié)電機(jī)組和智能控制系統(tǒng)；一套充電樁可以安裝多套包含供電頭、可彎曲電纜和方向控制裝置的獨(dú)立供電系統(tǒng)，當(dāng)接收到車輛充電需求，智能控制系統(tǒng)將工作指令指派給最佳位置的供電系統(tǒng)，供電頭通過方向調(diào)節(jié)電機(jī)組和電纜內(nèi)的方向調(diào)節(jié)鋼絲組進(jìn)行方向和位置的準(zhǔn)確調(diào)整，并通過定位感應(yīng)器組和接收頭進(jìn)行對位，啟動(dòng)電磁線圈使充電頭和接收頭緊密結(jié)合，供電電極和接收電極相連通，完成充電任務(wù)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)流程完全自動(dòng)化，任何環(huán)節(jié)均無須人為參與。

作為優(yōu)選，采用可彎曲電纜作為供電線、數(shù)據(jù)傳輸線、定位感應(yīng)傳輸線和電磁線圈供電線的支撐體，也可以使用機(jī)械臂作為支撐體。

所述的方向調(diào)節(jié)鋼絲組的末端固定在可彎曲電纜的外皮上，任意一個(gè)方向的方向調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，拉動(dòng)相應(yīng)的方向調(diào)節(jié)鋼絲組，可彎曲電纜即朝該方向轉(zhuǎn)彎。

作為優(yōu)選，所述的方向調(diào)節(jié)鋼絲組在電纜內(nèi)呈上下左右共四組對稱排列，也可以呈三角形三組排列、六組對稱排列、八組對稱排列中的任意一種。

為使可彎曲電纜能呈多段轉(zhuǎn)彎，每一個(gè)方向具備多組方向調(diào)節(jié)電機(jī)和方向調(diào)節(jié)鋼絲，每組不同鋼絲的末端固定在電纜外皮與供電頭的不同距離位置上，相應(yīng)鋼絲的拉動(dòng)，使該段進(jìn)行相應(yīng)轉(zhuǎn)彎。

所述的供電頭包含需求信號(hào)接收器、定位感應(yīng)器組、電磁線圈、數(shù)據(jù)傳送接頭和供電電極。

所述的定位感應(yīng)器組根據(jù)接收頭的定位信號(hào)發(fā)生器組發(fā)出的信號(hào)點(diǎn)，進(jìn)行精確定位。

所述的電磁線圈通電啟動(dòng)產(chǎn)生磁力，與接收頭的鐵片相吸附，使供電頭和接收頭緊密固定。

作為優(yōu)選，需求信號(hào)接收器是一種無線接收裝置，與需求信號(hào)發(fā)生器相匹配，用于需求數(shù)據(jù)接收。

作為優(yōu)選，所述的數(shù)據(jù)傳送接頭采用碰觸方式與接收頭的數(shù)據(jù)傳送接口相對接，用于充電數(shù)據(jù)的傳輸，也可以采用插拔、感應(yīng)中的任意一種或多種組合方式。

所述的供電電極采用碰觸方式與接收頭的接收電極相對接，用于電能傳輸，也可以采用插拔、感應(yīng)中的任意一種或多種組合方式。

所述的接收頭，包含需求信號(hào)接收器、定位信號(hào)發(fā)生器組、鐵片、數(shù)據(jù)傳送接口、接收電極和自動(dòng)伸縮裝置。

作為優(yōu)選，所述接收頭與自動(dòng)伸縮裝置相連接，也可以采用手動(dòng)伸縮裝置、固定方式中的任意一種方式與接收電路和蓄電裝置相連接。

作為優(yōu)選，所述的接收頭安裝在車輛的后蓋，也可以安裝在車輛引擎蓋、車頂、車底、車身的任意一個(gè)部位。

作為優(yōu)選，所述的接收頭定位信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的是紅外線，也可以是電磁波、微波、可見光中的任意一種。

作為優(yōu)選，所述的接收頭的鐵片是可以與磁力相吸附的鐵環(huán)，也可以是鐵塊、鐵片中的任意一種。

作為優(yōu)選，所述的接收頭的需求信號(hào)發(fā)生器采用藍(lán)牙發(fā)送方式，也可以是wifi、紅外、微波中的任意一種或多種組合方式。

所述的需求信號(hào)發(fā)生器發(fā)送給充電樁的信息內(nèi)容包含車輛的位置信息、車輛型號(hào)、充電需求信息。

所述的方向控制裝置由智能控制系統(tǒng)中的方向控制模塊（453）、方向調(diào)節(jié)裝置組、方向調(diào)節(jié)電機(jī)組和方向調(diào)節(jié)鋼絲組組成。

所述的智能控制系統(tǒng)根據(jù)車輛的位置信息，給各方向、各控制段的電機(jī)組下達(dá)工作指令，電機(jī)啟動(dòng)，相應(yīng)的鋼絲回縮，電纜在該段同方向彎曲，多方向和多控制段同時(shí)工作，電纜呈任意方向、任意形狀彎曲，帶動(dòng)末端的供電頭與接收頭準(zhǔn)確對接。

作為優(yōu)選，所述的方向控制裝置安裝有電纜收納裝置，收納控制電機(jī)帶動(dòng)電纜收納裝置轉(zhuǎn)動(dòng)，將可彎曲電纜回收或伸展。

作為優(yōu)選，所述的一種汽車智能充電樁固定在停車場的天花上，也可以安裝在墻面、地面、柱子的任意位置。

所述的充電樁每一套配備一套供電頭，也可以配備兩套或多套供電頭。

所述的智能控制系統(tǒng)包含信號(hào)處理模塊、供電模塊、方向控制模塊、充電信息處理模塊。

所述的信號(hào)處理模塊用于接收用戶充電請求信號(hào)，計(jì)算用戶所在位置。

所述的供電模塊用于根據(jù)用戶需求，調(diào)整供電參數(shù)。

所述的方向控制模塊用于啟動(dòng)電機(jī)，通過方向調(diào)節(jié)鋼絲或球形關(guān)節(jié)，調(diào)整供電頭的方向和位置，并通過定位感應(yīng)器組使供電頭和接收頭精確對位。

所述的充電信息處理模塊用于計(jì)算用戶充電、滿電信息，并發(fā)出充電結(jié)束后收回充電頭的指令。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的實(shí)施例的充電頭和接收頭的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的實(shí)施例的電纜橫切面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明的實(shí)施例的方向控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明的實(shí)施例的機(jī)械臂結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1、供電頭；11、需求信號(hào)接收器；12、定位感應(yīng)器組；13、電磁線圈；14、數(shù)據(jù)傳送接頭；15、供電電極；2、接收頭；21、需求信號(hào)發(fā)生器；22、定位信號(hào)發(fā)生器組；23、鐵片；24、數(shù)據(jù)傳送接口；25、接收電極；26、自動(dòng)伸縮裝置；3、可彎曲電纜；31、供電線；32、方向調(diào)節(jié)鋼絲組；33、數(shù)據(jù)傳輸線；34、定位感應(yīng)傳輸線；35、電磁線圈供電線；36、電纜內(nèi)皮；37、電纜外皮；4、方向控制裝置；41、電纜收納裝置；42、方向調(diào)節(jié)裝置組；43、收納控制電機(jī)；44、方向調(diào)節(jié)電機(jī)組；45、智能控制系統(tǒng)；451、信號(hào)處理模塊；452、供電模塊；453、方向控制模塊；454、充電信息處理模塊；5、充電樁；6、天花；7、機(jī)械臂；71、機(jī)械臂上；72、機(jī)械臂下；73、電纜；74、第一方向調(diào)節(jié)電機(jī)；75、第二方向調(diào)節(jié)電機(jī)；76、球形關(guān)節(jié)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖1、附圖2、附圖3、附圖4、附圖5，和具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1至5所示的一種汽車智能充電樁，其包含供電頭1、接收頭2、可彎曲電纜3、方向控制裝置4，以及安裝充電樁5的停車場天花6，其中，供電頭1包含需求信號(hào)接收器11、定位感應(yīng)器組12、電磁線圈13、數(shù)據(jù)傳送接頭14和供電電極15；接收頭2包含需求信號(hào)發(fā)生器21、定位信號(hào)發(fā)生器組22、鐵片23、數(shù)據(jù)傳送接口24、接收電極25和自動(dòng)伸縮裝置26；可彎曲電纜3包含供電線31、方向調(diào)節(jié)鋼絲組32、數(shù)據(jù)傳輸線33、定位感應(yīng)傳輸線34、電磁線圈供電線35和電纜內(nèi)皮36、電纜外皮37。

為了使感應(yīng)信號(hào)不受建筑物和其他物品的阻擋，同時(shí)提高利用率，減少充電樁的安裝數(shù)量，將包含供電頭1、可彎曲電纜3和方向控制裝置4的充電樁5安裝在停車場天花6上，呈向下方向，安裝數(shù)量視停車場面積和充電車輛需求而定，使供電頭1在可彎曲電纜3最大伸展范圍內(nèi)覆蓋A、B、C、D四個(gè)停車位。本實(shí)施例以一套充電樁配備一組充電頭為例進(jìn)行具體操作說明。

車輛一、車輛二為新能源汽車，并已安裝接收頭2，具備與供電頭1的充電請求和接收對接功能。

車輛使用者進(jìn)行自動(dòng)充電請求的相關(guān)設(shè)置，包含觸發(fā)充電的電池剩余電量、停止充電的電池電量，或觸發(fā)充電的時(shí)間、停止充電的時(shí)間，例如觸發(fā)充電的電量為50%、停止充電的電量為100%，使用者隨時(shí)可以進(jìn)行調(diào)整，并可以保存設(shè)置方案。

使用者將車輛一停放在停車位A中，啟動(dòng)自動(dòng)充電按鈕，根據(jù)使用者的預(yù)設(shè)定方案，啟動(dòng)藍(lán)牙通訊，接收頭2的需求信號(hào)發(fā)生器21向供電頭1的需求信號(hào)接收器11發(fā)出請求，若15秒內(nèi)，未能接收到需求識(shí)別系統(tǒng)11的反饋信號(hào)，則①車輛處于非充電區(qū)域范圍內(nèi)、②充電樁故障；若提示用戶無充電權(quán)力，則為接收頭和供電頭不相匹配；當(dāng)正常匹配成功，將提示請求獲準(zhǔn)，接收頭2的自動(dòng)伸縮裝置26啟動(dòng)，接收頭2伸出車體，使用者可以正常鎖車離開。

信號(hào)處理模塊451通過接收頭2的需求信號(hào)發(fā)生器21獲得的藍(lán)牙信號(hào)強(qiáng)弱計(jì)算出車輛的停放位置為A車位，同時(shí)獲知用戶車輛所需充電信息，包含車輛型號(hào)、目前電量、停止充電電量以及需求編碼等信息，將工作指令下達(dá)給方向控制裝置4。

方向控制裝置4啟動(dòng)收納控制電機(jī)43，電纜收納裝置41轉(zhuǎn)動(dòng)，電纜向下伸展，同時(shí)根據(jù)車輛的位置，啟動(dòng)相應(yīng)的方向調(diào)節(jié)電機(jī)組44，拉動(dòng)該方向的方向調(diào)節(jié)鋼絲組32，供電頭1往該方向拐彎，使供電頭1靠近接收頭2。

此時(shí)，接收頭2的定位信號(hào)發(fā)生器組22發(fā)出紅外線，供電頭1的定位感應(yīng)器組12接收到紅外線定位點(diǎn)，并將信息傳達(dá)給方向控制裝置4，方向調(diào)節(jié)電機(jī)組44進(jìn)行微調(diào)，使供電頭1和接收頭2精準(zhǔn)對位。

電磁線圈供電線35通電，啟動(dòng)電磁線圈13，產(chǎn)生磁力，與接收頭2的鐵片23相吸附，使供電頭1和接收頭2緊密結(jié)合。

充電信息處理模塊454給供電模塊452下達(dá)供電指令，供電模塊452根據(jù)車輛型號(hào)等信息，調(diào)整供電參數(shù)，供電線31通電，供電電極15向接收電極25供電。

此時(shí)，車輛二在B車位也發(fā)出充電請求，車輛一充電未完成，則處于等候充電狀態(tài)，信號(hào)處理模塊451自動(dòng)按先后次序進(jìn)行預(yù)約排隊(duì)，并將需等候時(shí)間反饋到用戶，由使用者選擇是否等待充電或更換其他位置。

當(dāng)車輛一完成充電后，停止需求信息通過接收頭2的數(shù)據(jù)傳送借口24傳達(dá)到供電頭1的數(shù)據(jù)傳送接頭14，反饋給充電信息處理模塊454，供電停止，供電線35停止通電，電磁線圈13磁力消失。

收納控制電機(jī)43和方向調(diào)節(jié)電機(jī)組44啟動(dòng)，可彎曲電纜3收納回位，接收頭2的自動(dòng)伸縮裝置26啟動(dòng)，接收頭2回縮到車體內(nèi)。

充電結(jié)束的信息自動(dòng)發(fā)送到使用者的手機(jī)進(jìn)行提示，當(dāng)然，此功能使用者可選擇使用或關(guān)閉。

重復(fù)以上步驟給車輛二充電。

若車輛未完成充電而需要離開時(shí)，使用者可下達(dá)結(jié)束充電指令，充電樁和接收頭按充電完成同樣工作。

以上實(shí)施例，實(shí)行用戶從充電需求、建立充電連接、提前中斷或充滿電、預(yù)約排隊(duì)充電、充電結(jié)束整個(gè)過程的全自動(dòng)化，包含充電樁的啟動(dòng)和關(guān)閉、供電頭的伸展和收納等任何一個(gè)環(huán)節(jié)均無需人工操作，達(dá)到完全智能化。

而供電頭數(shù)量的任意組合、按放位置的靈活性、一套供電頭一個(gè)晚上可持續(xù)給予多臺(tái)車輛充電，提高停車場充電車位的使用。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)和科研人員來說，本發(fā)明可以有各種更改、組合、刪減和變化，特別是在電能的轉(zhuǎn)化和提供方式的變化上。凡在本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)、精神、原則和應(yīng)用的范圍之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換或改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求和保護(hù)范圍之內(nèi)。