一种基于CCD视觉识别的全自动新能源充电桩的制作方法

一种基于ccd视觉识别的全自动新能源充电桩
技术领域
1.本技术涉及自动充电技术领域，尤其涉及一种基于ccd视觉识别的全自动新能源充电桩。


背景技术：

2.随着近几年时代的发展，人们的生活条件有所改善，近些年来，汽车行业在中国也有了较大的发展。国家现阶段大力支持发展新能源汽车产业，而充电桩是实现新能源汽车续航的必要设备。
3.现有的新能源汽车充电桩，在充电时，一般是车主将汽车停在车位后，手持充电枪，对准汽车的充电口连接充电枪。
4.随着驾驶技术的不断发展，目前这种手动充电的方式过度依赖人工操作，不够智能，难以满足未来自动驾驶环境下的需求。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本技术提供了一种基于ccd视觉识别的全自动新能源充电桩，用于提高充电桩的使用便利性，提升用户体验。
6.本技术提供了一种基于ccd视觉识别的全自动新能源充电桩，包括：立柱、桩体、机械手、充电枪、ccd相机、通信模块以及主控器；
7.所述立柱与所述桩体活动连接，所述桩体固定在地面上，所述立柱可以围绕所述桩体进行旋转；
8.所述立柱的一侧与所述机械手的一端活动连接，所述机械手能够以连接点为中心点进行转动；
9.所述充电枪固定在所述机械手另一端；
10.所述ccd相机设置在所述机械手上，位于所述充电枪的一侧，用于对汽车进行扫描后定位汽车充电口的位置，得到位置信息；
11.所述通信模块与所述主控器连接，所述通讯模组用接收终端发送的充电指令，并向所述主控器发送所述充电指令；
12.所述主控器与所述ccd相机连接，用于获取所述位置信息，并在获取所述位置信息与所述充电指令后，控制所述立柱以及所述机械手转动，并带动所述充电枪运动，以使得所述充电枪和汽车的充电口连接。
13.可选地，所述充电枪为集成式充电枪，所述集成式充电枪包含直流充电枪以及交流充电枪。
14.可选地，所述ccd相机还用于识别汽车充电口类型，所述主控器还用于根据识别到的汽车充电口类型控制对应的充电枪与所述汽车充电口连接。
15.可选地，所述集成式充电枪还设置有收纳仓，用于对所述集成式充电枪进行收纳。
16.可选地，所述全自动新能源充电桩还包括电机和运动组件；
17.所述电机和所述运动组件与所述集成式充电枪连接，所述电机用于驱动所述运动组件运动，以驱动所述集成式充电枪伸出或缩回所述收纳仓。
18.可选地，所述全自动新能源充电桩还包括步进电机；
19.所述步进电机安装在所述机械手以及所述立柱上，用于驱动所述机械手与所述立柱进行转动。
20.可选地，所述桩体上安装有遮雨蓬。
21.可选地，所述立柱为半圆形立柱，用于为所述机械手的收纳提供空间。
22.可选地，所述机械手为四关节机械手。
23.可选地，所述四关节机械手在关节连接处设置有润滑油。
24.从以上技术方案可以看出，本技术具有以下优点：
25.本发明提供的基于ccd视觉识别的全自动充电桩，当需要对车辆充电时，汽车在停好后，ccd相机能够扫描并识别出汽车充电口的位置，并发送至主控器，主控器接收后控制立柱以及机械手运动，并带动充电枪运动，以使得充电枪和汽车的充电口连接。整个过程无需人工参与，实现了待充电车辆的全自动充电，有效提高充电桩的使用便利性，提升用户体验。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为实施例的基于ccd视觉识别的全自动新能源充电桩的一个示意图；
28.图2为实施例的基于ccd视觉识别的全自动新能源充电桩的另一示意图；
29.图3为实施例的基于ccd视觉识别的全自动新能源充电桩的另一示意图；
30.图4为实施例的基于ccd视觉识别的全自动新能源充电桩的另一示意图；
31.图5为实施例的基于ccd视觉识别的全自动新能源充电桩的另一示意图。
具体实施方式
32.在本技术中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅用于说明各部件或组成部分之间的相对位置关系，并不特别限定各部件或组成部分的具体安装方位。
33.并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本技术中的具体含义。
34.此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
35.此外，在本技术中所附图式所绘制的结构、比例、大小等，均仅用于配合说明书所
揭示的内容，以供本领域技术人员了解与阅读，并非用于限定本技术可实施的限定条件，故不具有技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均仍应落在本技术所揭示的技术内容涵盖的范围内。
36.本技术提供了一种基于ccd视觉识别的全自动新能源充电桩，用于提高充电桩的使用便利性，提升用户体验。
37.本技术中基于ccd视觉识别的全自动新能源充电桩可以固定安装在社区停车场、居民小区、大型商场、服务区、路边停车场、专门的电动汽车充电站等场所，具体此处不做限定，并且需要接入电网进行供电。
38.请参阅图1，本技术中基于ccd视觉识别的全自动新能源充电桩的一个实施例包括：
39.立柱2、桩体1、机械手3、充电枪5、ccd相机4、通信模块以及主控器；
40.立柱2与桩体1活动连接，桩体1固定在地面上，立柱2可以围绕桩体1进行旋转；
41.立柱2的一侧与机械手3的一端活动连接，机械手3能够以连接点为中心点进行转动；
42.充电枪5固定在机械手3另一端；
43.ccd相机4设置在机械手3上，位于充电枪5的一侧，用于对汽车进行扫描后定位汽车充电口的位置，得到位置信息；
44.通信模块与主控器连接，通讯模组用接收终端发送的充电指令，并向主控器发送充电指令；
45.主控器与ccd相机4连接，用于获取位置信息，并在获取位置信息与充电指令后，控制立柱以及机械手3转动，并带动充电枪5运动，以使得充电枪5和汽车的充电口连接。
46.本实施例中，当需要对车辆充电时，汽车在停好后，ccd相机4能够扫描并识别出汽车充电口的位置，并发送至主控器，主控器接收后控制立柱2以及机械手3运动，并带动充电枪5运动，以使得充电枪5和汽车的充电口连接。整个过程无需人工参与，实现了待充电车辆的全自动充电，有效提高充电桩的使用便利性，提升用户体验。
47.本实施例中，本技术基于电荷耦合元件(charge coupled device，ccd)视觉识别技术，ccd是一种能够将图像转换为电信号的半导体原件，它能够将光线变为电荷并将电荷存储及转移，也可将存储之电荷取出使电压发生变化。由ccd构成的ccd相机具有体积小、重量轻、不易受磁场影响、具有抗震动和撞击的特征，因此能够很好的用在全自动充电桩上。ccd相机用工业相机代替人眼睛去完成识别、检测、定位、判断等功能，将捕获的汽车充电口转换为图像信号，在传送给用于对图像处理的ccd视觉检测系统进行处理，视觉检测是指通过机器视觉产品将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号。
48.为便于理解，下面对本技术中的基于ccd视觉识别的全自动新能源充电桩进行更具体的描述：
49.请进一步参阅图1至图5，本实施例中，基于ccd视觉识别的全自动新能源充电桩还包括：
50.可选地，本实施例中，机械手3为多关节机械手，一般为四关节机械手，具体关节数
也可以根据实际情况来确定，具体此处不做限定，在每个关节的连接处都用步进电机7进行连接，由图1所示关节31与关节32连接处设置有一个步进电机，关节32与关节33连接处设置有一个步进电机7，关节33与关节34连接处设置有一个步进电机，其中顶端关节34与立柱2也用步进电机7进行连接，步进电机7能够把电脉冲信号变换成角位移以控制转子转动的微特电机。在自动控制装置中作为执行元件。每输入一个脉冲信号，步进电机前进一步，故又称脉冲电动机。当在接收到主控器的控制命令时，各步进电机能够各自活动，因此四关节机械手含有四个可以运动的关节，四轴机械手的手臂部分可以在一个几何平面内自由移动。还可以在关节连接处设置润滑油，让关节运动更加流畅。
51.可选地，立柱2设置为半圆形，直径与桩体1的直径一致，并且与该桩体1连接，该桩体1为工字型，立柱2为中空结构并穿过桩体1，在立柱2与桩体1的连接处也安装了步进电机7，能够使立柱2在桩体1上转动，机械手安装在立柱2平面一侧，当充电桩处于非工作状态时，机械手3如图4所示，处于折叠状态，并且位于平面一侧的空间内，便于该机械手3的收纳，有效减小了机械手3损坏的可能。
52.可选地，桩体上还安装有遮雨蓬6，该遮雨蓬6设置在立柱2上的桩体1的部分，该遮雨蓬6呈伞状设计，可以理解的是，也可以为其他形状，例如半圆形、方形等，具体此处不做限定。遮雨蓬6用于防雨水，提高充电桩的使用寿命。
53.请进一步参阅图3，本实施例中，基于ccd视觉识别的全自动新能源充电桩还包括：
54.可选地，由于汽车充电口一般包含两种类型，一种是普通充电口，一种是快速充电口，有些车支持快速充电，而有些车仅支持普通充电，因此充电枪5为集成式充电枪，该集成式充电枪设置在机械手末端关节31处，包含了两种类型的充电枪：交流充电枪51以及直流充电枪52。交流充电枪51为电动汽车车载充电机提供可控的单向交流电源或三相交流电源的供电装置。交流充电枪51本身并不具备充电功能，其只是单纯提供电力输出，还需要连接电动汽车车载充电机，方可起到为电动汽车电池充电的作用。由于电动汽车车载充电机的功率一般都比较小，所以交流充电桩无法实现快速充电。直流充电枪52为电动汽车电池提供直流电源的充电装置。由于直流充电枪52可直接为电动汽车的电池充电，一般采用三相四线制或三相三线制供电，输出的电压和电流可调范围大，因此可以实现电动汽车快速充电。通过为车辆提供不同类型的充电枪，能够让车辆连接上最适合的充电枪，以此提高用户体验。
55.本实施例中，对于汽车充电口类型的识别可以用ccd相机4来实现。ccd相机4也安装在机械手3的末端关节31上，ccd相机4对汽车进行扫描，通过ccd相机的视觉识别和定位可以准确识别出汽车充电口的类型以及具体方位，并发送给主控器，主控器确定出充电口的位置以及类型后，控制机械手带动充电枪运动将对应类型的充电枪和汽车的充电口连接。例如，当ccd相机4扫描后确定汽车位置以及充电口为快速充电口，则将具体位置以及充电口类型发送给主控器，主控器确定出充电口的位置以及类型为快速充电口后，控制直流充电枪与汽车充电口连接。通过识别车辆的充电口类型，并为车辆提供不同类型的充电枪，能够让车辆连接上最适合的充电枪，以此提高用户体验。
56.可选地，充电枪5还包括收纳仓，在处于工作状态时，主控器控制电机运动，电机用于驱动运动组件运动，以驱动集成式充电枪伸出收纳仓，在非工作状态时，主控器控制电机运动，电机用于驱动运动组件运动，以驱动集成式充电枪缩回收纳仓。该收纳仓可以在非工
作状态下能够收纳充电枪5，减小由于碰撞而损坏的可能。
57.本实施例中，当需要对车辆充电时，汽车在停好后，ccd相机4能够扫描并识别出汽车充电口的位置以及类型，并发送至主控器，主控器接收后控制立柱以及机械手3运动，并带动集成式充电枪5运动，并使集成式充电枪中更适合需要充电的汽车充电枪与汽车的充电口连接。整个过程无需人工参与，实现了待充电车辆的全自动充电，有效提高充电桩的使用便利性，并且能够根据汽车的充电口类型为汽车连接上更适合的充电枪，提升用户体验。此外，还增加了收纳仓收纳充电枪5，减小由于碰撞而损坏的可能。
58.需要声明的是，上述发明内容及具体实施方式意在证明本技术所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本技术保护范围的限定。本领域技术人员在本技术的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换或改进。本技术的保护范围以所附权利要求书为准。