电动汽车无人充电桩设计与实现
电动汽车充电桩智能监控与管理系统设计与实现
电动汽车充电桩智能监控与管理系统设计与实现近年来，随着电动汽车的快速发展，充电桩的需求也越来越大。
为了更好地管理和监控电动汽车充电桩的使用情况，设计和实现一套智能监控与管理系统势在必行。
本文将针对电动汽车充电桩智能监控与管理系统的设计与实现进行详细介绍。
首先，我们需要设计一个用户友好的界面，用于实时监控和管理充电桩的运行情况。
这个界面应该包括以下功能：1. 实时数据展示：通过图表或者数字的方式展示充电桩的充电功率、电压、电流等实时数据，让用户可以清晰地了解充电桩的使用情况。
2. 错误报警功能：监控系统应该能够检测出充电桩的故障情况并及时报警，比如电流过大、充电桩超过负荷等情况下应及时报警，以确保充电桩的正常使用。
3. 预约管理功能：用户可以通过系统预约充电桩使用时间，避免拥挤和时间冲突。
系统应该能够提供预约的查询、修改和取消功能，方便用户自主管理。
4. 统计与分析功能：系统需要能够统计充电桩的使用情况，包括充电时长、充电次数、能耗等指标，以便用户及时调整管理策略。
5. 充值与消费记录：用户可以在系统中进行充值，通过余额支付来使用充电桩。
系统应该能够记录用户的充值和消费情况，以方便用户查询和管理。
其次，为了实现这套智能监控与管理系统，我们需要考虑其底层技术和架构。
以下是系统的设计与实现方案：1. 数据采集与传输：利用物联网技术，将充电桩的实时数据采集并传输至云平台。
可以采用传感器等设备进行数据采集，通过无线通信方式将数据传输到云平台。
数据传输过程中需要保证数据的安全性和稳定性。
2. 云平台：在云端搭建一个数据存储与处理平台，将采集到的充电桩数据进行存储和处理。
可以使用云数据库和云计算等相关技术，确保数据的可靠性和高效性。
3. 数据分析与算法：利用数据分析和机器学习等方法，对充电桩的使用情况进行统计和分析。
通过数据建模、预测分析等手段，提供用户使用数据和决策依据。
4. 安全与权限管理：系统应该具有良好的安全性，包括用户身份验证、数据传输加密、安全审计等措施。
电动汽车智能充电桩的设计与实现
电动汽车智能充电桩的设计与实现电动汽车的普及已经成为了当下热门的话题，随之而来的一个关键问题就是如何解决充电问题。
电动汽车充电桩的设计与实现成为了业界和学术界都在探讨的焦点之一。
具有重要意义，不仅可以提高充电效率，还可以提升用户体验，提升电网的能源利用率。
一、电动汽车智能充电桩的背景1.1 电动汽车智能充电桩的定义电动汽车智能充电桩，是指具备远程控制、数据传输、自动识别、自动充电等功能的充电设备。
智能充电桩能够与电动汽车进行信息交互，根据车辆的状态和充电需求，智能地进行充电操作，以更好地满足用户需求。
1.2 电动汽车智能充电桩的重要性随着电动汽车的普及，充电桩的数量也在不断增加。
普通充电桩不具备远程控制和智能识别功能，用户往往需要手动操作充电，充电效率低下。
而智能充电桩的引入，可以提高充电效率，缓解充电桩资源短缺的问题，提升用户体验。
1.3 电动汽车智能充电桩的发展现状目前，国内外都已经开始研究和应用电动汽车智能充电桩技术。
中国的一些城市已经开始建设智能充电桩网络，以应对不断增长的电动汽车数量。
在国外，一些充电桩运营商也开始尝试推出智能充电桩服务。
二、电动汽车智能充电桩的设计原则2.1 安全性安全性是电动汽车智能充电桩设计的首要原则。
智能充电桩需要具备过载保护、漏电保护、防雷击等多重安全保护措施，以确保用户和设备的安全。
2.2 充电效率充电效率是智能充电桩的关键指标之一。
智能充电桩需要能够根据电动汽车的电池状态和充电需求，调整充电功率和充电时间，以提高充电效率。
2.3 用户体验用户体验也是电动汽车智能充电桩设计的重要原则。
智能充电桩需要具备用户友好的操作界面，能够提供实时的充电状态反馈，方便用户了解充电情况。
2.4 节能环保节能环保是现代社会的发展趋势，智能充电桩的设计也需要考虑节能环保。
智能充电桩需要能够根据实际情况对充电功率和充电时间进行优化，以减少能源消耗和减少对环境的影响。
三、电动汽车智能充电桩的关键技术3.1 通信技术通信技术是电动汽车智能充电桩的核心技术之一。
基于智能控制的智能充电桩设计与实现
基于智能控制的智能充电桩设计与实现随着新能源汽车的普及，智能充电桩也逐渐得到了广泛应用。
与传统充电桩相比，智能充电桩在安全性、智能化程度和充电速度等方面都有明显的优势。
本文将介绍一种基于智能控制的智能充电桩的设计方案和实现过程。
一、智能充电桩设计方案1.硬件设计智能充电桩的硬件设计比较复杂。
设计时需要考虑到充电桩的安全性、耐用性和电量计算等因素。
我们主要从以下几个方面进行设计：（1）电源系统设计电源是充电桩的核心部件之一。
我们可以考虑使用交流直流双向充电桩，在电力供应充足的情况下，将直流电源送入电池，同时也可以将电池的能量通过交流电源供电网络供应给其他设备，从而实现充电和能量回收。
（2）智能控制系统设计智能控制是智能充电桩的关键部分。
我们可以利用单片机或嵌入式系统，编写控制程序来对充电桩进行智能化控制。
具体来说，我们可以采用微型计算机、可编程控制器等硬件平台，运用C语言、Java等高级程序语言进行编程，实现智能控制。
（3）通讯系统设计通讯系统是智能充电桩的外部输入输出接口，可用于监控电池充电状态、调整充电桩电参数、接收故障信息等。
我们可以使用GPRS、Wi-Fi等网络通讯方式，将充电桩与网络进行连接。
2.软件设计充电桩的软件设计也非常重要。
软件设计需要包括以下几个部分：（1）控制算法设计控制算法是智能充电桩的核心技术。
我们可以运用PID控制算法、模糊控制算法等复杂算法，将电池的充电电流、电压、温度等因素进行动态调整，实现智能控制。
（2）数据采集与分析设计我们需要对充电桩进行数据采集，包括充电桩的输入电流、电压、输出电流、电压等多个方面的数据。
同时，我们需要对这些数据进行分析，以便实现更加智能化的控制。
二、智能充电桩的实现过程智能充电桩的实现过程较为复杂，需要先进行试验验证，然后再逐步优化控制算法和软件设计。
1.试验验证试验验证主要是为了检验充电桩的性能和安全性。
我们需要通过实际测试对充电桩的各项性能进行评估。
电动汽车智能充电桩的设计与实现
电动汽车智能充电桩的设计与实现随着全球气候变化和环境问题的日益严重，越来越多的人们开始电动汽车及其相关技术。
作为一种清洁、环保的交通工具，电动汽车的市场份额逐年增长，对充电设施的需求也随之增加。
在这种背景下，电动汽车智能充电桩的设计与实现显得尤为重要。
本文将介绍智能充电桩的核心思想、需求分析、设计方案、实现过程、结果分析及总结。
电动汽车智能充电桩的核心思想是实现充电的智能化、高效化和安全化。
通过引入先进的物联网、大数据和人工智能技术，智能充电桩能够自动识别电动汽车型号，适配不同车型的充电需求，确保充电过程的安全和稳定。
智能充电桩还具备能源管理、远程监控等功能，为电力系统的稳定运行提供有力支持。
随着电动汽车市场的不断扩大，用户对充电设施的需求也日益增长。
传统充电桩存在充电速度慢、缺乏智能管理等问题，难以满足用户的实际需求。
因此，开发一种具有智能化、高效化、安全化特点的充电桩成为市场迫切需求。
同时，智能充电桩应具备实时监控、远程控制等功能，以提高充电设施的运营效率和安全性。
智能充电桩的设计方案主要包括硬件和软件两大部分。
硬件部分包括充电接口、电源模块、通信模块等，以满足不同电动汽车的充电需求；软件部分则涉及充电管理、能源管理、远程监控等功能，通过引入物联网、大数据和人工智能等技术实现智能化管理。
为确保数据的安全性和可靠性，智能充电桩还需设计完善的数据通信协议。
在实现过程中，首先需要根据设计方案制作相应的设计图纸，并完成硬件和软件的选型与调试。
随后，编写充电桩的软件代码，包括充电管理、能源管理、远程监控等功能模块。
完成编码后，进行严格的实验测试，以确保智能充电桩在各种条件下能够稳定运行。
通过实验测试，我们发现智能充电桩在功能完备性、稳定性及可靠性方面均表现出色。
与传统的充电桩相比，智能充电桩具有更快的充电速度、更高效的能源管理以及更便捷的远程监控功能。
智能充电桩还能够自动识别电动汽车型号，自动调整充电参数，为用户提供更加个性化的服务。
电动汽车智能充电桩的设计与实现
电动汽车智能充电桩的设计与实现随着全球对环境保护的日益关注，电动汽车成为了解决交通污染和全球变暖问题的重要选择。
电动汽车的普及离不开充电设施的完善和便捷性，而智能充电桩的设计和实现正是为了满足这一需求。
一、设计目标与需求为了实现电动汽车的便捷充电，智能充电桩的设计需要满足以下目标和需求：1. 充电效率高：充电桩需要提供快速而高效的充电服务，以减少用户的等待时间。
2. 安全性高：充电桩必须具备安全功能，包括过流保护、过温保护、防静电等，确保用户的安全。
3. 能源管理能力：充电桩应能准确计量充电电量，管理充电桩的能源供应和消耗，以实现能源的高效利用。
4. 用户友好性：充电桩应具备友好的用户界面，方便用户选择充电方式、监控充电进程等。
5. 远程控制功能：充电桩需要具备远程监控和管理功能，可以通过云平台实现对充电桩的远程控制和故障排查。
二、电动汽车智能充电桩的组成1. 电源转换器：负责将市电的交流电转换为电动汽车所需的直流电。
2. 充电插座：提供给电动汽车充电的接口，常见的插座类型有国标插座、欧标插座、美标插座等。
3. 控制单元：通过控制单元来管理充电桩的电能传输、充电策略选择、用户界面等功能。
4. 通信模块：用于实现充电桩与云平台、用户手机App等设备的通信，实现远程监控和控制。
5. 电池管理系统：对充电桩内的电池进行管理，包括电池的充电、放电、状态监测等。
三、智能充电桩的实现技术1. 快速充电技术：快速充电技术可以大幅缩短充电时间，提高用户体验。
常见的快速充电技术有直流快充和交流快充，其中直流快充的充电功率更高，但需要专用的直流充电设备。
2. 智能识别技术：智能识别技术可以自动识别电动汽车的型号和充电需求，在保证安全的前提下，提供适配的充电策略。
通过智能识别技术，充电桩可以根据用户的需求选择最佳的充电模式、电压和电流。
3. 安全保护技术：安全保护技术包括多种保护措施，如过流保护、过温保护、防静电等。
电动汽车充电桩智能管理系统设计与开发
电动汽车充电桩智能管理系统设计与开发随着电动汽车的普及和需求增加，快速、高效的充电系统成为必不可少的基础设施。
在此背景下，电动汽车充电桩智能管理系统的设计与开发变得尤为重要。
本文将介绍电动汽车充电桩智能管理系统的设计原理、功能需求以及开发过程。
一、设计原理电动汽车充电桩智能管理系统的设计原理是基于物联网技术和云计算技术。
该系统通过连接电动汽车充电桩、充电桩后台管理系统和手机App，实现全方位的智能管理和车主的便捷使用。
该系统由三个主要组成部分构成：充电桩终端、后台管理系统和手机App。
充电桩终端负责实时监测电动汽车的充电状态和电量，同时实现对充电桩的远程控制。
后台管理系统负责管理充电桩的运营和监控，包括充电桩的调度、故障检测和统计报表等功能。
手机App则提供给用户便捷的充电服务，包括查询附近充电桩的信息、预约充电、支付充电费用等。
二、功能需求1. 实时监控功能：充电桩终端需要实时监测电动汽车的充电状态和电量，及时向后台管理系统传递相关信息。
后台管理系统则提供车辆实时充电状态的可视化界面，方便运营人员进行监控和调度。
2. 充电桩远程控制功能：通过后台管理系统和手机App，运营人员可以对充电桩实现远程控制，包括启动和停止充电、调整充电功率等。
这一功能可以提高充电桩的利用效率，满足不同车辆的个性化需求。
3. 预约充电功能：手机App提供预约充电功能，用户可通过App选择充电桩、预约时间，并实时获取预约状态。
该功能可以缓解充电桩使用高峰期的资源竞争问题，提高充电桩的利用率。
4. 支付和计费功能：用户在充电完成后，通过手机App进行支付充电费用。
后台管理系统负责计费和统计数据，并提供账单查询和报表生成等功能。
这一功能可以提供方便快捷的充电支付方式，避免了传统充值卡充电费用的复杂流程。
5. 故障检测和维修功能：充电桩终端需要实时监测自身的运行状态，并向后台管理系统报告故障信息。
后台管理系统则负责及时处理故障报告，并派遣维修人员进行维修。
电动汽车智能充电桩的设计与实现
电动汽车智能充电桩的设计与实现随着环境保护意识的增强和对传统燃油车尾气排放的担忧，电动汽车作为一种清洁、高效的替代品逐渐受到人们的重视。
然而，电动汽车的普及面临着一个重要的问题，即如何建立高效、智能的充电桩网络来满足用户的充电需求。
本文将介绍电动汽车智能充电桩的设计与实现，从硬件和软件两个方面进行探讨。
首先，对于电动汽车智能充电桩的硬件设计与实现来说，主要包括电源模块、交流/直流转换模块、电池管理系统和通信模块。
电源模块是充电桩的核心组成部分，负责将交流电源转换为适宜电动汽车充电的直流电源。
在设计中，应考虑功率因数校正、电压稳定性和高效能转换等因素，以提高充电桩的效率和稳定性。
交流/直流转换模块用于将交流电转换为直流电以供电动汽车充电。
设计中应选择高效率的转换模块，并采用安全防护措施，如短路保护、过流保护和过压保护，以确保用户的充电安全。
电池管理系统的任务是对电动汽车充电桩中的电池进行管理和监控。
在设计中，应考虑电池的充电状态监测、温度控制和电池寿命管理等功能，以延长电池的使用寿命和提高充电效率。
通信模块是电动汽车智能充电桩的重要组成部分，它与充电桩的控制系统进行远程通信，实现用户和桩站之间的信息传递。
在设计中，应选择稳定可靠的通信协议，并考虑数据安全和传输速度的问题，以满足用户的需求。
除了硬件设计，电动汽车智能充电桩的软件设计也是十分重要的。
主要包括用户界面、充电管理系统和智能控制系统。
用户界面应具备友好、直观的设计，方便用户操作和监控充电过程。
该界面应提供实时充电状态、显示剩余充电时间和充电电量，以及充电服务支付等功能。
充电管理系统负责对充电过程进行管理和调度。
该系统应能监测充电桩的使用情况、预测用户充电需求，并根据实时情况调整充电策略，以优化充电效率和桩站资源利用率。
智能控制系统是将人工智能技术引入电动汽车智能充电桩中，提供智能化的充电服务。
该系统应能学习和适应用户的行为模式，根据用户的偏好和历史充电记录进行智能推荐和优化充电策略，以提供更好的用户体验。
电动汽车智能充电桩的设计与研究
电动汽车智能充电桩的设计与研究一、本文概述随着全球对环境保护和能源可持续性的日益关注，电动汽车（EV）作为一种绿色出行方式正逐渐受到大众的青睐。
然而，电动汽车的普及与推广仍受限于其充电设施的发展。
因此，智能充电桩的研究与设计显得至关重要。
本文旨在探讨电动汽车智能充电桩的设计与研究，包括其核心技术、设计理念、实际应用以及未来发展趋势。
本文将首先介绍电动汽车智能充电桩的研究背景和意义，分析当前国内外在该领域的研究现状和发展趋势。
接着，将详细阐述智能充电桩的核心技术，如无线充电技术、快速充电技术、智能调度系统等，以及它们在充电桩设计中的应用。
本文还将探讨智能充电桩的设计理念和实现方法，包括其结构设计、功能设计、人机交互设计等方面。
在实际应用方面，本文将分析智能充电桩在电动汽车充电服务中的应用场景和优势，如提高充电效率、优化充电资源配置、增强用户体验等。
还将讨论智能充电桩在智能电网、智能交通等领域中的融合应用，以及其对未来城市可持续发展的影响。
本文将展望电动汽车智能充电桩的未来发展趋势，包括技术创新、产业升级、政策支持等方面。
通过本文的研究与探讨，旨在为电动汽车智能充电桩的设计与发展提供有益的参考和借鉴。
二、电动汽车充电技术概述随着全球对可再生能源和环保问题的日益关注，电动汽车（EV）作为一种清洁能源交通工具，正逐步成为未来交通出行的重要选择。
而电动汽车充电技术则是电动汽车产业链中的关键环节，其发展与优化对于推动电动汽车的普及和应用具有重要意义。
电动汽车充电技术主要可以分为三种类型：交流充电（AC Charging）、直流充电（DC Charging）和无线充电（Wireless Charging）。
交流充电通常使用家用或公共充电桩进行，电流和电压较低，充电时间较长，但设备成本相对较低，适用于家庭或日常慢速充电。
直流充电则采用高电压和高电流，可以在较短时间内为电动汽车充满电，适用于商业充电站或高速公路服务区等需要快速充电的场合。
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Techniques of Automation & Applications | 29电动汽车无人充电桩设计与实现孙炜煊,陈 毅,王 帅,汪贵平(长安大学 电子与控制工程学院,陕西 西安 710064)摘 要:电动汽车用户年龄段参差不齐,对于充电操作流程的阅读和理解存在困难;支付平台的不兼容也给用户带来了不便。
针对存在的问题,结合常规充电桩的特点,兼顾无人驾驶车辆的充电问题,设计并开发了一套集成自动充电和手动充电于一体的新式充电设备,既能兼容现有的充电方式,又能针对无人驾驶车辆实现自动充电口对接、充电、扣费等操作,提高了充电智能化。
实验结果表明,该系统运行稳定,能够解决充电操作不统一和付费平台不兼容等问题。
关键词:充电桩;无人驾驶车辆;自动对接;智能充电中图分类号:TM910.6 文献标识码:A 文章编号:1003-7241(2019)04-0029-05Development and Design of Unmanned RechargeablePile for Electric VehicleSUN Wei-xuan, CHEN Yi, WANG Shuai, WANG Gui-ping( School of Electronic and Control Engineering, Chang’an University, Xi’an 710064 China )Abstract: The age of the electric vehicle is different, and it is difficult for some people to read and understand the charging operationprocess, and the incompatibility of the payment platform also brings inconvenience to the users. In view of the existing problems, combining the characteristics of conventional charging pile and the charging problem of the driverless vehicle, a set of new charging equipment is designed, which integrates automatic charging and manual charging modes. The equipment can not only be compatible with the existing charging mode, but also can realize the operation of automatic charging port docking, charging and deduction for the driverless vehicle, which can improve the charging intelligence. Experiments show that the system can run stably and can solve the practical problems such as the disunity of charging operation and the incompatibility of the payment platform.Key words: charging pile; driverless vehicles; automatic docking; intelligent charging收稿日期:2018-07-251 引言新能源电动汽车产销与充电桩/站建造数量与日俱增,但在迅猛发展的同时也存在问题,比如:找充电桩难、付费方式不兼容、操作步骤不统一等。
所以目前亟待研究出一种无人参与的新式充电设备,来解决市面上充电桩存在的问题。
另一方面,车辆无人驾驶技术发展日趋成熟,包括美国、日本、德国、中国等在内的国家和地区都在进一步加快无人驾驶领域的布局[1-2]。
文献[3]开展了无人驾驶车辆智能水平评价研究。
文献[4,5]介绍了无人驾驶主要技术手段和发展现状。
可以看出,无论是从解决实际问题出发还是从技术储备角度出发,研究针对无人驾驶车辆的充电技术都是很有必要的。
目前也有国内外部分学者针对电动汽车充电问题进行了相关研究。
文献[6]介绍了电动汽车充电相关的仪表校验技术,文献[7]开展了无人值守的智能充电桩的研究。
文献[8,9]探讨了制约充电设施发展的主要原因以及产业建设研究。
文献[10]设计了智能充电桩嵌入式控制系统。
但是目前关于充电桩的研究都只针对普通电动汽车,尚不能满足自动驾驶的电动车辆充电问题。
本论文立足技术创新,提出一种新式充电桩,该充电桩集成手动充电和自动充电于一体,手动充电兼容现有的电动汽车充电方式,自动充电方式则为无人车的充电问题提供解决方案。
| Techniques of Automation & Applications302 系统整体设计充电服务系统包含了运营管理平台、云端、用户APP、充电桩、电动车辆,如图1所示。
常规的电动汽车,车主驾驶车辆进入充电区域后,可以自行插拔充电枪,并刷卡认证从而进行充电;而无人驾驶车辆则先进行车辆自动识别,然后通过自动对接技术来完成充电枪与充电口的识别与插接工作,从而进行充电操作。
3 硬件设计图2给出了充电桩设计的硬件框架。
充电桩的常规功能与机械臂运动系统相对独立,两块控制器之间的可以进行简单的通信。
考虑到充电桩的常规功能与机械臂运动系统相对独立,本设计选用与车辆模型同款的飞思卡尔M C S12X D T256芯片作为独立的运动控制芯片进行机械臂的控制。
3.1 自动对接系统硬件设计3.1.1 机械臂与姿态调整平台机械臂选用笛卡尔机械臂,本设计在控制成本的基础上将一台桌面3D 打印机进行改造。
Z 轴机械臂固定墙面,X 轴与Y 轴通过移动关节连接,Y 轴方向选用了可伸缩控制的电机推杆。
车身姿态通过安装在充电区域地面的转盘实现。
本设计选用的转盘供电电源为交流电220V ,转速为80秒/圈,采用控制器的定时器模块精准控制转盘转角。
3.1.2 步进电机驱动模块选用ZD-M42微型驱动器,驱动42两相步进电机。
控制信号包括使能、脉冲和方向。
电流可调,细分可设置。
额定电压为直流24V,输出电流在1.8A 及以下可选。
电机运行、停止或者锁定可快速编程调整,驱动节拍细分可调。
连接采用光耦隔离,稳定可靠。
体积小,安装方便。
3.1.3 自动对接零件模型设计与3D 打印图1 系统总体结构图图2 无人充电桩硬件结构图Techniques of Automation & Applications | 31(a) (b)图3 充电枪电路板和充电口装配图关于自动对接充电枪国标没有给予规定,故须自主设计能够实现自动对接功能的充电枪。
考虑到零件的形状要求,采用专业的机械设计绘图软件SolidWorks 绘制出我们需要的零部件,并进行3D 打印。
如图3(a)所示,设计为圆形电路板,其中的四个小圆孔是用来固定电路板背面的挤压弹簧,上半区域为正极,下半区域为负极。
充电口在solidworks 中的装配如图3(b)所示。
3.2 充电桩外设硬件设计3.2.1 身份认证单元对于常规电动汽车,身份认证系统由R F I D 卡片和读写模块两部分组成。
本文使用的R F I D 读写模块采用主板上的5V 电源供电,工作在频率为13.56Mhz 频段,通过RS232串口与充电桩主控器进行通信。
对于无人驾驶车辆将安装电子车牌,方便识别和监控车辆。
3.2.2 电能监测单元充电桩输出电量的参数需要由电能监测系统来感知并实时告知主控系统。
因此,选用珠海派诺公司的一款单相导轨式智能电表,其对外通讯接口为RS485方式。
3.2.3 人机交互单元本设计选用7寸电阻型触摸屏作为人机交互单元。
采用12V 开关电源供电,通过主板上的R S232通讯接口与控制器通信。
为了醒目地提示用户当前充电桩的工作状态,还在充电桩的前面板设计了四个LED 指示灯,分别为“电源”、“待机”、“充电”、“完成”。
3.2.4 车桩通信模块电动车与充电桩采用CAN 通信。
需要区分的是,对于常规车辆,采用有线CAN 通信。
对于自动对接充电枪,采用无线CAN 通信模块。
4 软件设计电动汽车无人充电桩的软件主要包括充电桩主控板软件、机械臂驱动软件、转盘和机械臂的运动控制软件,如图4所示。
图4 无人充电桩软件结构图4.1 充电桩主控板软件充电桩主控板软件的流程图如图5所示。
系统初始化后,首先判断故障情况和预约状态,然后判断车型,获取卡号。
接下来进行充电口对接操作,在确认充电枪与充电口连接无误后开始充电。
电池充满后,自动结束充电,或者可以通过按键或后台中途结束充电。
结束充电后,充电桩根据情况进行复位机械臂等操作,并打印小票。
图5 充电桩软件流程图4.2 机械臂驱动软件机械臂在X 轴和Y 轴的运动根据最小距离迭代算法进行控制,行程末端均安装有限位开关进行保护。
Z 轴的运动则由限位开关来确定位置。
机械臂的运动控制实质是对其电机的控制,电机运动采用位置闭环控制方式,需要控制的参数主要包括脱机信号、脉冲信号和方向信号。
4.3 运动控制软件| Techniques of Automation & Applications32不同的车型充电口的位置也可能不同,故需要进行转盘和机械臂的运动控制。
与驱动软件部分不同,该部分主要是控制转盘和机械臂的运动轨迹。
运动控制的软件流程是首先根据车型判断是否需要移动转盘,然后再控制机械臂与车身充电口进行对接。
5 充电口定位算法利用广角测距技术,单片机在获取充电枪到充电口的距离信息后,通过距离迭代算法,调用机械臂驱动函数,最终可实现机械臂驱动充电枪与充电口自动接插。
整个实现过程示意如图6所示。
图6 自动对接示意图充电口的定位按照空间几何中点到面的最短距离是唯一的来确定。
本节根据该空间几何定律,设计了最小距离迭代算法。
图7 算法示意图如图7所示,假设机械臂在X 轴方向的行程区间为(x 0,x 10),充电口在空间看作一点记为P 点,P 到X 轴的最短距离记为PQ。
将区间(x 0,x 10)第一次平均划分为10个小区间,分别为(x 0,x 1)、(x 1,x 2)、…、(x 9,x 10),把点P到小区间端点的距离记为x pi ,i ∈(0,20)。