一種應用于電動汽車的基于磁懸浮內轉子飛輪儲能的地面移動充電機器人制造技術

本發明專利技術公開了一種應用于電動汽車的基于磁懸浮內轉子飛輪儲能的地面移動充電機器人，該機器人通過安裝在承載件上的超聲傳感器、視覺傳感器和滾輪實現充電基站與目標充電車輛之間的位置變化；通過裝配在底座中的兩個轉向相反的磁懸浮儲能飛輪實現對電動汽車的自動充電。本發明專利技術磁懸浮儲能飛輪是在飛輪本體的內圓環與外圓盤之間的中間隔板的上下分別安裝結構相同的上下結構體。本發明專利技術的磁懸浮儲能飛輪的高速旋轉依靠旋轉交變磁場驅動，該交變磁場利用扁平狀空心杯直流電機的工作原理來實現的，將電能轉化為磁懸浮飛輪的旋轉動能。

Ground mobile charging robot based on magnetic suspension inner rotor flywheel energy storage for electric vehicle

The invention discloses an electric vehicle applications within the magnetic rotor of flywheel energy storage based on ground mobile charging robot, the robot through the installation of the position change between the charging station and charging vehicle target on ultrasonic sensor, vision sensor and roller bearing; the assembly in the base of the two steering magnetic storage instead the flywheel automatic charging of electric vehicles to achieve. The magnetic suspension energy storage flywheel of the invention is provided with an upper and lower structure with the same structure on the upper part and the lower part of the middle partition plate between the inner ring and the outer disk of the flywheel body. The invention of the magnetic storage flywheel with high speed rotation by rotating alternating magnetic field driven magnetic field based on the principle of flat coreless DC motor to realize the alternating electrical energy into kinetic energy of rotation of flywheel.

【技術實現步驟摘要】
一種應用于電動汽車的基于磁懸浮內轉子飛輪儲能的地面移動充電機器人
本專利技術涉及一種充電機器人，更特別地說，是指一種應用于電動汽車的基于磁懸浮內轉子飛輪儲能的地面移動充電機器人。
技術介紹
純電動汽車具有環保、低噪音、體積小等優點，對未來城市交通來說，具有廣泛的應用前景。但由于種種技術原因，限制了純電動汽車的應用普及，其中一個比較突出的就是充電難的問題。主要體現在如下幾方面：(1)充電時間長，快充要3～5小時，慢充要10小時以上。(2)充電深度不夠，大多數電動汽車充滿電后不能行駛到額定里程。(3)充電樁固定，容易被其他車輛占用車位。(4)充電收取高昂停車費，使停車費用遠高于充電費用?；谏鲜鲈颍旧暾執岢隽艘环N應用于電動汽車的基于磁懸浮儲能飛輪的智能移動充電機器人。
技術實現思路
為了解決電動汽車在無充電裝樁或充電樁較少停車場的充電困難問題，采用磁懸浮內轉子飛輪儲能原理與地面移動機器人技術結合，設計了本專利技術的一種應用于電動汽車的基于磁懸浮內轉子飛輪儲能的地面移動充電機器人，實現在停車場內為任意停車位的電動汽車自動充電。磁懸浮儲能飛輪的高速旋轉依靠了旋轉交變磁場驅動，該交變磁場利用扁平狀空心杯直流電機的工作原理來實現的，將電能轉化為磁懸浮飛輪的旋轉動能。當兩個磁懸浮飛輪達到額定轉速后，表示機器人充電完畢。依靠控制系統內的GPS模塊和無線通訊模塊來實現在目標充電車輛的鎖定，利用視覺和超聲傳感器來實現沿途障礙的躲避和最優路徑的解算。本專利技術是一種應用于電動汽車的基于磁懸浮內轉子飛輪儲能的地面移動充電機器人，其特征在于：所述地面移動充電機器人包括有承載件(1)、上蓋板(2)、底座(3)、多關節充電臂(4)、備用充電接口(5)、抽氣設備(6)、A組磁懸浮儲能飛輪(7)、B組磁懸浮儲能飛輪(8)；A組磁懸浮儲能飛輪(7)與B組磁懸浮儲能飛輪(8)的結構相同；A組磁懸浮儲能飛輪(7)與B組磁懸浮儲能飛輪(8)的旋轉方向相反；A組磁懸浮儲能飛輪(7)與B組磁懸浮儲能飛輪(8)安裝在底座(3)內；承載件(1)上設有四邊梁(1A、1B、1C、1D)；底座(3)套接在承載件(1)上；上蓋板(2)安裝在底座(3)上方；多關節充電臂(4)、備用充電接口(5)和抽氣設備(6)安裝在上蓋板(2)上；A組磁懸浮儲能飛輪(7)的上結構體的組裝為：多個AA徑向磁軸承線圈(73)分別設置在AA徑向磁軸承定子(7K)的AA徑向磁軸承線圈骨架(7K4)上；AA徑向磁軸承定子(7K)的AA通孔(7K3)與AA轉子疊層圈(7G)的一端接觸；AA轉子疊層圈(7G)套接在A飛輪本體(7A)的內圓環(7A1)上；AA徑向磁軸承定子(7K)安裝在AA磁軸承連接盤(7F)的AE圓形凹腔(7F2)內；置于AA軸向磁軸承定子(7E)的AC圓形凹腔(7E2)內；AA電機定子導磁環疊層圈(7C)置于AA電機骨架(7D)的AA圓形凹腔(7D2)內；AA電機骨架(7D)的AA翅片(7D6)上安裝有AA電機定子線圈(71)；AA電機定子線圈(71)的外部是AA電機永磁體(7B)；AA電機骨架(7D)的AA圓形壓板(7D5)與AA磁軸承連接盤(7F)的AC圓形壓板(7F6)之間安裝有AA軸向磁軸承定子(7E)；AA保護軸承套(7I)套接在A飛輪本體(7A)的內圓環(7A1)上，且置于AA保護軸承座(7H)的AA開口凹腔(7H4)中，AA保護軸承座(7H)與AA磁軸承連接盤(7F)通過螺釘固定；A組磁懸浮儲能飛輪(7)的下結構體的組裝為：多個AB徑向磁軸承線圈(74)分別設置在AB徑向磁軸承定子(7P)的AB徑向磁軸承線圈骨架上；AB徑向磁軸承定子(7P)的AB通孔與AB轉子疊層圈(7R)的一端接觸；AB轉子疊層圈(7R)套接在A飛輪本體(7A)的內圓環(7A1)上；AB徑向磁軸承定子(7V)安裝在AB磁軸承連接盤(7Q)的AF圓形凹腔內；置于AB軸向磁軸承定子(7P)的AD圓形凹腔(7P2)內；AB電機定子導磁環疊層圈(7M)置于AB電機骨架(7N)的AB圓形凹腔(7N2)內；AB電機骨架(7N)的AB翅片(7N6)上安裝有AB電機定子線圈(72)；AB電機定子線圈(72)的外部是AB電機永磁體(7L)；AB電機骨架(7N)的AB圓形壓板與AB磁軸承連接盤(7Q)的AD圓形壓板之間安裝有AB軸向磁軸承定子(7P)；AB保護軸承套(7T)套接在A飛輪本體(7A)的內圓環(7A1)上，且置于AB保護軸承座(7S)的AB開口凹腔中，AB保護軸承座(7S)與AB磁軸承連接盤(7Q)通過螺釘固定。附圖說明圖1是本專利技術設計的一種應用于電動汽車的基于磁懸浮內轉子飛輪儲能的地面移動充電機器人的外部結構圖。圖1A是本專利技術設計的一種應用于電動汽車的基于磁懸浮內轉子飛輪儲能的地面移動充電機器人的另一視角外部結構圖。圖1B是本專利技術設計的一種應用于電動汽車的基于磁懸浮內轉子飛輪儲能的地面移動充電機器人的分解圖。圖1C是本專利技術設計的一種應用于電動汽車的基于磁懸浮內轉子飛輪儲能的地面移動充電機器人的內部俯視結構圖。圖2是本專利技術A組磁懸浮儲能飛輪的前視面的外部結構圖。圖2A是本專利技術A組磁懸浮儲能飛輪的后視面的外部結構圖。圖2B是本專利技術A組磁懸浮儲能飛輪的剖面結構圖片。圖2C是本專利技術A組磁懸浮儲能飛輪的分解結構圖。圖3是本專利技術A飛輪本體的剖面結構圖。圖4是本專利技術AA電機骨架的結構圖。圖4A是本專利技術AA電機骨架的另一視角結構圖片。圖5是本專利技術AA軸向磁軸承定子的結構圖片。圖6是本專利技術AA磁軸承連接盤的結構圖片。圖7是本專利技術AA保護軸承座的結構圖片。圖8是本專利技術AA徑向磁軸承定子的正視結構圖。圖8A是本專利技術AA徑向磁軸承定子的另一視角結構圖片。1.承載件1A.A邊梁1B.B邊梁1C.C邊梁1D.D邊梁2.上蓋板3.底座3A.底板3B.立板4.多關節充電臂5.備用充電接口6.抽氣設備7.A組磁懸浮儲能飛輪71.AA電機定子線圈72.AB電機定子線圈73.AA徑向磁軸承線圈74.AB徑向磁軸承線圈75.AA位移傳感器76.AB位移傳感器7A.A飛輪本體7A1.內圓環7A2.外圓盤7A3.中間隔板7A4.上凸臺7A5.下凸臺7B.AA電機永磁體7C.AA電機定子導磁環疊層圈7D.AA電機骨架7D1.AA平面板7D2.AA圓形凹腔7D3.AA臂7D4.AB臂7D5.AA圓形壓板7D6.AA翅片7E.AA軸向磁軸承定子7E1.AC平面板7E2.AC圓形凹腔7E3.AE臂7E4.AF臂7F.AA磁軸承連接盤7F1.AE平面板7F2.AE圓形凹腔7F3.AI臂7F4.AJ臂7F5.AA圓形凸臺7F6.AC圓形壓板7F7.AA開口槽7G.AA轉子疊層圈7H.AA保護軸承座7H1.AG平面板7H2.AC圓形凸臺7H3.AE圓形壓板7H4.AA開口凹腔7F3.AE圓形壓板7I.AA保護軸承套7J.AA軸向磁軸承線圈7K.AA徑向磁軸承定子7K1.AA三角形開口槽7K2.AA圓盤體7K3.AA通孔7K4.AA徑向磁軸承線圈骨架7L.AB電機永磁體7M.AB電機定子導磁環疊層圈7N.AB電機骨架7N2.AB圓形凹腔7N6.AB翅片7P.AB軸向磁軸承定子7P2.AD圓形凹腔7Q.AB磁軸承連接盤7Q5.AB圓形凸臺7Q7.AB本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種應用于電動汽車的基于磁懸浮內轉子飛輪儲能的地面移動充電機器人，其特征在于：所述地面移動充電機器人包括有承載件(1)、上蓋板(2)、底座(3)、多關節充電臂(4)、備用充電接口(5)、抽氣設備(6)、A組磁懸浮儲能飛輪(7)、B組磁懸浮儲能飛輪(8)；A組磁懸浮儲能飛輪(7)與B組磁懸浮儲能飛輪(8)的結構相同；A組磁懸浮儲能飛輪(7)與B組磁懸浮儲能飛輪(8)的旋轉方向相反；A組磁懸浮儲能飛輪(7)與B組磁懸浮儲能飛輪(8)安裝在底座(3)內；承載件(1)上設有四邊梁(1A、1B、1C、1D)；底座(3)套接在承載件(1)上；上蓋板(2)安裝在底座(3)上方；多關節充電臂(4)、備用充電接口(5)和抽氣設備(6)安裝在上蓋板(2)上；A組磁懸浮儲能飛輪(7)包括有AA電機定子線圈(71)、AB電機定子線圈(72)、AA徑向磁軸承線圈(73)、AB徑向磁軸承線圈(74)、AA位移傳感器(75)、AB位移傳感器(76)、A飛輪本體(7A)、AA電機永磁體(7B)、AB電機永磁體(7L)、AA電機定子導磁環疊層圈(7C)、AB電機定子導磁環疊層圈(7M)、AA電機骨架(7D)、AB電機骨架(7N)、AA軸向磁軸承定子(7E)、AB軸向磁軸承定子(7P)、AA磁軸承連接盤(7F)、AB磁軸承連接盤(7Q)、AA轉子疊層圈(7G)、AB轉子疊層圈(7R)、AA保護軸承座(7H)、AB保護軸承座(7S)、AA保護軸承套(7I)、AB保護軸承套(7T)、AA軸向軸承線圈(7J)、AB軸向磁軸承線圈(7U)、AA徑向磁軸承定子(7K)、AB徑向磁軸承定子(7V)；A飛輪本體(7A)的中部設有內圓環(7A1)，A飛輪本體7A的外部設有外圓盤(7A2)，內圓環(7A1)與外圓盤(7A2)之間是中間隔板(7A3)；內圓環(7A1)的外圓筒體上且與中間隔板(7A3)結合處設有上凸臺(7A4)和下凸臺(7A5)；上凸臺(7A4)上放置有AA轉子疊層圈(7G)；下凸臺(7A5)上放置有AB轉子疊層圈(7R)；AA電機永磁體(7B)與AB電機永磁體(7L)的結構相同；AA電機永磁體(7B)置于A飛輪本體(7A)的外圓盤(7A2)內壁與AA電機骨架(7D)的AB臂(7D4)之間；AB電機永磁體(7L)置于A飛輪本體(7A)的外圓盤(7A2)內壁與AB電機骨架(7N)的AD臂之間；AA電機定子導磁環疊層圈(7C)與AB電機定子導磁環疊層圈(7M)的結構相同；AA電機定子導磁環疊層圈(7C)置于AA電機骨架(7D)的AA圓形凹腔(7D2)內；AB電機定子導磁環疊層圈(7M)置于AB電機骨架(7N)的AB圓形凹腔(7N2)內；AA電機骨架(7D)與AB電機骨架(7N)的結構相同；AA電機骨架(7D)的一端為AA平面板(7D1)，AA電機骨架(7D)的另一端設有用于放置AA電機定子導磁環疊層圈(7C)的AA圓形凹腔(7D2)，且AA圓形凹腔(7D2)的兩邊是AA臂(7D3)和AB臂(7D4)，AA臂(7D3)的外緣上設有用于卡緊AA軸向磁軸承定子(7E)的AA圓形壓板(7D5)，AB臂(7D4)的外緣面上設有AA翅片(7D6)，AA翅片(7D6)上安裝有AA電機定子線圈(71)；安裝有AA電機定子線圈(71)的AA電機骨架(7D)的外緣設有AA電機永磁體(7B)；AB電機骨架(7N)的一端為AB平面板，AB電機骨架(7N)的另一端設有用于放置AB電機定子導磁環疊層圈(7M)的AB圓形凹腔(7N2)，且AB圓形凹腔(7N2)的兩邊是AC臂和AD臂，AC臂的外緣上設有用于卡緊AB軸向軸承定子(7P)的AB圓形壓板，AD臂的外緣面上設有AB翅片(7N6)，AB翅片(7N6)上安裝有AB電機定子線圈(72)；安裝有AB電機定子線圈(72)的AB電機骨架(7N)的外緣設有AB電機永磁體(7L)；AA軸向磁軸承定子(7E)與AB軸向磁軸承定子(7P)的結構相同；AA軸向磁軸承定子(7E)的一端為AC平面板(7E1)，AA軸向磁軸承定子(7E)的另一端設有用于放置AA軸向磁軸承線圈(7J)的AC圓形凹腔(7E2)，且AC圓形凹腔(7E2)的兩邊是AE臂(7E3)和AF臂(7E4)；AB軸向磁軸承定子(7P)的一端為AD平面板，AB軸向磁軸承定子(7P)的另一端設有用于放置AB軸向磁軸承線圈(7U)的AD圓形凹腔(7P2)，且AD圓形凹腔(7P2)的兩邊是AG臂和AH臂；AA磁軸承連接盤(7F)與AB磁軸承連接盤(7Q)的結構相同；AA磁軸承連接盤(7F)的中部設有用于安裝AA位移傳感器(75)的AA開口槽(7F7)；AA磁軸承連接盤(7F)的一端為AE平面板(7F1)，AA磁軸承連接盤(7F)的另一端設有AA圓形凸臺(7F5)和AC圓形壓板(7F6)，AA圓形凸臺(7F5)的...

【技術特征摘要】
1.一種應用于電動汽車的基于磁懸浮內轉子飛輪儲能的地面移動充電機器人，其特征在于：所述地面移動充電機器人包括有承載件(1)、上蓋板(2)、底座(3)、多關節充電臂(4)、備用充電接口(5)、抽氣設備(6)、A組磁懸浮儲能飛輪(7)、B組磁懸浮儲能飛輪(8)；A組磁懸浮儲能飛輪(7)與B組磁懸浮儲能飛輪(8)的結構相同；A組磁懸浮儲能飛輪(7)與B組磁懸浮儲能飛輪(8)的旋轉方向相反；A組磁懸浮儲能飛輪(7)與B組磁懸浮儲能飛輪(8)安裝在底座(3)內；承載件(1)上設有四邊梁(1A、1B、1C、1D)；底座(3)套接在承載件(1)上；上蓋板(2)安裝在底座(3)上方；多關節充電臂(4)、備用充電接口(5)和抽氣設備(6)安裝在上蓋板(2)上；A組磁懸浮儲能飛輪(7)包括有AA電機定子線圈(71)、AB電機定子線圈(72)、AA徑向磁軸承線圈(73)、AB徑向磁軸承線圈(74)、AA位移傳感器(75)、AB位移傳感器(76)、A飛輪本體(7A)、AA電機永磁體(7B)、AB電機永磁體(7L)、AA電機定子導磁環疊層圈(7C)、AB電機定子導磁環疊層圈(7M)、AA電機骨架(7D)、AB電機骨架(7N)、AA軸向磁軸承定子(7E)、AB軸向磁軸承定子(7P)、AA磁軸承連接盤(7F)、AB磁軸承連接盤(7Q)、AA轉子疊層圈(7G)、AB轉子疊層圈(7R)、AA保護軸承座(7H)、AB保護軸承座(7S)、AA保護軸承套(7I)、AB保護軸承套(7T)、AA軸向軸承線圈(7J)、AB軸向磁軸承線圈(7U)、AA徑向磁軸承定子(7K)、AB徑向磁軸承定子(7V)；A飛輪本體(7A)的中部設有內圓環(7A1)，A飛輪本體7A的外部設有外圓盤(7A2)，內圓環(7A1)與外圓盤(7A2)之間是中間隔板(7A3)；內圓環(7A1)的外圓筒體上且與中間隔板(7A3)結合處設有上凸臺(7A4)和下凸臺(7A5)；上凸臺(7A4)上放置有AA轉子疊層圈(7G)；下凸臺(7A5)上放置有AB轉子疊層圈(7R)；AA電機永磁體(7B)與AB電機永磁體(7L)的結構相同；AA電機永磁體(7B)置于A飛輪本體(7A)的外圓盤(7A2)內壁與AA電機骨架(7D)的AB臂(7D4)之間；AB電機永磁體(7L)置于A飛輪本體(7A)的外圓盤(7A2)內壁與AB電機骨架(7N)的AD臂之間；AA電機定子導磁環疊層圈(7C)與AB電機定子導磁環疊層圈(7M)的結構相同；AA電機定子導磁環疊層圈(7C)置于AA電機骨架(7D)的AA圓形凹腔(7D2)內；AB電機定子導磁環疊層圈(7M)置于AB電機骨架(7N)的AB圓形凹腔(7N2)內；AA電機骨架(7D)與AB電機骨架(7N)的結構相同；AA電機骨架(7D)的一端為AA平面板(7D1)，AA電機骨架(7D)的另一端設有用于放置AA電機定子導磁環疊層圈(7C)的AA圓形凹腔(7D2)，且AA圓形凹腔(7D2)的兩邊是AA臂(7D3)和AB臂(7D4)，AA臂(7D3)的外緣上設有用于卡緊AA軸向磁軸承定子(7E)的AA圓形壓板(7D5)，AB臂(7D4)的外緣面上設有AA翅片(7D6)，AA翅片(7D6)上安裝有AA電機定子線圈(71)；安裝有AA電機定子線圈(71)的AA電機骨架(7D)的外緣設有AA電機永磁體(7B)；AB電機骨架(7N)的一端為AB平面板，AB電機骨架(7N)的另一端設有用于放置AB電機定子導磁環疊層圈(7M)的AB圓形凹腔(7N2)，且AB圓形凹腔(7N2)的兩邊是AC臂和AD臂，AC臂的外緣上設有用于卡緊AB軸向軸承定子(7P)的AB圓形壓板，AD臂的外緣面上設有AB翅片(7N6)，AB翅片(7N6)上安裝有AB電機定子線圈(72)；安裝有AB電機定子線圈(72)的AB電機骨架(7N)的外緣設有AB電機永磁體(7L)；AA軸向磁軸承定子(7E)與AB軸向磁軸承定子(7P)的結構相同；AA軸向磁軸承定子(7E)的一端為AC平面板(7E1)，AA軸向磁軸承定子(7E)的另一端設有用于放置AA軸向磁軸承線圈(7J)的AC圓形凹腔(7E2)，且AC圓形凹腔(7E2)的兩邊是AE臂(7E3)和AF臂(7E4)；AB軸向磁軸承定子(7P)的一端為AD平面板，AB軸向磁軸承定子(7P)的另一端設有用于放置AB軸向磁軸承線圈(7U)的AD圓形凹腔(7P2)，且AD圓形凹腔(7P2)的兩邊是AG臂和AH臂；AA磁軸承連接盤(7F)與AB磁軸承連接盤(7Q)的結構相同；AA磁軸承連接盤(7F)的中部設有用于安裝AA位移傳感器(75)的AA開口槽(7F7)；AA磁軸承連接盤(7F)的一端為AE平面板(7F1)，AA磁軸承連接盤(7F)的另一端設有AA圓形凸臺(7F5)和AC圓形壓板(7F6)，AA圓形凸臺(7F5)的AI臂(7F3)與AJ臂(7F4)之間是用于放置AA徑向磁軸承定子(7K)的AE圓形凹腔(7F2)；AB磁軸承連接盤(7Q)的中部設有用于安裝AB位移傳感器(76)的AB開口槽(7Q7)；AB磁軸承連接盤(7Q)的一端為AF平面板，AB磁軸承連接盤(7Q)的另一端設有AB圓形凸臺(7Q5)和AD圓形壓板，AB圓形凸臺(7Q5)的AK臂與AL臂之間是用于放置AB徑向磁軸承定子(7V)的AF圓形凹腔；AA轉子疊層圈(7G)與AB轉子疊層圈(7R)的結構相同；AA轉子疊層圈(7G)置于A飛輪本體(7A)的內圓環(7A1)外壁的上凸臺(7A4)上，且與AA保護軸承套(7I)接觸；AB轉子疊層圈(7R)置于A飛輪本體(7A)的內圓環(7A1)外壁的下凸臺(7A5)上，且與AB保護軸承套(7T)接觸；AA保護軸承座(7H)與AB保護軸承座(7S)的結構相同；AA保護軸承座(7H)的一端為AG平面板(7H1)，AA保護軸承座(7H)的另一端設有AC圓形凸臺(7H2)，AC圓形凸臺(7H2)的內壁接合處是AE圓形壓板(7H3)，AC圓形凸臺(7H2)的內壁與AE圓形壓板(7H3)之間形成一個AA開口凹腔(7H4)，AA開口凹腔(7H4)用于放置部分AA保護軸承套...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王坤，韓邦成，鄭世強，劉剛，
申請(專利權)人：北京航空航天大學，
類型：發明
國別省市：北京,11