电动汽车充电自动插接系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

随着社会的发展，汽车在整个社会进步和经济发展中扮演者非常重要的角色，而汽车尾气的排放却已成为大气主要污染源，同时也由于世界石油资源的日趋紧张，都迫使当今社会向无污染和节能的方向发展。

在此背景下，相比于传统的燃油汽车，电动汽车有不可比拟的优点，可以减少石油消耗量，改变能源消耗结构，同时可以极大地减少污染物和温室气体的排放。电动汽车充电装置为电动汽车提供电能供给，是电动汽车行业的重要基础支撑系统，也是电动汽车产业化商业化过程的重要环节。

如今，电动汽车的充电必须依靠人工在充电站或充电桩上完成。在充电桩充电时，电动汽车和燃油汽车一样，采用专人的方式完成充电操作，其中充电在天气或外力的影响下可能发生电力泄露或者损坏等问题，从而给用户充电带来安全隐患。另外对于公用或者租赁的电动汽车，当用户在最近的无人看守点归还车辆时，许多用户没有及时给电动汽车充电，造成下次使用时无储能而无法启动。同时，由于许多用户对于电动汽车的了解程度不同，在充电接口的插拔过程中容易造成充电接口的损坏。如果能在电动汽车充电上实现自动化操作，不仅可以减少工作人员和劳动强度，降低充电站的管理成本，还有助于实现电动汽车充电服务体系的便捷化与智能化，进一步促进电动汽车的普及。

2. 研究内容和预期目标

本课题的主要研究内容是设计一套通过自动插接来实现自动操作、运行可靠稳定的电动汽车自动充电系统。具体要求设计系统的软硬件结构，搭建系统平台，设计充电方案和自动插接的控制过程。其具体内容包括：

1、自动插接系统硬件设计2、机器人控制程序设计3、毕业论文一份及相关英文文献翻译一份

3. 研究的方法与步骤

1、首先查阅国内外有关电动汽车充电方面的资料，深入了解其现状，工作方式，实现方法等；着重理解电动汽车充电自动插接系统的有关工作原理和方法，控制技术等方面的资料。

2、确定电动汽车充电的总体方案，构建自动充电系统平台，确定系统组成，包括机器人、视觉传感器等，分析各个组成部分的特点和功能。完成自动插接系统硬件功能分析，设计硬件电路，实现系统硬件间的连接与控制。

3、选用视觉传感器，检测充电插座在空间的位置信息。并在机器人运动学分析的基础上，根据机器人自动插接的需求，完成机器人的轨迹规划和控制程序的设计，使机器人在接收到位置指令后，到达充电位置。并对机器人的结构和充电插头插座的结构进入深入分析和研究，使充电插头可以顺利的接入充电插座。

4. 参考文献

1、基于机器人的电动汽车充电系统及其自动插接的研究，施莹，哈尔滨工业大学，2016-06-01， 硕士2、基于机器人视觉柔性组合的转向架线束连接器自动插接通电测试方法，林蓝等，现代商贸工业，2019-09-173、核动力插接管道焊缝机器人自动检测系统，付西光等，中国机械工程，2004-06-154、一种飞行器电缆插接状态自动化检测方法，田志新等，计算机测量与控制，2016-07-255、基于多智能体的电动汽车充电协同控制策略，许少伦等，电力自动化设备，2014-11-106、面向分时租赁的电动汽车自动充电机械臂研究，范凯强，哈尔滨工业大学，2017-06-01 硕士7、基于图像识别算法的电动汽车的自动充电接口的识别与定位及其控制方法，段峥祺，厦门大学，2017-06-30 硕士8、电动汽车充电口位姿视觉定位技术研究，殷凯，哈尔滨工业大学，2020-06-01 硕士9、基于单目视觉和力感知的电动汽车机械臂充电方法研究，吕鑫灿，哈尔滨工业大学，2019-12-01 硕士10、基于水平关节机器人的电动汽车自动充电系统，许广云; 库祥臣; 沈星华，现代经济信息，2017-09-25

5. 计划与进度安排

1、2022.3.1-2022.3.20 查阅资料，撰写开题报告。2、2022.3.21-2022.4.15 硬件功能分析，设计硬件电路。3、2022.4.16-2022.5.15 编写控制软件程序，调试测试。4、2022.5.16-2022.5.31 整理毕业设计文档，撰写毕业设计论文。5、2022.6.1-2022.6.10 提交毕业论文，准备答辩。