用于對機動車輛充電的充電系統(tǒng)和方法
【專利摘要】根據(jù)本發(fā)明的用于機動車輛、特別是載客汽車(2)的充電系統(tǒng)具有機器人(1)，該機器人包括控制裝置(1.1)，力檢測裝置(5)和固定在機器人上的插接件(4.1)，該插接件設置用于與車輛側的配合插接件(4.2)建立可松脫的插拔連接，用于為機動車輛的電蓄能器充電，其中，控制裝置被設計為，與力檢測裝置通訊，并根據(jù)由力檢測裝置確定的力使機器人引導的插接件與配合插接件相連接。
【專利說明】用于對機動車輛充電的充電系統(tǒng)和方法

【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及用于對機動車輛、特別是載客汽車充電的一種充電系統(tǒng)和一種方法， 以及一種用于執(zhí)行這種方法的計算機程序產(chǎn)品。

【背景技術】
[0002] 由專利文獻DE 102009006982 Al可知用于對運輸裝置的動力源進行充電的一種 充電系統(tǒng)和一種方法，該運輸裝置具有特別是以三個軸運動的機器人單元，機器人單元將 充電裝置自動連接在動力源的接口上。在此，用于供電的聯(lián)接可以在插接過程中平衡關于 豎軸的輕微斜立和/或對扭轉是不敏感的。
[0003] 特別是一方面考慮到在將機動車輛停放在充電系統(tǒng)旁邊時在實踐中有時會出現(xiàn) 較大的位置偏差，另一方面還考慮到電插拔連接件的敏感性，這種被動的誤差平衡可能會 加大對插拔連接裝置的磨損。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于改進對具有用于為行駛驅動供電的電能存儲器的電動車輛、尤 其是載客汽車的充電。
[0005] 本發(fā)明的目的通過一種具有如權利要求1所述特征的充電系統(tǒng)來實現(xiàn)。權利要求 9提出了一種借助于這種充電系統(tǒng)對機動車輛充電的方法，權利要求14提出了一種用于執(zhí) 行這種方法的計算機程序產(chǎn)品、特別是數(shù)據(jù)載體或存儲介質(zhì)。優(yōu)選的擴展方案由從屬權利 要求給出。
[0006] 用于對具有為行駛驅動供電的電能存儲器的電動車輛、特別是載客汽車進行充電 的充電系統(tǒng)包括機器人和用于控制該機器人的控制裝置，在此，為了更緊湊地進行說明，本 發(fā)明意義下的控制還可以概括地包括調(diào)節(jié)，即根據(jù)反饋的實際參數(shù)給出調(diào)節(jié)參數(shù)。相應地 在一種實施方式中，控制裝置可以具有一個或多個調(diào)節(jié)器，特別是至少一個如下所述的力 調(diào)節(jié)器或力調(diào)節(jié)。
[0007] 本發(fā)明意義下的裝置可以通過硬件技術和/或軟件技術實現(xiàn)，特別是包括優(yōu)選與 存儲器系統(tǒng)和/或總線系統(tǒng)數(shù)據(jù)連接或信號連接的處理單元、特別是數(shù)字處理單元、尤其 是微處理器單元（CPU)和/或一個或多個程序或編程模塊。為此，CPU被設計用于：處理被 實現(xiàn)為可存儲在存儲器系統(tǒng)中的程序的指令，檢測數(shù)據(jù)總線的輸入信號和/或提供輸出信 號到數(shù)據(jù)總線上。存儲器系統(tǒng)可以具有一個或多個特別是不同的存儲介質(zhì)，尤其是光學介 質(zhì)、磁性介質(zhì)、固態(tài)介質(zhì)和/或其它的非易失性介質(zhì)。所述程序可以是這樣的：其能夠描述 或執(zhí)行在此所述的方法，從而使CPU可以執(zhí)行該方法的步驟，并由此特別是可以控制機器 人。
[0008] 在一種實施方式中，機器人可以具有一個或多個軸，特別是至少6個或7個軸。六 軸機器人在其結構性邊緣條件的框架下可以有利地展現(xiàn)出其末端執(zhí)行器的任意的位置和 方向，并因此而特別地難以接近和/或駛向不同的終端位置和/或駛過具有預設方向的軌 跡。冗余的七軸或多軸機器人可以有利地解決或避免奇異姿勢的問題，也可以更好地根據(jù) 不同的環(huán)境條件、特別是工作空間中的障礙物進行調(diào)整。在一種實施方式中，機器人是具有 一個或多個、特別是至少六個轉動關節(jié)的曲臂機器人，在此，在一種擴展方案中，緊跟在基 軸或主軸之后的第二軸可以定向為垂直于該基軸，緊跟在第二軸后面的第三軸可以定向為 平行于第二軸，和/或第三軸，第四軸和/或第五軸可以定向為垂直于前面的軸。這種配置 已經(jīng)證實對于當前的應用情況是特別有利的。機器人可以被靜止地固定，特別是固定在地 板、墻壁或天花板上，或者是可移動的，尤其是基于輪式或軌道式地行進。
[0009] 在機器人上可松脫地或者說可更換地或持久地固定有插接件，其用于與車輛側的 配合插接件構成可松脫的插拔連接，以便為機動車輛的電蓄能器充電。在一種實施方式中， 這種電插拔連接可以是根據(jù)SAE J1772-2009, VDE-AR-E 2623-2-2或IEC 62196-3和/或 Typ 1，Typ 2或Typ 3的插拔連接和/或組合插拔連接（Combo-Steckverbindung)，特別 是組合型的直流電和交流電插拔連接，或者是對此兼容的插拔連接。在一種擴展方案中，充 電系統(tǒng)具有不同的插接件，用于與不同的配合插接件實現(xiàn)可松脫的連接。在一種擴展方案 中，不同的插接件可以一起固定在機器人上，并由機器人有選擇地、特別是通過對機器人手 的再定向來應用。附加地或替代地，充電系統(tǒng)還可以具有插接件存儲器，機器人可以有選 擇地從該插接件存儲器中取出不同的插接件并引導。本發(fā)明意義下的插接件和配合插接件 特別是指插拔連接的兩個部分，它們形狀配合和/或摩擦配合地彼此插接地構成電插拔連 接。特別是可以將由機器人引導的、設計為插頭（"陽連接頭"）的插接件插入到車輛側的、 設計為插座（"陰連接頭"）的配合插接件中。
[0010] 機器人具有力檢測裝置，該力檢測裝置與控制裝置相聯(lián)系。為了更緊湊地進行說 明，本發(fā)明意義下的力還可以概括地涉及到或包括多個力，特別是反平行力偶，即力矩。相 應的，力檢測裝置特別可以是多軸的力檢測裝置，用于檢測一個、兩個或三個特別是笛卡爾 的或線性的軸中的力，和/或檢測一個、兩個或三個轉動軸的轉矩。利用多軸的力檢測裝置 可以有利地檢測特別是垂直于插拔連接的插接方向或連接方向的平面上的推力，沿插接方 向的牽引力和/或壓力，關于插接方向的扭轉力矩和/或關于垂直于插接方向的一個或兩 個軸的傾斜力矩（Kippmomente) 0
[0011] 在一種實施方式中，力檢測裝置具有特別是多軸的、優(yōu)選為六軸的力傳感器和/ 或力矩傳感器。在一種擴展方案中，該力傳感器和/或力矩傳感器可以設置在機器人引導 的插接件和機器人或機器人的法蘭之間，以檢測作用于插接件上的反作用力。這種力傳感 器和/或力矩傳感器可以與控制裝置無線地或有線地通訊。
[0012] 附加地或替代地，力檢測裝置可以在機器人的軸上、特別是在關節(jié)和/或驅動器 上具有一個或多個力傳感器，特別是在轉動關節(jié)驅動電機和/或轉動關節(jié)傳動裝置上具有 力矩傳感器。由此同樣可以特別是基于模型地檢測作用于插接件上的反作用力。特別是可 以因此取消位于機器人法蘭上的單獨的力傳感器和/或力矩傳感器。
[0013] 為了不干擾到待充電機動車輛的車身上的油箱開口（ Tankdffnung )，特別是至 少基本上為圓筒形的力傳感器和/或力矩傳感器的直徑可以小于這種油箱開口的直徑。同 樣，為了能夠更容易地將插接件插入到油箱開口中，可以在插接件和力傳感器和/或力矩 傳感器之間設置延長部，特別是間隔套筒。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，控制裝置控制機器人，使得機器人能夠將機器人引導的 插接件與配合插接件相連接，或者將機器人設計為特別是編程技術地實現(xiàn)此目的。在此，根 據(jù)由力檢測裝置所確定的力來控制機器人，特別是對機器人進行力調(diào)節(jié)。這種力調(diào)節(jié)可以 在機器人的一個或多個軸上和/或在一個或多個空間軸（Raumachsen)上進行。特別是可 以在工作空間的一個或多個笛卡爾軸和/或轉動軸上力調(diào)節(jié)地控制機器人，優(yōu)選在電插拔 連接或機器人引導的插接件的插接方向或連接方向上和/或垂直于該插接方向或連接方 向和/或關于一個或多個垂直于插接方向的轉動軸力調(diào)節(jié)地控制機器人。除了位置調(diào)節(jié)之 夕卜，替代地可以在相應的軸或方向上進行這種力調(diào)節(jié)，或者與位置調(diào)節(jié)疊加地進行。
[0015] 因此在一種實施方式中，可以在插接方向上，即沿笛卡爾空間軸位置調(diào)節(jié)地指揮 進行插接移動。這種位置調(diào)節(jié)可以與力調(diào)節(jié)相疊加。特別是當由力檢測裝置所檢測到的作 用在插接件上的力超過特別是可預設的邊界值時，可以中斷或修正這種插接移動。插接件 可以在一個或多個方向上或垂直于插接移動或插接方向的平面上力調(diào)節(jié)地移位，并由此平 衡在這些方向上的錯位或容許誤差（Toleranz)。附加地或替代地，插接件可以關于一個或 多個轉動軸力調(diào)節(jié)地移位，特別是關于一個或多個垂直于插接方向的軸傾斜，并由此平衡 方向錯位或方向容許誤差。這種垂直于插接方向的力調(diào)節(jié)可以與位置調(diào)節(jié)相疊加，以便能 夠描述插接件的基本方向或初始方向和/或基本位置或初始位置。
[0016] 通過確定在機器人引導的插接件與車輛側的配合插接件連接時或者說通過它們 的連接而作用在插接件上的力，并根據(jù)該由力檢測裝置所確定的力來控制機器人，以實現(xiàn) 機器人引導的插接件與配合插接件的連接，特別是在一個或多個軸上的力調(diào)節(jié)的連接，可 以有利的減輕電插拔連接的負荷，并特別是由此提高該連接的可靠性和/或壽命。
[0017] 特別是可以將力調(diào)節(jié)設計為，使機器人或機器人引導的插接件能夠避開在該插接 件與配合插接件的連接過程中作用在它們上的力。也就是說，控制裝置可以控制機器人，使 得機器人能夠使插接件特別是在垂直于插接方向或連接方向的平面上沿作用于插接件上 的力的方向錯移。力調(diào)節(jié)地額定值特別是可以基本上為零，即，調(diào)節(jié)目標是實現(xiàn)至少基本上 無干擾力的插接或連接。
[0018] 正如根據(jù)本發(fā)明的一個方面所描述的那樣，針對機器人引導的插接件和車輛側的 配合插接件之間的位置偏差和/或方向偏差所進行的力調(diào)節(jié)的平衡特別適用于平衡較小 的偏差。
[0019] 因此，根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，在進行實際的插接或連接之前，需要對機器人 或機器人引導的插接件進行預定位。在此，為了平衡配合插接件的理論位置或額定位置和 其事實位置或實際位置之間的關于位置和/或方向的偏差（這種偏差特別是可能在駛向充 電系統(tǒng)和機動車輛停車時發(fā)生），首先確定配合插接件的實際位置，即位置和/或方向。為 此，在一種實施方式中，充電系統(tǒng)具有位置檢測裝置。在一種擴展方案中，該位置檢測裝置 可以具有圖像接收和處理裝置，特別是照相機，優(yōu)選為CCD照相機，和用于在照相機圖像中 識別配合插接件的模式識別器。然后，控制裝置使機器人引導的插接件至少基本上與所檢 測到的配合插接件的實際位置對準地預定位。附加地或替代地，位置檢測裝置還可以具有 距離檢測裝置，用于確定相對于機動車輛、特別是車輛側的配合插接件的距離。然后，控制 裝置可以使機器人引導的插接件以預設的相對于配合插接件的距離實現(xiàn)預定位。最后，根 據(jù)利用力檢測裝置所確定的作用在插接件上的力使插接件實現(xiàn)機器人引導的插接。
[0020] 位置檢測裝置可以受機器人引導地并永久地或可松脫地或可更換的固定在機器 人上。在一種實施方式中，機器人可以首先引導位置檢測裝置并確定配合插接件的位置，然 后使位置檢測裝置與插接件互換，以使插接件與配合插接件相連接。在另一種實施方式中， 位置檢測裝置和插接件可以同時固定在機器人上，或者機器人同時引導位置檢測裝置和插 接件，以避免這些交換成本的發(fā)生。在此，位置檢測裝置可以設計用于檢測沿插接方向位于 插接件前面的區(qū)域。通過這種方式，機器人可以基于位置檢測裝置對插接件進行預定位， 然后在不改變位姿的情況下使插接件直接與配合插接件相連接，和/或監(jiān)控插接過程或連 接過程和/或該插拔連接。同樣，位置檢測裝置也可以設計用于檢測其他的區(qū)域，即，沿插 接方向不位于插接件前面的區(qū)域，特別是用于檢測在沿插接方向位于插接件前面的區(qū)域旁 邊的區(qū)域。這特別有利于減輕在插接時對位置檢測裝置的損害或干擾。機器人可以首先使 位置檢測裝置與配合插接件對齊并確定配合插接件的位置，然后在對特別是機器人手進行 重新定位的情況下實現(xiàn)對機器人引導的插接件的預定位。但是，位置檢測裝置同樣也可以 與機器人無關地設置，特別是固定的或本身可移動地設置。
[0021] 附加地或替代地，除了位置檢測裝置之外，機器人還可以具有夾持器，用于打開和 /或關閉油箱開口的油箱蓋，以便在插接件和配合插接件連接之前打開覆蓋配合插接件的 油箱蓋，和/或在插接件與配合插接件松開或分離之后關閉油箱蓋。該夾持器特別可以是 磁性夾持器和/或真空夾持器，在一種擴展方案中，夾持器特別是可以替代機器人引導的 插接件地通過對機器人手的重新定位以實現(xiàn)在配合插接件或覆蓋配合插接件的油箱蓋的 前面的定位。為此可以將位置檢測裝置設計用于檢測油箱蓋的位置。附加地或替代地，油 箱蓋可以由司機解鎖和/或打開。
[0022] 在一種實施方式中，力傳感器除了可以確定連接過程中的力之外，還可以確定在 松開時和/或在充電期間或在插拔連接封閉時的力，并保存這些由力傳感器所確定的力， 和/或尤其是在充電期間和/或充電之后或者說在線和/或離線地對這些力進行分析。相 應的存儲和/或分析裝置能夠與控制裝置通訊或能夠集成在控制裝置中，特別是被設計為 相應的處理單元和/或相應的程序或程序模塊。
[0023] 在一種擴展方案中，可以因此而監(jiān)控和/或評估連接過程，特別是是否獲得充足 的插接力并由此實現(xiàn)所需要的插接安全性。附加地或替代地，除了對插拔連接的評估之外， 通過對特別是多個連接進程進行這種保存和/或分析，還可以在例如所檢測到的力在不同 的連接進程中發(fā)生變化、特別是增大或減小時，識別插接件和/或配合插接件的變化，特別 是磨損。相應地，例如可以通過提高或降低力調(diào)節(jié)地額定力來調(diào)整插拔連接。
[0024] 附加地或替代地，存儲裝置和/或分析裝置可以被設計用于確定、保存和/或分 析插拔連接的特征參數(shù)，特別是電阻。在一種實施方式中，特別是可以通過在此設置的存儲 裝置和/或分析裝置，尤其是根據(jù)在連接、松脫過程中和/或在充電期間或在插拔連接封 閉時所確定、存儲和/或分析的力和/或電特征參數(shù)，特別是在充電期間和/或之后或者說 在線地和/或離線地確定插拔連接的磨損，并在一種擴展方案中向司機展示這種磨損。在 一種擴展方案中，特別是可以通過在此設置的存儲裝置和/或分析裝置，根據(jù)插拔連接的 這種磨損來估計和/或給出、特別是展示剩余壽命，尤其是可能尚存的插拔次數(shù)。
[0025] 附加地或替代地，特別是可以通過在此設置的存儲裝置和/或分析裝置來分析充 電進程或者說添加動力過程。由此例如可以推算插拔連接封閉的時間，和/或存儲電特征 參數(shù)并做進一步處理，以確定充電量，特別是已發(fā)送或已接收的電能量。附加地或替代地， 特別是可以通過在此設置的存儲裝置和/或分析裝置來識別配合插接件和/或待充電的機 動車輛，以便例如實現(xiàn)對充電的授權、分配和/或記錄。
[0026] 附加地或替代地，可以通過對所檢測到的力的存儲和/或分析來調(diào)整機器人或機 器人引導的插接件的額定軌跡，或者控制裝置或存儲裝置和/或分析裝置根據(jù)所存儲和/ 或所分析的力來調(diào)整、特別是改變額定軌跡。因此，特別是可以例如通過適當?shù)能壽E規(guī)劃和 /或示教控制、特別是神經(jīng)元網(wǎng)絡并根據(jù)以前的連接進程調(diào)整以后的連接進程的額定軌跡， 即連接軌跡。附加地或替代地，可以根據(jù)以前的連接進程或據(jù)此確定的力，例如通過示教控 制、特別是神經(jīng)元網(wǎng)絡來調(diào)整車輛側的配合插接件的、用于使連接松開或拔出或摘下機器 人引導的插接件的額定軌跡。例如，如果機器人在插接過程中力調(diào)節(jié)地在某個方向上移位， 則可以在規(guī)劃用于摘下插接件的額定軌跡時考慮或跟蹤這種偏差。例如，如果力調(diào)節(jié)地實 現(xiàn)的機器人引導的插接件的充電位置（在該位置上，機器人引導的插接件與配合插接件相 連接）始終在特定的方向上與基于位置檢測裝置的預定位相背離，則可以相應地對這種預 定位或額定充電位置進行調(diào)整。
[0027] 特別是在故障狀態(tài)下，有可能在充電過程中，即在插拔連接封閉時發(fā)生機動車輛 相對于機器人的相對運動。特別是通過機器人在充電過程中或電插拔連接封閉時根據(jù)對在 充電過程中所檢測到的力的分析對機器人引導的插接件的充電位置或位置的調(diào)整，機器人 可以力調(diào)節(jié)地平衡較小的相對運動。因此在本發(fā)明的一種實施方式中，通常可以對在連接 和/或松開插拔連接時和/或在充電進程期間或在插拔連接封閉時的力進行檢測、存儲和 /或分析。附加地或替代地，特別是可以在插接件和機器人之間，尤其是在插接件和力傳感 器和/或力矩傳感器之間或在力傳感器和/或力矩傳感器和機器人或機器人法蘭之間設有 滑動聯(lián)接器。在本發(fā)明中，滑動聯(lián)接器是指這樣的一種連接器：其在超過可預先設定的力時 將打開?；瑒勇?lián)接器可以設計為被動的，例如具有永久磁鐵或彈簧加載的鎖銷，它們在超過 其吸引力或預緊力時將打開。同樣，滑動聯(lián)接也可以設計為主動的，例如具有電磁鐵或電激 活的鎖銷，它們可以通過控制裝置根據(jù)由力檢測裝置所檢測到的力被打開，特別是當力檢 測裝置所檢測到的力超過預設的力時。
[0028] 在一種實施方式中，對蓄能器的充電可以根據(jù)控制裝置的授權（Freigabe)來執(zhí) 行。在一種擴展方案中，特別是可以這樣設置：如果或者一旦插拔連接封閉和/或力檢測裝 置檢測到沿插接方向的力超過預設值和/或沿其他方向的力，特別是垂直于插接方向的力 低于預設值，則只向插接件提供用于為蓄能器充電的能量。通過這種方式，可以確保：在充 電期間作用于插拔連接上并試圖使該插拔連接松脫的剪切力的情況下，插接件不通電，或 者說只在插接件足夠強烈地壓迫配合插接件時才通電。附加地或替代地，控制裝置也可以 根據(jù)其它的條件進行授權，例如位置檢測裝置的視覺監(jiān)控，機器人在預設的充電位姿下或 者關于該充電位姿的安全區(qū)域中的原地保持不動，特別是停止等。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029] 本發(fā)明的其他優(yōu)點和特征由從屬權利要求和實施例給出。為此部分示意性地示 出：
[0030] 圖1 :根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的充電系統(tǒng)；和
[0031] 圖2 :根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的方法。

【具體實施方式】
[0032] 圖1示出了一種用于載客汽車2的充電系統(tǒng)，載客汽車2具有電蓄能器，用以為電 車輛驅動器供能，該電蓄能器具有套筒形的配合插接件4. 2,該配合插接件沉降地設置在載 客汽車車身中的箱體開口中，該箱體開口在圖1中局部地示出。
[0033] 充電系統(tǒng)具有靜止的或（在一種未示出的變形中）可移動的機器人1，該機器人具 有控制柜形式的控制裝置1. 1，該控制裝置具有在其中運行的程序。機器人為六軸曲臂機器 人，包括：垂直的主軸，搖臂相對于轉盤或機器人手相對于搖臂的、垂直于主軸的第二轉動 軸和第三轉動軸，以及機器人手的第四軸、第五軸和第六軸，這些軸分別垂直于前面的軸定 向并在某個點上彼此相交。
[0034] 在機器人法蘭上設有滑動聯(lián)接器7,該滑動聯(lián)接器在超過預設的剪切力時主動或 被動地激活。在一種未示出的變形中可以去除滑動聯(lián)接器。
[0035] 在滑動聯(lián)接器或機器人法蘭上設有六軸的力-力矩傳感器5,用于檢測沿插接方 向的力（其在圖1中以運動箭頭示出），與該插接方向的力相垂直的正交力以及與平行于這 些力的轉動軸相關的轉矩，該力-力矩傳感器與機器人控制器1. 1信號連接，這在圖1中以 虛線表示。
[0036] 在力-力矩傳感器上固定有插接件4. 1，例如組合插接件Typ 2,該插接件與配合 插接件4. 2連接成用于為機動車輛的蓄能器充電的可松脫的插拔連接，為此，該插接件通 過供電電纜3. 1與電源3. 2能量連接，該電源可以與控制器I. 1通訊。一旦機器人1位于 關于如圖1所示的充電位姿的預設容許誤差范圍內(nèi)，力-力矩傳感器沒有檢測到超過預設 邊界值的、垂直于插接方向的剪切力，并且力-力矩傳感器在插接方向上檢測到足夠大的 壓力，則控制器I. 1將命令電源3. 2向插接件4. 1通電。通過這種方式，插接件4. 1在不加 油和插拔連接已打開或本身是打開的情況下是無電流的。
[0037] 在機器人法蘭上固定有CXD照相機6,其用于檢測沿插接方向位于插接件4. 1前面 的區(qū)域，并與控制器1. 1信號連接。
[0038] 圖2闡述了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的方法的流程，例如其特別是可以由參照 圖1所述的充電站來執(zhí)行。
[0039] 在步驟SlO中，通過控制器I. 1控制的機器人1將CXD照相機6定位在箱體開口 的區(qū)域中，此后車輛2駛入并停車并打開箱體開口。控制器I. 1對照相機圖像進行分析，并 由此確定配合插接件4. 2的位置。
[0040] 在步驟S20中，通過控制器I. 1控制的機器人1根據(jù)這樣確定的配合插接件的位 置使插接件與配合插接件對齊并間隔開地預定位。在此，控制器可以位置調(diào)節(jié)地控制機器 人。
[0041] 在步驟S30中，通過控制器I. 1控制的機器人1力調(diào)節(jié)的將插接件4. 1插入到配 合插接件4. 2中。在此，力-力矩傳感器5沿插接方向和垂直于插接方向的方向檢測作用 在插接件4. 1上的力。通過控制器I. 1控制的機器人1使插接件4. 1沿插接方向位置調(diào)節(jié) 地移動，在此疊加有力調(diào)節(jié)，用于在達到預設的插接力時結束沿插接方向的運動。在垂直于 插接方向的一個平面或兩個正交方向上對機器人1或機器人引導地插接件4. 1進行力調(diào) 節(jié)，使插接件4. 1能夠避開在插接件4. 1和配合插接件4. 2之間發(fā)生錯移或未充分對齊的 接觸時作用在插接件4. 1上的反作用力，并由此與配合插接件對齊的取向。這同樣適用于 關于兩個或三個正交軸的轉矩，其中一個軸可以特別是平行或垂直于插接方向定向：由此， 控制器1. 1可以例如根據(jù)關于垂直于圖1中標示平面的軸的反作用力使機器人引導的插接 件4. 1扭轉，直至其方向與配合插接件4. 2的方向充分一致。
[0042] 在步驟S40中，控制器I. 1授權電源3. 2為車輛的蓄能器充電，或者命令電源3. 2 向插接件4. 1通電。在充電期間，通過控制器I. 1 (其構成本發(fā)明意義下的控制裝置、存儲 裝置和分析裝置）對由力傳感器5所確定的力進行存儲和分析。
[0043] 特別是可以保存沿插接方向和/或垂直于插接方向的力的進程，并與之前的力進 行比較，以便例如評估插拔連接的磨損。附加地或替代地，允許通電也可以取決于在充電期 間有充分的力沿插接方向作用于插接件4. 1上，以便能夠安全地結束電插拔連接，以及不 會例如由于車輛2的意外移動而有過高的力垂直于插接方向作用在插接件4. 1上，這種力 會試圖使插拔連接分離。
[0044] 附加地或替代地，例如通過機器人1根據(jù)垂直于插接方向的力力調(diào)節(jié)地調(diào)整充電 位置或與配合插接件4. 2相連接的位置，并由此降低該垂直于插接方向的力，可以在充電 期間調(diào)整機器人引導的插接件4. 1的充電位置。
[0045] 附加地或替代地，可以在步驟S40中調(diào)整額定連接軌跡。例如，當沿插接方向的力 從預定位開始在沿插接方向的一定進給的過程中達到預設的邊界值時，可以將該進給，必 要時還要加上預設的擊打，預先設定為用于下一個連接進程或插接進程的額定進給，并由 此使額定連接軌跡最優(yōu)化。附加地或替代地，可以在充電結束時根據(jù)在連接和/或充電過 程中所檢測到的力調(diào)整松脫軌跡，機器人1按照該松脫軌跡將機器人引導的插接件4. 1從 配合插接件4. 2中拔出。例如，如果機器人在連接過程中必需沿某個方向力調(diào)節(jié)地移位，則 額定松脫軌跡可以相應地在該方向上改變。
[0046] 當充電完成時，通過控制器I. 1控制的機器人1在步驟S50中松開插拔連接，并按 照根據(jù)需要已調(diào)整的松脫軌跡將插接件4. 1從配合插接件4. 2中拔出。
[0047] 在一種未示出的擴展方案中，機器人1可以在其法蘭上具有夾持器，特別是具有 磁性夾持器或真空夾持器，以便在步驟SlO之前打開箱體開口的油箱蓋和/或在步驟S50 之后關閉箱體開口的油箱蓋。
[0048] 附圖標記列表
[0049] 1機器人
[0050] 1. 1 (機器人）控制器（控制裝置，存儲裝置和分析裝置）
[0051] 2車輛（車身）
[0052] 3. 1能量導線
[0053] 3. 2 能源
[0054] 4. 1插接件
[0055] 4. 2配合插接件
[0056] 5力-力矩傳感器（力檢測裝置）
[0057] 6CXD照相機（位置檢測裝置）
[0058] 7滑動聯(lián)接器。
【權利要求】
1. 一種用于機動車輛、特別是載客汽車（2)的充電系統(tǒng)，其具有機器人（I)，所述機器 人包括控制裝置（1. 1)，力檢測裝置（5)和固定在所述機器人上的插接件（4. 1)，所述插接 件設置用于與車輛側的配合插接件（4.2)建立可松脫的插拔連接，以為所述機動車輛的電 蓄能器充電，其中，所述控制裝置設置用于與所述力檢測裝置通訊，并根據(jù)由所述力檢測裝 置確定的力使機器人引導的插接件與所述配合插接件相連接。
2. 如權利要求1所述的充電系統(tǒng)，其特征在于，設有特別是機器人引導的位置檢測裝 置（6)，用于確定所述配合插接件的位置，其中，所述控制裝置被設置用于，與所述位置檢測 裝置通訊，并根據(jù)由所述位置檢測裝置確定的所述配合插接件的位置對所述機器人引導的 插接件進行預定位。
3. 如前面任一項權利要求所述的充電系統(tǒng)，其特征在于，設有存儲裝置和/或分析裝 置（L 1)，用于存儲和/或分析由力傳感器確定的力。
4. 如前面權利要求所述的充電系統(tǒng)，其特征在于，所述存儲裝置和/或分析裝置被設 置用于對插拔連接和/或所述機器人引導的插接件的連接軌跡和/或松脫軌跡和/或充電 位置進行分析和/或調(diào)整。
5. 如前面任一項權利要求所述的充電系統(tǒng)，其特征在于，在所述插接件和所述機器人 之間設有滑動聯(lián)接器（7)。
6. 如前面任一項權利要求所述的充電系統(tǒng)，其特征在于，所述充電系統(tǒng)被設計為，根據(jù) 所述控制裝置的授權來執(zhí)行對蓄能器的充電。
7. 如前面任一項權利要求所述的充電系統(tǒng)，其特征在于，設有機器人引導的夾持器，用 于打開和/或關閉車輛的油箱蓋。
8. 如前面任一項權利要求所述的充電系統(tǒng)，其特征在于，所述充電系統(tǒng)被設計為，執(zhí)行 如權利要求9或從屬于其的任一項權利要求所述的方法。
9. 一種利用如前面任一項權利要求所述的充電系統(tǒng)對機動車輛（2)進行充電的方法， 該方法具有以下步驟：通過力檢測裝置確定力（S30);并根據(jù)由所述力檢測裝置確定的力 來控制機器人，以使機器人引導的插接件與配合插接件相連接（S30)。
10. 如權利要求9所述的方法，其特征在于，具有以下步驟：利用特別是機器人引導的 位置檢測裝置確定所述配合插接件的位置（SlO);并根據(jù)由所述位置檢測裝置確定的所述 配合插接件的位置，通過控制裝置實現(xiàn)對所述機器人引導的插接件的預定位（S20)。
11. 如權利要求9或從屬于其的任一項權利要求所述的方法，其特征在于，至少具有下 述步驟：通過存儲裝置和/或分析裝置存儲對由力傳感器確定的力（S40)進行存儲和分析。
12. 如前述權利要求所述的方法，其特征在于，具有以下步驟：通過所述存儲裝置和/ 或分析裝置分析和/或調(diào)整插拔連接和/或所述機器人引導的插接件的連接軌跡和/或松 脫軌跡和/或充電位置（S40)。
13. 如權利要求9或從屬于其的任一項權利要求所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述控 制裝置的授權執(zhí)行對蓄能器的充電。
14. 一種具有程序代碼的計算機程序產(chǎn)品，所述程序代碼存儲在計算機可讀的介質(zhì)上， 用于執(zhí)行如權利要求9或從屬于其的任一項權利要求所述的方法。
【文檔編號】B60L11/18GK104520134SQ201380039923
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年7月25日 優(yōu)先權日:2012年7月27日
【發(fā)明者】諾伯特·賽特勒 申請人:庫卡羅伯特有限公司