一种电动车充电桩机械臂的控制方法技术领域
本发明涉及电动车充电方法，具体涉及一种电动车充电桩机械臂的运行控制方
法。
技术背景
新能源汽车能大大降低车辆运行中的油耗并能降低尾气的排放，特别是纯电动汽
车及插电式混动动力汽车，然而由于充电站的建设成本及维护成本很高，目前无法达到大
面积覆盖，一些城市甚至没有充电站，这就导致新能源汽车的充电出现问题，也就阻碍了新
能源车的发展推广，特别是对于充电需求大的城市电动公交车(包括纯电动公交车、插电式
混合动力公交车等)，由于公交车的线路比较分散，难以集中充电，传统的充电桩一般较矮，
而且车辆的取电端设置在车辆的侧面，主要是方便人工操作，但是这样的人为操作对于公
交车的高压充电存在一定的危险性且长时间操作会增加人的工作量，因此目前亟待提出一
种自动充电的充电装置。
目前也有一些无线充电方式，使用线圈感应来实现无线充电，但是该充电方式对
司机停车的要求较高，而且充电装置全部或者部分处在地面，存在安全隐患，而对于机械臂
自动识别运动来充电的方式中有一个技术问题，即机械臂的重量较大，运动惯量也较大，因
而在运行过程中，特别是开始运行和结束运行时容易因突然加速出现的强烈抖动，严重影
响机械臂的运行以及控制，甚至会损耗机械臂而无法使用。
发明内容
出于解决上述问题，本发明提出了一种平顺的机械臂控制方法，所述机械臂根据
运行位移量依次分为加加速区间、恒加速区间、减加速区间、匀速区间、加减速区间、恒减速
区间、减减速区间，各区间的位移占比固定不变，各相邻区间速度及加速度均平滑连续，保
证了机械臂在运行过程中都能平滑稳定，大大减小了机械臂的抖动，有利于更精确的控制。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种电动车充电桩机械臂的控制方法，所述机械臂根据运行位移划分为多个运行
区间。
所述运行区间依次分为加加速区间、恒加速区间、减加速区间、匀速区间、加减速
区间、恒减速区间、减减速区间。
所述各运行区间位移比例不变。
所述各相邻区间速度及加速度均平滑连续。
所述加加速区间为加速度增加且相同时间内所述加速度的增加量不变。
所述恒加速区间为加速度不变。
所述减加速区间为加速度减小且相同时间内所述加速度的减小量不变。
所述加减速区间为减速度增加且相同时间内所述减速度的增加量不变。
所述恒减速区间为减速度不变。
所述减减速区间为减速度减小且相同时间内所述减速度的减小量不变。
相比现有的电动车充电桩机械臂的控制方法，本发明有显著优点和有益效果，具
体体现为：
1.使用本发明的电动车充电桩机械臂的控制方法，通过将运行位移划分为多个运
行区间且相邻区间的加速度和速度都连续平滑过渡，保证了整个运行过程中的平滑；
2.使用本发明的电动车充电桩机械臂的控制方法，各运行区间的位移占比不变，
使得平均运行速度与位移量正相关，保证了机械臂的运行时间。
附图说明
图1为本发明电动车充电桩机械臂的控制方法的时间-速度关系示意图。
具体实施方式
本发明的具体实施方法如下：
如图1所示为本发明电动车充电桩机械臂的控制方法的时间-速度关系示意图，其
中点A到点H为一次运行全过程，所示全过程根据位移量划分为AB、BC、CD、DE、EF、FG、GH七个
区间，并且每个区间段的位移比例不变。
所示机械臂在确定运行位置及位移量后，根据所示七个区间的比例得出每个区间
相应的位移量，然后根据各区间的运行方式控制所示机械臂运行，并实时监测机械臂已运
行位移量或剩余位移量来确定所示机械臂转入下一个区间的时刻。
首先，所述机械臂开始运行时，所述机械臂按照加加速区间(即AB区间)运行，该区
间内所述机械臂的初始速度为0，初始加速度也为0，加速度线性增加，所述线性增加的斜率
(即比例)为一定值，可以初始设定。
当所述机械臂运行至点B时就开始进入恒加速区间(即BC区间)，而此时所述机械
臂的加速度已增加至aB，则在BC区间内所述机械臂以恒定加速度aB运行。
当所述机械臂运行进入减加速区间(即CD区间)，此时所述机械臂从加速度aB开始
线性减小，所述线性减小的斜率为一定值，可以预先设定，为了保证所述机械臂进入下一区
间时的加速度为0，可以将所述减加速区间与所述加加速区间的位移比例设置为相同且线
性增加的斜率与线性减小的斜率相同。
当所述机械臂运行进入匀速区间(即DE区间)，此时所述机械臂的加速度已经减小
到0，速度增加至VD，则所述机械臂以恒定速度VD运行直至进入下一区间。
当所述机械臂运行进入加减速区间(即EF区间)，此时所述机械臂的速度仍然为
VD，控制所述机械臂减速度由0开始，线性增加，即所述减速度线性增加斜率为一定值，可以
初始设定。
当所述机械臂运行进入恒减速区间(即FG区间)，此时所述机械臂的速度减至VF，
减速度增加至aF，则仍以减速度aF持续减速，直至进入下一区间。
当所述机械臂运行进入减减速区间(即GH区间)，此时所述机械臂的减速度仍然为
aF，速度减至VG，则以减速度aF为初始值，线性减小减速度，所述线性减小斜率为一定值，可
以初始设定，直至所述机械臂速度为0且到达目标位置，为了保证所述机械臂运行结束时的
减速度为0，可以将所述加减速区间与所述减减速区间的位移比例设置为相同且线性增加
的斜率与线性减小的斜率相同。
为了保证所述机械臂速度为0时正好到达目标位置，可以设置所述加加速区间与
所述减减速区间的位移相同且所述加加速区间的加速度增加斜率与所述减减速区间的减
速度减小斜率相同，设置恒加速区间与所述恒减速区间的位移相同，并且可以设置所述减
加速区间与所述加减速区间的位移相同且所述减加速区间的加速度减小斜率与所述加减
速区间的减速度增加斜率相同。
通过将所述机械臂的运行位移量按比例划分为7个区间，按照运行加速度增加、加
速度不变、加速度减小、速度不变、减速度增加、减速度不变、减速度减小7个不同控制方式
区间去运行，而且每两个相邻区间的都满足速度与加速度或减速度的连续过渡，大大减小
产生的振动及抖动，也有利于控制，并且根据参数的设定，以及实时的位置信息为反馈的闭
环监控，能够保证所述机械臂的运行平稳且精确到达目标位置。
对于为本发明的示范性实施例，应当理解为是本发明的权利要求书的保护范围内
其中的某一种示范性示例，具有对本领域技术人员实现相应的技术方案的指导性作用，而
非对本发明的限定。