具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

如图1～4所示，本发明提供了一种自动超充充电桩，包括充电桩主体1，充电桩主体1内设置有中央控制器2和与其电性连接的蓄电池3，蓄电池3与外界电网电性连接。

充电桩主体1的侧壁上设置有充电连接器4和与中央控制器2电性连接的控制面板5，充电连接器4通过中央控制器2与蓄电池3电性连接；蓄电池3通过充电连接器4为电动汽车进行充电作业。

具体地，充电连接器4包括金属鹅颈管401，金属鹅颈管401是可以任意弯曲并确定方向的金属件，金属鹅颈管401的一端设置有多个充电接头402，另一端设置有固定安装管403，金属鹅颈管401通过固定安装管403与充电桩主体1连接；

金属鹅颈管401内设置有电缆，电缆的一端与多个充电接头402电性连接，另一端通过中央控制器2与蓄电池3电性连接；

金属鹅颈管401的外壁上套设有橡胶软管404，橡胶软管404的管壁内设置有多条通道405，多条通道405一端均与橡胶软管404端面相接，另一端分别与金属鹅颈管401中部外壁和金属鹅颈管401顶部外壁相接，通道405可以对拉绳7启到导向的作用。

充电桩主体1内设置有控制装置，控制装置包括多个与中央控制器2电性的拉绳电机6，每个拉绳电机6的输出端上均缠绕有一根拉绳7，多根拉绳7的自由端分别穿过多个通道405与金属鹅颈管401中部外壁和金属鹅颈管401顶部外壁固定连接；固定安装管403的设置为金属鹅颈管401的端部提供一个固定牢固的支撑点，加强金属鹅颈管401的端部连接的稳定性，且如果不使用固定安装管403，那么在拉绳7拉动金属鹅颈管401时，会造成金属鹅颈管401的端部的变形，导致拉绳7的传动误差，导致无法精确控制充电接头402的位置姿态，无法与电动汽车上的充电口配合。

具体地，所述拉绳电机6分别为第一拉绳701电机601、第二拉绳702电机602、第三拉绳703电机603和第四拉绳704电机604，所述通道405的数量为4个，所述拉绳7分别为第一拉绳701、第二拉绳702、第三拉绳703和第四拉绳704；

第一拉绳701的一端缠绕至第一拉绳701电机601的输出端，另一端穿过通道405与金属鹅颈管401中部外壁上侧固定连接；

第二拉绳702的一端缠绕至第二拉绳702电的输出端，另一端穿过通道405与金属鹅颈管401中部外壁下侧固定连接；

第三拉绳703的一端缠绕至第三拉绳703电的输出端，另一端穿过通道405与金属鹅颈管401顶部外壁上侧固定连接；

第四拉绳704的一端缠绕至第四拉绳704电的输出端，另一端穿过通道405与金属鹅颈管401顶部外壁下侧固定连接。

当需要对充电接头402的位置姿态进行调节时，比如说需要将充电接头402的角度向上调节，当所需调节的角度不大时，那么第一拉绳701和第二拉绳702分别通过第一拉绳701电机601和第二拉绳702电机602绷紧，金属鹅颈管401中部外壁相当于是一个固定的点，然后在第三拉绳703电机603拉动第三拉绳703，第四拉绳704电机604反转，放松第四拉绳704，此时金属鹅颈管401顶端端部以金属鹅颈管401中部为中心发生偏转，以达到调整金属鹅颈管401端部上充电接头402的角度的目的。

比如说，需要将充电接头402的角度向上调节，当所需调节的角度较大时，首先可以使第一拉绳701电机601对第一拉绳701进行拉紧操作，同时第二拉绳702电机602反转，放松第二拉绳702，使得金属鹅颈管401中部绕金属鹅颈管401端部发生偏转，当偏转至预设角度后，第一拉绳701电机601停止转动，同时第一拉绳701为紧绷状态，然后，第二拉绳702电机602正转，收紧第二拉绳702，金属鹅颈管401中部外壁相当于是一个固定的点，最后在第三拉绳703电机603拉动第三拉绳703，第四拉绳704电机604反转，放松第四拉绳704，此时金属鹅颈管401顶端端部以金属鹅颈管401中部为中心发生偏转，以达到调整金属鹅颈管401端部上充电接头402的角度的目的。

多个充电接头402与金属鹅颈管401之间设置有安装筒10，安装筒10内设置有数量与多个充电接头402数量相同的安装槽11，每个安装槽11内均设置有一个充电接头402，电缆穿过安装槽11的底部与充电接头402电性连接；每个安装槽11内均设置有一个与中央控制器2电性连接的直线电机12，直线电机12的输出端朝向安装槽11的开口处；每个充电接头402均与直线电机12的输出端固定连接，直线电机12输出端的伸缩带动充电接头402伸出或者缩回安装槽11。安装筒10上设置有多个不同规格的充电接头402，中央控制控制直线电机12，将安装筒10内与当前电动汽车充电口的型号相匹配的充电接头402弹出，可以匹配不同类型的电动汽车上的充电口，可以为不同类型的电动汽车进行充电。

充电连接器4上设置有用于采集电动汽车以及电动汽车上的充电口图像信息的摄像头8，摄像头8与中央控制器2电性连接；中央控制器2根据摄像头8采集到的图像信息，控制充电桩移动以及控制充电连接器4自动与电动汽车的充电口连接。

充电桩主体1底部设置有移动小车9，移动小车9包括车架，车架上设置有两个前轮和两个后轮，两个转向前轮连接有驱动电机和转向机构；转向机构可以采用汽车上的的转向结构，属于现有技术，在此不再过多赘述。驱动电机和转向结构均与中央控制器2电性连接；充电桩主体1设置在车架上，充电桩主体1可以通过移动小车9进行移动，不需要固定在建筑物上，实现灵活充电，不用设置大量的充电桩，节约场地，减少投入成本。

充电桩主体1上设置有充电连接器平移装置，充电连接器平移装置包括竖直平移装置和水平平移装置；

竖直平移装置包括竖直设置在充电桩主体1内底面的第一滑轨13，第一滑轨13的底部设置有第一丝杆电机14，第一滑轨13设置有第一滑块15；丝杆电机的输出端设置有与第一滑块15螺纹连接的第一传动丝杆16；第一滑块15位于充电桩主体1外侧；

水平平移装置包括水平设置在第一滑块15上的第二滑轨17，第一滑块15上设置有与第二滑轨17匹配的限位凸起18，第一滑块15上还设置有第二丝杆电机19，第二丝杆电机19的输出端上设置有第二传动丝杆20，第二传动丝杆20与第二滑轨17螺纹连接；第一传动丝杆16的轴线与第二传动丝杆20的轴线垂直；固定安装管403与第二滑轨17连接；第一丝杆电机14和第二丝杆电机19均与中央控制器2电性连接，中央控制器2根据识别出充电口在车上位置图像信息，控制充电连接器平移装置对充电接头402进行初步位置调节。

为了使得充电桩可以利用太阳能发电，充电桩主体1顶部设置有光伏板21和太阳辐射仪器22，光伏板21和太阳辐射仪器22均通过中央控制器2与蓄电池3电性连接，可以检测太阳能的辐射强度，当检测到当前太阳能辐射强度过低时，中央控制器2可以控制移动小车9转运充电桩主体1至太阳能辐射强度高的区域，进一步提高光伏板21的发电效率。

为了使充电桩实现联网功能和语音控制功能，控制面板5内设有联网模块和语音识别模块，联网模块和语音识别模块均与中央控制器2电性连接；用户可以通过手机或者语音向联网模块和语音识别模块发出充电指令，中央控制器2根据接受到的充电指令，控制移动小车9移动到电动汽车傍边，然后控制充电连接器平移装置和多个拉绳电机6使得充电连接器4与电动汽车的充电口自动匹配连接，控制蓄电池3向电动汽车输出电能，充电桩对电动汽车自动充电，待电动汽车电量充满后，中央控制器2控制多个拉绳电机6和充电连接器平移装置，使得充电接头402脱离电动汽车的充电口，充电桩主体1跟随移动小车9回到初始位置。

本发明还提供一种自动超充充电桩的充电方法，其包括如下步骤：

步骤1，摄像头8用于采集电动汽车位置图像信息、电动车的充电口的图像信息和充电口在车上位置图像信息，并将采集到的图像信息上传至中央出控制器；

步骤2，中央控制器2根据接收到的电动汽车位置图像信息，识别出电动汽车位置，根据电动车的充电口的图像信息和充电口在车上位置图像信息，识别出当前电动汽车充电口的型号和充电口在车上位置；

步骤3，中央控制器2根据步骤2中识别出的当前电动汽车充电口的型号，控制动小车带动充电桩主体1移动至电动汽车处，控制直线电机12，将安装筒10内与当前电动汽车充电口的型号相匹配的充电接头402弹出；

步骤4，中央控制器2根据步骤2中识别出充电口在车上位置图像信息，控制充电连接器平移装置对充电接头402进行初步位置调节；

步骤5，待充电接头402的初步位置调节工序完成后，中央控制器2根据步骤3中识别出充电口在车上位置图像信息，控制拉绳电机6牵引或者放松拉绳7，改变金属鹅颈管401和橡胶软管404的弯曲角度，使得充电接头402的当前位置姿态与充电口的位置姿态匹配，控制充电接头402插入充电口，完成对电动汽车的自动充电。

进一步地，步骤2，中央控制器2识别出当前电动汽车充电口的型号和充电口在车上位置的方法包括以下步骤：

步骤3.1，对摄像头8采集的到的电动汽车图像进行伽马非线性矫正降曝处理，以提高图像信息的亮度和色彩分块；

步骤3.2，采用canny算子对降曝处理后的图像进行边缘检测，提取出图像中电动汽车外轮廓的像素点、充电口边缘的像素点以及充电口的中心色块；

步骤3.3，以电动汽车外轮廓的像素点中最清晰的像素点为原点坐标，计算出充电口的中心色块相对原点的坐标，完成对充电口的定位。本方案中可以通过中央控制器2控制充电连接器平移装置和多个拉绳电机6，进而控制充电连接器4中的充电接头402自动与电动车的充电口连接，替现有人工手动充电，能够避免驾驶员肢体与充电桩的直接接触，可以防止触电隐患，具有一定的安全性。