[0001] 本发明涉及车辆充电技术领域，具体而言，涉及一种柔性自动充电方法及系统。

[0002] 随着汽车工业的飞速发展，人们在购买车辆时，选择新能源车辆的人数越来越多。充电站凭借建设成本低的特点，在大部分地区迅速布局，也进一步为购买新能源车辆的用
户带来不少便利条件。目前充电站内的充电装置通常有自动和手动两种，为了防止用户手
动操作充电装置出现失误造成的安全隐患，以及减少用户操作的步骤从而提高用户的舒适
感，各厂商纷纷推出自动充电装置。

[0003] 自动充电设备通常是由机械臂驱动充电头插入车辆上的充电座内完成充电，在此过程中，需要对充电座进行定位，并且在充电头移动过程中采用实时定位，对实时的计算能
力和响应速度都有较高的要求，这样会导致成本高。

[0054] 现在将参照若干示例性实施例来论述本公开的内容。应当理解，论述了这些实施例仅是为了使得本领域普通技术人员能够更好地理解且因此实现本公开的内容，而不是暗
示对本公开的范围的任何限制。

[0055] 如本文中所使用的，术语“包括”及其变体要被解读为意味着“包括但不限于”的开放式术语。术语“基于”要被解读为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“一种实施例”
要被解读为“至少一个实施例”。术语“另一个实施例”要被解读为“至少一个其他实施例”。
术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了
更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特
定方位，或以特定方位进行构造和操作。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置
关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依
附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本
申请中的具体含义。此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接
相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连
通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含
义。此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类
和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重
要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

[0056] 为了减少充电过程中误操作的概率以及优化用户体验感，充电站中的自动充电装置越来越多。自动充电装置是通过传感器获取车辆05上充电座的位置，再将充电座位置与
充电头单元15位置作为参考，分析得出充电头单元15移动至插入充电座的移动路径，这种
方式对精度的要求较高，稍有偏差就无法完成充电。为了解决自动充电装置成本高的问题，
本实施例公开了一种柔性自动充电方法，如图1所示，柔性自动充电方法可以包括步骤S10
～步骤S50，下文可以对各步骤进行详细说明。

[0057] 柔性自动充电系统可以包括充电头组件01、多轴机械臂02、控制组件03、充电座组件04、车辆05。充电头组件01可以包括固定座单元11、前活动座单元12、后活动座单元13、充
电头单元15。前活动座单元12可以与固定座单元11可拆卸连接。后活动座单元13可以与固
定座单元11可拆卸连接。后活动座单元13可以与前活动座单元12间隔设置。充电头单元15
可以依次穿过固定座单元11、前活动座单元12、后活动座单元13。充电头单元15可以随着前
活动座单元12、后活动座单元13一起与固定座单元11相对移动。多轴机械臂02可以与固定
座单元11可拆卸连接。控制组件03可以包括视觉传感器31。视觉传感器31可以与固定座单
元11可拆卸连接。车辆05可以包括车体51、电池52。车体51可以与电池52电连接。充电座组
件04可以与电池52可拆卸连接。充电座组件04可以与电池52电连接。柔性自动充电系统可
以包括充电状态。充电状态可以包括充电头单元15与充电座组件04卡合并电连接。

[0058] 步骤S10中，当视觉传感器31检测到车辆05停止在充电区域内后，视觉传感器31可以获取充电座组件04的第一位置数据，可以根据第一位置数据判断后续的控制策略，为视
觉传感器31获取第二位置数据做铺垫。

[0059] 步骤S20中，当获取到第一位置数据后，可以根据第一位置数据，控制多轴机械臂02驱动充电头组件01和控制组件03同时朝靠近充电座组件04的方向移动，移动的越近，视
觉传感器31获取充电座组件04位置越准确。

[0060] 步骤S30中，当视觉传感器31在多轴机械臂02的驱动下移动至与充电座组件04的距离在第二设定范围内，可以让视觉传感器31获取充电座组件04的第二位置数据，以根据
第二位置数据判断后续的控制策略。第一位置数据可以给充电头单元15的移动路径提供一
个方向，第二位置数据可以获取充电座组件04的准确位置。由于充电头单元15与固定座单
元11之间是通过前活动座单元12、后活动座单元13柔性连接的，在充电座组件04、充电头单
元15位置之间有误差的情况下也可以让充电头单元15插入充电座组件04相互卡合，因此可
以降低对视觉传感器31的精度要求。而这种多次获取充电座组件04位置的方式可以在视觉
传感器31精度较低的情况下，准确获取充电座组件04的位置，从而降低成本。

[0061] 步骤S40中，当视觉传感器31获取到第二位置数据后，多轴机械臂02可以调整充电头组件01的充电头单元15中心点与充电座组件04中心轴对齐，便于充电头单元15可以插入
充电座组件04内。其中，充电座组件04中心轴通过第二位置数据获得。获取第二位置数据
时，视觉传感器31与充电座组件04位置较近，可以保证充电座组件04中心轴位置的准确性，
从而提高充电头单元15插入充电座组件04的成功概率。

[0062] 步骤S50中，当充电头单元15中心点与充电座组件04中心轴对齐后，多轴机械臂02可以驱动充电头单元15与充电座组件04卡合并电连接，从而为充电区域内的车辆05进行充
电。其中，充电头单元15与充电座组件04卡合过程中，充电头单元15可以随着前活动座单元
12、后活动座单元13一起与固定座单元11发生相对移动，充电头单元15相对于充电座组件
04的固定座单元11发生移动的范围在第三设定范围内。以此方式可以在充电座组件04与充
电头单元15位置有误差时，仍可以保证充电头单元15插入充电头单元15的准确性。

[0063] 在一些实施例中，步骤S50可以包括步骤S51～步骤S53，下文可以对各步骤进行详细说明。

[0064] 固定座单元11可以包括底座111、前定位模块112。底座111可以与多轴机械臂02可拆卸连接。前定位模块112可以与底座111可拆卸连接。前活动座单元12可以包括前活动模
块121、前弹性模块122、多个前抵接球123。前弹性模块122一端与前活动模块121可拆卸连
接，另一端与前定位模块112可拆卸连接。部分前抵接球123嵌在前活动模块121内。前抵接
球123远离前活动模块121的一端与前定位模块112抵接。前弹性模块122施加的力使前活动
模块121、前定位模块112朝相互靠近的方向移动。

[0065] 步骤S51中，当充电头单元15中心点与充电座组件04中心轴对齐后，充电头单元15可以朝靠近充电座组件04移动。

[0066] 步骤S52中，当充电头单元15朝靠近充电座组件04移动，可以获取设定数据，设定数据可以为充电头单元15的移动路径提供可靠判断依据。其中，设定数据可以包括前抵接
球123对后定位模块113产生的作用力。

[0067] 步骤S53中，由于充电头单元15与前活动模块121可拆卸连接、前活动模块121与前抵接球123连接，所以可以通过前抵接球123与前定位模块112之间的关系来判断出充电头
单元15的状态。当各前抵接球123对前定位模块112产生的作用力差值在第一作用力范围
内、各前抵接球123对前定位模块112产生的作用力在第二作用力范围内，此时各个前抵接
球123均与前定位模块112抵接，并且各前抵接球123对前定位模块112产生的作用力差值
小，同时各前抵接球123对前定位模块112产生的作用力都在正常工作范围内，可以判断为
充电头单元15中心轴与充电座组件04中心轴之间的角度、距离都在允许范围内，随后多轴
机械臂02可以驱动充电头单元15与充电座组件04卡合并电连接，从而为车辆05充电。其中，
充电头单元15相对于固定座单元11发生移动的范围可以在第三设定范围内。充电头单元15
的适应过程中前弹性模块122的长度会发生改变。在前弹性模块122的作用下，即使充电头
单元15朝靠近充电座组件04移动的过程中充电头单元15相对于固定座单元11发生相对位
移，充电头单元15也可以被动地适应充电座组件04的姿态，可以降低对柔性自动充电系统
的精度、算力要求，从而在保证充电头单元15插入充电座组件04准确性的前提下降低成本。

[0068] 在一些实施例中，在本实施例中，如图4所示，前弹性模块122可以包括两个前上拉簧1221、两个前下拉簧1222。前上拉簧1221一端可以与前定位模块112沿第一方向(第一方
向可以是前定位模块112的高度方向)的一侧可拆卸连接，前上拉簧1221的另一端可以与前
活动模块121可拆卸连接。两个前上拉簧1221可以沿第二方向(第二方向可以是前定位模块
112的长度方向)间隔设置。前下拉簧1222一端可以与前定位模块112沿第一方向的另一侧
可拆卸连接，前下拉簧1222的另一端可以与前活动模块121可拆卸连接。两个前下拉簧1222
可以沿第二方向间隔设置。

[0069] 步骤S52中的设定数据还可以包括前上拉簧1221的拉力、前下拉簧1222的拉力，由于前上拉簧1221的两端分别与前活动模块121、前定位模块112可拆卸连接，前下拉簧1222
的两端分别与前活动模块121、前定位模块112可拆卸连接，通过前上拉簧1221、前下拉簧
1222的拉力可以更加准确的判断充电头单元15的状态，让充电头单元15的移动逻辑的得到
进一步优化，提高充电头单元15插入充电头单元15的成功率，减少车辆05充电之前的等待
时间。

[0070] 步骤S53可以为当各前抵接球123对前定位模块112产生的作用力差值在第一作用力范围内、各前抵接球123对前定位模块112产生的作用力在第二作用力范围内、各前上拉
簧1221和各前下拉簧1222的拉力差值在第一拉力范围内，将前抵接球123对前定位模块112
作用力与前上拉簧1221的拉力、前下拉簧1222的拉力结合起来，可以判断为充电头单元15
中心轴与充电座组件04中心轴之间的角度、距离都在允许范围内，即充电头单元15相对于
固定座单元11发生移动的范围在第三设定范围内。随后多轴机械臂02可以驱动充电头单元
15与充电座组件04卡合并电连接，从而为车辆05充电。其中，充电头单元15在移动过程中可
以通过前上拉簧1221、前下拉簧1222与固定座单元11发生相对移动，移动的范围可以是第
三设定范围内。充电头单元15相对于固定座单元11发生移动的范围在第三设定范围内时，
充电头单元15可以适应充电座组件04的姿态，从而在充电座组件04与充电头单元15的位置
之间有误差的情况下完成充电头单元15与充电座组件04的卡合并电连接。

[0071] 在一些实施例中，柔性自动充电方法还可以包括步骤S541～步骤S542，下文可以对各步骤进行详细说明。

[0072] 步骤S541中，当各前抵接球123对前定位模块112产生的作用力差值大于第一作用力范围且小于第一作用力阈值、任一前抵接球123对前定位模块112产生的作用力在第二作
用力范围内，可以判断为充电头单元15沿充电头单元15的轴向发生了位移，前活动模块121
随着充电头单元15移动，从而带动前上拉簧1221、前下拉簧1222拉伸或压缩，被拉伸的前上
拉簧1221或下上拉簧会对前活动模块121额外施加力，造成各前抵接球123对前定位模块
112产生的作用力差值产生变化，但各前抵接球123对前定位模块112产生的作用力都在正
常工作范围内。充电头单元15朝哪个方向移动，哪个方向的前上拉簧1221或前下拉簧1222
就会被压缩，使得前上拉簧1221或前下拉簧1222对前活动模块121的拉力减小，进而靠近拉
力减小的前上拉簧1221或前下拉簧1222方向的前抵接球123对前定位模块112产生的作用
力也会减小。随后多轴机械臂02可以驱动固定座单元11沿充电头单元15的径向朝靠近对前
定位模块112产生的作用力最小的前抵接球123方向移动，让前定位模块112朝靠近充电头
单元15移动，使充电头单元15相对于固定座单元11发生移动的范围在第三设定范围内，从
而为充电头单元15可以顺利与充电座组件04卡合并电连接做铺垫。

[0073] 步骤S542，当固定座单元11移动第一设定距离后，充电头单元15相对于固定座单元11发生移动的范围在第三设定范围，随后多轴机械臂02可以驱动充电头单元15沿充电头
单元15的轴向移动至与充电座组件04卡合并电连接，从而为车辆05进行补能。

[0074] 在另一些实施例中，若检测到任一前抵接球123对前定位模块112产生的作用力小于第二作用力范围内，可以判断为发生异常情况，立即发出警报并停止移动

[0075] 在一些实施例中，前弹性模块122可以包括两个前上拉簧1221、两个前下拉簧1222。前上拉簧1221一端可以与前定位模块112沿第一方向(第一方向可以是前定位模块
112的高度方向)的一侧可拆卸连接，前上拉簧1221的另一端可以与前活动模块121可拆卸
连接。两个前上拉簧1221可以沿第二方向(第二方向可以是前定位模块112的长度方向)间
隔设置。前下拉簧1222一端可以与前定位模块112沿第一方向的另一侧可拆卸连接，前下拉
簧1222的另一端可以与前活动模块121可拆卸连接。两个前下拉簧1222可以沿第二方向间
隔设置。

[0076] 步骤S52中的设定数据还可以包括前上拉簧1221、前下拉簧1222的拉力，由于前上拉簧1221的两端分别与前活动模块121、前定位模块112可拆卸连接，前下拉簧1222的两端
分别与前活动模块121、前定位模块112可拆卸连接，通过前上拉簧1221、前下拉簧1222的拉
力可以更加准确的判断充电头单元15的状态，让多轴机械臂02的驱动逻辑的得到进一步优
化，提高充电头单元15插入充电头单元15的成功率，减少车辆05充电之前的等待时间。

[0077] 步骤S541为基于各前抵接球123对前定位模块112产生的作用力差值大于第一作用力范围且小于第一作用力阈值、任一前抵接球123对前定位模块112产生的作用力在第二
作用力范围内、各前上拉簧1221和各前下拉簧1222的拉力差值大于等于第一拉力阈值且小
于第二拉力阈值，可以判断为充电头单元15沿充电头单元15的轴向发生了位移，前活动模
块121随着充电头单元15移动，从而带动前上拉簧1221、前下拉簧1222拉伸或压缩，被拉伸
的前上拉簧1221或下上拉簧会对前活动模块121额外施加力，造成各前抵接球123对前定位
模块112产生的作用力差值产生变化，但各前抵接球123对前定位模块112产生的作用力都
在正常工作范围内。充电头单元15朝哪个方向移动，哪个方向的前上拉簧1221或前下拉簧
1222就会被压缩，使得前上拉簧1221或前下拉簧1222对前活动模块121的拉力减小，进而靠
近拉力减小的前上拉簧1221或前下拉簧1222方向的前抵接球123对前定位模块112产生的
作用力也会减小。同时前活动模块121的移动也会让各前上拉簧1221和各前下拉簧1222的
拉力值变化，被拉伸一侧的前上拉簧1221、前下拉簧1222的拉力值以及被压缩一侧的前上
拉簧1221、前下拉簧1222的拉力值变动都较大。通过对各前上拉簧1221和各前下拉簧1222
的拉力进行分析，可以避免其他因素使前抵接球123对前定位模块112产生的作用力产生影
响带来的误判，从而对充电头单元15的状态进行更准确的判断。随后多轴机械臂02可以驱
动固定座单元11沿充电头单元15的径向朝靠近对前定位模块112产生的作用力最小的前抵
接球123方向移动，让前定位模块112朝靠近充电头单元15移动，使充电头单元15相对于固
定座单元11发生移动的范围在第三设定范围内，从而为充电头单元15可以顺利与充电座组
件04卡合并电连接做铺垫。

[0078] 在一些实施例中，柔性自动充电方法还可以包括步骤S551～步骤S552，下文可以对各步骤进行详细说明。

[0079] 步骤S551中，基于各前抵接球123对前定位模块112产生的作用力差值大于等于第一作用力阈值且小于第二作用力阈值、任一前抵接球123对前定位模块112产生的作用力在
第二作用力范围内，此时充电头单元15中心轴与充电座组件04中心轴之间存在一定夹角，
进而前活动模块121与前定位模块112之间也存在一定夹角，使得不同位置的前抵接球123
对前定位模块112的作用力不一致，且各前抵接球123对前定位模块112产生的作用力差值
较大，但各前抵接球123对前定位模块112产生的作用力都在正常工作范围(即第二作用力
范围)内。随后多轴机械臂02可以以充电头单元15靠近充电座组件04一端为旋转中心，驱动
固定座单元11朝对后定位模块113产生的作用力最小的前抵接球123方向旋转设定角度，使
充电头单元15旋转至相对于固定座单元11发生移动的范围在第三设定范围内，从而为充电
头单元15可以顺利与充电座组件04卡合并电连接做铺垫。

[0080] 步骤S552中，当充电头单元15旋转设定角度后，充电头单元15相对于固定座单元11发生移动的范围在第三设定范围内，随后多轴机械臂02驱动充电头单元15沿充电头单元
15的轴向移动至与充电座组件04卡合并电连接。

[0081] 在一些实施例中，前弹性模块122可以包括两个前上拉簧1221、两个前下拉簧1222。前上拉簧1221一端可以与前定位模块112沿第一方向(第一方向可以是前定位模块
112的高度方向)的一侧可拆卸连接，前上拉簧1221的另一端可以与前活动模块121可拆卸
连接。两个前上拉簧1221可以沿第二方向(第二方向可以是前定位模块112的长度方向)间
隔设置。前下拉簧1222一端可以与前定位模块112沿第一方向的另一侧可拆卸连接，前下拉
簧1222的另一端可以与前活动模块121可拆卸连接。两个前下拉簧1222可以沿第二方向间
隔设置。

[0082] 步骤S52中的设定数据还可以包括前上拉簧1221、前下拉簧1222的拉力，由于前上拉簧1221的两端分别与前活动模块121、前定位模块112可拆卸连接，前下拉簧1222的两端
分别与前活动模块121、前定位模块112可拆卸连接，通过前上拉簧1221、前下拉簧1222的拉
力可以更加准确的判断充电头单元15的状态，让充电头单元15的移动逻辑得到进一步优
化，提高充电头单元15插入充电头单元15的成功率，减少车辆05充电之前的等待时间。

[0083] 步骤S551为基于各前抵接球123对前定位模块112产生的作用力差值大于等于第一作用力阈值且小于第二作用力阈值、任一前抵接球123对前定位模块112产生的作用力在
第二作用力范围内、各前上拉簧1221和各前下拉簧1222的拉力差值大于第一拉力范围且小
于第一拉力阈值，此时充电头单元15中心轴与充电座组件04中心轴之间存在一定夹角，进
而前活动模块121与前定位模块112之间也存在一定夹角，使得不同位置的前抵接球123对
前定位模块112的作用力不一致，且各前抵接球123对前定位模块112产生的作用力差值较
大，但各前抵接球123对前定位模块112产生的作用力都在正常工作范围(即第二作用力范
围)内。同时前活动模块121的转动也会让各前上拉簧1221和各前下拉簧1222的拉力值变
化，靠近与前定位模块112抵接紧密的前抵接球123的前上拉簧1221或前下拉簧1222拉力值
变动较小，靠近有朝远离前定位模块112移动趋势的前抵接球123的前上拉簧1221或前下拉
簧1222拉力值变动较大。随后多轴机械臂02以充电头单元15靠近充电座组件04一端为旋转
中心驱动固定座单元11朝对前定位模块112产生的作用力最小的前抵接球123方向旋转设
定角度，使充电头单元15相对于固定座单元11发生移动的范围在第三设定范围内，从而为
充电头单元15可以顺利与充电座组件04卡合并电连接做铺垫。

[0084] 在一些实施例中，视觉传感器31设置在固定座单元11下方，固定座单元11以及固定座单元11远离视觉传感器31一侧的部件都可以为视觉传感器31遮挡阳光，避免阳光直射
视觉传感器31造成视觉传感器31无法识别图像以及防止过热。

[0085] 步骤S40可以包括步骤S41～步骤S42，下文可以对各步骤进行详细说明。

[0086] 步骤S41中，基于第二位置数据，多轴机械臂02驱动视觉传感器31中心点与充电座组件04中心轴趋近共线，便于充电头单元15下移至充电头单元15中心点与充电座组件04中
心轴共线。其中，充电座组件04中心轴通过第二位置数据获得。

[0087] 步骤S42中，基于多轴机械臂02驱动视觉传感器31中心点与充电座组件04中心轴趋近共线，可以根据视觉传感器31中心点与充电头单元15中心点垂直方向的距离控制多轴
机械臂02驱动充电头单元15可以下移至充电头单元15中心点与充电座组件04中心轴趋近
共线，便于充电头单元15移动至与充电座组件04卡合并电连接。

[0088] 在本实施例中提供了一种柔性自动充电系统，柔性自动充电系统应用于上述实施例中任一的柔性自动充电方法，如图13所示，柔性自动充电系统可以包括充电头组件01、多
轴机械臂02、控制组件03、充电座组件04、车辆05。

[0089] 充电头组件01包括固定座单元11、前活动座单元12、后活动座单元13、充电头单元15。前活动座单元12可以与固定座单元11可拆卸连接，可拆卸连接的方式可以便于装配。后
活动座单元13可以与固定座单元11可拆卸连接。后活动座单元13可以与前活动座单元12间
隔设置，为前活动座单元12提供活动空间。充电头单元15可以依次穿过前活动座单元12、后
活动座单元13，让前活动座单元12、后活动座单元13与充电头单元15的位置相对固定。

[0090] 多轴机械臂02与固定座单元11可拆卸连接，多轴机械臂02可以按照预定程序驱动固定座单元11移动。

[0091] 控制组件03可以包括视觉传感器31。视觉传感器31可以与固定座单元11可拆卸连接。视觉传感器31可以获取充电座组件04的位置。

[0092] 车辆05可以包括车体51、电池52。车体51可以与电池52电连接，当电池52为车体51提供驱动能源。充电座组件04可以与电池52可拆卸连接，当充电座组件04使用寿命到达后，
可以便于更换。充电座组件04可以与电池52电连接，从而让充电头单元15与充电座组件04
卡合并电连接后，为电池52充电。

[0093] 柔性自动充电系统可以包括充电状态。充电状态包括充电头单元15与充电座组件04卡合并电连接。

[0094] 在另一些实施例中，如图2、图3、图13所示，多轴机械臂02可以包括依次可拆卸连接的支撑座21、活动臂22、末节旋转臂23。支撑座21可以用于支撑活动臂22、末节旋转臂23。
活动臂22可以按照预定程序驱动末节旋转臂23移动。末节旋转臂23可以与底座111可拆卸
连接，可以带动底座111以末节旋转臂23的中心轴线为旋转中心旋转。控制组件03还可以包
括控制器、位置传感器32、传感器撑杆33。如图9所示，位置传感器32可以与导向单元14可拆
卸连接，并设置在导向单元14的中空腔体内，让导向单元14为位置传感器32抵挡异物。控制
器可以分别与视觉传感器31、位置传感器32、传感器撑杆33、多轴机械臂02电连接，从而获
得用于计算多轴机械臂02移动路径的参数。固定座单元11可以包括底座111、前定位模块
112、后定位模块113、线缆支撑模块114。底座111可以与末节旋转臂23可拆卸连接。如图5、
图7所示，前定位模块112可以包括前定位板1121、前定位孔1122、前限位槽1123。如图5、图6
所示，后定位模块113可以包括、后定位孔1132、后限位槽1133。前定位板1121、后定位板
1131可以分别与底座111固定连接。前定位板1121可以与后定位板1131平行且间隔设置。前
限位槽1123可以从前定位板1121靠近后定位板1131的一侧朝另一侧凹陷。前定位孔1122从
前定位板1121一侧贯穿至另一侧。后限位槽1133可以从后定位板1131远离前定位板1121的
一侧朝另一侧凹陷。后定位孔1132从后定位板1131一侧贯穿至另一侧。充电头单元15可以
包括充电头套151、充电头芯152、电缆153。充电头套151可以分别依次穿过前定位孔1122、
前定位孔1122，并分别与前定位孔1122、前定位孔1122间隔设置。充电头套151可以套设在
充电头芯152的外周侧，并与充电头芯152可拆卸连接。电缆153可以与充电头芯152电连接
且可拆卸连接。线缆支撑模块114可以包括支撑杆1141、滑动槽1142。支撑杆1141一端可以
与底座111可拆卸连接，另一端可以朝远离底座111方向延伸。滑动槽1142可以与支撑杆
1141远离底座111一端可拆卸连接。部分电缆153可以与滑动槽1142可拆卸连接，从而避免
多轴机械臂02移动过程中对电缆153产生干涉。前活动模块121可以包括前活动板1211、前
活动孔1212、前滑动孔1213。前上拉簧1221一端与前活动板1211可拆卸连接，另一端可以与
前定位板1121可拆卸连接。前下拉簧1222一端与前活动板1211可拆卸连接，另一端可以与
前定位板1121可拆卸连接。前活动板1211设置在前定位板1121靠近后定位板1131的一侧。
前活动孔1212、前滑动孔1213分别从前定位板1121的一侧贯穿至另一侧。部分前抵接球123
嵌在前活动板1211内，前抵接球123远离前活动板1211的一端与前限位槽1123抵接。柔性自
动充电系统还可以包括后活动座单元13。后活动座单元13可以包括后活动模块131、后弹性
模块132、后抵接球133。如图4、图8所示，后活动模块131可以包括后活动板1311、后活动孔
1312、后滑动孔1313。后弹性模块132可以包括后上拉簧1321、后下拉簧1322。后弹性模块
132可以包括两个后上拉簧1321、两个后下拉簧1322。后上拉簧1321一端可以与后定位模块
113沿第一方向(第一方向可以是前定位模块112的高度方向)的一侧可拆卸连接，后上拉簧
1321另一端可以与后活动模块131可拆卸连接。两个后上拉簧1321可以沿第二方向(第二方
向可以是前定位模块112的长度方向)间隔设置。后上拉簧1321一端可以与后活动板1311可
拆卸连接，另一端可以与后定位板1131可拆卸连接。后下拉簧1322一端可以与后活动板
1311可拆卸连接，另一端可以与后定位板1131可拆卸连接。后抵接球133可以嵌在后活动板
1311内。后抵接球133远离后活动板1311的一侧可以与后限位槽1133抵接。后活动孔1312、
后滑动孔1313可以分别从后活动板1311一侧贯穿至另一侧。充电头套151可以依次穿过前
定位孔1122、前活动孔1212、后活动孔1312、后定位孔1132，并分别与前活动孔1212、后活动
孔1312可拆卸连接。导向单元14可以依次穿过前滑动孔1213、后滑动孔1313，并分别与前滑
动孔1213、后滑动孔1313可拆卸连接。如图10、图11、图12所示，充电座组件04可以包括外座
模块41、充电座模块42、活动锁紧模块43。外座模块41可以包括外座体411、活动罩412、弹性
部413、外座定位孔414、安装光孔415。外座体411可以与电池52可拆卸连接。外座体411可以
与电池52电连接。外座定位孔414可以从外座体411的一侧朝另一侧凹陷。安装光孔415可以
从外座体411的一侧贯穿至另一侧。弹性部413可以与外座体411可拆卸连接。活动罩412可
以与外座体411活动连接。弹性部413可以与活动罩412驱动连接。活动罩412在弹性部413的
驱动下让外座体411与活动罩412形成一个密闭的空间，可以防止车辆05未充电时异物进
入。充电座模块42可以包括充电座体421、充电座芯422；安装光孔415可以套设在充电座体
421的外周侧。充电座体421可以套设在充电座芯422的外周侧，充电座体421可以与充电座
芯422可拆卸连接。充电座芯422可以与电池52电连接。活动锁紧模块43可以包括弹性环
431、锁紧螺栓432、螺母433。锁紧螺栓432可以依次穿过充电座体421、外座体411、弹性环
431、螺母433，螺母433可以与锁紧螺栓432可拆卸连接。弹性环431可以是一个柔性材料，可
以允许充电座体421与外座体411之间有一定的相对位移量，从而进一步降低自动充电时对
于精度的要求。传感器撑杆33可以与外座体411可拆卸连接。充电状态还包括活动臂22通过
末节旋转臂23驱动底座111上的充电头套151，让充电头套151和/或导向单元14推动活动罩
412，从而使充电座芯422与充电头芯152电连接、至少部分导向单元14位于外座定位孔414
包围的空间内、位置传感器32与传感器撑杆33电连接，让充电头单元15通过充电座组件04
为车辆05补电。多个后抵接球133的最大外接圆直径可以大于后弹性模块132在后活动模块
131连接点的最大外接圆直径，可以有效防止后活动模块131受到来自充电头单元15、导向
单元14的力时，一侧抵接球与后定位模块113抵接且另一侧后抵接球133与后定位模块113
间隔设置，让充电头单元15远离充电座组件04一端可以更加稳定，在充电头单元15充电座
组件04时可以提供稳定支撑。多个后抵接球133的最大外接圆直径可以大于多个前抵接球
123的最大外接圆直径。在充电头单元15插入充电座组件04的过程中，这种方式让前活动模
块121相较于后活动模块131可以灵活移动，让充电头单元15靠近充电座组件04的一端不仅
可以沿着与前定位模块112平行的方向移动，还可以让充电头单元15的中心轴线与前定位
模块112远离前活动模块121一侧面的夹角发生变化，更灵活、快速地适应充电座组件04，从
而让充电头单元15插入充电座组件04的过程更加顺畅。前抵接球123的最大外接圆直径可
以小于后弹性模块132在后活动模块131连接点的最大外接圆直径，可以进一步使得前活动
模块121相较于后活动模块131更加灵活。后限位槽1133的深度可以是后抵接球133直径的
1/4～1/3，后限位槽1133的直径可以等于后抵接球133的直径，在保持对前活动模块121的
旋转进行支撑时，让后抵接球133在后限位槽1133内滚动时可以有一个小范围的活动范围，
进一步扩大前活动模块121与充电头单元15靠近充电座组件04一端的移动范围；当充电头
单元15与充电座组件04之间位置误差较大，使后活动模块131需要有较大位移量时，后抵接
球133可以从后限位槽1133内移动至后定位板1131表面，让充电头单元15靠近充电座组件
04一端与充电头单元15远离充电座组件04一端都可以浮动，以适应充电座组件04的姿态，
从而在充电头单元15与充电座组件04之间位置有误差的情况下，充电头单元15也可以顺畅
插入充电座组件04内。如图7所示，前限位槽1123的深度可以是后抵接球133直径的1/5～1/
4；前限位槽1123的直径可以大于后抵接球133直径。以此方式，前抵接球123在前限位槽
1123内的活动范围更大，让前活动模块121更加灵活，从而让充电头单元15靠近充电座组件
04的一端更灵活。当充电座组件04与充电头单元15之间位置误差较大，前限位槽1123较浅
的深度也可以让前抵接球123可以从前限位槽1123内移动至前定位板1121表面，让前抵接
球123根据实际情况，移动范围可以更大，在充电头单元15与充电座组件04位置之前有误差
时，充电头单元15也可以插入充电座组件04并开始充电。两个前上拉簧1221、两个前下拉簧
1222分别与前活动模块121的连接点外接圆直径可以小于后弹性模块132与后活动模块131
的连接点外接圆直径。前活动模块121相较于后活动模块131更靠近充电座组件04，此方式
可以让充电头单元15靠近充电座组件04的一端更灵活，当充电座组件04与充电头单元15位
置有一定误差，在充电头单元15与导向单元14插入充电座组件04的过程中，充电头单元15
可以绕后弹性模块132在后活动模块131连接点外接圆的圆心旋转，从而让充电头单元15更
灵活地浮动；当充电座组件04与充电头单元15位置误差较大，充电头单元15远离充电座组
件04一端与后活动模块131、充电头单元15靠近充电座组件04一端与前活动模块121一起浮
动，从而达到更顺畅地适应充电座组件04的效果。两个前上拉簧1221、两个前下拉簧1222施
加的力可以使前活动模块121和前定位模块112朝相互靠近方向移动。由于大多数情况下车
辆05停止在换电区域后充电座组件04的中心轴线可以是趋近水平的，两个前上拉簧1221、
两个前下拉簧1222施加的力可以防止充电头单元15在未插入充电座组件04时与水平面的
角度过大，可以减少对充电头单元15的中心轴线角度控制的步骤，从而提高充电效率。如图
3所示，由于前定位模块112的结构紧凑，且两个前上拉簧1221、两个前下拉簧1222在前活动
模块121连接点相互之间的距离很近，为了防止两个前上拉簧1221、两个前下拉簧1222相互
干涉，以及前活动模块121过于灵活，两个前上拉簧1221、两个前下拉簧1222与前定位模块
112的连接点外接圆直径可以大于两个前上拉簧1221、两个前下拉簧1222分别与前活动模
块121的连接点外接圆直径。这种方式还可以让两个前上拉簧1221、两个前下拉簧1222相对
于第一方向(第一方向可以是前定位模块112的高度方向)、第二方向(第二方向可以是前定
位模块112的长度方向)均有一定倾斜，使得两个前上拉簧1221、两个前下拉簧1222可以为
前活动模块121提供足够的沿第一方向、第二方向的力，避免前活动模块121过于灵活造成
充电头单元15过于灵活，从而让充电头单元15插入充电座组件04时足够稳定。前弹性模块
122与前活动模块121的连接点外接圆直径可以小于两个后上拉簧1321、两个后下拉簧1322
分别与后活动模块131的连接点外接圆直径。连接点外接圆直径越大，越稳定。前活动模块
121相较于后活动模块131更靠近充电座组件04，此方式可以让充电头单元15靠近充电座组
件04的一端更灵活，当充电座组件04与充电头单元15位置有一定误差，在充电头单元15与
导向单元14插入充电座组件04的过程中，充电头单元15可以绕两个后上拉簧1321、两个后
下拉簧1322分别与后活动模块131的连接点外接圆的圆心旋转，从而让充电头单元15更灵
活地浮动；当充电座组件04与充电头单元15位置误差较大，充电头单元15远离充电座组件
04一端与后活动模块131、充电头单元15靠近充电座组件04一端与前活动模块121可以一起
浮动，从而达到更顺畅地适应充电座组件04的效果。两个后上拉簧1321、两个后下拉簧1322
施加的力可以使后活动模块131和后定位模块113朝相互靠近方向移动。由于大多数情况下
车辆05停止在换电区域后充电座组件04的中心轴线可以是趋近水平的，两个后上拉簧
1321、两个后下拉簧1322施加的力可以防止充电头单元15在未插入充电座组件04时与水平
面的角度过大，可以减少对充电头单元15的中心轴线角度控制的步骤，从而提高充电效率。
如图所示，两个后上拉簧1321、两个后下拉簧1322分别与后定位模块113的连接点外接圆直
径可以小于两个后上拉簧1321、两个后下拉簧1322分别与后活动模块131的连接点外接圆
直径。两个后上拉簧1321、两个后下拉簧1322在后活动模块131连接点相互之间的距离足够
大，两个后上拉簧1321、两个后下拉簧1322在后定位模块113连接点相互之间的距离较小，
可以在避免两个后上拉簧1321、两个后下拉簧1322相互之间不发生干涉的情况下让充电头
组件01实现紧凑化。同时，这种方式还可以让两个后上拉簧1321、两个后下拉簧1322相对于
第一方向、第二方向均有一定倾斜，使得两个前上拉簧1221、两个前下拉簧1222可以为前活
动模块121提供足够的沿第一方向、第二方向的力。当充电头单元15与充电座组件04位置误
差较小时，两个后上拉簧1321、两个后下拉簧1322可以通过后活动模块131稳定地限制充电
头单元15远离充电座组件04一端的移动范围，让充电头单元15靠近充电座组件04一端与前
活动模块121更加灵活，充电头单元15远离充电座组件04一端与后活动模块131只有在充电
座组件04与充电头单元15位置误差较大时才会发生位移，使得充电头单元15远离充电座组
件04一端在充电座组件04与充电头单元15位置误差较小时提供支撑，从而提高充电头单元
15插入充电座组件04的流畅度。后弹性模块132的弹力可以大于前弹性模块122的弹力，当
充电座组件04与充电头单元15位置误差较小，充电头单元15靠近充电座组件04一端与前活
动模块121一起灵活移动，充电头单元15远离充电座组件04一端与后活动模块131一同提供
支撑；当充电座组件04与充电头单元15位置误差较大，充电头单元15远离充电座组件04一
端与后活动模块131、充电头单元15靠近充电座组件04一端与前活动模块121发生位移从而
让充电头单元15插入充电座组件04更加顺畅。

[0095] 在一些实施例中，视觉传感器31可以设置在固定座单元11下方，固定座单元11以及固定座单元11远离视觉传感器31一侧的部件都可以为视觉传感器31遮挡阳光，避免阳光
直射视觉传感器31造成视觉传感器31无法识别图像以及防止过热。

[0096] 本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本公开的具体案例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本公开的范围。