專利名稱：充電定位機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種充電機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
為了使移動(dòng)機(jī)器人長(zhǎng)期可靠的工作，需定期對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的供電電池進(jìn)行自主充電。為了實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人的自主充電，目前本領(lǐng)域的技術(shù)人員開(kāi)發(fā)出了一些充電機(jī)構(gòu)，其中 中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局第200420040971號(hào)實(shí)用新型專利公開(kāi)了一種移動(dòng)機(jī)器人電池充電裝置， 所記載的電池充電裝置包括供電端和受電端，其中所述受電端所包含的次級(jí)線圈設(shè)有用于 該次級(jí)線圈可靠連接的彈簧支座，且該次級(jí)線圈與供電端所包含的初級(jí)線圈所繞鐵芯接觸 的端面裝有接觸傳感器，用于到位指示。不過(guò)由于車體?？课恢?，及控制精度因素影響，基 于該結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案其充電端需要預(yù)留很大的接觸空間，不僅加大了機(jī)器人車體運(yùn)行的負(fù) 擔(dān)，而且在充電過(guò)程中留有安全隱患，主要是充電端長(zhǎng)期在戶外接觸，易在空氣中氧化，會(huì) 使得充電時(shí)存在虛接觸的可能，充電時(shí)會(huì)產(chǎn)生電火花，存在安全隱患，并容易燒壞線圈。加 之因上述彈簧座的存在，使得受電端每次停靠的位置不同，控制起來(lái)比較麻煩。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)目前現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供了一種便于機(jī)器人控制、安全可 靠的充電定位機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為本實(shí)用新型充電定位機(jī)構(gòu)，其包括充電頭，一端面設(shè)有接觸腳和紅外發(fā)生器；第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，設(shè)于移動(dòng)機(jī)器人的車體上，用于驅(qū)動(dòng)所述充電頭沿直線運(yùn)動(dòng)；充電箱，其朝向所述充電頭的面設(shè)有與該充電頭匹配的充電座和驅(qū)動(dòng)該充電座上 下運(yùn)動(dòng)的第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中充電座上設(shè)有紅外接收器；以及控制器，接受所述紅外接收器的信號(hào)，計(jì)算充電頭與充電箱的位置偏差生成目標(biāo) 位置，控制所述第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述充電座運(yùn)行至目標(biāo)位置，其后控制所述第一驅(qū)動(dòng)機(jī) 構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述充電頭運(yùn)行至預(yù)定充電位置。依據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選的實(shí)施例，借助于紅外定位元件以期獲得充電的準(zhǔn)確定位， 本方案采用了充電頭與充電座的直線對(duì)接，依賴所述第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)所說(shuō)的直線運(yùn)動(dòng)， 從傳動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)械原理上來(lái)說(shuō)，直線運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)精度最宜于保證，可以進(jìn)一步的對(duì)所說(shuō)對(duì)接 的過(guò)程的控制精度提供保證。此外，為了獲得更高的定位精度，本方案采用了浮動(dòng)設(shè)置的充 電座，從而，可以根據(jù)所述紅外定位元件的反饋控制所述充電座居于合適的位置，便于位置 的準(zhǔn)確調(diào)整。另一方面，從結(jié)構(gòu)形式上來(lái)說(shuō)，本方案中所使用的第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 均為提供直線驅(qū)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，在機(jī)械領(lǐng)域中屬于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，且運(yùn)行可靠的機(jī)構(gòu)， 相比于現(xiàn)有的充電定位機(jī)構(gòu)有較大的優(yōu)勢(shì)。而進(jìn)一步地，采用紅外定位元件用于對(duì)現(xiàn)場(chǎng)位置信息的獲取，受天氣等環(huán)境因素影響小，可以更可靠的獲取準(zhǔn)確的位置數(shù)據(jù)信息，而該位置數(shù)據(jù)信息可準(zhǔn)確地反映所述充電頭和充電座的位置關(guān)系，從而為充電定位提供準(zhǔn)確的位
置參考。相比而言，現(xiàn)場(chǎng)機(jī)器人對(duì)機(jī)械的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有較高的要求，而本方案所采用的機(jī)械 結(jié)構(gòu)均容易保證設(shè)備的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，更適合于現(xiàn)場(chǎng)機(jī)器人的操作。上述充電定位機(jī)構(gòu)，所述第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為齒輪齒條機(jī)構(gòu)，該齒輪齒條機(jī)構(gòu)中的驅(qū) 動(dòng)齒輪的齒輪座固定設(shè)置，齒條為一端固定所述充電頭的直線運(yùn)動(dòng)構(gòu)件。上述充電定位機(jī)構(gòu)，所述車體上設(shè)有與所述齒條構(gòu)成移動(dòng)副的固定座。對(duì)于所說(shuō)的所述第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為絲杠絲母副，其中所述充電座的背面設(shè)有作為絲 母的連接塊。上述充電定位機(jī)構(gòu)，所述紅外發(fā)生器固定在所述充電頭的中下部，所述紅外接收 器設(shè)有三個(gè)，在所述充電座上呈等腰三角形布置。
下面結(jié)合說(shuō)明書附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作更具體的說(shuō)明，使本領(lǐng)域的技術(shù) 人員更好的理解本實(shí)用新型，其中圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中充電定位機(jī)構(gòu)充電頭及其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中充電定位機(jī)構(gòu)充電座及其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖2中充電座的左視結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、車體，2、信號(hào)線，3、電源線，4、固定座，5、導(dǎo)線移動(dòng)軸，6、驅(qū)動(dòng)齒輪，7、充 電頭，8、接觸腳，9、紅外發(fā)生器，10、齒輪組，11、電機(jī)，12、連接塊，13、導(dǎo)軌，14、紅外接收器， 15、充電接觸端，16、充電座，17、充電箱。
具體實(shí)施方式
參照說(shuō)明附圖1和2，其示出了一種充電定位機(jī)構(gòu)，其包括充電頭7，一端面設(shè)有接觸腳8和紅外發(fā)生器9 ；第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，設(shè)于移動(dòng)機(jī)器人的車體1上，用于驅(qū)動(dòng)所述充電頭沿直線運(yùn)動(dòng)；充電箱17，其朝向所述充電頭的面設(shè)有與該充電頭匹配的充電座16和驅(qū)動(dòng)該充 電座上下運(yùn)動(dòng)的第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中充電座上設(shè)有紅外接收器14 ；以及控制器，接受所述紅外接收器的信號(hào)，計(jì)算充電頭與充電箱的位置偏差生成目標(biāo) 位置，控制所述第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述充電座運(yùn)行至目標(biāo)位置，其后控制所述第一驅(qū)動(dòng)機(jī) 構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述充電頭運(yùn)行至預(yù)定充電位置。所述第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)優(yōu)選齒輪齒條機(jī)構(gòu)，本身齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中傳動(dòng) 精度較高、成本較低的一種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，作為充電頭直線運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在滿足使用要求的 情況下，可以節(jié)約成本。自然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以想到使用其它的能夠?qū)崿F(xiàn)直線運(yùn)動(dòng) 的機(jī)構(gòu)，比如絲杠絲母機(jī)構(gòu)，但相對(duì)成本較高。這種替代也應(yīng)當(dāng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍 之內(nèi)。且基于本方案的設(shè)計(jì)構(gòu)思的技術(shù)特征的等同替代方式和明顯變形方式為本實(shí)用新型 技術(shù)構(gòu)思和技術(shù)特征示例指導(dǎo)下不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)獲得的，也應(yīng)當(dāng)落入本實(shí)用新型的 保護(hù)范圍之內(nèi)。該齒輪齒條機(jī)構(gòu)中的驅(qū)動(dòng)齒輪6的齒輪座固定設(shè)置，齒條為一端固定所述充電頭的直線運(yùn)動(dòng)構(gòu)件。這里還需要考慮充電頭對(duì)應(yīng)的電源線3和紅外發(fā)生器對(duì)應(yīng)的信號(hào) 線2的走線，可行的方式是所述齒條開(kāi)設(shè)貫穿兩端的通孔，以使所述信號(hào)線和電源線通過(guò)。所述車體上設(shè)有與所述齒條構(gòu)成移動(dòng)副的固定座4，該固定座與所述齒條的配合 方式可以采用最簡(jiǎn)單的成本較低的軸孔配合方式，自然，這里所考慮的是充電頭所需要的 行程并不長(zhǎng)，因此所述軸孔配合方式也易于設(shè)置，且軸孔配合也是一種面接觸配合，傳動(dòng)精 度也易于保證。另外一種方式可以采用軌道副，穩(wěn)定性更好。為了獲得較高的定位精度，所述第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為絲杠絲母副，其中所述充電座的 背面設(shè)有作為絲母的連接塊12。其中絲杠的驅(qū)動(dòng)裝置可以采用伺服電機(jī)配置相應(yīng)的減速 機(jī)，因伺服電機(jī)控制精度比較高，速度也容易控制，可以之間使用簡(jiǎn)易的齒輪組10予以替 代。為了更好的實(shí)現(xiàn)充電定位，所述紅外發(fā)生器固定在所述充電頭的中下部，所述紅 外接收器設(shè)有三個(gè)，在所述充電座上呈等腰三角形布置。
權(quán)利要求一種充電定位機(jī)構(gòu)，其特征在于其包括充電頭(7)，一端面設(shè)有接觸腳(8)和紅外發(fā)生器(9)；第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，設(shè)于移動(dòng)機(jī)器人的車體(1)上，用于驅(qū)動(dòng)所述充電頭沿直線運(yùn)動(dòng)；充電箱(17)，其朝向所述充電頭的面設(shè)有與該充電頭匹配的充電座(16)和驅(qū)動(dòng)該充電座上下運(yùn)動(dòng)的第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中充電座上設(shè)有紅外接收器(14)；以及控制器，接受所述紅外接收器的信號(hào)，計(jì)算充電頭與充電箱的位置偏差生成目標(biāo)位置，控制所述第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述充電座運(yùn)行至目標(biāo)位置，其后控制所述第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述充電頭運(yùn)行至預(yù)定充電位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電定位機(jī)構(gòu)，其特征在于所述第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為齒輪齒條 機(jī)構(gòu)，該齒輪齒條機(jī)構(gòu)中的驅(qū)動(dòng)齒輪(6)的齒輪座固定設(shè)置，齒條為一端固定所述充電頭 的直線運(yùn)動(dòng)構(gòu)件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的充電定位機(jī)構(gòu)，其特征在于所述車體上設(shè)有與所述齒條構(gòu) 成移動(dòng)副的固定座(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電定位機(jī)構(gòu)，其特征在于所述第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為絲杠絲母 畐0，其中所述充電座的背面設(shè)有作為絲母的連接塊(12)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的充電定位機(jī)構(gòu)，其特征在于所述紅外發(fā)生器固定 在所述充電頭的中下部，所述紅外接收器設(shè)有三個(gè)，在所述充電座上呈等腰三角形布置。
專利摘要本實(shí)用新型充電定位機(jī)構(gòu)，其包括充電頭，一端面設(shè)有接觸腳和紅外發(fā)生器；第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，設(shè)于移動(dòng)機(jī)器人的車體上，用于驅(qū)動(dòng)所述充電頭沿直線運(yùn)動(dòng)；充電箱，其朝向所述充電頭的面設(shè)有與該充電頭匹配的充電座和驅(qū)動(dòng)該充電座上下運(yùn)動(dòng)的第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中充電座上設(shè)有紅外接收器；以及控制器，接受所述紅外接收器的信號(hào)，計(jì)算充電頭與充電箱的位置偏差生成目標(biāo)位置，控制所述第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述充電座運(yùn)行至目標(biāo)位置，其后控制所述第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述充電頭運(yùn)行至預(yù)定充電位置。本方案便于機(jī)器人控制，安全可靠。
文檔編號(hào)H01M10/44GK201576723SQ200920290409
公開(kāi)日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2009年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月21日
發(fā)明者張彩友, 曹濤, 王堅(jiān)敏 申請(qǐng)人:山東魯能智能技術(shù)有限公司;嘉興電力局