一種移動機器人的自動對接充電裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種移動機器人的自動對接充電裝置，旨在提供一種對接準確可靠的自動對接充電裝置。它包括相互配合使用的插座總成和插頭總成；所述插座總成包括插座安裝基座、設置于插座安裝基座上的插座墊塊、固定安裝于插座墊塊上的插座以及至少兩個對接桿；所述插座墊塊通過直線移動機構以及直線導向復位機構設置于插座安裝基座上；所述插頭總成包括與移動機器人固定連接的插頭安裝座、設置于插頭安裝座上的插頭墊塊以及與固定設置于插頭墊塊上的插頭；所述插頭墊塊上與對接桿相應的位置處設置有供對接桿插入的對接孔，所述對接孔的入口段為錐形。所述插頭墊塊可相對插頭安裝座沿豎直方向移動和沿與插頭插入方向的垂直方向移動的方式設置。
【專利說明】—種移動機器人的自動對接充電裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及移動機器人充電設備【技術領域】，尤其是涉及一種移動機器人的自動對接充電裝置。
【背景技術】
[0002]移動機器人被越來越廣泛地應用于各種場合，如娛樂、搬運、清潔、保安等，其中包括了自動行走機器人、沿軌道行駛的車輛、遙控行駛的車輛、有人駕駛及自主行駛的車輛等坐寸。
[0003]目前，移動機器人都是使用高質量的機載可充電蓄電池組來給自身供電，由于機載電源容量的限制，機器人的工作時間受到限制，一般只能維持幾個小時，一旦電能耗盡，必須采用人工干預的方式來給機器人充電。即當移動機器人電力不足時，發出提示信號，由操作人員手動完成機器人與充電器之間的電器連接，然后實施充電，完成后也是人工脫離連接電路。其特點是安全可靠，簡單易行，但需要專人看管，浪費人力，而且這也使得機器人的自動化、智能化不完整。如果采用人工充電，那么機器人就處于一種非連續的任務環，這阻礙了機器人的長期自治。如果要實現真正意義上的長期自治，機器人必須能在所處的環境中實現自我支持，實現連續任務環。一旦開始運行，機器人便進入連續任務環，即不再需要人的幫助，在此系統中，啟動和停止是由機器人自動完成的。
[0004]當移動機器人需要補充電力時，會自動駛向指定充電區，充電區域內有電氣接口和充電裝置，為了保證移動機器人和充電裝置的電氣接口正確對接，在充電區域設計導向裝置，通過導向裝置導引移動機器人和充電裝置的電氣接口正確對接。同時，充電裝置需要滿足對接準確可靠和精度高的要求。車載充電連接器與地面充電系統自動實現電連接并實施充電。充電完成后機器人自動脫離充電系統，駛向工作區或待命區投入正常運行。由于常見的移動機器人動力能源主要依賴高品質的機載蓄電池組，如何讓機器人在無人工干預環境下安全可靠、快速高效地自動實現充電是實現無人值守的一項關鍵技術。
實用新型內容
[0005]本實用新型克服了現有技術中的缺點，提供了一種結構合理，對接準確可靠、精度高的自動對接充電裝置。
[0006]為了解決上述技術問題，本實用新型是通過以下技術方案實現的:一種移動機器人的自動對接充電裝置，包括相互配合使用的插座總成和插頭總成；
[0007]所述插座總成包括插座安裝基座、設置于插座安裝基座上的插座墊塊、固定安裝于插座墊塊上的插座以及至少兩個對接桿；所述插座墊塊通過直線移動機構以及直線導向復位機構設置于插座安裝基座上；
[0008]所述插頭總成包括與移動機器人固定連接的插頭安裝座、設置于插頭安裝座上的插頭墊塊以及與固定設置于插頭墊塊上的插頭；所述插頭墊塊上與對接桿相應的位置處設置有供對接桿插入的對接孔，所述對接孔的入口段為錐形。所述插頭墊塊可相對插頭安裝座沿豎直方向移動和沿與插頭插入方向的垂直方向移動的方式設置。
[0009]優選的是，所述直線移動機構包括至少兩個導軌，所述插座安裝基座上設置有用于安裝導軌的凹槽，所述插座墊塊上設置有與導軌嵌入配合的燕尾槽。
[0010]優選的是，所述直線導向復位機構包括至少兩個與插座安裝基座固定連接的導桿以及套裝于導桿上的彈性復位件；所述插座墊塊上設置有供導桿穿過的通孔，且導桿端部設置限位件。
[0011]優選的是，所述插頭墊塊上設置有至少一個腰子孔，通過至少兩顆限位螺釘穿過腰子孔與插頭安裝座連接。
[0012]優選的是，所述腰子孔為兩個，其各通過一個限位螺釘與插頭安裝座連接。
[0013]優選的是，所述對接桿通過螺紋方式與插座墊塊連接。
[0014]優選的是，所述對接桿為兩個，分別位于插座的兩側。
[0015]優選的是，所述插頭通過螺釘與插頭墊塊固定連接。
[0016]優選的是，所述插座通過螺釘與插座墊塊固定連接。
[0017]優選的是，所述插頭安裝座接近插座總成的一端設置有擋邊，擋邊上與插頭墊塊上的對接孔的相應位置開設有供對接桿穿過的孔，該孔的尺寸不小于對接孔的入口處尺寸。
[0018]本實用新型的自動對接充電裝置具備以下功能:
[0019]自動對接充電裝置具有自動對接功能，通過對接桿、導軌、螺釘和相應的腰子孔，在對接過程中，可使插頭和插座準確可靠完成對接；
[0020]自動對接充電裝置具有自動充電功能，插頭和插座完成對接后，可自動為設備充電；
[0021]自動對接充電裝置具有緩沖保護功能，在插頭和插座的對接過程中，通過彈性復位件的緩沖作用力，保護充電裝置；
[0022]自動對接充電裝置具有限位保護功能，設備完成充電后，插頭和插座完成分離的過程中，插座會跟隨插頭移動，通過限位件，限制插座的移動距離，確保插頭和插座可靠分離；
[0023]自動對接充電裝置具有安裝可調節功能，在插頭安裝座上開設有腰子孔，可靈活地調節插頭安裝座的相對于移動機器人的安裝位置。
[0024]與現有技術相比，本實用新型具有如下優點:
[0025]移動機器人在自身電池的電力消耗以后，要自動到充電位去充電，在沒有人干預的情況下，將充電位的充電回路準確可靠的接入移動機器人就是本專利要努力解決的問題。該裝置無需進行嚴格的導航及定位就可自動對接充電，無需人工的干預，可以實現充電連接的自動化，節省人力，減少人為干預，提高工作效率，適用于無人值守的工作環境。對于移動機器人相對于充電位的位置精度要求相對較低，可在一定范圍內容忍位置偏差的存在，降低了對移動機器人導航精度和行駛精度的要求，因而可以降低移動機器人的制造成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0027]圖1是本實用新型自動充電裝置的結構示意圖；其中，1-插座總成、2-插頭總成；
[0028]圖2是本實用新型自動充電裝置插座總成的結構示意圖；
[0029]圖3是本實用新型自動充電裝置插頭總成的結構示意圖；
[0030]圖4為本實用新型自動充電裝置柔性機構的剖視圖；
[0031〕 圖5是本實用新型自動充電裝置對接前示意圖；
[0032]圖6是本實用新型自動充電裝置對接完成后示意圖；
[0033]其中，1-插座總成、2-插頭總成、3-插座安裝基座、33-凹槽、4-導桿、5-彈性復位件、6-插座墊塊、燕尾槽、7-導軌、8-限位件、9-對接桿、10-插座、11-通孔、12-插頭安裝座、12&對接孔、13-插頭墊塊、13^-對接孔、14-插頭、15-螺釘、16-限位螺釘。
【具體實施方式】
[0034]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有付出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0035]圖1-6所示移動機器人的自動對接充電裝置，包括相互配合使用的插座總成1和插頭總成2 ；所述插座總成1安裝在地面上，所述插頭總成2通過插頭安裝座12安裝在移動機器人上；
[0036]所述插座總成1包括插座安裝基座3、設置于插座安裝基座3上的插座墊塊6、固定安裝于插座墊塊6上的插座10以及兩個對接桿9 ；所述插座墊塊6通過直線移動機構以及直線導向復位機構設置于插座安裝基座3上；
[0037]所述插頭總成2包括與移動機器人固定連接的插頭安裝座12、設置于插頭安裝座12上的插頭墊塊13以及與固定設置于插頭墊塊13上的插頭14 ；所述插頭墊塊13上與對接桿9相應的位置處設置有供對接桿9插入的對接孔133，所述對接孔133的入口段為錐形。所述插頭墊塊13可相對插頭安裝座12沿豎直方向移動和沿與插頭14插入方向的垂直方向移動的方式設置。
[0038]插座安裝基座3為支撐插座10的基本框架和外殼，插座10尾部與充電電纜連接，為載有插頭總成2的移動機器人提供充電電力，插頭安裝座12為支撐插頭14的基本框架和外殼，插頭總成2安裝于移動機器人上，插頭14的尾部通過充電電纜與移動機器人上的動力電池連接，通過插頭14和插座10的對接，將充電站的電力輸送給移動機器人所載的動力電池進行充電。
[0039]圖2所示，所述直線移動機構包括兩個導軌7，其數量可適量增加，所述插座安裝基座3上設置有用于安裝導軌7的凹槽33，所述插座墊塊6上設置有與導軌7嵌入配合的燕尾槽63。所述直線導向復位機構包括兩個與插座安裝基座3固定連接的導桿4以及套裝于導桿4上的彈性復位件5，彈性復位件5采用彈簧，顯然還可以是橡膠套筒；所述插座墊塊6上設置有供導桿4穿過的通孔11，且導桿4端部設置限位件8，用于插座墊塊6的連接，限位件8采用螺母，通過在導桿4端部加工螺紋實現連接，顯然限位件8還還可以是卡環、銷等。所述對接桿9通過螺紋方式與插座墊塊6連接，圖中對接桿9連接在插座墊塊6的凸耳上，顯然還可以是卡接、焊接等。對接桿9數量為兩個，分別位于插座10的兩側，其數量可適量增加。所述插頭安裝座12接近插座10總成1的一端設置有擋邊，擋邊上與插頭墊塊13上的對接孔133的相應位置開設有供對接桿9穿過的孔123，該孔12&的尺寸不小于對接孔133的入口處尺寸，不干擾對接桿9的對接，擋邊可對插頭14形成有效保護，防止因機器人行駛過程中發生碰觸而損壞。
[0040]圖3所示，所述對接孔133設置于插頭墊塊13的凸耳上。所述插頭墊塊13上設置有兩個腰子孔，其各通過一個限位螺釘16與插頭安裝座12連接，所述限位螺釘16連接后，留有插頭墊塊13沿豎直方向移動以及沿腰子孔長度方向移動的空間。如圖4所示，所述限位螺釘16在其軸線方向上，螺釘頭下表面與插頭墊塊13上表面之間有一定的間隙3，所述限位螺釘16在徑向上(腰子孔的長度方向)與插頭墊塊13有一定的間隙化-^)。當然插頭墊塊13與插頭安裝座12的連接不局限于圖3所示的結構，還可以是一個長度較長的腰子孔，其內設置兩個限位螺釘16的形式，還可以是兩個以上的腰子孔等組合使用的形式。
[0041]其中，所述插頭14通過螺釘15與插頭墊塊13固定連接，所述插座10通過螺釘15與插座墊塊6固定連接。顯然還可以是螺栓、粘接等其它適用的固定連接方式。
[0042]自動對接充電裝置基本技術指標如下:
[0043]外形尺寸:(長111111 ?胍XX 寬 X 高)(200111111 ?260111111) X 145臟 X 62臟；
[0044]插頭丨插座插拔瞬間力:? 808 ；
[0045]彈性復位件壓縮行程彡30臟；
[0046]自動對接動作過程:移動機器人在接收到充電命令后駛入充電貨位，車身上的插頭總成與充電貨位上安裝的插座總成自動接駁，插頭總成和插座總成接觸前，當兩部分對中軸線不重合，存在一定的位置偏差時，安裝于插座總成上的對接桿插入插頭總成上的對接孔內，因為插頭總成上的插頭墊塊可以沿縱向和橫向有一定的運動間隙，因此通過對接桿和對接孔的作用，使得插頭總成上的插頭和插座總成上的插座自動對正，移動機器人繼續向前移動，推動插座和插座墊塊后退，使彈性復位件壓縮，當彈性復位件的彈力大于插頭和插座的插拔力時，插頭插入插座，觸發安裝于導向機構上的電路觸點，開始為移動機器人充電；電池達到充滿狀態后自動斷電，移動機器人駛離充電位，插頭帶動插座一起跟隨移動機器人向前移動，插座墊塊與限位件接觸后，限位件限制插座和插座墊塊不再向前移動，移動機器人繼續向前移動，在限位件的反作用力下，插頭和插座脫離，移動機器人駛離充電位投入運行。
[0047]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種移動機器人的自動對接充電裝置，其特征在于:包括相互配合使用的插座總成和插頭總成； 所述插座總成包括插座安裝基座、設置于插座安裝基座上的插座墊塊、固定安裝于插座墊塊上的插座以及至少兩個對接桿；所述插座墊塊通過直線移動機構以及直線導向復位機構設置于插座安裝基座上； 所述插頭總成包括與移動機器人固定連接的插頭安裝座、設置于插頭安裝座上的插頭墊塊以及與固定設置于插頭墊塊上的插頭；所述插頭墊塊上與對接桿相應的位置處設置有供對接桿插入的對接孔，所述對接孔的入口段為錐形，所述插頭墊塊可相對插頭安裝座沿豎直方向移動和沿與插頭插入方向的垂直方向移動的方式設置。
2.根據權利要求1所述移動機器人的自動對接充電裝置，其特征在于:所述直線移動機構包括至少兩個導軌，所述插座安裝基座上設置有用于安裝導軌的凹槽，所述插座墊塊上設置有與導軌嵌入配合的燕尾槽。
3.根據權利要求2所述移動機器人的自動對接充電裝置，其特征在于:所述直線導向復位機構包括至少兩個與插座安裝基座固定連接的導桿以及套裝于導桿上的彈性復位件；所述插座墊塊上設置有供導桿穿過的通孔，且導桿端部設置限位件。
4.根據權利要求1所述移動機器人的自動對接充電裝置，其特征在于:所述插頭墊塊上設置有至少一個腰子孔，通過至少兩顆限位螺釘穿過腰子孔與插頭安裝座連接。
5.根據權利要求4所述移動機器人的自動對接充電裝置，其特征在于:所述腰子孔為兩個，其各通過一個限位螺釘與插頭安裝座連接。
6.根據權利要求1所述移動機器人的自動對接充電裝置，其特征在于:所述對接桿通過螺紋方式與插座墊塊連接。
7.根據權利要求1所述移動機器人的自動對接充電裝置，其特征在于:所述對接桿為兩個，分別位于插座的兩側。
8.根據權利要求1所述移動機器人的自動對接充電裝置，其特征在于:所述插頭通過螺釘與插頭墊塊固定連接。
9.根據權利要求1所述移動機器人的自動對接充電裝置，其特征在于:所述插座通過螺釘與插座墊塊固定連接。
10.根據權利要求1所述移動機器人的自動對接充電裝置，其特征在于:所述插頭安裝座接近插座總成的一端設置有擋邊，擋邊上與插頭墊塊上的對接孔的相應位置開設有供對接桿穿過的孔，該孔的尺寸不小于對接孔的入口處尺寸。
【文檔編號】H01R13/631GK204216311SQ201420576825
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年10月8日 優先權日:2014年10月8日
【發明者】顧慧卿, 孫明山, 程欣 申請人:昆明七零五所科技發展總公司