CN101714676A - 充电装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种充电装置，用于为移动式机器人充电，所述充电装置包括一外壳、两个传感装置、一第一电磁铁、一插头座体及一第一弹簧。所述外壳包括一前壁、一后壁及一侧壁，该第一电磁铁固设于前壁上，该插头座体通过第一弹簧与后壁相连接，两个传感装置分别固设于侧壁上。插头座体包括一第二电磁铁、一插头及一电压传感器，该传感装置及电压传感器分别与第一、第二电磁铁电性连接，且第一、第二电磁铁异极相对设置。当机器人接触到传感装置，传感装置控制第一、第二电磁铁相互吸引，使插头伸出对机器人充电。当电压传感器感测到机器人充满电后控制第一、第二电磁铁分离，使插头拨出停止充电。本发明使机器人的充电过程实现自动化，不需人为操作。

Description

充电装置

技术领域

本发明涉及一种充电装置。

背景技术

移动式机器人通常被用于在一定范围内完成预定的任务。机器人用设置在机器人内部的充电电池为自身提供电源进行工作，但是目前对机器人充电大多数都必须通过人为操作，不能自动进行充电。若工作中的机器人突然没有电了，它就会停止工作，直到使用者将机器人拿到充电座上充电，然后等机器人充电完毕后，使用者再将机器人放回工作区域内，它才可以继续工作，这样将影响机器人的工作效率。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种可实现移动式机器人自动充电的充电装置。

一种充电装置，用于为移动式机器人充电，所述充电装置包括一外壳、两个传感装置、一第一电磁铁、一插头座体及一第一弹簧；所述外壳包括一前壁、一后壁及一侧壁，所述第一电磁铁固设于前壁上，所述插头座体通过第一弹簧可伸缩的与后壁相连接，所述两个传感装置分别固设于侧壁上邻近所述第一电磁铁位置处；所述插头座体包括一第二电磁铁、一插头及一电压传感器，所述传感装置及电压传感器分别与第一、第二电磁铁电性连接，且所述第一、第二电磁铁异极相对设置；当机器人接触到传感装置后，传感装置控制第一、第二电磁铁相互吸引，使插头伸出对机器人充电；当所述电压传感器感测到机器人充满电后控制第一、第二电磁铁分离，使插头从机器人上拨出。

本发明的充电装置，使机器人的充电过程实现自动化，并且可在机器人充完电后，自动断电，从而防止机器人充电过量，可有效提高机器人的工作效率，实用性强。

附图说明

图1是本发明实施方式提供的充电装置及机器人的俯视图。

图2是图1中充电装置的右视图。

图3是图1中充电装置的传感装置的剖视图。

图4是图1中充电装置的电路控制示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，本发明实施方式提供的一种充电装置100，用于为移动式机器人110充电，所述机器人110包括两个轮子111、一本体112及一插座113，所述两个轮子111分别可活动的连接在所述本体112的两端上，所述插座113固设在本体112的中部。在所述充电装置100与所述机器人110上分别设有一信号接收端及一信号发射端，当机器人110需要充电时就会发射出一搜寻信号以确定充电装置100所在的位置，当充电装置100接收到由机器人110发射出的搜寻信号后，发射出一位置信号使机器人110得知充电装置100所在的位置，然后机器人110通过不断的发射出搜寻信号和接收充电装置100的位置信号逐渐向充电装置100靠近。

如图1所示，所述充电装置100包括一外壳10、两个传感装置20、一第一电磁铁30、一插头座体40及一第一弹簧50。

所述外壳10包括一前壁11、一后壁12及一侧壁13，所述第一电磁铁30固设于外壳10的前壁11上，所述插头座体40通过第一弹簧50可伸缩地与外壳10的后壁12相连接，所述两个传感装置20分别固设于外壳10的侧壁13上靠近第一电磁铁30的位置处。

如图3所示，所述传感装置20用于感测机器人110是否进入充电位置，所述传感装置20可以为限位开关、光敏开关及压敏电阻开关中的一种。在本实施方式中，所述传感装置20为限位开关，其包括一壳体21、一接触部22、一导通部23及一第二弹簧24。所述接触部22通过所述第二弹簧24与壳体21相连接，所述导通部23相对于所述接触部22固设于壳体21的底部。所述导通部23包括一外圈231及一内芯232，且该外圈231及内芯232都采用金属制成，在所述外圈231上设有一第一输入端231a，且所述第一输入端231a与一外部电源相连接，在所述内芯232上设有一第一输出端232a。在所述接触部22靠近所述导通部23的位置处设有一层金属片221。所述接触部22受到外力的挤压向下运动时，第二弹簧24不断压缩，当该接触部22上的金属片221接触到导通部23后，通过金属片221的接触使导通部23的外圈231与内芯232相导通。

所述第一电磁铁30固设于外壳10的前壁11上，当对第一电磁铁30的线圈通以电流，所述第一电磁铁30产生磁性；当对第一电磁铁30的线圈断开电流，所述第一电磁铁30的磁性消失。

如图1及图2所示，所述插头座体40包括一基板41、一第二电磁铁42及一插头43，所述基板41包括一前表面411及一后表面412，所述第二电磁铁42及插头43分别固设于所述基板41的前表面411上，且所述第二电磁铁42位于插头43周围，当对第二电磁铁42的线圈通以电流，所述第二电磁铁42产生磁性；当对第二电磁铁42的线圈断开电流，所述第二电磁铁42的磁性消失。所述第二电磁铁42与所述第一电磁铁30共用同一控制电路，同时产生磁性和失去磁性，且所述第一电磁铁30与第二电磁铁42相对的一侧为异极。在所述插头座体40上还设有一电压传感器44，所述电压传感器44在充电过程中在一定的间隔时间内切断充电电压，然后量测插头43两端的电压，将所量测到的插头43两端的电压与机器人100的额定电压进行比较，以判断机器人110是否充满电，当判断出机器人110没有充满电时，开启充电电压继续对机器人110充电。在本实施方式中，所述电压传感器44所采用的型号为MC33340或MC33342。所述第一弹簧50的一端与基板41的后表面412相固接，另一端与外壳10的后壁12相连接。

所述传感装置20及电压传感器44分别与第一、第二电磁铁30、42相电性连接。当机器人110的两个轮子111同时抵持于两个传感装置20的接触部22后，在轮子111的抵持力下，所述接触部22向导通部23所在的方向运动，当所述接触部22的金属片221接触到导通部23上，使导通部23的外圈231和内芯232相连通，由于外圈231的第一输入端231a一直与一外部电源相连接，第一输入端231a处于高电平状态，当外圈231与内芯232相连通后，与内芯232相连接的第一输出端232a输出一高电平。由于所述两个传感装置20的两个第一输出端232a通过电路分别与第一、第二电磁铁30、42的线圈相连接，只有当两个第一输出端232a同时输出高电平后，所述第一、第二电磁铁30、42的线圈才会得到高电平电压，并使第一、第二电磁铁30、42产生磁性，且由于第一、第二电磁铁30、42相对的一侧为异极，所述第一电磁铁30吸引位于插头座体40上的第二电磁铁42向第一电磁铁30方向运动，所述第二电磁铁42带动插头座体40向外壳10的前壁11方向运动，从而使插头43插入到机器人110的插座113内，并对机器人110进行充电；所述第一弹簧50处于拉伸状态。位于插头座体40上的电压传感器44通过感测插头43的反馈电压得出机器人110的电压，当所述移动式机器人110电压没有充满时，所述电压传感器44的输出电压为低电平；当所述机器人110电压充满后，所述电压传感器44的输出电压为高电平。当电压传感器44感测到机器人110充满电后，输出一高电平，所述高电平用于控制第一、第二电磁铁30、42，并使第一、第二电磁铁30、42失去磁性。所述插头座体40在第一弹簧50的回复力作用下，与机器人110的插座113断开停止充电，并回复到原有的状态。在本实施方式中，当机器人110的其中一个轮子111抵持于其中一个传感装置20的接触部22后，其中一个第一输出端232a输出一高电平，而另一个第一输出端232a却仍然为低电平，第一电磁铁30的线圈就不能得到高电平电压，第一电磁铁30就不会产生磁性。

如图4所示，记电压传感器44输出的电压为V1，两个传感装置20输出的电压为V2、V3，用于控制第一电磁铁30磁性的电压为V4。电路中包括一反向器R1，一第一与门R2及一第二与门R3；所述反向器R1型号为74HC04D，所述第一与门R2及第二与门R3的型号为74HC08N。所述电压传感器44与反向器R1的输入端相连，所述两个传感装置20与第一与门R2的两个输入端相连，所述反向器R1及第一与门R2的输出端与第二与门R3的两个输入端相连。当移动式机器人110的轮子111只与其中的一个传感装置20相抵触时，电压V2、V3其中一个为高电平，另一个为低电平，第一与门R2的输出为低电平，则第二与门R3的输出V4始终为低电平，第一、第二电磁铁30、42就不会产生磁性。当移动式机器人110的两个轮子111都抵触于传感装置20上后，电压V2、V3都为高电平，第一与门R2的输出就为高电平；当移动式机器人110没有充满电时，电压传感器44的输出V1始终为低电平，经过反向器R1后转化为高电平，由于第二与门R3的两个输入端都为高电平，则输出V4为高电平，第一、第二电磁铁30、42就会产生磁性，使插头43插入到插座113内，对移动式机器人110充电。当电压传感器44感测到移动式机器人110充满电后，输出的电压V1为高电平，经过反向器R1后转化为低电平，由于第二与门R3的两个输入端一个为高电平，另一个为低电平，则第二与门R3的输出电压V4为低电平，第一、第二电磁铁30、42就会失去磁性，第一弹簧50使插头43与插座113断开，停止充电。

可以理解，本发明中的移动式机器人也可以为玩具机器人。

本发明的充电装置，使移动式机器人的充电过程实现自动化，并且可在移动式机器人充完电后，自动断电，从而防止机器人充电过量，实用性强。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种像应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种充电装置，用于为移动式机器人充电，所述充电装置包括一外壳、两个传感装置、一第一电磁铁、一插头座体及一第一弹簧；所述外壳包括一前壁、一后壁及一侧壁，所述第一电磁铁固设于前壁上，所述插头座体通过第一弹簧可伸缩的与后壁相连接，所述两个传感装置分别固设于侧壁上邻近所述第一电磁铁位置处；所述插头座体包括一第二电磁铁、一插头及一电压传感器，所述传感装置及电压传感器分别与第一、第二电磁铁电性连接，且所述第一、第二电磁铁异极相对设置；当机器人接触到传感装置后，传感装置控制第一、第二电磁铁相互吸引，使插头伸出对机器人充电；当所述电压传感器感测到机器人充满电后控制第一、第二电磁铁分离，使插头从机器人上拨出。

2.如权利要求1所述的充电装置，其特征在于：所述传感装置包括一壳体、一接触部、一导通部及一第二弹簧；所述接触部通过所述第二弹簧与壳体相连接，所述导通部相对于所述接触部固设于壳体的底部。

3.如权利要求2所述的充电装置，其特征在于：所述导通部包括一外圈及一内芯，且都采用金属制成；在所述接触部靠近所述导通部的位置处设有一层金属片，所述导通部与接触部相接触，使导通部的外圈与内芯相连通。

4.如权利要求3所述的充电装置，其特征在于：在所述外圈及内芯分别设有一第一输入端及一第一输出端，所述第一输入端连接一外部电路的高电平，所述第一输出端用于控制第一、第二电磁铁的通断。

5.如权利要求1所述的充电装置，其特征在于：所述两个传感装置及电压传感器与第一、第二电磁铁之间电性连接的电路包括一反向器、一第一与门及一第二与门，所述电压传感器与反向器的输入端相连，所述两个传感装置与第一与门的两个输入端相连，所述反向器及第一与门的输出端与第二与门的两个输入端相连，所述第一、第二电磁铁分别与第二与门的输出端相连。

6.如权利要求5所述的充电装置，其特征在于：所述反向器型号为74HC04D，所述第一与门及第二与门的型号为74HC08N。

7.如权利要求5所述的充电装置，其特征在于：所述电压传感器在机器人充电过程中在一定的间隔时间内切断充电电压，然后量测插头两端的电压，将所量测到的插头两端的电压与机器人的额定电压进行比较，以判断机器人是否充满电；当判断出机器人没有充满电时，启动充电电压，对机器人继续充电。

8.如权利要求7所述的充电装置，其特征在于：当所述电压传感器感测到移动机器人还没有充满电时，输出为低电平；当所述电压传感器感测到移动机器人已经充满电时，输出为高电平。

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