CN103441376B - 一种自动行走装置柔性充电对接机构 - Google Patents

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Abstract

本发明具体公开了一种自动行走装置柔性充电对接机构，包括导向机构、柔性机构以及对接机构，所述的导向机构安装有对接机构，所述的导向机构包括至少一对相互配合的导向件I、II，其中导向件I安装在自动行走机构上，导向件II安装在柔性机构。本发明的自动行走装置在自身电池的电量消耗以后，要自动到充电桩去充电，在没有人为干预的情况下，将充电桩的充电回路准确可靠的接入自动行走装置。

Description

一种自动行走装置柔性充电对接机构
技术领域
本发明专利涉及一种自动行走装置充电柔性对接机构。
背景技术
自动行走装置在现代得到了广泛的应用，其中包括了自动行走的机器人，沿轨道行驶的车辆、遥控行驶的车辆、有人驾驶及自主行驶的车辆等等，大部分都要靠充电来提供动力，并且电力也是一种环保的能源，得到大力的提倡。
但是现在的充电过程一般都要在人为干预下进行，即需要人来插拔充电插头，其优点是可以通过软线连接来弥补位置的偏差，其缺点是无法应用于无人值守的环境，并且无法实现定时充电等自动功能和高档应用环境。
应用本发明专利涉及的技术，可以实现充电连接的自动化，节省人力，减少人为干预，提高工作效率，适用于无人值守的工作环境，并适于定时充电等错峰用电措施，对于自动行走装置相对于充电桩的位置精度要求相对较低，可在一定范围内容忍位置和角度偏差的存在，降低了对自动行走装置导航精度和行驶精度的要求，因而可以降低自动行走装置的制造成本。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明具体公开了一种自动行走装置充电柔性对接机构。
本发明采用的技术方案如下：
一种自动行走装置柔性充电对接机构，包括导向机构、柔性机构以及对接机构，所述的导向机构安装有对接机构，所述的导向机构包括至少一对相互配合的导向件I、II，其中导向件I安装在自动行走机构上，导向件II安装在柔性机构上。
所述的导向件I为球头圆柱体，导向件II为与球头圆柱体相配合的，且连接在一起并相通的锥体和柱体，且锥体和柱体的内部为空心。
所述的导向件I为凸起的矩形锥体，导向件II为与矩形锥体相配合的矩形锥孔。
所述的柔性机构包括克服位置偏差机构、克服角度偏差机构及复位机构，所述的克服角度偏差机构的一端连接克服位置偏差机构，另一端连接导向机构的导向件I，且所述的克服位置偏差机构、克服角度偏差机构均安装有复位机构。
所述的克服位置偏差机构为直线运动结构，包括导轨或直线滑台或连杆机构；
所述的克服角度偏差机构为旋转机构，包括销轴铰链结构。
所述的复位机构为弹性元件，包括复位弹簧I和复位弹簧II。
所述的销轴铰链结构的一端设有与其连接的直线滑台，另一端设有两个与其连接的导向件I，且在销轴铰链结构与导向件之间设有与其连接的复位弹簧I，在直线滑台的两侧安装有复位弹簧II。
复位弹簧均为成对使用，复位弹簧I为压簧，复位弹簧II为拉簧，其目的是让机构在弹簧力的作用下达到平衡，在未受外力作用时处于中位。
所述的柔性机构可以只在水平方向或垂直方向克服位置及角度偏差，也可串联复合使用同时克服在水平及垂直方向的位置及角度偏差。
所述的对接机构包括安装在导向结构上的多个电路触点。
所述的电路触点为标准的接插件。
所述的导向机构在电动推杆的作用下运动。
本发明的工作过程为：
当相互配合的导向件产生左或右的位置偏差时，电动推杆带动球头圆柱体导向件I向前运动，当球头圆柱体导向件I接触到圆锥孔导向件II时，就会产生一个向锥孔底部的滑动力，也即是导向力，在这个导向力作用下，直线滑台就会滑动一段距离以弥补两个导向件产生左或右的位置偏差。一旦对接拔出后，滑台在复位弹簧的作用下还可以回到中位。
当相互配合的导向件对中轴线不重合，产生一定的角度偏差时，电动推杆带动球头圆柱体导向件I向前运动，当球头圆柱体导向件I接触到圆锥孔导向件II时，就会产生一个向锥孔底部的滑动力，作用于球头圆柱体导向件I就会产生一个导向力矩，使销轴铰链结构产生一定角度的转动，以弥补两个导向件因对中轴线不重合产生的角度偏差。一旦对接拔出后，销轴铰链结构在复位弹簧的作用下还可以回到中位。
当对接的两导向件同时存在位置及角度的偏差，以上两部分所述的导向力及导向力矩将同时起作用，在一定的范围内可以弥补位置及角度的偏差带来的不利影响。
若将以上自动行走装置充电柔性对接机构复合起来使用，也可在一定范围内同时弥补在水平方向和垂直方向的位置及角度的偏差。
本发明的有益效果是：
自动行走装置在自身电池的电量消耗以后，要自动到充电桩去充电，在没有人为干预的情况下，将充电桩的充电回路准确可靠的接入自动行走装置就是本发明专利要努力解决的问题。该装置无需进行严格的导航及定位就可自动对接充电，无需人工的干预，提高了自动化水平，可以实现充电连接的自动化，节省人力，减少人为干预，提高工作效率，适用于无人值守的工作环境，并适于定时充电等错峰用电措施，对于自动行走装置相对于充电桩的位置精度要求相对较低，可在一定范围内容忍位置和角度偏差的存在，降低了对自动行走装置导航精度和行驶精度的要求，因而可以降低自动行走装置的制造成本。
附图说明
图1本发明的俯视图；
图2本发明的侧视图；
图中：1.直线滑台，2.销轴铰链结构，3.球头圆柱体导向件I，4.复位弹簧II，5.复位弹簧I，6.圆锥孔和圆柱孔的结合体导向件II。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明：
本发明阐述了用导向机构和柔性机构来抵消对接的双方因位置及角度偏差而带来的不利影响的原理及结构，依此原理制作成柔性充电对接机构可使自动行走装置无需进行严格的导航及定位就可自动对接充电，无需人工的干预，提高了自动化水平，尤其适用于无人值守的环境。
如附图1、2所示，整个结构分为两部分，一部分为主动部分，附着于充电桩上，其右上部所标识双向箭头表示此部分在电动推杆等直线运动机构的带动下可与另一部分对接或拔出，为运动部件；另一部分装于自动行走装置上，接受主动部分的对接或拔出，为被动部分，无运动部件。
具体结构如下：柔性机构包括销轴铰链结构2，所述的销轴铰链结构2的一端设有与其连接的直线滑台1，另一端设有两个与其连接的球头圆柱体导向件I3，且在销轴铰链结构2与球头圆柱体导向件I3之间设有与其连接的复位弹簧I5，在直线滑台1的两侧安装有复位弹簧II4。与球头圆柱体导向件I3相配合的是圆锥孔和圆柱孔的结合体导向件II6；
具体工作过程为：当两部分产生左或右的位置偏差时，电动推杆带动一部分向另一部分运动，即当球头圆柱体导向件I3接触到圆锥孔和圆柱孔的结合体导向件II6的圆锥孔时，就会产生一个向锥孔底部的滑动力，也即是导向力，在这个导向力作用下，直线滑台1就会滑动一段距离以弥补两部分产生左或右的位置偏差。一旦对接拔出后，滑台在复位弹簧II4的作用下还可以回到中位。复位弹簧II4为两段压簧，都向中间推直线滑台1，在平衡力的作用下直线滑台1保持中位。
当两部分对中轴线不重合，产生一定的角度偏差时，电动推杆带动一部分向下运动，即当球头圆柱体导向件I3接触到圆锥孔和圆柱孔的结合体导向件II6的圆锥孔时，就会产生一个向锥孔底部的滑动力，作用于球头圆柱体导向件I3就会产生一个导向力矩，使销轴铰链结构2产生一定角度的转动，以弥补两部分因对中轴线不重合产生的角度偏差。一旦对接拔出后，销轴铰链结构在复位弹簧I5的作用下还可以回到中位。
当对接的两部分同时存在位置及角度的偏差，以上两部分所述的导向力及导向力矩将同时起作用，在一定的范围内可以弥补位置及角度的偏差带来的不利影响。
若将以上自动行走装置充电柔性对接机构复合起来使用，也可在一定范围内同时弥补在水平方向和垂直方向的位置及角度的偏差。

Claims (8)

1.一种自动行走装置柔性充电对接机构，其特征在于：包括导向机构、柔性机构以及对接机构，所述的导向机构安装有对接机构，所述的导向机构包括至少一对相互配合的导向件I、II，其中导向件I安装在自动行走机构上，导向件II安装在柔性机构上；所述的导向件I一个为球头圆柱体，导向件II为与球头圆柱体相配合的，且连接在一起并相通的锥体和柱体，且锥体和柱体的内部为空心；所述的柔性机构包括克服位置偏差机构、克服角度偏差机构及复位机构，所述的克服角度偏差机构的一端连接克服位置偏差机构，另一端连接导向机构的导向件I，且所述的克服位置偏差机构、克服角度偏差机构均安装有复位机构。
2.如权利要求1所述的对接机构，其特征在于：所述的导向件I一个为凸起的矩形锥体，导向件II为与矩形锥体相配合的矩形锥孔。
3.如权利要求1所述的对接机构，其特征在于：所述的克服位置偏差机构为直线运动结构，包括导轨或直线滑台或连杆机构。
4.如权利要求3所述的对接机构，其特征在于：所述的克服角度偏差机构为旋转机构，包括销轴铰链结构。
5.如权利要求4所述的对接机构，其特征在于：所述的复位机构为弹性元件，包括复位弹簧I和复位弹簧II。
6.如权利要求5所述的对接机构，其特征在于：所述的柔性机构包括销轴铰链结构，所述的销轴铰链结构的一端设有与其连接的直线滑台，另一端设有两个与其连接的导向件I，且在销轴铰链结构与导向件之间设有与其连接的复位弹簧I，在直线滑台的两侧安装有复位弹簧II。
7.如权利要求1所述的对接机构，其特征在于：所述的对接机构包括安装在导向结构上的多个电路触点。
8.如权利要求7所述的对接机构，其特征在于：所述的电路触点为标准的接插件。
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